机械制造技术基础-CA6140的传动系统分析.

4.3.3CA6140的传动系统分析【复习】•１）主运动传动链•２）进给运动传动链•３）机动进给传动链（1）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：•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。•传动件：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。•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、工作台等，是传递运动的末端件。（2）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。根据传动链的性质，传动链可分为两类：•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，就是典型的外联系传动链。•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也属于内联系传动链。主运动传动链：可使主轴获得24级正转转速（10~1400r/min）及12级反转转速（14~1580r/min）主运动传动链CA6140转速•正转24级转速18级低转速＋6级高转速•反转12级转速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②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)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，可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹。它可以车削右旋螺纹，也可以车削左旋螺纹。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）ⅰ)车削米制螺纹传动路线：刀架ⅩⅨ（丝杠）（啮合）ⅩⅧⅩⅥⅩⅤⅩⅣⅩⅢ（左螺纹）（右螺纹）Ⅸ主轴Ⅵ倍53625253636257510010063Ⅺ3325Ⅹ253333335858基Muu进给运动传动链（螺纹加工）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（1～12mm）。mmuuL122536362536257510010063333358581)(倍基主轴倍基uuL7进给运动传动链（螺纹加工）进给箱中的基本变速组是双轴滑移齿轮变速机构，ⅩⅣ轴上的四个滑移齿轮可分别与ⅩⅢ轴上邻近的两个固定齿轮相啮合，共有8种传动比：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）增倍变速组由轴ⅩⅤ—ⅩⅥ—ⅩⅦ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u21283545183倍u1283535284倍u进给运动传动链（螺纹加工）扩大导程传动路线）（接正常导程传动路线Ⅸ————————————（正常导程）ⅢⅣⅤ（扩大导程）主轴Ⅵ5858582644442080505020802658从传动路线表达式可知，扩大螺纹导程时，主轴Ⅵ到轴Ⅸ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）当主轴转速为10-32r/min时，而正常螺纹导程时，主轴Ⅵ到轴Ⅸ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。CA6140型车床车削大导程米制螺纹时，最大螺纹导程为192mm。16582644442080208026582扩u15858u进给运动传动链（螺纹加工）ⅱ)车削英制螺纹英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数α(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：Lα=1/α(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)(1mminL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Lα=25.4/α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uuuuL14.257412253617510010063333358581)(进给运动传动链（螺纹加工）)/47inuu（扣倍基ⅲ)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=πm(mm)模数螺纹的导程为：Lm=kπm(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。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π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）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）ⅳ)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π/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mmDPkinDPPDP4.25进给运动传动链（螺纹加工）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（主轴）uuLDP9710010064倍基uukDP7进给运动传动链（螺纹加工）③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）纵进给运动传动链进给运动传动链螺纹进给传动链：实现车削公制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹；还可车削大导程、非标准和较精密的螺纹；这些螺纹可以是右旋的，也可以是左旋的螺纹进给传动链的运动平衡式为1（主轴）×u0×ux×L丝=L工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3325253333335826444420805050208026585858XVII—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4332536125363625362597100100647510010063MXIVMXIIdcbauXVXIIIuXIVMXIVuXIIIXII基本螺距机构，共8种：75.628261基u7728282基u7828323基u7928364基u75.914195基u71014206基u71121337基u71221368基u增倍机构，共4种：1283535281倍u21283545182倍u41481535283倍u81481545181倍u扩大螺距机构：导程可扩大4倍4582644445050208026581扩u16582644442080208026582扩u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12工挂Ldcbau纵向和横向进给传动链当进行非螺纹工序车削加工时，可使用纵向和横向进给运动链。该传动链由主轴经过公制或英制螺纹传动路线至进给箱轴XVII，其后运动经齿轮副传至光杆XIX，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给丝杠XXVII，使刀架作纵向或横向机动进给。刀架快速移动传动链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XX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快速移动，方向仍由双向牙嵌式离合器M8、M9控制。CA6140型车床的典型机构双向多片摩擦离合器及其操纵机构闸带式制动器闸带式制动器变速操纵机构纵向、横向机动进给及快速移动操纵系统超越离合器和进给过载保护装置