现代机械类毕业设计说明书Word文档格式.docx
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用以联接进给箱与溜板箱，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。
丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行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。
床身：
床身通过螺栓固定在左、右床腿上，它是卧式车床的基础部件，它保证机床成型运动的准确实现。
CA6140型卧式车床具有以下机构，以便于操作。
1）主轴变速操作机构主轴箱内共有7个滑动齿轮，其中5个是用于改变主轴速度的，这5个滑动齿轮分别由两套操纵机构操纵。
2）双向多片式摩擦离合器离合器是一种操纵机构，它用来使同轴线的两轴或轴与轴上空套传动件随时接合或脱开，以实现机床运动的启动、停止、变速和变向。
3）开合螺母机构开合螺母机构主要用于车削螺纹。
它可以接通和断开从丝杠传来的运动。
合上开合螺母，丝杠通过开合螺母带动溜板箱与刀架；
当开合螺母与丝杠脱开时，这种传动即停止。
4）纵、横向机动进给操作机构
5）超越离合器CA6140型车床的溜板箱内具有快速移动装置。
超越离合器能实现快速移动和慢速移动的自动转换。
6）安全离合器安全离合器是进给过载保护装置。
7）互锁机构互锁机构是防止错误操作的安全装置。
主要作用是使机床在接通机动进给时，开合螺母不能合上；
反之，在合上开合螺母时，机动进给就不能接通。
1.3CA6140型车床的主要技术参数
床身最大工件回转直径
400mm
刀架上最大工件回转直径
210mm
最大工件长度
750|10001500mm
主轴中心至床身平面导轨距离
205mm
最大车削长度
6509001400mm
主轴孔径
48mm
主轴转速
正转（24级）
反转（12级）
10~1400r/min
刀架纵横进给量
各64种
纵向一般进给量
小进给量
加大进给量
0.08~0.054mm
0.028~0.054mm
1.71~6.33mm
横向一般进给量
小进给量
0.04~0.79mm
0.014~0.027mm
0.86~3.16mm
刀架纵向快进移动速度
4m/min
车削螺纹范围
米制螺纹（44种）
英制螺纹（20种）
1~192mm
2~24牙/min
主电动机
功率
转速
7.5km1450r/min
快速电动机
250w
2800r/min
1.4CA6140型卧式车床的工作精度等级
圆度0.01mm
圆柱度0.01mm/100mm
螺距精度0.04mm/100mm0.06mm/300mm
精车平面平面度0.02mm/400mm
表面粗糙度Ra2.5～12.5
2CA6140型卧式车床的传动系统
2.1CA6140型卧式车床的主运动传动链
主运动传动链的两个末端件是电动机和主轴。
（传动系统图见图2）它的功用是把动力源（电动机）的运动及能量传给主轴，使主轴带动工件旋转。
运动由电动机经传动带传到主轴箱中的轴Ⅰ。
在轴Ⅰ上装有双向多片式摩擦离合器M1，可以控制主轴正转、反转或停止。
M1的左右两部分分别与空套在轴Ⅰ上的两个齿轮连在一起。
压紧离合器M1左部摩擦片时，轴Ⅰ的运动经M1左部摩擦片及齿轮副56/38或51/43传给轴Ⅱ。
压紧离合器M1右部摩擦片时，轴Ⅰ的运动经M1右部摩擦片及齿轮Z=50传给轴Ⅶ上的空套筒Z=34，然后再传到轴Ⅱ上的齿轮Z=30，使轴Ⅱ转动。
在这条传动路线上，由于多了一个中间齿轮Z34，因此轴Ⅱ转动方向与经离合器M1左部传动时相反；
离合器M1处于中间位置，即左、右都不接合时，轴Ⅰ空转，主轴停止转动。
所以当运动经过M1右部摩擦片时，主轴反转；
当经M1左部摩擦片时，主轴正传；
M1处于中间位置时，主轴停止运动。
轴Ⅱ的运动可以分别通过三对齿轮副39/41、22/58或30/50传至轴Ⅲ。
III轴正转共有2×
3=6种转速，反转共有1×
3=3种转速。
运动由轴Ⅲ到主轴可以有两条不同的传动路线：
（1）主轴需高速运动时（N主=450~1400r/min），主轴上的滑动齿轮Z50处于左端位置，轴Ⅲ的运动经齿轮副63/50直接传给主轴，使主轴得到450～1400r/min高转速。
（2）当主轴需以较低的转速运转时（N主=10~500r/min），主轴上的滑动齿轮Z50移动到右端位置，使齿轮式离合器M2啮合，于是轴Ⅲ上的运动经齿轮副20/80或50/5传给轴Ⅳ，然后轴Ⅳ的运动经齿轮副20/80或51/50传给轴Ⅴ，轴Ⅴ的运动经26/58及齿式离合器M2传给主轴，使主轴获得10～500r/min的低转速。
在说明和分析机床的传动系统时，常用传动结构式表达机床的传动路线。
CA6140型卧式车床主运动传动路线表达为：
、
主轴转速及转速级数
主轴的转速可应用下列运动平衡式进行计算：
n主=n电×
（D/D′）×
（uⅠ-Ⅱ）×
（uⅡ-Ⅲ）×
（uⅢ-Ⅵ）
由传动图可以看出，主轴正转时共有2×
3×
（1+2×
2）=30种路线，但实际上主轴只能得到24级不同的转速。
这是由于轴III到轴V之间4条传动路线的传动比：
U1＝20/80×
20/80＝1/16
U2＝50/50×
20/80＝1/4
U3＝20/80×
51/50≈1/4
U4＝50/50×
51/50≈1
其中U2和U3基本上相同，所以实际上4条传动路线只有3种不同的传动比，主轴的实际转速级数为2×
3[1+（4-1）]=24级。
在轴III-V间的4条传动路线中，经轴III-50/50-IV-20/80-V这条路线所获得6种转速与轴III-20/80-IV-51/50-V这条路线所获得转速基本重复，由操纵机构控制前一条传动路线实际上并没有使用。
同理，主轴反转的传动路线可以有3×
2）=15条，但主轴反转的转速级数却只有3×
[1+（2×
2-1）]=12级。
主轴正转转速共分四组（每组六级），其中，第一组（高速转由短线获得），第二、三、四组由长线获得。
由主轴箱的轴Ⅱ至轴Ⅲ的六级传动比：
56/38×
39/41≈1.4051/43×
39/41≈1.1356/38×
30/50≈0.88
51/43×
30/50≈0.7156/38×
22/58≈0.5651/43×
22/58≈0.45
可以看出主轴第3级转速属第一组中的第三级转速。
因此，主轴第3级转速传动结构式为：
电动机—130/230—Ⅰ—51/43—Ⅱ—30/50—Ⅲ—50/50—Ⅳ—51/50—Ⅴ—26/58—Ⅵ（主轴）
转速计算式：
n主=1450×
130/230×
（1－0.02）×
30/50×
63/50
≈895r/min
2.2CA6140型卧式车床的进给传动链
进给运动链是使刀架实现纵向或横向运动的传动链。
传动链的两末端件是主轴和刀架。
CA6140车床在切削螺纹时，进给传动链是内联系的传动链，即主轴每转一转，刀架的移动量等于被加工螺纹的导程。
在切削圆柱面和端面时，进给传动链是外联系传动链。
2.2.1车削螺纹
CA6140型卧式车床能车削常用的米制、英制、模数制、及径节制四种标准螺纹。
此外，还可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹。
1、车削米制螺纹
车削米制螺纹时，进给箱中的离合器M3、M4脱开，M5接合。
其运动由主副58/58，轴Ⅸ至轴Ⅺ间的左右螺纹换向机构，挂轮63/100×
100/75，传至进给箱的轴Ⅻ，然后再经齿轮副25/36传至轴ⅩⅢ，轴ⅩⅢ—ⅩⅣ间的滑移齿轮变速机构（基本螺距机构）、齿轮副25/36×
36/25传至轴ⅩⅤ，接下去再经轴ⅩⅤ—ⅩⅤⅡ间的两组滑移齿轮变速机构（增倍机构）和离合器M5传动丝杠ⅩⅤⅢ旋转。
合上溜板箱中的开合螺母，使其与丝杠啮合，便带动了刀架移动。
其传动路线表达式如下：
车削米制时传动路线表达式如下：
其中轴ⅩⅢ—ⅩⅣ之间的变速机构可变换8种不同的传动比：
U基1=26/28=6.5/7U基2=28/28=7/7
U基3=32/28=8/7U基4=36/28=9/7
U基5=19/14=9.5/7U基6=20/14=10/7
U基7=33/21=11/7U基8=36/21=12/7
它们接近等差数列的规律排列。
上述变速机构是获得各种螺纹导程的基本机构，故通常称为基本螺距机构或称基本组。
U倍为ⅩⅤ—ⅩⅤⅡ间变速机构的可变传动比，共4种：
U倍1=28/35×
35/28=1U倍2=18/45×
35/28=1/2
U倍3=28/35×
15/48=1/4U倍4=18/45×
15/48=1/8
它们按倍数关系排列。
这个变速机构用于扩大机床车削螺纹导程的种数，通常称为倍增机构或倍增组。
车削米制螺纹（右旋）时的运动平衡式：
L=KP=1（主轴）×
58/58×
33/33×
63/100×
100/75×
25/36×
U基×
U倍×
12
式中：
L—螺纹导程（对于单头螺纹，螺纹导程L即为螺距P）mm；
U基—轴ⅩⅢ—ⅩⅣ之间的基本螺距机构传动比；
U倍—轴ⅩⅤ—ⅩⅤⅡ间倍增机构传动比。
将上式简化可得：
L=7U基U倍
把U基和U倍数值代入上式，可得到8×
4=32种导程值。
2、模数螺纹
标准模数螺纹的导程（或螺距）排列规律和米制螺纹相同，但导程（或螺距）的数值不一样，而且数值中含有特殊因子π。
所以，车削模数螺纹时的传动路线与米制螺纹基本相同，唯一的差别就是这时的挂轮换成64/100×
100/97，这样与移换机构齿轮副25/36组合，以消除特殊因子π（64/100×
100/97×
25/36≈7/48）。
车削模数螺纹时传动链的传动路线表达式如下：
模数螺纹的运动平衡式为：
Lm=Kπm=1（主轴）×
64/100×
25/36
×
36/25×
将上式简化可得：
Lm=Kπm=7/4×
πU基U倍
变换U基、U倍便可车削不同的模数螺纹。
3、英制螺纹
英制螺纹的螺距参数以每英寸长度上的螺纹牙数a值也也是按分段等差数列的规律排列的。
由螺距换算公式Pa=24.5/amm可以看出英制螺纹的螺距与米制螺纹有两点不同：
（1）因Pa公式中分母是分段等差数列，故英制螺纹的螺距值Pa和导程值La（=KPa）是分段调和数列。
因此，切削时需将基本组的主动与从动传动关系加以对换，即轴ⅩⅣ为主动，轴ⅤⅢ为从动，这样基本组的传动比为1/U基。
（2）在传动链中改变部分传动副的传动比，使其包含特殊因子25.4.
传动链的具体调整情况为，挂轮用63/100×
100/75，进给箱中的离合器M3和M5接合，M4脱开，同时将轴ⅩⅤ左端的滑移齿轮Z25左移，与固定在轴ⅤⅢ上的齿轮Z36啮合，其余部分传动路线与车削米制螺纹时相同。
英制螺纹运动平衡式为：
La=Kpa=25.4K/a=1（主轴）×
1/U基
×
a=7KU基/4U倍
4、径节螺纹
车削径节螺纹的传动路线与车削英制螺纹相同，利用挂轮64/100×
100/97及移换机构齿轮36/25以消除25.4π（64/100×
36/25=25.4π/84）。
径节螺纹运动平衡式：
LDp=KPDp=25.4π/DP=1（主轴）×
1/U基×
DP=7KU基/U倍。
变换U基、U倍便可车削不同的径节螺纹。
5、大导程螺纹当需要车削大于表中规定的标准导程螺纹的大导程螺纹（如大导程多线螺纹、油槽等）时，就得使用扩大螺距机构。
这时应将轴ⅠⅩ上的滑移齿轮Z26啮合，并将M2右移接合。
此时主轴ⅤⅠ与丝杠通过下列传动路线实现传动联系：
与车削常用螺纹传动路线相同，于是主轴ⅤⅠ至轴ⅠⅩ的传动比U扩为：
U扩1=58/26×
80/20×
50/50×
44/44×
26/58=4
U扩2=58/26×
26/58=16
而车削常用螺纹时，主轴ⅤⅠ至轴ⅠⅩ间的传动比μ正常=58/58=1。
这表明，螺纹进给传动链经过调整后，可是主轴与丝杠间的传动比增大4倍或16倍，车出的螺纹导程也相应地扩大4倍或16倍。
因此，一般把上述传动机构称为扩大螺距机构。
6、非标准和较精密螺纹当需要车削非标准螺纹或虽是标准螺纹，但精度要求较高时，需要将齿式离合器M5、M4和M5全部啮合，则轴Ⅶ的运动经轴XIV及ⅩⅤⅡ直接
传动丝杠ⅩⅤⅢ，传动路线便大大缩短，减少了齿轮传动的误差，从而提高了传动精度。
此时的运动平衡式为：
L=KP=1（主轴）×
U挂×
化简后得挂轮的换置公式为：
U挂=a/b×
c/d=KP/12
应用此公式，适当地选择挂轮a、b、c、d的齿数，就可以车削出所需导程的螺纹。
2.2.2纵向、横向进给
车削外圆柱或内圆柱表面时，可以使用机动的纵向进给。
车削端面时，可以使用机动的横向进给。
（1）传动路线为了避免丝杠磨损过快以及便于工人操纵，机动进给运动是有光杠经溜板箱传动的。
这时将进给箱中的离合器M5脱开，齿轮Z28与轴ⅩⅥ上的齿轮Z56啮合。
运动由进给箱传至光杠ⅩⅠⅩ，再由光杠经溜板箱中的传动机构，分别传至齿轮齿条机构和横向进给丝杠ⅩⅩⅦ，使刀架作纵向或横向机动进给。
为了避免同时接通两种运动而发生事故，纵向机动进给、横向机动进给及车削螺纹三种运动只允许接通其中一种，这是由操纵机构及互锁机构来保证的。
溜板箱中的双向牙嵌式离合器M8及M9用于变换进给运动的方向。
（2）纵向机动进给量机床的64种纵向机动进给量是由4种类型的传动路线来传动的。
当机动运动经正常螺距的米制螺纹的传动路线传动时，可得进给范围为0.08～1.22mm/r的32种进给量，其运动平衡式为：
F纵=1（主轴）×
28/56×
36/32×
32/56×
4/29×
40/48×
28/80×
π×
2.5×
12
化简后可得：
F纵=0.71U基U倍
纵向进给运动的其余32种进给量可分别通过英制螺纹传动路线和扩大螺距机构获得。
横向机动进给横向机动进给在其与纵向进给路线一致时，所得横向进给量是纵向进给量的一半。
横向进给量的种数有64种。
3.CA6140型卧式车床车削螺纹时螺距不均匀及乱纹现象的原因及解决方法
螺纹按其用途可分为连接螺纹和传动螺纹。
1连接螺纹：
主要起连接和调整的作用
（1）普通螺纹：
牙型为60度，又分为粗牙螺纹和细牙螺纹两种，代号为M
；
（2）管螺纹：
牙型角为55度，常用于水、气、油管等防泄漏要求场合。
2
传动螺纹：
主要用于传递运动和动力
（1）梯形螺纹：
牙型角为30度，牙型为等腰梯形，代号为Tr，它是传动螺纹的主要形式，如：
机床丝杠等；
（2）
矩形螺纹：
主要用于力传递，其特点是传动效率较其他螺纹较高，但强度较大，因此应用受到一定限制；
（3）锯齿形螺纹：
其牙型锯齿形，代号为B。
他只用于承受单向动力，由于它的传动效率及强度比梯形螺纹高，常用于螺旋压力机及水压机等单向受力机构；
（4）模数螺纹：
即蜗轮蜗杆螺纹，其牙型为40度，它具有传动比大，结构紧凑，传动平稳，自锁性能好等特点，主要用于减速装置。
CA6140型卧式车床车削螺纹时螺距不均匀及乱纹的原因分析如下：
1机床的丝杠磨损、弯曲。
2开合螺母磨损，因与丝杠不同轴而造成啮合不良或间隙过大，并且因为其燕尾导轨磨损而造成开合螺母闭合时不稳定。
3由主轴而来的传动链（特别是交换齿轮机构）间隙或偏摆过大。
4丝杠的轴向游隙（包括轴向窜动）过大。
5米制、英制手柄挂错或拨叉位置不对或交换齿轮架上的交换齿轮挂错。
6床鞍运动的不稳定，如爬行、床鞍手柄的旋转轻重不一，这是由于溜板箱内的齿轮缺损或啮合不良。
7主轴有轴向窜动。
8导轨磨损
故障现象的排除与检修：
1如果丝杠的磨损不严重，仅仅是弯曲，常用压力法及敲打法来校直，车床允差不大于0.15mm。
如果因经常车制校短的螺纹工件而近主轴箱一端的丝杠磨损较严重，就要采用修丝杠、配开合螺母的方法。
2如果开合螺母与丝杠的啮合间隙过大，可通过拧动丝杠螺栓来调节。
如果调节不能解决问题，就要对开合螺母的燕尾导轨进行修理。
a．首先修刮燕尾导轨，要使燕尾导轨面与溜板箱结合面的垂直度不大于（0．08—0．10）mm／200mm。
b．检查丝杠、光杠孔中心线等高情况，当误差量过大时，可在开合螺母体的燕尾导轨面上粘一层塑料板或铜板，或用开合螺母的内螺孔中心线的偏移来进行补偿。
c．测量丝杠、光杠孔中心距离及对结合面的平行度。
超差时，可以修正手柄轴上的螺旋槽，也可以由开合螺母内螺纹中心的偏移来补偿，或调整开合螺母体。
d．在修复溜板箱燕尾导轨的同时，修复开合螺母和开合螺母体。
3检查各传动件的啮合间隙，凡属可以调整的（如交换齿轮等）均予调整，车床使之啮合良好，传动正常。
4CA6140型卧式车床如果游隙过大，可由进给箱的丝杠连接轴上的螺母进行调整，如果调整后仍达不到要求，就应考虑修复丝杠连接轴支承体表面；
如果角接触球轴承超差，可更换新的，或采用解体选配法进行修配，把尺寸相近的滚珠放在相隔120’的位置上使轴承的精度得以改善。
5检查手柄、拨叉的位置和交换齿轮的齿数是否正确，如果有差错应予更正。
6修正导轨。
3.1零部件的功用
主轴的功用
1、保证支承刚性；
2、保证回转精度（径向跳动精度、及轴向窜动精度）；
3、连接作用（卡盘、花盘）；
4、内锥及端面的耐磨性（硬度要求）；
5、对主轴组件的静平衡、及动平衡；
6、连接刀具对内孔有要求。
7、输出动力、传递扭矩。
丝杠的功用
将进给箱的运动传给溜板箱，丝杆用于车削螺纹。
导轨的功用
机床导轨的功用是起导向及支承作用，即保证运动部件在外力的作用下（运动部件本身的重量、工件重量、切削力及牵引力等）能准确地沿着一定方向的运动。
3.2零部件的检测
3.2.1检测仪器
1内六角扳手
2扳手
扳手是一种常用的安装与拆卸工具。
利用杠杆原理拧转螺栓、螺钉、螺母和其他螺纹紧持螺栓或螺母的开口或套孔固件的手工工具。
扳手通常在柄部的一端或两端制有夹柄部施加外力柄部施加外力，就能拧转螺栓或螺母持螺栓或螺母的开口或套孔。
使用时沿螺纹旋转方向在柄部施加外力，就能拧转螺栓或螺母。
3千分尺即螺旋测微器。
螺旋测微器又称千分尺（micrometer）、螺旋测微仪、分厘卡，是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，用它测长度可以准确到0.01mm，测量范围为几个厘米。
它的一部分加工成螺距为0.5mm的螺纹，当它在固定套管B的螺套中转动时，将前进或后退，活动套管C和螺杆连成一体，其周边等分成50个分格。
螺杆转动的整圈数由固定套管上间隔0.5mm的刻线去测量，不足一圈的部分由活动套管周边的刻线去测量，最终测量结果需要估读一位小数。
4螺丝刀
螺丝刀是一种用来拧转螺丝钉以迫使其就位的工具，通常有一个薄楔形头，可插入螺丝钉头的槽缝或凹口内。
5水平仪
水平仪是一种测量小角度的常用量具。
在机械行业和仪表制造中，用于测量相对于水平位置的倾斜角、机床类设备导轨的平面度和直线度、设备安装的水平位置和垂直位置等。
6百分表
百分表的工作原理,是将被测尺寸引起的测杆微小直线移动,经过齿轮传动放大,变为指计在刻度盘上的转动,从而读出被测尺寸的大小。
图3
7万能角度尺
万能角度尺又被称为角度规、游标角度尺和万能量角器，它是利用游标读数原理来直接测量工件角或进行划线的一种角度量具，如图3示。
7游标卡尺
游标卡尺，是一种测量长度、内外径、深度的量具。
游标卡尺由主尺和附在主尺上能
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