机械制造技术基础-CA6140的传动系统分析

1、2021/6/1614.3.3 CA6140的传动系统分析的传动系统分析 【复习】【复习】 ）主运动传动链 ）进给运动传动链 ）机动进给传动链2021/6/162（1 1）机床传动的基本组成部分）机床传动的基本组成部分 机床的传动必须具备以下的三个基本部分：机床的传动必须具备以下的三个基本部分：运动源：运动源：为执行件提供动力和运动的装置。通常为电动机，如交流异步电动为执行件提供动力和运动的装置。通常为电动机，如交流异步电动机、直流电动机、直流和交流伺服电动机、步进电动机、交流变频调速电动机、直流电动机、直流和交流伺服电动机、步进电动机、交流变频调速电动机等。机等。传动件：传动件：传递动力和运

2、动的零件。如齿轮、链轮、带轮、丝杠、螺母等，除传递动力和运动的零件。如齿轮、链轮、带轮、丝杠、螺母等，除机械传动外，还有液压传动和电气传动元件等。机械传动外，还有液压传动和电气传动元件等。执行件：执行件：夹持刀具或工件执行运动的部件。常用执行件有主轴、刀架、工作夹持刀具或工件执行运动的部件。常用执行件有主轴、刀架、工作台等，是传递运动的末端件。台等，是传递运动的末端件。2021/6/163（2 2）机床的传动链）机床的传动链为了在机床上得到所需要的运动，必须通过一系列的传动件把运动源为了在机床上得到所需要的运动，必须通过一系列的传动件把运动源和执行件，或把执行件与执行件联系起来，以构成传动联系

3、。构成一和执行件，或把执行件与执行件联系起来，以构成传动联系。构成一个传动联系的一系列传动件，称之传动链。个传动联系的一系列传动件，称之传动链。 根据传动链的性质，传动链可分为两类：根据传动链的性质，传动链可分为两类： 外联系传动链；外联系传动链；联系运动源与执行件的传动链，称为外联系传动链。它的联系运动源与执行件的传动链，称为外联系传动链。它的作用是使执行件得到予定速度的运动，并传递一定的动力。此外，还起执作用是使执行件得到予定速度的运动，并传递一定的动力。此外，还起执行件变速、换向等作用。如卧式车床中，从主电动机到主轴之间的传动链，行件变速、换向等作用。如卧式车床中，从主电动机到主轴之间的

4、传动链，就是典型的外联系传动链。就是典型的外联系传动链。内联系传动链：内联系传动链：联系两个执行件，以形成复合成形运动的传动链，称为内联系两个执行件，以形成复合成形运动的传动链，称为内联系传动链。它的作用是保证两个末端件之间的相对速度或相对位移保持联系传动链。它的作用是保证两个末端件之间的相对速度或相对位移保持严格的比例关系，以保证被加工表面的性质。如滚齿机的范成运动传动链严格的比例关系，以保证被加工表面的性质。如滚齿机的范成运动传动链也属于内联系传动链。也属于内联系传动链。 2021/6/164主运动传动链：可使主轴获得主运动传动链：可使主轴获得24级正转级正转转速（转速（101400 r/

5、min）及）及12级反转转速级反转转速（141580 r/min）2021/6/165主运动传动链主运动传动链2021/6/166CA6140转速 正转24级转速18级低转速6级高转速 反转12级转速2021/6/1672021/6/1682021/6/1692021/6/1610进给运动传动链组成进给运动传动链组成进给传动链：执行件（主轴）执行件（车刀）功用：使刀架实现纵向或横向移动及变速与换向2021/6/1611进给运动传动链进给运动传动链 功用是使刀架实现纵向及横向移动变速与换向。它包括车螺纹进给运动传动链和机动进给运动传动链。 两个末端件：主轴-刀架（丝杠） a) a) 车螺纹进给运

6、动传动链车螺纹进给运动传动链 CA6140型卧式车床能车削米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹，可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹大导程、非标准和较精密的螺纹。它可以车削右旋右旋螺纹，也可以车削左旋左旋螺纹。 计算位移：主轴1r-刀架移动加工螺纹的一个导程L工(mm) 运动平衡方程式: u 从主轴到丝杠之间的总传动比 ； L丝 机床丝杠的导程，CA6140型车床的L丝=12mm； L工 被加工螺纹的导程（mm )。工丝主轴LLu1进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）2021/6/1612 )车削米制螺纹 传动路线 ：刀架（丝杠）（啮合）（左螺纹）（右

7、螺纹）主轴倍536252536362575100100633325253333335858基Muu进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）2021/6/1613 运动平衡式 ： 化简后得 ： u基、u倍分别为基本变速组传动比和增倍变速组传动比。 如适当选择u基和u倍值，就可得到米制螺纹导程L 的各值（112mm）。 mmuuL122536362536257510010063333358581)(倍基主轴倍基uuL7进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）2021/6/1614 进给箱中的基本变速组基本变速组是双轴滑移齿轮变速机构，轴上的四个滑移齿轮可分别与轴上邻近的两个固定齿轮相啮合，共有8种传动

8、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，其余各传动比用分数表示时，分子按等差数列排列。进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）2021/6/1615 增倍变速组增倍变速组由轴间的三轴滑移齿轮机构组成。可变换四种传动比： 它们之间依次相差2倍，其作用是将基本组的传动比成倍地增加或缩小，从而可以加工出不同螺距的螺纹。变换u基和u倍的值，就可得到32种导程值，其中标准的有20种。(米制螺纹表）81481545181倍u41481535282倍u212835

9、45183倍u1283535284倍u进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）2021/6/1616扩大导程传动路线扩大导程传动路线）（接正常导程传动路线（正常导程）（扩大导程）主轴5858582644442080505020802658 从传动路线表达式可知，扩大螺纹导程时，主轴到轴的传动比为 ： 当主轴转速为40-125r/min时， 4582644445050208026581扩u进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）2021/6/1617 当主轴转速为10-32r/min 时， 而正常螺纹导程时，主轴到轴的传动比为： 所以，通过扩大导程传动路线可将正常螺纹导程扩大4倍或16倍。CA614

10、0型车床车削大导程米制螺纹时，最大螺纹导程为192mm。16582644442080208026582扩u15858u进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）2021/6/1618 ) 车削英制螺纹 英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数(扣/in)表示，其标准值也按分段等差数列的规律排列。 英制螺纹的导程 ：L=1/(in) 由于CA6140型车床的丝杠是米制螺纹，被加工的英制螺纹也应换算成以毫米为单位的相应导程值，即 ：进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）)(4 .25)(1mminL2021/6/1619 英制螺纹传动路线与米制螺纹路线相比有以下调整：改变传动链中部分传动副的传动比，使其包含特

11、殊因子 25.4； 将基本组两轴的主、被动关系对调，以便使分母为等差级数。 其余部分的传动路线与车削米制螺纹时相同。 运动平衡式为 ： 将L=25.4/代入上式，得： 变换u基和u倍的值，就可得到各种标准的英制螺纹。倍基倍基主轴uuuuL14.257412253617510010063333358581)(进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）)/47inuu（扣倍基2021/6/1620 )车削模数螺纹 模数螺纹主要用在米制蜗杆中，用模数m表示螺距的大小。螺距与模数的关系为 ：pm=m(mm) 模数螺纹的导程为：Lm=k m(mm) （k螺纹的头数 ） 模数螺纹的标准模数m也是分段等差数列。

12、车削时的传动路线与车削米制螺纹的传动路线基本相同。由于模数螺纹的螺距中含有因子，因此车削模数螺纹时所用的挂轮为 。9710010064进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）2021/6/1621 运动平衡式为： 式中 化简后得 只要变换u基和u倍，就可车削各种不同模数的螺纹 122536362536259710010064333358581(倍基主轴）uuLm48736259710010064， 倍基uukm47进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）2021/6/1622 ) )车削径节螺纹车削径节螺纹 径节螺纹主要用于同英制蜗轮相配合，即为英制蜗杆。其标准参数为径节，用DP表示，其定义为：对

13、于英制蜗轮，将其总齿数折算到每一英寸分度圆直径上所得的齿数值，称为径节。根据径节的定义可得蜗轮齿距为： 式中 z蜗轮的齿数 ， D蜗轮的分度圆直径（in）。 只有英制蜗杆的轴向齿距PDP与蜗轮齿距/DP相等才能正确啮合，而径节制螺纹的导程为英制蜗杆的轴向齿距为： 标准径节的数列也是分段等差数列。 inDPDzzDp蜗轮齿距mmDPkinDPPDP4 .25进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）2021/6/1623 车削径节螺纹时，可采用英制螺纹的传动路线，但挂轮需换为： 运动平衡式: 化简得： 变换u基和u倍可得常用的24种径节螺纹。12253619710010064333358581倍基（

14、主轴）uuLDP9710010064倍基uukDP7进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）2021/6/1624纵向和横向进给传动链纵向和横向进给传动链 机动进给传动链主要是用来加工圆柱面和端面，为了减少螺纹传动链丝杠及开合螺母磨损，保证螺纹传动链的精度，机动进给是由光杠经溜扳箱传动的。 a) 纵向机动进给传动链 两末端件：主轴1r-刀架f(mm) 运动平衡式 ：rmmuuf/125 . 28028483030402945632323656282536362536257510010063333358581倍基（主轴）纵进 给 运 动 传 动 链2021/6/1625进给运动传动链进给运动传动链

15、2021/6/1626螺纹进给传动链：实现螺纹进给传动链：实现 车削公制、英制、模数车削公制、英制、模数 制和径节制四种标准螺制和径节制四种标准螺 纹；还可车削大导程、纹；还可车削大导程、 非标准和较精密的螺纹；非标准和较精密的螺纹； 这些螺纹可以是右旋的，这些螺纹可以是右旋的， 也可以是左旋的也可以是左旋的螺纹进给传动链的运动平衡式为螺纹进给传动链的运动平衡式为 1（主轴）（主轴）u0uxL丝丝 = L工工2021/6/1627 CA6140型车床车削上述各种螺纹时的传动路线表达式为 主轴 VI XIXIXVIIIIIIIVV左螺纹右螺纹扩大螺纹导程正常螺纹导程332525333333582

16、6444420805050208026585858 XVII M5 合 XVIII（丝杆） 刀架非标准螺纹英制和径节螺纹公制和模数螺纹模数和径节螺纹公制和英制螺纹合合倍基合基4332536125363625362597100100647510010063MXIVMXIIdcbauXVXIIIuXIVMXIVuXIIIXII2021/6/1628基本螺距机构，共基本螺距机构，共 8 种：种：75 . 628261基u 7728282基u7828323基u 7928364基u75 . 914195基u 71014206基u71121337基u 71221368基u2021/6/1629增倍机构，共

17、增倍机构，共 4 种：种：1283535281倍u 21283545182倍u41481535283倍u 81481545181倍u2021/6/1630扩大螺距机构：导程可扩大扩大螺距机构：导程可扩大 4 倍倍4582644445050208026581扩u 16582644442080208026582扩u2021/6/1631扩大螺纹进给传动路线的运动平衡式为扩大螺纹进给传动路线的运动平衡式为12333358581挂主轴工uL化简后得挂轮换置公式为化简后得挂轮换置公式为12工挂Ldcbau2021/6/1632纵向和横向进给传动链纵向和横向进给传动链 当进行非螺纹工序车削加工时，可当进行

18、非螺纹工序车削加工时，可使用纵向和横向进给运动链。该传动链使用纵向和横向进给运动链。该传动链由主轴经过公制或英制螺纹传动路线至由主轴经过公制或英制螺纹传动路线至进给箱轴进给箱轴XVII，其后运动经齿轮副传至，其后运动经齿轮副传至光杆光杆XIX，再由光杆经溜板箱中的传动，再由光杆经溜板箱中的传动机构，分别传至齿轮齿条机构和横向进机构，分别传至齿轮齿条机构和横向进给丝杠给丝杠XXVII，使刀架作纵向或横向机，使刀架作纵向或横向机动进给。动进给。2021/6/1633刀架快速移动传动链刀架快速移动传动链 为了减轻工人的劳动强度和缩短为了减轻工人的劳动强度和缩短辅助时间，刀架快速移动传动机构可辅助时间，刀架快速移动传动机构可使刀架实现机动快速移动。按下快速使刀架实现机动快速移动。按下快速移动按钮，快速电动机经齿轮副使轴移动按钮，快速电动机经齿轮副使轴XX高速转动，再经蜗杆副、溜板箱内高速转动，再经蜗杆副、溜板箱内的转换机构，使刀架实现纵向和横向的转换机构，使刀架实