摘
工业生产时候CA6140车床然种车床动化程度高结构相复杂果加工相复杂工件需断换刀实际操作带麻烦加种车床加工程较慢造成效率高单件者批量生产中广泛应文该机床轴箱进行设计采三轴支撑滚动轴承加双轴滑移齿轮作进体系加快速电机十字手柄极改善机床性提高操作性
文CA6140机床参数设定传动体系图制定传动方案制定零部件校荷该机床轴箱设计进行说明附机床零部件整体装配详图
关键词：CA6140机床轴箱零件传动
Abstract
The scope of application of CA6140 lathe is very extensive but the complex structure and low degree of automation the workpiece processing is more complicated in shape change the knife trouble in the process of auxiliary time is relatively long low productivity suitable for single or small batch production The main shaft three support adopts the rolling bearing the feed system uses the two axle sliding common gear mechanism the longitudinal and transverse feed is controlled by the cross handle The machine has good rigidity large power and convenient operation
As a major turning processing machine CA6140 machine is widely used in mechanical processing industry the design of the main spindle box for CA6140 machine design design is the main content of the main parameters of the machine drawing up the transmission plan and the transmission scheme the main parts of the calculation and checking the use of CAD drawing software design and processing of parts
Keywords CA6140 machine tool spindle box parts transmission
目 录
第1章 引言 5
第2章 技术参数 6
第3章 传动方案传动系统图拟定 8
31 运动传动链 8
32 进传动链 11
第4章 设计零件计算验算 15
41轴箱箱体 15
42传动系统I轴轴零件设计 17
421普通V带传动计算 17
422片式摩擦离合器计算 19
423齿轮验算 21
424传动轴验算 24
425轴承疲劳强度校核 26
43传动系统Ⅱ轴轴零件设计 27
431齿轮验算 27
432传动轴验算 31
433轴组件刚度验算 32
44 传动系统Ⅲ轴轴零件设计 34
441齿轮验算 34
442 传动轴验算 38
443 轴组件刚度验算 40
45传动系统Ⅳ轴轴零件设计 42
451齿轮验算 42
452传动轴验算 45
453轴组件刚度验算 48
46 传动系统Ⅴ轴轴零件设计 50
461齿轮验算 50
462传动轴验算 54
463轴组件刚度验算 56
结 59
毕业设计结 59
参考文献 64
致 谢 65
第1章 引言
车床类中CA6140普通车床占六成种车床轴水放置做卧式车床
种类型车床轴箱进箱溜板箱刀架尾架光杠丝杠车床体构架组成
轴箱车床做床头箱电机传送动力通轴箱里面变速结构传送轴动力分正反方两种转速转速外轴箱进箱提供动力轴轴箱部件加工工件时轴箱否稳运转决定工件质量否合格果轴出现稳定状况机床法正常生产
车床进箱做走刀箱中关键部件变速传动机构通改变变速机构动力进获相应螺距者进量然通丝杠者光杠带动刀架工作实现工件切削进箱溜板箱间通光杠者丝杠联接进箱运动通光杠丝杠传送溜板箱溜板箱进行直线运动达加工工件目车床生产时果加工普通光面工件光杠果需加工螺纹工件丝杠两种部件区
溜板箱作操车床进运动通溜板箱光杠丝杠传送旋转运动改变刀架直线运动刀架进行横进运动移动样螺纹工件进行车削
机床学名金属切削机金属毛坯进行切削制造成机器零件工作母机机床惯性法
国机床工业新中国成立建立起半封建半殖民旧中国基没机床制造工业直解放前夕全国少数机械修配厂生产结构简单少量机床1949年机床年产量仅1500台解放十年国机床工业获高速发展目前国已形成布局较合理较完整机床工业体系国机床工业世界先进水较差距国机床工业面着光荣艰巨务必须断学引进国外先进科学技术力开展科学研究便早日赶世界先进水
CA6140机床进行种车削工作加工公制英制模数径节螺纹
轴三支撑均采滚动轴承进系统双轴滑移齿轮机构横进十字手柄操附快速电机该机床刚性功率操作方便
第2章 技术参数
21工件回转直径：
床面400毫米
床鞍210毫米
22工件长度（四种750100015002000毫米
轴孔径48毫米
轴前端孔锥度400毫米
轴转速范围：
正传（24级）101400转分
反传（12级）141580转分
23加工螺纹范围：
公制（44种）1192毫米
英制（20种）224牙英寸
模数（39种）02548毫米
径节（37种）196径节
24进量范围：
（64种）0028633毫米转
横（64种）0014316毫米转
25电机：
功率75千瓦
转速1450转分
第3章 传动方案传动系统图拟定
31运动传动链
311传动路线
运动传动链两末端件电动机轴运动电动机（75Kw1450rmin）V带轮传动副130mm230mm传轴箱中轴I轴I装双片摩擦理合器轴正转反转停止换机构压紧离合器左部摩擦片时轴I运动齿轮副传轴轴获两种转速压紧右部摩擦片时齿轮50（齿数）轴V空套齿轮34传轴固定齿轮30时轴I轴间中间齿轮34轴转左部传动时相反反转转速种离合器处中间位置时左右摩擦片没压紧轴I运动传轴轴停转
轴运动通轴间三齿轮传轴轴正转236种转速
运动轴传轴两条线路：
（1）高速传动路线 轴滑移齿轮50移左端轴右端齿轮63啮合运动轴齿轮副直接传轴450～1400rmin6种高转速
（2）低速传动路线 轴滑移齿轮50移右端轴齿式离合器啮合轴运动齿轮副 传轴齿轮副传轴齿轮副齿式离合器传轴轴获10～500rmin低转速
面传动路线分析现确定数：
（1）确定极限转速
轴低转速10rmin高转速1400rmin转速调整范围
14
（2）确定公
选定轴转速数列公φ＝112
（3）求出轴转速级数Z
ZlgRnlgφ+1 lg14lg112+124
（4）确定结构网结构式
242×3×2×2
（5）绘制转速图图32
选定电动机：
般金属切削机床驱动特殊性求采Y系列封闭扇冷式鼠笼型三相异步电动机Y系列电动机高效节起动转矩噪声低振动运行安全根机床需功率选择Y160M4步转速1500rmi
总降速传动uIInminnd101500≈667×10－3nmin轴低转速考虑否需增加定传动副转速数列符合标准利减少齿轮径轴尺寸分担总降速传动然总降速传动先缓急递减原分配串联变速组中传动
确定传动轴轴数：传动轴数＝变速组数+定传动副数+16
绘制转速图：先传动轴数轴转速级数格距lgφ画出网格绘制转速图转速图先分配电动机转速轴低转速总降速串联双轴传动间画u(k→k+1)min结构式级分配规律画变速组传动射线确定传动副传动图31
图31 CA6140轴运动转速图
32进传动链
进传动链实现刀具横移动传动链卧式车床切削螺纹时进传动链联系传动链轴转刀架移动量应等螺纹导程切削圆柱面端面时进传动链外联系传动链进工件转刀架移动量计分析进链时轴刀架作传动链两端
运动轴开始轴传轴轴～齿轮轴惰轮进换机构然挂轮架进箱进箱传出运动条路线丝杠带动溜板箱刀架做运动车削螺纹传动链条路线光杠 溜板箱带动刀架作横机动进进传动链
图32 传动原理图
第4章 设计零件计算验算
41轴箱箱体
轴箱中轴变速机构操机构润滑系统等轴箱应保证运动参数外应具较高传动效率传动件具足够强度刚度噪声较低振动操作方便具良工艺性便检修成较低防尘防漏外形美观等
箱体材料中等强度灰铸铁HT150HT200广泛设计选材料HT200箱体铸造时壁厚根外形轮廓尺寸(长×宽×高)表选取
表41
长×宽×高()
壁厚(mm)
< 500 × 500 × 300
812
> 500 × 500 × 300800 × 500 × 500
1015
> 800 × 800 × 500
1220
箱体轴承孔影响扭转刚度降1020弯曲刚度降更弥补开口削弱刚度常凸台加强筋根结构需适增加壁厚中型车床前支承壁般取25mm左右支承壁取22mm左右轴承孔处凸台应满足安装调整轴承需求
箱体轴箱中起支承定位作CA6140轴箱中15根轴轴定位箱体安装空位置保证箱体安装空位置确定重设计中轴安装孔位置确定考虑齿轮间啮合相互干涉问题根配合齿轮中心距变位系数参考关资料箱体轴安装空位置确定：
中心距(a)12（d1+d2）+ym 41
式中y中心距变动系数
中心距ⅠⅡ（56+38）2×22510575mm
中心距ⅠⅦ（50+34）2×225945mm
中心距ⅡⅦ（30+34）2×22572mm
中心距ⅡⅢ（39+41）2×22590mm
中心距ⅢⅣ（50+50）2×25125mm
中心距ⅤⅧ（44+44）2×288mm
中心距ⅤⅥ（26+58）2×4168mm
中心距ⅧⅨ（58+26）2×284mm
中心距ⅨⅥ（58+58）2×2116mm
中心距ⅨⅩ（33+33）2×266mm
中心距ⅨⅪ（25+33）2×258mm
综合考虑素箱体轴安装位置确定图：
图41 安装位置示意图
图中XIVXV轴位置没表达清楚具体位置参见零件图
箱体床身安装方式机床类型轴变速箱定位安装方式固定式移动式两种车床轴箱固定式变速箱箱体底部面底部突起两垂直面定位螺钉压板固定轴箱箱体体式铸造成型留安装结构箱体底部安装进行相应调整
箱体颜色根机床总体设计确定考虑机床实际区心理颜色喜风俗
箱体中预留润滑油路安装空间安装螺纹孔油沟见箱体零件图
42传动系统I轴轴零件设计
421普通V带传动计算
普通V带选择应保证带传动滑前提传递功率时足够疲劳强度满足定寿命
设计功率 （kW） （42）
——工况系数查机床设计指导表25取11
带轮基准直径130mm
带速 ： 43
带轮基准直径230 mm
初选中心距＝1000mm 机床总体布局确定增加带弯曲次数易引起振动
带基准长度 44
查机床设计指导表27取＝2800mm
带挠曲次数 ＝1000mv70440 45
实际中心距
带轮包角 46
单根V带基额定功率查机床设计指导表28取228kW
单根V带基额定功率增量 47
——弯曲影响系数查表29取
——传动系数查表210取112
带根数 （48）
——包角修正系数查表211取093
——带长修正系数查表212取101
圆整z取4
单根带初拉力 （49）
q—带米长质量查表213取010
＝5823N
带轴压力 410
图43 带轮示意图
422片式摩擦离合器计算
原理：杆件左右推动压块摩擦片分左右压紧松开通压紧摩擦片间摩擦力矩传递齿轮控制轴正反转停转
设计片式摩擦离合器时首先根机床结构确定离合器尺寸轴装式时外摩擦片径d应花键轴2～6mm摩擦片外径D确定直接影响离合器径轴尺寸甚影响轴箱部结构布局应合理选择
摩擦片数式计算
Z≥2MnKfb[p] 411式中 Mn——摩擦离合器传递扭矩（N·mm）
Mn＝955×η＝955××11×098800＝128×（N·mm）
Nd——电动机额定功率（kW）
——安装离合器传动轴计算转速（rmin）
η——电动机离合器轴传动效率
K——安全系数般取13～15
f——摩擦片间摩擦系数磨擦片淬火钢查机床设计指导表215取f008
——摩擦片均直径（mm）
（D+d）2＝67mm
b——外摩擦片接触宽度（mm）
b（Dd）223mm
——摩擦片许压强（N）
＝＝11×100×100×076＝0836
——基许压强（MPa）查机床设计指导表215取11
——速度修正系数
＝n6×25（ms）
根均圆周速度查机床设计指导表216取100
——接合次数修正系数查机床设计指导表217取100
——摩擦结合面数修正系数查机床设计指导表218取076
Z≥2MnKfb[p]
＝2×128××14（314×008××23×0836）＝11 卧式车床反离合器传递扭矩空载功率损耗确定般取
＝04＝04×11＝44
确定摩擦离合器轴压紧力Q式计算：
Qb(N) 412
＝11×314××23×100＝357×
式中符号意义前述
摩擦片厚度般取1151752（mm）外层分离时间隙02～04（mm）摩擦片材料应具较高耐磨性摩擦系数耐高温抗胶合性等特点常1015钢表面渗碳03～05（mm）淬火硬度达HRC52～62图44示
423齿轮验算
验算齿轮强度应选择相模数承受载荷齿数齿轮进行接触应力弯曲应力验算般高速传动齿轮验算齿面接触应力低速传动齿轮验算齿根弯曲应力硬齿面软齿芯渗碳淬火齿轮定验算齿根弯曲应力
接触应力验算公式
（MPa）≤[] 413
弯曲应力验算公式
414
式中 N齿轮传递功率（KW）N
图44 片式摩擦离合器
T齿轮机床工作期限（）总工作时间（h）中型机床齿轮取15000~20000h变速组齿轮总工作时间似认TPP变速组传动副数
齿轮低转速（rmin）
基准循环次数查机床设计指导表31（均参见机床设计指导）
m—疲劳曲线指数查表31
—速度转化系数查表32
—功率利系数查表33
—材料强化系数查表34
—极限值见表35≥时取＜时取
—工作情况系数中等击运动取12～16
—动载荷系数查表36
—齿载荷分布系数查表39
Y—标准齿轮齿形系数查表38
[]—许接触应力（MPa）查表39
[]—许弯曲应力（MPa）查表39
果验算结果合格时改变初算时选定材料热处理方法满足时采取调整齿宽重新选择齿数模数等措施
I轴齿轮采整淬方式进行热处理
传I轴时转速：
N5625kw
离合器两齿轮中齿数少齿轮50×225齿宽B12mmu105
≤[]1250MP
符合强度求
验算56×225齿轮：
≤[]1250MP
符合强度求
424传动轴验算
传动轴重载轴外般须进行强度校核进行刚度验算
轴抗弯断面惯性矩（）
花键轴
415
式中 d—花键轴径（mm）
i—花轴径（mm）
bN—花键轴键宽键数
传动轴弯曲载荷计算般危险断面扭矩求：
416
416式中 N—该轴传递功率（kw）
—该轴计算转速（rmin）
传动轴弯矩载荷输入扭矩齿轮输出扭矩齿轮圆周力径力齿轮圆周力
417 417式中 D—齿轮节圆直径（mm）DmZ齿轮径力：
418 418式中 α—齿轮啮合角α＝20º
ρ—齿面摩擦角
β—齿轮螺旋角β＝0
N
花键轴键侧挤压应力验算：
花键键侧工作表面挤压应力：
419 （419）式中 —花键传递转矩（）
Dd—花键轴径径（mm）
L—花键工作长度
N—花键键数
K—载荷分布均匀系数K07～08
花键轴校核合格
425轴承疲劳强度校核
机床传动轴滚动轴承疲劳破坏失效应进行疲劳验算额定寿命计算公式：
420
421 421式中—额定寿命（h）
—计算动载荷
T —工作期限（h）般机床取1000015000时
C—滚动轴承额定负载（N）根轴承手册机床设计手册查取单位（kgf）应换算成（N）
—速度系数 滚动轴承计算转速（rmm） —寿命系数
—寿命系数球轴承3滚子轴承
工作情况系数轻度击振动机床（车床铣床钻床磨床等数机床）
—功率利系数查表3—3
—速度转化系数查表3—2
—齿轮轮换工作系数查机床设计手册
P—量动载荷机床设计手册
计算：
轴承校核合格
43传动系统Ⅱ轴轴零件设计
431齿轮验算
验算齿轮强度应选择相模数承受载荷齿数齿轮进行接触应力弯曲应力验算般高速传动齿轮验算齿面接触应力低速传动齿轮验算齿根弯曲应力
硬齿面软齿芯渗碳淬火齿轮定验算齿根弯曲应力
引公式（413）接触应力验算公式
（MPa）≤[] 413
引公式（414）弯曲应力验算公式
414
414式中 N齿轮传递功率（KW）N
电动机额定功率（KW）
电动机计算齿轮机械效率
齿轮计算转速（rmin）
m初算齿轮模数（mm）
B齿宽（mm）
Z齿轮齿数
u齿轮齿轮齿数u≥1+号外啮合号啮合
寿命系数：
工作期限系数：
T齿轮机床工作期限（）总工作时间（h）中型机床齿轮取15000~20000h变速组齿轮总工作时间似认TPP变速组传动副数
齿轮低转速（rmin）
基准循环次数查表31（均参见机床设计指导）
m—疲劳曲线指数查表31
—速度转化系数查表32
—功率利系数查表33
—材料强化系数查表34
—极限值见表35≥时取＜时取
—工作情况系数中等击运动取12~16
—动载荷系数查表36
—齿载荷分布系数查表39
Y—标准齿轮齿形系数查表38
[]—许接触应力（MPa）查表39
[]—许弯曲应力（MPa）查表39
果验算结果合格时改变初算时选定材料热处理方法满足时采取调整齿宽重新选择齿数模数等措施
Ⅱ轴双联滑移齿轮采整淬方式进行热处理
传Ⅱ轴时转速：
m225
N577kw
双联滑移齿轮中齿数少齿轮38×225齿宽B14mm
u105
≤[]1250MP
双联滑移齿轮符合标准
验算39×225齿轮：
39×225齿轮采整淬
N571kw B14mm u1
≤[]1250MP
齿轮合格
验算22×225齿轮：
22×225齿轮采整淬
N51kw B14mm u4
≤[]1250MP
齿轮合格
验算30×225齿轮：
30×225齿轮采整淬
N51kw B14mm u1
≤[]1250MP
齿轮合格
432传动轴验算
传动轴重载轴外般须进行强度校核进行刚度验算
轴抗弯断面惯性矩（）
引公式（415）花键轴
（
415
传动轴弯曲载荷计算般危险断面扭矩求引公式416：
416
传动轴弯矩载荷输入扭矩齿轮输出扭矩齿轮圆周力径力齿轮圆周力引公式（417）：
417
齿轮径力引公式418：
（418）
式中 α—齿轮啮合角
ρ—齿面摩擦角
β—齿轮螺旋角
2786mm
符合校验条件
花键轴键侧挤压应力验算
引公式（419）花键键侧工作表面挤压应力：
419
花键轴校核合格
433轴组件刚度验算
两支撑轴组件合理跨距：轴组件跨距刚度影响绘制轴组件结构草图合理跨距L进行计算便修改草图跨距远L时应考虑采三支撑结构
机床设计教科书中轴组件柔度方程系轴端部C点家时轴轴承两相柔度迭加极值方程：
式中 L—合理跨距
C —轴悬伸梁
﹑—﹑前支撑轴承刚度
该元三次方程求解实根：
机床传动轴滚动轴承疲劳破坏失效应进行疲劳验算额定寿命计算公式引公式（420）：
420
421
C—滚动轴承额定负载（N）根轴承手册机床设计手册查取单位（kgf）应换算成（N）
—速度系数 滚动轴承计算转速（rmm） —寿命系数
—寿命系数球轴承3滚子轴承
工作情况系数轻度击振动机床（车床铣床钻床磨床等数机床）
—功率利系数查表3—3
—速度转化系数查表3—2
—齿轮轮换工作系数查机床设计手册
P—量动载荷机床设计手册
轴承校核合格
44传动系统Ⅲ轴轴零件设计
441齿轮验算
验算齿轮强度应选择相模数承受载荷齿数齿轮进行接触应力弯曲应力验算般高速传动齿轮验算齿面接触应力低速传动齿轮验算齿根弯曲应力
硬齿面软齿芯渗碳淬火齿轮定验算齿根弯曲应力
引公式（413）接触应力验算公式
（MPa）≤[] 413
引公式（414）弯曲应力验算公式
414
式中 N齿轮传递功率（KW）N
电动机额定功率（KW）
电动机计算齿轮机械效率
齿轮计算转速（rmin）
m初算齿轮模数（mm）
B齿宽（mm）
Z齿轮齿数
u齿轮齿轮齿数u≥1+号外啮合号啮合
寿命系数：
工作期限系数：
T齿轮机床工作期限（）总工作时间（h）中型机床齿轮取15000~20000h变速组齿轮总工作时间似认TPP变速组传动副数
齿轮低转速（rmin）
基准循环次数查表31（均参见机床设计指导）
m—疲劳曲线指数查表31
—速度转化系数查表32
—功率利系数查表33
—材料强化系数查表34
—极限值见表35≥时取＜时取
—工作情况系数中等击运动取12~16
—动载荷系数查表36
—齿载荷分布系数查表39
Y—标准齿轮齿形系数查表38
[]—许接触应力（MPa）查表39
[]—许弯曲应力（MPa）查表39
果验算结果合格时改变初算时选定材料热处理方法满足时采取调整齿宽重新选择齿数模数等措施
三轴三联滑移齿轮采整淬方式进行热处理
传三轴时转速：
N542kw
三联滑移齿轮中齿数少齿轮41×225齿宽B12mmu105
≤[]1250MP
三联滑移齿轮符合标准
验算50×25齿轮：50×25齿轮采整淬
N51kw B15mm u1
≤[]1250MP
齿轮合格
验算63×3齿轮：
63×3齿轮采整淬
N51kw B10mm u4
≤[]1250MP
齿轮合格
验算44×2齿轮：
44×2齿轮采整淬
N51kw B10mm u1
≤[]1250MP
齿轮合格
442传动轴验算
传动轴重载轴外般须进行强度校核进行刚度验算
轴抗弯断面惯性矩（）花键轴计算引公式（415） ：
415
式中 d—花键轴径（mm）
i—花轴径（mm）
bN—花键轴键宽键数
传动轴弯曲载荷计算般危险断面扭矩求引公式（416）：
416
式中 N—该轴传递功率（kw）
—该轴计算转速（rmin）
传动轴弯矩载荷输入扭矩齿轮输出扭矩齿轮圆周力径力齿轮圆周力引公式（417）：
417
式中 D—齿轮节圆直径（mm）DmZ
齿轮径力引公式（418）：
418
式中 α—齿轮啮合角
ρ—齿面摩擦角
β—齿轮螺旋角
2786mm
符合校验条件
花键轴键侧挤压应力验算
花键键侧工作表面挤压应力引公式（419）：
419
式中 —花键传递转矩（）
Dd—花键轴径径（mm）
L—花键工作长度
N—花键键数
K—载荷分布均匀系数K07～08
III轴花键轴校核合格
443轴组件刚度验算
两支撑轴组件合理跨距
轴组件跨距刚度影响绘制轴组件结构草图合理跨距L进行计算便修改草图跨距远L时应考虑采三支撑结构
机床设计教科书中轴组件柔度方程系轴端部C点家时轴轴承两相柔度迭加极值方程：
式中 L—合理跨距
C —轴悬伸梁
﹑—﹑前支撑轴承刚度
该元三次方程求解实根：
机床传动轴滚动轴承疲劳破坏失效应进行疲劳验算额定寿命计算公式引公式（420）：
420
计算负荷计算公式进行计算引公式（421）：
421
C—滚动轴承额定负载（N）根轴承手册机床设计手册查取单位（kgf）应换算成（N）
—速度系数 滚动轴承计算转速（rmm） —寿命系数
—寿命系数球轴承3滚子轴承
工作情况系数轻度击振动机床（车床铣床钻床磨床等数机床）
—功率利系数查表3—3
—速度转化系数查表3—2
—齿轮轮换工作系数查机床设计手册
P—量动载荷机床设计手册
：
轴承校核合格
45传动系统Ⅳ轴轴零件设计
451齿轮验算
验算齿轮强度应选择相模数承受载荷齿数齿轮进行接触应力弯曲应力验算般高速传动齿轮验算齿面接触应力低速传动齿轮验算齿根弯曲应力
硬齿面软齿芯渗碳淬火齿轮定验算齿根弯曲应力
接触应力引公式（413）：
（MPa）≤[] 413
弯曲应力引公式（420）：
414
式中 N齿轮传递功率（KW）N
电动机额定功率（KW）
电动机计算齿轮机械效率
齿轮计算转速（rmin）
m初算齿轮模数（mm）
B齿宽（mm）
Z齿轮齿数
u齿轮齿轮齿数u≥1+号外啮合号啮合
寿命系数：
工作期限系数：
T齿轮机床工作期限（）总工作时间（h）中型机床齿轮取15000~20000h变速组齿轮总工作时间似认TPP变速组传动副数
齿轮低转速（rmin）
基准循环次数查机床设计指导表31（均参见机床设计指导）
m—疲劳曲线指数查表31
—速度转化系数查表32
—功率利系数查表33
—材料强化系数查表34
—极限值见表35≥时取＜时取
—工作情况系数中等击运动取12~16
—动载荷系数查表36
—齿载荷分布系数查表39
Y—标准齿轮齿形系数查表38
[]—许接触应力（MPa）查表39
[]—许弯曲应力（MPa）查表39
果验算结果合格时改变初算时选定材料热处理方法满足时采取调整齿宽重新选择齿数模数等措施
Ⅸ轴直齿齿轮采整淬方式进行热处理
传Ⅸ轴时转速：
N542kw
齿轮模数齿数33×2齿宽B20mm
u105
≤[]1250MP
齿轮符合标准
验算58×2齿轮：
58×2齿轮采整淬
N51kw B20mm u1
≤[]1250MP
齿轮合格
452传动轴验算
传动轴重载轴外般须进行强度校核进行刚度验算
轴抗弯断面惯性矩（）花键轴引公式（415）：
415
式中 d—花键轴径（mm）
D—花轴径（mm）
bN—花键轴键宽键数
传动轴弯曲载荷计算般危险断面扭矩求引公式（416）：
416
式中 N—该轴传递功率（kw）
—该轴计算转速（rmin）
传动轴弯矩载荷输入扭矩齿轮输出扭矩齿轮圆周力径力齿轮圆周力引公式（417）：
417
式中 D—齿轮节圆直径（mm）DmZ
齿轮径力引公式（418）：
418
式中 α—齿轮啮合角
ρ—齿面摩擦角
β—齿轮螺旋角
2232mm
符合校验条件
花键轴键侧挤压应力验算
花键键侧工作表面挤压应力引公式（419）：：
419
式中 —花键传递转矩（）
Dd—花键轴径径（mm）
L—花键工作长度
N—花键键数
K—载荷分布均匀系数K07～08
花键轴校核合格
453轴组件刚度验算
两支撑轴组件合理跨距轴组件跨距刚度影响绘制轴组件结构草图合理跨距L进行计算便修改草图跨距远L时应考虑采三支撑结构
机床设计教科书中轴组件柔度方程系轴端部C点家时轴轴承两相柔度迭加极值方程：
式中 L—合理跨距
C —轴悬伸梁
﹑—﹑前支撑轴承刚度
该元三次方程求解实根：
机床传动轴滚动轴承疲劳破坏失效应进行疲劳验算引公式（420）：
420
计算负荷计算公式进行计算引公式（421）：
421
C—滚动轴承额定负载（N）根轴承手册机床设计手册查取单位（kgf）应换算成（N）
—速度系数 滚动轴承计算转速（rmm） —寿命系数
—寿命系数球轴承3滚子轴承
工作情况系数轻度击振动机床（车床铣床钻床磨床等数机床）
—功率利系数查表3—3
—速度转化系数查表3—2
—齿轮轮换工作系数查机床设计手册
P—量动载荷机床设计手册
：
轴承校核合格
46传动系统Ⅴ轴轴零件设计
461齿轮验算
验算齿轮强度应选择相模数承受载荷齿数齿轮进行接触应力弯曲应力验算般高速传动齿轮验算齿面接触应力低速传动齿轮验算齿根弯曲应力硬齿面软齿芯渗碳淬火齿轮定验算齿根弯曲应力
接触应力引公式（413）：
（MPa）≤[] 413
弯曲应力引公式（414）：
414
式中 N齿轮传递功率（KW）N
电动机额定功率（KW）
电动机计算齿轮机械效率
齿轮计算转速（rmin）
m初算齿轮模数（mm）
B齿宽（mm）
Z齿轮齿数
u齿轮齿轮齿数u≥1+号外啮合号啮合
寿命系数：
工作期限系数：
T齿轮机床工作期限（）总工作时间（h）中型机床齿轮取15000~20000h变速组齿轮总工作时间似认TPP变速组传动副数
齿轮低转速（rmin）
基准循环次数查表31（均参见机床设计指导）
m—疲劳曲线指数查表31
—速度转化系数查表32
—功率利系数查表33
—材料强化系数查表34
—极限值见表35≥时取＜时取
—工作情况系数中等击运动取12~16
—动载荷系数查表36
—齿载荷分布系数查表39
Y—标准齿轮齿形系数查表38
[]—许接触应力（MPa）查表39
[]—许弯曲应力（MPa）查表39
果验算结果合格时改变初算时选定材料热处理方法满足时采取调整齿宽重新选择齿数模数等措施
轴斜齿轮采调质处理方式进行热处理
传五轴时转速：
N542kw
斜齿轮26×4齿宽B35mmu105
≤[]1560MP
斜齿轮符合标准
验算80×25齿轮：
80×25齿轮采调质热处理
N21139kw B26mm u1
≤[]1250MP
齿轮合格
验算50×25齿轮：
50×25齿轮采调质热处理
N51kw B10mm u4
≤[]1250MP
齿轮合格
462传动轴验算
传动轴重载轴外般须进行强度校核进行刚度验算
轴抗弯断面惯性矩（）花键轴 引公式（415）：
415
式中 d—花键轴径（mm）
i—花轴径（mm）
bN—花键轴键宽键数
传动轴弯曲载荷计算般危险断面扭矩求引公式416：
416
式中 N—该轴传递功率（kw）
—该轴计算转速（rmin）
传动轴弯矩载荷输入扭矩齿轮输出扭矩齿轮圆周力径力齿轮圆周力引公式（417）：
417
式中 D—齿轮节圆直径（mm）DmZ
齿轮径力引公式（418）：
418
式中 α—齿轮啮合角
ρ—齿面摩擦角
β—齿轮螺旋角
3143mm
符合校验条件
花键轴键侧挤压应力验算引公式（419）：
419
式中 —花键传递转矩（）
Dd—花键轴径径（mm）
L—花键工作长度
N—花键键数
K—载荷分布均匀系数K07～08
V轴花键轴校核合格
463轴组件刚度验算
两支撑轴组件合理跨距轴组件跨距刚度影响绘制轴组件结构草图合理跨距L进行计算便修改草图跨距远L时应考虑采三支撑结构
机床设计教科书中轴组件柔度方程系轴端部C点家时轴轴承两相柔度迭加极值方程：
式中 L—合理跨距
C —轴悬伸梁
﹑—﹑前支撑轴承刚度
该元三次方程求解实根：
机床传动轴滚动轴承疲劳破坏失效应进行疲劳验算引公式（420）：
420
计算负荷公式进行计算引公式（421：
421
式中
C — 滚动轴承额定负载（N）根轴承手册机床设计手册查取单位（kgf）应换算成（N）
— 速度系数 滚动轴承计算转速（rmm） — 寿命系数
—寿命系数球轴承3滚子轴承
工作情况系数轻度击振动机床（车床铣床钻床磨床等数机床）
—功率利系数查表3—3
—速度转化系数查表3—2
—齿轮轮换工作系数查机床设计手册
P—量动载荷机床设计手册
：
轴承校核合格
鉴时间篇幅原次设计暂先前五根轴轴零件进行计算设计检验剩余轴轴零件述设计步骤方法求累述
结
CA6140轴箱机床动力源动力运动传递机床轴基环节机构复杂巧妙实现全部功软件中模拟仿真工作量非常次设计效果没预计完美硬件方面原模拟仿真时候计算机配置达需求致运行速度非常慢时间拖模拟效果理想接受设计务CA6140车床轴箱进行设计轴箱结构繁考虑实际硬件设备承受力进行三维造型时候影响模拟仿真情况省细部结构点深深体会科技第生产力句话正确严峻性设计中遇许棘手问题例采度量标准致导致装配时候产生干涉问题问题采互相调节方法需相互配合两零件设计者相互协调实现设计效果
次设计说总体安排重次设计总体安排刚开始时候没合理制定工作量实际工作具体性质明确致开始天里没什实质性进展工作程中家注意点进度勉强赶时间紧点终家努力完成设计务
毕业设计结
CA6140机床轴箱机床动力源动力运动传递机床轴基环节机床重部分机构复杂巧妙次设计效果没预计知识水高缺乏实践验限关点深深体会学止境正确性严峻性明白书时方恨少奈设计中没实践验非常痛苦次想伟说实践出真知实践教会东西东西仅仅通课堂教学设计中遇许棘手问题例轴箱传动系统复杂系统刚开始点解通查阅量书刊资料指导老师讲解终弄明白
机械设计制造动化机械制造行业关系说分割国家制造业发展取决该国机械设计制造专业发展进步机械制造动化程度直接决定该国制造业水机械制造动化指制造产品时机器操作程度较流行数控技术造机器技术电器动化技术等属机械制造动化范畴现国已部分企业拥定程度动化生产设备绝力机械动化专业研究成果必须该项技术直发展
事机械行业学生说学机械专业相关知识非常重仅决定发展方提升身修养作期间涉专业知识非常广泛机械类产品毛坯成型材料热处理金属切削加工等工序终成想零件程称机械加工程包括刀具量具夹具等设计动力供应等辅助程机械加工程中通切零件毛坯理想产品相较余部分程直接影响产品形状尺寸称直接生产程机械产品直接辅助生产程组成
机械制造业涉行业广泛包括纺织业机械港口业数控技术运输机械技术水利机械行业等等机械制造业体现国家技术水体现国家科研技术国民济支柱产业国家工业化程度标志相西方发达国家机械制造水讲落止年两年十年甚更机械制造业综合技术企业讲没先进制造技术必定济社会法立足必定会优秀企业取代限制制造身涉产品说包罗万象普通市民衣食住行国家军事国防处体现机械制造水
机械制造技术水高低决定国家济命脉方面阐述：
1 制造业技术高低决定社会发展程度
2 科学技术发展直接服务制造业
3 制造技术工业支柱
4 国力国防盾
世纪开始发展机械制造业历世纪发展现机械制造水说已高重性越越体现日常生活较影响机械制造发展提出更加严峻挑战
高科技动化机械制造发展指明方说动化已成国机械制造发展目标然名词没确定含义目前国际公认高水高技术均生产动化仅够代表国家制造业水性化生产程说必少目前公认先进制造技术传统机械制造业吸收发展电子机械运输等行业精髓吸收消化行业技术样集中优势行业成熟技术先进机械制造业成功吸收发展优势现先进机械制造电子电气产业技术分割现动化完全赖电气设备样说动化程度高低取决电气化程度较流行PLC技术快速发展动化技术已法满足日益发展社会进程目前较高度伺服控制现发展较成熟伺服控制技术动化技术应已显易见目前甚十年间法代
次设计说总体安排重次设计总体安排刚开始时候没合理制定工作量实际工作具体性质明确致开始天里没什实质性进展幸工作程中指导教师时指出工作进度点滞时注意点进度赶终通努力完成次设计
次设计正视机会优点时更清楚发现缺点足处通次设计工作发现许急需提高处次设计发现学工作中改正技术水性格缺陷鞭策断提高时时刻刻清醒做崇高理想正确生价值观
参考文献
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工业生产时候CA6140车床然种车床动化程度高结构相复杂果加工相复杂工件需断换刀实际操作带麻烦加种车床加工程较慢造成效率高单件者批量生产中广泛应文该机床轴箱进行设计采三轴支撑滚动轴承加双轴滑移齿轮作进体系加快速电机十字手柄极改善机床性提高操作性
文CA6140机床参数设定传动体系图制定传动方案制定零部件校荷该机床轴箱设计进行说明附机床零部件整体装配详图
关键词：CA6140机床轴箱零件传动
Abstract
The scope of application of CA6140 lathe is very extensive but the complex structure and low degree of automation the workpiece processing is more complicated in shape change the knife trouble in the process of auxiliary time is relatively long low productivity suitable for single or small batch production The main shaft three support adopts the rolling bearing the feed system uses the two axle sliding common gear mechanism the longitudinal and transverse feed is controlled by the cross handle The machine has good rigidity large power and convenient operation
As a major turning processing machine CA6140 machine is widely used in mechanical processing industry the design of the main spindle box for CA6140 machine design design is the main content of the main parameters of the machine drawing up the transmission plan and the transmission scheme the main parts of the calculation and checking the use of CAD drawing software design and processing of parts
Keywords CA6140 machine tool spindle box parts transmission
目 录
第1章 引言 5
第2章 技术参数 6
第3章 传动方案传动系统图拟定 8
31 运动传动链 8
32 进传动链 11
第4章 设计零件计算验算 15
41轴箱箱体 15
42传动系统I轴轴零件设计 17
421普通V带传动计算 17
422片式摩擦离合器计算 19
423齿轮验算 21
424传动轴验算 24
425轴承疲劳强度校核 26
43传动系统Ⅱ轴轴零件设计 27
431齿轮验算 27
432传动轴验算 31
433轴组件刚度验算 32
44 传动系统Ⅲ轴轴零件设计 34
441齿轮验算 34
442 传动轴验算 38
443 轴组件刚度验算 40
45传动系统Ⅳ轴轴零件设计 42
451齿轮验算 42
452传动轴验算 45
453轴组件刚度验算 48
46 传动系统Ⅴ轴轴零件设计 50
461齿轮验算 50
462传动轴验算 54
463轴组件刚度验算 56
结 59
毕业设计结 59
参考文献 64
致 谢 65
第1章 引言
车床类中CA6140普通车床占六成种车床轴水放置做卧式车床
种类型车床轴箱进箱溜板箱刀架尾架光杠丝杠车床体构架组成
轴箱车床做床头箱电机传送动力通轴箱里面变速结构传送轴动力分正反方两种转速转速外轴箱进箱提供动力轴轴箱部件加工工件时轴箱否稳运转决定工件质量否合格果轴出现稳定状况机床法正常生产
车床进箱做走刀箱中关键部件变速传动机构通改变变速机构动力进获相应螺距者进量然通丝杠者光杠带动刀架工作实现工件切削进箱溜板箱间通光杠者丝杠联接进箱运动通光杠丝杠传送溜板箱溜板箱进行直线运动达加工工件目车床生产时果加工普通光面工件光杠果需加工螺纹工件丝杠两种部件区
溜板箱作操车床进运动通溜板箱光杠丝杠传送旋转运动改变刀架直线运动刀架进行横进运动移动样螺纹工件进行车削
机床学名金属切削机金属毛坯进行切削制造成机器零件工作母机机床惯性法
国机床工业新中国成立建立起半封建半殖民旧中国基没机床制造工业直解放前夕全国少数机械修配厂生产结构简单少量机床1949年机床年产量仅1500台解放十年国机床工业获高速发展目前国已形成布局较合理较完整机床工业体系国机床工业世界先进水较差距国机床工业面着光荣艰巨务必须断学引进国外先进科学技术力开展科学研究便早日赶世界先进水
CA6140机床进行种车削工作加工公制英制模数径节螺纹
轴三支撑均采滚动轴承进系统双轴滑移齿轮机构横进十字手柄操附快速电机该机床刚性功率操作方便
第2章 技术参数
21工件回转直径：
床面400毫米
床鞍210毫米
22工件长度（四种750100015002000毫米
轴孔径48毫米
轴前端孔锥度400毫米
轴转速范围：
正传（24级）101400转分
反传（12级）141580转分
23加工螺纹范围：
公制（44种）1192毫米
英制（20种）224牙英寸
模数（39种）02548毫米
径节（37种）196径节
24进量范围：
（64种）0028633毫米转
横（64种）0014316毫米转
25电机：
功率75千瓦
转速1450转分
第3章 传动方案传动系统图拟定
31运动传动链
311传动路线
运动传动链两末端件电动机轴运动电动机（75Kw1450rmin）V带轮传动副130mm230mm传轴箱中轴I轴I装双片摩擦理合器轴正转反转停止换机构压紧离合器左部摩擦片时轴I运动齿轮副传轴轴获两种转速压紧右部摩擦片时齿轮50（齿数）轴V空套齿轮34传轴固定齿轮30时轴I轴间中间齿轮34轴转左部传动时相反反转转速种离合器处中间位置时左右摩擦片没压紧轴I运动传轴轴停转
轴运动通轴间三齿轮传轴轴正转236种转速
运动轴传轴两条线路：
（1）高速传动路线 轴滑移齿轮50移左端轴右端齿轮63啮合运动轴齿轮副直接传轴450～1400rmin6种高转速
（2）低速传动路线 轴滑移齿轮50移右端轴齿式离合器啮合轴运动齿轮副 传轴齿轮副传轴齿轮副齿式离合器传轴轴获10～500rmin低转速
面传动路线分析现确定数：
（1）确定极限转速
轴低转速10rmin高转速1400rmin转速调整范围
14
（2）确定公
选定轴转速数列公φ＝112
（3）求出轴转速级数Z
ZlgRnlgφ+1 lg14lg112+124
（4）确定结构网结构式
242×3×2×2
（5）绘制转速图图32
选定电动机：
般金属切削机床驱动特殊性求采Y系列封闭扇冷式鼠笼型三相异步电动机Y系列电动机高效节起动转矩噪声低振动运行安全根机床需功率选择Y160M4步转速1500rmi
总降速传动uIInminnd101500≈667×10－3nmin轴低转速考虑否需增加定传动副转速数列符合标准利减少齿轮径轴尺寸分担总降速传动然总降速传动先缓急递减原分配串联变速组中传动
确定传动轴轴数：传动轴数＝变速组数+定传动副数+16
绘制转速图：先传动轴数轴转速级数格距lgφ画出网格绘制转速图转速图先分配电动机转速轴低转速总降速串联双轴传动间画u(k→k+1)min结构式级分配规律画变速组传动射线确定传动副传动图31
图31 CA6140轴运动转速图
32进传动链
进传动链实现刀具横移动传动链卧式车床切削螺纹时进传动链联系传动链轴转刀架移动量应等螺纹导程切削圆柱面端面时进传动链外联系传动链进工件转刀架移动量计分析进链时轴刀架作传动链两端
运动轴开始轴传轴轴～齿轮轴惰轮进换机构然挂轮架进箱进箱传出运动条路线丝杠带动溜板箱刀架做运动车削螺纹传动链条路线光杠 溜板箱带动刀架作横机动进进传动链
图32 传动原理图
第4章 设计零件计算验算
41轴箱箱体
轴箱中轴变速机构操机构润滑系统等轴箱应保证运动参数外应具较高传动效率传动件具足够强度刚度噪声较低振动操作方便具良工艺性便检修成较低防尘防漏外形美观等
箱体材料中等强度灰铸铁HT150HT200广泛设计选材料HT200箱体铸造时壁厚根外形轮廓尺寸(长×宽×高)表选取
表41
长×宽×高()
壁厚(mm)
< 500 × 500 × 300
812
> 500 × 500 × 300800 × 500 × 500
1015
> 800 × 800 × 500
1220
箱体轴承孔影响扭转刚度降1020弯曲刚度降更弥补开口削弱刚度常凸台加强筋根结构需适增加壁厚中型车床前支承壁般取25mm左右支承壁取22mm左右轴承孔处凸台应满足安装调整轴承需求
箱体轴箱中起支承定位作CA6140轴箱中15根轴轴定位箱体安装空位置保证箱体安装空位置确定重设计中轴安装孔位置确定考虑齿轮间啮合相互干涉问题根配合齿轮中心距变位系数参考关资料箱体轴安装空位置确定：
中心距(a)12（d1+d2）+ym 41
式中y中心距变动系数
中心距ⅠⅡ（56+38）2×22510575mm
中心距ⅠⅦ（50+34）2×225945mm
中心距ⅡⅦ（30+34）2×22572mm
中心距ⅡⅢ（39+41）2×22590mm
中心距ⅢⅣ（50+50）2×25125mm
中心距ⅤⅧ（44+44）2×288mm
中心距ⅤⅥ（26+58）2×4168mm
中心距ⅧⅨ（58+26）2×284mm
中心距ⅨⅥ（58+58）2×2116mm
中心距ⅨⅩ（33+33）2×266mm
中心距ⅨⅪ（25+33）2×258mm
综合考虑素箱体轴安装位置确定图：
图41 安装位置示意图
图中XIVXV轴位置没表达清楚具体位置参见零件图
箱体床身安装方式机床类型轴变速箱定位安装方式固定式移动式两种车床轴箱固定式变速箱箱体底部面底部突起两垂直面定位螺钉压板固定轴箱箱体体式铸造成型留安装结构箱体底部安装进行相应调整
箱体颜色根机床总体设计确定考虑机床实际区心理颜色喜风俗
箱体中预留润滑油路安装空间安装螺纹孔油沟见箱体零件图
42传动系统I轴轴零件设计
421普通V带传动计算
普通V带选择应保证带传动滑前提传递功率时足够疲劳强度满足定寿命
设计功率 （kW） （42）
——工况系数查机床设计指导表25取11
带轮基准直径130mm
带速 ： 43
带轮基准直径230 mm
初选中心距＝1000mm 机床总体布局确定增加带弯曲次数易引起振动
带基准长度 44
查机床设计指导表27取＝2800mm
带挠曲次数 ＝1000mv70440 45
实际中心距
带轮包角 46
单根V带基额定功率查机床设计指导表28取228kW
单根V带基额定功率增量 47
——弯曲影响系数查表29取
——传动系数查表210取112
带根数 （48）
——包角修正系数查表211取093
——带长修正系数查表212取101
圆整z取4
单根带初拉力 （49）
q—带米长质量查表213取010
＝5823N
带轴压力 410
图43 带轮示意图
422片式摩擦离合器计算
原理：杆件左右推动压块摩擦片分左右压紧松开通压紧摩擦片间摩擦力矩传递齿轮控制轴正反转停转
设计片式摩擦离合器时首先根机床结构确定离合器尺寸轴装式时外摩擦片径d应花键轴2～6mm摩擦片外径D确定直接影响离合器径轴尺寸甚影响轴箱部结构布局应合理选择
摩擦片数式计算
Z≥2MnKfb[p] 411式中 Mn——摩擦离合器传递扭矩（N·mm）
Mn＝955×η＝955××11×098800＝128×（N·mm）
Nd——电动机额定功率（kW）
——安装离合器传动轴计算转速（rmin）
η——电动机离合器轴传动效率
K——安全系数般取13～15
f——摩擦片间摩擦系数磨擦片淬火钢查机床设计指导表215取f008
——摩擦片均直径（mm）
（D+d）2＝67mm
b——外摩擦片接触宽度（mm）
b（Dd）223mm
——摩擦片许压强（N）
＝＝11×100×100×076＝0836
——基许压强（MPa）查机床设计指导表215取11
——速度修正系数
＝n6×25（ms）
根均圆周速度查机床设计指导表216取100
——接合次数修正系数查机床设计指导表217取100
——摩擦结合面数修正系数查机床设计指导表218取076
Z≥2MnKfb[p]
＝2×128××14（314×008××23×0836）＝11 卧式车床反离合器传递扭矩空载功率损耗确定般取
＝04＝04×11＝44
确定摩擦离合器轴压紧力Q式计算：
Qb(N) 412
＝11×314××23×100＝357×
式中符号意义前述
摩擦片厚度般取1151752（mm）外层分离时间隙02～04（mm）摩擦片材料应具较高耐磨性摩擦系数耐高温抗胶合性等特点常1015钢表面渗碳03～05（mm）淬火硬度达HRC52～62图44示
423齿轮验算
验算齿轮强度应选择相模数承受载荷齿数齿轮进行接触应力弯曲应力验算般高速传动齿轮验算齿面接触应力低速传动齿轮验算齿根弯曲应力硬齿面软齿芯渗碳淬火齿轮定验算齿根弯曲应力
接触应力验算公式
（MPa）≤[] 413
弯曲应力验算公式
414
式中 N齿轮传递功率（KW）N
图44 片式摩擦离合器
T齿轮机床工作期限（）总工作时间（h）中型机床齿轮取15000~20000h变速组齿轮总工作时间似认TPP变速组传动副数
齿轮低转速（rmin）
基准循环次数查机床设计指导表31（均参见机床设计指导）
m—疲劳曲线指数查表31
—速度转化系数查表32
—功率利系数查表33
—材料强化系数查表34
—极限值见表35≥时取＜时取
—工作情况系数中等击运动取12～16
—动载荷系数查表36
—齿载荷分布系数查表39
Y—标准齿轮齿形系数查表38
[]—许接触应力（MPa）查表39
[]—许弯曲应力（MPa）查表39
果验算结果合格时改变初算时选定材料热处理方法满足时采取调整齿宽重新选择齿数模数等措施
I轴齿轮采整淬方式进行热处理
传I轴时转速：
N5625kw
离合器两齿轮中齿数少齿轮50×225齿宽B12mmu105
≤[]1250MP
符合强度求
验算56×225齿轮：
≤[]1250MP
符合强度求
424传动轴验算
传动轴重载轴外般须进行强度校核进行刚度验算
轴抗弯断面惯性矩（）
花键轴
415
式中 d—花键轴径（mm）
i—花轴径（mm）
bN—花键轴键宽键数
传动轴弯曲载荷计算般危险断面扭矩求：
416
416式中 N—该轴传递功率（kw）
—该轴计算转速（rmin）
传动轴弯矩载荷输入扭矩齿轮输出扭矩齿轮圆周力径力齿轮圆周力
417 417式中 D—齿轮节圆直径（mm）DmZ齿轮径力：
418 418式中 α—齿轮啮合角α＝20º
ρ—齿面摩擦角
β—齿轮螺旋角β＝0
N
花键轴键侧挤压应力验算：
花键键侧工作表面挤压应力：
419 （419）式中 —花键传递转矩（）
Dd—花键轴径径（mm）
L—花键工作长度
N—花键键数
K—载荷分布均匀系数K07～08
花键轴校核合格
425轴承疲劳强度校核
机床传动轴滚动轴承疲劳破坏失效应进行疲劳验算额定寿命计算公式：
420
421 421式中—额定寿命（h）
—计算动载荷
T —工作期限（h）般机床取1000015000时
C—滚动轴承额定负载（N）根轴承手册机床设计手册查取单位（kgf）应换算成（N）
—速度系数 滚动轴承计算转速（rmm） —寿命系数
—寿命系数球轴承3滚子轴承
工作情况系数轻度击振动机床（车床铣床钻床磨床等数机床）
—功率利系数查表3—3
—速度转化系数查表3—2
—齿轮轮换工作系数查机床设计手册
P—量动载荷机床设计手册
计算：
轴承校核合格
43传动系统Ⅱ轴轴零件设计
431齿轮验算
验算齿轮强度应选择相模数承受载荷齿数齿轮进行接触应力弯曲应力验算般高速传动齿轮验算齿面接触应力低速传动齿轮验算齿根弯曲应力
硬齿面软齿芯渗碳淬火齿轮定验算齿根弯曲应力
引公式（413）接触应力验算公式
（MPa）≤[] 413
引公式（414）弯曲应力验算公式
414
414式中 N齿轮传递功率（KW）N
电动机额定功率（KW）
电动机计算齿轮机械效率
齿轮计算转速（rmin）
m初算齿轮模数（mm）
B齿宽（mm）
Z齿轮齿数
u齿轮齿轮齿数u≥1+号外啮合号啮合
寿命系数：
工作期限系数：
T齿轮机床工作期限（）总工作时间（h）中型机床齿轮取15000~20000h变速组齿轮总工作时间似认TPP变速组传动副数
齿轮低转速（rmin）
基准循环次数查表31（均参见机床设计指导）
m—疲劳曲线指数查表31
—速度转化系数查表32
—功率利系数查表33
—材料强化系数查表34
—极限值见表35≥时取＜时取
—工作情况系数中等击运动取12~16
—动载荷系数查表36
—齿载荷分布系数查表39
Y—标准齿轮齿形系数查表38
[]—许接触应力（MPa）查表39
[]—许弯曲应力（MPa）查表39
果验算结果合格时改变初算时选定材料热处理方法满足时采取调整齿宽重新选择齿数模数等措施
Ⅱ轴双联滑移齿轮采整淬方式进行热处理
传Ⅱ轴时转速：
m225
N577kw
双联滑移齿轮中齿数少齿轮38×225齿宽B14mm
u105
≤[]1250MP
双联滑移齿轮符合标准
验算39×225齿轮：
39×225齿轮采整淬
N571kw B14mm u1
≤[]1250MP
齿轮合格
验算22×225齿轮：
22×225齿轮采整淬
N51kw B14mm u4
≤[]1250MP
齿轮合格
验算30×225齿轮：
30×225齿轮采整淬
N51kw B14mm u1
≤[]1250MP
齿轮合格
432传动轴验算
传动轴重载轴外般须进行强度校核进行刚度验算
轴抗弯断面惯性矩（）
引公式（415）花键轴
（
415
传动轴弯曲载荷计算般危险断面扭矩求引公式416：
416
传动轴弯矩载荷输入扭矩齿轮输出扭矩齿轮圆周力径力齿轮圆周力引公式（417）：
417
齿轮径力引公式418：
（418）
式中 α—齿轮啮合角
ρ—齿面摩擦角
β—齿轮螺旋角
2786mm
符合校验条件
花键轴键侧挤压应力验算
引公式（419）花键键侧工作表面挤压应力：
419
花键轴校核合格
433轴组件刚度验算
两支撑轴组件合理跨距：轴组件跨距刚度影响绘制轴组件结构草图合理跨距L进行计算便修改草图跨距远L时应考虑采三支撑结构
机床设计教科书中轴组件柔度方程系轴端部C点家时轴轴承两相柔度迭加极值方程：
式中 L—合理跨距
C —轴悬伸梁
﹑—﹑前支撑轴承刚度
该元三次方程求解实根：
机床传动轴滚动轴承疲劳破坏失效应进行疲劳验算额定寿命计算公式引公式（420）：
420
421
C—滚动轴承额定负载（N）根轴承手册机床设计手册查取单位（kgf）应换算成（N）
—速度系数 滚动轴承计算转速（rmm） —寿命系数
—寿命系数球轴承3滚子轴承
工作情况系数轻度击振动机床（车床铣床钻床磨床等数机床）
—功率利系数查表3—3
—速度转化系数查表3—2
—齿轮轮换工作系数查机床设计手册
P—量动载荷机床设计手册
轴承校核合格
44传动系统Ⅲ轴轴零件设计
441齿轮验算
验算齿轮强度应选择相模数承受载荷齿数齿轮进行接触应力弯曲应力验算般高速传动齿轮验算齿面接触应力低速传动齿轮验算齿根弯曲应力
硬齿面软齿芯渗碳淬火齿轮定验算齿根弯曲应力
引公式（413）接触应力验算公式
（MPa）≤[] 413
引公式（414）弯曲应力验算公式
414
式中 N齿轮传递功率（KW）N
电动机额定功率（KW）
电动机计算齿轮机械效率
齿轮计算转速（rmin）
m初算齿轮模数（mm）
B齿宽（mm）
Z齿轮齿数
u齿轮齿轮齿数u≥1+号外啮合号啮合
寿命系数：
工作期限系数：
T齿轮机床工作期限（）总工作时间（h）中型机床齿轮取15000~20000h变速组齿轮总工作时间似认TPP变速组传动副数
齿轮低转速（rmin）
基准循环次数查表31（均参见机床设计指导）
m—疲劳曲线指数查表31
—速度转化系数查表32
—功率利系数查表33
—材料强化系数查表34
—极限值见表35≥时取＜时取
—工作情况系数中等击运动取12~16
—动载荷系数查表36
—齿载荷分布系数查表39
Y—标准齿轮齿形系数查表38
[]—许接触应力（MPa）查表39
[]—许弯曲应力（MPa）查表39
果验算结果合格时改变初算时选定材料热处理方法满足时采取调整齿宽重新选择齿数模数等措施
三轴三联滑移齿轮采整淬方式进行热处理
传三轴时转速：
N542kw
三联滑移齿轮中齿数少齿轮41×225齿宽B12mmu105
≤[]1250MP
三联滑移齿轮符合标准
验算50×25齿轮：50×25齿轮采整淬
N51kw B15mm u1
≤[]1250MP
齿轮合格
验算63×3齿轮：
63×3齿轮采整淬
N51kw B10mm u4
≤[]1250MP
齿轮合格
验算44×2齿轮：
44×2齿轮采整淬
N51kw B10mm u1
≤[]1250MP
齿轮合格
442传动轴验算
传动轴重载轴外般须进行强度校核进行刚度验算
轴抗弯断面惯性矩（）花键轴计算引公式（415） ：
415
式中 d—花键轴径（mm）
i—花轴径（mm）
bN—花键轴键宽键数
传动轴弯曲载荷计算般危险断面扭矩求引公式（416）：
416
式中 N—该轴传递功率（kw）
—该轴计算转速（rmin）
传动轴弯矩载荷输入扭矩齿轮输出扭矩齿轮圆周力径力齿轮圆周力引公式（417）：
417
式中 D—齿轮节圆直径（mm）DmZ
齿轮径力引公式（418）：
418
式中 α—齿轮啮合角
ρ—齿面摩擦角
β—齿轮螺旋角
2786mm
符合校验条件
花键轴键侧挤压应力验算
花键键侧工作表面挤压应力引公式（419）：
419
式中 —花键传递转矩（）
Dd—花键轴径径（mm）
L—花键工作长度
N—花键键数
K—载荷分布均匀系数K07～08
III轴花键轴校核合格
443轴组件刚度验算
两支撑轴组件合理跨距
轴组件跨距刚度影响绘制轴组件结构草图合理跨距L进行计算便修改草图跨距远L时应考虑采三支撑结构
机床设计教科书中轴组件柔度方程系轴端部C点家时轴轴承两相柔度迭加极值方程：
式中 L—合理跨距
C —轴悬伸梁
﹑—﹑前支撑轴承刚度
该元三次方程求解实根：
机床传动轴滚动轴承疲劳破坏失效应进行疲劳验算额定寿命计算公式引公式（420）：
420
计算负荷计算公式进行计算引公式（421）：
421
C—滚动轴承额定负载（N）根轴承手册机床设计手册查取单位（kgf）应换算成（N）
—速度系数 滚动轴承计算转速（rmm） —寿命系数
—寿命系数球轴承3滚子轴承
工作情况系数轻度击振动机床（车床铣床钻床磨床等数机床）
—功率利系数查表3—3
—速度转化系数查表3—2
—齿轮轮换工作系数查机床设计手册
P—量动载荷机床设计手册
：
轴承校核合格
45传动系统Ⅳ轴轴零件设计
451齿轮验算
验算齿轮强度应选择相模数承受载荷齿数齿轮进行接触应力弯曲应力验算般高速传动齿轮验算齿面接触应力低速传动齿轮验算齿根弯曲应力
硬齿面软齿芯渗碳淬火齿轮定验算齿根弯曲应力
接触应力引公式（413）：
（MPa）≤[] 413
弯曲应力引公式（420）：
414
式中 N齿轮传递功率（KW）N
电动机额定功率（KW）
电动机计算齿轮机械效率
齿轮计算转速（rmin）
m初算齿轮模数（mm）
B齿宽（mm）
Z齿轮齿数
u齿轮齿轮齿数u≥1+号外啮合号啮合
寿命系数：
工作期限系数：
T齿轮机床工作期限（）总工作时间（h）中型机床齿轮取15000~20000h变速组齿轮总工作时间似认TPP变速组传动副数
齿轮低转速（rmin）
基准循环次数查机床设计指导表31（均参见机床设计指导）
m—疲劳曲线指数查表31
—速度转化系数查表32
—功率利系数查表33
—材料强化系数查表34
—极限值见表35≥时取＜时取
—工作情况系数中等击运动取12~16
—动载荷系数查表36
—齿载荷分布系数查表39
Y—标准齿轮齿形系数查表38
[]—许接触应力（MPa）查表39
[]—许弯曲应力（MPa）查表39
果验算结果合格时改变初算时选定材料热处理方法满足时采取调整齿宽重新选择齿数模数等措施
Ⅸ轴直齿齿轮采整淬方式进行热处理
传Ⅸ轴时转速：
N542kw
齿轮模数齿数33×2齿宽B20mm
u105
≤[]1250MP
齿轮符合标准
验算58×2齿轮：
58×2齿轮采整淬
N51kw B20mm u1
≤[]1250MP
齿轮合格
452传动轴验算
传动轴重载轴外般须进行强度校核进行刚度验算
轴抗弯断面惯性矩（）花键轴引公式（415）：
415
式中 d—花键轴径（mm）
D—花轴径（mm）
bN—花键轴键宽键数
传动轴弯曲载荷计算般危险断面扭矩求引公式（416）：
416
式中 N—该轴传递功率（kw）
—该轴计算转速（rmin）
传动轴弯矩载荷输入扭矩齿轮输出扭矩齿轮圆周力径力齿轮圆周力引公式（417）：
417
式中 D—齿轮节圆直径（mm）DmZ
齿轮径力引公式（418）：
418
式中 α—齿轮啮合角
ρ—齿面摩擦角
β—齿轮螺旋角
2232mm
符合校验条件
花键轴键侧挤压应力验算
花键键侧工作表面挤压应力引公式（419）：：
419
式中 —花键传递转矩（）
Dd—花键轴径径（mm）
L—花键工作长度
N—花键键数
K—载荷分布均匀系数K07～08
花键轴校核合格
453轴组件刚度验算
两支撑轴组件合理跨距轴组件跨距刚度影响绘制轴组件结构草图合理跨距L进行计算便修改草图跨距远L时应考虑采三支撑结构
机床设计教科书中轴组件柔度方程系轴端部C点家时轴轴承两相柔度迭加极值方程：
式中 L—合理跨距
C —轴悬伸梁
﹑—﹑前支撑轴承刚度
该元三次方程求解实根：
机床传动轴滚动轴承疲劳破坏失效应进行疲劳验算引公式（420）：
420
计算负荷计算公式进行计算引公式（421）：
421
C—滚动轴承额定负载（N）根轴承手册机床设计手册查取单位（kgf）应换算成（N）
—速度系数 滚动轴承计算转速（rmm） —寿命系数
—寿命系数球轴承3滚子轴承
工作情况系数轻度击振动机床（车床铣床钻床磨床等数机床）
—功率利系数查表3—3
—速度转化系数查表3—2
—齿轮轮换工作系数查机床设计手册
P—量动载荷机床设计手册
：
轴承校核合格
46传动系统Ⅴ轴轴零件设计
461齿轮验算
验算齿轮强度应选择相模数承受载荷齿数齿轮进行接触应力弯曲应力验算般高速传动齿轮验算齿面接触应力低速传动齿轮验算齿根弯曲应力硬齿面软齿芯渗碳淬火齿轮定验算齿根弯曲应力
接触应力引公式（413）：
（MPa）≤[] 413
弯曲应力引公式（414）：
414
式中 N齿轮传递功率（KW）N
电动机额定功率（KW）
电动机计算齿轮机械效率
齿轮计算转速（rmin）
m初算齿轮模数（mm）
B齿宽（mm）
Z齿轮齿数
u齿轮齿轮齿数u≥1+号外啮合号啮合
寿命系数：
工作期限系数：
T齿轮机床工作期限（）总工作时间（h）中型机床齿轮取15000~20000h变速组齿轮总工作时间似认TPP变速组传动副数
齿轮低转速（rmin）
基准循环次数查表31（均参见机床设计指导）
m—疲劳曲线指数查表31
—速度转化系数查表32
—功率利系数查表33
—材料强化系数查表34
—极限值见表35≥时取＜时取
—工作情况系数中等击运动取12~16
—动载荷系数查表36
—齿载荷分布系数查表39
Y—标准齿轮齿形系数查表38
[]—许接触应力（MPa）查表39
[]—许弯曲应力（MPa）查表39
果验算结果合格时改变初算时选定材料热处理方法满足时采取调整齿宽重新选择齿数模数等措施
轴斜齿轮采调质处理方式进行热处理
传五轴时转速：
N542kw
斜齿轮26×4齿宽B35mmu105
≤[]1560MP
斜齿轮符合标准
验算80×25齿轮：
80×25齿轮采调质热处理
N21139kw B26mm u1
≤[]1250MP
齿轮合格
验算50×25齿轮：
50×25齿轮采调质热处理
N51kw B10mm u4
≤[]1250MP
齿轮合格
462传动轴验算
传动轴重载轴外般须进行强度校核进行刚度验算
轴抗弯断面惯性矩（）花键轴 引公式（415）：
415
式中 d—花键轴径（mm）
i—花轴径（mm）
bN—花键轴键宽键数
传动轴弯曲载荷计算般危险断面扭矩求引公式416：
416
式中 N—该轴传递功率（kw）
—该轴计算转速（rmin）
传动轴弯矩载荷输入扭矩齿轮输出扭矩齿轮圆周力径力齿轮圆周力引公式（417）：
417
式中 D—齿轮节圆直径（mm）DmZ
齿轮径力引公式（418）：
418
式中 α—齿轮啮合角
ρ—齿面摩擦角
β—齿轮螺旋角
3143mm
符合校验条件
花键轴键侧挤压应力验算引公式（419）：
419
式中 —花键传递转矩（）
Dd—花键轴径径（mm）
L—花键工作长度
N—花键键数
K—载荷分布均匀系数K07～08
V轴花键轴校核合格
463轴组件刚度验算
两支撑轴组件合理跨距轴组件跨距刚度影响绘制轴组件结构草图合理跨距L进行计算便修改草图跨距远L时应考虑采三支撑结构
机床设计教科书中轴组件柔度方程系轴端部C点家时轴轴承两相柔度迭加极值方程：
式中 L—合理跨距
C —轴悬伸梁
﹑—﹑前支撑轴承刚度
该元三次方程求解实根：
机床传动轴滚动轴承疲劳破坏失效应进行疲劳验算引公式（420）：
420
计算负荷公式进行计算引公式（421：
421
式中
C — 滚动轴承额定负载（N）根轴承手册机床设计手册查取单位（kgf）应换算成（N）
— 速度系数 滚动轴承计算转速（rmm） — 寿命系数
—寿命系数球轴承3滚子轴承
工作情况系数轻度击振动机床（车床铣床钻床磨床等数机床）
—功率利系数查表3—3
—速度转化系数查表3—2
—齿轮轮换工作系数查机床设计手册
P—量动载荷机床设计手册
：
轴承校核合格
鉴时间篇幅原次设计暂先前五根轴轴零件进行计算设计检验剩余轴轴零件述设计步骤方法求累述
结
CA6140轴箱机床动力源动力运动传递机床轴基环节机构复杂巧妙实现全部功软件中模拟仿真工作量非常次设计效果没预计完美硬件方面原模拟仿真时候计算机配置达需求致运行速度非常慢时间拖模拟效果理想接受设计务CA6140车床轴箱进行设计轴箱结构繁考虑实际硬件设备承受力进行三维造型时候影响模拟仿真情况省细部结构点深深体会科技第生产力句话正确严峻性设计中遇许棘手问题例采度量标准致导致装配时候产生干涉问题问题采互相调节方法需相互配合两零件设计者相互协调实现设计效果
次设计说总体安排重次设计总体安排刚开始时候没合理制定工作量实际工作具体性质明确致开始天里没什实质性进展工作程中家注意点进度勉强赶时间紧点终家努力完成设计务
毕业设计结
CA6140机床轴箱机床动力源动力运动传递机床轴基环节机床重部分机构复杂巧妙次设计效果没预计知识水高缺乏实践验限关点深深体会学止境正确性严峻性明白书时方恨少奈设计中没实践验非常痛苦次想伟说实践出真知实践教会东西东西仅仅通课堂教学设计中遇许棘手问题例轴箱传动系统复杂系统刚开始点解通查阅量书刊资料指导老师讲解终弄明白
机械设计制造动化机械制造行业关系说分割国家制造业发展取决该国机械设计制造专业发展进步机械制造动化程度直接决定该国制造业水机械制造动化指制造产品时机器操作程度较流行数控技术造机器技术电器动化技术等属机械制造动化范畴现国已部分企业拥定程度动化生产设备绝力机械动化专业研究成果必须该项技术直发展
事机械行业学生说学机械专业相关知识非常重仅决定发展方提升身修养作期间涉专业知识非常广泛机械类产品毛坯成型材料热处理金属切削加工等工序终成想零件程称机械加工程包括刀具量具夹具等设计动力供应等辅助程机械加工程中通切零件毛坯理想产品相较余部分程直接影响产品形状尺寸称直接生产程机械产品直接辅助生产程组成
机械制造业涉行业广泛包括纺织业机械港口业数控技术运输机械技术水利机械行业等等机械制造业体现国家技术水体现国家科研技术国民济支柱产业国家工业化程度标志相西方发达国家机械制造水讲落止年两年十年甚更机械制造业综合技术企业讲没先进制造技术必定济社会法立足必定会优秀企业取代限制制造身涉产品说包罗万象普通市民衣食住行国家军事国防处体现机械制造水
机械制造技术水高低决定国家济命脉方面阐述：
1 制造业技术高低决定社会发展程度
2 科学技术发展直接服务制造业
3 制造技术工业支柱
4 国力国防盾
世纪开始发展机械制造业历世纪发展现机械制造水说已高重性越越体现日常生活较影响机械制造发展提出更加严峻挑战
高科技动化机械制造发展指明方说动化已成国机械制造发展目标然名词没确定含义目前国际公认高水高技术均生产动化仅够代表国家制造业水性化生产程说必少目前公认先进制造技术传统机械制造业吸收发展电子机械运输等行业精髓吸收消化行业技术样集中优势行业成熟技术先进机械制造业成功吸收发展优势现先进机械制造电子电气产业技术分割现动化完全赖电气设备样说动化程度高低取决电气化程度较流行PLC技术快速发展动化技术已法满足日益发展社会进程目前较高度伺服控制现发展较成熟伺服控制技术动化技术应已显易见目前甚十年间法代
次设计说总体安排重次设计总体安排刚开始时候没合理制定工作量实际工作具体性质明确致开始天里没什实质性进展幸工作程中指导教师时指出工作进度点滞时注意点进度赶终通努力完成次设计
次设计正视机会优点时更清楚发现缺点足处通次设计工作发现许急需提高处次设计发现学工作中改正技术水性格缺陷鞭策断提高时时刻刻清醒做崇高理想正确生价值观
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