CA6140卧式车床的结构分析(1).ppt

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1、第一章第一章 机械结构设计导论机械结构设计导论第二章第二章 结构设计中常用的典型结构结构设计中常用的典型结构第三章第三章 典型工程结构实例典型工程结构实例第四章第四章 CA6140型卧式车床的结构分析型卧式车床的结构分析第五章第五章 机床主运动部件设计机床主运动部件设计第六章第六章 主轴组件设计主轴组件设计第七章第七章 支承件设计支承件设计第八章第八章 导轨设计导轨设计第四章第四章 CA6140型卧式车床的结构分析型卧式车床的结构分析本章简单介绍了本章简单介绍了CA6140CA6140型卧式车床的结构组成，型卧式车床的结构组成，分析了其传动系统图和主要部件的结构分析了其传动系统图和主要部件的结

2、构重点内容：重点内容： CA6140CA6140型卧式车床的传动系统图型卧式车床的传动系统图和主要部件的结构和主要部件的结构难点内容：传动系统图。难点内容：传动系统图。1、车床应用车床应用：主要用于加工各种回转表面：主要用于加工各种回转表面 （内外圆柱（内外圆柱面，圆锥面及成形回转表面）和回转体的端面，有些车面，圆锥面及成形回转表面）和回转体的端面，有些车床可以加工螺纹面。床可以加工螺纹面。2、车床运动车床运动：车床的：车床的主运动主运动是由工件的旋转运动实现是由工件的旋转运动实现的；的；进给运动进给运动则由刀具的直线移动完成的。则由刀具的直线移动完成的。3、车床分类车床分类：按其用途和结构的

3、不同，主要分为：卧式：按其用途和结构的不同，主要分为：卧式车床及落地车床，立式车床，转塔车床，仪表车床，单车床及落地车床，立式车床，转塔车床，仪表车床，单轴自动和半自动车床，多轴自动和半自动车床，彷形车轴自动和半自动车床，多轴自动和半自动车床，彷形车床及多刀专门化车床，车床。床及多刀专门化车床，车床。通过对通过对CA6140的学习，的学习，掌握认识机床等设备的一掌握认识机床等设备的一般方法和步骤般方法和步骤。从分析传动系统图到机械结构图，重。从分析传动系统图到机械结构图，重点掌握分析图样的方法，以便以后举一反三、触类旁点掌握分析图样的方法，以便以后举一反三、触类旁通。通。这里仅介绍这里仅介绍C

4、A6140型卧式车床，型卧式车床，目的如下：目的如下： CA6140是一台结构设计颇具经典性、代表性的机械是一台结构设计颇具经典性、代表性的机械设备。设备。通过对其典型结构的分析，以利学生掌握常用通过对其典型结构的分析，以利学生掌握常用工程机械部件、装置、构件的工作原理、用途、特点，工程机械部件、装置、构件的工作原理、用途、特点，可在今后的结构设计中灵活运用，发展创新。可在今后的结构设计中灵活运用，发展创新。 第一节第一节CA6140型卧式车床简介型卧式车床简介 CA6140CA6140机床布局机床布局 卧式车床主要加工轴类和直径不太大的盘、套卧式车床主要加工轴类和直径不太大的盘、套类零件，故

5、采用卧式布局。主轴水平安装，刀具在类零件，故采用卧式布局。主轴水平安装，刀具在水平面内作纵、横向进给运动。水平面内作纵、横向进给运动。主轴箱主轴箱进给箱进给箱溜板箱溜板箱尾座尾座床身床身挂挂轮轮机机构构刀架刀架床腿床腿光杠光杠丝杠丝杠主轴箱主轴箱进给箱进给箱溜板箱溜板箱尾座尾座床身床身挂挂轮轮机机构构刀架刀架床腿床腿光杠光杠丝杠丝杠主轴箱内装有主轴，实现主运动主轴箱内装有主轴，实现主运动 主轴端部装有三爪或四爪卡盘以夹持工件主轴端部装有三爪或四爪卡盘以夹持工件 进给箱的作用是变换进给量，并把运动传给溜板箱，以进给箱的作用是变换进给量，并把运动传给溜板箱，以带动刀架实现纵向、横向进给，快速移动或

6、车螺纹。带动刀架实现纵向、横向进给，快速移动或车螺纹。 主轴箱主轴箱进给箱进给箱溜板箱溜板箱尾座尾座床身床身挂挂轮轮机机构构刀架刀架床腿床腿光杠光杠丝杠丝杠刀架上可装四组刀具，按需要手动转位使用刀架上可装四组刀具，按需要手动转位使用 尾座用以支持工件或安装钻头等孔加工刀具。尾座用以支持工件或安装钻头等孔加工刀具。 这些部件都安装在床身上，以保持部件间相互位置精度这些部件都安装在床身上，以保持部件间相互位置精度 CA6140CA6140机床布局及主要技术性能机床布局及主要技术性能 机床的主要技术性能：机床的主要技术性能：床身上最大工件回转直径床身上最大工件回转直径-400mm-400mm最大工件

7、长度最大工件长度-750-750；10001000；15001500；2000mm2000mm刀架上最大工件回转直径刀架上最大工件回转直径-210mm-210mm主轴转速：正转主轴转速：正转 24 24级级-10-101400r/min1400r/min 反转反转 12 12级级-14-141580r/min1580r/min进给量：进给量： 纵向纵向 64 64级级-0.028-0.0286.33mm/r6.33mm/r 横向横向 64 64级级-0.014-0.0143.16mm/r3.16mm/r车削螺纹范围：米制螺纹车削螺纹范围：米制螺纹 44 44种种-P=1-P=1192mm192

8、mm 英制螺纹英制螺纹 20 20种种-=2-=22424牙牙/in/in 模数螺纹模数螺纹 39 39种种-m=0.25-m=0.2548mm48mm 径节螺纹径节螺纹 37 37种种-DP=1-DP=19696牙牙/in/in主电动机功率：主电动机功率：-7.5kW-7.5kW分析机床机械结构的步骤：分析机床机械结构的步骤：i.运动分析运动分析，即机床传动系统图的分析。，即机床传动系统图的分析。ii.结构分析结构分析，即机床各部件装配图的分析。，即机床各部件装配图的分析。首先对首先对CA6140车床进行运动分析。车床进行运动分析。第二节第二节 CA6140型卧式车床的型卧式车床的传动系统图

9、分析传动系统图分析车床必须具备下列运动：工件的旋转运动车床必须具备下列运动：工件的旋转运动 主运动主运动； 刀具的直线移动刀具的直线移动 进给运动进给运动；为实现这些运动，机床的传动系统需要具备以下传动链：为实现这些运动，机床的传动系统需要具备以下传动链： a) 实现主运动的主传动链；实现主运动的主传动链； b) 实现纵向进给运动的纵向进给传动链；实现纵向进给运动的纵向进给传动链； 实现横向进给运动的横向进给传动链。实现横向进给运动的横向进给传动链。传动系统图传动系统图是表示实现机床全部运动的传动示意图。是表示实现机床全部运动的传动示意图。图中将每条传动链中的具体传动机构用简单的规定符图中将每

10、条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、号，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等。带轮直径、电动机功率和转速等。 主运动传动链: 把动力源（电动机）的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动，并满足卧式车床主轴变速和换向的要求。 a)传动路线 两末端件：主电动机-主轴 传动路线表达式:（主轴）合右左电机（5063)(M25826515080205050802058225030413930343450M143513856M1230130 r/min) 7.5kw,1450b)b)主轴转速级数和转速主轴转速级

11、数和转速 经低速传动路线时，主轴获得的实际转速是经低速传动路线时，主轴获得的实际转速是2 23 3（2 22-12-1）=18=18级转级转速，加上由高速传动路线获得的速，加上由高速传动路线获得的6 6级转速，主轴共可获得级转速，主轴共可获得2424级正转转速。级正转转速。 主轴反转时，有主轴反转时，有3 31+1+（2 22-12-1）=12=12级转速。级转速。（主轴）合右左电机（5063)(M25826515080205050802058225030413930343450M143513856M1230130 r/min) 7.5kw,1450注注:) :) 在轴在轴上装有双向多片摩擦离

12、合器上装有双向多片摩擦离合器M1M1，使主轴正，使主轴正转、反转或停止。转、反转或停止。 M1 M1左部压紧时，正转；左部压紧时，正转； M1 M1右部压紧时反转；中位停车；右部压紧时反转；中位停车； ) )齿轮与轴的连接方式：固定、滑移、空套；齿轮与轴的连接方式：固定、滑移、空套； ) )主轴上的滑移齿轮主轴上的滑移齿轮5050移至右端，使其与主轴上的齿移至右端，使其与主轴上的齿式离合器式离合器M2M2啮合。主轴获得啮合。主轴获得10r/min10r/min500r/min500r/min的低转速；的低转速； )齿式离合器齿式离合器M2M2啮合脱开，运动由轴啮合脱开，运动由轴直接传给主轴，直

13、接传给主轴，得到得到6 6级高转速，级高转速，450r/min450r/min1400r/min1400r/min。进给运动传动链进给运动传动链见教材见教材p74-78 第三节第三节 CA6140型卧式车床主要部件的结构分析型卧式车床主要部件的结构分析主轴箱主轴箱 主轴箱是车床的主要部件，其主要功能是支承主主轴箱是车床的主要部件，其主要功能是支承主轴，并实现其开、停、换向、制动和变速，把进给运轴，并实现其开、停、换向、制动和变速，把进给运动从主轴传向进给系统（动从主轴传向进给系统（展开图展开图）。）。车床主要部件视频车床主要部件视频所谓展开图，是按照传动轴传递运动的先后顺序，沿其所谓展开图，是

14、按照传动轴传递运动的先后顺序，沿其轴心剖开，并将其展开而形成的图。在展开图中通常主轴心剖开，并将其展开而形成的图。在展开图中通常主要表示：要表示： 各传动件各传动件(轴、齿轮、带传动和离合器等轴、齿轮、带传动和离合器等)的传动关系；的传动关系；各传动轴及主轴上有关零件的结构形状、装配关系各传动轴及主轴上有关零件的结构形状、装配关系和尺寸，以及箱体有关部分的轴向尺寸和结构。和尺寸，以及箱体有关部分的轴向尺寸和结构。要表示清楚主轴箱部件的结构，要表示清楚主轴箱部件的结构，仅有展开图还是不够的仅有展开图还是不够的，因为它不能表示出各传动件之间的空间位置关系，此外，因为它不能表示出各传动件之间的空间位

15、置关系，此外，如操纵机构、润滑装置、箱体外形等，在展开图中也无如操纵机构、润滑装置、箱体外形等，在展开图中也无法清楚地表示，必须法清楚地表示，必须用向视图及剖面图来加以补充说明。用向视图及剖面图来加以补充说明。a)卸荷带轮卸荷带轮b）双向多片摩擦离合器及其操纵机构）双向多片摩擦离合器及其操纵机构 摩擦离合器除传递运动和动力，使主轴实现正、反摩擦离合器除传递运动和动力，使主轴实现正、反转、停车外，还能起过载保险装置的作用转、停车外，还能起过载保险装置的作用 。内摩擦片内摩擦片3装在轴装在轴I的花键上，与轴的花键上，与轴I一起旋转一起旋转 外摩擦片外摩擦片2外圆上外圆上4个凸起装在齿轮个凸起装在齿

16、轮1的缺口槽中，外的缺口槽中，外片空套在轴片空套在轴I上上 .当杆当杆7通过销通过销5向向左推动压块左推动压块8时，时，使内片使内片3与外片与外片2互相压紧，于是互相压紧，于是轴轴I的运动便通的运动便通过内、外片之间过内、外片之间的摩擦力传给齿的摩擦力传给齿轮轮1，使主轴正，使主轴正向转动向转动 当压块当压块8向右压时，右离合器工作使主轴反转向右压时，右离合器工作使主轴反转 图中表示的是左离合器图中表示的是左离合器 当压块当压块8处于中间位置时，左、右离合器都处于脱开状态处于中间位置时，左、右离合器都处于脱开状态主轴停止主轴停止离合器的接合与脱开由手柄离合器的接合与脱开由手柄18来操纵来操纵

17、制动器制动器 结构结构制动器制动器 操纵操纵当离合器脱开时，齿条当离合器脱开时，齿条22处于中间位置，这时，齿条轴处于中间位置，这时，齿条轴22上的凸起正处于与上的凸起正处于与杠杆杠杆14下端相接触的位置，使杠杆下端相接触的位置，使杠杆14向逆时针方向摆动，将制动带拉紧，使向逆时针方向摆动，将制动带拉紧，使轴凹和主轴迅速停止旋转。当齿条轴轴凹和主轴迅速停止旋转。当齿条轴22移至左端或右端位置时，杠杆与齿条移至左端或右端位置时，杠杆与齿条轴凸起的左侧或右侧的凹槽相接触，使制动带放松，这时摩擦离合器接合，轴凸起的左侧或右侧的凹槽相接触，使制动带放松，这时摩擦离合器接合，使主轴旋转。使主轴旋转。 c

18、)主轴组件主轴组件 应具有较高的旋转精度及足够的刚度和良好的抗振性应具有较高的旋转精度及足够的刚度和良好的抗振性 。前支承精度比后支承高一级，前后轴承间隙可调；前支承精度比后支承高一级，前后轴承间隙可调；主轴为空心阶梯轴，其内孔用来通过棒料或通过气动、电动或液压等夹紧驱动装主轴为空心阶梯轴，其内孔用来通过棒料或通过气动、电动或液压等夹紧驱动装置置 ；d)变速操纵机构变速操纵机构 集中操纵机构，分别操纵集中操纵机构，分别操纵轴上的双联滑移齿轮和轴上的双联滑移齿轮和轴上的三联滑移齿轮轴上的三联滑移齿轮溜板箱溜板箱 功用：将进给运动或快速移动由进给箱或快速移动电功用：将进给运动或快速移动由进给箱或快

19、速移动电动机传给溜板和刀架，动机传给溜板和刀架， 使刀架实现，纵、横向和正、使刀架实现，纵、横向和正、反向机动走刀或快速移动。反向机动走刀或快速移动。 a)开合螺母机构开合螺母合上，与丝杠相啮合，实现加工螺纹的进给。开合螺母合上，与丝杠相啮合，实现加工螺纹的进给。反之，开合螺母分开，实现纵向、横向机动进给或快反之，开合螺母分开，实现纵向、横向机动进给或快速移动。速移动。b)纵向、横向机动进给及快速移纵向、横向机动进给及快速移动的操纵机构动的操纵机构纵、横向机动进给纵、横向机动进给操纵机构操纵机构1 1、66手柄手柄 2 2、2121销轴销轴 33手柄座手柄座 4 4、99球头销球头销 5 5、7 7、2323轴轴 88弹簧销弹簧销 1010、1515拨叉轴拨叉轴1111、2020杠杆杠杆 1212连杆连杆 1313、2222凸轮凸轮 1414、1818、1919圆销圆销 1616、1717拨叉拨叉c)互锁机构互锁机构 作用：为了避免损坏机床，在接通机动进给或快速移作用：为了避免损坏机床，在接通机动进给或快速移动时，开合螺母不应闭合。反之，合上开合螺母时，动时，开合螺母不应闭合。反之，合上开合螺母时，就不允许接通机动进给和快速移动。就不允许接通机动进给和快速移动。d) 安全离合器安全离合器正常工作正常工作过载保护过载保护