BL系列台式车床进给结构毕业论文

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1、( 此文档为 word 格式，下载后您可任意编辑修改！ )BL 系列台式车床进给结构毕业设计论文摘要本文介绍了 BL台式车床的进给结构的设计过程，主要为机械元件的设计。因 BL台式车床为小型车床，故在各个部分和零件的计算和选用过程中在满足设计要求的前提下（刚度、强度等），尽量选用尺寸较小的部件和零件。 BL台式车床的进给结构的设计包括了五部分的设计。第一部分， BL台式车床总体方案设计；第二部分，进给箱的设计；第三部分，丝杠、光杠的设计；第四部分，溜板箱的设计；第五部分，刀架的选用。进给箱是台式车床的主要部件之一，其作用是实现进给量的变换和各种螺纹螺距的变换。丝杠与光杠用以联接进给箱与溜板箱，

2、并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。它的功能是装夹刀具，使刀具作纵向、横向或斜向进给运动。关键词： BL台式车床进给箱丝杠与光杠溜板箱进给结够AbstractThis article introduces the design process of feeding structure of BL bench-type lathe, mainly for the design ofme

3、chanical components. Because BL bench-typelatheis small lathe,so under the premise of each part and parts of computation and selection process meet the design requirements (stiffness, strength, etc), we try to choose smaller parts and components. The structure design of BL bench-type lathe includes

4、five partsdesign.The firstpart,the general scheme design.The second part,feed box design. The third part, screw, light poles design. Thefourthpart,slipboard box design.The fifthpart,the selectionof cutter.Feed box is one of the main parts of bench-type lathe, its role is to realize thefederate and v

5、arious thread pitch transformation. Screw and light poles are to connect feed box and slip board box, and pass on the movement and power of feedbox to slip board box, to make slip board box get longitudinal straight-line move. Slip board box: is the manipulation of feeding movement lathe box, equipp

6、ed with light poles and screw rotation movement into cutter linear motion institution.Through the light poles transmission realize the longitudinal cutter feeding movement, traverse movement and move fast, through the screw drive to make cutter get longitudinal linear motion, in order to cut screw t

7、hread. Its function isclamping tool, make cutter for vertical,） 25.4 DP。于是根据式（ 1.2-1 ）可得车削 4 种螺纹的运动平衡式分别为：1iciaiut1=T=t(mm)-（ 1.3-1 ）1iciaiut1=Ta =25.4a(mm)- （1.3-2）1iciaiut1=m(mm)-（1.3-3）1iciaiut1=25.4 DP(mm)-（ 1.3-4 ）从上各式中可知， 为了车削一定范围的螺纹就必须根据各种螺纹的标准数列变换传动链中的可变换传动比。一、米制螺纹将常用的米制螺纹标准数据t 的数列 1、1.25 、1

8、.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：表 1.3-1标准米制螺纹导程11.251.51.7522.252.533.544.555.56789101112由表中可以看出各横行的螺距数列是等差数列，而纵列是等比数列即 1、2、4、8 的公比数是 2，根据这些特点，在进给箱中可用一个变速组来变换得到某一横行的等差数列， 这个变速组的传动比应是等差数列，通常称为基本组。以此为基础，再串联一个扩大组，把基本组得到的螺距按 1：2：4：8 关系增大或缩小，而得到全部螺距数列，此扩大组通常称“增倍组”。根据进给传动降

9、速机构在后的原则， 取 i b=1、12、14、18。机床所能加工的其他三种螺纹中，径节螺纹较少用，这三种螺纹的公称参数列在表 1.3-2 中。表 1.3-2 各种螺纹的公称参数及螺距螺纹种类螺纹公称参数螺纹种类参数代号单位螺距 S（mm）公制螺纹螺距PMmT=kP英制螺纹每英寸牙数a牙英寸Ta =kPa=25.4Ra模数螺纹模数mmmTm=kPm=km径节螺纹径节DP英寸TDP=kPDP=25.4k DP由表 1-2 可以看出，常用的四种螺纹的螺距值之间有如下关系：公制和英制螺纹及模数和径节螺纹之间的倒数关系和特殊因子为25.4 ；公制和模数螺纹及英寸和径节螺纹之间特殊因子为 。上述倒数关系

10、和特殊因子25.4 及 的关系都要在设计切螺纹系统时给予解决。现将车床上这四种螺纹所能加工的螺距T 及其和公制螺纹的关系列于表 1.3-3 和表 1.3-4 。表 1.3-3BL 台式车床加工螺纹基本参数的排列规律倍比关系公制及模数螺纹（ T 及 m）1320.251160.50.751811.251.5141.7522.252.532.75123.544.5565.51789101211注： 内数值为模数螺纹所独有。表 1.3-4BL 台式车床加工英制及径节螺纹的基本参数排列倍比数英制及径节螺纹8(56)(64)(72)(80)(88)(96)428323640444821416181920

11、222417891011121244.5561422.533.5注：（）内数值为径节螺纹独有。从表中可以看出这四种螺纹的基本参数有一个共同的变化特点，即在横行上是等差数列，而在纵行上按2 倍的关系扩大或缩小，我们可以考虑到用车公制螺纹的基本组和扩大组来加工另外三种螺纹。二、模数螺纹我们只需改变公制螺纹传动链中的某个传动比，使平衡式左边产生一个特殊因子 ，以便在运动中与螺距Tm=m的因子 消去，从而变换基本组和增倍组的传动比，就可以像公制螺纹那样，得到分段等差数列的模数系列。三、英制螺纹它和公制螺纹螺距数列有两点区别：a、英制螺纹每英寸牙数a 换算成螺距 Ta=25.4a(mm)后，a 在分母上

12、如果将上述公制螺纹的基本组的主动与从动关系颠倒过来，即基本组的传动比变为 1i j ，那么就可以利用具有等差数列的传动比i j 来得到参数 a的等差数列；b、英制螺纹的螺距数值中有一个数字因子25.4 ，因需要改变其中的某些传动比，使平衡式左边能产生一个因子25.4 ，以便与英制平衡式25.4 相抵消。此外，当英制螺纹要车制a 分别为 3.25 和 19 时，公制螺纹的基本组少两个传动比，故在表1.3-3 上加上 19 和 3.25 两个模数，它们仅仅为了与英寸与径节螺纹统一而列入的。故表1.3-3 变为如下表 1.3-5 所示：表 1.3-5扩充螺纹参数的排列规律倍比关公制及模数螺纹系2n-

13、5_0.5_2n-4_1_1.25_1.5_2n-31.7522.2_2.52.7533.5252n-23.544.5_55.56_2n-1789_101112_2n_19_四、径节螺纹径节螺纹的螺距 TDP=25.4 DP（ mm），其中 DP也是在分母上螺距中也有一个数字银子 25.4 ，这些和英制螺纹相似，故可采用英制螺纹的传动路线。另外，还有一个因子 ，可以和模数螺纹一样用挂轮来解决。切螺纹系统及齿数比的确定普通车床中的切螺纹系统有双轴滑移齿轮结构、 摆移塔齿轮结构和三轴滑移齿轮结构。我们选用双轴滑移齿轮结构，并且让基本组和扩大组的传动中心距相等， 这样有利于减小进给箱的尺寸。 其简图

14、如图 1.4-1 由此可看出，在这类螺纹系统中，一般应包括下列组成部分：基本螺纹机构：用来实现表1.3-3 中横行所代表的等差数列；增倍机构：用来实现表1.3-3 ，表 1.3-4 中各纵行之间的2n 关系即 ud 通常取 2、1、12、14、18；扩大螺距机构： 传动比为 ue，用来进一步扩大螺距， ue 通常取 4、8、16、32 等；定比传动副：传动比 uf ； 左右螺纹换向机构：传动比 ur ；交换齿轮装置：传动比为 u；螺纹种类变换机构：传动比 uk ；移换机构：传动比为 ui ，用来实现倒数关系及特殊因子。上述各组成部分传统的分布顺序如下：扩大螺距结构一般放在主传动变速系统内，具体

15、情况在CA6140主轴箱内由扩大螺纹导程结构的传动齿轮是主运动的传动齿轮。只有在主轴上的离合器 M2合上，主轴处于离速状态时才用扩大螺纹导程。它的扩大倍数分别是 1、 4、16。定比传动一般放在主轴或扩大螺距换向结构之前在主轴箱中换向结构 ur 在交换齿轮之前也在床头箱中，交换齿轮设置在床头箱与进给箱之间的交换齿轮上，移换结构一般放在基本螺距结构前后二处。基本螺距结构一般放在第一个移换结构之后，变换结构既可放在基本螺距结构之前，也可放在基本螺距结构之后。增倍结构的传统布局是放在基本螺距之后。现在，从表 1-3 排定的螺纹表中，取公制螺纹数列中的6.5 、7、8、9、9.5 、10、 11、12

16、 为基准数列则：ubj =Sj G=S ,Sj2,Sj3,SjmaxG。jmin由 6.5 、7、 8、9、9.5 、10、11、12 这个要求滑移齿轮能实现的基本螺纹参数查的机构方案编号 411，为了使轴向尺寸较小选中心距为63mm，同时，由双轴滑移齿轮结构推荐方案表查的G=7（由机床设计手册 P1402 查得）。所以 ub=6.57 、77、 87、97、107、117、 127，由此拟定传动系统草图如（图 1-2 ）附后。3.2 BL 台车进给箱设计方案选择进给箱按其轴的布置形式分，一般又塔轮结构式、两轴滑移式和三轴滑移式。塔轮结构由于操纵比较复杂，功率消耗大，在当前机床进给箱中几乎都不

17、再使用。普通车床如CA614型卧式车床的进给箱一般采用三轴滑移式结构。 BL 系列台式车床是一种小型车床，它的进给箱的内部空间较小，所用的齿轮数也比普通车床要少，操纵比较简单，传递的功率也不大，因此选用两轴滑移比较合适。由于 BL 台式进给箱的尺寸较小， 两轴传动的轴线在空间的距离不大，且要求传动比较准确，所以我们在进给箱内选用齿轮传动。又根据要求设计两轴线平行，所以我们使用的齿轮为圆柱齿轮。根据经验和传动要求，我们选取齿轮的材料为 45 钢。根据设计条件可知进给箱的丝杠和光杠各有 9 级转速。进给箱中传动轴转速的改变主要是通过不同齿数的齿轮啮合来实现的。有 9 级转速，也就意味着有 9 种不

18、同的传动路线。如果我们选用二联齿轮，当使用 3 只时只有 8（22 2）级转速，使用 4 只时，有 162222级转速。都不能满足设计要求。故不宜采用二联齿轮。但是如果我们采用三联齿轮 （3 3），则刚好满足 9 级转速这一要求。故在进给量变换中我们选用两只三联齿轮。另外，我们采用固定螺钉来进行固定螺钉来进行齿轮的轴向固定。进给箱的传动轴应满足强度和刚度方面的要求。强度方面的要求是，保证轴在反复弯曲载荷和扭转载荷下不发生疲劳破坏。刚度方面的要求是，轴在弯曲和扭转载荷下不致产生过大的变形。如果刚度不足，则装在轴中部的齿轮会因轴的，扰度过大而破坏它们的正常啮合关系，并产生振动；装在齿轮两端的齿轮和

19、轴承，会因倾角过大而压强分布不均，产生不均匀的磨损和过大的噪音。如果扭转刚度不足，则产生扭振。在进给箱的丝杠和光杠转换机构中， 我们需要使用离合器来实现丝杠和光杠运动的转换，也即是走刀和螺纹的转换。离合器按其结合部分的特点，分为啮合式和摩擦式两大类，根据设计要求，我们选择啮合式离合器，因为该式离合器与摩擦式相比，有如下几个优点： （1）在相同尺寸条件下，啮合式离合器能传递的扭矩大于摩擦式； （2）啮合式离合器为刚性传动，无打滑现象，传动比准确； （ 3）啮合式离合器在结合过程中的磨损和发热均较小。离合器应满足下列要求：离、合要迅速、可靠，结合要平稳，断开要彻底；操纵轻松省力。另外，离合器应尽量

20、放在高速轴上，以使传递的扭矩小些，则离合器的尺寸也就可以减小些。该台车进给箱中的操纵机构用来控制变速、 丝杠和光杠的转换。 它虽不直接参与机床的工作运动，与机床的精度和刚度等也无直接影响，但它影响机床工作性能的发挥和工人的劳动强度。因此在机床进给箱的设计过程中，我们应该重视操纵机构的设计。操纵机构应达到轻松省力、操纵方便和便于记忆、安全可靠等几方面的要求。在该进给箱中，根据设计情况，我们选用了单独操纵机构，共使用三个手柄操纵三只滑移齿轮。操纵机构主要由操纵件（手柄） 、传动装置（摇杆、两啮合的扇形齿轮）、执行件（拨叉、销子）这三个部分组成。参考相关设计资料，根据工程技术人员的经验，我觉得下列这

21、种转速图与该台车的实际情况比较符合，故不妨认定其为该台车的转速图，以便于我们能更好的进行设计。我们基本可以确定BL 系列台车的运动简图如下图所示。3.3齿轮的设计计算选取 BL30213 和 BL30202 这两个相啮合的齿轮进行计算，BL30213齿轮布置在进给箱输入轴上。根据主轴箱的设计计算，选取进给箱输入轴转速 n=345rmin ，传动比 i=2 ，齿轮对称布置，使用寿命8 年，每年以300 工作日计，两班制，中等冲击齿轮单向回转。由于主电机的功率为1.5kw ，根据经验我们取进给箱输入轴的功率p0=0.5KW。则齿轮传递功率为：P=P0 错误！未找到引用源。=0.495KW( 其中：

22、 P0 代表输入轴的功率， 错误！未找到引用源。 1 代表轴承的传动效率 )解：（1）齿轮的材料、精度和齿数选择因传递功率不大、转速不高、材料按表7-1 选取，都选取 45 钢，铸造毛坯，大齿轮正火处理，小齿轮调质，均为软齿面。小齿轮硬度为240HBS，大齿轮硬度为200HBS。齿轮精度用7 级，齿轮表面粗糙度为Ra3.2 。软齿面闭式传动，失效形式为点蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些， Z1=20，则 Z2 =iZ 1=2 20=40(2)设计计算1、设计准则按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。【10】2、齿面接触疲劳强度设计由式（ 7-9 ）得由机械设计 P100，查图 7-

23、6选取材料的接触疲劳强度极限应力为：H1lim =580MpaH2him =560Mpa由机械设计 P101，查图 7-7选取材料的弯曲疲劳极限应力为：F1lim =230MpaF2him =210Mpa【10】计算得：应力循环次数 N 由式（ 7-3 ）N1=60n1at=60 345 163008由机械设计=7.95 108P102，查图 7-8 ，得接触疲劳寿命系数为：ZN1 =1ZN2 =1.02由机械设计 P103，查图 7-9 ，得弯曲疲劳寿命系数为：YN1 =1YN2 =1由机械设计 P102，查表7-2，得接触疲劳安全系数为SHmin =1，弯曲FminSTT由式（ 7-1 【

24、 10】和 7-2 【 10】疲劳安全系数 S=1.4 ，Y=2.0 ， K =1.3求许用接触应力和许用弯曲应力：由式 7-9 【10】 得Z1 V1100 =0.617 20100=0.1234ms由机械设计 P104，查图 7-10 ，得 KV =1.09, 查表得 KA =1.25 由表 7-4得 K =1.05取 Ka =1 ，则3 计算几何尺寸（ 3） 校核齿根弯曲疲劳强度由机械设计 P111，查图 7-18 得：YFS1 =4.2YFS2 =4.0Y =0.7由式 7-12 10 得综上可知齿轮合格。3.4轴的设计计算选取 BL30214轴来进行设计计算。该轴为进给箱的输入轴，根

25、据设计情况可知轴的转速 n=345rmin，输入功率 p=0.5kw，圆柱齿轮分度圆直径为 40mm，轮毂宽度为 7mm，载荷平稳，单向传动。解：（1）选取轴的材料和热处理由于进给箱传递的功率不大，对其尺寸和重量也无特殊要求，故故选用常用材料 45 钢，调质处理。（ 2）初估轴的直径， 由机械设计 P184，查表 10-2 ，得 C=106107，考虑到轴端受扭矩作用，取 C=106，则（3）结构设计轴的结构形式如图所示（ a） 各轴段直径的确定初估轴径后，就可按轴上零件的安装顺序，从dmin 处开始逐段确定直径。本例中dmin 就是轴段 1 的直径。考虑到轴段2 上装有轴套，根据轴套的选取轴

26、段2 的直径为 15mm。轴段 3 上安装轴承，其直径应既满足轴承安装，又符合轴承内径系列，即轴段3 的直径应与轴承型号的选择同时进行。现暂取轴承型号为6103，即 173510，其内径 d=17mm,故轴段 3 的直径 d3 =17mm。轴段 4 上安装齿轮，根据齿轮尺寸和具体情况，取 d4 =20mm。齿轮用小螺钉固定在轴上。通常同一根轴上的两个轴承取相同型号，为便于安装，取该轴承的尺寸为1528 7，故取轴段 5 的直径 d5 =15mm.（ b） 各轴段长度的确定轴段 2 的长度取得比轴套的长度稍短些，取为l 2 =20mm。轴段 3 上的轴承端面与轴肩紧靠， 轴段 3 的长度应取的与

27、轴承套的宽度之和相等，轴承宽为 10mm，轴承套宽为 29mm，故取 l 3 =39mm。轴段 5 的长度应与轴承的宽度相等，故取l5 =7mm。以上各轴段长度主要是根据轴上零件的毂长或轴上零件配合部分的长度确定。而另一些轴段长度，如l 1、 l 4 ，除与轴上零件有关外，还与箱体及其它零件有关。根据以往的经验和具体的设计情况，我们取l 1=16mm l =64mm。4于是，可得轴的支点和轴上受力点的跨距为：L1 =39.5mm，L2 =33mm。（ c） 轴上零件的周向固定为保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合 K7g6，与轴承内圈配合的轴颈选用js6 。齿轮及轴套均采用A 型普通平键连接

28、，分别为键4 14 GB1096-79、键 525 GB1096-79、键 520 GB1096-79。（ d） 轴上倒角及圆角为保证6103 轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册推荐，取轴肩圆角半径为1mm，为方便加工，其它轴肩圆角半径均取1mm。根据标准 GB6403.4-1986，轴的左右端倒角均为1 45。上述确定尺寸和结构的过程，与画草图同时进行，结构设计草图如下图所示。（4）轴的受力分析及其校核画轴的受力见上图：由题意得，齿轮传递的扭矩为：则用 Ft =2T1d1【 10】=40mm,得到，其中 d1则齿轮对轴的径向力为根据受力简图，利用所有的力对A 点取矩，由平衡知识得，

29、该轴的危险截面在安装齿轮处，即B 点处，根据题意有：则该处轴的弯曲应力为查机械设计手册，可知该轴的许用弯曲应力为则 B , 故该轴符合要求。 =215mp，3.5轴承的设计计算选取进给箱输入轴上安装的轴承进行设计计算举例。已知轴承转速n=345rmin ，轴所受径向载荷FR =730N,轴向载荷 FA =360N,机械运动时由轻微冲击、工作温度100，预期寿命 Lh1 =5000h。解：（1）初步计算当量动载荷由机械设计 P232，查表 11-7 ，深沟球轴承的最大e 值为 0.44 ，故 F AF R e 由此得 X=0.56，Y 值需要在已知型号后， 根据 FACor 的值查表 11-7

30、才能得到，现咱选一近似的值 Y=1.5 查表得 f p =1.2 则（ 2）计算轴承应有的基本额定动负荷CR由机械设计 P231，查表 11-6 得 f r =1，又 =3 则由式得（ 3）初选轴承型号查机械设计手册选择Cr =5350Cr 的 6103 轴承，其基本额定静载负荷Cor =3100N1 验算并确定轴承的型号按机械设计 P232，查表 11-7 ，知 e 值在 0.270.31 之间，轴向载荷系数 Y 应在 1.61.4 之间，用线性插值法求Y 值。2 计算当量动载荷，由式 11-10【10】，得故轴承满足要求。3.6进给箱内各元件的布置箱体内轴线的位置箱体内各轴线的布置与箱体的

31、形状有关，而箱体的形状又决定于箱体在机床上安装位置。因为该台式车床的进给箱安装在床身的前壁上，由于要与丝杠、光杠等相连接，所以设计成径向尺寸小，轴向尺寸长的扁平的箱体。由于箱体内空间不是很大， 我们将轴线布置在一个水平平面内。为了减少传动轴的长度，根据经验我们可在箱体内加两道隔墙，形成三跨。左边一跨和中间一跨均为进给量的变换机构；右边一跨为丝杠和光杠转换机构。另外，操纵机构的设计也会影响到轴线的布置。我们将箱体内各轴布置在离操纵机构较近的位置，这样设计变速操纵机构可以方便的多。在满足上述要求的前提下， 将进给箱设计的结构紧凑些， 尺寸尽可能小些。也即尽可能缩小径向和横向尺寸。为缩小径向尺寸，可

32、使箱体内某些轴线重合。对此，我们在设计传动系统图时就应可虑到。为减少两轴间的距离，在可能的条件下不采用过大的齿轮。在一个传动组内，当传动组的变速范围一定时，如能取最大的传动比恰好等于最小传动比的倒数，这时，传动件所占的空间将是最小的。3.6 2齿轮在轴上的布置和排列传动组内的滑移齿轮有的放在主动轴上， 也有的放在从动轴上。 在可能的情况下，最好放在主动轴上。因为机床传动链多是降速传动，主动轴的转速一般比从动轴的转速高，因此，滑移齿轮的尺寸小、重量轻、滑移省力。在一个变速传动组中，在变换转速时，必须使一个处于啮合的齿轮完全脱开会，另一个齿轮才能进入啮合。在三联滑移齿轮的排列中，如果把三联滑移齿轮

33、一分为二，则能使轴向长度缩短，但是使得操作机构复杂了：两个滑移齿轮的操纵机构之间要用互锁机构，以防止同时有两个齿轮啮合。因此在该台车的进给箱里，我们仍然使用不分开的三联滑移齿轮。另外，我们还可以对两个转动组作统一的安排。除了一般的排列顺序外，我们可将固定齿轮放在一根轴上，而滑移齿轮放在另一根轴上。传动轴安装方式的确定进给箱内的传动轴上都装有滚动轴承。由于单列向心轴承价格便宜：圆锥滚子轴承安装方便，且承载能力较大，还可承受轴向力。因此，这两种轴承在进给箱的传动轴上，应用最广。但我们设计的是小型台式车床，我们在传动轴上只考虑单列向心球轴承，根据经验和要求，我们还可以使用少量的推力球轴承，来承受轴向

34、力。传动轴通过轴承在箱体内的轴向固定，可分为一端固定和两端固定两类。轴上装单列向心球轴承时可以一端固定也可以两端固定。一端固定方式的优点是轴受热后可以向一端自由延伸，而不至使轴受热后因无处延伸而变形， 产生热应力， 因此宜用于长轴。 两端固定不宜用于长轴，因为受热膨胀后将引起过大的热应力。 由于我们的进给箱尺寸不是很大，因此传动轴也不是很长，所以我们考虑对传动轴使用两端固定。另外，我们在设计轴时必须注意轴向定位问题：每一根轴轴向双向都必须定位。决不能有一个方向为未定位而使轴有可能轴向窜动。 但是，也不能超定位一个方向有两个定位。否则是会发生干涉的。弹性挡圈只能由于没有轴向力的轴向定位，有轴向力

35、时不能用。另外，传动轴的轴承必须成对（指类型相同而不是指尺寸相同）使用，即两端都用向心球轴承或推力球轴承。其基本情况如下图所示相啮合齿轮宽度的确定在一般情况下，一对相啮合的齿轮，宽度应该是相同的。但是考虑到操纵机构的定位不可能很准确，拨叉也存在着误差和磨损，使用时往往会发生错位。 这时只有部分齿轮参加工作，会使齿轮寿命降低。 为此，在轴向要求不是很紧凑的情况下，可以使小齿轮比大齿轮宽12 毫米。这样带来的缺点是轴向尺寸将有所增加。综合考虑进给箱的整体情况，为了避免这样的缺点，我们在设计齿轮时，将相啮合齿轮的宽度设计成相同。4 丝杠和光杠的设计丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动

36、和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。4.1设计参数加工最大长度1000mm主轴孔径 40mm机床定位精度+0.03mm最大回转直径300mm使用寿命 Lh (4.2计算切削力横切端面主切削力 FZ 可取纵切的 12，为 2680N.此时走刀抗力为 FY , 吃刀抗力为 FX .FZ : FX : FY1: 0.25: 0.4FX26800.25670FY26800.410724.2.2 纵车外圆主切削力 FX 0.67Dmax1.60.67 4001.6536

37、0N按切削力各分比例FZ : FX :FY1: 0.25: 0.4FZ53600.251340NFy53600.42144N4.3丝杠4.3.1计算进给牵引力纵向进给为综合性导轨Fm KFX f / F X G=1.151340 0.16 53401000 2560N式中K考虑颠复力矩影响的实验系数，综合导轨取K=1.15f 滑动导轨摩擦系数： 0.150.18G 溜板及刀架重力 X：G=1000Nc3 LfF m(3-1)4.3.2计算最大动负载CL=60nT(3-2)1000sn=l0(3-3)式中L0 滚珠丝杠导程，初选 L0 6mms 最大切削力下的进给速度，可取最大进给速度的（11

38、），此23处 u s=0.6mminT使用寿命，按 1500h；F 运转系数，按一般运转而 f =1.2 1.5 ；L 寿命，以 106 转为 1 单位n=1000 us =10000.60.5 =50rml 06L= 60T6050150004 s106106C3 L ff m = 3451.215606645.6滚珠丝杠螺母副型号的选择可采用 W1 L400b 外循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副，例2.5圈，其额定动负载为 16400 N，精度等级差表选为 3 级（大至相当于老标准 E 级） 8传动效率计算tgYtg ()(3-4)式中螺旋升角， W1 L400b20 44 /摩擦角取

39、10 ，滚动摩擦系数0.0030.004tgY=0.94tg ()刚度验算最大牵引力为2530(N) ，支承间距 L=1000mm丝杠螺母轴承均预紧，预紧为最大轴向负荷的13 。(1) 丝杠的拉伸或压缩变形量 1根据 pm =2530（ N）， D040mm，查出 LL =1.210 5 ，可算出：1L 1500 1.2 10 51.810 2 (mm)L由于两端均采用的推力球轴承，且丝杠又进行了预拉伸，鼓起拉压刚度可以提高4 陪。其实际变形量1 (mm) 为：1110.451024(2) 滚珠与螺纹滚道间接触变形2查表按系列 1 列圈滚珠和螺纹滚道接触变形量Q ：16.43.2m因此进行了预

40、紧， 22(3) 支承滚珠丝杠轴承的轴向接触变形3采用 8107 型推力球轴承， d135mm，滚动体直径 dQ6.35mm ，滚动体数量 z=18，Fm20.0024 325320.0075(mm)c0.0024 3Z 26.35182dQ注意，此公式中Fm 单位应为 kgf因施加预紧力，故1 230.0045 0.0032 0.0038 =0.0115mm 定位精度4.4光杠光杠和丝杠受力情况基本相同，故其计算过程基本与丝杠相同，其直径同丝杠一样也为：D=40mm。5 溜板箱的设计溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向

41、进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。5.1 车床的重要组成部分车床中主轴箱，进给箱，交换齿轮箱，溜板箱是车床的最重要的组成 部 分。主轴箱；支撑主轴并带动工件做旋转运动。进给箱；进给传动系统的变速机构。交换齿轮箱；将主轴箱的运动传递给进给箱。溜板箱；接受光杠或丝杠传递的运动，以驱动床鞍和中滑板及刀架实现车刀的纵向，横向的运动。溜板箱分为床鞍，中滑板，小滑板三种。床鞍，小滑板做纵向移动，中滑板做横向移动。（如图1）5.2溜板箱的各部分功能与作用溜板箱是将丝杠和光杠传来的旋转运动转变为溜板箱的直线运动并带动刀架进给，控制刀架运动的接通、断开和换向。当机床

42、过载时，能使刀架自动停止；还可以手动操纵刀架移动或实现快速运动等。固定在鞍座上，并悬挂在床身的前面。它包括齿轮、离合器及手动和自动进给床鞍用的手柄。溜板箱上有一个小齿轮。而小齿轮又与床身前下面的齿条相啮合，可用手转动溜扳箱手轮，可使床鞍纵向移动。溜板箱包括自动进给用的摩擦离合器和开合螺母 , 开合螺母停靠在丝杠螺纹的上方，仅在车螺纹时使用。普通车床 , 溜板箱是作为一个传动中介 , 由光杆或丝杆传动 , 里面可以实现对自动走刀 , 开合螺母的操作 , 大拖板主要实现纵向移动 , 中拖板作横向移动 , 小拖板作微量移动 , 如果转动磨盘角度可以车削短圆锥。溜板箱主要功用实现纵向、横向进给运动和快

43、速移动。溜板箱主要由以下几总分组成：双向牙嵌式离合器M8和 M9以及纵向、横向要动进给和快速移动操纵机构、开合螺母及其操给机构、互锁机构、超越离合器和安全离合器。1、纵向、横向机动进给及快速移动是由一个手柄集中操纵图1，当需要纵向移动刀架时，向相应方向（向左或向右）扳动手柄1. 而操纵手柄 1 只能绕销 1 摆动，手柄 1 下部开口槽就拨动轴 3 轴向移动。轴 3 杠杆及 7 及扒杆 8 使鼓形凸轮 9 转动，凸轮 9 曲线槽迫使拨叉 10 移动，操纵轴上牙嵌式双向离合器 M8向相应方向啮合。这时如光杠轴号 转动， 运动传给轴 , 使刀架作纵向机动进给； 如按下手柄 1 上端快速移动按钮 s

44、快速电动机起动，刀架就可向相应方向快速移动，直到松开快速移动按钮时为止。如向前或向后扳动操纵手柄1，可轴 14 使鼓形凸轮 13 转动，凸轮 13 上曲线槽迫使杠杆 12 摆动，杠杆 12 又拔叉 11 拨动轴上牙嵌式双向离合器 M9向相应向方啮合。 这时，如接通光杠或快速电动机就可使横刀架实现向前或向后横向机动进给或快速移动 . 操给手柄 1 处于中间位置时，离合器 M8和 M9脱开，这时机动进给及快速移动均被断开机床停止运动。5.3溜板箱的组成部分溜板箱由开合螺母结构. 互锁结构 . 安全离合器 . 纵向 . 横向机动进给及快速移动的操作机构组成。（ 1）开合螺母机构台式车床 BL1430

45、车削螺纹时， 进给箱将运动传递给丝杠。 合上开合螺母，就可带动溜板箱和刀架。开合螺母机构如图 ?所示，由下半开合螺母 1 和上半开合螺母 2 组成，它们都可以沿溜板箱中竖直的燕尾形导轨上下移动。每个半螺母上装有一个圆柱销3，它们分别插进槽盘4的两条曲线槽8 中。车削螺纹时，转动手柄5，使槽盘 4 转动，两个圆柱销带动上、下开合螺母互相靠拢，于是开合螺母就与丝杠啮合，槽盘4 上的偏心圆弧槽8 接近盘中心部分的倾斜角比较小，使开合螺母闭合后能自锁。限位螺钉7用以调节丝杠和螺母的间隙。1、2下上开合螺母； 3圆柱销； 4槽盘； 5手柄； 6轴；7螺钉（ 2）纵向、横向机动进给及快速移动的操纵机构台式

46、车床 bl1340 纵向、横向机动进给及快速移动的操纵机构，由手柄 1集中操纵。当需要纵向移动刀架时，向相应方向( 向左或向右 ) 扳动操纵手柄 l 。由于轴 14 用台阶卡环轴向固定在箱体上，操纵手柄1 便绕销 3 摆动，于是手柄 1 下部的开口槽就拨动轴 4 轴向移动。轴 4 通过杠杆 7 及推杆 8 使凸轮 9 转动，凸轮 9 的曲线槽使拨叉 10 移动，于是便操纵轴上的牙嵌离合器 M。，向相应方向啮合，这时如光杠转动，就可使刀架作纵向机动进给运动，如按下手柄1 上端的快速移动按钮，快速电动机启动，刀架就可向相应方向快速移动，直到松开快速按钮时为止。如向前或向后扳动手柄 1，手柄 1 通

47、过轴 14 使凸轮 13 转动，凸轮 13 上的曲线槽便使杠杆 12 摆动，杠杆 12 又使拨叉 11 移动，于是拨叉便拨动牙嵌离合器 M，向相应方向啮合，这时如接通光杠或快速电动机，就可使横刀架实现向前或向后的横向机动进给或快速移动。手柄1 处于中间位置时，离合器 M及 M，脱开，断开机动进给及快速移动。盖2 上开有十字形槽，使操纵手柄不能同时接合纵向和横向运动。（ 3）互锁机构台式车床bl1430为了避免损坏机床，在接通机动进给或快速移动时，对开螺母不应合上，反之，合上对开螺母时，就不允许接通机动进给和快速移动。是进给及快速操纵手柄处于中间位置时的情况。这时机动进给 ( 或快速移动 ) 未

48、接通，对开螺母也处于对开状态，所以这时可任意地接合对开螺母操纵手柄或进给操纵手柄。合上对开螺母时的情况。这时由于手柄轴5 转过了一个角度，它的凸肩旋人到轴6 的槽中，将轴6 卡住，使它不能转动， 同时凸肩又将销3 压入到轴 l 的孔中，由于销 3的另一半尚留在固定套4 中，所以就将轴1 卡住，使它不能轴向移动。由此可见，如合上对开螺母，进给及快移的操纵手柄就被锁住，不能扳动，因此能避免同时接通机动进给或快速移动。向左扳动进给及快速操纵手柄时的情况 ( 接通 向左的纵向进给或快速移动 ) 。这时轴 1 向右移动，轴 l 上的圆孔也随之移开， 销 3 被轴 1 的表面顶住， 不能向下移动，于是它的

49、上端就卡在手柄轴 5 的 V 形槽中，将手柄轴 5 锁住，使对开螺母操纵手柄轴 5 不能转动，也就是使对开螺母不能闭合。进给及快移操纵手柄向前扳动时的情况 ( 接通向前的横向进给或快速移动 ) 。这时，由于轴 6 转动，其上的长槽也随之转开，于是手柄轴 5 上的凸肩被轴 6 顶住而不能转动，所以这时对开螺母也不能闭合。台式车床 bl1430 快速电动机使刀架纵横快速移动，其启动按钮位于手柄的顶部。在蜗杆轴盟 n 的左端与齿轮之间装有超越离合器，以避免光杠和快速电动机同时传动轴删。机动进给时，由光杠传来的低速进给运动使齿轮 1( 即超越离合器的外环 ) 按图示逆时针方向转动。 三个圆柱滚子 3 在弹簧 5 的弹力和摩擦力的作用下，楔紧在齿轮 1 和星形体 2 之间，齿轮 1 就可经滚子 3 带动星形体 2 一起转动，进给运动再经超越离合器右边的安全离合器 6 和 7 传至轴删。按下快移按钮， 快速电动机经齿轮副1329 传动轴删，经安全离合器使星形体 2 得到一个与齿轮1 转向相同但转速高得多的转动。 这时，摩