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摘 要
闡述了數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)原理，設(shè)計(jì)特點(diǎn)，確定傳動(dòng)方案，詳細(xì)的結(jié)構(gòu)布局和設(shè)計(jì)機(jī)械零件的機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，零件可以有機(jī)結(jié)合，相互協(xié)調(diào)，共同完成的整個(gè)機(jī)床的機(jī)械部件。本文詳細(xì)介紹了數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，并分析了。此外，有關(guān)的技術(shù)參數(shù)，總結(jié)。
本文介紹的過程和數(shù)控機(jī)床在中國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了其存在的問題；數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討；并對(duì)數(shù)控車床的設(shè)計(jì)計(jì)算車床件進(jìn)給箱。
本研究的對(duì)象是CA6140數(shù)控車床，主要參數(shù)為400mm，說機(jī)器大小的主要參數(shù)，是機(jī)床的主要參數(shù)，機(jī)床的加工能力，影響其他參數(shù)和機(jī)床結(jié)構(gòu)的尺寸，所以經(jīng)常在最大大小或機(jī)為主要參數(shù)，工作臺(tái)面尺寸。由于機(jī)床的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以只有選擇分析研究的料箱的一部分，并充分了解和傳輸線傳輸?shù)脑恚梢詫⒈緳C(jī)的工作原理有一個(gè)初步的了解，在機(jī)械的各學(xué)科的專業(yè)知識(shí)和進(jìn)行了全面的綜述，基本達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)目的四年，知識(shí)的一個(gè)總結(jié)。
關(guān)鍵詞：車床，數(shù)控，進(jìn)給箱，床身部件
目 錄
摘 要 II
Abstract III
第1章 緒論 1
1.1選題依據(jù)與意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展趨勢(shì) 2
第2章 主軸箱設(shè)計(jì) 4
2.1 機(jī)床的規(guī)格和用途 4
2.2主要技術(shù)參數(shù) 4
第3章 傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定 6
第4章 主軸箱箱體零件的計(jì)算和驗(yàn)算 11
第5章 進(jìn)給箱設(shè)計(jì) 12
5.1 切螺紋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
5.2 切螺紋系統(tǒng)及齒數(shù)比的確定 15
5.3 倍增機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及移換機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
5.4 工作過程 20
第6章 四方自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26
6.1減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26
6.1.1上刀體鎖緊與精定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26
6.1.2自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的工作原理 26
6.2 主要傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì) 29
6.2.1 蝸桿副的設(shè)計(jì)計(jì)算 29
6.2.2 螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 33
第7章 尾座部分的設(shè)計(jì) 35
7.1 尾座套筒的設(shè)計(jì) 35
7.2 尾座體的設(shè)計(jì) 36
7.3 尾座頂尖的設(shè)計(jì) 36
7.4 液壓缸的設(shè)計(jì) 36
7.5 尾座導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 37
7.6 尾座孔系設(shè)計(jì) 37
7.6.1配合 38
7.6.2套筒孔的設(shè)計(jì) 38
7.6.3孔和鍵的設(shè)計(jì) 38
7.7撓度、轉(zhuǎn)角、液壓缸內(nèi)徑、鎖緊力的計(jì)算及校核 39
7.7.1 撓度的計(jì)算 40
7.7.2 轉(zhuǎn)角的計(jì)算 40
7.7.3 壓板處螺栓直徑的校核 41
7.7.4 液壓缸內(nèi)徑的校核 41
7.7.5 尾座鎖緊力的驗(yàn)算 42
第8章 基于UG的三維設(shè)計(jì) 43
8.1基于UG的參數(shù)化建模 43
8.1.1參數(shù)化設(shè)計(jì)概述 43
8.1.2參數(shù)化設(shè)計(jì)的主要實(shí)現(xiàn)途徑 43
8.1.3 CA6140車床關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)與建模 44
8.2 基于UG的虛擬裝配技術(shù) 45
8.3 CA6140車床虛擬裝配 45
第9章 CA6140車床的運(yùn)動(dòng)仿真 48
9.1運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)的整體構(gòu)架 48
9.1.1系統(tǒng)工作流程圖 48
9.1.2用戶操作流程圖 49
9.2 運(yùn)動(dòng)仿真的創(chuàng)建 50
9.3 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真結(jié)果分析 52
結(jié) 論 54
致 謝 55
參考文獻(xiàn) 56
第1章 緒論
1.選題依據(jù)與意義
建模仿真技術(shù)是一門通用性強(qiáng)、應(yīng)用面廣、發(fā)展迅速、跨學(xué)科的綜合性技術(shù)，并與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，成為認(rèn)識(shí)與改造客觀世界的重要手段。目前，建模仿真技術(shù)正向數(shù)字化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和協(xié)同化的方向發(fā)展。
建模仿真技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，對(duì)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造有重要意義。它可以大大簡(jiǎn)化機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)過程，大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，大量減少產(chǎn)品開發(fā)費(fèi)用和成本，明顯提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品的系統(tǒng)性能獲得最優(yōu)化和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)產(chǎn)品。良好的建模、裝配和仿真技術(shù)，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，降低產(chǎn)品成本和提高競(jìng)爭(zhēng)力具有十分重要的意義。隨著信息技術(shù)和制造業(yè)信息技術(shù)化的飛速發(fā)展，建模仿真技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用將成為必然趨勢(shì)。
此技術(shù)一出現(xiàn)，立即受到了工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，有關(guān)科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)，公司的極大重視，許多著名制造廠商紛紛將模擬仿真技術(shù)引入各自的產(chǎn)品開發(fā)中，取得了很好的經(jīng)理效益。
所以,在虛擬制造技術(shù)的研究中,建立虛擬機(jī)床的設(shè)計(jì)模型,研究基于系統(tǒng)的機(jī)床仿真,具有很重要的意義。它的最終目的是為虛擬制造建立一個(gè)真實(shí)的加工環(huán)境，在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)現(xiàn)加工過程的仿真，以增強(qiáng)制造過程的各級(jí)決策與控制能力，優(yōu)化制造過程。通過建模仿真不僅可以全面逼真地反映現(xiàn)實(shí)的加工環(huán)境和加工過程，還能對(duì)加工中出現(xiàn)的碰撞、干涉提供報(bào)警信息，對(duì)產(chǎn)品的可加工性、工藝規(guī)程的合理性和加工精度進(jìn)行評(píng)估、預(yù)測(cè)，達(dá)到節(jié)省資源、避免風(fēng)險(xiǎn)的目的。
對(duì)CA6140車床虛擬建模及運(yùn)動(dòng)仿真：
第一，能與實(shí)際緊密聯(lián)系，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)所提出的問題進(jìn)行求解，使得更貼近實(shí)際，通用性、推廣性較強(qiáng)。
第二，能讓人一目了然直觀地了解到車床的各種結(jié)構(gòu)，判斷車床的緊密性。
第三，了解車床的運(yùn)行情況，避免實(shí)際應(yīng)用的錯(cuò)誤。降低制造成本。
為了使更多人了解并掌握CA6140車床使用和功能，是有必要對(duì)CA6140車床進(jìn)行虛擬建模以及運(yùn)動(dòng)仿真。
2.國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展趨勢(shì)
在二戰(zhàn)結(jié)束后，各國(guó)積極恢復(fù)重建的同時(shí)，美國(guó)則大力研究計(jì)算機(jī)技術(shù)，直至20世紀(jì)50年代末期CAD技術(shù)已經(jīng)基本形成雛形，并在20世紀(jì)60年代中期推出一些商品化的繪圖設(shè)備。
進(jìn)入20世紀(jì)70年代后，完整的CAD系統(tǒng)已經(jīng)形成，并在中小企業(yè)和工作站中開始廣泛推廣。在其中一些與CAD技術(shù)相關(guān)的設(shè)備被先后開發(fā)，也促進(jìn)了CAD技術(shù)的發(fā)展。
20世紀(jì)80年代可以說是CAD技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代，在這個(gè)時(shí)期，CAD技術(shù)已經(jīng)從科研院所和大中型企業(yè)向小型企業(yè)進(jìn)行發(fā)展、從發(fā)達(dá)國(guó)家開始向發(fā)展中國(guó)家進(jìn)行擴(kuò)散；并從單一的產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)發(fā)展到用于工藝、工序和制造環(huán)節(jié)。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)也在不斷進(jìn)步。CAD的含義由最初的“計(jì)算機(jī)輔助繪圖”升級(jí)為“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”，即可以理解為由幫助人們繪圖轉(zhuǎn)化為幫助人們?cè)O(shè)計(jì)，這也是CAD技術(shù)發(fā)展的一個(gè)環(huán)節(jié)。一些標(biāo)準(zhǔn)的圖形接口軟件和圖形功能相繼推出，為CAD技術(shù)的推廣、軟件的移植和數(shù)據(jù)共享起了重要的促進(jìn)作用；系統(tǒng)構(gòu)造由過去的單一功能變成綜合功能，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造于一體的計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)，即CAD/CAM技術(shù)。
CAD/CAM技術(shù)是20世紀(jì)最杰出的工程成就之一，經(jīng)歷50多年的滄桑變革，已經(jīng)成為當(dāng)前產(chǎn)品更新、生產(chǎn)發(fā)展和國(guó)際間經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的重要手段，其應(yīng)用和發(fā)展引用了社會(huì)和生產(chǎn)的巨大變革。它具有知識(shí)密集、學(xué)科交叉、綜合性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，是當(dāng)今世界科技領(lǐng)域的前沿課題。目前，CAD/CAM技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空、汽車、船舶、紡織、輕工以及建筑等諸多領(lǐng)域，它的發(fā)展與應(yīng)用程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家技術(shù)發(fā)展水平及工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。
在未來，比如機(jī)器人、新材料、3D打印等技術(shù)的迅速發(fā)展，都離不開建模仿真技術(shù)。
例如模擬仿真一種鑿巖的機(jī)器人，利用傳感器來確定巷道的上緣，這樣就可以自動(dòng)瞄準(zhǔn)巷道縫，然后然后把鉆頭按規(guī)定的間隔布置好，鉆孔過程用微機(jī)控制，隨時(shí)根據(jù)巖石硬度調(diào)整鉆頭的轉(zhuǎn)速和力的大小以及鉆頭的形狀，這樣可以大大提高生產(chǎn)率，人只要在安全的地方監(jiān)視整個(gè)過程的作業(yè)就行了。
由于建模仿真技術(shù)具有可控性、無破壞、安全、不受條件限制，可多次重復(fù)，以及經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)，在未來仍然處于很高的地位，在未來各行業(yè)的發(fā)展更是必然性。
第2章 主軸箱設(shè)計(jì)
2.1 機(jī)床的規(guī)格和用途
CA6140機(jī)床可進(jìn)行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋。
主軸三支撐均采用滾動(dòng)軸承；進(jìn)給系統(tǒng)用雙軸滑移共用齒輪機(jī)構(gòu)；縱向與橫向進(jìn)給由十字手柄操縱，并附有快速電機(jī)。該機(jī)床剛性好、功率大、操作方便。
2.2主要技術(shù)參數(shù)
工件最大回轉(zhuǎn)直徑：
在床面上…………………………………………………-----……………400毫米
在床鞍上……………………………………………………-----…………210毫米
工件最大長(zhǎng)度（四種規(guī)格）…………………----…750、1000、1400、2000毫米
主軸孔徑…………………………………………………-……………………… 48毫米
主軸前端孔錐度 …………………………………………--…………………… 400毫米
主軸轉(zhuǎn)速范圍：
正傳（24級(jí)）………………………………………----…………… 10～1400轉(zhuǎn)/分
反傳（12級(jí)）……………………………………---…-…………… 14～1580轉(zhuǎn)/分
加工螺紋范圍：
公制（44種）……………………………………---………………………1～192毫米
英制（20種）…………………………………………---…………… 2～24牙/英寸
模數(shù)（39種）……………………………………………----………… 0.25～48毫米
徑節(jié)（37種）……………………………………………----…………… 1～96徑節(jié)
進(jìn)給量范圍：
細(xì)化 0.028~0.054毫米/轉(zhuǎn)
縱向（64種）………………………………… 正常0.08~1.59 毫米/轉(zhuǎn)
加大 1.71~6.33 毫米/轉(zhuǎn)
細(xì)化 0.014~0.027毫米/轉(zhuǎn)
橫向（64種）…………………………………… 正常 0.04~0.79 毫米/轉(zhuǎn)
加大 0.86~3.16 毫米/轉(zhuǎn)
刀架快速移動(dòng)速度：
縱向…………………………………………………-------……………………… 4米/分
橫向………………………………………………………………………… -------- 4米/分
主電機(jī)：
功率………………………………………………----………………………… 7.5千瓦
轉(zhuǎn)速…………………………………………………----…………………… 1450轉(zhuǎn)/分
快速電機(jī)：
功率…………………………………………………----………………………… 370瓦
轉(zhuǎn)速…………………………………………………………--------…………… 2600轉(zhuǎn)/分
冷卻泵：
功率………………………………………………………----…………………… 90瓦
流量………………………………………………………----………………… 25升/分
工件最大長(zhǎng)度為1000毫米的機(jī)床：
外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）………………………-----…………2668×1000×1190毫米
重量約…………………………………………………----……………………2000公斤
第3章 傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定
1.確定極限轉(zhuǎn)速
已知主軸最低轉(zhuǎn)速nmin為10mm/s,最高轉(zhuǎn)速nmax為1400mm/s，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍為 Rn=nmax/nmin=14
2.確定公比
選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比為φ＝1.12
3.求出主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z
Z=lgRn/lgφ+1= lg14/lg1.12+1=24
4.確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式
24=2×3×2×2
5.繪制轉(zhuǎn)速圖
（1）選定電動(dòng)機(jī)
一般金屬切削機(jī)床的驅(qū)動(dòng)，如無特殊性能要求，多采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。Y系列電動(dòng)機(jī)高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠。根據(jù)機(jī)床所需功率選擇Y160M-4，其同步轉(zhuǎn)速為1400r/min。
（2）分配總降速傳動(dòng)比
總降速傳動(dòng)比為uII=nmin/nd=10/1400≈6.67×10－3,nmin為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否需要增加定比傳動(dòng)副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動(dòng)比。然后，將總降速傳動(dòng)比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動(dòng)比。
（3）確定傳動(dòng)軸的軸數(shù)
傳動(dòng)軸數(shù)＝變速組數(shù)+定比傳動(dòng)副數(shù)+1=6
（4）繪制轉(zhuǎn)速圖
先按傳動(dòng)軸數(shù)及主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)格距l(xiāng)gφ畫出網(wǎng)格，用以繪制轉(zhuǎn)速圖。在轉(zhuǎn)速圖上，先分配從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到主軸最低轉(zhuǎn)速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動(dòng)間畫上u(k→k+1)min.再按結(jié)構(gòu)式的級(jí)比分配規(guī)律畫上各變速組的傳動(dòng)比射線，從而確定了各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。
CA6140傳動(dòng)系統(tǒng)圖
第4章 主軸箱箱體零件的計(jì)算和驗(yàn)算
主軸箱中有主軸、變速機(jī)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)和潤(rùn)滑系統(tǒng)等。主軸箱除應(yīng)保證運(yùn)動(dòng)參數(shù)外，還應(yīng)具有較高的傳動(dòng)效率，傳動(dòng)件具有足夠的強(qiáng)度或剛度，噪聲較低，振動(dòng)要小，操作方便，具有良好的工藝性，便于檢修，成本較低，防塵、防漏、外形美觀等。
箱體材料以中等強(qiáng)度的灰鑄鐵HT150及HT200為最廣泛,本設(shè)計(jì)選用材料為HT20-40.箱體鑄造時(shí)的最小壁厚根據(jù)其外形輪廓尺寸(長(zhǎng)×寬×高),按下表選取.
長(zhǎng)×寬×高()
壁厚(mm)
< 400 × 400 × 300
8-12
> 400 × 400 × 300-800 × 400 × 400
10-15
> 800 × 800 × 400
12-20
由于箱體軸承孔的影響將使扭轉(zhuǎn)剛度下降10%-20%，彎曲剛度下降更多，為彌補(bǔ)開口削弱的剛度，常用凸臺(tái)和加強(qiáng)筋；并根據(jù)結(jié)構(gòu)需要適當(dāng)增加壁厚。如中型車床的前支承壁一般取25mm左右，后支承壁取22mm左右，軸承孔處的凸臺(tái)應(yīng)滿足安裝調(diào)整軸承的需求。
箱體在床身上的安裝方式，機(jī)床類型不同，其主軸變速箱的定位安裝方式亦不同。有固定式、移動(dòng)式兩種。車床主軸箱為固定式變速箱，用箱體底部平面與底部突起的兩個(gè)小垂直面定位，用螺釘和壓板固定。本主軸箱箱體為一體式鑄造成型，留有安裝結(jié)構(gòu)，并對(duì)箱體的底部為安裝進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。
箱體的顏色根據(jù)機(jī)床的總體設(shè)計(jì)確定，并考慮機(jī)床實(shí)際使用地區(qū)人們心理上對(duì)顏色的喜好及風(fēng)俗。
第5章 進(jìn)給箱設(shè)計(jì)
臥式車床進(jìn)給箱CA6140走刀箱，這是固定在左前方，與進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致變換飼料和各種螺紋，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和變化的縱向或橫向的速度和方向，使工具。飼料鏈從軸通過換向機(jī)構(gòu)，齒輪，齒輪箱，然后光桿或絲，在縱向或橫向滑板滑板的圍裙。獨(dú)特的功能的各種螺紋車床是在一定的范圍內(nèi)，可以準(zhǔn)確地按照標(biāo)準(zhǔn)音高序列改變進(jìn)給傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求。因此，對(duì)普通車床的進(jìn)給傳動(dòng)鏈（包括傳動(dòng)齒輪變速箱和進(jìn)給箱）主要是基于各種螺紋標(biāo)準(zhǔn)音高序列是必需的，以車削進(jìn)給量范圍設(shè)計(jì)。螺旋進(jìn)給傳動(dòng)鏈傳動(dòng)鏈?zhǔn)且粋€(gè)工具主軸，刀架移動(dòng)S毫米（導(dǎo)程S=kP,其中k為實(shí)數(shù)，P為螺距）。
13U0×Ux×P=S--------------------------------------------------------------------------(1.2-1)
其中U0為主軸至絲杠之間全部定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定傳動(dòng)比，是一個(gè)常數(shù)
Ux為主軸至絲杠之間換置機(jī)構(gòu)的可變傳動(dòng)比
P絲為機(jī)床絲杠的螺距，CA6140機(jī)床的P絲=12mm
S為被加工螺紋的導(dǎo)程
5.1 切螺紋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
CA 6140是一臺(tái)車床切削公制螺紋，英制螺紋，螺紋模塊直徑間距模式，每軸轉(zhuǎn)速機(jī)器縱向公制螺紋螺距P = 12（毫米），式（1.2替換為1 ）出現(xiàn)時(shí)，移動(dòng)，這是轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓的值第總和毫米炮塔。對(duì)于單螺距是一個(gè)值，所以，當(dāng)螺距的參數(shù)是由什么應(yīng)轉(zhuǎn)換未示，然后將式（1.2至1）中被取代。具體方法如下：
公制螺紋：螺距P（毫米）基本參數(shù)，所以S = P（毫米）？
寸螺紋：長(zhǎng)度l的每英寸內(nèi)的參數(shù)包含一個(gè)齒數(shù)是一個(gè)（齒/英寸）因此寸薩= 24,5 /一毫米的螺距螺紋;
螺紋測(cè)量：公制螺紋以所述螺紋部的基礎(chǔ)上，蝸桿嚙合系數(shù)??M的基本參數(shù)（毫米）表示，因此，螺紋的Tm為量度間距應(yīng)等于節(jié)距長(zhǎng)度蠕蟲這EM = PM，SM = KPM = KPM;
螺距螺紋：在所謂的路徑螺紋部分英制螺紋蠕蟲和基本??參數(shù)參數(shù)分別沿Z和D與段直徑D P = Z / D（牙/英寸），并且其中從事體育場(chǎng)DP蟲，蝸桿節(jié)圓直徑（英寸），將其轉(zhuǎn)化為在蝸桿或每英寸直徑的圓的索引的齒數(shù)的齒數(shù)。從而徑節(jié)螺紋的導(dǎo)程為：
：
PDP=π/DP（in）≈25.4π/DP，SDP=k PDP=25.4kπ/DP
螺紋種類
螺紋公稱參數(shù)
螺紋種類
參數(shù)
代號(hào)
單位
螺距S（mm）
公制螺紋
螺距
P
Mm
S=kP
英制螺紋
每英寸牙數(shù)
a
牙/英寸
Sa=kPa=25.4R/a
模數(shù)螺紋
模數(shù)
m
mm
Sm=kPm=km
徑節(jié)螺紋
徑節(jié)
DP
英寸
SDP=kPDP=25.4kπ/DP
表1.3-1各種螺紋的公稱參數(shù)及螺距
一、米制螺紋
將常用的米制螺紋標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)t的數(shù)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 標(biāo)準(zhǔn)米制螺紋導(dǎo)程
由表中可以看出各橫行的螺距數(shù)列是等差數(shù)列，而縱列是等比數(shù)列即1、2、4、8的公比數(shù)是2，根據(jù)這些特點(diǎn)，在進(jìn)給箱中可用一個(gè)變速組來變換得到某一橫行的等差數(shù)列，這個(gè)變速組的傳動(dòng)比應(yīng)是等差數(shù)列，通常稱為基本組。以此為基礎(chǔ)，再串聯(lián)一個(gè)擴(kuò)大組，把基本組得到的螺距按1：2：4：8關(guān)系增大或縮小，而得到全部螺距數(shù)列，此擴(kuò)大組通常稱“增倍組”。根據(jù)進(jìn)給傳動(dòng)降速機(jī)構(gòu)在后的原則，取ib=1、1/2、1/4、1/8。機(jī)床所能加工的其他三種螺紋中，徑節(jié)螺紋較少用，這三種螺紋的公稱參數(shù)列在表中。
公制和英制螺紋及模數(shù)和徑節(jié)螺紋之間的倒數(shù)關(guān)系和特殊因子為25.4；公制和模數(shù)螺紋及英寸和徑節(jié)螺紋之間特殊因子為π。
上述倒數(shù)關(guān)系和特殊因子25.4及π的關(guān)系都要在設(shè)計(jì)切螺紋系統(tǒng)時(shí)給予解決?，F(xiàn)將車床上這四種螺紋所能加工的螺距T及其和公制螺紋的關(guān)系列于表1.3-3和表1.3-4。
從表中可以看出這四種螺紋的基本參數(shù)有一個(gè)共同的變化特點(diǎn)，即在橫行上是等差數(shù)列，而在縱行上按2倍的關(guān)系擴(kuò)大或縮小，我們可以考慮到用車公制螺紋的基本組和擴(kuò)大組來加工另外三種螺紋。
二、模數(shù)螺紋
我們只需改變公制螺紋傳動(dòng)鏈中的某個(gè)傳動(dòng)比，使平衡式左邊產(chǎn)生一個(gè)特殊因子π，以便在運(yùn)動(dòng)中與螺距Pm=πm的因子π消去，從而變換基本組和增倍組的傳動(dòng)比，就可以像公制螺紋那樣，得到分段等差數(shù)列的模數(shù)系列。
倍比關(guān)系
公制及模數(shù)螺紋（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1.3-3 CA6140 車床加工螺紋基本參數(shù)的排列規(guī)律
注：[ ]內(nèi)數(shù)值為模數(shù)螺紋所獨(dú)有。
三、英制螺紋
它和公制螺紋螺距數(shù)列有兩點(diǎn)區(qū)別：
a、英制螺紋每英寸牙數(shù)a換算成螺距Ta=25.4/a(mm)后，a在分母上如果將上述公制螺紋的基本組的主動(dòng)與從動(dòng)關(guān)系顛倒過來，即基本組的傳動(dòng)比變?yōu)?/ij，那么就可以利用具有等差數(shù)列的傳動(dòng)比ij來得到參數(shù)a的等差數(shù)列；
b、英制螺紋的螺距數(shù)值中有一個(gè)數(shù)字因子25.4，因需要改變其中的某些傳動(dòng)比，使平衡式左邊能產(chǎn)生一個(gè)因子25.4，以便與英制平衡式25.4相抵消。
此外，當(dāng)英制螺紋要車制a分別為3.25和19時(shí)，公制螺紋的基本組少兩個(gè)傳動(dòng)比，故在表1.3-3上加上19和3.25兩個(gè)模數(shù)，它們僅僅為了與英寸與徑節(jié)螺紋統(tǒng)一而列入的。故表1.3-3變?yōu)槿缦卤?.3-4所示：
倍比關(guān)系
公制及模數(shù)螺紋
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 擴(kuò)大螺紋參數(shù)的排列規(guī)律
四、徑節(jié)螺紋
徑節(jié)螺紋的螺距TDP=25.4π/DP（mm），其中DP也是在分母上螺距中也有一個(gè)數(shù)字銀子25.4，這些和英制螺紋相似，故可采用英制螺紋的傳動(dòng)路線。另外，還有一個(gè)因子π，可以和模數(shù)螺紋一樣用掛輪來解決。
倍比數(shù)
英制及徑節(jié)螺紋
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車床加工英制及徑節(jié)螺紋的基本參數(shù)排列
注：（）內(nèi)數(shù)值為徑節(jié)螺紋獨(dú)有。
5.2 切螺紋系統(tǒng)及齒數(shù)比的確定
普通車床中的切螺紋系統(tǒng)有雙軸滑移齒輪結(jié)構(gòu)、擺移塔齒輪結(jié)構(gòu)和三軸滑移齒輪結(jié)構(gòu)。我們選用雙軸滑移齒輪結(jié)構(gòu)，并且讓基本組和擴(kuò)大組的傳動(dòng)中心距相等，這樣有利于減小進(jìn)給箱的尺寸。
基本螺紋機(jī)構(gòu)：用來實(shí)現(xiàn)表1.3-3中橫行所代表的等差數(shù)列；
倍增機(jī)構(gòu)：用來實(shí)現(xiàn)表1.3-3，表1.3-4中各縱行之間的2n關(guān)系即ud通常取2、1、1/2、1/4、1/8；
擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比為Ue，用來進(jìn)一步擴(kuò)大螺距，Ue通常取4、8、16、32等；
定比傳動(dòng)副：傳動(dòng)比Uf；
左右螺紋換向機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比Ur；
交換齒輪裝置：傳動(dòng)比為U；
螺紋種類變換機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比Uk；
移換機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比為Ui，用來實(shí)現(xiàn)倒數(shù)關(guān)系及特殊因子。
上述各組成部分傳統(tǒng)的分布順序如下：
擴(kuò)大螺距結(jié)構(gòu)一般放在主傳動(dòng)變速系統(tǒng)內(nèi)，具體情況在CA6140主軸箱內(nèi)由擴(kuò)大螺紋導(dǎo)程結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)齒輪是主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)齒輪。只有在主軸上的離合器M2合上，主軸處于離速狀態(tài)時(shí)才用擴(kuò)大螺紋導(dǎo)程。它的擴(kuò)大倍數(shù)分別是1、4、16。
定比傳動(dòng)一般放在主軸或擴(kuò)大螺距換向結(jié)構(gòu)之前在主軸箱中換向結(jié)構(gòu)Ur在交換齒輪之前也在床頭箱中，交換齒輪設(shè)置在床頭箱與進(jìn)給箱之間的交換齒輪上，移換結(jié)構(gòu)一般放在基本螺距結(jié)構(gòu)前后二處。
基本螺距結(jié)構(gòu)一般放在第一個(gè)移換結(jié)構(gòu)之后，變換結(jié)構(gòu)既可放在基本螺距結(jié)構(gòu)之前，也可放在基本螺距結(jié)構(gòu)之后。
倍增結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)布局是放在基本螺距之后。現(xiàn)在，從表1-3排定的螺紋表中，取公制螺紋數(shù)列中的6.5、7、8、9、9.5、10、11、12為基準(zhǔn)數(shù)列則：
Ubj=Sj/G=Sjmin,Sj2,Sj3,……Sjmax/G。
由6.5、7、8、9、9.5、10、11、12這個(gè)要求滑移齒輪能實(shí)現(xiàn)的基本螺紋參數(shù)查的機(jī)構(gòu)方案編號(hào)411，為了使軸向尺寸較小選中心距為63mm，同時(shí)，由雙軸滑移齒輪結(jié)構(gòu)推薦方案表查得G=7（由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)P1402查得）。
所以Ub=6.5/7、7/7、8/7、9/7、10/7、11/7、12/7
5.3 倍增機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及移換機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
一 、增倍機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮原則：
（1）根據(jù)和基本組的同中心距取a=63；
（2）選用最常用的四速機(jī)構(gòu)：三軸機(jī)構(gòu)。
根據(jù)倍數(shù)關(guān)系由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)7.3-45查得，選用方案15，可得各齒輪的參數(shù)。
Z13=18，Z14=45，Z15=28，Z16=35，Z17=15，Z18=48，Z19=28. Z20=18，m=2。
二 、移換機(jī)構(gòu)齒輪齒數(shù)確定
移換機(jī)構(gòu)主要用于和交換齒輪（一般放于交換齒輪之前）配合來實(shí)現(xiàn)特殊因子傳動(dòng)比Us都是為了用于實(shí)現(xiàn)倒數(shù)關(guān)系以及特殊因子25.4和π，以解決各種螺紋種類變換問題。一般來說，用的最多的方案就是用移換機(jī)構(gòu)（Ui）來解決倒數(shù)關(guān)系和特殊因子25.4。而用交換齒輪（Uc）來解決特殊因子π這樣可以簡(jiǎn)化調(diào)整即加工常用的公制和英制螺距時(shí)，不需要改變交換齒輪，只有在加工不常用的模數(shù)和徑節(jié)螺紋時(shí)才改變交換齒輪。
當(dāng)螺紋種類變換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為Uk，則特因傳動(dòng)比Us為Us=Uf×Ut×Uj×Uk---------------------------------------------------------------------（1.5-1）
由此可列出螺紋系數(shù)的運(yùn)動(dòng)平衡式：
1主軸×Us×Ub×Ud×Ue=S（mm）--------------------------------------------------（1.5-2）
其中P為絲杠導(dǎo)程，S為工作導(dǎo)程，
所以，Us=S/（Ub×Ud×Ue×P）---------------------------------------------------------（1.5-3）
令Ub=1，Ud=1，Ue=1時(shí)的螺紋參數(shù)分別為t0、m0、n0、p0，則：
Ust=t0/P=1/kt
Usm=πm0/P=π/km
Usn=25.4π/（p0×P）=25.4/kn-------------------------------------------------------------（1.5-4）
Usp=25.4π/（p0×P）=25.4π/kp
kt，km，kn，kp為各種螺紋相應(yīng)的因特系數(shù)且kt=P/t0，km=P×m0，kn=P×n0，kp=P×p0。
腳標(biāo)t，m，n，p分別表示用于加工公制模數(shù)、英制、徑節(jié)、螺紋，設(shè)加工公制和英制螺紋時(shí)的交換齒輪傳動(dòng)比為Uctn，加工模數(shù)螺紋時(shí)的移換機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比為Ucmp，加工英制和徑節(jié)螺紋時(shí)移換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比Uinp，加工公制和模數(shù)螺紋時(shí)的移換機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比Uitm，則：加工公制螺紋時(shí)的特因傳動(dòng)比：
Ust=Uf×Ur×Uctn×Uitm------------------------------------------------------------------------(1.5-5)
加工英制螺紋時(shí)的特因傳動(dòng)比：
Usn=Uf×Ur×Uctn×Uinp -----------------------------------------------------------------------(1.5-6)
兩式相除得：
Usn/Ust=Uinp/Uitm --------------------------------------------------------------------------------(1.5-7)
將式（1.5-7）中的Usn及Ust代入上式中得：
Uinp/Uitm=25.4/（t0×n0） ---------------------------------------------------------------------(1.5-8)
在絕大多數(shù)機(jī)床中Uinp和Uitm都按以下兩種方案分配：
(a)當(dāng)uinp=1/uitm時(shí),Unp/Uitm=UinpxUinp=25.4/(n0xt0)
故 Uitm=sqrt(n0×t0/25.4)-------------------------------------------------------------------(1.5-9)
Uinp=sqrt(25.4/(n0×t0)----------------------------------------------------------------(1.5-10)
(b)當(dāng)Uitm=1時(shí),Uinp/Uitm=Uinp=25.4/(n0×t0)
本車床中從兩軸滑移傳動(dòng)齒數(shù)比設(shè)計(jì)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/(n0×t0)=sqrt(25.4×4/49)
由《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》P1435表7.3-46查取25.4/36由平方因子組成的近似值，即：
25.4=（32×72）/54 ，δn=+0.063
所以25.4=（32×72）/54×36=（32×72×22×32）/54
代入公式（1.5-10）得Uimp=sqrt（22×34×72×2）/（54×72）=36/25
Uitm=25/36
根據(jù)Uitm的值查表，公制螺紋經(jīng)過三對(duì)齒輪傳動(dòng)：
Uitm=25/36×25/36×36/25=25/36=Z9/Z10×Z20/Z12×Z12/Z11
Uinp=36/25=Z21/Z11。
交換齒輪齒數(shù)求法
在雙軸滑移齒輪機(jī)構(gòu)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）
當(dāng)Uinp=1/ Uitm時(shí)，將Uinp=sqrt=25.4/(n0×t0)和Usm=25.4/(n0×P)代入（1.5-11）式得：Uctn= Usn/Uinp=25.4/(n0×P)×sqrt(25.4/(n0×t0))
=sqrt((25.4×t0)/n0×P2)
由式（1.5-12）得：Ucmp= Usm/ Uitm=(πm0/P)/Ust/Uctn)
=(πm0/P)/(t0/P)×Uctn=πm0/t0×Uctn
又因?yàn)閁itm=25/36,Uinp=36/25將其代入式（1.5-5）及（1.5-6）得：
Uctn=(7/12)/(25/36)=21/25
Ucncp=25π/(7×12)×25.4/36
已知： Usm=7π/48=Ucmp×Uitm=25/36×uc/t
Ust=7/12=Uitm×Uctn=36/25×uctp
Usn=25.4/21=Uinp×Uctn=25/36×uctn
Usp=25.4/84=Uinp×Ucmp=36/25×ucmp
得出： Ucmt=7π/48×36/25
Uctp=7/12×25/36
Uctn=25.4/21×25/36
Ucmp=25.4π/84×25/36
由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)查表π/4近似因子值及相對(duì)誤差δ表，取齒輪變位量較小的近似因子組：u=25/97×21/25=100/97×64/100×36/25
而u=63/75×25/36=100/75×63/100×25/36.
所以交換齒輪Z=63,Z=64,Z=100,Z=75,Z=97,至此整個(gè)進(jìn)給箱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)全部完畢。
5.4 工作過程
一、 車削公制螺紋時(shí)
車削公制螺紋時(shí)，進(jìn)給箱中的齒式離合器M3、M4脫開，M5接合，運(yùn)動(dòng)由主軸VI經(jīng)齒輪副58/58、換向機(jī)構(gòu)33/33（車左螺紋時(shí)經(jīng)33/25×25/33）、掛輪63/100×100/75傳到進(jìn)給箱中，然后由移換機(jī)構(gòu)的齒輪副25/36傳至軸XVI再經(jīng)過28/28、36/28、32/28傳至軸XV然后由移換機(jī)構(gòu)的齒輪副組滑移變速機(jī)構(gòu)，最后經(jīng)離合器M5傳至絲杠XIX。當(dāng)溜板箱中的開合螺母與絲杠相嚙合時(shí)就可帶動(dòng)刀架車削米制螺紋，其螺距與齒輪搭配情況見表（1.6-1），其運(yùn)動(dòng)式為：
S=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×U基 ×25/36×36/25×U倍×12。
式中：U基 ———— 從軸XIV傳到XV的齒輪副傳動(dòng)比
U倍———— 從軸XVI傳到XVII的齒輪副傳動(dòng)比
將上式化簡(jiǎn)得
S=7 U基 U倍
由式可知，如適當(dāng)?shù)倪x擇U基 及U倍 的值，就可以得到各種S值。
在軸XIV到XV之間共有8種不同傳動(dòng)比
U基 1 =26/28=6.5/7 U基2 =28/28=7/7
U基3 =32/28=8/7 U基4 =36/28=9/7
U基5 =19/14=9.5/7 U基6 =20/14=10/7
U基7 =33/21=11/7 U基8 =36/21=12/7
在軸XVI到XVII中有4中不同的傳動(dòng)比
U倍1=18/45×15/48=1/8 U倍2=28/35×15/48=1/4
U倍3 =18/45×35/28=1/2 U倍4 =28/35×35/28=1
由上可知，利用基本組和倍增組可得到常用的、按等分等差數(shù)列排列的公制標(biāo)準(zhǔn)螺距。
從表中可以看到，能夠車削的最大導(dǎo)程為12mm，當(dāng)機(jī)床需加工大于12mm的螺紋時(shí)就得使用擴(kuò)大機(jī)構(gòu)。
正常螺距時(shí)
=58/58=1
擴(kuò)大螺距時(shí)
軸IX到III之間齒輪副80/20時(shí)
U擴(kuò)1=58/26×80/20×80/20×44/44×26/58=16
軸IX到III之間齒輪副50/50時(shí)
U擴(kuò)2=58/26×80/20×50/50×44/44×26/58=4
所以擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)的功用是將螺距擴(kuò)大至4到16倍
二、 車削模數(shù)螺紋時(shí)
車削模數(shù)螺紋的傳動(dòng)路線與公制螺紋的基本相同，唯一的差別是掛輪需換為64/100×100/97，其螺距
Sm=1×58/58×33/33×64/100×100/97×25/36×U基 ×25/36×36/25×U倍×12
=7πU基U倍/4
由此式可以看出，利用車削公制螺紋的那一套U基U倍 ，可以車削出按分段等差數(shù)列排列的各種模數(shù)螺紋。
三、 車削英制螺紋時(shí)
為了實(shí)現(xiàn)特殊因子25.4，將M3和M5離合器接合，M4脫開，同時(shí)軸XVI左端的滑移齒輪Z25移至左面位置，與固定的軸XIV上的齒輪Z36相嚙合，則運(yùn)動(dòng)由軸XIII經(jīng)M3先傳到軸XV，然后傳到軸XIV，再經(jīng)齒輪副36/25傳至軸XVI，其余部分的傳動(dòng)路線與車削公制螺紋時(shí)的基本相同，其傳動(dòng)路線運(yùn)動(dòng)平衡式為：
Sa=1r(主軸) × 58/58×33/33×63/100×100/75×1/ U基×36/25×U倍×12
=4/7×25.4 U基 / U倍
其中63/100 ×100/75×36/25=63/75×36/25=25.4/21，Sa=kTi=25.4/a= 4/7×25.4U基/U倍，從而得 a=7/4 ×U基/ U倍×k（扣/英寸）。
由上式可知，只要改變基本組中的主動(dòng)軸和被動(dòng)軸以及改變傳動(dòng)鏈中的部分傳動(dòng)比使其包含特殊因子25.4，就可以車削出按分段等差數(shù)列的各種a值的英制螺紋。
表1.6-3 CA6140型普通車床的英制螺紋表
四、 車削徑節(jié)螺紋時(shí)
由于徑節(jié)螺紋導(dǎo)程系列的規(guī)律與英制螺紋一樣，只是含有特殊因子25.4π，所以其傳動(dòng)路線與車削英制螺紋完全相同，只是掛輪需換為64/100×100/97。
車削徑節(jié)螺紋的運(yùn)動(dòng)平衡式：
SDP=1×58/58×33/33×64/100×1/ U基×36/25×U倍×12
=25.4 πU倍/7 U基
由上式可知，只要改變U基U倍的值就可以車削出導(dǎo)程SDP成分段調(diào)和數(shù)列的徑節(jié)螺紋。
五． 車削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋時(shí)
當(dāng)需要車削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋而用進(jìn)行變換機(jī)構(gòu)無法得到所要求的導(dǎo)程時(shí)，須將離合器M3、M4和M5全部嚙合，把軸XIII、XV、XVIII和絲杠聯(lián)成一體，使運(yùn)動(dòng)由掛輪直接傳至絲杠，被加工螺紋的導(dǎo)程S依靠調(diào)整掛輪架的傳動(dòng)比U來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)運(yùn)動(dòng)平衡式為：
S=1r(主軸) ×58/58×33/33×U掛×12，
將上式簡(jiǎn)化后得到掛輪的換置公式：U掛=a/b×c/d=S/12。
應(yīng)用此換置公式，適當(dāng)?shù)倪x擇掛輪a、b、c及d的齒數(shù)就可以車削出所需的導(dǎo)程S。
五、 機(jī)動(dòng)進(jìn)給
車削外圓或內(nèi)圓表面時(shí)，可使用機(jī)動(dòng)進(jìn)給的縱向進(jìn)給。車削端面時(shí)，可使用機(jī)動(dòng)的橫向進(jìn)給。
(1) 傳動(dòng)路線
機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由光杠經(jīng)溜板箱傳動(dòng)的，經(jīng)齒輪副36/32、32/56、超越離合器及安全離合器M8、軸XXIV、蝸桿渦輪副4/29傳至XXIII。當(dāng)運(yùn)動(dòng)有軸XXIII經(jīng)齒輪副40/48或40/30、30/48、雙向離合器M6、軸XXIV、齒輪副28/80、軸XXV傳至小齒輪Z11時(shí)，由于小齒輪Z12與固定在創(chuàng)身上的齒條相嚙合，小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就使刀架作機(jī)動(dòng)的縱向進(jìn)給。當(dāng)運(yùn)動(dòng)由軸XXIII經(jīng)齒輪副40/48或40/30、30/48、雙向離合器M7、軸XXVIII及齒輪副48/48、59/18傳至橫向進(jìn)給絲杠XXX后，就使橫刀架作機(jī)動(dòng)橫向進(jìn)給。
(2) 縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量的計(jì)算
機(jī)床的64種縱向進(jìn)給量由4種傳動(dòng)路線來傳動(dòng)。
A正常進(jìn)給量 機(jī)床共有正常的縱向進(jìn)給量32種，0.08~1.22mm/轉(zhuǎn),這時(shí)，運(yùn)動(dòng)有主軸
經(jīng)正常螺距及公制螺紋傳動(dòng)路線傳動(dòng)。
B較大進(jìn)給量 當(dāng)需要較大的進(jìn)給量時(shí)，使運(yùn)動(dòng)由主軸經(jīng)正常螺距及英制螺紋傳動(dòng)路線傳動(dòng)?？傻脧?.86~1.59mm/轉(zhuǎn)，8種較大的縱向進(jìn)給量。
C加大進(jìn)給量 當(dāng)主軸處于較低的12級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)，如運(yùn)動(dòng)有主軸經(jīng)擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)及英制路線傳動(dòng)，可將進(jìn)給量擴(kuò)大4到16倍。
D細(xì)進(jìn)給量 當(dāng)主軸以高轉(zhuǎn)速(450—1400轉(zhuǎn)/分)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如運(yùn)動(dòng)由主軸經(jīng)擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)、公制螺紋傳動(dòng)路線及倍增組中的齒輪副18/45×15/48傳動(dòng)，可得到0.028~0.054mm/轉(zhuǎn)8種進(jìn)給量。
(3) 橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量
正常進(jìn)給量時(shí)橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給的運(yùn)動(dòng)平衡式為：
S橫=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×U基×25/36×36/25×U倍×28/56×36/32×32/56×4/29×40/48×48/48×59/18×5
將上式與S縱的運(yùn)動(dòng)平衡式做比較，得
S橫/S縱=1/2
故 S橫=0.5S縱
由此可知，當(dāng)主軸箱及進(jìn)給箱中的傳動(dòng)路線相同時(shí)，所得到的橫向進(jìn)給量是縱向進(jìn)給量的一半，橫向進(jìn)給量的級(jí)數(shù)與縱向進(jìn)給量同為64種。
第6章 四方自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
由于 常規(guī)3相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速率過于快速，所以應(yīng)適當(dāng)減少。根據(jù)垂直蠕變左輪手槍，選用與擇定最佳選項(xiàng)蝸輪蝸桿減速機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。蝸桿驅(qū)動(dòng)器可以有助于改變相對(duì)移動(dòng)的方向上的較大的光盤，精度和平滑轉(zhuǎn)印性能，并與自鎖，但也達(dá)到了整個(gè)裝置的小型化。
6.1.1上刀體鎖緊與精定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
由于該儀器上的工具主體直接安裝，使得切削體攜帶的所有電源故障將緊張和精確定位活動(dòng)直接影響到工件的精度。刀具主體玉選擇的冠齒輪的鎖定機(jī)構(gòu)，并建立一個(gè)設(shè)計(jì)中，配合面刀具和刀體被加工成梯形端齒輪。當(dāng)在其鎖定狀態(tài)下的轉(zhuǎn)塔，所述切削體的上端和下端不能扭轉(zhuǎn)速度時(shí)刀架的中心線;來改變電機(jī)的工具被轉(zhuǎn)移，所述升降機(jī)構(gòu)使釋放刀體后的牙齒等的刀體升降，上端和下端表面，以便能夠轉(zhuǎn)動(dòng)繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)架，完整空閑模式。
刀架抬起機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
為刀體下兩個(gè)端部位置，就必須有一個(gè)適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)，電梯設(shè)計(jì)工具主體。這種設(shè)計(jì)采用了螺釘 - 螺母的薄片的處理的內(nèi)部，當(dāng)托架通過蝸輪 - 蝸桿時(shí)的中心軸，如在工具主體螺母蝸桿傳動(dòng)或的值轉(zhuǎn)動(dòng)，或垂直。當(dāng)轉(zhuǎn)盤可能不能旋轉(zhuǎn)螺桿，螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過該刀片移動(dòng)到鎖定狀態(tài)時(shí)，端齒嚙合在彼此和身下刀，因?yàn)橹?，切削本體。當(dāng)冠齒輪脫開，切削本體與螺桿的旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)要求選用與擇定螺釘?shù)倪m當(dāng)線圈的設(shè)計(jì)，使得當(dāng)螺釘被接通一定角度，使牙齒刀梯工具主體斷開狀態(tài)完全的底表面。
下圖是自動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。
6.1.1上刀體鎖緊與精定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
圖4-1顯示了自動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀換刀過程相關(guān)的引腳的位置。期間的圓柱形上部引腳2和6對(duì)反的下部起著重要的作用。
當(dāng)?shù)都芴幱阪i定下，與兩個(gè)銷的情況可以顯示在圖A中，具有圓盤7，切刀和下端面齒刃上刀體4在接合齒6反靠銷此時(shí)（頂端和底端齒在圖中未示出）。
的ATC，如果需要的話，控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)臺(tái)分度信號(hào)，三異步電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，蝸輪由蝸桿的正向旋轉(zhuǎn)與螺桿驅(qū)動(dòng)在上刀體4逐步提高上刀體4和齒的端表面之間的下刀片慢慢解耦，同時(shí)，圓盤1也伴隨由螺桿（圓盤1的圓柱銷用螺絲連接）的正向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)繞在蓋盤轉(zhuǎn)向直槽的另一端的圓柱銷2直接在上面，通過的動(dòng)作彈簧3，是一個(gè)圓柱銷直槽2，由此上蓋圓盤1就通過圓柱銷2使得上刀體4轉(zhuǎn)動(dòng)起來。
上蓋圓盤1，并在正常旋轉(zhuǎn)時(shí)的上刀體4的圓柱銷2，計(jì)數(shù)器可以在上橫滑動(dòng)槽的反靠圓盤7的左側(cè)的相對(duì)斜率的反靠銷6計(jì)數(shù)不妨礙工具刀頭的刀具上刀體4搜索向前轉(zhuǎn)動(dòng)。
上刀體4從動(dòng)磁鐵以產(chǎn)生所需的工具的位置，對(duì)應(yīng)的霍爾元件的透射板攜帶電話的低信號(hào)給控制單元由一個(gè)圓柱形套筒立即反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)控制塔，在上蓋圓盤1上圓柱銷2從動(dòng)刀片上刀體4開始反轉(zhuǎn)，反靠銷6將與反靠圓盤7，完成粗定位迅速下降。此時(shí)，反靠銷6是由盤7攀登，其中，所述上刀體4被停止圓柱銷，從反應(yīng)容器中的橫，開始下降，而在蓋盤1繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒銷子頭的直線圓柱銷2是左斜度壓入上刀體4銷空內(nèi)，之后覆蓋上蓋圓盤1的底面滑動(dòng)的圓柱銷2。期間的天氣，在齒刀體的下端表面可逐漸與定位準(zhǔn)確接合，一個(gè)設(shè)定的延遲時(shí)間后，轉(zhuǎn)臺(tái)馬達(dá)停止，整個(gè)工具變化過程的結(jié)束。
因?yàn)槲仐U與自閉合功能齒輪，從而使刀架能穩(wěn)定地操作。
圖4-1 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的換刀流程
6.2 主要傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)
6.2.1 蝸桿副的設(shè)計(jì)計(jì)算
動(dòng)力源的自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是三相異步電機(jī)。電機(jī)在與蝸輪，蝸桿輪和刀架轉(zhuǎn)直接連接刀具直接相連。已知功率P1=90W。額定轉(zhuǎn)速n1=1480r/ min時(shí)，銑刀主體設(shè)計(jì)n2的旋轉(zhuǎn)=40R/分鐘，副蝸輪的在以i進(jìn)行比較的速度= N1 / N2=37塊當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)的分度扭轉(zhuǎn)蠕蟲，不均勻的工作壓力，需要較大的影響，當(dāng)你開始，這個(gè)要求蝸輪LH=10000小時(shí)的壽命。
（1） 蝸桿的確定型號(hào)：按GB/T10085-1988，選用和設(shè)定漸開線型圓柱蝸桿。
（2） 蝸桿副的材料：刀柄蝸桿輔助驅(qū)動(dòng)功率小，但被放出來的蝸輪旋轉(zhuǎn)速度干，一旦蝸桿輔助驅(qū)動(dòng)功率小，但被放出來的蝸輪旋轉(zhuǎn)速度干，選用與擇定一個(gè)五金模具制造使用。
（3） 基于齒面的接觸疲勞強(qiáng)度來執(zhí)行：選用與擇定蝸桿副炮塔封閉傳輸，通常是由牙齒表面造成使用膠水或麻點(diǎn)和失敗。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度必須驗(yàn)正過。
依據(jù)蝸輪接觸疲勞強(qiáng)度，情況式子如下
a
(4-1)
式子里 a于本處意思蝸桿副的傳動(dòng)中心距，單位mm；
K于本處意思載荷系數(shù)；
于本處意思作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩，單位N.mm；
于本處意思彈特性影響系數(shù)ZE；
[]于本處意思許用接觸應(yīng)力，單位值是MPa。
從式子4-1得出蝸桿副的中心距值，比較到i =35根據(jù)已知的傳輸，
我們可以很容易地看出，在選擇一個(gè)合適的形狀和中心從固定值選擇的，以及相應(yīng)的蝸桿和參數(shù)。
1） 選擇并完成扭矩，成立了第一個(gè)蝸桿頭數(shù)=1，蝸輪傳動(dòng)效率η=0.8，發(fā)動(dòng)機(jī)功率90W=可以計(jì)算蝸輪功率=η ，并隨后通過蝸桿旋轉(zhuǎn)速度=40R/分鐘以便獲得對(duì)蝸輪上的轉(zhuǎn)矩：
=9.55=9.55=25.47N·m=22923N·mm
2） 選擇和因素中完成載荷系數(shù)K= KA KB KA K.值，可以看出在表6-3中，由于壓力不均勻，更有效的，當(dāng)你開始，所以采取KA =1.15;值的分配系數(shù)的牙齒，因?yàn)樵陂_始的工作量和停止變化，所以他們選擇了KB=1.15，數(shù)值動(dòng)態(tài)因素，因?yàn)樗俣炔皇呛芨?。沖擊不大，取K=1.05。則載荷系數(shù)K=KA KB K ≈1.39
使用系數(shù)
工作類型
I
II
III
載荷特性質(zhì)
均勻，無沖擊
不均勻，小沖擊
不均勻，大沖擊
每小時(shí)起動(dòng)次數(shù)
<25
25-50
>50
起動(dòng)載荷
小
較大
大
KA
1
1.15
1.2
3） 選擇彈性系數(shù)的特性和錘的手動(dòng)控制影響系數(shù)的特點(diǎn)，鑄錫青銅磷和鋼蝸輪蝸桿特性影響系數(shù) ZE=160Mpa 1/2；
4） 選擇和錘接觸系數(shù)采用蝸輪節(jié)圓直徑D1和驅(qū)動(dòng)橋的距離相對(duì)比較值d1除以a得出0.35。我們可輕松找出，表格號(hào)的Zp=2.9
鑄錫青銅蝸輪的基本許用接觸應(yīng)力[σ]H'(MPa)
5）選擇和容許接觸應(yīng)力完成[]值是基于蝸輪磷青銅鑄造模具超過45HRC制造ZCuSn10P1硬度蝸輪齒面，但我們可以很容易地找到已知的蝸桿電壓=268MPa值一個(gè)蝸桿值是單頭，蝸輪每轉(zhuǎn)一次時(shí)的每個(gè)齒的旋轉(zhuǎn)次數(shù)嚙合j=1；蝸輪轉(zhuǎn)數(shù)=40r/min；蝸桿副的使用壽命=10000h。
則應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：
N=60j n2 =2.4 ×10 7
壽命系數(shù)：
KHN =0.693
許用接觸應(yīng)力：
[σ ]=KHN×=186MPa
6）計(jì)算中心距 中心距式子同下：
a = 47.1 mm
我們不難發(fā)現(xiàn)，取表號(hào)為63，第一個(gè)已知的蝸桿號(hào)為1，模數(shù)m為1.6mm，該蝸桿變螺距直徑D128毫米。 D1由0.59分是一個(gè)結(jié)果，我們不難發(fā)現(xiàn)，接觸外形2.35。因?yàn)樵撝郸莝p是大的，上面的計(jì)算結(jié)果提供。
（4）主要參數(shù)及蝸輪蝸桿的幾何形狀，基本參數(shù)和蝸輪蝸桿的主要尺寸，蝸桿和后齒數(shù)，你可以畫一個(gè)圖蝸桿副工作.
1）蝸桿的參數(shù)與尺寸：頭數(shù)=1，模數(shù)m=1.6mm，軸向齒距=m=5.027mm軸向齒厚=0.5m=2.514mm，分度圓直徑=28，
直徑系數(shù)q==17.5，
分度圓導(dǎo)程角==。
取齒頂高系數(shù)=1，徑向間隙系數(shù)是0.2，
則齒頂圓直徑=+2m=31.2mm，
齒根圓直徑=-2m（+）=24.314mm。
2）蝸輪參數(shù)與尺寸：齒數(shù)=60，模數(shù)m=1.6mm，
分度圓直徑值是=m=96mm，
變位系數(shù)=[a-()/2]/m=0.6，
蝸輪喉圓直徑值是=+2m（）=101.12mm，
蝸輪齒根圓直徑=-2m（-+）=94.08mm，
蝸輪咽喉母圓半徑=a-/2=12.44mm。
（5）對(duì)蝸輪齒根進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度測(cè)試：即檢驗(yàn)下式是否成立：
=[]
由蝸桿頭數(shù)為1，傳動(dòng)相比較i是35，能夠計(jì)算出蝸輪齒數(shù)為i是35
則蝸輪的當(dāng)量齒數(shù)：
==35.17
根據(jù)蝸輪變位系數(shù)為0.6以及當(dāng)量齒數(shù)是35.17，我們可輕松找出，表格號(hào)的齒形系數(shù)
=2.08
螺旋角影響系數(shù)