CA6140普通车床溜板箱课程设计任务书.pdf
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1 CA614CA6140 0 普通车床溜板箱课程设计任务书普通车床溜板箱课程设计任务书 目录目录 一 溜板箱结构分析 3 二 设计参数 3 三 电动机选择 4 2 四 溜板箱设计计算 5 4 1 齿轮传动系统优化 5 4 1 1 普通车床溜板箱传动分析 5 4 1 2 溜板箱传动优化 6 4 1 3 进给量的计算 7 4 1 4 溜板箱中各齿轮尺寸设计与计算 9 4 2 动力计算 11 4 2 1 转速分布 11 4 2 2 转速图 11 4 3 轴承部分的校核 11 4 4 蜗轮蜗杆的设计 13 4 5 溜板箱布局设计 16 五 参考资料 17 3 一 一 溜板箱结构分析溜板箱结构分析 溜板箱内的主要结构有纵向和横向机动进给的传动机构及其反正向机构 开 合螺母机构 快速移动机构 单向超越离合器 操纵机构 手动进给机构 读数 机构 过载保护机构 碰停机构及连锁机构等 溜板箱上的操纵手柄有 开合螺 母手柄用于开合螺母操作 合上螺母可加工螺纹 支开螺母可普通进给 十字操 纵手柄用于操纵刀架的机动进给方向 大手轮用于控制床鞍的手动纵向移动 为 操纵方便 溜板箱的右下方也装有主轴换向操纵手柄 溜板箱结构如图所示 a b 图图 1 1 溜板箱结构图溜板箱结构图 二 设计参数设计参数 床身上最大回转直径 400mm 刀架上最大回转直径 210mm 最大工件长度 1000mm 进给量 纵向 64 种 0 028 6 33mm r 设定输入溜板箱的光杠的转速为 800r min 输入溜板箱的功率为 0 5kw 溜板箱纵向进给输出轴的转速为 20r min 4 三 三 电动机选择电动机选择 根据设计经验选择 AQS5634 和 AQS5634 型号的电机 参考数据如下表 型号型号 额定额定 功率功率 W 额定额定 电压电压 V 频率频率 Hz 同步同步 转速转速 r min 持续持续 时间时间 M 效率效率 功率功率 因数因数 Cos 额额 定定 电电 流流 起动起动 转矩转矩 额定额定 转矩转矩 最大最大 转矩转矩 额定额定 转矩转矩 AQS5634 250380501365460 5562 52 7 2AQS5634 AQS5634 2503806015005460 5562 93 2AQS5634 AQS5634C 3003805015003500 5562 52 7 2AQS5634C AQS5634C 3703806018003500 5562 93 2AQS5634C AQS5632 370380503005700 6062 52 7 2AQS5632 AQS5632 3703806030005700 6062 93 2AQS5632 NJI2 4110038050150015 730 8622 JCO2 21 2150038050300025 800 8272 22 4 表表 3 1 根据表 1 数据可知 电机转速 1360r min 功率 0 5KW 扭矩根据公式 T 9550 P n 1755 5 N mm 选用 NJI2 4 型号电机 5 四 四 溜板箱设计溜板箱设计计算计算 4 14 1 齿轮齿轮传动系统优化传动系统优化 4 4 1 1 1 1 普通车床溜板箱传动分析普通车床溜板箱传动分析 溜板箱的主要作用是将进给运动或快速电机传给拖板和刀架 从而实现纵向 和横向及正 反向机动进给或快速移动 下图为机床溜板箱传动系统的示意图 在图 4 1 中 由于蜗杆 6 被传动系统的其它零件遮盖了 因此将它连同轴 XXII XXI XX 一起向左移出 以表示清楚 蜗杆 7 在移出图上仍假想画上 以便看清 楚它与蜗杆的啮合关系 图图 4 1 溜板箱传动系统图溜板箱传动系统图 根据图示 下面对溜板箱的机动纵 横向进给运动 手动纵 横向机动进给 运动及刀架的快速移动的传动路线进行介绍 1 机动纵向进给运动 由光杆 XX 把进给箱的运动传入后经齿轮副 36 32 和 32 56 单向超越和离合 器 M8 传动到轴 XXII 由蜗杆和蜗轮副 4 29 传到轴 XXIII 拨动牙嵌式离合器 M6 向前合上时 运动由齿轮副 40 30 和 30 48 经过轴 XXVII 传到轴 XXIV 再经 过齿轮副 28 80 传给轴 XXV 该轴后面的小齿轮 8 与固定在床身的齿条 9 啮合 小齿轮转动时 就使溜板箱带动刀架获得向左的纵向进给运动 当 M6 向后合上 运动由轴 XXIII 经齿轮副 40 48 传到轴 XXIV 然后与上诉同样路线 最后带动 刀架获得向右的纵向进给运动 6 2 机动横向进给运动 运动由光杠 XX 传到轴 XXIII 以后 当离合器 M7 向后合上时 运动由齿轮副 40 48 传到轴 XXVIII 再经过齿轮副 48 48 和 59 18 传动横向进给丝杠 XXX 从 而使横向拖板作向前的横向进给运动 当 M7 向上合上时 运动由轴 XXIII 经齿 轮副 40 30 和 30 48 经过轴 XXVII 传到轴 XXVIII 然后与上述同样路线使拖板 作向后的横向进给运动 3 手动纵 横向进给运动 转动手轮 1 经过齿轮副 17 80 传动轴 XXV 获得纵向手动进给运动 转动横 向进给手轮 带动横向进给丝杠 XXX 转动 而获得横向手动进给运动 4 刀架的快速移动 刀架的快速移动是使刀具快速接近或离开工件 以减轻工人的劳动强度和缩 短辅助时间 当需要快速移动时 接通快速电机 370 瓦 2600 转 分 经齿 轮副 13 29 传到轴 XXII 由蜗杆副 4 29 可分别传到刀架而获得快速纵向移动或 横向移动 5 纵向移动刻度盘 纵向移动刻度盘是用于记载刀架及溜板箱的纵向移动量 它套装在纵向移动 手轮轴 XXVI 的外面 当刀架纵向移动时 轴 XXV 也随着转动 于是经齿轮副 33 39 及 39 105 传动带动内齿轮的刻度盘体 5 靠螺钉 2 和弹子带动刻度盘 3 转动 松开螺钉 2 则刻度盘的锁紧装置松开 即可调整刻度盘的周向位置 调整好后 再用螺钉 2 紧固 刻度盘每转一转 车床按纵向移动 300mm 刻度盘圆周上共有 300 格 每格移动量为 1mm 4 4 1 1 2 2 溜板箱传动优化溜板箱传动优化 根据 4 1 分析的普通车床溜板箱传动系统分析 可以看到传动路线复杂 且 操作也不易 在保证功能的前提下 对普通车床溜板箱传动系统作出优化改造 如图 4 2 所示 以下传动路线简单 同时保证功能 降低了成本 同时使车工在 使用操作更简化 根据图 4 2 下面对优化后的溜板箱传动系统的纵 横向进给运动的传动路 线进行介绍 1 机动纵向进给运动 由光杆把进给箱的运动传入后经齿轮副 33 89 传至蜗杆和蜗轮副 1 45 此时 滑移齿轮副 46 29 断开且拨动牙嵌式离合器闭合 由蜗杆和蜗轮副 1 45 经拨动 牙嵌式离合器传至齿轮副 21 76 由齿轮 76 轴带动 16x2 齿轮在齿条上运动 带 动溜板箱大拖板在车床纵向导轨的移动 实现机动纵向进给运动 2 手动纵向进给运动 转动大手轮 带动齿轮副 21 76 转动 此时滑移齿轮副 76 21 断开 由齿轮 76 轴带动 16x2 齿轮在齿条上运动 带动溜板箱大拖板在车床纵向导轨的移动 实现手动纵向进给运动 3 机动横向进给运动 由光杆把进给箱的运动传入后经齿轮副 33 89 传至蜗杆和蜗轮副 1 45 此时 滑移齿轮副 46 29 啮合且拨动牙嵌式离合器分离 由蜗杆和蜗轮副 1 45 经齿轮 副 46 29 和齿轮副 29 16 带动横向进丝杠转动 带动中拖板沿溜板箱上的导轨移 动 实现机动横向进给运动 7 4 手动横向进给运动 转动小手轮 带动横向进丝杠转动 带动溜板箱大拖板在车床横向导轨的移 动 实现手动横向进给运动 图图 4 2 溜板箱传动系统优化示意图溜板箱传动系统优化示意图 4 4 1 1 3 3 进给量的计算进给量的计算 标准米制螺纹导程的国家标准见表 4 1 表表 4 4 1 1 标准米制螺纹导程的国家标准标准米制螺纹导程的国家标准 11 251 5 1 7522 252 53 3 544 555 56 789101112 可以看出 表中每一行都是按等差数列排列的 行与行之间成倍数关系 以 车削米制螺纹为例 通过扩大螺纹倍数 可以使标准螺纹导程最大值增大到 192mm 扩大倍数 基本组传动比 增倍组传动比 扩大螺纹导程关系如下表 4 2 表表 4 4 2 2 扩大螺纹导程关系扩大螺纹导程关系 扩大倍数48488 增倍组传动比1 21 411 21 基本组传动比导程 6 5 7 7 7142856 8 7163264 9 7183672 9 5 7 10 7204080 11 7224488 12 7244896 8 增倍组齿轮副为 i 1倍 18 45 15 48 1 8 i 2倍 28 35 15 48 1 4 i 3倍 18 45 35 28 1 2 i 4倍 28 35 35 28 1 进给运动的传动链为 主轴 55 35 35 55 55 55 58 29 d c b a 变向机构 交换齿轮 52 26 48 30 36 27 24 21 24 27 52 26 52 26 52 26 39 39 26 52 52 26 26 52 39 39 39 39 光杠 45 2 增倍机构 刀架 横向进给 横进给丝杠 刀架 纵向进给 齿轮 齿条 右 左 4P 13 47 47 38 M 214 55 25 M 60 24 mz 1 纵向进给量 当运动由主轴经正常导程的米制螺纹传动时 可获得正常的仅给量 这时运 动平衡式子为 65 2 50 25 60 24 45 2 39 39 58 29 55 55 1r 倍基纵 主轴 UU d c b a f 根据上式改变 倍基和U U就可以得到从纵向进给量 S 0 011 3 6 的所有正常进 给量 运动由主轴经正常导程的英制螺纹传动路线时 就可以得到较大的纵向进给 量 运动经由扩大螺纹导程机构及英制螺纹传动路线 且主轴处于低转速级时就 可以获得所有加大进给量 运动经由扩大螺纹导程机构及米制螺纹传动路线 且 主轴处于高转速级时 调整 倍 U就可以获得各种细进给量 9 2 横向进给量 横向进给量的计算 除在溜板箱中的传动不同外 其余传动路线与纵向进给 量计算方法下同 横向进给运动平衡式为 45 2 13 47 47 38 45 2 39 39 58 29 55 55 1r 倍基纵 主轴 UU d c b a f 根据上式可以算出纵向进给量确定后对应的横向进给量 其中纵向传动丝杠导程 为 6mm 而横向传动丝杠导程为 4mm 4 4 1 1 4 4 溜板箱中各齿轮尺寸设计与计算溜板箱中各齿轮尺寸设计与计算 传动经蜗轮蜗杆传至齿轮副 46 29 和 29 16 下面对这两对齿轮进行设计 齿轮 Z 46m 1 75取 6 所以d mz 80 5 da z 2 m 84 df d 2 5m 76 b m m 10 5 齿轮 Z 29m 1 75取 6 所以d mz 50 75 da z 2 m 54 25 df d 2 5m 46 37 b m m 10 5 齿轮 Z 16m 1 75取 6 所以d mz 28 da z 2 m 31 5 df d 2 5m 23 6 b m m 10 5 下来经离合器 传动由齿轮副 20 76 传至齿轮齿条 同时齿轮 Z76 与手轮带 动的齿轮 Z21 啮合 下面进行这三个齿轮的设计 齿轮 Z 20m 1 75取 6 所以d mz 35 da z 2 m 38 5 df d 2 5m 30 6 b m m 10 5 齿轮 Z 76m 1 75取 6 所以d mz 133 da z 2 m 136 5 df d 2 5m 128 6 b m m 10 5 齿轮 Z 21m 1 75取 6 所以d mz 36 75 10 da z 2 m 40 25 df d 2 5m 32。
