CA车床主轴箱的设计说明书要点分析.doc

2.3 主轴箱的主要参数 工件最大回转直径：400mm 工件最大长度（四种规格）：1000mm 主轴孔径：48mm 主轴前端孔锥度：400mm 主轴转速范围：正转：10～1400r/min;反转：14～1580r/min 加工螺纹范围：1～192mm/ 2～24牙/英寸 模数：0.25～48mm 纵向进给量范围：0.1mm，横向进给量：0.05mm 刀架快速移动速度：4m/min 主电机：功率：7.5千瓦；转速：1450r/min 快速电机：功率：370瓦；转速：2600r/min 冷却泵：功率：90瓦；流量：25L/min 3主轴箱的设计 3.1传动系统及传动方案的确定 (1)确定极限转速 已知主轴最低转速nmin为10mm/s,最高转速nmax为1400mm/s，转速调整范围为Rn=nmax/nmin=140 (2)确定公比 选定主轴转速数列的公比为φ＝1.26 (3)求出主轴转速级数Z Z=lgRn/lgφ+1= lg140/lg1.26+1=24 (4)确定结构网或结构式 24=2×3×2×2 (5)绘制转速图 (a)分配总降速传动比 总降速传动比为UII=Nmin/Nd=10/1500≈6.67×10－3,nmin为主轴最低转速，考虑是否需要增加定比传动副，以使转速数列符合标准或有利于减少齿轮和及径向与轴向尺寸，并分担总降速传动比。然后，将总降速传动比按“先缓后急”的递减原则分配给串联的各变速组中的最小传动比[8-9]。 (b)确定传动轴的轴数 传动轴数＝变速组数+定比传动副数+1=6 (c)绘制转速图 先按传动轴数及主轴转速级数格距lgφ画出网格，用以绘制转速图。在转速图上，先分配从电动机转速到主轴最低转速的总降速比，在串联的双轴传动间画上u(k→k+1)min.再按结构式的级比分配规律画上各变速组的传动比射线，从而确定了各传动副的传动比[10]。 图3.1 主轴运动转速图 主轴运动的传动路线为： 图3.2 传动路线表达式 3.2 主要零件的设计及校核 3.2.1 主轴箱的箱体 箱体材料以中等强度的灰铸铁HT150及HT200为最广泛,本设计选用材料为HT20-40.箱体铸造时的最小壁厚根据其外形轮廓尺寸(长×宽×高),按下表选取. 表3-1 最小壁厚与轮廓尺寸 长×宽×高() 壁厚(mm) 小于 500 × 500 × 300 8-12 500 × 500 × 300至800 × 500 × 500 10-15 大于800 × 800 × 500 12-20 由于箱体轴承孔的影响将使扭转刚度下降10%-20%，弯曲刚度下降更多，为弥补开口削弱的刚度，常用凸台和加强筋；并根据结构需要适当增加壁厚。如中型车床的前支承壁一般取25mm左右，后支承壁取22mm左右，轴承孔处的凸台应满足安装调整轴承的需求[11]。 箱体在主轴箱中起支承和定位的作用。CA6140主轴箱中共有6根轴，轴的定位要靠箱体上安装空的位置来保证，因此，箱体上安装空的位置的确定很重要。本设计中各轴安装孔的位置的确定主要考虑了齿轮之间的啮合及相互干涉的问题，根据各对配合齿轮的中心距及变位系数，并参考有关资料，箱体上轴安装空的位置确定如下： 中心距 中心距Ⅰ-Ⅱ=（56+38）/2×2.25=105.75mm 中心距Ⅱ-Ⅲ=（39+41）/2×2.25=90mm 中心距Ⅲ-Ⅳ=（50+50）/2×2.5=125mm 中心距Ⅵ-Ⅴ=（20+80）/2×2.5=125mm 中心距Ⅴ-Ⅵ=（26+58）/2×4=168mm 综合考虑其它因素后，将箱体上各轴安装的位置确定如下图： 图3.3 各轴安装位置图 箱体在床身上的安装方式，机床类型不同，其主轴变速箱的定位安装方式亦不同。有固定式、移动式两种。车床主轴箱为固定式变速箱，用箱体底部平面与底部突起的两个小垂直面定位，用螺钉和压板固定。本主轴箱箱体为一体式铸造成型，留有安装结构，并对箱体的底部为安装进行了相应的调整[12]。 3.2.2 传动系统的I轴及轴上零件设计 (1)普通V带传动的计算 普通V带的选择应保证带传动不打滑的前提下能传递最大功率，同时要有足够的疲劳强度，以满足一定的使用寿命。 设计功率 （kW） ——工况系数，查《机床设计指导》[13]（任殿阁，张佩勤 主编）表2-5，取1.1； 故 小带轮基准直径为130mm； 带速 ； 大带轮基准直径为230 mm； 初选中心距＝1000mm, 由机床总体布局确定。过小，增加带弯曲次数；过大，易引起振动。 带基准长度 查《机床设计指导》（任殿阁，张佩勤 主编）表2-7，取＝2800mm; 带挠曲次数＝1000mv/=7.0440； 实际中心距 故 小带轮包角 单根V带的基