機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)-CA6140的傳動(dòng)系統(tǒng)分析

1、4.3.3 CA6140的傳動(dòng)系統(tǒng)分析的傳動(dòng)系統(tǒng)分析 【復(fù)習(xí)【復(fù)習(xí)】 ）主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 ）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 ）機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈（1 1）機(jī)床傳動(dòng)的基本組成部分）機(jī)床傳動(dòng)的基本組成部分 機(jī)床的傳動(dòng)必須具備以下的三個(gè)基本部分：機(jī)床的傳動(dòng)必須具備以下的三個(gè)基本部分：運(yùn)動(dòng)源：運(yùn)動(dòng)源：為執(zhí)行件提供動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的裝置。通常為電動(dòng)機(jī)，如交流異步電動(dòng)為執(zhí)行件提供動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的裝置。通常為電動(dòng)機(jī)，如交流異步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)等。機(jī)等。傳動(dòng)件：傳動(dòng)件：傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的零件。如齒輪、鏈輪、帶輪、絲杠、螺母等

2、，除傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的零件。如齒輪、鏈輪、帶輪、絲杠、螺母等，除機(jī)械傳動(dòng)外，還有液壓傳動(dòng)和電氣傳動(dòng)元件等。機(jī)械傳動(dòng)外，還有液壓傳動(dòng)和電氣傳動(dòng)元件等。執(zhí)行件：執(zhí)行件：夾持刀具或工件執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的部件。常用執(zhí)行件有主軸、刀架、工作夾持刀具或工件執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的部件。常用執(zhí)行件有主軸、刀架、工作臺(tái)等，是傳遞運(yùn)動(dòng)的末端件。臺(tái)等，是傳遞運(yùn)動(dòng)的末端件。（2 2）機(jī)床的傳動(dòng)鏈）機(jī)床的傳動(dòng)鏈為了在機(jī)床上得到所需要的運(yùn)動(dòng)，必須通過(guò)一系列的傳動(dòng)件把運(yùn)動(dòng)源為了在機(jī)床上得到所需要的運(yùn)動(dòng)，必須通過(guò)一系列的傳動(dòng)件把運(yùn)動(dòng)源和執(zhí)行件，或把執(zhí)行件與執(zhí)行件聯(lián)系起來(lái)，以構(gòu)成傳動(dòng)聯(lián)系。構(gòu)成一和執(zhí)行件，或把執(zhí)行件與執(zhí)行件聯(lián)系起來(lái)，以構(gòu)成傳動(dòng)聯(lián)系。

3、構(gòu)成一個(gè)傳動(dòng)聯(lián)系的一系列傳動(dòng)件，稱之傳動(dòng)鏈。個(gè)傳動(dòng)聯(lián)系的一系列傳動(dòng)件，稱之傳動(dòng)鏈。 根據(jù)傳動(dòng)鏈的性質(zhì)，傳動(dòng)鏈可分為兩類：根據(jù)傳動(dòng)鏈的性質(zhì)，傳動(dòng)鏈可分為兩類： 外聯(lián)系傳動(dòng)鏈；外聯(lián)系傳動(dòng)鏈；聯(lián)系運(yùn)動(dòng)源與執(zhí)行件的傳動(dòng)鏈，稱為外聯(lián)系傳動(dòng)鏈。它的聯(lián)系運(yùn)動(dòng)源與執(zhí)行件的傳動(dòng)鏈，稱為外聯(lián)系傳動(dòng)鏈。它的作用是使執(zhí)行件得到予定速度的運(yùn)動(dòng)，并傳遞一定的動(dòng)力。此外，還起執(zhí)作用是使執(zhí)行件得到予定速度的運(yùn)動(dòng)，并傳遞一定的動(dòng)力。此外，還起執(zhí)行件變速、換向等作用。如臥式車床中，從主電動(dòng)機(jī)到主軸之間的傳動(dòng)鏈，行件變速、換向等作用。如臥式車床中，從主電動(dòng)機(jī)到主軸之間的傳動(dòng)鏈，就是典型的外聯(lián)系傳動(dòng)鏈。就是典型的外聯(lián)系傳動(dòng)鏈。內(nèi)聯(lián)系

4、傳動(dòng)鏈：內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈：聯(lián)系兩個(gè)執(zhí)行件，以形成復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈，稱為內(nèi)聯(lián)系兩個(gè)執(zhí)行件，以形成復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈，稱為內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。它的作用是保證兩個(gè)末端件之間的相對(duì)速度或相對(duì)位移保持聯(lián)系傳動(dòng)鏈。它的作用是保證兩個(gè)末端件之間的相對(duì)速度或相對(duì)位移保持嚴(yán)格的比例關(guān)系，以保證被加工表面的性質(zhì)。如滾齒機(jī)的范成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈嚴(yán)格的比例關(guān)系，以保證被加工表面的性質(zhì)。如滾齒機(jī)的范成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈也屬于內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。也屬于內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。 主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈：可使主軸獲得主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈：可使主軸獲得24級(jí)正轉(zhuǎn)級(jí)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)速（101400 r/min）及）及12級(jí)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速級(jí)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（141580 r/min）主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈主運(yùn)

5、動(dòng)傳動(dòng)鏈CA6140轉(zhuǎn)速 正轉(zhuǎn)24級(jí)轉(zhuǎn)速18級(jí)低轉(zhuǎn)速6級(jí)高轉(zhuǎn)速 反轉(zhuǎn)12級(jí)轉(zhuǎn)速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈組成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈組成進(jìn)給傳動(dòng)鏈：執(zhí)行件（主軸）執(zhí)行件（車刀）功用：使刀架實(shí)現(xiàn)縱向或橫向移動(dòng)及變速與換向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 功用是使刀架實(shí)現(xiàn)縱向及橫向移動(dòng)變速與換向。它包括車螺紋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈和機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。 兩個(gè)末端件：主軸-刀架（絲杠） a) a) 車螺紋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈車螺紋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 CA6140型臥式車床能車削米制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋米制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋，可以車削大導(dǎo)程、非標(biāo)準(zhǔn)和較精密的螺紋大導(dǎo)程、非標(biāo)準(zhǔn)和較精密的螺紋。它可以車削右旋右旋螺紋，

6、也可以車削左旋左旋螺紋。 計(jì)算位移：主軸1r-刀架移動(dòng)加工螺紋的一個(gè)導(dǎo)程L工(mm) 運(yùn)動(dòng)平衡方程式: u 從主軸到絲杠之間的總傳動(dòng)比 ； L絲 機(jī)床絲杠的導(dǎo)程，CA6140型車床的L絲=12mm； L工 被加工螺紋的導(dǎo)程（mm )。工絲主軸LLu1進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈（螺紋加工） )車削米制螺紋 傳動(dòng)路線 ：刀架（絲杠）（嚙合）（左螺紋）（右螺紋）主軸倍536252536362575100100633325253333335858基Muu進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈（螺紋加工） 運(yùn)動(dòng)平衡式 ： 化簡(jiǎn)后得 ： u基、u倍分別為基本變速組傳動(dòng)比和增倍變速組傳動(dòng)比。 如適當(dāng)選擇u基和u倍值，就

7、可得到米制螺紋導(dǎo)程L 的各值（112mm）。 mmuuL122536362536257510010063333358581)(倍基主軸倍基uuL7進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈（螺紋加工） 進(jìn)給箱中的基本變速組基本變速組是雙軸滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，軸上的四個(gè)滑移齒輪可分別與軸上鄰近的兩個(gè)固定齒輪相嚙合，共有8種傳動(dòng)比： 75 .628261基u7728282基u7928364基u7828323基u75.914195基u71014206基u71121337基u71221368基u除了u基1和u基5外，其余各傳動(dòng)比用分?jǐn)?shù)表示時(shí)，分子按等差數(shù)列排列。進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈（螺紋加工） 增倍變速組增倍變速

8、組由軸間的三軸滑移齒輪機(jī)構(gòu)組成?？勺儞Q四種傳動(dòng)比： 它們之間依次相差2倍，其作用是將基本組的傳動(dòng)比成倍地增加或縮小，從而可以加工出不同螺距的螺紋。變換u基和u倍的值，就可得到32種導(dǎo)程值，其中標(biāo)準(zhǔn)的有20種。(米制螺紋表）81481545181倍u41481535282倍u21283545183倍u1283535284倍u進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈（螺紋加工）擴(kuò)大導(dǎo)程傳動(dòng)路線擴(kuò)大導(dǎo)程傳動(dòng)路線）（接正常導(dǎo)程傳動(dòng)路線（正常導(dǎo)程）（擴(kuò)大導(dǎo)程）主軸5858582644442080505020802658 從傳動(dòng)路線表達(dá)式可知，擴(kuò)大螺紋導(dǎo)程時(shí)，主軸到軸的傳動(dòng)比為 ： 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為40-125r/min時(shí)

9、， 4582644445050208026581擴(kuò)u進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈（螺紋加工） 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為10-32r/min 時(shí)， 而正常螺紋導(dǎo)程時(shí)，主軸到軸的傳動(dòng)比為： 所以，通過(guò)擴(kuò)大導(dǎo)程傳動(dòng)路線可將正常螺紋導(dǎo)程擴(kuò)大4倍或16倍。CA6140型車床車削大導(dǎo)程米制螺紋時(shí)，最大螺紋導(dǎo)程為192mm。16582644442080208026582擴(kuò)u15858u進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈（螺紋加工） ) 車削英制螺紋 英制螺紋以每英寸長(zhǎng)度上的螺紋扣數(shù)(扣/in)表示，其標(biāo)準(zhǔn)值也按分段等差數(shù)列的規(guī)律排列。 英制螺紋的導(dǎo)程 ：L=1/(in) 由于CA6140型車床的絲杠是米制螺紋，被加工的英制螺紋也

10、應(yīng)換算成以毫米為單位的相應(yīng)導(dǎo)程值，即 ：進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈（螺紋加工）)(4 .25)(1mminL 英制螺紋傳動(dòng)路線與米制螺紋路線相比有以下調(diào)整：改變傳動(dòng)鏈中部分傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，使其包含特殊因子 25.4； 將基本組兩軸的主、被動(dòng)關(guān)系對(duì)調(diào)，以便使分母為等差級(jí)數(shù)。 其余部分的傳動(dòng)路線與車削米制螺紋時(shí)相同。 運(yùn)動(dòng)平衡式為 ： 將L=25.4/代入上式，得： 變換u基和u倍的值，就可得到各種標(biāo)準(zhǔn)的英制螺紋。倍基倍基主軸uuuuL14.257412253617510010063333358581)(進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈（螺紋加工）)/47inuu（扣倍基 )車削模數(shù)螺紋 模數(shù)螺紋主要用

11、在米制蝸桿中，用模數(shù)m表示螺距的大小。螺距與模數(shù)的關(guān)系為 ：pm=m(mm) 模數(shù)螺紋的導(dǎo)程為：Lm=k m(mm) （k螺紋的頭數(shù) ） 模數(shù)螺紋的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m也是分段等差數(shù)列。車削時(shí)的傳動(dòng)路線與車削米制螺紋的傳動(dòng)路線基本相同。由于模數(shù)螺紋的螺距中含有因子，因此車削模數(shù)螺紋時(shí)所用的掛輪為 。9710010064進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈（螺紋加工） 運(yùn)動(dòng)平衡式為： 式中 化簡(jiǎn)后得 只要變換u基和u倍，就可車削各種不同模數(shù)的螺紋 122536362536259710010064333358581(倍基主軸）uuLm48736259710010064， 倍基uukm47進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈（螺

12、紋加工） ) )車削徑節(jié)螺紋車削徑節(jié)螺紋 徑節(jié)螺紋主要用于同英制蝸輪相配合，即為英制蝸桿。其標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為徑節(jié)，用DP表示，其定義為：對(duì)于英制蝸輪，將其總齒數(shù)折算到每一英寸分度圓直徑上所得的齒數(shù)值，稱為徑節(jié)。根據(jù)徑節(jié)的定義可得蝸輪齒距為： 式中 z蝸輪的齒數(shù) ， D蝸輪的分度圓直徑（in）。 只有英制蝸桿的軸向齒距PDP與蝸輪齒距/DP相等才能正確嚙合，而徑節(jié)制螺紋的導(dǎo)程為英制蝸桿的軸向齒距為： 標(biāo)準(zhǔn)徑節(jié)的數(shù)列也是分段等差數(shù)列。 inDPDzzDp蝸輪齒距mmDPkinDPPDP4 .25進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈（螺紋加工） 車削徑節(jié)螺紋時(shí)，可采用英制螺紋的傳動(dòng)路線，但掛輪需換為： 運(yùn)動(dòng)平衡式:

13、 化簡(jiǎn)得： 變換u基和u倍可得常用的24種徑節(jié)螺紋。12253619710010064333358581倍基（主軸）uuLDP9710010064倍基uukDP7進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈（螺紋加工）縱向和橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈縱向和橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈 機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈主要是用來(lái)加工圓柱面和端面，為了減少螺紋傳動(dòng)鏈絲杠及開合螺母磨損，保證螺紋傳動(dòng)鏈的精度，機(jī)動(dòng)進(jìn)給是由光杠經(jīng)溜扳箱傳動(dòng)的。 a) 縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈 兩末端件：主軸1r-刀架f(mm) 運(yùn)動(dòng)平衡式 ：rmmuuf/125 . 28028483030402945632323656282536362536257510010063333358581倍

14、基（主軸）縱進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈：實(shí)現(xiàn)螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈：實(shí)現(xiàn) 車削公制、英制、模數(shù)車削公制、英制、模數(shù) 制和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺制和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺 紋；還可車削大導(dǎo)程、紋；還可車削大導(dǎo)程、 非標(biāo)準(zhǔn)和較精密的螺紋；非標(biāo)準(zhǔn)和較精密的螺紋； 這些螺紋可以是右旋的，這些螺紋可以是右旋的， 也可以是左旋的也可以是左旋的螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)平衡式為螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)平衡式為 1（主軸）（主軸）u0uxL絲絲 = L工工 CA6140型車床車削上述各種螺紋時(shí)的傳動(dòng)路線表達(dá)式為 主軸 VI XIXIXVIIIIIIIVV左螺紋右螺紋擴(kuò)大螺紋導(dǎo)程正常螺紋導(dǎo)程3325

15、253333335826444420805050208026585858 XVII M5 合 XVIII（絲桿） 刀架非標(biāo)準(zhǔn)螺紋英制和徑節(jié)螺紋公制和模數(shù)螺紋模數(shù)和徑節(jié)螺紋公制和英制螺紋合合倍基合基4332536125363625362597100100647510010063MXIVMXIIdcbauXVXIIIuXIVMXIVuXIIIXII基本螺距機(jī)構(gòu)，共基本螺距機(jī)構(gòu)，共 8 種：種：75 . 628261基u 7728282基u7828323基u 7928364基u75 . 914195基u 71014206基u71121337基u 71221368基u增倍機(jī)構(gòu)，共增倍機(jī)構(gòu)，共 4 種：

16、種：1283535281倍u 21283545182倍u41481535283倍u 81481545181倍u擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)：導(dǎo)程可擴(kuò)大擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)：導(dǎo)程可擴(kuò)大 4 倍倍4582644445050208026581擴(kuò)u 16582644442080208026582擴(kuò)u擴(kuò)大螺紋進(jìn)給傳動(dòng)路線的運(yùn)動(dòng)平衡式為擴(kuò)大螺紋進(jìn)給傳動(dòng)路線的運(yùn)動(dòng)平衡式為12333358581掛主軸工uL化簡(jiǎn)后得掛輪換置公式為化簡(jiǎn)后得掛輪換置公式為12工掛Ldcbau縱向和橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈縱向和橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈 當(dāng)進(jìn)行非螺紋工序車削加工時(shí)，可當(dāng)進(jìn)行非螺紋工序車削加工時(shí)，可使用縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈。該傳動(dòng)鏈?zhǔn)褂每v向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈。該傳

17、動(dòng)鏈由主軸經(jīng)過(guò)公制或英制螺紋傳動(dòng)路線至由主軸經(jīng)過(guò)公制或英制螺紋傳動(dòng)路線至進(jìn)給箱軸進(jìn)給箱軸XVII，其后運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪副傳至，其后運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪副傳至光桿光桿XIX，再由光桿經(jīng)溜板箱中的傳動(dòng)，再由光桿經(jīng)溜板箱中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，分別傳至齒輪齒條機(jī)構(gòu)和橫向進(jìn)機(jī)構(gòu)，分別傳至齒輪齒條機(jī)構(gòu)和橫向進(jìn)給絲杠給絲杠XXVII，使刀架作縱向或橫向機(jī)，使刀架作縱向或橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給。動(dòng)進(jìn)給。刀架快速移動(dòng)傳動(dòng)鏈刀架快速移動(dòng)傳動(dòng)鏈 為了減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和縮短為了減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和縮短輔助時(shí)間，刀架快速移動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可輔助時(shí)間，刀架快速移動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可使刀架實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)快速移動(dòng)。按下快速使刀架實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)快速移動(dòng)。按下快速移動(dòng)按鈕，快速電動(dòng)機(jī)經(jīng)齒輪副使軸移動(dòng)按鈕，快速電動(dòng)機(jī)經(jīng)齒