（优秀毕业全套设计）CK6140数控卧式车床及控制系统的设计（整套下载）

由于结构比较复杂，设计中不可避免要经过反复思考和多次修改。

在正式图之前，最好能先画草图。

目的是.布置传动件及选择方案。

.检验传动设计的结果中有无相互干涉碰撞或其它不合理的情况，以便及时改正。

.确定传动轴的支承跨距齿轮在轴上的位置以及各轴的相对位置，以确定各轴的受力点和受力方向，为轴和轴承的验算提供必要的数据。

为达到上述的目的，草图的主要轮廓尺寸和零件之间的相对位置尺寸定要画得准确，细部结构可不必画出。

部分结构经反复推敲修改，经过必要的验算，确定了结构方案以后，才能开始画正式装备图。

在本次设计中，我先用的图纸，手工绘制出了整张完图，经颜教授的四次修改之后才开始正式的用软件画图。

然而，在绘图的过程中遇到了很多的困难和不懂的地方，在教授的指点下进行了反复的修改才得以完成初图。

二.展开图及其布置展开图就是按照传动轴传递运动的先后顺序，假想将各轴延其轴线剖开，并将这些剖切面平整展开在同个平面上。

因此，展开图是传动设计的结构化，是表达主轴变速箱内传动关系以及各传动轴包括传动部件的结构的。

结构设计时，可能要修改传动设计。

同传动方案可能有不同的布置和结构设计。

车床主轴变速箱中的些设计范例可为我们提供参考。

.离合器结构与轴上的传动齿轮Ⅰ轴上装的换向离合器和变速齿轮，有两种布置方案。

种是两级变速齿轮和离合器做成体。

齿轮的直径受到离合器的约束，齿根圆的直径必须大于离合器的外径，否则齿轮无法加工。

这样轴间距离加大。

另种布置方案是离合器的左右部分分别装在同轴线的轴Ⅰ和轴Ⅰ上。

左边部分接通，得到级反向转动，右边接通得到是三级的正向转动。

这种结构的齿轮直径小，但轴向尺寸较大。

此外，这种结构就不能采用通过空心的轴中拉杆来操纵离合器的结构。

本次设计中由于离合器和齿轮的原因只能采用后种结构方案。

具体的结构可见装备图中的分布。

.反向机构利用机械传动实现主轴反转需要个惰轮，也有两中方案，种是增加专门用来转惰轮的短轴。

这种短轴常是悬臂的，刚性差，齿轮接触不好，容易引起振动和噪声。

另种结构是将惰轮装在有两个支承的传动轴上，轴的刚性好，有利于降低噪声。

本次设计中选择的是后者，因为无论从哪个角度去选择都是后者好于前者。

反向转速般大于至少等于正转转速，低于正转的反转转速是不合理的，设计的时候定要考虑的问题。

本次设计中，反向的转速大于正转的转速。

.变速方案与传动件的布置变速方案有很多中选择，滑移齿轮结构紧凑，也最常用，本次设计中自然选用了。

在Ⅰ轴上还采用了电磁摩擦离合器来变速，因为本次设计的机床是数控自动化机床，要求不停车进行变速。

变速方案不同，布置也不同。

总体布置的时候需要考虑制动器的位置，本次设计时因为在Ⅰ轴上放了两个电磁离合器，为了减少Ⅰ轴的负荷，所以制动器是不能放在此轴上了。

只要把制动器放在其他的轴上，具体的装备见图。

每种布置方案的实现，都必须具备些条件。

设计时，应根据条件尽可能选择轴向尺寸较小的方案。

本次设计中装备图上的布置就是最优的方案。

三.Ⅰ轴输入轴的设计.Ⅰ轴的特点.将运动传入变速箱的带轮，般都安装在轴端，轴变形较大，结构上应注意加强轴的刚度或使轴不受带的拉力带轮卸荷。

.若Ⅰ轴上安装正反用的离合器，由于组成离合器的零件很多，在箱内装备很不方便，般都希望在箱外将Ⅰ轴组装好后再整体装入箱内最好是连皮带也组装在上面。

.卸荷装置带轮将动力传到Ⅰ轴有两种方式类是带轮直接装在Ⅰ轴上。

除传递扭矩外，带的拉力也作用在轴上。

另类是带轮装在轴承上，轴承套装在套筒法兰盘上，传给轴的只是扭矩，径向力有固定在箱体上的套筒承受。

这种结构称为卸荷装置。

本次设计中用的就是后者，卸荷装置。

具体的结构和装备见图。

.换向装置车床上的反转主要用于加工螺纹时退刀。

车短螺纹时，换向频率比较高。

实现正反转的变换有很多种方案。

可本次设计中所采用的是电磁离合器。

.正反向离合器正反向的转换，希望在不停车的状态下进行，常采用片式摩擦离合器。

由于装在箱体内，都采用湿式。

在确定轴向尺寸时，摩擦片在不压紧时，应留有的间隙，间隙应能调整。

常用的间隙调整结构是调整螺母的端部圆周方向铣有若个缺口，止动销在弹簧的压紧下，其头部插入缺口中，调整时按下止动销，旋转调整螺母至合适位置，止动销又插入另个缺口。

电磁离合器不需调整间隙。

.离合器的操纵方式离合器的操纵有机械式电磁式和液压式。

本次设计中采用的操纵是电磁式，电磁离合器的摩擦片的压紧是由电磁铁的吸力来达到，他的机械结构比较简单。

.空套齿轮的结构Ⅰ轴上装有正反向转换用的片式离合器时，两端的齿轮是空套在轴上的，当离合器接通时，才与轴起转动。

但脱开的另端齿轮，与轴的回转方向是相反的，而者相对转速很高约为轴转速的两倍左右。

齿轮与轴之间的轴承，可以用滚动轴承，也有用滑动轴承的。

本次设计中采用的是滚动轴承。

因为滑动轴承在些性能和维修上均不如滚动轴承，但它的径向尺寸小，也常被采用，可在本次设计中没有采用。

空套齿轮需要有轴向定位，轴承需要润滑。

具体的情况可见设计图纸。

四.齿轮块的设计.特点齿轮是变速箱中的重要元件。

齿轮同时啮合的齿数是周期性变化的。

也就是说，作用在个齿轮上的载荷是变化的。

同时由于齿轮制造及安装误差等，不可避免要产生动载荷而引起振动和噪声，常成为变速箱的主要噪声源，并不影响主轴回转均匀性。

在齿轮快设计时，应充分考虑到这些问题。

轮块的结构形式很多，取决下列有关因素.是固定齿轮还是滑移齿轮.移动滑移齿轮的方法.齿轮精度和加工方法。

.精度等级的选择变速箱中齿轮用于传递动力和运动。

它的精度的选择决定于圆周速度。

采用同精度时，圆周速度较高，振动和噪声越大，根据实验结果得知，圆周速度增加倍，噪声约增大。

直齿齿轮的精度选择推荐如下齿轮圆周速度精度等级工作平稳性和接触误差对振动和噪声的影响比运动误差更大，所以这两项精度应选高级。

为了控制噪声，机床上主传动齿轮都选用较高的精度。

大都是，圆周速度很低的，才选。

如果噪声要求很严，或些关键齿轮，就应选。

在本次设计中，精度的选择就是以上所说的情况。

主传动齿轮选用的是。

.结构与加工方法的关系不同精度等级的齿轮，要采用不同的加工方法，对结构要求也有所不同。

级精度齿轮，般滚齿或插齿就可以达到。

级精度齿轮，用较高精度滚齿机或插齿机就可以达到。

但淬火后，由于变形，精度将下降。

因此，需要淬火的级齿轮般滚插后要剃齿，是精度高于级，或者淬火后在珩齿。

级精度齿轮，用精密滚齿机可以达到。

淬火齿轮，必须磨齿才能达到级。

机床主轴变速箱中齿轮齿部般都需要淬火。

各部分的尺寸推荐如下.空刀槽插齿时模数模数.。

为了布置与作图的方便，本次设计中所选的空刀槽.齿宽齿宽影响齿的强度。

但如果太宽，由于齿的制造误差和轴的变形，可能接触不均，反而容易引起振动和噪声。

般取。

式中模数。

齿轮模数小，装在轴的中部或者是单片齿轮，去大值。

齿轮模数大，装在靠近支承处或者是多联齿轮，去小值。

由于本次设计中分别为，，.五个不同的数值。

虽然不同但是它们相差不是很大。

同样为了布置几制造的方便，所有的齿宽在满足公式的前提下选为.其他问题滑移齿轮进出啮合的端要圆齿，有规定的形状和尺寸，如图图.圆齿图圆齿和倒角的性质不同，加工方法和画法也不样，应予注意。

部分用于安装拨动齿轮的滑块，般取本次设计中选用的是选择齿轮块的结构要考虑毛坯形式棒料自由锻或模锻和机械加工时的安装和定位基面。

尽可能做到省工省料又易于保证精度。

.组合齿轮齿轮磨齿时，要求较大的空刀砂轮距离，因此多联齿轮不便于做成整体的，般都做成组合的齿轮块。

有时为了缩短轴向尺寸，也有用组合齿轮的。

但在本次设计中用到的是键连接平键拼装，轴向定位用弹簧挡圈。

具体的绘图方案，可参考曹金榜主编的机床主轴变速箱设计指导。

.齿轮的轴向定位要保证正确的啮合，齿轮在轴上的位置应该可靠。

滑移齿轮的轴向位置由操纵机构的定位槽定位孔或其他方式保证，般在装配后最后调整确定，本次设计所采用的轴向定位结构如下.弹簧卡圈定位说明及特点结构简单装配方便，但不能承受轴向力。

.隔套定位说明及特点用隔套将各传动件在轴向固定装配方便，有利于轴的刚度。

五.传动轴设计.特点主轴，广泛采用滚动轴承作支承，轴上要安装齿轮离合器和制动器等。

传动轴应保证这些传动件或机构能正常工作。

首先，传动轴应有足够的强度刚度。

如桡度和倾角过大，将使齿轮啮合不良，轴承工作条件恶化，使振动噪声空载功率磨损和发热增大，两中心线误差和轴心线间的平行度等装配及加工误差也会引起上述问题。

.轴的结构传动轴可以是光轴也可以是花键轴，这些在轴加工中并无困难，所以装移齿轮的轴采用花键轴，不装滑移齿轮的轴也采用花键轴。

花键轴承载能力高，加工和装配也比带单键的光轴方便。

轴的部分长度上的花键，在终端上有段不是全高，不能和花键孔配合。

这是加工的过渡部分。

具体的作图可参考曹金榜主编的机床主轴变速箱设计指导。

般的尺寸花键的滚刀直径刀为。

.轴承的选择机床传动轴常用的滚动轴承有球轴承和滚锥轴承。

在温升空载功率和噪声等方面，球轴承优越。

而且滚锥轴承对轴的刚度支承孔的加工精度要求比较高。

因此，球轴承用得更多。

但滚锥轴承内外圈可以分开，装配方便，间隙容易调整。

所以，在没有轴向力时，也常采用这种轴承。

这种轴承的形式和尺寸的选择，取决于承载能力，但也要考虑其它结构条件。

同轴心线的箱体支承直径安排要充分考虑镗孔工艺。

成批生产中，广泛采用定径镗刀和可调镗刀头。

在箱外调整好镗刀尺寸，可以提高生产率和加工精度。

还常采用同镗刀杆安装多刀同时加工几个同心孔工艺。

本次设计中，由于是支承跨距长的箱体，要从两边同时进行加工，具体的参考图见参考书曹金榜主编的机床主轴变速箱设计指导。

既要满足承载能力要求，又要符合孔加工工艺，可以用轻中或重系列的轴承来达到支承孔直径的安排要求。

两孔间的最小间隙壁厚，不得小于，以免加工时孔变形。

花键轴两端装轴承的轴径尺寸至少有个应小于花键的内径。

般传动轴上轴承选用级精度。

滚动轴承是外购标准件，可以简化画法，但类型必要表示清楚与其它零件的相关尺寸如外径内径和宽度必须按实际尺寸画。

.轴的轴向定位传动轴必须在箱体内保持准确位置，才能保证装在轴上各传动件的位置的确性，不论轴是否转动，是否受轴向力，都必须有周向定位。

对受轴向力的轴其轴向定位就更加重要。

回转轴的轴向定位包括轴承在轴上定位和在箱体孔中定位在选择定位方式时应注意.轴的长度。

长轴要考虑热伸长的问题，宜由端定位。

.轴承的间隙是否需要调整。

.整个轴的轴向定位是否需要调整。

.在有轴向载荷的情况下不宜采用弹簧卡圈。

.加工和装配的工艺性等。

回转轴的轴向定位本次设计采用的是两端均用轴承盖调节螺钉定位。

两端均有调节螺钉，除能方便地调节轴承预紧力外，还可调节轴系的轴向位置，以便使啮合齿轮对齐。

六.主轴组件设计主轴组件结构复杂，技术要求高。

安装工件车床或者刀具的主轴参与切削成形运动，因此它的精度和性能直接影响加工质量加工精度和表面粗糙度，设计时主要围绕着保证精度刚度和抗振性，减少温升和热变形等几个方面来考虑。

.各部分尺寸的选择主轴形状与各部分尺寸不仅和强度刚度有关，而且涉及多方面的因素。

.内孔直径车床主轴由于要通过棒料，安装自动卡盘的操纵机构及通过卸顶尖的顶杆，必须是空心轴。

为了扩大使用范围，加大可加工棒料直径，车床主轴内孔直径有增大的趋势。

我国已有标准可循。

通孔直径。

.轴径直径前支承的直径是主轴上主要的尺寸，设计时，般先估算或拟定个尺寸，结构确定后再进行核算。

由于.，所以前轴径.前锥孔尺寸前锥孔用来装顶尖或其它工具锥柄，要求能自锁，目前采用莫氏锥孔。

莫氏号的选择车床最大回转直径