CA6140车床的传动系统.docx

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CA6140车床的传动系统

2.2CA6140型普通车床的传动系统

分析机床的传动系统时，应根据被加工工件的形状确定机床需要哪些运动，实现各个运动的执行件和运动源是什么，进而分析机床需要有哪些传动链。

方法是：

首先找到传动链所联系的两个端件（运动源和某一执行件，或者一个执行件和另一执行件），然后按照运

动传递顺序从一个端件向另一端件依次分析各传动轴之间的传动结构和运动传递关系，查明该传动链的传动路线以及变速、换向、接通和断开的工作原理。

机床运动计算按每一传动链分别进行，一般步骤为：

（1）确定传动链的两端件，如电动机一主轴，主轴一刀架等；

（2）根据传动链两端件的运动关系，确定它们的计算位移，即在指定的同一时间间隔内两端件的位移量。

例如，车床螺纹进给传动链的计算位移为：

主轴转一转，刀架移动工件螺纹一个导程L（单位为mm）；

（3）根据计算位移以及相应传动链中各个顺序排列的传动副的传动比，列写运动平衡式；

（4）根据运动平衡式，计算出执行件的运动速度（转速、进给量等）或位移量，或者整

理出换置机构的换置公式，然后按加工条件确定挂轮变速机构所需采用的配换齿轮齿数，

或确定对其他变速机构的调整要求。

图2.4为CA6140型卧式车床的传动系统图，它是反映机床全部运动传递关系的示意图。

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5

册二

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134，-

图2.4CA6140型卧式车床的传动系统图

-口亠w=2.5Jnm

Y/ll

•

XI/J

1%

A

尸Pmin

■L

75kW

I45^k/min

»0.25kW

3

221主运动传动链

1.传动路线

主运动传动链的作用是把电动机的运动传给主轴，使主轴带动工件实现主运动。

主运动由电动机经三角皮带传至主轴箱中的轴I。

在轴I上装有双向多片式摩擦离合器Mi,Mi的作用是使主轴（轴W）正转、反转或停止。

Mi左、右两部分，分别与空套在轴

I上的两个齿轮连在一起。

当压紧离合器Mi左部的摩擦片时，轴I的运动经Mi左部的摩

擦片及齿轮副56或51传给轴H。

当压紧离合器Mi右部分的摩擦片时，轴I的运动经Mi

3843

右部的摩擦片及齿轮Z50传给轴四上的空套齿轮Z34，然后再传给轴n上的齿轮Z30,使轴

n转动。

这时，由轴I传到轴n的运动多经过了一个中间齿轮Z34，因此，轴n的转动方向

与经离合器Mi左部传动时的转动方向相反。

运动经离合器Mi的左部传动时，使主轴正转；

运动经Mi的右部传动时，则使主轴反转。

轴n的运动可分别通过三对齿轮副竺、30、39

58504i

传给轴川。

运动由轴川到主轴有两种不同的传动路线：

（1）当主轴需要高速运转时（n主=450〜i400r/min），应将主轴上的滑移齿轮Z50移到左

端位置（与轴川上的齿轮Z63啮合），轴川的运动经齿轮副直接传给主轴；

50

（2）当主轴需要中低速运转时（n主=i0〜500r/min），应将主轴上的滑轮齿轮Z50移到右

然后再

端位置，使齿式离合器M2啮合。

于是，轴川上的运动经齿轮副20或50传给轴W,

8050

由轴"经齿轮副空或里、26及齿式离合器M2传给主轴。

805058

W（主轴）

V—58M2（右）一

2•主轴转速计算

主轴的转速可应用下列运动平衡式计算。

式中：

yd

n主轴=门电（i—JUi—n、Un—m、u可

d

n主主轴转速，r/min;

n电电动机转速，r/min;

主动皮带轮直径，mm;

-被动皮带轮直径，mm;

三角带传动的滑动系数，；=0.02;

Ui—n、un_m、U^r--一分别为i—n、n—m、由传动路线表达式可知，主轴正转转速级数为

v轴之间4种传动比分别为：

5020120201

U1==—U2==—

50804808016

u产u4故实际的级数为23（1+3）=24级；50

川一W间传动比。

23（122）=30级，但在川轴、

5050彳20511

u3=〜1u4=

505180504

同理，主轴反转转速级数为12级。

由于反转时I—n之间的传动比（u=5034=5）大于正转时的传动比（u=-51或56）

343034338

图2.5CA6140型卧式车床主运动转速图

故反转转速高于正转转速。

主轴反转通常不用于车削，主要用于车螺纹时退回刀架等。

图2.5为CA6140型卧式车床主运动的转速图。

2.2.2进给运动传动链

1.螺纹进给传动链

车削螺纹时，主轴回转与刀具纵向进给必须保证严格的运动关系：

主轴每转一转，刀具移动一个螺纹导程。

其运动平衡式为：

L工二1主轴U主轴全杠L丝

式中：

L工——螺纹导程，mm；

1主轴――指主轴每转一转；

U主轴垄杠——主轴至丝杠之间的总传动比；

L丝机床丝杠导程，mm。

要车削不同标准和不同导程的螺纹，只需改变传动比，即改变传动路线或更换齿轮。

CA6140型卧式车床可车削公制、英制、模数、径节4种螺纹，也可车大导程、非标准

及较精密螺纹，或上述各种左、右螺纹。

加工螺纹时，主轴W的运动经58传至轴区，再经33（右螺纹）或33空（左螺纹）传至

58332533

轴xi及挂轮。

挂轮架的三组挂轮分别为：

皂车公制、英制螺纹卜竺100（车

1007510097

模数、径节螺纹）、aE（车非标准和较精密螺纹）。

车公制和模数制螺纹时M3、M4分离,bd

M5接合；车英制螺纹和径节螺纹时M3、M5接合，M4分离；M3、M4、M5同时接合，便

可车非标准和较精密螺纹，根据螺纹导程大小配换挂轮；车大导程螺纹，只需将轴区右端的滑移齿轮Z58向右移动，使之与轴忸上的Z26齿轮啮合。

下面我们具体介绍不同螺纹的传动路线及运动平衡式。

（1）车公制螺纹

传动路线表达式为：

主轴VI—58—IX—玉（右）—XI—空100—XII—空—XIII—Ux皿—XIV—XIV

58JI汉磊（左）J1007536

25x-36—XV—<

3625

199.52010

U基5==，U基6==一,

147147

3311

U基7=='，

217

3612

uXV—XVII的传动比共有4种,

/立283518.35128,15118,151

电口。

U倍1==1,U倍2==,U倍3==一,U倍4==-

3528452823548445488

车削公制螺纹（右旋）的运动平衡式为：

式中：

583363100252536

L工=1主轴u基u倍12

583310075363625

L工螺纹导程（单头螺纹为P工）,mm；u基一一轴X川一XIV间基本组的传动比；u倍一一轴XV—XVII间增倍组的传动比。

将上式简化后得L工=7u基u倍

2的等比数列，将基本组与

普通螺纹的螺距数列是分段的等差数列，每段又是公比为

表2.2CA6140型车床公制螺纹表

L/mm

、u基

26

28

32

36

19

20

33

36

u倍

28

28

28

28

14

14

21

21

1815

—X—4548

1

8

_

—

1

—

—

1.25

—

1.5

2815

1

1.75

2

2.25

3

35'48

一4

—

—

2.5

—

1835

V

1

3.5

4

4.5

5

5.5

6

4528

_2

—

2835

—X—

3528

=1

7

8

9

—

10

11

12

（2）车英制螺纹传动路线表达式为：

主轴—58—ix—款右）—xi—空100—xii—m3—xiv—丄—xiii—3658愕汉H（左）J10075u基25

—XV—u倍一XVII—M5—XVIII（丝杠）一刀架

a（牙/in）表示。

为使计算方便，将英

英制螺纹的螺距参数以每英寸长度上的螺纹牙数

制导程换算为米制导程。

车削英制螺纹的运动平衡式为:

式中：

k——螺纹线数。

由于空型36疋254，代入上式化简可得：

100752521

25.4k25.4*u倍一小4汉25.4*u倍

L工12=

a21u基7u基

7ku倍

a=

4u基

当k=1时，a值与u基、u倍的关系见表2.3。

表2.3CA6140型车床英制螺纹表

a/（Mln-1）、、u基

'u

26

28

28

28

32

28

36

28

19

14

20

14

33

"21

36

21

18151

X~~_

45488

—

14

16

18

19

20

—

24

281

3548一4

—

7

8

9

—

10

11

12

18351

=一

45282

1

3=

4

1

3.

2

4

1

4.

2

—

5

—

6

2835

3^X28-

—

—

2

—

—

—

—

3

主轴

VI—58-

-IX

—启（右）

58

^28、

]33v25/石兀乔（

1

2536—X—

3625

—XV—<

35

18邑

>—XVI—<

1

XI—^4^!

00—XII—25—XIII—Ux皿-XIV—XIV1009736

（3）车模数螺纹传动路线表达式为:

L"心行日主汀|8嚼熄鬻过斜八却即八12

77n

L工二knm=nu基u倍12u基u倍

484

_7

m=u基u倍

4k

u土的关系见表2.4。

表2.4CA6140型车床模数螺纹表

m/mm”、^u基

u倍-

26

28

28

28

32

28

36

28

19

14

20

14

33

21

36

21

18151

X=—

45488

—

—

0.25

—

—

—

—

—

28151

人=

35484

—

—

0.5

—

—

—

—

—

18351

—X—=-

45282

—

—

1

—

—

1.25

—

1.5

28x35=1

3528

—

1.75

2

2.25

—

2.5

2.75

3

（4）车径节螺纹传动路线表达式为：

主轴VI—58—IX—3（右）I—XI—空^100—XII—M3—XIV—XIII—36

58愷臂（左）100973u基25

—XV—u倍一XVII—M5—XVIII（丝杠）—刀架

径节螺纹用在英制蜗杆中，其螺距参数用径节DP（牙/in）来表示，径节表示齿轮或蜗杆

所以DP

u倍

u基、u倍的关系见表2.5。

当k=1时，DP值与

表2.5CA6140型车床径节螺纹表

DP/（牙in-1）

、^u基

26

28

32

36

19

20

33

36

28

28

28

28

14

14

21

21

《倍―

1815

4^X48

1

=8

—

56

64

72

—

80

88

96

2815

一x—

1

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32

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44

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35'48

4

1835

4528

1

2

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14

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—

20

22

24

2835

一X_

3528

—

7

8

9

—

10

11

12

由上述可见，CA6140型卧式车床通过两组不同传动比的挂轮、基本组、增倍组以及轴

XII、轴XV上两个滑移齿轮Z25的移动（通常称这两滑移齿轮及有关的离合器为移换机构）

加工出四种不同的标准螺纹。

表2.6列出了加工四种螺纹时，进给传动链中各机构的工作

状态。

表2.6CA61400型车床车制各种螺纹的工作调整

螺纹种类

螺距（mm）

挂轮机构

离合器状态

移换机构

基本组传动方向

米制螺纹

P

63100

X

10075

M5结合

M3、M4脱开

轴XIIZ25

轴xvZ25

轴XIII-轴XIV

模数螺纹

Pm=nm

64v100

100'97

英制螺纹

25.4

Pa一

a

63JOO

100'75

M3、M5结合

M4脱开

轴XIIZ25

车由XVZ25

轴XIV-轴XIII

径节螺纹

25.4兀Pdp一DP

64J00

10097

（5）车削非标准螺距螺纹和较精密螺纹

在加工非标准螺纹和精密螺纹时，M3、M4、M5全部啮合，运动由主轴经挂轮通过XII轴、XIV轴、XVII轴直接传给丝杠。

被加工螺纹的导程通过调整挂轮的传动比来实现。

这时，传动路线缩短，传动误差减小，螺纹精度可以得到较大提高。