普通車床傳動係統變速機構的改進-齒輪加工機床網-數控機床市場網

您現在的位置：齒輪加工機床（chuáng）網> 技術前沿>普通車床傳動係統變速機構的改進

普通車床傳動係統變速機構的改進

2019-4-22 來（lái）源：江蘇省靖（jìng）江中等專業學校作者：鬱冬

摘要：本文結合CA6140車床實例，簡單介紹了CA6140車床的結構組成（chéng），分析了機床主傳（chuán）動係統設計（jì）要求，針對主傳動係統進行改造設計，確定了CA6140車床傳動係統軸承部件。

關鍵詞：車床；傳動係統；變速機構；改進

CA6140型號機床產品屬於沈陽機床公司早期生產的一（yī）款非常典（diǎn）型（xíng）的產（chǎn）品，在20世紀70年代投入生產，在當時我國機械（xiè）製造行業中的應用（yòng）極為廣泛。CA6140型號機（jī）床整體（tǐ）的結構非常緊湊，其運行速率相對高、運行效率也非（fēi）常高，擁有較好的精度，可（kě）以（yǐ）實現數字化的控製。CA6140型號機床擁有經（jīng）濟性、高效性、環保（bǎo）性等多方麵的優勢，因此，其在很多領域中均得以廣泛應（yīng）用，主要應用在一些（xiē）結構相對（duì）複雜的軸類及盤類零部件產品的實（shí）際加工（gōng）過程中。

1、主傳動係統改造設計

1.1 傳動形式的確定

采用集中傳動的方式情況（kuàng）下：在設計的（de）傳動係統中，所有傳動結構及變速機構均設置於相同主軸箱中。在進行中型機床設備及大型（xíng）機床設備的設計過程中，更加適宜應用此種傳（chuán）動方（fāng）式，特別是對CA6140型號機床設備而言，因為其整（zhěng）體結構更加緊湊，所以更加有利於進行（háng）集中操控，這樣便能夠有效降低生產成本。但當傳動部件（jiàn）實際運轉時，會出現（xiàn）一定振動及發熱問題（tí），這極易導（dǎo）致主軸結構出現（xiàn）變（biàn）形問題（tí），最終會導致工件的加工精（jīng）度受（shòu）到影（yǐng）響。

1.2 傳動組及各傳（chuán）動組中傳動副的數（shù）目

在對傳動鏈進行（háng）設計的過程中，選擇方案的原則是在確保（bǎo）達到性能要求基礎（chǔ）上（shàng）盡可能確保更加經濟。符合機床設備要求的設計方案不止一種，開展（zhǎn）傳動鏈設計工作過程中，需要結合經濟性這一設計原則，確保設計方案為最（zuì）優方案。而（ér）通過（guò）利用轉速（sù）圖能夠（gòu）較好地針（zhēn）對不同方案加（jiā）以對比分（fèn）析，同時還能為傳（chuán）動係統設計給予一定參考。在對（duì）轉速圖進行擬定過程中，具體（tǐ）步驟如（rú）下。

首先需要設計相應的傳動方案（àn），在該方案中應（yīng）當明確（què）傳動具體方式及機床設備的開啟和（hé）停（tíng）運操作等，還應當明確換向（xiàng）操作的方式及具體操縱方（fāng）式。傳動形式指的是依照不同傳統部（bù）件及變速部件具體組成特征及結構（gòu）特征，采用相應的傳動及變（biàn）速形式。

設計的傳動方（fāng）案及具體（tǐ）形式在很大程度上會受到係統複雜情況的影響，同時也會受到設備性（xìng）能要（yào）求的影響。所以，在進行傳動方案設計過程中，需要全方位針（zhēn）對係統結構、運行工藝及係統性能等進行考量。

若是傳（chuán）動係統的級數是Z，其包含有不同的傳動組，其中（zhōng）傳動副為Z1、Z2、Z3、Z4……，則Z=Z1Z2Z3Z4……。

因為受到（dào）整體（tǐ）結構的製約，通（tōng）常傳（chuán）動副數選用2或（huò）者是（shì）選用3相對適宜，即（jí）對應的變速級數（shù）Z屬於2及3對應因子，可以得出：

而要想達到（dào）12級傳動的目（mù）標，設計（jì）的傳動係（xì）統中（zhōng）傳動副不同組合形式有很多，具體如下：

①12=3×4，②12=4×3，③12=3×2×2，④12=2×3×2，⑤12=2×2×3等。就以上的形式來看，若采用第（dì）①種及第②種形式，能夠節約1根傳動軸部（bù）件，但在相同的傳動（dòng）組中會（huì）包含有4個（gè）不同的傳動副，如果（guǒ）采用四聯滑移齒輪，將導致（zhì）傳動軸尺寸進一步增（zēng）加。若是采用2個兩聯滑移齒（chǐ）輪（lún），要求（qiú）設計操作機構應當互銷，這樣才（cái）能避免不同（tóng）的滑移齒輪在同（tóng）一時間內進行齧合（hé），因此，這兩種形式通常不會被采用。

若采用第③種、第④種及第（dì）⑤種形式，傳動副具體設計過程，按照前多後少的原則第③種形式較為（wéi）適宜，但此時對Ⅰ軸來說在進（jìn）行換向操作（zuò）過程（chéng）中，應當利用雙向片式摩擦離（lí）合（hé）裝置，這樣才能保（bǎo）障Ⅰ軸所需的軸（zhóu）向長（zhǎng）度相對小一些，也可以保障變速箱結構的尺寸進一（yī）步減小。但因為第一傳動組中包含的傳動副數量應（yīng）當少一（yī）些，適宜選擇（zé）2個傳動副，所以，此（cǐ）次（cì）設（shè）計的傳動形式以第④種形式最為適宜，即12=2×3×2。

1.3 傳動係統擴大順序的安排

若是選擇第①種類型，存在下列（liè）具體問題。

在（zài）第一變速組處在降速（sù）傳（chuán）動情況下，因為摩擦離合器裝置自身尺寸的製約，要求在Ⅰ軸結構上相應齒輪尺寸應當稍大一些，相應的Ⅱ軸結構上相應齒（chǐ）輪（lún）尺寸需要按（àn）照（zhào）倍數增加。這（zhè）會導致Ⅰ軸與Ⅱ軸所具有的中心距進一步增加，同時Ⅰ軸與Ⅱ軸所（suǒ）具有的中心距同樣會出現增大問（wèn）題，將導致係統尺寸相對較大，因此，從實際情況來看，此（cǐ）種類型是不易采用的。而選擇第②種類型，以上問題便能迎刃而解。

1.4 繪製轉速圖（tú）

設計的車床（chuáng）主傳（chuán）動係統轉速具體結構示意圖，如圖1所示。

圖1轉速結構網

1.5 分配降速比

在對機床設備的主軸部件變速傳動過程進行設計（jì）的過程中，應當（dāng）防止從動齒輪部件的尺寸過大，這樣能確保（bǎo）變速箱結構對應尺寸不至於過大，通常會對降速傳動比加以限製，要求其最小值需要滿足Umin≥1/4。要想防止（zhǐ）傳動誤差進一步擴大化並確保噪音更小，通常會對（duì）最大升速比值加以限製，要求其最大值（zhí）需要滿足Umax≤2，所以能夠計算得到（dào）傳動組對應變速（sù）範圍最大值為r≤umax/umin=8。

在CA6140型號車（chē）床設（shè）備中，主軸傳動係統包含了4個不同的傳動組，而其中一組屬於帶（dài）傳動。依照降速比的具（jù）體分配要求，要符合前慢後快這一要求，同時也要符合（hé）摩（mó）擦（cā）離合器裝置具體的運轉速率要求，以進一步對不（bú）同傳動組對應的最小傳動（dòng）比值加以計算。

CA6140型號車床主軸（zhóu）傳動係統共設有4個傳動組，其中有一個是帶傳動。根據降速比分配應“前慢後快（kuài）”的原則（zé）及摩擦離合器的工（gōng）作速度要求，確定（dìng）各傳動組最小傳動（dòng）比。

係統中總傳動（dòng）比大小為：

第一，對決定軸Ⅲ軸及Ⅳ軸而言，其所擁有的降速（sù）傳動比（bǐ）對應最（zuì）小值應當（dāng）較主軸結構中齒輪部件降速傳動比更大，這樣才可以有效發揮出飛輪功能。因此，對變速組結構而言，其所擁有的降速傳（chuán）動比對應最（zuì）小值應當選擇極限值1/4，對應（yīng）公比為Φ=1.41，1.414=4。

在最後的一（yī）級中，具體間隔是6級。

第二，中間軸結構對應傳動比的計算，能夠依（yī）照先快後慢的原則對最小傳動（dòng）比進一步進行計算，依照基比指數（shù）進一步計算其餘傳動比的大小。

Ⅰ~Ⅱ軸之間進行的傳動方式（shì）屬於升速傳動，應進一（yī）步增加齒輪結構外徑值，確保主動輪的齒根所擁有直徑大小能夠較（jiào）離合器裝置的外轂結構尺寸更大。

所以，能夠計算（suàn）得到皮帶輪對應（yīng）傳動（dòng）比大小是：

2、軸承的選擇（zé）

2.1 一般傳（chuán）動軸上的軸承選擇

在此次設計過程中，設計的Ⅰ軸結（jié）構（gòu）中傳動部件對應外徑尺寸均要較左側位置處支承孔結（jié）構直徑值（zhí）要小，而且全部是利用深（shēn）溝（gōu）球軸承部件，在實際裝配過程中希望能夠更加的便捷，有利於對（duì）軸承部件之間的間（jiān）隙更好地進行調（diào）整。Ⅱ軸結構（gòu）及Ⅲ軸結構中應用到的軸承部件，全部是圓錐滾子軸（zhóu）承部件。

2.2 主軸軸承的類型

對於主軸結構來說，在設計前部軸承部件過程中，所選用的軸（zhóu）承結（jié）構屬於雙列圓柱（zhù）型滾子軸承部件，在軸承的（de）內部孔麵上存在一定的錐度，這一錐度恰好與主軸（zhóu）結構對應的錐度相互匹配，軸向方向（xiàng）上（shàng）的發生的（de）移動屬於內圈，筆者設計時將內圈結構進行脹大處（chù）理，這樣能（néng）夠有效避免間隙（xì）問題及預緊問題，在軸承結構（gòu）中采用的滾動體元件屬於滾子，其可以承載更大的徑向載荷作用，同時也擁有相對高轉速值，在軸承結構中一共設置（zhì）有兩列滾子元件，其排列形式屬於交叉形式，設置（zhì）的滾子元件數量相對較（jiào）多，同時（shí）也具有較（jiào）為優良的（de）剛性，溫升相對而言較低，但由於其承載軸向力（lì）作用相（xiàng）對較差，因此在實際中應當和可以（yǐ）承載相對大軸向作用力的（de）軸承結構一起應用，這也使得設計的支（zhī）承部件相對而言較為複雜。

3、結語

CA6140型車床中傳動係統設計和一般類型的（de）機床及（jí）數控類（lèi）型機床對比而言，車（chē）床所設計的傳動係（xì）統（tǒng）部件能夠確保機床加工工藝（yì）對應範圍進（jìn）一步擴大，還可以顯（xiǎn）著降低機械加工工時定額，確保車床加工的效率進一步提升，同時能夠借助配（pèi）掛齒輪（lún）確保擁有不同傳動比，使得機床的適用（yòng）範圍進一步增加。

投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本（běn）網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相（xiàng）關信息

名企推薦

業界視點

| 更多（duō）

行業數據

| 更多

博文選萃

| 更多