CA6140主轴箱设计.doc

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1、 1 湖南生物机电职业技术学院 毕业设计成果报告书 题目： CA6140 主轴箱设计 . 专 业 机械制造与自动化 . 班 级 机制 14346 班 . 姓 名 罗顺时 . 指导教 师 方耿 . 2017 年 6 月 5 日 2 目 录 一、设计任务与调研 . 3 1、毕业设计主要任务 . 3 2、设计思路、方法 . 3 3、相关资料 . 3 4、调研目的和总结 . 4 二 、 设计过程与说明 . 5 1、设计方案 . 5 2、设计过程 . 5 2.1主轴箱设计目的 . 5 2.2主轴箱的组成 . 5 2.3主轴箱的主要传动系统构成 . 5 2.4主轴箱的主要参数 . 6 3、设计过程的问题与

2、解决措施 . 6 三、设计成果简介 . 7 1、设计成果 . 7 1.1主箱体各轴安装图 . 7 1.2 箱体零件图 . 7 1.3主轴传动 路线 . 9 2、 作品的特点 . 10 3、佐证材料 . 10 四、结束语 . 11 1、 总结： . 11 2、建议和改正意见： . 11 3、致谢： . 11 3一、设计任务与调研 1、毕业设计主要任务 进一步加深对机械制造工艺学理论知识的理解，做好设计说明书、零件图、装配图，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并使我们有初步的结构分析，结构设计和计算能力。 2、设计思路、方法 根据 CA6140 主

3、轴箱结构及设计参数，确定主轴箱结构、转速图，最终确定传动结构、传动系统图，完成主轴箱箱体、各传动轴轴上零件计算，依据轴、齿轮的设计方法进行设计。 3、相关资料 主轴箱一般用灰铸铁 HT200、 HT250， 小齿轮选用 45 钢，调质处理，硬度为 200HBS， 查阅机械设计基础、金属切削机床、机械制图、机械制造基础、材料力学，主轴箱图 44、调研目的和总结 这次毕业设计目的进一步加强基础专业知识，提高和训练动手和创新能力，通过这些也让我 提高了自己的综合能力，让我对之前的知识点做了一次总结，让我对机械制图、方案设计等有了进一步提高。过去几年，我国机床行业处于一个高速增长的时期，到 2007

4、年止，机床工具行业保持了连续 8年的快速增长，各项主要经济指标以国内生产总值（ GDP）增速的 2-3 倍速度增长，行业规模和整体实力在壮大，企业产能在增加。进入 2008 年，尤其是下半年开始，受到金融危机的冲击和影响，机床行业增长速度明显回落，特别是普通型机床（非数控类）需求下滑较快，销售及回款出现了持续下滑的态势，企业库存增加较为明显。金融危机过后，我国机床行业又 开始迅速增长。 CA6140 车床因价格便宜，应用广泛高已被中小型企业广泛应用。 5二 、 设计过程与说明 1、设计方案 对主轴箱在书本的描述中有过一定的了解，在功能、材料、形状等方面去着手，分析了它的性能和结构性，最终确定了

5、此毕业设计的方案。 2、设计过程 2.1 主轴箱设计目的 通过 CA6140 主轴箱的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基 本的设计方法，并使我们有初步的结构分析，结构设计和计算能力。 2.2 主轴箱的组成 主轴箱中有卸荷带轮装置、摩擦离合器、制动器及操纵机构、主轴部件、主轴变速操纵机构等。 (1)卸荷带轮装置 ：带轮传动中产生的拉力，通过轴承、法兰盘传给主轴箱，这种结构称为卸荷带轮装置。 (2)摩擦离合器 ：主轴箱内的双向机械多片式摩擦离合器，它具有左、

6、右两组由若干内、外摩擦片交叠组成的摩擦片组。 (3)制动器及操纵机构： 制动装置的功用是在车床停机过程中，克服主工件的精度和表面粗糙度，在很大程度上决定于 主轴部件的刚度和回转精度。 (4)主轴变速操纵机构；该机构主要用来控制箱内一根轴上的双联滑移齿轮和另一根轴上的三联滑移齿轮 2.3 主轴箱的主要传动系统构成 CA6140 型卧式车床主运动，是由主电动机经三角皮带传至主轴箱中的轴 I，轴 I 上装有一个双向多片式摩擦离合器 M1，用来控制主轴的启动停止和换向。轴 I 的运动经离合器 M1 和轴 II III 间变速齿轮传至轴 III，然后分两路传递给主轴。 （ 1）高速传动路线 主轴 VI

7、上的滑移齿轮 Z50 处于左边位置，运动经齿轮副直接传给主轴。 6（ 2）中低速传动路线 主轴 VI 上的滑移齿轮 Z50 处于右边位置，且使齿式离合器 M2 接合，运动经轴 III-IV-V 间的背轮机构和齿轮副传给主轴 2.4 主轴箱的主要参数 3、设计过程 的问题与解决措施 在设计中出现过数据错误、一些资料的缺失、格式的错误， 通过 和同学 一起 进行 讨论、请教老师、以及 到图书馆 翻阅资料等方式将问题一一解决。 主电动机转速 1450r/min 加工螺纹范围 1-192mm/2-24 牙 /英寸 模数 0.25-48mm 电动机功率 7.5KW 主轴孔径 52mm 正转转速范围 10

8、-1400r/min 反转转速范围 14-1580r/min 工件最大长度 1000mm 工件最大回转直径 400mm 7三、设计成果简介 1、设计成果 1.1 主箱体各轴安装图 (1)卸荷带轮装置 ：带轮传动中产生的拉力，通过轴承、法兰盘传给主轴箱，这种结构称为卸荷带轮装置。 (2)摩擦离合器 ：主轴箱内的双向机械多片式摩擦离合器，它具有左、右两组由若干内、外摩擦片交叠组成的摩擦片组。 (3)制动器及操纵机构： 制动装置的功用是在车 床停机过程中，克服主工件的精度和表面粗糙度，在很大程度上决定于主轴部件的刚度和回转精度。 (4)主轴变速操纵机构；该机构主要用来控制箱内一根轴上的双联滑移齿轮和

9、另一根轴上的三联滑移齿轮 1.2 箱体零件图 轴承的选择根据轴承中摩擦性质的不同，可把轴承分为滑动摩擦轴承（简称滑动轴承）和滚动摩 8擦轴承（简称滚动轴承）两大类。滚动轴承由于摩擦系数小，起动阻力，而且它已标准化，选用、润滑、维护都很方便，因此在一般机器中应用较广。 滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动接 触来支承转动零件的。滚动轴承绝大多数已经标准化，并由专业工厂大量生产制造及供应各种常用规格的轴承。滚动轴承具有摩擦阻力小，功率消耗少，起动容易等优点。 滚动轴承由；内圈、外圈、滚动体、保持架等四部分组成，内圈用来和轴颈装配，外圈用来和轴承座孔装配。通常是内圈随轴颈

10、回转，外圈固定，但也可用于外圈回转，而内圈不动，或是内、外圈同时回转的场合。当内、外圈相对转动，滚动体即在内、 外圈的滚道间滚动。轴承内、外圈上的滚道有限制滚动体沿轴向位移的作用。选择轴承类型时应考虑以下的因素 (1)轴承所受的载荷，轴承所受载荷 的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。对于纯轴向载荷，一般用推力轴承。较小的纯轴向载荷可选用推力球轴承，较大的纯轴向载荷可选，用推力球轴承。对于纯径向载荷，一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。 当轴承在承受径向载荷的同时，还有不打的轴向载荷时，可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承；当轴向载荷较大的时，可选用接触角较

11、大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，或选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构，分别承担径向和轴向载荷。 (2)轴承的转速，工作转速对轴承也有一定的要求，球轴承与滚子 轴承相比较，有较高的极限转，故在高速时应优先选用球轴承。高速时宜选用相同内径而外径较小的轴承。外径较大的轴承，宜用于低速重载的场合。 轴的中心线与轴承座的中心线不重合时 ,或因轴受力而弯曲或倾斜时 ,会造成轴 承的内、外圈轴线发生偏斜。滚子轴承对轴承的倾斜最为敏感，这类轴承在偏斜状态下的承载能力可能低于球轴承。 轴承的安装和拆卸 轴承在长轴上安装时，为便于装拆，可用内圈孔为 1： 12 的圆锥孔的轴承，用以安装在紧定衬套上。 91.3

12、 主轴传动路线 主轴箱功能是支承主轴，并实现其开、停、换向、制 动和变速，把进给运动从主轴传向进给系统。 主轴箱展开图是沿轴 （ ） 的轴线展开，它基本上按主轴箱内各传动轴的传动顺序，沿其轴线取剖切面，展开绘制而成，如下图所示。 102、 作品的特点 此主轴箱在性能方面更加优良，转速有所增强，在散热方面也能更均衡，散热能力更快，在设计中安装时每个环节精益求精，选材方面也选用最合适的材料来进行，所以才能在各方面的都有所加强， 3、佐证材料 11四、结束语 1、 总结： 毕业设计是对大学所学知识的综合应用， 是理论联系实际的训练。通过毕业设计，我复习了以前在课堂上学习的专业知识，学习设计的基本技能

13、和思想。在毕业设计的过程中，我深刻认识到规范是设计的航标，必须多思考、多体会。在以后的学习和工作中，要不断加强对规范的学习和理解，只有这样，才不会出现错误。 这次设计 让我熟悉了设计的各个方面的流程，学会了把自己大学所学的知识运用到实际工作中的方法。从以前感觉学的许多科目没有实际意义，到现在觉得以前的专业知识不够扎实，给自己的设计过程带来了很大的麻烦。 只有通过自己的努力和勤奋才能将事情做好，同时也要多查阅书籍和资料 去解决问提。 2、建议和改正意见： 相互学习，注重交流。在设计过程中，我们遇到了很多问题，必须勤学好问，努力发挥集体的积极性和创造力，充分挖掘团队的潜力，这样才能提高工作效率。在

14、工程实践上，必须集体的智慧和力量，因此我们应该注重团队精神的培养。 3、致谢： 通过这次毕业设计，使我对大学三年所学的知识有了一次全面的综合运用，也学到了许多上课时没涉及到的知识，例如：数控编程、数控仿真加工，这些对今后毕业出去工作都有很大的帮助。 非常感谢 学校和系部 ，给我们创造了一个学习的机会，让我在毕业 的最后一段时间里学到了很多知识 , 本次的设计是三年来学习过程中涵盖面最广的一次设计，它不仅体现了我们对设计思考，更重要的是对我们三年来所学知识应用到了实践，使我明白了在今后设计过程中的一般步骤和方法，经过这几个月的紧张的毕业设计 ,使我在理论和动手能力上都有了进一步的提高。 在整个设计中，用到了以前所学的知识， 感谢方 老师教 给我 如何去分析问题、解决问题的方法，使我们受益非浅，从确定设计题目到现在完成毕业设计的过程中，尤其是在课题设计的前期准备工作和设计的过程中，老师提出了许许多多宝贵的设计意见，在短暂的相 处时间里，渊博的知识、敏锐的思路和实事求是的工作作风给我留下了深刻的印象，这也将对我不久的工作，起到很大的鼓动作用，将使得我终身受益，谨此向 方 老师表达我衷心的感谢和崇高的敬意！ 在此，我还要感谢 同学们 ， 你们 鼓励和支持，才使我不畏困难，迎难而上，不断地克服一个又一个的困难，直到毕业设计的圆满结束。