机床的传动系统及调整计算

1.4.1 机床的传动系统

为了便于了解和分析机床运动源与执行件或执行件与执行件之间的运动情况，以及它们之间的相互关系，常将传动系统中的各传动元件用规定的符号来表示，并且按照运动传递顺序，以展开图的形式把它们表达出来。这种展开图就称为传动系统图。例如，图1-10所示为一种卧式车床的传动系统图。

图1-10 卧式车床传动系统

了解分析一台机床的传动系统时，首先应根据被加工表面的形状、采用的加工方法及刀具结构形式，了解机床所需的成形运动和辅助运动，实现各个运动的执行件和运动源是什么。从而确定机床需要有哪些传动链及其传动顺序、传动结构和传动关系。图1-10所示机床具有两个执行件，即主轴和刀架。机床工作时，主轴旋转做主运动，刀架直线移动做进给运动。机床传动系统由主传动链、车螺纹传动链、纵向进给传动链及横向进给传动链等组成。

（1）主运动传动链 主运动传动链由主电动机驱动，经带轮使轴Ⅰ旋转，然后经轴Ⅰ-Ⅱ、轴Ⅱ-Ⅲ及轴Ⅲ-Ⅳ（主轴）间的3组双联滑移齿轮变速组传动主轴，并使其获得2×2×2=8级转速。由电动机至主轴间的传动联系，可简明地用传动路线表达式表示如下：

根据图示齿轮位置，可以得出主轴转速为

（2）车螺纹传动链 在车床上车制螺纹时，要求工件的旋转与刀架纵向进给保持严格的传动关系。车螺纹运动传动链的两端件是主轴和刀架。在主轴与轴Ⅵ间有一滑移齿轮换向机构。该机构一方面可将主轴运动传给进给系统，另外还可改变轴Ⅵ的转向，从而改变丝杠Ⅺ的转向，以便加工左、右螺纹。轴Ⅵ～Ⅶ间有一挂轮机构，可通过改变ab×cd挂轮组传动比，加工不同类型的螺纹。主轴运动经换向机构、挂轮机构、轴Ⅶ～Ⅷ间滑移齿轮变速机构传至轴Ⅷ。当轴Ⅷ上滑移齿轮z42与轴Ⅸ上齿轮z62或z63啮合时，便可通过联轴节带动丝杠，再经开合螺母机构使刀架纵向移动。车螺纹运动的传动路线表达式为

（3）纵、横向进给传动链 纵、横向机动进给时的进给量也是以工件每转一转，刀架移动的距离来衡量，所以在进给运动中，传动链的两端件为主轴与刀架。

机动进给时，轴Ⅷ上的滑移齿轮z42右移，与离合器M1内齿轮啮合，运动由轴Ⅷ传至光杠Ⅻ，再经蜗杆副、轴ⅩⅢ及齿轮z35将运动传至空套在轴ⅩⅦ上的齿轮z33。当离合器M2接通时，运动经齿轮副、离合器M2、齿轮副传至轴ⅩⅥ上小齿轮z33，从而使小齿轮z13在固定于床身的齿条（m=2）上滚动，并带动刀架作纵向进给运动。当离合器M3接通时，运动由齿轮z33经离合器M3、齿轮副传至横向进给丝杠ⅩⅦ，带动刀架做横向进给运动。纵、横向进给传动路线表达式为

1.4.2 机床运动的调整计算

一台机床由几条传动链组成，传动链中通常包含定比传动机构和换置机构两类传动机构。定比传动机构称为固定环节，换置机构称为可调环节。机床运动的调整，就是根据加工要求变换换置机构的传动比和传动方向，如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。

调整前，先要分析加工时需要哪些工作运动及其相互间的关系，然后调整机床各个有关传动链。

车螺纹进给传动链如图1-11所示，确定车床挂轮换置机构的传动比：

图1-11 车螺纹传动链的调整计算

（1）传动链两端件 主轴—刀架。

（2）确定计算位移 主轴转1转刀架位移量L（工件螺纹导程，mm）。

（3）列运动平衡式

（4）求换置机构的传动比 将上式化简整理，得出挂轮换置机构的换置公式为

将所需要车削的工件螺纹导程的数值代入此换置公式，便可计算出挂轮换置机构的传动比，并根据此传动比计算出各配换齿轮的齿数。如L=3mm，则

即配换齿轮的齿数为a=25，b=50，c=45，d=60。

根据计算得出的传动比确定配换齿轮齿数的方法有多种，其中常用的是因子分解法和查表法。因子分解法适用于传动比的数值是有理数，且换算成分数后其分子分母可分解成数值不大的几个因子。如果传动比的数值是无理数，一般采用查表法按传动比的近似值选取配换齿轮数。这种方法会产生传动比误差。在计算和调整时必须保持一定的精确度，使误差限制在允许的范围内。