第2章 机床的基础知识

2.2 机床的机械传动
机床的传动方法
机械 传动
液压 传动
电气 传动
气压 传动
机床的机械传动
★ 2.2.1 机床上常用的传动副及传动关系
在机械传动中，常用的传动元件有：传动带与带轮、 齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条、丝杠螺母等。每一对传动元 件称为传动副，各种传动副具有不同的传动特点。 下面介绍常用传动副及其传动特点： 1.皮带传动 2.齿轮传动 3.蜗轮蜗杆传动 4.齿轮齿条传动 5.丝杠螺母传动
连续 拉床
立式 内拉 床
其他拉床
锯床G
其他仪 表机床 管子加 工机床
砂轮片 锯床 木螺钉 加工机
卧式 带锯 床
刻线 机
立式 带锯 床
切断 机
圆锯床
弓锯床
锉锯床
其他锯床Q
各类主要机床的主参数和折算系数
机床名称
卧式车床 立式车床 摇臂钻床 卧式镗床 坐标镗床 外圆磨床 内圆磨床 矩台平面磨床 齿轮加工机床 龙门铣床 升降台铣床 龙门刨床 插床及牛头刨床 拉床
塔轮
塔轮是具有多种直径的带轮，改变转速用的传动件。通常两个塔 轮配套使用。当带所处的主动轮和从动轮直径相等时，实现等速 传动。改变带的位置，当带处于主动轮直径小于从动轮直径位置 时，实现减速传动；处于主动轮直径大于从动轮直径位置时，实 现增速传动。塔轮传动可用于需要有级变速而功率较小的地方。
变速机构
代号
G M Z B K
通用特性
自动换刀 仿 加 轻 简 形 重 型 型 式
代号
H F C Q J
半 自 动 数字程序控制
通用机床类、组划分表（1）
组别
类别
0
仪表车 床
1
单轴自 动半自 动车床 坐标镗 钻床
2
多轴自 动、半 自动车 床 深孔钻 床 深孔镗 床
3
回轮、 转塔 车床 摇臂 钻床
4
曲轴 及凸 轮轴 车床 台式 钻床 坐标 镗床
2.1.2 机床的型号
机床的型号是机床产品的代号，由汉语拼音字母和阿拉伯数字按 一定规律组成，它简明地表示出机床的类型、主要规格、性能和结构 特征。 按GB/T 15375-94《金属切削机床型号编制方法》规定 （一）通用机床型号
例：
C A 6 1 40
机床类别代号（车床类） 通用特性代号（普通型） 机床组别代号（落地及卧式车床组） 机床系别代号（卧式车床系） 机床主参数代号（最大车削直径400mm）
车公制螺纹时，要求工件每转一转，刀具应均匀地移动一 个导程P的距离。当车削各种螺纹时，按工件导程P从车床铭 牌上即可查出各手柄位置及配换挂轮齿数。 对于铭牌上没有的螺纹或非标准螺纹的加工，则需要计算 配换的挂轮。 图上所示的啮合位置，其传动路线为：
则工件导程P：
若P已知，就可求出挂轮a、b、c、d的齿数。 可操纵溜板箱中的变向机构实现丝杠的转向，车出右 旋螺纹或左旋螺纹。
气门、活塞 及活塞环磨 削机床
汽车、拖 拉机修磨 机床
通用机床类、组划分表（2）
组别 类别
加工机
3
滚齿 及铣 齿机 套丝 机
4
剃齿 及珩 齿机 攻丝 机 仿形 铣床
5
插齿 机
6
花键轴 铣床 螺纹铣 床
7
齿轮磨 齿机 螺纹磨 床 床身铣 床
8
其他齿轮加 工机 螺纹车床
5.丝杠螺母传动
优点：传动平稳，无噪声，传动精度高。 缺点：传动效率低。
2.2.2 机床传动链及其传动比
传动链——将基本传动方法中某些传动副按传动轴依次组合 起来，就构成一个传动系统，即传动链。 若某传动链从输入轴 到输出轴间有m个传动副， 其传动链总传动比等于传 动链中所有传动比的乘积， 即：
2.2.3 机床上常见的传动机构
3.纵向和横向进给传动计算
图上所示的啮合位置，其传动路线为：
若a=60、b=65、c=65、d=45，当离合 器M左及M右分别接合时，纵向和横向进给量分别 为：
例题
依据右图，试完成： ①写出主运动传动路线。 ②主轴共有几级转速。 ③计算主轴的最大转速和最小转速。
2.4
机床的液压传动
（2）滑移齿轮变速机构
优点：结构紧凑，传动效率高。 缺点：不能在运转中变速。
变速机构
（3）离合器变速机构
优点：变速时齿轮不需移动，可以采用斜齿轮，使传动平稳。 缺点：用摩擦离合器可在运转中变速。
变速机构
（4）摆动齿轮变速机构
优点：外廓尺寸小。 缺点：结构刚度低，传递力矩受限。
机床上常见的传动机构
运动特征：主运动为主轴带动工件作回转运动 ；
所用刀具：车刀、钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥等；
车床种类：卧式、立式、转塔、仿形、自动和半自动、
专门化车床（曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床） 加工精度：经济加工精度IT8~IT7,表面粗糙度Ra1.25~2.5
普通车床的基本结构及运动
主轴箱 挂 轮 机 构 刀架
C6132车床主运动传动
2.3.1 C6132车床 主运动传动 1.传动路线
主运动传动链的传动路 线表达式如下：
2.传动计算
根据传动路线表达式主轴可得到2×３×２＝12种转速。主轴工作转速 计算式为：
式中
n电——电动机转速，r/min；
i 变——变速箱总传动比； i 带——皮带传动比； i 主——主轴箱输入轴至主轴的传动比；
液压传动是应用液体作为工作介质，通过液压元件来 传递运动和动力。 2.4.1 液压传动的基本知识 液压传动在机床上的应用比较广，如拉刀的直线运 动，就是由拉床上的液压装置驱动的；万能外圆磨床、 平面磨床的工作台的运动也是采用液压传动方式。 磨床在磨削工件时，工作台必须连续往复运动。在 液压系统中，工作台的运动方向是由电磁换向阀来控制 的。
类 车 钻 镗 别 床 床 床 代 号 磨床 齿轮 加工 机床 螺纹 加工 机床 铣床 刨插 床 拉床 电加 工 机床 锯 床 其它 机床
C
Z
T
M 磨
2M 二磨
3M 三磨
Y 牙
S 丝
X 铣
B 刨
L 拉
D 电
G 割
Q 其
读 车 钻 镗 音
按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床 按加工精度分：普通精度、精密、高精度 按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床 按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床
钻床Z 镗床T
仪表磨 床
精镗床 平面及 端面磨 床 可转位 刀片磨 削机床
M
外圆磨 床
内圆磨 床
砂轮 机 外圆 及其 他珩 磨机 轴承 套圈 超精 机
坐标 磨床
磨床
2M
超精机
内圆珩 磨机
抛光 机
刀具刃 磨及研 磨机床
研磨机
其他磨床
3M
球轴承 套圈沟 磨床
滚子轴 承套圈 滚道磨 床
滚子加 工机床
钢球加 工机床
5
立式 车床 立式 钻床 立式 镗床 导轨 磨床 砂带 抛光 及磨 削机 床 叶片 磨削 机床
6
落地及 卧式车 床 卧式钻 床 卧式铣 镗床 刀具刃 磨床
7
8
9
车床C
仿形及 轮、轴、辊、 其他车床 多刀车 锭及铲齿车 床 床 铣钻床 中心孔钻床 汽车、拖拉 机修理用镗 床 曲轴、凸轮 轴、花键轴 及轧辊磨床 工具磨床
常用的传动副及传动特点
3.蜗轮蜗杆传动
优点：可获得较大的传动比，传动准确、平稳，结构紧凑，承载能力大， 无噪声。 缺点：传动效率较低，摩擦产生的热量大，需良好的润滑条件。
常用的传动副及传动特点
4.齿轮齿条传动
优点：传动效率较高，结构紧凑。 缺点：制造精度不高时传动不平稳，有噪声。
常用的传动副及传动特点
图2-3所示齿轮的啮合位置，主轴的工作转速为：
由主运动传动路线：
可见，当改变变速箱中滑移齿轮的位置和主轴箱中离 合器M1的位置时，可得到其余11种转速。其中：
2.3.2
C6132车床进给运动传动
1.进给运动传动路线：
进给运动传动链的传动路线表达式如下：
增倍齿轮
增倍齿轮由三轴滑移齿轮机构组成。可变换四种传动比：
尾座
进给箱
丝杠
溜板箱
床身
光杠
床腿
C6132型普通车床
为便于了解和分析机床的运动和传动情况，常用机床的传动系统图。 主运动传动链 传动系统 进给运动传动链 纵向进给传动链：与主轴方向平行 横向进给传动链：与主轴方向垂直 螺纹进给传动链 刀架快速移动传动链 传动路线：
C6132车床传动框图
C6132车床传动系统
常用的传动副及传动特点
1.皮带传动
优点：传动平稳，中心距变化范围大，结构简单，制造、维修方便，有过 载保护。 缺点：外廓尺寸大，传动比不准确，摩擦损失大，传动效率低。
常用的传动副及传动特点
2.齿轮传动
优点：传动比准确恒定，结构紧凑，工作可靠，可传递较大的扭矩且传动 效率高，使用寿命长。 缺点：制造复杂，精度不高时传动不平稳，有噪声。
1.变速机构
变速机构用来改变从动件的旋转速度或移动速度。主 要通过改变传动比大小使从动轴得到各种不同的转速。机 床上常用的变速机构有： （1）塔轮变速机构 （2）滑移齿轮变速机构 （3）离合器变速机构 （4）摆动齿轮变速机构
变速机构
（1）塔轮变速机构
优点：运动平稳，结构简单。 缺点：停止转动时才能手动推带换档，使用不方便。
2.4.2 液压传动的特点及其在机床中的应用
1.液压传动突出的优点: （1）从结构上看 液压传动的控制、调节比较简单，操作方便，布局灵活。当与电 气或气压传动相配合使用时，易于实现远距离操纵和自动控制； （2）从工作性能上看 液压装置能在大范围内实现无级调速，也可以在运行中很方便地 调速，动作快速、稳定。因为工作介质是液体，所以运动传递平稳、 均匀。 （3）从维护使用上看 液压元件能自行润滑，因此使用寿命长，且能实现系统的过载保 护。元件易实现系列化、标准化。 缺点：由于不可避免存在泄露，所以液压系统不能实现严格的定传动比 传动，传动效率较低。