设计论文-BL系列台式车床进给结构

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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，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

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Abstract

This article introduces the design process of feeding structure of BL bench-type lathe, mainly for the design of mechanical components. Because BL bench-type lathe is 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 five parts design. The first part, the general scheme design. The second part, feed box design. The third part, screw, light poles design. The fourth part, slip board box design. The fifth part, the selection of cutter.

Feed box is one of the main parts of bench-type lathe, its role is to realize the federate and various thread pitch transformation. Screw and light poles are to connect feed box and slip board box, and pass on the movement and power of feed box 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, equipped 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

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longitudinal linear motion, in order to cut screw thread. Its function is clamping tool, make cutter for vertical, horizontal or inclined feed movement.

Key words: BL bench-type lathe Feed box Screw and light

poles Slip board box Feed structure

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目 录

............................................................... 1 财务总监制度及财务总监界定 .............. 错误！未定义书签。

1.1 财务总监制度的定义 ................ 错误！未定义书签。 1.2 财务总监制度的性质 .................. 错误！未定义书签。

1.2.1 对经营者的监督 .......... 1.2.2 实质上代表所有者利益 ........... 2 财务总监制度**** ...................... 2.1 财务总监制度**** .................... 致 谢 ...................................... 参考文献 .................................... 附录： ...................................... 外文资料与中文翻译 ......................

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1 绪 论

机床是使用切削方法将金属毛坯加工成机器零件的机器。它是制造机器的机器,称为“工作母机”习惯上称为机床。机床的母机属性决定了它在国民经济中的重要地位,机床的技术水平直接影响机械制造工业产品质量和劳动生产率,标志着一个国家的工业生产能力和科学技术水平

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。在当前的制造业中，生产效率低、成本高是一种普遍现象。在机械

设备的设计及制造中，因为不同的用户对设备有不同的要求，使得设备有多种型号即使同种型号也有不同规格。

车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。铣床和钻床等旋转加工的机械都是从车床引伸出来的。在我国香港等地也有人叫旋床。 古代的车床是靠手拉或脚踏，通过绳索使工件旋转，并手持刀具而进行切削的。

脚踏车床

1797年，英国机械发明家莫兹利创制了用丝杠传动刀架的现代车床，并于1800年采用交换齿轮，可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年，另一位英国 人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。

为了提高机械化自动化程度，1845年，美国的菲奇发明转塔车床。

1848年，美国又出现回轮车床

1873年，美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床，不久他又制成三轴自动车床

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20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。 第一次世界大战后，由于军火、汽车和其他机械工业的需要，各种高效自动车床和专门化车床迅速发展。为了提高小批量工件的生产率，40年代末，带液压仿形装置的车床得到推广，与此同时，多刀车床也得到发展。50年代中，发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。数控技术于60年代开始用于车床，70年代后得到迅速发展。

普通车床 主要组成部件有：主轴箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠、床身、床脚和冷却装置。 主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。 进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。 丝杠与光杠：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。 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。刀架：有两层滑板(中、小滑板)、床鞍与刀架体共同组成。用于安装车刀并带动车刀作纵向、横向或斜向运动。尾架：安装在床身导轨上，并沿此导轨纵向移动，以调整其工作位置。尾架主要用来安装后顶尖，以支撑较长工件，也可安装钻头、铰刀等进行孔加工。床身：是车床京都要求很高的带有导轨(山形导轨和平导轨)的一个大型基础部件。用于支撑和连接车床的各个部件，并保证各部件在工作时有准确的相对位置。冷却装置：冷却装置主要通过冷却水泵将水箱中的切削液加压后喷射到切削区域，降低切削温度，冲走切屑，润滑加工表面，以提高刀具使用寿命和工件的表面加工质量。

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数控车床的概念 机床是人类进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志。 普通机床经历了近两百年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化，精密机械与测量等技术的发展与综合应用，生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。数控机床一经使用就显示出了它独特的优越性和强大生命力，使原来不能解决的许多问题，找到了科学解决的途径。 数控机床是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，在我国制造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合实力的体现。 数控车床是数字程序控制车床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床。要学好数控车床理论和操作，就必须勤学苦练，从平面几何，三角函数，机械制图，普通车床的工艺和操作等方面打好基础。 因此，必须首先具有普通车工工艺学知识然后才能从掌握人工控制转移到数字控制方面来，另一方面，若没有学好有关数学、电工学、公差与化合及机械制造等深内容，要学好数控原理和程序编制等，也会感到十分困难。熟悉零件工艺要求，正确处理工艺问题。由于数控机床加工的特殊性，要求数控机床加工工人既是操作者，又是程序员，同时具备初级技术人员的某些素质，因此，操作者必须熟悉被加工零件的各项工艺（技术）要求，如加工路线，刀具及其几何参数，切削用量，尺寸及形状位置公差。只有熟悉了各项工艺要求，并对出现的问题正确进行处理后，才能减少工作盲目性，保证整个加工工作圆满完成。

1.1、我国机床行业的研究现状

改革开放以来，我国机床行业取得了突飞猛进的发展，但是跟国外同

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行业相比，我过机床事业还是有很大的不足，国产机床的发展仍然难以支撑国民经济和国防军工的需要。与世界先进水平相比差距仍然十分明显。具体表现在以下几个方面。

(1) 产量总体规模已居世界前列。2005年金切机床产量45万台，为“十五”初的2.4倍；锻压机床产量63万吨，是“十五”初的2.4倍。2005年机床工具全行业工业总产值1260亿元，是“十五”初期的2.5倍，平均年增长约26%，其中金属加工机床产值达到了51亿美元，总体经济规模已超过意大利，跃居世界第三位。其中，数控机床产值从“九五”末的4.9亿美元增加到“十五”末的21.8亿美元，年平均增长34.8%。数控金切机床的产量从“九五”末的1.4万台增加到“十五”末的6.0

万台，年均增长达到33.5%。数控机床产量占全部机床

的比重同时由7.3%增长到2005年的13.3%。

(2) 产品技术水平明显提高在常规数控机床领域，如数控车床、立式加工中心、数控铣床、数控镗床、数控齿轮机床、数控磨床、电加工机床、数控重型机床和数控成形机床等一大批产品，我国已经拥有自主知识产权，具有较强的市场竞争力，基本满足国内需求。在高档数控机床研发方面取得了新的突破，代表产品有五轴联动横梁移动式高速龙门铣床、五轴联动龙门加工中心、五轴联动车铣中心、五轴联动立式叶片加工中心。

(3) 产业组织结构初步优化随着近年来机床行业的快速发展，其产业组织结构也得到了明显优化。2005年，数控机床年产量达到1000台的企业已有11家。数控机床年产量前10名企业的产量集中度达到45.9%。沈阳机床集团公司年产数控金切机床达到10008台，占全国总产量16.8%，大连机床集团公司年产数控金切机床4734台，占全国总产量的7.9%，双双进入世界数控金切机床生产大企业行列。截至2006年6月，共有大连机床、沈阳机床、秦川机床、上海电气机床集团、哈尔滨量具刃具集团公司、北京第一机床厂、杭州机床集团公司等7家国内企业，并购了10家国外知名的机床工具企业，在国际化经营中迈出了可喜的一

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步，提高了中国机床工业在国际上的知名度，为行业引进技术、发展成套和扩大出口创造了条件。

目前，我国是机床生产大国，但不是机床制造强国，国产机床的发展仍然难以支撑国民经济和国防军工的需要。与世界先进水平相比差距仍然十分明显。一是国产高档数控机床在品种、水平和数量上远远满足不了国内发展需求。尽管近几年国产机床市场销售量不断提高，至2005年进口机床在国内市场占有率仍高达60%，其中汽车、航空、航天、兵器、造船、通用机械等行业是主要进口大户。2002～2005年，我国已经连续四年成为世界最大的机床进口国，以2004年进口为例，从日本、台湾、德国进口分别占国内市场19.7%、12.1%和8.6%。二是国产功能部件和数控系统发展滞后，成为数控机床产业发展的瓶颈，尤其是为高档数控机床配套的关键功能部件和数控系统。三是机床制造企业技术装备水平不高，行业制造能力、综合管理和服务能力等方面不能满足市场快节奏的要求。

1.2 我国机床行业的发展前景

21世纪,我国机床制造业既面临着提升机械制造业水平的需求而引发的制造装备发展的良机,也遭遇到加入WTO后激烈的市场竞争的压力。从技术层面上来讲,加速推进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。

数控机床及由数控机床组成的制造系统是改造传统产业、构建数字化企业的重要基础装备，它的发展一直备受人们关注。数控机床以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。另一方面，通过持续的研究，信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提升。

目前，世界先进制造技术不断兴起，超高速切削、超精密加工等技术的应用，柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟，对

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数控加工技术提出了更高的要求。当今数控机床正在朝着以下几个方向发展。

(1) 高速度、高精度化

速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品质量。目前，数控系统采用位数、频率更高的处理器，以提高系统的基本运算速度。同时，采用超大规模的集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处理能力，即提高插补运算的速度和精度。并采用直线电动机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式，其高速度和动态响应特性相当优越。采用前馈控制技术，使追踪滞后误差大大减小，从而改善拐角切削的加工精度。

为适应超高速加工的要求，数控机床采用主轴电动机与机床主轴合二为一的结构形式，实现了变频电动机与机床主轴一体化，主轴电机的轴承采用磁浮轴承、液体动静压轴承或陶瓷滚动轴承等形式。目前，陶瓷刀具和金刚石涂层刀具已开始得到应用。

(2) 多功能化

动换刀机构(刀库容量可达100把以上)的各类加工中心，能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工，现代数控机床还采用了多主轴、多面体切削，即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。数控系统由于采用了多CPU结构和分级中断控制方式，即可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制，实现所谓的“前台加工，后台编辑”。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求，数控系统具有远距离串行接口，甚至可以联网，实现数控机床之间的数据通信，也可以直接对多台数控机床进行控制。

(3) 智能化

控机床将引进自适应控制技术，根据切削条件的变化，自动调节工作参数，使加工过程中能保持最佳工作状态，从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。具有自诊断、自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对CNC系统本

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身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时，立即采用停机等措施，并进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机，而接通备用模块，以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求，其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。

(4) 数控编程自动化

算机应用技术的发展，目前CAD／CAM图形交互式自动编程已得到较多的应用，是数控技术发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样，再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理，从而自动生成NC零件加工程序，以实现CAD与CAM的集成。随着CIMS技术的发展，当前又出现了CAD／CAPP／CAM集成的全自动编程方式，它与CAD／CAM系统编程的最大区别是其编程所需的加工工艺参数不必由人工参与，直接从系统内的CAPP数据库获得。

(5) 可靠性最大化

床的可靠性一直是用户最关心的主要指标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片，利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路，以减少元器件的数量，来提高可靠性。通过硬件功能软件化，以适应各种控制功能的要求，同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化和通用化及系列化，使得既提高硬件生产批量，又便于组织生产和质量把关。还通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序，实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。利用报警提示，及时排除故障；利用容错技术，对重要部件采用“冗余”设计，以实现故障自恢复；利用各种测试、监控技术，当生产超程、刀损、干扰、断电等各种意外时，自动进行相应的保护。

(6) 控制系统小型化

数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。目前主要采用超大规模集成

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元件、多层印刷电路板，采用三维安装方法，使电子元器件得以高密度安装，较大规模缩小系统的占有空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管，将使数控操作系统进一步小型化。这样可以方便地将它安装在机床设备上，更便于对数控机床的操作使用。

1.3 BL系列台式车床

BL 系列台式车床是一种小型车床，在制造业中主要用于中小型零件的加工，不同的用户对其有不同的要求，从而使得BL系列台车有多种形式，因此该台式车床有着个性化的设计特点。针对这种情况，我们对台式车床的不同规格、不同用户的设计要求进行总结，以获得其产品配置知识，并利用CAD计算机辅助设计软件，对台车的各个组成部件进行参数化设计。

本设计主要是对进给结构进行相关设计，说明书分为五大部分。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。

在第一部分BL台式车床总体的设计方案中，首先说明了机床设计的基本要求，即保证有较高的加工精度和被加工表面较小的表面粗糙度，尽可能提高其生产力和自动化程度以及较高的可靠性和较长的寿命。在满足上述要求的前提下，根据BL台车的主要参数，提出了台车组件的设计要求。同时规定了该台车的总体布局，即将主轴箱固定在床身的左端，进给箱固定在床身的左侧前端，溜板箱与刀架的最下层——纵向溜板相连，尾座安装在床身右端的尾座导轨上，床身固定在左右床腿上。

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。一般机床的进给箱主要分为三跨：左边一跨内螺纹种类的移换机构；中间一跨内为基本组；右边一跨内为扩大组。由于本设计的台车尺寸较小，其进给箱虽然也分为三跨，但我们将左跨内螺

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纹种类的移换机构放在主轴箱中，在其内布置了变速机构。在BL台车进给箱的设计过程中，首先介绍了进给箱的组成和应满足的要求。接着进行了BL台车进给箱设计方案的选择。由于该台式车床是一种小型化的车床，因此选择了两轴滑移式结构。在变速机构中选择三联滑移齿轮来进行啮合传动。对进给箱内的传动轴提出了强度和刚度方面的具体要求。在丝杠和光杠的运动转换机构中选择了啮合式离合器来实现这种运动转换。另外对操纵机构的设计也提出了相关的要求。

其次，我们对涉及到的齿轮、轴以及轴承等零件进行了设计和校核。 接着，我们对箱体内各元件进行了布置。箱体内轴线的布置，即与相同的形状有关，也与操纵机构的设计有关。齿轮在轴上的布置和排列方面，我们将固定齿轮安装在一根轴上。并且满足在一个变速传动组内，当变换转速时，使一个处于啮合的齿轮完全脱开后，另一个齿轮才进入啮合。传动轴安装时，选用单列向心球轴承安装在转动轴两端，且每根传动轴的轴承成对使用。我们将传动轴通过轴承在箱体内的轴向固定选为两端固定的方式。在确定齿轮的宽度时将大小齿轮的宽度设计为相同。

丝杠、光杆、溜板箱、刀架是进给结构的重要组成部分。主要计算确定丝杠光杠的型号，刚度和强度是否满足要求以及溜板箱内部齿轮的确定和其之间的配合。最后正确的选用刀架。

2. BL 台式车床的总体方案设计

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2.1 BL 台车的主要参数

型号 主要参数 加 工 能 力 床身上最大回304mm 转直径 横滑板上最大170mm 回转直径 中心距 主 轴 主轴转速范围（9）级 进 给 公制/英制螺纹0.25-9mm(20kinds)/4-72Inch(33kind范围 主轴孔径 主轴内孔锥度 BL-1220 BL-1230 BL-1340 304mm 170mm 750mm 330mm 204mm 1000mm 500mm 40mm Morse NO.5 60-2000(9steps) s) 模数制/径节制0.25-3.5mm(12kinds)/8-144D.P(kind螺纹范围 尾 架 s) 尾架套筒直径 10mm 尾架套筒行程 主电机 115mm 1.1/1.5kw 10

表 1 2.2 机床设计的基本要求

（1）保证有较高的加工精度和被加工表面较小的表面粗糙度； （2）尽可能的提高生产力和自动化程度; （3）机床应有较高的可靠性和较长的寿命。

2.3 机床组建的设计要求

（1）主轴部件是机床的重要部件之一，其通常有主轴，主轴轴承和安装在主轴上的传动件等组成。在机床工作时，有主轴带动工件或刀具直接参加表面成形运动，因此对主轴有以下较高要求：应有较高的旋转精度和刚度，刚度不足，将使主轴在切削力和传动力的作用下，产生较大的弹性变形，并且还容易引起振动这样不仅会降低加工精度和表面光洁度，也还好使齿轮等传动件和轴承等因不能均匀受力而恶化工作条件。主轴还必须有较高的抗振性和足够的耐磨性，以便能长期的保持精度。BL系列台式车床的主轴箱有主传动系统和进给换向机构两部分组成，主传动系统采用了分支传动链，高速时传动链很短；同时由主轴部件进行了精度的平衡，机床噪音低，热变形小。

（2）进给箱满足体积小，重量轻、结构简单、使用方便、效率高及质量好的要求。在使用要求方面，首先应满足机床的运动特性的要求和具有较高的传动效率，还应便于操纵，确保安全，便于观察、调整和维修。进给箱内的传动件应能传递一定的功率和扭矩，具有较高的刚度、强度、耐磨和抗振性等方面的性能，并应运转平稳和噪音小。

（3）床身应具有足够的刚度，在许用最大载荷作用下，其变形量不得超过许用值，以保证机床的加工精度。另外，床身还应有良好的抗振性和较小的热变形，以保证工件的加工表面质量和加工精度。在BL台式车

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床中我们选用了卧式车身。由于床身允许的最大回转直径只有330mm，故我们将其固定在床腿上。

（4）导轨是连接主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座、床脚和防护板等部件的载体，它的功用是导向和承载，即引导运动部件沿一定轨迹准确的运动，并承受运动部件及其上安装的重量和切削力。导轨是机床的关键部件之一，其性能的好坏，将直接影响机床的加工精度、承载能力和使用寿命。因此，它满足以下的基本要求：要有足够高的导向精度，这是保证机床加工精度的前提，因而它是对导轨的最基本要求。同时他还有较高的耐磨性、足够的刚度和低速运动的平稳性。此外，导轨还要结构简单，工艺性好，便于间隙调整，具有良好的润滑和防护等。在本设计中我们用的是导轨的组合形式，为双三角形导轨组合。该种组合形式导向精度高，磨损后能自动补偿间隙，精度保持性较好；但加工、检修困难，要求四个表面都接触良好，且其工艺性差。

（5） 对于刀架的选择，要根据车床的具体用途、加工的零件种类以及用户的要求等方面进行考虑。BL系列台式车床是一种小型的车床，它只要达到普通车床的用途即可，即：能车削内外圆柱面，内内外圆锥面、环槽及成形回转表面；车削端面及加工各种常用的公制、英制、模数制和径节制螺纹；能够进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花等操作。鉴于此，在设计BL系列台式车床的刀架和拖板时选择普通的方刀架，大、中、小拖板均可。这种刀架可以同时装夹四把车刀或四组刀具，方刀架体可以转到四个位置（间隔90度），从而使四把刀轮流进行车削。

2.4 BL台车的总体布局

（1）主轴箱固定在床身的左端，工件通过卡盘等夹具装夹在主轴前端。主轴箱的功用是支承主轴并把动力经变速传动机构传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现运动。

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（2）进给箱固定在床身的左侧前端。进给箱内装有进给运动的变换机构，用于改变机动进给的进给量或所加工螺纹的导程。

（3）溜板箱与刀架的最下层——纵向溜板箱相连，与刀架一起作纵向运动，功用是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向和横向进给或快速移动或车螺纹。溜板箱上装有各种操纵手柄和按钮。 （4）刀架可沿床身上的刀架导轨作纵向移动，刀架部件有几层组成，它的功用是装夹车刀，实现纵向、横向、斜向运动。

(5)尾座安装在床身右端的尾座导轨上，可沿导轨纵向调整其位置。它的功用是用后顶尖支承长工件，也可以安装钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔加工。

（6）床身固定在左右床腿上。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置或运动轨迹。 其整体结构去下图所示。

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3 BL台车进给箱的设计

3.1 进给箱的组成和要求

一般来说，机床的进给箱有以下几部分组成：变换螺纹导程和进给

量的变换机构，变换螺纹种类的移换机构、丝杠和光杠转换机构、以及操纵机构等。进给箱的功用是变换被加工螺纹的种类和导程，以及获得所需的各种机动进给量。加工不同种类的螺纹由调整进给箱中的移换机构和挂轮架上的挂轮来实现。BL系列台式车床进给箱的组成部分与普通机床相似，也有以上几部分组成。

进给箱首先应满足运动方面的要求，如变速范围、变速级数、转速或进给量数列等。此外，还要具有较高的传动效率，保证传动件具有足够的强度或刚度，降低噪声，提供抗振性和耐磨性，操纵方面，并具有良好的工艺性，便于检修，成本较低，防尘、防漏等。

BL台式车床进给箱又叫走刀箱，它固定在床身左前面，内装有进给变速机构，用来变换进给量和各种螺纹的导程，进给运动链使刀架实现纵向或横向的进给运动及变速换向。如图1-1所示：

进给链从主轴起经换向机构、挂轮、进给箱，再经光杠或丝杠，溜板箱最后至纵溜板或横溜板。

电动机 主换向机构 主轴

刀 架 车 纵 挂轮 进给换向机构 丝杠 螺母 15

进给箱变速机构 转换机构 光杠 转换机构 图1-1 BL台式车床传动原理图

BL台式车床的特有功能是车削一定范围内的各种螺纹，要求进给传动链的变速机构能严格准确地按照标准螺距数列来变化。所以普通车床进给传动链的变速机构（包括挂轮和进给箱的变速机构）主要是依据各种螺纹的标准螺距数列的有要求，同时兼顾到以便车削的进给量范围来设计的。

传动链中的螺纹进给传动链是主轴一转，刀架移动T毫米（导程T=kt,其中k为实数，t为螺距）。

1?ic×ia×iu×t1=T-------------------------------------------------(1.2-1)

其中ic,ia,iu分别为传动链中固定传动比，挂轮传动比。进给箱传动m机构传动比，t1为纵向丝杠的螺距。

3.1.1 进给箱切螺纹机构设计方法

BL台式车床具有切削公制螺纹、英制螺纹、模数螺纹和径节螺纹的功能，机床的纵向丝杠螺纹用公制，螺距t1=12mm代入式(1.2-1)得主轴每转一下，刀架移动量为T毫米，这即为车削螺纹的导程值。对于单头螺纹是螺距值，因此当螺纹的基本参数不是用螺距表示时必须将其加以

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换算，然后代入式（1.2-1）。具体方法如下：

公制螺纹：其基本参数为螺距t(mm),因而T=tmm；

英制螺纹：基本参数l为每一英寸长度内包含的牙数a即a（牙/英寸）因而，英制螺纹的螺距为Ta=24.5/a毫米；

模数螺纹：公制螺杆上的螺纹称模数螺纹，它的基本参数是以螺杆相啮合的蜗轮模数m（mm）来表示，因而，模数螺纹的螺距Tm应等于蜗杆的周节长度，即Tm=πm；

径节螺纹：英制蜗杆上的螺纹称为径节螺纹，它的基本参数是以与螺杆相啮合的蜗轮参数径节DP来表示，径节的DP=Z/D（牙/英寸）其中Z和D分别为蜗轮的齿数和分度圆直径（英寸），即蜗轮或齿轮折算到每英寸分度圆直径上的齿数。因而径节螺纹的导程为：TDP=π/DP（in）≈25.4π/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： 1×ic×ia×iu×t1=T=t(mm)--------------------------------------（1.3-1）

1×ic×ia×iu×t1=Ta=25.4/a(mm)------------------------------（1.3-2）

1×ic×ia×iu×t1=

m(mm)-------------------------------------（1.3-3）

1×ic×ia×iu×t1=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、1.5、1.75、2、2.5、

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ππ

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

—— 1.75 3.5 7 1 2 4 8 —— 2.25 4.5 9 1.25 2.5 5 10 —— —— 5.5 11 1.5 3 6 12 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”。根据进给传动降速机构在后的原则，取ib=1、1/2、1/4、1/8。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 螺纹种类 公制螺纹 英制螺纹 模数螺纹 径节螺纹 参数 螺距 每英寸牙数 模数 径节 代号 P a m DP 螺纹公称参数 单位 Mm 牙/英寸 mm 英寸 螺距S（mm） T=kP Ta=kPa=25.4R/a Tm=kPm=km TDP=kPDP=25.4kπ/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：

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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π。

上述倒数关系和特殊因子25.4及π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 1/32 1/16 1/8 1/4 1/2 1 —— —— —— 1.75 3.5 7 公制及模数螺纹（T及m） 0.25 0.5 1 2 4 8 —— —— —— [2.25] 4.5 9 —— —— 1.25 2.5 5 10 —— 0.75 1.5 3 6 12 —— —— —— [2.75] 5.5 [11] 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 8 4 2 1 (56) 28 14 7 (64) 32 16 8 英制及径节螺纹 (72) —— (80) (88) (96) —— 36 18 9 —— 19 —— 19

40 20 10 44 22 11 48 24 12 —— —— ——

1/2 1/4 —— —— 4 2 4.5 —— 5 —— 6 3 —— 3.5 —— —— 2.5 —— 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π，以便在运动中与螺距Tm=πm的因子π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=25.4/a(mm)后，a在分母上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1/ij，那么就可以利用具有等差数列的传动比ij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：

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表1.3-5 扩充螺纹参数的排列规律 倍比关系 2n-5 2n-4 2 2n-2 2n-1 2n

四、径节螺纹

径节螺纹的螺距TDP=25.4π/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π，可以和模数螺纹一样用挂轮来解决。

3.1.2 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、1/2、1/4、1/8；

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、

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n-3公制及模数螺纹 __ __ 1.75 3.5 7 __ 0.5 1 2 4 8 __ __ __ [2.25] 4.5 9 __ __ __ __ __ __ {19} __ 1.25 2.5 5 10 __ __ __ [2.75] 5.5 11 __ __ 1.5 3 6 12 __ __ __ {[3.25]} __ __ __

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为基准数列则：

ubj=Sj/G=Sjmin,Sj2,Sj3,??Sjmax/G。

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=6.5/7、7/7、8/7、9/7、10/7、11/7、12/7，由此拟定传动系统草图如（图1-2）附后。

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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（2×2×2）级转速，使用4只时，有16﹙2×2×2×2﹚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

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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。

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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=345r/min，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：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=iZ1=2×20=40 (2) 设计计算 1、设计准则

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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7-6选取材料的接触疲劳强度极限应力为： σ

H1lim

=580Mpa σ

H2him

=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： σ

F1lim

=230Mpa σ

F2him

=210Mpa

【10】

应力循环次数N由式（7-3）计算得：

N1 =60n1at =60×345×﹙16×300×8﹚ =7.95×108

由《机械设计》P102，查图7-8，得接触疲劳寿命系数为： ZN1 =1 ZN2 =1.02

由《机械设计》P103，查图7-9，得弯曲疲劳寿命系数为： YN1 =1 YN2 =1

由《机械设计》P102，查表7-2，得接触疲劳安全系数为SHmin =1，弯曲疲劳安全系数SFmin =1.4，YST =2.0，KT =1.3由式（7-1﹚【10】和﹙7-2﹚【10】求许用接触应力和许用弯曲应力：

由式7-9【10】得

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Z1V1/100 =0.617×20／100 =0.1234m/s

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

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（3） 校核齿根弯曲疲劳强度 由《机械设计》P111，查图7-18得：

YFS1 =4.2 YFS2 =4.0 Y?=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，根据设计情况可知轴的转速n=345r/min，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=106~107，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

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（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17×35×10，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15×28×7，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l2 =20mm。轴段3上的轴承端面与轴肩紧靠，轴段3的长度应取的与轴承套的宽度之和相等，轴承宽为10mm，轴承套宽为29mm，故取l3 =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

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长度确定。而另一些轴段长度，如l1、l4，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l1 =16mm l4 =64mm。

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K7/g6，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，分别为键4×14 GB1096-79、键5×25 GB1096-79、键5×20 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。

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（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 =2T1/d1【10】，其中d1 =40mm,得到

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，

该轴的危险截面在安装齿轮处，即B点处，根据题意有：

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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[σ]=215mp， 则σB ＜[σ],故该轴符合要求。

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=345r/min，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FAFR＞e由此得X=0.56，Y值需要在已知型号后，根据FA/Cor的值查表11-7才能得到，现咱选一近似的值Y=1.5查表得fp =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fr=1，又ε=3则由式得

（3）初选轴承型号

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查机械设计手册选择Cr =5350＞Cr‘ 的6103轴承，其基本额定静载负荷Cor =3100N

1验算并确定轴承的型号

按《机械设计》P232，查表11-7，知e值在0.27~0.31之间，轴向载荷系数Y应在1.6~1.4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

3.6.1 箱体内轴线的位置

箱体内各轴线的布置与箱体的形状有关，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

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小些。也即尽可能缩小径向和横向尺寸。为缩小径向尺寸，可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。 3.6.3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

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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

3.6.4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1~2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。

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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L'h(h)=14400h 传动精度要求=+0.02mm或=-0.02mm

溜板及刀架重力（纵向）800N ,（横向）600N 丝杠长（纵向）1.4m，（横向）0.3m

nmax=2000r/min

4.2 计算切削力

4.2.1 横切端面

''主切削力FZ可取纵切的1/2，为2680N.此时走刀抗力为FY,吃刀抗'力为FX.

'FZ':FX:FY'?1:0.25:0.4

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