第四章_CA6140卧式车床的结构分析

离合器的接合与脱开由手柄18来操纵
制动器 结构
制动器 操纵
当离合器脱开时，齿条22处于中间位置，这时，齿条轴22上的凸起正处于与 杠杆14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 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 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。
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，快速移动或车螺纹。
主轴箱 挂 轮 机 构 刀架
尾座
进给箱
丝杠 床身
溜板箱
光杠
床腿
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。
这些部件都安装在床身上，以保持部件间相互位置精度
主轴箱 挂 轮 机 构 刀架
b)主轴转速级数和转速 经低速传动路线时，主轴获得的实际转速是2×3×（2×2-1）=18级转 速，加上由高速传动路线获得的6级转速，主轴共可获得24级正转转速。 主轴反转时，有3×[1+（2×2-1）]=12级转速。
注:ⅰ) 在轴Ⅰ上装有双向多片摩擦离合器M1，使主轴正 转、反转或停止。 M1左部压紧时，正转； M1右部压紧时反转；中位停车； ⅱ)齿轮与轴的连接方式：固定、滑移、空套； ⅲ)主轴上的滑移齿轮50移至右端，使其与主轴上的齿 式离合器M2啮合。主轴获得10r/min～500r/min的低转速； ⅳ)齿式离合器M2啮合脱开，运动由轴Ⅲ直接传给主轴， 得到6级高转速，450r/min～1400r/min。
尾座
进给箱
丝杠 床身
溜板箱
光杠
床腿
CA6140机床布局及主要技术性能 机床的主要技术性能：
床身上最大工件回转直径----------------------------------400mm 最大工件长度--------------------------750；1000；1500；2000mm 刀架上最大工件回转直径----------------------------------210mm 主轴转速：正转 24级---------------------------10～1400r/min 反转 12级---------------------------14～1580r/min 进给量： 纵向 64级---------------------------0.028～6.33mm/r 横向 64级---------------------------0.014～3.16mm/r 车削螺纹范围：米制螺纹 44种--------------------P=1～192mm 英制螺纹 20种--------------------α=2～24牙/in 模数螺纹 39种--------------------m=0.25～48mm 径节螺纹 37种--------------------DP=1～96牙/in 主电动机功率：-----------------------------------7.5kW
第一节CA6140型卧式车床简介
CA6140机床布局 卧式车床主要加工轴类和直径不太大的盘、套 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。
主轴箱 挂 轮 机 构 刀架
尾座
进给箱
丝杠 床身
溜板箱
光杠
ຫໍສະໝຸດ Baidu床腿
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
39 56 41 38 M1左 30 130 51 电机（ 7.5kw,1450 r/min) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 230 43 50 50 34 22 M1右 Ⅶ 58 34 30 20 20 80 Ⅳ 80 Ⅴ 26 M2( 合 ) 50 50 58 Ⅵ（主轴） 51 50 63 50
c)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 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。
d) 安全离合器 正常工作 过载保护
分析机床机械结构的步骤： i.运动分析，即机床传动系统图的分析。
ii.结构分析，即机床各部件装配图的分析。
首先对CA6140车床进行运动分析。
第二节 CA6140型卧式车床的 传动系统图分析 车床必须具备下列运动：工件的旋转运动 ─ 主运动； 刀具的直线移动 ─ 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： a) 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； 实现横向进给运动的横向进给传动链。
39 56 41 38 M1左 30 130 51 电机（ 7.5kw,1450 r/min) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 230 50 43 50 34 22 M1右 Ⅶ 58 34 30 20 20 80 Ⅳ 80 Ⅴ 26 M2( 合 ) 50 50 58 Ⅵ（主轴） 51 50 63 50
机械结构设计
机械工程学院机械设计及自动化系 宋梅利
第一章 机械结构设计导论 第二章 结构设计中常用的典型结构 第三章 典型工程结构实例 第四章 CA6140型卧式车床的结构分析 第五章 机床主运动部件设计 第六章 主轴组件设计 第七章 支承件设计 第八章 导轨设计
第四章 CA6140型卧式车床的结构分析
要表示清楚主轴箱部件的结构，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， 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，必须用向视图及剖面图来加以补充说明。
a)卸荷带轮
b）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 转、停车外，还能起过载保险装置的作用 。
c)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 。 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 置；
d)变速操纵机构 集中操纵机构，分别操纵Ⅱ轴上的双联滑移齿轮和Ⅲ 轴上的三联滑移齿轮
②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 动机传给溜板和刀架， 使刀架实现，纵、横向和正、 反向机动走刀或快速移动。
2、车床运动：车床的主运动是由工件的旋转运动实现 的；进给运动则由刀具的直线移动完成的。
3、车床分类：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 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。
这里仅介绍CA6140型卧式车床， 目的如下： ①通过对CA6140的学习，掌握认识机床等设备的一 般方法和步骤。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 通。 ②CA6140是一台结构设计颇具经典性、代表性的机械 设备。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， 可在今后的结构设计中灵活运用，发展创新。
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。 反之，开合螺母分开，实现纵向、横向机动进给或快 速移动。
b)纵向、横向机动进给及快速移 动的操纵机构
纵、横向机动进给 操纵机构 1、6—手柄 2、21—销轴 3—手柄座 4、9—球头销 5、7、23—轴 8—弹簧销 10、15—拨叉轴 11、20—杠杆 12—连杆 13、22—凸轮 14、18、19—圆销 16、17—拨叉
本章简单介绍了CA6140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 ★重点内容： CA6140型卧式车床的传动系统图 和主要部件的结构 ▲难点内容：传动系统图。
1、车床应用：主要用于加工各种回转表面 （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 床可以加工螺纹面。
传动系统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 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。
①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:
②进给运动传动链见教材p74-78
第三节 CA6140型卧式车床主要部件的结构分析 车床主要部件视频 ①主轴箱 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 动从主轴传向进给系统（展开图）。
所谓展开图，是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 要表示： ①各传动件(轴、齿轮、带传动和离合器等)的传动关系； ②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。
内摩擦片3装在轴I的花键上，与轴I一起旋转
外摩擦片2外圆上4个凸起装在齿轮1的缺口槽中，外 片空套在轴I上 . 当杆7通过销5向 左推动压块8时， 使内片3与外片2 互相压紧，于是 轴I的运动便通 过内、外片之间 的摩擦力传给齿 轮1，使主轴正 向转动
图中表示的是左离合器 当压块8向右压时，右离合器工作使主轴反转 当压块8处于中间位置时，左、右离合器都处于脱开状态 主轴停止