毕业设计（论文）-CA6140型车床进给箱设计（全套图纸）.pdf

本科毕业设计(论文) 学 院 机 械 工 程 学 院 专 业 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 学生姓名 班级学号 指导教师 二零零九年九月二零零九年九月 I 江苏科技大学本科毕业论文江苏科技大学本科毕业论文 CA6140 型车床进给箱设计型车床进给箱设计 The Feed Box Design Of CA6140 Horizontal Lathe 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 江苏科技大学本科毕业设计（论文） II 摘要摘要 CA6140 型卧式车床是普通精度级的万能机床，它的特有功能是车削一定范围内 的各种螺纹，包括切削公制螺纹、英制螺纹、模数螺纹和径节螺纹的功能，要求进给 传动链的变速机构能严格准确地按照标准螺距数列来变化。CA6140 型卧式车床进给 箱固定在床身左前面，内有进给运动的变换装置及操纵机构，其功能是改变被加工螺 纹的螺距或机动进给的进给量。变换装置包括移换机构，用来实现倒数关系及特殊因 子；基本螺距机构，用来实现车削出导程值按等差数列排列的螺纹；倍增机构，用来 实现车削螺纹的导程值成倍数关系变化的螺纹。 当 U倍 =1 时发现一条新的传动链，可以提高部分公制及模数螺纹的切削精度， 并使传动路线大大缩短。 关键词：关键词：进给箱；变换装置；移换机构；基本螺距机构；倍增机构 江苏科技大学本科毕业设计（论文） III Abstract CA6140 horizontal lathe is a universal machine of general precision. The unique function of a normal lathe is to turn, to a certain extent, all kinds of threads, including metric, British, modular and diametrical pitch threads. It requires the speed changing mechanism of the feeding transmission chain can change in accordance with the standard screw- pitch sequence strictly and accurately. The feed box of CA6140 horizontal lathe is fixed on the left front of the lathe, with a feeding speed change mechanism, the feed box can change the amount of feed and threading programs. The transform device includes shift institution, the basic pitch agency and the times agency. The shift institution is used for realizing reciprocal relations and special factors. The basic pitch agency is used for turning threads whose lead value is arranged in arithmetic progression. The times agency is made for changing in double of turning threads lead value. When the times mechanism is 1, there is a new transmission chain. It can increase the precision of some threads, and make the transmission chain much shorter. Key Words: feed box, shift institution, transfer mechanism, the basic pitch agency, double agency 江苏科技大学本科毕业设计（论文） IV 目录目录 第一章第一章 绪论绪论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1 第二章第二章 CA6140 进给箱传动方案设计进给箱传动方案设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4 2.1 CA6140 普通车床简介- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4 2.2 进给箱的传动机构- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -5 2.3 进给箱切螺纹机构设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8 2.4 切螺纹系统及齿数比的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -9 2.5 增倍机构设计以及移换机构设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -10 2.6 车制螺纹的工作过程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -12 第三章第三章 主要零件设计主要零件设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -21 3.1 齿式离合器的设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -21 3.2 各轴及轴上组件的设计验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -21 3.2.1 中心距 a 的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -22 3.2.2 XII 轴上齿轮的设计验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -22 3.2.3 XIV 轴上齿轮的验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -25 3.2.4 XIV 轴的设计验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -30 3.2.5 XV 轴上齿轮的设计验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -35 3.2.6 XV 轴的设计验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -38 3.2.7 XVI 轴齿轮的设计验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -40 第四章第四章 双联滑移齿轮进给箱传动系统的研究双联滑移齿轮进给箱传动系统的研究- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -44 4.1 新传动链车公制螺纹- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -44 4.2 新传动链车模数螺纹- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -45 4.3 新传动链的特点及适用范围- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -46 结论结论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -48 致谢致谢- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -49 参考文献参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -50 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 1 第一章第一章 绪绪 论论 一、毕业设计的目的及意义毕业设计的目的及意义 毕业设计是本科生教学活动中最后的一个重要环节。 通过这个教学环节要求达到 下列几个目的： 1、通过毕业设计，把在本科阶段中所获得的知识在实际的设计工作中综合地加以 运用。 使这些知识得到巩固， 加强和发展， 并使理论知识和生产实践密切地结合起来。 因此，毕业设计是大学学习阶段的总结性作业。 2、毕业设计是高等学校学生第一次进行的比较完整的设计过程。通过毕业设计， 培养学生独立工作、发现问题和解决问题的能力；能根据设计课题查找有关的资料， 了解本课题的前沿和发展方向；树立正确的设计思想，掌握设计的基本方法和步骤， 为以后从事设计工作打下良好的基础。 3、使学生能够熟练地应用有关参考资料，计算图表、手册，图集，规范，并熟悉 有关国家标准和部颁标准(如 GB，JB 等)，以完成一个工程技术人员在机械工程设计 方面所必须具备的基本训练。 二、毕业设计的内容毕业设计的内容 方案论证； 总体分析、设计、计算； 传动设计； 进给箱及部分组件、零件设计 相关资料检索、翻译。 三、完成后应交的作业完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等） 1.毕业设计全部资料光盘。 2.毕业设计说明书。 （正文不少于 1.5 万字） 3.总体装配图、进给箱装配图及部分组件、零件图。 （合计不少于 3 张 A0 图量） 4.相关内容检索资料与翻译（原文不少于 15000 字符） 四、设计步骤设计步骤 (一)准备阶段 1、根据设计题目进行相关资料的查找与检索。了解本课题的前沿动态和发展方 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 2 向。 2、进行设计前应先准备好有关的设计资料、手册、图册及工具等。 3、对设计任务书进行详细的研究和分析，明确设计要求和内容；分析原始数据 和工作条件。 4、拟定总的设计步骤和进度计划。 5、毕业设计进度计划表:（见下页） (二)设计与计算 CA6140普通车床的加工范围较广， 可以用于加工轴类、 套筒类和盘类的回转表面， 如车削内外圆表面，它还常用于车削各种常用螺纹，且这次设计是根据加工螺纹的要 求来进设计。主要工作是对进给箱的机构及其传动比进行设计，主要包括其基本组、 增倍组等各齿轮的齿数选择以及内部结构(如轴的设计、齿轮的设计、轴上零件的固 定方式、润滑、密封等)。 五五、完成日期及进度完成日期及进度 自 2009 年 03 月 16 日起至 2009 年 06 月 19 日止。 进度安排： 03.1603.20: 熟悉设计内容，准备相关资料。 03.2103.29: 相关资料检索、阅读、分析，确定设计方案，完成开题报告。 03.3006.01: 设计，绘图。 06.0206.11: 编写毕业设计说明书。 06.12: 提交毕业设计全部资料。 06.1306.19: 总结及答辩。 六、设计时应注意的事项六、设计时应注意的事项 （1）发挥独立工作能力 设计中发现的问题，应该首先自己考虑，提出自己的看法和意见，与指导教师一 同研究，不应向指导教师要答案，对设计中的错误和解决途径，可由教师指出，但具 体答案也应该由自己去找。对给出的回转式破碎机结构图，仅供设计时参考，对结构 图必须作仔细的研究和比较，以明确优、劣，正、误，取长补短，改进设计，切忌盲 目照抄。 （2）贯彻三边的设计方法 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 3 设计时应贯彻边画、边算、边修改的设计方法。产品的设计总是经过多次的修改 才能得到较高的设计质量， 因此在设计时应该避免害怕返工或单纯追求图纸的表面美 观，而不愿意修改已发现的不合理地方。 （3）及时检查和整理计算结果 设计开始时，就应准备一本稿本，把设计过程中所考虑的主要问题及一切计算写 在稿本上，这样便于随时检查、修改，并容易保存，不要采用零散稿纸，以免散失而 需重新演算，造成时间浪费。要向指导教师提出的问题和解决问题的方法，以及从其 它参考书籍中摘录的资料和数据，也应及时记在稿本上，使各力面的问题都做到有 根有据，理由充分，这样在最后编写计算说明书时，可以节省很多时间。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 4 第二章第二章 CA6140 进给箱传动方案设计进给箱传动方案设计 2.1 CA6140 普通车床简介普通车床简介 CA6140 型卧式车床是普通精度级的万能机床，它能完成多种加工工艺：轴类、 套筒类和盘类的回转表面，如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成型回转面，车削端 面及各种常用螺纹，还可以进行扩孔、钻孔、绞孔、和滚花等工作。 CA6140 型普通车床的加工范围较广，由于它的结构复杂，而且自动化程度低， 所以适用于单件、小批生产及修配车间，它的结构主要部件组成有： （1）主轴箱：主 轴箱内装有主轴，以及主轴变速和变向的传动齿轮。通过卡盘等夹具装夹工件，使主 轴带动工件按需要的转速旋转， 以实现主运动； （2） 刀装部件： 主要由床鞍 （大拖板） 、 横拖板、小拖板和四方刀架等组成，用于装夹车刀，并使车刀作纵向、横向或斜向的 运动； （3）尾架：主要用其后顶尖支撑工件，也可安装钻头、绞刀导孔加工刀具，以 进行孔加工，还可适当调整，实现加工长锥形的工件； （4）进给箱：进给箱内有进给 运动的变速装置及操纵机构，其功能是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量； （5）溜板箱：溜板箱的功能是把进给箱的运动传递给刀架，使刀架事项纵向进给、 横向进给，快速移动或车螺纹； （6）床身：床身是车床的基本支撑件，为机床各部件 的安装基准，使机床各部件在工作过程中保持准确的相对位置； （7）光杠和丝杠：光 杠用于一般车削，丝杠用于车削螺纹。CA6140 普通车床的主要技术性能如下： 主要参数及要求：主要参数及要求： 工件最大回转直径 400mm，工件最大长度 1000mm； 主轴转速：正转（24 级）10-1400 r/min，反转（12 级）14-1580 r/min； 加工螺纹：公制螺纹导程 1-192 mm，英制螺纹 2-24 牙/英寸，模数螺纹 m=0.25-48mm，径节螺纹 1-96 牙/英寸； 进给范围：纵向（64 级）0.023-25.4mm/r，横向（64 级）0.011-12.6mm/r； 电机功率：主电机 7.5KW。 刀架纵向快速速度： 4 米/分。 车削螺纹范围： 公制螺纹 44 种 S=1192mm。 英制螺纹 20 种 =224 牙/英寸。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 5 模数螺纹 39 种 m=0.2548mm。 径节螺纹 37 种 DP=196 牙/英寸。 主电动机： 7.5 千瓦，1450 转/分。 2.2 进给箱的传动机构进给箱的传动机构 CA6140 型卧式车床进给箱又叫走刀箱，它固定在床身左前面，内装有进给变速 机构，用来变换进给量和各种螺纹的导程，进给运动链使刀架实现纵向或横向的进给 运动及变速换向。 进给链从主轴起经换向机构、挂轮、进给箱，再经光杠或丝杠，溜板箱最后至 纵溜板或横溜板。 普通车床的特有功能是车削一定范围内的各种螺纹， 要求进给传动链的变速机构 能严格准确地按照标准螺距数列来变化。所以普通车床进给传动链的变速机构（包括 挂轮和进给箱的变速机构）主要是依据各种螺纹的标准螺距数列的有要求，同时兼顾 到以便车削的进给量范围来设计的。 传动链中的螺纹进给传动链是主轴一转，刀架移动 S 毫米（导程 S=kP,其中 k 为 实数，P 为螺距） 。 13U0UxP丝=S- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (1.2- 1) 其中 U0为主轴至丝杠之间全部定比传动机构的固定传动比，是一个常数 Ux为主轴至丝杠之间换置机构的可变传动比 P丝为机床丝杠的螺距，CA6140 机床的 P丝=12mm S 为被加工螺纹的导程 2.3 进给箱切螺纹机构设计进给箱切螺纹机构设计 CA6140 型车床具有切削公制螺纹、英制螺纹、模数螺纹和径节螺纹的功能，机 床的纵向丝杠螺纹用公制，螺距 P=12(mm)代入式(1.2- 1)得主轴每转一下，刀架移动 量为 S 毫米，这即为车削螺纹的导程值。对于单头螺纹是螺距值，因此当螺纹的基本 参数不是用螺距表示时必须将其加以换算，然后代入式（1.2- 1） 。具体方法如下： 公制螺纹：其基本参数为螺距 P(mm),因而 S=P(mm)； 英制螺纹：基本参数 l 为每一英寸长度内包含的牙数 a 即 a（牙/英寸）因而，英 制螺纹的螺距为 Sa=24.5/a 毫米； 模数螺纹：公制螺杆上的螺纹称模数螺纹，它的基本参数是以螺杆相啮合的蜗轮 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 6 模数 m（mm）来表示，因而，模数螺纹的螺距 Tm应等于蜗杆的周节长度，即 Pm= m，Sm =kPm=km； 径节螺纹：英制蜗杆上的螺纹称为径节螺纹，它的基本参数是以与螺杆相啮合的 蜗轮参数径节 DP 来表示，径节的 DP=Z/D（牙/英寸）其中 Z 和 D 分别为蜗轮的齿数 和分度圆直径（英寸） ，即蜗轮或齿轮折算到每英寸分度圆直径上的齿数。因而径节 螺纹的导程为： PDP=/DP（in）25.4/DP，SDP=k PDP=25.4k/DP 螺纹种类 螺纹公称参数 螺纹种类 参数 代号 单位 螺距 S（mm） 公制螺纹 螺距 P Mm S=kP 英制螺纹 每英寸牙数 a 牙/英寸 Sa=kPa=25.4R/a 模数螺纹 模数 m mm Sm=kPm=km 径节螺纹 径节 DP 英寸 SDP=kPDP=25.4k/DP 表 1.3- 1 各种螺纹的公称参数及螺距 一、米制螺纹一、米制螺纹 将常用的米制螺纹标准数据 t 的数列 1、1.25、1.5、1.75、2、2.5、3、3.5、4、5、 5.5、6、7、8、9、10、11、12 排列成下表 1.3- 1 所示： 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 7 8 9 10 11 12 表 1.3- 2 标准米制螺纹导程 由表中可以看出各横行的螺距数列是等差数列，而纵列是等比数列即 1、2、4、 8 的公比数是 2，根据这些特点，在进给箱中可用一个变速组来变换得到某一横行的 等差数列，这个变速组的传动比应是等差数列，通常称为基本组。以此为基础，再串 联一个扩大组，把基本组得到的螺距按 1：2：4：8 关系增大或缩小，而得到全部螺 距数列，此扩大组通常称“增倍组” 。根据进给传动降速机构在后的原则，取 ib=1、 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 7 1/2、1/4、1/8。机床所能加工的其他三种螺纹中，径节螺纹较少用，这三种螺纹的公 称参数列在表中。 公制和英制螺纹及模数和径节螺纹之间的倒数关系和特殊因子为 25.4； 公制和模 数螺纹及英寸和径节螺纹之间特殊因子为。 上述倒数关系和特殊因子 25.4 及的关系都要在设计切螺纹系统时给予解决。 现将车床上这四种螺纹所能加工的螺距 T 及其和公制螺纹的关系列于表 1.3- 3 和表 1.3- 4。 从表中可以看出这四种螺纹的基本参数有一个共同的变化特点， 即在横行上是等 差数列，而在纵行上按 2 倍的关系扩大或缩小，我们可以考虑到用车公制螺纹的基本 组和扩大组来加工另外三种螺纹。 二、模数螺纹二、模数螺纹 我们只需改变公制螺纹传动链中的某个传动比， 使平衡式左边产生一个特殊因子 ， 以便在运动中与螺距 Pm=m 的因子消去， 从而变换基本组和增倍组的传动比， 就可以像公制螺纹那样，得到分段等差数列的模数系列。 倍比关系 公制及模数螺纹（P 及 m） 1/32 0.25 1/16 0.5 0.75 1/8 1 1.25 1.5 1/4 1.75 2 2.25 2.5 3 2.75 1/2 3.5 4 4.5 5 6 5.5 1 7 8 9 10 12 11 表 1.3- 3CA6140 车床加工螺纹基本参数的排列规律 注： 内数值为模数螺纹所独有。 三、英制螺纹三、英制螺纹 它和公制螺纹螺距数列有两点区别： a、英制螺纹每英寸牙数 a 换算成螺距 Ta=25.4/a(mm)后，a 在分母上如果将上述 公制螺纹的基本组的主动与从动关系颠倒过来，即基本组的传动比变为 1/ij，那么就 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 8 可以利用具有等差数列的传动比 ij来得到参数 a 的等差数列； b、英制螺纹的螺距数值中有一个数字因子 25.4，因需要改变其中的某些传动比， 使平衡式左边能产生一个因子 25.4，以便与英制平衡式 25.4 相抵消。 此外，当英制螺纹要车制 a 分别为 3.25 和 19 时，公制螺纹的基本组少两个传动 比，故在表 1.3- 3 上加上 19 和 3.25 两个模数，它们仅仅为了与英寸与径节螺纹统一 而列入的。故表 1.3- 3 变为如下表 1.3- 4 所示： 倍比关系 公制及模数螺纹 2n- 5 _ 0.5 _ _ _ _ _ _ 2n- 4 _ 1 _ _ 1.25 _ 1.5 _ 2n- 3 1.75 2 2.25 _ 2.5 2.75 3 3.25 2n- 2 3.5 4 4.5 _ 5 5.5 6 _ 2n- 1 7 8 9 _ 10 11 12 _ 2n _ _ _ 19 _ _ _ _ 表 1.3- 4 扩大螺纹参数的排列规律 四、径节螺纹四、径节螺纹 径节螺纹的螺距 TDP=25.4/DP（mm） ，其中 DP 也是在分母上螺距中也有一个 数字银子 25.4，这些和英制螺纹相似，故可采用英制螺纹的传动路线。另外，还有一 个因子，可以和模数螺纹一样用挂轮来解决。 倍比数 英制及径节螺纹 8 (56) (64) (72) (80) (88) (96) 4 28 32 36 40 44 48 2 14 16 18 19 20 22 24 1 7 8 9 10 11 12 1/2 4 4.5 5 6 1/4 2 2.5 3 3.5 表 1.3- 5CA6140 车床加工英制及径节螺纹的基本参数排列 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 9 注： （）内数值为径节螺纹独有。 2.4 切螺纹系统及齿数比的确定切螺纹系统及齿数比的确定 普通车床中的切螺纹系统有双轴滑移齿轮结构、 摆移塔齿轮结构和三轴滑移齿轮 结构。我们选用双轴滑移齿轮结构，并且让基本组和扩大组的传动中心距相等，这样 有利于减小进给箱的尺寸。 基本螺纹机构：用来实现表 1.3- 3 中横行所代表的等差数列； 倍增机构： 用来实现表 1.3- 3， 表 1.3- 4 中各纵行之间的 2n 关系即 ud通常取 2、 1、 1/2、 1/4、1/8； 扩大螺距机构：传动比为 Ue，用来进一步扩大螺距，Ue通常取 4、8、16、32 等； 定比传动副：传动比 Uf； 左右螺纹换向机构：传动比 Ur； 交换齿轮装置：传动比为 U； 螺纹种类变换机构：传动比 Uk； 移换机构：传动比为 Ui，用来实现倒数关系及特殊因子。 上述各组成部分传统的分布顺序如下： 扩大螺距结构一般放在主传动变速系统内， 具体情况在 CA6140 主轴箱内由扩大 螺纹导程结构的传动齿轮是主运动的传动齿轮。只有在主轴上的离合器 M2 合上，主 轴处于离速状态时才用扩大螺纹导程。它的扩大倍数分别是 1、4、16。 定比传动一般放在主轴或扩大螺距换向结构之前在主轴箱中换向结构Ur在交换 齿轮之前也在床头箱中，交换齿轮设置在床头箱与进给箱之间的交换齿轮上，移换结 构一般放在基本螺距结构前后二处。 基本螺距结构一般放在第一个移换结构之后，变换结构既可放在基本螺距结构 之前，也可放在基本螺距结构之后。 倍增结构的传统布局是放在基本螺距之后。现在，从表 1- 3 排定的螺纹表中， 取公制螺纹数列中的 6.5、7、8、9、9.5、10、11、12 为基准数列则： Ubj=Sj/G=Sjmin,Sj2,Sj3,Sjmax/G。 由 6.5、7、8、9、9.5、10、11、12 这个要求滑移齿轮能实现的基本螺纹参数查 的机构方案编号 411，为了使轴向尺寸较小选中心距为 63mm，同时，由双轴滑移齿 轮结构推荐方案表查得 G=7（由机床设计手册 P1402 查得） 。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 10 所以 Ub=6.5/7、7/7、8/7、9/7、10/7、11/7、12/7 2.5 倍增机构设计以及移换机构设计倍增机构设计以及移换机构设计 一一 、增倍增倍机机构构设计考设计考虑原则虑原则： （1）根据和基本组的同中心距取 a=63； （2）选用最常用的四速机构：三轴机构。 根据倍数关系由机床设计手册 7.3- 45 查得，选用方案 15，可得各齿轮的参数。 Z13=18，Z14=45，Z15=28，Z16=35，Z17=15，Z18=48，Z19=28. Z20=18，m=2。 二二 、移、移换换机机构构齿轮齿数齿轮齿数确定确定 移换机构主要用于和交换齿轮（一般放于交换齿轮之前）配合来实现特殊因子传 动比 Us都是为了用于实现倒数关系以及特殊因子 25.4 和，以解决各种螺纹种类变 换问题。一般来说，用的最多的方案就是用移换机构（Ui）来解决倒数关系和特殊因 子 25.4。而用交换齿轮（Uc）来解决特殊因子这样可以简化调整即加工常用的公制 和英制螺距时，不需要改变交换齿轮，只有在加工不常用的模数和径节螺纹时才改变 交换齿轮。 当螺纹种类变换机构的传动比为 Uk，则特因传动比 Us为 Us=UfUtUjUk- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （1.5- 1） 由此可列出螺纹系数的运动平衡式： 1主轴UsUbUdUe=S（mm）- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （1.5- 2） 其中 P 为丝杠导程，S 为工作导程， 所以，Us=S/（UbUdUeP）- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （1.5- 3） 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 11 令 Ub=1，Ud=1，Ue=1 时的螺纹参数分别为 t0、m0、n0、p0，则： Ust=t0/P=1/kt Usm=m0/P=/km Usn=25.4/（p0P）=25.4/kn- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （1.5- 4） Usp=25.4/（p0P）=25.4/kp kt， km，kn，kp为各种螺纹相应的因特系数且 kt=P/t0，km=Pm0，kn=Pn0，kp=Pp0。 脚标 t，m，n，p 分别表示用于加工公制模数、英制、径节、螺纹，设加工公制 和英制螺纹时的交换齿轮传动比为 Uctn，加工模数螺纹时的移换机构传动比为 Ucmp， 加工英制和径节螺纹时移换机构的传动比 Uinp， 加工公制和模数螺纹时的移换机构传 动比 Uitm，则：加工公制螺纹时的特因传动比： Ust=UfUrUctnUitm- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (1.5- 5) 加工英制螺纹时的特因传动比： Usn=UfUrUctnUinp - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (1.5- 6) 两式相除得： Usn/Ust=Uinp/Uitm - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (1.5- 7) 将式（1.5- 7）中的 Usn及 Ust代入上式中得： Uinp/Uitm=25.4/（t0n0） - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (1.5- 8) 在绝大多数机床中 Uinp和 Uitm都按以下两种方案分配： (a)当 uinp=1/uitm时,Unp/Uitm=UinpxUinp=25.4/(n0 xt0) 故 Uitm=sqrt(n0t0/25.4)- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (1.5- 9) Uinp=sqrt(25.4/(n0t0)- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (1.5- 10) (b)当 Uitm=1 时,Uinp/Uitm=Uinp=25.4/(n0t0) 本车床中从两轴滑移传动齿数比设计及表 1.3- 3 和表 1.3- 4 可知： t0=7mm,m0=1.75, n0=1.25t/in, p0=7 由式（1- 13）Uinp=sqrt25.4/(n0t0)=sqrt(25.44/49) 由机床设计手册P1435 表 7.3- 46 查取 25.4/36 由平方因子组成的近似值，即： 25.4=（3272）/54 ，n=+0.063 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 12 所以 25.4=（3272）/5436=（32722232）/54 代入公式（1.5- 10）得 Uimp=sqrt（2234722）/（5472）=36/25 Uitm=25/36 根据 Uitm的值查表，公制螺纹经过三对齿轮传动： Uitm=25/3625/3636/25=25/36=Z9/Z10Z20/Z12Z12/Z11 Uinp=36/25=Z21/Z11。 三、交换齿轮齿数求法三、交换齿轮齿数求法 在双轴滑移齿轮机构中往往取 Ufxut=1 由式（1.5- 5）和（1.5- 6）可得 Uctn=Ust/ Uitm=rsn/ Uinp- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （1.5- 11） Ucmp= Usm/ Uitm=rsp/ Uinp- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （1.5- 12） 当 Uinp=1/ Uitm时，将 Uinp=sqrt=25.4/(n0t0)和 Usm=25.4/(n0P)代入（1.5- 11）式得： Uctn= Usn/Uinp=25.4/(n0P)sqrt(25.4/(n0t0) =sqrt(25.4t0)/n0P2) 由式（1.5- 12）得：Ucmp= Usm/ Uitm=(m0/P)/Ust/Uctn) =(m0/P)/(t0/P)Uctn=m0/t0Uctn 又因为 Uitm=25/36,Uinp=36/25 将其代入式（1.5- 5）及（1.5- 6）得： Uctn=(7/12)/(25/36)=21/25 Ucncp=25/(712)25.4/36 已知： Usm=7/48=UcmpUitm=25/36uc/t Ust=7/12=UitmUctn=36/25uctp Usn=25.4/21=UinpUctn=25/36uctn Usp=25.4/84=UinpUcmp=36/25ucmp 得出： Ucmt=7/4836/25 Uctp=7/1225/36 Uctn=25.4/2125/36 Ucmp=25.4/8425/36 由机床设计手册查表/4 近似因子值及相对误差表， 取齿轮变位量较小的近似 因子组：u=25/9721/25=100/9764/10036/25 而 u=63/7525/36=100/7563/10025/36. 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 13 所以交换齿轮 Z=63,Z=64,Z=100,Z=75,Z=97,至此整个进给箱齿轮传动设计全部完 毕。 2.6 车制螺纹的工作过程车制螺纹的工作过程 一、一、 车车削公制螺纹削公制螺纹时时 车削公制螺纹时，进给箱中的齿式离合器 M3、M4脱开，M5接合，运动由主轴 VI经齿轮副58/58、 换向机构33/33 （车左螺纹时经33/2525/33） 、 挂轮63/100100/75 传到进给箱中， 然后由移换机构的齿轮副 25/36 传至轴 XVI 再经过 28/28、 36/28、 32/28 传至轴 XV 然后由移换机构的齿轮副组滑移变速机构，最后经离合器 M5 传至丝杠 XIX。当溜板箱中的开合螺母与丝杠相啮合时就可带动刀架车削米制螺纹，其螺距与 齿轮搭配情况见表（1.6- 1） ，其运动式为： S=158/5833/3363/100100/7525/36U基25/3636/25U倍12。 式中：U基 从轴 XIV 传到 XV 的齿轮副传动比 U倍 从轴 XVI 传到 XVII 的齿轮副传动比 将上式化简得 S=7 U基 U倍 由式可知，如适当的选择 U基 及 U倍 的值，就可以得到各种 S 值。 在轴 XIV 到 XV 之间共有 8 种不同传动比