CA6140車床進(jìn)給箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問(wèn)可加】 目錄 摘要 I abstract II 第一章 引言 1 1.1設(shè)計(jì)目的及意義 2 1.2 CA6140車床簡(jiǎn)介 2 第二章 Pro/ENGINEER軟件介紹 1 1.1 Pro/ENGINEER產(chǎn)品介紹 2 1.2 Pro/ENGINEER概述 2 1.3 Pro/ENGINEER的特點(diǎn) 2 第三章 進(jìn)給箱傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 1 3.1 進(jìn)給箱分析及傳動(dòng)設(shè)計(jì)原理 2 3.2 進(jìn)給箱螺紋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 2 3.2.1 公制螺紋 2 3.3 車螺紋系數(shù)及齒數(shù)比的確定 2 3.4 移換機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 3.4.1移換機(jī)構(gòu)齒輪齒數(shù)確定 2 3.4.2換齒輪齒數(shù)求法 2 3.5 車制螺紋的工作過(guò)程 2 3.5.1 米制螺紋 2 3.5.2 模數(shù)螺紋 2 3.5.3 英制螺紋 2 3.5.4 徑節(jié)螺紋 2 3.5.5 非標(biāo)準(zhǔn)螺紋和精密螺紋 2 第四章 三維建模與仿真 1 4.1 Pro/ENGINEER三維建模 2 4.2 CA6140機(jī)床進(jìn)給箱的裝配 2 4.3 Pro/ENGINEER運(yùn)動(dòng)仿真 2 結(jié)論 63 參考文獻(xiàn) 64 致謝 65 54 CA6140車床進(jìn)給箱傳動(dòng)設(shè)計(jì) 摘要：機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著國(guó)家經(jīng)濟(jì)，為各部門提供各種先進(jìn)裝備的任務(wù)，而機(jī)床工業(yè)則是機(jī)械工業(yè)的重要組成部分，是為機(jī)械工業(yè)提供制造技術(shù)和裝備的工業(yè)。機(jī)床的擁有量、產(chǎn)量、品質(zhì)和質(zhì)量是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。因此機(jī)床工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。 作為主要的車削加工機(jī)床，CA6140機(jī)床廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)重，本設(shè)計(jì)主要針對(duì)CA6140型普通車床，進(jìn)行機(jī)床進(jìn)給箱零、部件的設(shè)計(jì)；以Pro/Engineer作為軟件平臺(tái)，建立機(jī)床進(jìn)給箱及傳動(dòng)系統(tǒng)零、部件的三維模型，并進(jìn)行進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)及相關(guān)控制結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析。 關(guān)鍵詞：CA6140機(jī)床；進(jìn)給箱；三維建模；Pro/Engineer Abstract：Mechanical industry shouldering the national economy, to provide various departments of advanced equipment, and the task of mechanical industry machine industry is an important part of mechanical industry, is for manufacturing technology and equipment industry. The machine, yield, quality and top quality measure of a country is one of the important signs of industrial level. Therefore machine industry in the national economy of the utmost importance. As a major turning processing machine, CA6140 machine widely used in mechanical processing industry, the design of the machine mainly aimed at the CA6140 spindle box design, design is the main content of the main parameters of the machine, the transmission scheme and transmission system, the main parts of the calculation and checking, Pro/Engineer software for 3d drawing parts design and processing. Keywords: CA6140 ；feed box；3D ；Pro/Engineer 第一章 引言 普通車床是車床中應(yīng)用最廣泛的一種，約占車床類總數(shù)的65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床。 CA6140型普通車床的主要組成部件有：主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光桿、絲杠和床身。 主軸箱：又稱床頭箱，它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時(shí)主軸箱分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱。主軸箱中等主軸是車床的關(guān)鍵零件。主軸在軸承上運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量。一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機(jī)床的使用價(jià)值就會(huì)降低。 進(jìn)給箱：又稱走刀箱，進(jìn)給箱中裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)，調(diào)整其變速機(jī)構(gòu)，可得到所需的進(jìn)給量或螺距，通過(guò)光杠或絲杠將運(yùn)動(dòng)傳至刀架以進(jìn)行切削。 絲杠與光杠：用以聯(lián)接進(jìn)給箱與溜板箱，并把進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給溜板箱，使溜板箱獲得縱向直線運(yùn)動(dòng)。絲杠是專門用來(lái)車削各種螺紋而設(shè)置的。在進(jìn)行工件的其他表面車削時(shí)，只用光杠，不用絲桿。 溜板箱：是車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操縱箱，內(nèi)裝有將光杠和絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成刀架直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，通過(guò)光杠傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀架的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，通過(guò)絲杠帶動(dòng)刀架作縱向直線運(yùn)動(dòng)，以便車削螺紋。 1.1 設(shè)計(jì)目的及意義 我的本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為CA6140型車床進(jìn)給箱的設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科生教學(xué)活動(dòng)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。通過(guò)這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)要求達(dá)到下列目的： 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，把在本科階段中所獲得的知識(shí)在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中綜合地加以運(yùn)用。使這些知識(shí)得到鞏固，加強(qiáng)和發(fā)展，并使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切地結(jié)合起來(lái)。因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)階段總結(jié)性作業(yè)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等學(xué)校學(xué)生第一次進(jìn)行比較完整的設(shè)計(jì)過(guò)程，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；能根據(jù)設(shè)計(jì)課題查找有關(guān)的資料，了解本課題的前沿和發(fā)展方向；樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，為以后從事設(shè)計(jì)工作打下良好的基礎(chǔ)。 使學(xué)生能夠熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料，計(jì)算圖表、手冊(cè)，圖集，規(guī)范，并熟悉有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)（如GB，JB等），以完成一個(gè)工程技術(shù)人員在機(jī)械工程設(shè)計(jì)方面所必須具備的基本訓(xùn)練。 通過(guò)對(duì)該車床進(jìn)給箱的設(shè)計(jì)不僅可以更詳細(xì)的了解同類機(jī)床的進(jìn)給箱的構(gòu)造及傳動(dòng)原理，將理論與實(shí)際相結(jié)合，更提高了我們的動(dòng)手能力。在制作拆裝過(guò)程圖時(shí)可以讓我更加熟悉各制圖軟件的運(yùn)用及表達(dá)。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以加強(qiáng)我們以后實(shí)際工作中對(duì)于車床的運(yùn)用及維護(hù)以及對(duì)于其他工作項(xiàng)目的操作能力和技術(shù)修養(yǎng)。 1.2 CA6140車床簡(jiǎn)介 車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削機(jī)床，主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面、圓錐表面、成型回轉(zhuǎn)表面等），回轉(zhuǎn)體的端面、螺紋等，能夠車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋、螺桿，車削定型表面，并可用鉆頭、鉸刀等進(jìn)行加工。 車床的類型很多，主要有臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床和仿形車床等。 臥式車床主要由床身、主軸變速箱、掛輪箱、進(jìn)給箱、溜板箱、溜板與刀架、尾架、光杠和絲杠等部分組成，如圖1-1所示。 圖1-1 臥式車床的結(jié)構(gòu)示意圖 車床的主運(yùn)動(dòng)為工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它是由主軸通過(guò)卡盤或頂尖帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，其承受車削加工時(shí)的主要切削功率。車削加工時(shí)，應(yīng)根據(jù)被加工工件材料、刀具種類、工件尺寸、工藝要求等來(lái)選擇不同的切削速度。這要要求主軸能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)調(diào)速，對(duì)于臥式車床，調(diào)速范圍一般大于70。車削加工時(shí)，一般不要求反轉(zhuǎn)，但在加工螺紋時(shí)，為避免乞亂扣，要反轉(zhuǎn)退刀，再縱向進(jìn)刀繼續(xù)加工，這就要求主軸具有正、反轉(zhuǎn)。 車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是溜板帶動(dòng)刀架的縱向或橫向直線運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)方式有手動(dòng)或機(jī)動(dòng)兩種。加工螺紋時(shí)，工件的旋轉(zhuǎn)速度與刀具的進(jìn)給速度應(yīng)有嚴(yán)格的比例關(guān)系。為此，車床溜板箱與主軸箱之間通過(guò)齒輪傳動(dòng)來(lái)連接，而主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。 車床的輔助運(yùn)動(dòng)有刀架的快速移動(dòng)，尾架的移動(dòng)以及工件的夾緊與放松等。 車床通常由一臺(tái)主電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，經(jīng)由機(jī)械傳動(dòng)鏈，實(shí)現(xiàn)切削主運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的輸出，其運(yùn)動(dòng)速度由變速齒輪箱通過(guò)手柄操作進(jìn)行切換。刀具的快速移動(dòng)、冷卻泵和液壓泵等，常采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。不同型號(hào)的車床，其主電動(dòng)機(jī)的工作要求不同，因而由不同的控制電路構(gòu)成，但是由于臥式車床運(yùn)動(dòng)變速是由機(jī)械系統(tǒng)完成的，且機(jī)床運(yùn)動(dòng)形式比較簡(jiǎn)單，因此相應(yīng)的控制電路也比較簡(jiǎn)單。 普通車床的運(yùn)動(dòng)形式主要有兩種：一種是主運(yùn)動(dòng)，是指安裝在主軸箱中的主軸帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；另一種是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，是指溜板箱帶動(dòng)溜板和刀架帶動(dòng)刀具的直線運(yùn)動(dòng)。刀具安裝在刀架上，與溜板一起隨溜板箱沿主軸軸線方向?qū)崿F(xiàn)進(jìn)給移動(dòng)，主軸的傳動(dòng)和溜板箱的移動(dòng)均由主電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于加工的工件比較大，加工時(shí)其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也比較大，使得需停車時(shí)不易立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，因而必須有停車制動(dòng)的功能。較好的停車制動(dòng)是采用電氣制動(dòng)。在加工的過(guò)程中，還需提供切削液，并且為減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省輔助工作時(shí)間，要求帶動(dòng)刀架移動(dòng)的溜板箱能夠快速移動(dòng)。 CA6140車床型號(hào)意義： CA6140為我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的新型號(hào)普通車床，它與C610－１型車床相比，具有性能優(yōu)越、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、操作方便和外形美觀等優(yōu)點(diǎn)。圖1-2是CA6140型普通車床的外形圖。 　　　　 圖1-2　CA6140型普通車床外形圖 １－主軸箱；２－縱溜板；３－橫溜板；４－轉(zhuǎn)盤；５－方刀架；６－小溜板；７－尾座； ８－床身；９－右床座；１０－光杠；１１－絲杠；１２－溜板箱；１３－左床座； １４－進(jìn)給箱；１５－掛輪架；１６－操縱手柄 CA6140型普通車床主要由床身、主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、絲杠、光杠、尾架等部分組成。 車床的切削運(yùn)動(dòng)包括卡盤帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的主運(yùn)動(dòng)和刀具的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。車削速度是指工件與刀具接觸點(diǎn)的相對(duì)速度。根據(jù)工件的材料性質(zhì)、車刀材料及幾何形狀、工件直徑、加工方式及冷卻條件的不同，要求主軸有不同的切削速度。主軸變速是由主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶傳遞到主軸變速箱來(lái)實(shí)現(xiàn)的。CA6140型車床的主軸正轉(zhuǎn)速度有24種（10～1400r/min），反轉(zhuǎn)速度有12種（14～1580r/min）。 車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是刀架帶動(dòng)刀具的直線運(yùn)動(dòng)。溜板箱把絲杠或光杠的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給刀架部分，變換溜板箱外的手柄位置，經(jīng)刀架部分使車刀做縱向或橫向進(jìn)給。 車床的輔助運(yùn)動(dòng)為機(jī)床上除切削運(yùn)動(dòng)以外的其他一切必需的運(yùn)動(dòng)，如尾架的縱向移動(dòng)，工件的夾緊與放松等。 車床工作時(shí)，絕大部分功率消耗在主軸運(yùn)動(dòng)上。 電力拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求： ⑴ 主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)從經(jīng)濟(jì)性、可靠性考慮，一般選用籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，不進(jìn)行電氣調(diào)速（為滿足調(diào)速要求，采用機(jī)械變速）。 ⑵ 采用齒輪箱進(jìn)行機(jī)械有級(jí)調(diào)速。為減小振動(dòng)，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)幾條三角皮帶將動(dòng)力傳遞到主軸箱。 ⑶ 為車削螺紋，主軸要求有正、反轉(zhuǎn)。其正、反轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)，可由主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)或采用機(jī)械方法來(lái)達(dá)到目的。對(duì)小型普通車床，一般采用電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制；對(duì)于中型普通車床（主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量較大），主軸正、反轉(zhuǎn)則一般采用多片磨擦離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)（電動(dòng)機(jī)只作單向旋轉(zhuǎn)）。 ⑷ 主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止采用按鈕操作。一般中小型電動(dòng)機(jī)均采用直接啟動(dòng)（當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí)，常用減壓起動(dòng)）。停車時(shí)為實(shí)現(xiàn)快速停車，一般采用機(jī)械或電氣制動(dòng)。 ⑸ 刀架移動(dòng)和主軸轉(zhuǎn)動(dòng)有固定的比例關(guān)系，以便滿足對(duì)螺紋加工的需要。這由機(jī)械傳動(dòng)保證，對(duì)電氣方面無(wú)任何要求。 ⑹ 車削加工時(shí)，刀具及工件溫度過(guò)高，有時(shí)需用冷卻液進(jìn)行冷卻，因而應(yīng)該配有冷卻泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵輸出冷卻液，且冷卻泵電動(dòng)機(jī)與主軸電動(dòng)機(jī)有著聯(lián)鎖關(guān)系，即要求在主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，冷卻泵方可選擇啟動(dòng)與否，而當(dāng)主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，冷卻泵應(yīng)立即停止。 ⑺為實(shí)現(xiàn)溜板箱的快速移動(dòng)，由單獨(dú)的快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，采用點(diǎn)動(dòng)控制。 ⑻必須有過(guò)載、短路、失壓和欠壓保護(hù)。 ⑼具有安全可靠的局部照明和信息指示裝置。 第二章 Pro/ENGINEER軟件介紹 2.1 Pro/ENGINEER產(chǎn)品介紹 1985年，美國(guó)參數(shù)化技術(shù)公司PTC(Parametric Technology Corporation)公司成立于美國(guó)波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER誕生了。經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/E是一套機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)，它是新一代CAD/CAM軟件，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品零件或組件從概念設(shè)計(jì)到制造全過(guò)程設(shè)計(jì)的自動(dòng)化，提供了以參數(shù)化為基礎(chǔ)，基于特征的實(shí)體造型技術(shù)，主要用于汽車及運(yùn)輸機(jī)械，宇航和飛機(jī)制造，電子及計(jì)算機(jī)設(shè)備行業(yè)以及其他行業(yè)。同時(shí)Pro/ENGINEER還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。它采用基于特征的參數(shù)化技術(shù)，具有產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)、分析、仿真、加工和二次開發(fā)等功能，該軟件已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、家電、模具等行業(yè)，是目前國(guó)內(nèi)使用最廣泛的三維設(shè)計(jì)軟件之一。 2.2 Pro/ENGINEER概述 PRO/ENGINEER軟件包的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境在支持并行工作，它通過(guò)一系列完全相關(guān)的模塊表述產(chǎn)品的外形、裝配及其他功能。PRO/E能夠讓多個(gè)部門同時(shí)致力于單一的產(chǎn)品模型。包括對(duì)大型項(xiàng)目的裝配體管理、功能仿真、制造、數(shù)據(jù)管理等。Pro/E可謂是個(gè)全方位的3D產(chǎn)品開發(fā)軟件，集合了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品組合、模具開發(fā)、NC加工、飯金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動(dòng)測(cè)量、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理于一體，其模塊眾多。主要由以下六大主模塊組成：工業(yè)設(shè)計(jì)(LAID)模塊、機(jī)械設(shè)計(jì)(CAD)模塊、功能仿真(CAE)模塊、制造(CAM)模塊、數(shù)據(jù)管理(PDM)模塊和數(shù)據(jù)交換(Geometry Translator)模塊。 (1)、工業(yè)設(shè)計(jì)(CAID)模塊 工業(yè)設(shè)計(jì)模塊主要用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行幾何設(shè)計(jì)，以前，在零件未制造出時(shí)，是無(wú)法觀看零件形狀的，只能通過(guò)二維平面圖進(jìn)行想象。現(xiàn)在，用3DS可以生成實(shí)體模型，但用3DS生成的模型在工程實(shí)際中是“中看不中用”。用PRO/E生成的實(shí)體建模，不僅中看，而且相當(dāng)管用。事實(shí)上，PRO/E后階段的各個(gè)工作數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都要依賴于實(shí)體建模所生成的數(shù)據(jù)。 包括： PRO/3DPAINT(3D建模)、 PRO/ANIMATE(動(dòng)畫模擬)、 PRO/DESIGNER(概念設(shè)計(jì))、PRO/NETWORKANIMATOR(網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫合成)、PRO/PERSPECTA-SKETCH（圖片 轉(zhuǎn)三維模型）、PRO/PHOTORENDER(圖片渲染)幾個(gè)子模塊。 (2)、機(jī)械設(shè)計(jì)(CAD)模塊 機(jī)械設(shè)計(jì)模塊是一個(gè)高效的三維機(jī)械設(shè)計(jì)工具，它可繪制任意復(fù)雜形狀的零件。在實(shí)際中存在大量形狀不規(guī)則的物體表面，如自由曲面等。隨著人們生活水平的提高，對(duì)曲面產(chǎn)品的需求將會(huì)大大增加。用 PRO/E生成曲面僅需2步～3步操作。PRO/E生成曲面的方法有：拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃掠、網(wǎng)格、點(diǎn)陣等。由于生成曲面的方法較多，因此PRO/E可以迅速建立任何復(fù)雜曲面。 它既能作為高性能系統(tǒng)獨(dú)立使用，又能與其它實(shí)體建模模塊結(jié)合起來(lái)使用，它支持GB、ANSI、ISO和JIS等標(biāo)準(zhǔn)。包括：PRO/ASSEMBLY（實(shí)體裝配）、PRO/CABLING（電路設(shè)計(jì)）、PRO/PIPING（彎管鋪設(shè)）、PRO/REPORT（應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形顯示）、PRO/SCAN-TOOLS（物理模型數(shù)字化）、PRO/SURFACE（曲面設(shè)計(jì)）、PRO/WELDING（焊接設(shè)計(jì)）。 (3)、 功能仿真(CAE)模塊 功能仿真(CAE)模塊主要進(jìn)行有限元分析。我們中國(guó)有句古話：“畫虎畫皮難畫骨，知人知面不知心”。主要是講事物內(nèi)在特征很難把握。機(jī)械零件的內(nèi)部變化情況是難以知曉的。有限元仿真使我們有了一雙慧眼，能“看到”零件內(nèi)部的受力狀態(tài)。利用該功能，在滿足零件受力要求的基礎(chǔ)上，便可充分優(yōu)化零件的設(shè)計(jì)。著名的可口可樂(lè)公司，利用有限元仿真，分析其飲料瓶，結(jié)果使瓶體質(zhì)量減輕了近20％，而其功能絲毫不受影響，僅此一項(xiàng)就取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益。 包括：PRO/FEM POST（有限元分析）、PRO/MECHANICA CUSTOMLOADS（自定義載荷輸入）、PRO/MECHANICA EQUATIONS（第三方仿真程序連接）、PRO/MECHANICA MOTION（指定環(huán)境下的裝配體運(yùn)動(dòng)分析）、PRO/MECHANICA THERMAL（熱分析）、PRO/MECHANICA TIRE MODEL（車輪動(dòng)力仿真）、PRO/MECHANICA VIBRATION（震動(dòng)分析）、PRO/MESH （有限元網(wǎng)格劃分）。 (4)、 制造(CAM)模塊 在機(jī)械行業(yè)中用到的 CAM制造模塊中的功能是NC Machining(數(shù)控加工)。說(shuō)到數(shù)控功能，就不能不提八十年代著名的“東芝事件”。當(dāng)時(shí)，蘇聯(lián)從日本東芝公司引進(jìn)了一套五坐標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控軟件CAMMAX，加工出高精度、低噪聲的潛艇推進(jìn)器，從而使西方的反潛系統(tǒng)完全失效，損失慘重。東芝公司因違反“巴統(tǒng)”協(xié)議，擅自出口高技術(shù)，受到了嚴(yán)厲的制裁。在這一事件中出盡風(fēng)頭的CAMMAX軟件就是一種數(shù)控模塊。 PRO/ES的數(shù)控模塊包括：PRO/CASTING（鑄造模具設(shè)計(jì)）、PRO/MFG（電加工）、PRO/MOLDESIGN（塑料模具設(shè)計(jì)）、PRO/NC-CHECK（NC仿真）、PRO/NCPOST（CNC程序生成）、PRO/SHEETMETAL（鈑金設(shè)計(jì)）。 (5)、 數(shù)據(jù)管理(PDM)模塊 PRO/E的數(shù)據(jù)管理模塊就像一位保健醫(yī)生，它在計(jì)算機(jī)上對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行測(cè)試仿真，找出造成產(chǎn)品各種故障的原因，幫助你對(duì)癥下藥，排除產(chǎn)品故障，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。它就像PRO/E家庭的一個(gè)大管家，將觸角伸到每一個(gè)任務(wù)模塊。并自動(dòng)跟蹤你創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括你存貯在模型文件或庫(kù)中零件的數(shù)據(jù)。這個(gè)管家通過(guò)一定的機(jī)制，保證了所有數(shù)據(jù)的安全及存取方便。 它包括：PRO/PDM（數(shù)據(jù)管理）、PRO/REVIEW（模型圖紙?jiān)u估）。 (6)、 數(shù)據(jù)交換(Geometry Translator)模塊 在實(shí)際中還存在一些別的CAD系統(tǒng)，如UGⅡ、EUCLID、CIMATRTON、MDT等，由于它們門戶有別，所以自己的數(shù)據(jù)都難以被對(duì)方所識(shí)別。但在實(shí)際工作中，往往需要接受別的CAD數(shù)據(jù)。這時(shí)幾何數(shù)據(jù)交換模塊就會(huì)發(fā)揮作用。 PRO/E中幾何數(shù)據(jù)交換模塊有好幾個(gè)，如：PRO/CAT（PRO/E和CATIA的數(shù)據(jù)交換）、PRO/CDT（二維工程圖接口）、PRO/DATA FOR PDGS（PRO/E和福特汽車設(shè)計(jì)軟件的接口）、PRO/DEVELOP（PRO/E軟件開發(fā)）、PRO/DRAW（二維數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)輸入）、PRO/INTERFACE（工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式擴(kuò)充）、PRO/INTERFACE FOR STEP（STEP/ISO10303數(shù)據(jù)和PRO/E交換）、PRO/LEGACY（線架/曲面維護(hù)）、PRO/LIBRARYACCESS（PRO/E模型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)入）、PRO/POLT（HPGL/POSTSCRIPTA數(shù)據(jù)輸出） 2.3 Pro/ENGINEER的特點(diǎn) Pro/E所采用的造型技術(shù)和加工處理技術(shù)與其它同類型軟件相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。它具有基于特性；全參數(shù)；全相關(guān)；單一數(shù)據(jù)庫(kù)；全自動(dòng)數(shù)控編程，DNC直接數(shù)控加工，多軸的聯(lián)動(dòng)并且加工精度高；適合復(fù)雜幾何造型，三維模具設(shè)計(jì)；G代碼檢驗(yàn)、仿真、模擬；外接掃描儀、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可實(shí)現(xiàn)反求工程、數(shù)據(jù)光順，在計(jì)算機(jī)上再現(xiàn)被測(cè)零件的外形等特點(diǎn)。 基于特征的參數(shù)化造型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程人員來(lái)說(shuō)是很熟悉的，因而易于使用。 裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過(guò)給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。宏觀世界是基于特征的實(shí)體造型軟件，“基于特征”的意思是零件模型的構(gòu)造是由各個(gè)特征來(lái)生成的零件的設(shè)計(jì)過(guò)程就是特征的累積過(guò)程，而所謂特征是指可以用參數(shù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)體模型，通常特征應(yīng)滿足以下條件： 　?。?） 特征必須是一個(gè)實(shí)體或零件的具體構(gòu)成之一； 　?。?） 特征能對(duì)應(yīng)某一形狀； 　?。?） 特征的性質(zhì)是可以預(yù)料的； 全相關(guān)性：Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。 數(shù)據(jù)管理：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。 裝配管理：Pro/ENGINEER的基本結(jié)構(gòu)能夠使用戶利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對(duì)齊”等很容易的把零件裝配起來(lái)，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。 易于使用：菜單以直觀的方式出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡(jiǎn)短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。 總之，Pro/ENGINEER秉承“易學(xué)易用、功能強(qiáng)大、互連互通”的理念。軟件以使用方便、參數(shù)化造型和系統(tǒng)的全相關(guān)性而著。 第三章 CA6140進(jìn)給箱傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 進(jìn)給箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-1所示： 圖 3-1 進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)圖 3.1進(jìn)給箱分析及傳動(dòng)設(shè)計(jì)原則 CA6140型臥式車床進(jìn)給箱又稱走刀箱，它固定在車床身左前面，內(nèi)裝有進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)（用來(lái)變換進(jìn)給量和各種螺紋的導(dǎo)程）和基本組、增倍組?；窘M采用雙軸滑移公用齒輪機(jī)構(gòu)，由單一手柄操縱，它的操縱機(jī)構(gòu)又有兩部分：撥動(dòng)滑移齒輪的四副杠桿和控制杠桿的帶槽手輪。增倍組和移換機(jī)構(gòu)由其他手柄操縱?？v向和橫向進(jìn)給采用十字手柄操縱，箱內(nèi)裝有過(guò)載安全離合器，并帶有快速電機(jī)可實(shí)現(xiàn)空程快速移動(dòng)。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)沟都軐?shí)現(xiàn)縱向或橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及變速換向。臥式車床在切削螺紋時(shí)，進(jìn)給傳動(dòng)鏈?zhǔn)莾?nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。主軸每轉(zhuǎn)刀架的移動(dòng)量應(yīng)等于螺紋的導(dǎo)程。在切削圓柱面和端面時(shí)，進(jìn)給傳動(dòng)鏈?zhǔn)峭饴?lián)系傳動(dòng)鏈。進(jìn)給量也以工件每轉(zhuǎn)刀架的移動(dòng)量計(jì)。 普通車床的特有功能好似車削一定范圍的各種螺紋，要求進(jìn)給傳動(dòng)鏈的變速機(jī)構(gòu)能嚴(yán)格準(zhǔn)確地按照標(biāo)準(zhǔn)螺距數(shù)列來(lái)變化。所以普通車床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的變速機(jī)構(gòu)（包括掛輪和進(jìn)給箱的變速機(jī)構(gòu)）主要是依據(jù)各種螺紋的標(biāo)準(zhǔn)螺距數(shù)列的要求，同時(shí)兼顧到一般車削的進(jìn)給量范圍來(lái)設(shè)計(jì)的。 傳動(dòng)鏈中的螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈?zhǔn)侵鬏S一轉(zhuǎn)，刀架移動(dòng)T毫米（導(dǎo)程T=kt，其中k為頭數(shù)，t為螺距） 運(yùn)動(dòng)平衡式為： 1（主軸）××=T （3-1） =×× 其中表示主軸到絲桿之間的總傳動(dòng)；、、分別為傳動(dòng)鏈中固定傳動(dòng)比，掛輪傳動(dòng)比； 表示機(jī)床絲桿的導(dǎo)程，CA6140型車床的=12mm； T表示被加工螺紋的導(dǎo)程。 改變傳動(dòng)比，就可得到標(biāo)準(zhǔn)螺紋的任意一種。 3.2進(jìn)給箱螺紋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 CA6140型臥式車床具有車削公制螺紋（又稱米制螺紋），英制螺紋，模數(shù)螺紋和徑節(jié)螺紋四種標(biāo)準(zhǔn)的常用螺紋的功能，機(jī)床的縱向絲杠螺紋用公制的，螺距t1=12mm代入式（3-1）得主軸每轉(zhuǎn)下刀架移動(dòng)量為T毫米，這即為車削螺紋的導(dǎo)程值。對(duì)于單頭螺紋四螺距值，因此當(dāng)螺紋的基本參數(shù)不是用螺距表示時(shí)必須將其加以換算，然后代入式（3-1）。 具體方法如下： 公制螺紋：其基本參數(shù)為螺距t（mm）。因此T=t米 英制螺紋：基本參數(shù)1為每一英寸長(zhǎng)度內(nèi)包含的牙數(shù)即（牙/英寸），因此，英制螺紋的螺距為T=25.4/毫米 模數(shù)螺紋：公制螺桿上的螺紋稱為模數(shù)螺紋，它的基本參數(shù)是以螺桿相嚙合的蝸輪模數(shù)m（毫米）來(lái)表示，因此，模數(shù)螺紋的螺距T應(yīng)等于蝸輪的周節(jié)長(zhǎng)度，即T=m 徑節(jié)螺紋：英制蝸桿上的螺紋稱為徑節(jié)螺紋，它的基本參數(shù)是以s螺桿相嚙合的蝸輪參數(shù)徑節(jié)DP來(lái)表示，徑節(jié)的DP=Z/D（牙/英寸）其中Z和D分別為蝸輪的齒數(shù)和分度圓直徑（英寸），因而徑節(jié)螺紋的T=DP 于是根據(jù)式（3-1）可得車削4種螺紋的運(yùn)動(dòng)平衡式分別為： 1××××=T=（mm） （3-2） 1××××=T=25.4/（mm） （3-3） 1××××= （3-4） 1××××=25.4/DP （3-5） 從上式各式中可知，為了車削一定范圍的螺紋就必須根據(jù)各種螺紋的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列變換傳動(dòng)鏈中的可換傳動(dòng)比。 車削螺紋傳動(dòng)路線表達(dá)如圖3-2： 圖3-2傳動(dòng)路線圖 3.2.1公制螺紋： 將常用的公制螺紋標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)t的數(shù)列如下表： 表3-1 公制螺紋標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù) 1 1.25 1.5 1.75 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 7 8 9 10 11 12 由表中可以看出各橫行的螺距數(shù)列是等差數(shù)列，而縱向是等比 數(shù)列即1、2、4、8的公比數(shù)為2，根據(jù)這些特點(diǎn)，在進(jìn)給箱中可用一個(gè)變速組來(lái)變換得到某一橫行的等差數(shù)列，這個(gè)變數(shù)組的傳動(dòng)比應(yīng)是等差數(shù)列，通常稱為基本組。以次為基礎(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)大組通常稱為“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)及螺距數(shù)列見表2-2： 表2-2各種螺紋的公稱參數(shù)及螺距 螺紋種數(shù) 螺紋公稱參數(shù) 參數(shù) 代號(hào) 單位 螺距S（mm） 公制螺紋 螺距 P mm T=KP 英制螺紋 每英寸牙數(shù) A 牙/英寸 Ta=Kpa=25.4R/a 模數(shù)螺紋 模數(shù) M mm Tm=KPm=Kπm 徑節(jié)螺紋 徑節(jié) DP 英寸 TDP=KPDP=25.4Kπ/DP 由表2-2可以看出，常用的四種螺紋的螺距值之間有如下關(guān)系： 公制螺紋和英制螺紋之間 ｝倒數(shù)關(guān)系和特殊因子25.4 模數(shù)螺紋和徑節(jié)螺紋之間 公制螺紋和模數(shù)螺紋之間 ｝特殊因子π 英制螺紋和徑節(jié)螺紋之間 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，而在縱行上是按2倍的關(guān)系擴(kuò)大或縮小，我們可以考慮到車公制螺紋的基本組和擴(kuò)大組來(lái)加工另外三種螺紋。 對(duì)于模數(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T=的因子π消去，從而變換基本組和增北組的傳動(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。 對(duì)于英制螺紋，它和公制螺紋螺距數(shù)列有兩點(diǎn)區(qū)別： [1] 英制螺紋每英寸牙數(shù)a換算成螺距T=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(guò)來(lái)，即基本組的傳動(dòng)比變?yōu)?/，那么就可以利用具有等差數(shù)列的傳動(dòng)比來(lái)得到參數(shù)的等差數(shù)列。 英制螺紋的螺距數(shù)值中有一個(gè)數(shù)字因子25.4因需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。 [2] 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傳動(dòng)比，故在表2-3上加上19和3.25兩個(gè)模距，它們僅僅為了與英制螺紋和徑節(jié)螺紋統(tǒng)一而列入的。 至于徑節(jié)螺紋其螺距T=25.4π/DP（毫米）其中DP也是在分母上，螺距中也有一個(gè)數(shù)字年因子25.4，這些和英制螺紋相似，故可采用英制羅紋的傳動(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(lái)解決。 上述倒數(shù)關(guān)系和特殊因子25.4及π關(guān)系都要在設(shè)計(jì)車螺紋系統(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S及其和公制螺紋的關(guān)系列表2-3。 表3-2 車床加工螺紋基本參數(shù)的排列規(guī)律 倍比關(guān)系 公制螺紋及模數(shù)螺紋（T及m） 1/32 1.25 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] 注：[]內(nèi)數(shù)值為模數(shù)螺紋所獨(dú)有。 表3-3 CA6140車床加工英制螺紋及徑節(jié)螺紋的基本參數(shù)排列 倍數(shù)比 英制螺紋及徑節(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 注：[]內(nèi)數(shù)值為徑節(jié)螺紋所獨(dú)有。 故表3-2應(yīng)變?yōu)椋? 表3-4 倍數(shù)關(guān)系 公制螺紋及模數(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} 3.3車螺紋系統(tǒng)及齒數(shù)比的確定 普通機(jī)床中的車螺紋系統(tǒng)有雙軸滑移齒輪機(jī)構(gòu)，擺移塔里齒輪機(jī)構(gòu)和三軸滑移齒輪機(jī)構(gòu)。我們選用雙軸滑移齒輪機(jī)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)給箱的軸高尺寸。其簡(jiǎn)圖如圖（附后）由此可以看出，在這類切螺紋系統(tǒng)中，一般應(yīng)包括下列組成部分： 基本螺紋機(jī)構(gòu)：用來(lái)實(shí)現(xiàn)表2-3中橫行所代表的等差數(shù)列。 增倍機(jī)構(gòu)：用來(lái)實(shí)現(xiàn)表2-3、表2-4中各縱行之間的2n關(guān)系，即ud通常取2、1、1/4、1/8。 擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比為，用來(lái)擴(kuò)大螺距。通常取4、8、16、32等。 定比傳動(dòng)副：傳動(dòng)比為 左右螺紋換向機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比為 交換齒輪裝置：傳動(dòng)比為u 移換機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比為用來(lái)實(shí)現(xiàn)倒數(shù)關(guān)系及特殊因子。 螺紋種類變換機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比為 上列各組成部分傳統(tǒng)分布順序如下： 擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)一般放在主要傳動(dòng)變速系統(tǒng)內(nèi)，具體情況在CA6140主軸箱內(nèi)擴(kuò)大螺紋導(dǎo)程機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)齒輪是住運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)齒輪。只有在主軸上的合上，主軸處于低速狀態(tài)時(shí)才使用擴(kuò)大螺紋導(dǎo)程。它的擴(kuò)大倍數(shù)分別是1、4、16三種，傳動(dòng)路線如下: 定比傳動(dòng)一般放在主軸或擴(kuò)大螺距換向機(jī)構(gòu)之前在主軸箱中。換向機(jī)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。 移換機(jī)構(gòu)一般放在基本螺距機(jī)構(gòu)前后二處。 基本螺距機(jī)構(gòu)一般放在第一移換機(jī)構(gòu)之后，變換機(jī)構(gòu)既可以放在基本螺距機(jī)構(gòu)之前，也可以放在基本螺距之后。 增倍機(jī)構(gòu)的傳統(tǒng)布局是放在基本螺距之后?，F(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、1.、11、12為基準(zhǔn)數(shù)列則： = /G=，2，3……/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)查得機(jī)構(gòu)方案編號(hào)為411，為了使軸向尺寸較小選中心距為63毫米，同時(shí)，由雙軸滑移齒輪機(jī)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=6.5/7、7/7、8/7、9/7、10/7、12/7由此擬定傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速草圖如上。雙軸滑移齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則是：一個(gè)滑移齒輪可以和兩個(gè)齒數(shù)不同的齒輪嚙合（如Z和Z1、Z1）但必須采用變位齒輪，同時(shí)把兩個(gè)相互接近的傳動(dòng)比 劃為一組，再根據(jù)中心上速比綜合地計(jì)算嚙合較好的變位齒輪的齒數(shù)和模數(shù)。 總之,變位齒輪系數(shù)的選擇對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)性能有著如下影響: 齒輪正變位時(shí)齒根增厚,齒形系數(shù)加大,齒輪彎曲強(qiáng)度也相應(yīng)增加,負(fù)變位時(shí)則反之,因此在分配變位系數(shù)時(shí)盡量使小齒輪變位系數(shù)大于大齒輪變位齒輪. 在正角度變位傳動(dòng)中中心距增大,齒和角 大于分度圓壓力角,提高了齒面接觸強(qiáng)度,減少了點(diǎn)蝕的可能性,負(fù)角度變位時(shí)則反之. 在正角度變位傳動(dòng)中,齒形曲率半徑和齒和角增大,滑動(dòng)比和壓強(qiáng)降,齒面磨損及膠合響應(yīng)減少,負(fù)角度變位則相反.正變位傳動(dòng)時(shí)重疊系數(shù)小,傳動(dòng)平穩(wěn)性下降負(fù)角度變位則相反. 3.4移換機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4.1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（一般防于交換齒輪之前）配合來(lái)實(shí)現(xiàn)因傳動(dòng)比都是為了用于實(shí)現(xiàn)倒數(shù)關(guān)系以及特殊因子25.4和 ，以解決各種螺紋種類交換問(wèn)題，一般來(lái)說(shuō)，用的最多的方案就是用移換機(jī)構(gòu)來(lái)解決倒數(shù)關(guān)系和特殊因子25.4。而用交換齒輪來(lái)解決特殊因子這樣可以簡(jiǎn)化調(diào)整即加工常用的公制和模數(shù)螺距時(shí)，不需要改變交換齒輪，只有在加工不常用的英制和徑節(jié)螺紋時(shí)才能改變交換齒輪。 當(dāng)螺紋種類機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為 則因特傳動(dòng)比Us為 U=U×U×U×U (3-1) 由此可列出螺紋系數(shù)的運(yùn)動(dòng)平衡式： 1×（主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)）×U×U×U×U=S(mm) (3-2) 其中T為絲杠導(dǎo)程、S為工作導(dǎo)程 所以 U=S/(U×U×U×T) (3-3) 令U=1,U=1,U=1時(shí)的螺紋參數(shù)分別為t0,m0,n0,p0 則： U=t0/T=1/K U=m0/T=1/K } (3-4) U=25.4/(n0×T)=25.4/K U=25.4/(p0×T)=25.4/K K,K,K,K為各種螺紋相應(yīng)的因特系數(shù) 且 K=T/t0,K=T×m0,K=n0×T,K=P0×T 腳標(biāo)t，m，n，p分別表示用于加工公制模數(shù)、英寸、徑節(jié)螺紋的設(shè)計(jì)加工公制和英制螺紋時(shí)的交換齒輪傳動(dòng)比為U，加工英制和徑節(jié)螺紋時(shí)移換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為U，加工公制和模數(shù)螺紋時(shí)的移換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為U，則： 加工公制螺紋時(shí)的因特傳動(dòng)比： U=U×U×U×U (3-5) 加工英制螺紋時(shí)的因特傳動(dòng)比： U=U×U×U×U (3-6) 兩式相除得：U/U=U/U 將式2.4-3中的U及U代入上式中得 U/U=25.4/t0no (3-7) 在絕大多數(shù)機(jī)床中U和U都按以下兩種方案分配： (a)當(dāng)u=1/uint時(shí)，u/u=u×u=25.4/n0t0 故u=sqrt（n0×t0/25.4） （3-8） u=sqrt（25.4/（n0×t0）） （b）當(dāng)u=1時(shí)，u/u=u=25.4/（n0×t0） 本機(jī)床中從兩軸滑移傳動(dòng)齒輪比設(shè)計(jì)及表2-3和2-4可知： t0=7mm，m0=1.75，n0=1.25t/in，p0=7 由式（2.4-7）u=sqrt25.4/（n0×t0）=sqrt（25.4×4/49） 由《機(jī)械設(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，故取方案69.即： 25.4=（32×72）/54δn=+0.063 所以25.4=（32×T2）/54×36=（32×72×22×32）/54 代入式（2.4-8）得u=sqrt（22×34×72×2/（54×72））=36/25 u=25/36 根據(jù)u的值查表7.3-48選用序號(hào)為6的方案即公制螺紋經(jīng)過(guò)三對(duì)齒輪傳動(dòng)： u=25/36×25/36×26/25=25/36=Z9/Z10×Z20×Z12×Z12/Z11 u=36/25=Z21/Z11 僅一對(duì)齒輪傳動(dòng) 3.4.2換齒輪齒數(shù)求法 在雙軸滑移齒輪機(jī)構(gòu)中往往取 uf×ut=1 由式（3-4）和（3-5）可得u=u/u=r/u （3-9） u=u/u=u/u （3-10） 當(dāng)u=1/u時(shí)將u=sqrt=25.4/（n0×t0）和u=25.4/（n0×T）代入式3.4-9得： u=u/u=25.4/（n0×T）sqrt（25.4/n0×t0） =sqrt（（25.4×t0）/n0×T2） 由式（3.4-10）得： u=u/u=（лm0/T）/（u/u） =（лm0/T）/（t0/T）×u=лm0/t0×u 又因?yàn)閡=25/36、u=36/25將其代入式（3-9）及（3-10） u=（7/12）/（25/36）=21/25 u=25/（7×12）×25.4/36 已知：=7 /48=×=25/36/ =7/12=×=36/25× =25.4/21=×=25/36× =25.4/84=×=36/25× 得出： =7/48×36/25 =7/12×25/36 =25.4/21×25/36 =25.4/84×25/36 查表7.3-47的л/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： =25/97×21/25=100/97×64/100×36/25 而 =63/75×25/36=100/75×63/100×25/36 所以交換齒輪=63，=64，=100，=75，=97 至此整個(gè)進(jìn)給箱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)全完畢，具體傳動(dòng)圖如下。 圖3—3 臥式車床傳動(dòng)框圖 3.5車制螺紋的工作工程 由上述傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)可知：（圖3—1） 普通機(jī)床上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為刀架的移動(dòng)，它由主軸傳來(lái)，當(dāng)車削螺紋時(shí)，運(yùn)動(dòng)經(jīng)進(jìn)給箱通過(guò)絲杠、螺母?jìng)鲃?dòng)刀架；一般車削時(shí)，運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)進(jìn)給箱通過(guò)光杠及溜板箱用齒輪齒條傳動(dòng)刀架。前者被稱為螺紋車削傳動(dòng)路線，后者被稱為一般車削傳動(dòng)路線。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈，車削螺紋傳動(dòng)路線 ?? 車削螺紋時(shí)傳動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)平衡式為: ??? l(主軸)*u*L絲=L工 ??? 式中:u-----從主軸倒絲桿之間的總傳動(dòng)比 ???????? L絲---機(jī)床絲桿的導(dǎo)程,CA6140型車床的L絲=12mm ???????? L工---被加工螺紋的導(dǎo)程(mm) 3.5.1車制米制螺紋時(shí)?? 進(jìn)給箱中離合器和脫開，接合。掛輪架齒數(shù)為63—100—75。 運(yùn)動(dòng)進(jìn)入進(jìn)給箱后，經(jīng)移換機(jī)構(gòu)的齒輪副傳至軸ⅩⅣ，再經(jīng)過(guò)雙軸滑移變速機(jī)構(gòu)齒輪副、、、、、及中的任一對(duì)傳至ⅩⅤ，然后再 由移換機(jī)構(gòu)的齒輪副×傳至軸ⅩⅥ，接下來(lái)再經(jīng)軸ⅩⅥ～ⅩⅧ間的兩組滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，最后經(jīng)離合器傳至絲杠ⅩⅨ。溜板箱中的開合螺母閉合，帶動(dòng)刀架。 車削米制螺紋時(shí)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線表達(dá)式如下： （右螺紋） 主軸Ⅵ——Ⅸ— —Ⅹ— —Ⅺ—（左螺紋） —× —ⅩⅢ— —ⅩⅣ— —ⅩⅤ—×— × × —ⅩⅥ— × —ⅩⅧ——絲杠ⅩⅨ—刀架 × 其中軸ⅩⅣ～ⅩⅤ之間的變速機(jī)構(gòu)可變換8種不同的傳動(dòng)比：、 == == == == == == == == 即=，=6.5，7，8，9，9.5，10，11，12。這些傳動(dòng)比的分母相同，分子則除6.5和9.5用于其他種類的螺紋外，其余按等差數(shù)排列，相當(dāng)于米制螺紋導(dǎo)程標(biāo)準(zhǔn)的最后一行。這套變速機(jī)構(gòu)稱為基本組。 軸ⅩⅥ～ⅩⅧ間的變速機(jī)構(gòu)可變換4種傳動(dòng)比： =×= =×= =×= =×=1 它們用以實(shí)現(xiàn)螺紋導(dǎo)程標(biāo)準(zhǔn)中行與行之間的倍數(shù)關(guān)系，稱為增倍組。基本組、增倍組和移換機(jī)構(gòu)組成進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)。它和掛輪一起組成換置器官。 車米制（右旋）螺紋的運(yùn)動(dòng)平衡式為： S=1××××××××××12 式中——基本組的傳動(dòng)比； ——增倍組的傳動(dòng)比。 ???? 化簡(jiǎn)得:Ｓ=7u基ｘu倍 ??? 通過(guò)擴(kuò)大導(dǎo)程傳動(dòng)路線可將正常螺紋導(dǎo)程擴(kuò)大4倍或16倍.CA6140型車床車削大導(dǎo)程米制螺紋時(shí),最大螺紋導(dǎo)程為192mm. 表3-5 CA6140車床車削公制螺紋螺距表 增倍組傳 動(dòng)比 基本組傳動(dòng)比 1 4 16 4 16 16 16 1 1 1.75 3.5 7 14 28 56 112 1 2 4 8 16 32 64 128 4.5 9 18 36 72 144 9.5 1.25 2.5 5 10 20 40 80 160 2.75 5.5 11 22 44 88 176 1.5 3 6 12 24 48 96 192 3.5.2車削模數(shù)螺紋時(shí) 模數(shù)螺紋主要是米制蝸桿，有時(shí)某些特殊絲杠的導(dǎo)程也是模數(shù)制的，米制蝸桿的齒距為，所以模數(shù)螺紋的導(dǎo)程為，這里K為螺紋的線數(shù)。 模數(shù)m的標(biāo)準(zhǔn)值也是按分段等差數(shù)列的規(guī)律排列的。與米制螺紋不同的是，在模數(shù)螺紋導(dǎo)程中含有特殊因子。為此，車削模數(shù)螺紋時(shí)，掛輪需換為。其余部分的傳動(dòng)路線與車削米制螺紋是完全相同的。 運(yùn)動(dòng)平衡式： 表3-6 CA6140車床車削模數(shù)螺紋模數(shù)表 增倍組傳動(dòng)比 基本組 傳動(dòng)比 1 4 16 4 16 16 1 3.25 6.5 13 1.75 3.5 7 14 0.25 0.5 1 2 4 8 16 2.25 4.5 9 18 1.25 2.5 5 10 20 2.75 5.5 11 22 1.5 3 6 12 24 3.5.3 車削英制螺紋時(shí)： 英制螺紋以每英寸長(zhǎng)度上的螺紋扣數(shù)（扣/英寸）表示，因此英制螺紋的導(dǎo)程英寸。由于這臺(tái)機(jī)床的絲杠是米制螺紋，被加工的英制螺紋也應(yīng)該換算成以毫米為單位的相應(yīng)導(dǎo)程值，即： 的標(biāo)準(zhǔn)值也是按分段等差數(shù)列的規(guī)律排列的，所以英制螺紋導(dǎo)程的分母為分段等差數(shù)列。此外，還有特殊因子25.4。車削英制螺紋時(shí)，應(yīng)對(duì)傳動(dòng)路線作如下兩點(diǎn)變動(dòng)： 1） 將基本兩軸（軸ⅩⅤ和軸ⅩⅣ）的住，被動(dòng)關(guān)系對(duì)調(diào)，使軸ⅩⅤ變?yōu)橹鲃?dòng)軸，軸ⅩⅣ變?yōu)楸粍?dòng)軸，就可使分母為等差數(shù)列。 2） 在傳動(dòng)鏈中實(shí)現(xiàn)特殊因子25.4。 為此，將進(jìn)給箱中的離合器和接合，脫開，軸ⅩⅥ左端的滑移齒輪25移至左面位置，與固定在軸ⅩⅣ上的齒輪36嚙合。運(yùn)動(dòng)由軸ⅩⅢ經(jīng)先傳到軸ⅩⅤ，然后傳至軸ⅩⅣ，再經(jīng)齒輪副傳至軸ⅩⅥ。其余部分的傳動(dòng) 路線與車削米制螺紋時(shí)相同。 車削英制螺紋的運(yùn)動(dòng)平衡式： 其中 = 故 改變 和 ，就可以車削出各種標(biāo)準(zhǔn)的英制螺紋。 表3-7 CA6140車床車削英制螺紋牙數(shù)表 增倍組的傳動(dòng)比 基本組 的傳動(dòng)比 14 7 3.5 16 8 4 2 18 9 4.5 19 20 10 5 11 24 12 6 3 3.5.4 車削徑節(jié)螺紋時(shí) 車削徑節(jié)螺紋主要用于車削英制蝸桿，它是用徑節(jié)DP來(lái)表示的。徑節(jié)DP=z/D（z-齒數(shù)，D-分度圓直徑，英寸），即蝸輪或齒輪折算到每一英寸分度圓直徑上的齒數(shù)。所以英制渦桿的軸向齒距即徑節(jié)的導(dǎo)程： 徑節(jié)DP也是分段等差數(shù)列的規(guī)律排列的，所以徑節(jié)螺紋導(dǎo)程系列排列的規(guī)律與英制螺紋一樣，只是含有特殊因子25.4。車削徑節(jié)螺紋時(shí)，傳動(dòng)路線與車削英制螺紋時(shí)完全相同，但是掛輪需換成×，它和移換機(jī)構(gòu)軸ⅩⅣ—ⅩⅥ間的齒輪副組合，得到傳動(dòng)比值： ××= 表3-8 CA6140車床車削徑節(jié)螺紋徑節(jié)表 增倍組 的傳動(dòng)比 基本組 的傳動(dòng)比 56 28 14 7 64 32 16 8 72 36 18 9 80 40 20 10 88 44 22 11 96 48 24 12 綜上所述： 1) 車削米制和模數(shù)螺紋時(shí)，使軸ⅩⅣ主動(dòng)，軸ⅩⅤ被動(dòng)；車削英制和 徑節(jié)螺紋時(shí)，使軸ⅩⅤ主動(dòng)，軸ⅩⅣ被動(dòng)。主動(dòng)軸與被動(dòng)軸的對(duì)調(diào)是通過(guò)軸ⅩⅢ左端齒輪25和軸ⅩⅥ左端齒輪25的移動(dòng)分別與軸ⅩⅣ右端的兩個(gè)齒輪 36嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)。這兩個(gè)齒輪由同一個(gè)操縱機(jī)構(gòu)控制，使它們反向聯(lián)動(dòng)，以保證其中一個(gè)在左邊位置時(shí)，另一個(gè)在右邊位置。軸ⅩⅢ～ⅩⅣ間的齒輪副、離合器、軸ⅩⅤ—ⅩⅣ—ⅩⅥ間的齒輪25-36-25（這個(gè)齒輪36是空套在軸ⅩⅣ上的）和軸ⅩⅣ—ⅩⅥ間的齒輪36-25（這個(gè)齒輪36是固定在軸ⅩⅣ上的）稱為移換機(jī)構(gòu)。 2) 車削米制螺紋和英制螺紋時(shí)，掛輪架齒輪63—100—75。車削模數(shù)螺紋和徑節(jié)螺紋（米制和英制蝸桿）時(shí)，掛輪為64—100—97。 3.5.5 車削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋和精密螺紋時(shí) 普通機(jī)床上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為刀架的移動(dòng)，它由主軸傳來(lái)，當(dāng)車削螺紋時(shí)，運(yùn)動(dòng)經(jīng)進(jìn)給箱通過(guò)絲杠、螺母?jìng)鲃?dòng)刀架；一般車削時(shí)，運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)進(jìn)給箱通過(guò)光杠及溜板箱用齒輪齒條傳動(dòng)刀架。前者被稱為螺紋車削傳動(dòng)路線，后者被稱為一般車削傳動(dòng)路線。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈，車削螺紋傳動(dòng)路線 當(dāng)需要車削標(biāo)