第2章 机床的运动分析-2

主轴传动系统，并按 照图示齿轮的啮合位 置，计算主轴的转速。
图2.9 万能升降台铣床的传动系统图
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1）传动链两端件：电动机——主轴。
2）确定计算位移： 因传动链为外链，故无严格的运动关系， 只需实现主轴变速。 3）传动路线表达式：电动机——轴Ⅰ——Ⅱ轴——齿轮副 26/54——Ⅲ——Ⅳ——Ⅴ，使轴Ⅴ获得不同的转速。 传动路线表达式为：
如车螺纹链的运动关系为：主轴——刀架移动被加工螺纹 一个螺距。 3）写出传动链的传动路线表达式。 4）列出运动平衡式。 由运动平衡式计算出执行件的转速、进
给量或位移量，或者整理出换置机构的换置公式，然后根据加工情
况，确定变速机构的传动比或挂轮变速机构中挂轮的齿数。
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例2.5：分析图2.9所
示万能升降台铣床的
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传动链中通常包括两类传动机构： （1）传动比和传动方向不变的传动机构。 如定比传动机构：定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠和 螺母副等。 （2）传动比和传动方向根据加工要求可以变化的传动机构。 如换置机构：挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离 合器变速机构等。
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例如，图所示为在卧式车床上车单头螺纹时的内联系。内联 系传动链由3对齿轮串联而成，其作用是将两执行件，即主 轴与刀架联系起来，保证主轴转一周，刀架移动一个被加工 导程，从而将两个单元运动，即主轴旋转n1 和刀架纵向移动 n2 ，组成复合运动（n1 n2）。
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图2-4传动原理图常用示意符号 (a)电动机;(b)车床主轴;(c)车刀;(d)滚刀;(e)合成机构； (f)传动比可变的传动机构;(g)传动比不变的传动机构
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以卧式车床上用螺纹车刀车螺纹为 例，来说明机床传动原理图的画法： 1).画出工件、刀具示意图及其运动； 2).画出主轴、刀架、丝杆螺母； 3).画出运动源（电动机）；
置把动力源和执行件或执行件和执行件联系起来，称为传动联 系，即动力源——传动装置——执行件或执行件——传动装置 ——执行件这一系列串联着的传动件，称为“传动链”。 根据传动联系的性质，传动链可分为如下两类：
（1）外联系传动链
（2）内联系传动链
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（1）外联系传动链 外联系传动链：机床动力源和运动执行机构之间的传动联系。
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传动系统图
机床的传动系统图是表示机床全部运动部件之间的传动关系的 示意图。图中使用简单的符号表示各种传动元件，且各元件按照运 动传递的先后顺序以展开图的形式画出来。将立体的传动结构展开 并绘制在一个能反映机床外形和各主要部件相互位置关系的投影平 面内。无法直观表现的联系可以通过折线、大括号或虚线表示。通 常在传动系统图中应注明齿轮的齿数、带轮直径、丝杠的导程和线
机床上动力源和执行件之间为了实现外联系而顺次串联的传动副
，称为外联系传动链（对简单运动而言）。 例：车外圆时，电机——主轴（外联系传动链），如下图所示。
外联系传动链示意图 a).机械式 b).直联式
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（2）内联系传动链 机床上为了将两个或两个以上单元运动组成复合的成形运 动。执行件与执行件之间的传递联系称为内联系。 机床上两个执行件之间为了实现内联系而顺次串联的传动副， 称为内联系传动链。
内联系传动链 （车单头螺纹）
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三、传动原理图及传动系统图 传动原理图
机床所有传动链和它们之间的相互联系，组成了机床的传动系统。
为了简明地表示机床加工过程中各个运动的传动联系，常用简单的传 动原理图。传动原理图中规定用一些简明的标准符号来表示传动链的 各传动件和执行件等，并且只表示与表面成型直接有关的运动和传动 联系。 图2-4是传动原理图常用示意符号。 图2-5是用螺纹车刀车螺纹时的传动原理图。由于主轴的旋转运动和 刀架的直线运动这两个成型运动之间没有严格的相对速度要求，两者 之间不是内联系，因此可以共用一个电动机，也可以各自单独与电动 机连接。
数、电动机的转速和功率、传动轴的编号（从原动机开始，按运动
传递顺序依次用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…表示）等，如图2-6～图2-8 所示。
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图2-6
CA6140型卧式车床传动系统图
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图2-7
Y3150E型滚齿机传动系统图
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图2-8 XKA5750数控铣床传动系统图
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传动原理图与传动系统图的主要区别如下：
将所需车削的工件螺纹导程的数值代入此换置公式，便 可计算出挂轮变速机构的传动比以及各配换齿轮的齿数。例 如：
即：配换齿轮的齿数为： a=45，b=30，c=60，d=80。
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复习题
1、简答：形成发生线的方法有哪些？ 2、机床上最基本的运动是表面成形运动；即为了形成表面发生 线机床上刀具和工件所作的相对运动。 3、形成表面所需的成形运动就是形成其母线和导线所需的成形 运动的总和。 4、在机床上除了上述表面成形运动之外，还必须具备与形成发 生线无关的一些辅助运动，主要：切入运动、分度运动、辅助 运动、控制运动和校正运动等。 5、外联系传动链与内联系传动链的本质区别是什么? 6、传动原理图与传动系统图的主要区别？ 7、每一个独立的运动都有五个要素：即轨迹、速度、方向、行 程和位置。 8、改变运动参数的机构称为换置器官。
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§2-4 机床运动的调整
一、运动参数及其换置器官 1、运动参数
一般情况下，每一个独立的运动都有5个要素： 即轨迹、速度、方向、行程（路程）和位置， 在分析运动时，必须逐一加以研究。
2、换置器官
机床运动的调整，就是调整每个运动的5个参数。 改变运动参数的机构称为换置器官。
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二、机床运动的调整计算
机床运动的调整计算一般可分为两类：
3.传动装置
为了将运动源的动力和运动按要求传递给执行件，就必须 有传递动力和运动的零件，称为传动装置。如齿轮、链轮、胶
带轮、丝杆、螺母等，
有的传动件还起变换运动的性质、方向、速度等作用如“齿轮齿条”、“丝杆-螺母”、“蜗杆-蜗轮”。
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二、机床的传动联系
为了在机床上得到所需的运动，必须通过一系列的传动装
主轴转速为：
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例2：根据图2.10所示车螺纹进给传动链，确定挂轮变速机 构的换置公式。 1）传动链两端件：主轴－刀架。 2）确定计算位移：主轴转1转－刀架移动S（S是工件螺纹 导程，单位为mm）。 3）列出运动平衡式
图2.10
螺纹进给传动链
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4）求换置公式：将上式化简整理，得挂轮变速机构的换 置公式为：
第二章 机床的运动分析
§2-3 机床的传动联系和传动原理图
一、传动的基本组成部分
机床的三个基本组成部分： 执行件、动力源、传动装置
1.执行件
机床上直接夹持刀具或工件并实现其运动的零部件，称为 执行件。 常见的执行件有主轴、刀架、工作台等，它是传递运动的 末端件。
2.动力源
为了驱动机床的执行件，实现机床的运动，必须要有动力 来源，称为动力源，通常为电动机。 可以几个运动共用一个动力源； 也可以每个运动单独有动力源。
一种是根据机床传动系统内传动件的运动参数，计算某一执
行件的运动速度或位移量； 另一种是根据两执行件间应保持的运动关系，确定相应传动 链内换置机构（一般为挂轮机构）的传动比，以便对其进行 调整。
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以传动原理图所表达的各条传动链为依据，按下列步骤进行。
1）确定传动链两端件，找出该传动链的始端件和末端件。 如车床主运动链的两端件为电动机——主轴； 车床车螺纹链的两端件为主轴——刀架。 2）根据两端件的相对运动要求确定计算位移。
1.传动原理图则仅用一些简单的符号来表示运动源与执行件，
执行件与执行件之间的传动联系； 传动原理图则主要表示与表面成形有直接关系的运动及 其传动联系。 2.传动系统图上表示该机床所有的执行运动及其传动联系； 传动系统图具体表示了传动链中各传动件的结构形式，如轴 、齿轮、胶带轮等。
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第二章 机床的运动分析
4).画出该机床上的特殊机构符号，如 Uv 、Ux等； 5).再用虚线代表传动比不变的传动链，把它们之间关联的部分联 接起来。其它的中间传动件则一概不画，这样就可以得到了一幅 简洁明了的图形，这种图形表示了机床传动最基本的特征。
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图2-5用螺纹车刀车螺纹时的传动原理图 1. 一条是联系电动机和主轴外联系传动链： 电动机－1－2－uv－3－4－主轴； 2. 另一条为联系主轴和刀架的内联系传动链： 主轴－4－5－uf－6－7－丝杠（刀架）。