C6140普通车床主轴变速箱设计【3张图/14800字】【优秀机械毕业设计论文】

文档包括:
说明书一份。52页。14800字左右。
开题报告一份。
计划周记进度检查表一份。
外文翻译一份。

图纸共3张，如下所示
A0-主轴箱展开图.dwg
A0-CA6140车床主轴.dwg
A3-CA6140车床主传动系转速图和变速传动系图.dwg

一、 题目及专题
1、 题目 车床主轴传动系统设计 
2、 专题 单主轴变速机构设计 
二、 课题来源及选题依据
课题来源为无锡某机械有限公司。通过毕业设计是为了培养学生开发和创新机械产品的能力，要求学生能够针对实际使用过程中存在的机床选择问题，综合所学的机械理论设计与方法、专用机床设计方法，在机床基础型系的基础上，设计一个简单的主传动变速系统，从而达到解决实际工程问题的能力。
在设计传动件时，在满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的采用标准件，提高其互换性要求，以减少产品的设计生产成本。
三、 本设计（论文或其他）应达到的要求
1、 该部件工作时，能运转正常；
2、 拟定工作机构和驱动系统的运动方案，并进行多方案对比分析； 
3、 根据车床的加工要求，设计出机床主传动系统的原理及绘制主传动系 统的装配图；
4、 对所设计的主传动系统进行必要的验算和推导；
5、 绘制车床的主传动轴的零件图；
6、 绘制车床主传动系转速图和变速传动系图；
7、 编制设计说明书1份。
摘要
车床主要是为了进行车外圆、车端面和镗孔等项工作而设计的机床。车削很少在其他种类的机床上进行，而且任何一种其他机床都不能像车床那样方便地进行车削加工。由于车床还可以用来钻孔和铰孔，车床的多功能性可以使工件在一次安装中完成几种加工。因此，在生产中使用的各种车床比任何其他种类的机床都多。
车床的基本部件有：床身、主轴箱组件、尾座组件、溜板组件、丝杠和光杠。
主轴箱安装在内侧导轨的固定位置上，一般在床身的左端。它提供动力，并可使工件在各种速度下回转。它基本上由一个安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮(类似于卡车变速箱)所组成。通过变速齿轮，主轴可以在许多种转速下旋转。大多数车床有8~12种转速，一般按等比级数排列。而且在现代机床上只需扳动2~4个手柄，就能得到全部转速。一种正在不断增长的趋势是通过电气的或者机械的装置进行无级变速。
由于机床的精度在很大程度上取决于主轴，因此，主轴的结构尺寸较大，通常安装在预紧后的重型圆锥滚子轴承或球轴承中。主轴中有一个贯穿全长的通孔，长棒料可以通过该孔送料。主轴孔的大小是车床的一个重要尺寸，因此当工件必须通过主轴孔供料时，它确定了能够加工的棒料毛坯的最大尺寸。

关键字：车床；主轴箱组件；主轴；无级变速

Abstract
Lathes are machine tools designed primarily to do turning, facing and boring, Very little turning is done on other types of machine tools, and none can do it with equal facility. Because lathes also can do drilling and reaming, their versatility permits several operations to be done with a single setup of the work piece. Consequently, more lathes of various types are used in manufacturing than any other machine tool.
The essential components of a lathe are the bed, headstock assembly, tailstock assembly, and the leads crew and feed rod.
The headstock is mounted in a foxed position on the inner ways, usually at the left end of the bed. It provides a powered means of rotating the word at various speeds . Essentially, it consists of a hollow spindle, mounted in accurate bearings, and a set of transmission gears-similar to a truck transmission—through which the spindle can be rotated at a number of speeds. Most lathes provide from 8 to 18 speeds, usually in a geometric ratio, and on modern lathes all the speeds can be obtained merely by moving from two to four levers. An increasing trend is to provide a continuously variable speed range through electrical or mechanical drives.
Because the accuracy of a lathe is greatly dependent on the spindle, it is of heavy construction and mounted in heavy bearings, usually preloaded tapered roller or ball types. The spindle has a hole extending through its length, through which long bar stock can be fed. The size of maximum size of bar stock that can be machined when the material must be fed through spindle.

Key words: Lathes; headstock assembly; variable speed;

目录
摘要 III
ABSTRACT IV
1 绪论 1
1.1毕业设计的目的 1
1.2机床主传动系统设计要求 1
2 车床参数的拟定 2
2.1车床主参数和基本参数 2
2.1.1极限切削速度Vmax、Vmin的确定 2
2.1.2主轴的极限转速的确定 2
2.1.3主轴转速级数和公比的确定 3
2.1.4主电机的选择 3
3 主传动系统设计 6
3.1传动结构式、结构网、转速图的确定 6
3.1.1传动形式的确定 6
3.1.2传动组及各传动组中传动副的数目 6
3.1.3 传动系统扩大顺序的安排 7
3.1.4 绘制转速图 7
3.1.5转速图的拟定 7
3.1.6分配降速比 8
3.2 齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 10
3.2.1带轮确定 10
3.2.2齿轮齿数的确定的要求 14
4 强度计算和结构草图设计 17
4.1 确定计算转速 17
4.1.1 各轴、齿轮的计算转速 17
4.2轴的估算和验算 19
4.2.1 主轴的设计与计算 19
4.2.2传动轴直径的估算 22
4.3 齿轮模数的估算和计算 24
4.3.1齿轮模数的估算 24
4.3.2 齿轮模数的验算 26
4.4 轴承的选择与校核 31
4.4.1一般传动轴上的轴承选择 31
4.4.2主轴轴承的类型 31
4.4.3 轴承间隙调整和预紧 33
4.4.4轴承的较核 34
4.4.5 轴承的密封和润滑 36
4.5 片式摩擦离合器的选择与验算 36
4.5.1按扭矩选择 36
4.5.2片式离合器的计算 36
4.5.3计算摩擦面的对数Z 37
5 主轴箱的箱体设计 39
6 结论与展望 40
6.1 结论 40
6.2 展望 40
致 谢 41
参考文献 42

课题来源
由于前期我在无锡某机械厂实习，主要从事普通车床的加工与维修，经几个月的实习，已熟悉掌握车床的工作原理及加工流程。经老师指导，选择自己熟悉的产品做课题。
科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）
（1）课题科学意义
该课题主要是为了培养学生开发和创新机械产品的能力，要求学生能够结合企业实际生产现状，针对实际使用过程中存在的机床选择问题，综合所学的机械理论设计与方法、专用机床设计方法，在机床基础型系的基础上，设计一个简单的主传动变速系统，从而达到解决实际工程问题的能力。
在设计车床主轴传动系统设计--主轴变速机构设计时，在满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的采用标准件，提高其互换性要求，以减少产品的设计生产成本。
（2）主轴变速箱的研究状况及其发展前景
作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛应用于机械加工行业中，作为其主要部分的主轴箱就成为专家研究的对象。CA6140型普通车床的主要组成部分有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。
主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。
在现代制造业中，车床应用很普遍，从这个意义上讲，对主轴变速箱这个车床重要的部分的研究与设计具有重要的现实意义。根据工件的加工需要，优化的主轴箱能够使车床的工作效率提高，进而降低工人的工作强度。现代大型工业技术的飞速发展，降低人工成本具有重要的理论意义和现实意义。
在我国，CA6140普通车床是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。因此，其主轴箱的优化设计是必须进行的，这样才能适应社会制造业的发展需求。

研究内容
① 分析主轴箱结构、原理及各零件配合；
② 对车床主轴箱主要参数的确定； 
③ 主轴箱传动方案和传动系统图的拟定
④ 对主要零件进行计算和验算； 
⑤ 利用AUTOCAD软件画出装配图，零件图；
⑥ 对于主轴箱设计，能够全面深入了解箱体各部分的设计原则以及合理分析各结构配合对设计的影响。
拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
（1）实验方案
通过实践与大量搜集、阅读资料相结合，掌握好基本原理后，对车床的主传动系进行数学建模，并通过模拟实验分析建立车床主轴传动系统设计--主轴变速机构的实体模型，设计一个简单的主传动变速系统，并进行现场实验，来进行传动件的最优化设计。
（2）研究方法
① 资料查寻比较，选择合理方案，与导师同学讨论。
② 主要运用文字叙述和AUTOCAD软件为主进行图纸设计。 
研究计划及预期成果
2012年11月12日-2012年12月2日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。
2012年12月3日-2013年1月20日：填写毕业实习报告。
2013年1月21日-2013年1月30日：按照要求修改毕业设计开题报告。
2013年2月1日-2010年2月15日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。
2013年2月16日-2010年3月15日：主轴变速箱设计。
2013年3月16日-2013年4月1日：主轴箱各零件设计。
2013年4月2日-2013年5月25日：毕业论文撰写和修改工作。
现场调研、模拟、建模、实验、机器调试，达到产品的最优化设计，大大降低劳动强度和提高生产效率。
特色或创新之处
适用于企业对现有机床进行改型换代的要求，且可以扩大机床的加工工艺范围，对车床主传动系统进行优化设计，可降低工人的劳动强度、减少机械加工工艺时间和降低机械零件的生产成本。

已具备的条件和尚需解决的问题
针对实际使用过程中机床主传动变速系统存在的问题，综合所学的机械理论设计与方法、专用机床设计方法，对车床主轴传动系统设计--主轴变速机构进行改进，进而提高自身开发和创新机械产品的能力。