CA6140普通車床傳動系統(tǒng)分析與結(jié)構(gòu)組成分析

1、一、CA6140普通車床傳動系統(tǒng)分析與結(jié)構(gòu)組成分析1.性能簡介CA6140 型普通車床是普通精度級的萬能機床,它適用于加工各種軸類,套筒類和盤類零件上的內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面,以及車削端面。它還能加工各種常用的公制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制螺紋,以及作鉆孔、擴孔、鉸孔、滾花等工作。 其加工范圍較廣,由于它的結(jié)構(gòu)復雜,而且自動化程度低,所以適用于單件小批生產(chǎn)及修配車間。2. 主要部件 圖1 CA6140普通車床的結(jié)構(gòu)1.主軸箱(床頭箱) 它固定在床身的左端。在主軸箱中裝有主軸,以及使主軸變速和變向的傳動齒輪,通過卡盤等夾具裝夾工件,使主軸帶動工件按需要的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)主運動。2.刀架 它裝在刀架導軌上,并可沿

2、刀架導軌作縱向移動,刀架部件由床鞍(大拖板)、橫拖板、小拖板和四方刀架等組成。刀架部件是用于裝夾車刀,并使車刀作縱向、橫向和斜向的運動。3.尾架 它裝在床身右端,可沿尾架導軌作縱向位置的調(diào)整,尾架的功能是用后頂尖支承工件, 還可安裝鉆頭,鉸刀等孔加工工具,以進行孔加工,尾架作適當調(diào)整,以實現(xiàn)加工長錐形的工件。4.進給箱 它位于床身的左前側(cè),進給箱中裝有進給運動的變速裝置及操縱機構(gòu),其功能是改變被加工螺紋的螺距或機動進給時的進給量。它用來傳遞進給運動，改變進給箱的手柄位置，可得到不同的進給速度，進給箱的運動通過光杠或絲杠傳出。5.溜板箱 它位于床身前側(cè)和刀袈部件相連接,它的功能是把進給箱的運動（

3、光杠或絲杠的旋轉(zhuǎn)運動）傳遞給紿刀架,使刀架實現(xiàn)縱向進給、橫縱向進給、快速移動或車螺紋。6.床身 它固定在左右床腿上,它是車床的基本支承元件,是機床各部件的安裝基準,是使機床各部件在工作過程中保持準確的相對位置。7.光杠和絲杠 是將運動由進給箱傳到溜板箱的中間傳動元件。光杠用于一般車削,絲杠用于車螺紋。3.傳動系統(tǒng)簡介圖2 CA6140普通車床的傳動系統(tǒng)方框圖 由圖2及圖2-1-1可知，電動機經(jīng)主換向機構(gòu)、主變速機構(gòu)帶動主軸完成主運動。進給傳動從主軸開始，經(jīng)進給換向機構(gòu)、交換齒輪和進給箱內(nèi)的變速機構(gòu)和轉(zhuǎn)換機構(gòu)、溜板箱中的傳動機構(gòu)和轉(zhuǎn)換機構(gòu)傳至刀架。溜板箱中的轉(zhuǎn)換機構(gòu)起改變進給方向的作用，使刀架做

4、縱向或橫向、正向或反向進給運動。4. 主傳動系統(tǒng)及主要結(jié)構(gòu)1.主運動傳動鏈 CA6140型臥式車床的主運動傳動鏈的兩末端件是主電動機與主軸，它的功用是把運動源（電動機）的運動及動力傳給主軸，使主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動，并滿足臥式車床主軸變速和換向的要求。主傳動系統(tǒng)圖如下：傳動路線如下： 運動由電動機經(jīng)三角皮帶傳給主軸箱中的軸。在軸上裝有雙向多片式摩擦離合器。的作用使主軸（軸）正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止。的左右兩部分分別與空套在軸上的兩個齒輪連在一起。當壓緊離合左部的摩擦片時，軸的運動經(jīng)左部的摩擦片及齒輪副或傳給軸。當壓緊離合器右部的摩擦片時，軸的運動經(jīng)離合器右部的摩擦片及齒輪，傳至軸上的空套齒輪，然后

5、再傳給軸上的齒輪，使軸轉(zhuǎn)動。這時，由軸傳到軸的運動多經(jīng)過了一個中間齒輪，因此軸的轉(zhuǎn)動方向與經(jīng)離合器左部傳動時相反。運動經(jīng)離合器的左部傳動時，使主軸正轉(zhuǎn)；運動經(jīng)的右部傳動時，則使主軸反轉(zhuǎn)。軸的運動可分別通過三對齒輪副傳給軸。運動由軸到主軸有兩種不同的傳動路線。 （1）當主軸需要高速運轉(zhuǎn)（=4501400）時，主軸上的滑動齒輪處于左端位置，（與軸上的齒輪嚙合）軸上的運動經(jīng)齒輪副直接傳至主軸。（2） 當主軸需以較低的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時（=10500）這時，主軸上的滑齒移到右端位置，使齒式離合器嚙合。于是軸上的運動就經(jīng)齒輪副或傳給軸經(jīng)齒輪副或、及齒式離合器傳給主軸。CA6140普通車床的主運動傳動路線表達式為

6、：電動機2.主傳動系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)傳動機構(gòu)主軸箱中的傳動機構(gòu)包括定比機構(gòu)和變速機構(gòu)兩部分，前者僅用于傳遞運動和動力，或進行升速、降速，一般采用齒輪傳動副；后者用來使主軸變速，通常采用滑移齒輪變速機構(gòu)，因其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，傳動效率高。傳動軸的支承結(jié)構(gòu)主軸箱中的傳動軸由于轉(zhuǎn)速較高，一般采用向心球軸承或圓錐滾子軸承支承。常采用的雙支承結(jié)構(gòu)，對較長的傳動軸，為了提高其剛性，則采用三支承結(jié)構(gòu)。例如，軸、的兩端各裝有一個圓錐滾子軸承，在中間還裝有一個向心球軸承作為輔助支承。傳動齒輪主軸箱中的傳動齒輪多數(shù)是直齒的，為了使傳動平穩(wěn)，在軸間使用了一對斜齒輪。齒輪和傳動軸的連接，有固定、空套和滑移的三種。在主軸箱中共有

7、七個滑移齒輪，其中：軸、上的滑移齒輪和主軸上的齒輪離合器M2上的齒輪是用于主軸變速的；軸、上的滑移齒輪是分別用于車削左、右旋螺紋及正常螺距、擴大螺距的變換。操縱這些滑移齒輪共用三套操縱機構(gòu)。卸荷帶輪主軸箱的運動由電機經(jīng)皮帶傳入。為了改善主軸箱輸入軸的工作條件，并使傳動平穩(wěn)，主軸箱運動輸入軸上的皮帶輪采用卸荷結(jié)構(gòu)。皮帶輪與花鍵套用螺釘連接成一體，支承在法蘭體內(nèi)的兩個向心球軸承上，而法蘭體則固定在主軸箱體上。這樣，皮帶輪可通過花鍵套帶動軸旋轉(zhuǎn)，而皮帶的張力經(jīng)法蘭體直接傳至箱體上，軸便不致受橫向力作用而產(chǎn)生彎曲變形，提高了傳動的平穩(wěn)性。雙向多片式摩擦離合器、制動器及其操縱機構(gòu)在軸上裝有雙向摩擦片式離

8、合器，它用于主軸起動和控制正、反轉(zhuǎn)，并可起過載保護作用。該離合器由內(nèi)摩擦片、外摩擦片、定位片、滑套及空套齒輪等組成。左離合器傳動主軸正轉(zhuǎn)，用于切削加工，傳遞的扭矩較大，因而片數(shù)多；右離合器片數(shù)少，傳動主軸反轉(zhuǎn)，主要用于退刀。 離合器的內(nèi)外片松開時的間隙要適當，當發(fā)生間隙過大或過小時，必須進行調(diào)整。調(diào)整方法為：將定位銷壓入缺口，然后轉(zhuǎn)動左側(cè)螺母，可調(diào)整左邊摩擦片的間隙；轉(zhuǎn)動右側(cè)螺母，可調(diào)整右邊摩擦片的間隙。調(diào)整好后，讓定位銷彈出，重新卡住螺母缺口，以防螺母在工作過程中松動。為了縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率，在軸上裝有鋼帶式制動器（剎車），當需要機床停止工作時，即當摩擦的時刻，為克服主軸的轉(zhuǎn)動慣量，該

9、制動器立即使主軸停止轉(zhuǎn)動。制動器由杠桿、制動盤、調(diào)節(jié)螺釘及彈簧、制動帶等組成。制動盤和軸用花鍵連接，鋼制制動帶的內(nèi)側(cè)有一層夾鐵砂帆布，以增加摩擦面的摩擦系數(shù)，制動帶的一端與和杠桿相連接，另一端由接頭和調(diào)節(jié)螺釘固定于箱體。制動器和摩擦離合器共用一套操縱機構(gòu)。當操縱手柄使離合器脫開時，齒條軸處于中間位置，此時，齒條軸上的凸起部分剛好處于與杠桿下端相接觸的位置，使杠桿按逆時針方向擺動，使制動帶拉緊，使軸和主軸迅速停止轉(zhuǎn)動。若摩擦離合器接合、主軸轉(zhuǎn)動時，杠桿處于齒條軸凸起部分的右邊或左邊的凹槽中，使制動帶放松，主軸就不再被制動。這樣制動器和離合器兩者是互鎖的。制動帶對制動盤制動力（即制動帶的拉緊程度）

10、可由調(diào)節(jié)螺釘進行調(diào)節(jié)。主軸部件主軸是車床的主要零件之一，在工作時承受很大的切削力，故要求主軸具有足夠的剛度和較高的精度。它是一個空心的階梯軸，其內(nèi)孔（48）用于通過47以下的長棒料或穿入鋼棒以卸下頂尖，也可用于裝置氣動、電動和液壓夾緊機構(gòu)。主軸前端的錐孔為莫氏6號錐度，用于安裝頂尖套及前頂尖；也可安裝心軸，有自鎖作用，可借助于錐面配合的摩擦力直接帶動心軸和工件轉(zhuǎn)動。主軸后端具有錐度為1:2O的錐孔，它是加工主軸用的工藝基準面。主軸前端采用短錐法蘭式結(jié)構(gòu)，用于安裝卡盤或撥盤，由主軸端面上的圓形撥塊傳遞扭矩。主軸尾部的圓柱面用作安裝各種輔具（電氣、液壓及氣動裝置等）的安裝基面。 主軸有前、中、后三

11、個支承，保證主軸具有較好的剛性。這種支承方式要求箱體上三個支承孔的同軸度好，否則不但裝配困難，并影響主軸的工作性能。采用三支承后，主軸空轉(zhuǎn)時摩擦功率的損耗較大。前支承由兩個滾動軸承組成。前面是D級精度的318212型圓錐孔雙列向心短圓柱滾子軸承，用于承受徑向力，這種軸承具有剛性好，精度高，尺寸小和承載能力大等優(yōu)點。另外采用一個D級精度雙列60角接觸向心推力軸承，以承受正反兩方向的軸向力。這種軸承的軸向承載能力、剛性和極限轉(zhuǎn)速都較高。該機床主軸推力軸承安裝在前支承中，離加工部位的距離較近，中、后軸承都只能承受徑向載荷，而在軸向方向可以游動，當主軸在長時間運轉(zhuǎn)發(fā)熱膨脹時，可以允許向后微量伸長，以減

12、少主軸的彎曲變形，因而對加工精度的影響較小。但結(jié)構(gòu)復雜，裝配不方便。后支承使用一個E級精度的318212型圓錐孔雙列向心短圓柱滾子軸承。主軸的中間支承是一個E級精度的32216型單列向心短圓柱滾子軸承。主軸支承對主軸的運轉(zhuǎn)精度及剛度影響很大。主軸軸承應在無間隙（或少量過盈）條件下進行運轉(zhuǎn)。軸承中的間隙，直接影響機床的加工精度。因此，主軸軸承的間隙須定期地進行調(diào)整。前軸承間隙的調(diào)整方法為：松開前端螺母，擰動帶鎖緊鍵的圓螺母，這時軸承的內(nèi)環(huán)就相對主軸錐形軸頸向右移動；由于該軸承內(nèi)環(huán)很薄，而且內(nèi)孔也和主軸錐面一樣，具有1：12的錐度，因此，內(nèi)環(huán)在軸向移動時，便產(chǎn)生向外的徑向彈性變形（脹大），達到調(diào)整

13、軸承徑向間隙或預緊的目的。 主軸的徑向跳動和軸向跳動允差都是0.01。 主軸的徑向跳動影響加工表面的圓度和同軸度；軸向跳動影響加工端面的平面度和螺距精度。當主軸跳動量超過許用值時，一般情況下是適當調(diào)整前支承的間隙，就可使主軸跳動量調(diào)整到許用值內(nèi)。如徑向跳動仍達不到要求時，可調(diào)整后軸承的間隙，中間支承的間隙不可調(diào)整。潤滑裝置為了保證機床的正常工作和減少零件的磨損，需采用合理的潤滑裝置。潤滑方式有以下兩種：1）濺油潤滑：依靠高速旋轉(zhuǎn)的齒輪將潤滑油飛濺各處。這種方式存在油量不能按需要控制，還會引起潤滑油發(fā)熱，潤滑油輸送到摩擦面之前不能濾凈等缺點。機床很少采用，只使用在一些減速器中。2）油泵供油循環(huán)潤

14、滑：潤滑油由油泵從油箱中吸出經(jīng)濾油器，濾清后輸送至分油器，然后經(jīng)油管送至個各摩擦面。CA6140型車床采用了油泵供油箱外循環(huán)潤滑方式。這種潤滑方式有兩大優(yōu)點：A.可以把箱體內(nèi)的熱量帶到箱外，降低主軸箱的溫升，減少熱變形，有利于保證加工精度。B.可使主軸箱內(nèi)的贓物等及時排除，減少傳動件的磨損。5. 進給傳動系統(tǒng)及主要結(jié)構(gòu)1. 進給運動傳動鏈進給運動傳動鏈是使刀架實現(xiàn)縱向或橫向運動的傳動鏈。進給運動的動力來源也是主電動機（7.5kw，1450）。運動由電動機經(jīng)主傳動鏈、主軸、進給傳動連至刀架，使刀架帶著車刀實現(xiàn)機動的縱向進給，橫向進給或車削螺紋。雖然刀架移動的動力來自電動機，但由于刀架的進給量及螺

15、紋的的導程是以主軸每轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)時刀架的移動量來表示的，所以我們在分析此傳動鏈時把主軸作為傳動鏈的起點，而把刀架作為傳動鏈的終點，即進給運動傳動鏈的兩末端件是主軸和刀架。進給運動傳動鏈的傳動路線為：運動從主軸經(jīng)軸（或再經(jīng)軸上的中間齒輪）傳至軸，再經(jīng)過掛輪（交換齒輪）傳至軸，然后傳入進給箱。從進給箱傳出的運動一條傳動路線是經(jīng)絲杠帶動溜板箱使刀架縱向運動， 這是切削車削螺紋的傳動路線，進給傳動鏈是“內(nèi)聯(lián)系” 傳動鏈，主軸每轉(zhuǎn)刀架的移動量應等于加工螺紋的導程；另一條傳動路線是經(jīng)光杠和溜板箱內(nèi)的一系列傳動機構(gòu)，帶動刀架做縱向或橫向的進給運動，這是一般機動進給的傳動路線，進給傳動連是“外聯(lián)系”傳動鏈，進給量

16、以工件每轉(zhuǎn)刀架的移動量來表示。進給運動傳動鏈的傳動路線表達式如下圖所示：（1）車削螺紋 CA6140型臥式車床能車削常用的公制、英制、模數(shù)制及徑節(jié)制等4種標準的螺紋，此外，還可以車削加大螺距，非標準螺距及較精確的螺紋。它既可以車削右螺紋，也可以車削左螺紋。車削公制螺紋（米制螺紋）車削公制螺紋時，進給箱中的齒式離合器、脫開，接合。這時的傳動路線為（見圖2-1-1及傳動路線表達式）：運動由主軸經(jīng)齒輪副、換向機構(gòu)（車左螺紋是經(jīng)）、掛輪傳到進給箱中，然后由移換機構(gòu)的齒輪副傳至軸軸，由軸經(jīng)兩軸滑移變速機構(gòu)的齒輪副至軸，然后再由移換機構(gòu)的齒輪副傳至軸，軸的運動再經(jīng)軸與軸之間的齒輪副傳至軸，最后經(jīng)由齒式離合

17、器傳至絲杠，當溜板箱中的開合螺母與絲杠相嚙合時，就可帶動刀架車削公制螺紋。車削模數(shù)螺紋模數(shù)螺紋主要用于米制蝸桿，有時某些特殊絲杠的導程也是模數(shù)制的。米制蝸桿的齒距為：，模數(shù)螺紋的導程為：，這里k為螺紋的頭數(shù)。模數(shù)m的標準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)螺紋導程中含有特殊因子。為此，車削模數(shù)螺紋時掛輪需要換為。其余部分的傳動路線與車削米制螺紋時完全相同。車削英制螺紋英制螺紋在采用英制的國家（如英、美、加拿大等）中應用廣泛。我國部分管螺紋目前也采用英制螺紋。將進給箱中的離合器，軸左端的滑移齒輪移至左邊位置，與固定在軸上的齒輪相嚙合。運動由軸經(jīng)先傳到軸，然后傳至軸，在經(jīng)齒

18、輪副傳至軸。其余部分的傳動路線與車削米制螺紋時相同。徑節(jié)螺紋的加工徑節(jié)螺紋主要用于英制蝸桿。車削徑節(jié)螺紋時，傳動路線與車削英制螺紋時完全相同，但掛輪需換為。車削非標準螺紋若將全部結(jié)合，依靠改變掛輪傳動比，即可加工非標準螺紋。（2） 機動進給 車削外圓柱或內(nèi)圓柱表面時，可使用機動進給的縱向進給。車削端面時，可使用機動進給的橫向進給。為了減少絲杠的摩擦和操縱方便，機動進給是由光杠經(jīng)溜板箱傳動的。這時，將進給箱中的離合器脫開，使軸的齒輪與軸左端的齒輪相嚙合。運動由進給箱傳至光杠，再經(jīng)溜板箱中的的齒輪副、超越離合器及安全離合器、軸、蝸桿蝸輪輻傳至軸。當運動由軸經(jīng)齒輪副、雙向離合器、軸、齒輪副、軸傳至小

19、齒輪，由于小齒輪與固定在床身上的齒條相嚙合，小齒輪傳動時，就使刀架作機動縱向進給。當運動由軸經(jīng)齒輪副、雙向離合器、軸及齒輪副 傳至橫向進給絲杠后，就使刀架作機動橫向進給。為了避免發(fā)生事故，縱向機動進給、橫向機動進給及車螺紋3種傳動路線，同時只允許接通其中一種，這是由操縱機構(gòu)及互鎖機構(gòu)來保證的。溜板箱中、用于變換進給方向。軸上的手把用于橫向移動刀架，軸上的手輪用于縱向移動刀架。（3） 刀架快速移動為了減輕工人的勞動強度和縮短輔助時間，刀架可實現(xiàn)縱向和橫向機動快速移動。按下快速移動按鈕，快速電動機經(jīng)齒輪副使軸高速轉(zhuǎn)動，再經(jīng)蝸桿副及溜板箱內(nèi)的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，使刀架實現(xiàn)縱向或橫向的快速移動?？煲品较蛉杂闪锇逑渲须p向離合器和控制。進給傳動系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)進給箱及其操縱機構(gòu)臥式車床進給箱的功用