第二章§2-2机床

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6、Y3150E型滚齿机的传动系统图
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要点 根据传动系统图分别写出主运动传动
链、展成运动传动链、轴向进给传动链和 差动运动传动链的末端件、计算位移和运 动平衡式。
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Y3150E型滚齿机的传动系统
展成运动传动链
末端件为： 滚刀――工件
计算位移：
滚刀转1
转――工件转
K Z
转
运动平衡式 :
1转×
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3、渐开线齿面的形成
图2－16 渐开线齿面的形成 1－滚刀；2－工件
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渐开线齿面的形成
从几何学原理可知：任何形面的形成都可以看成是一条母 线沿着一条导线运动所形成，如：
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渐开线齿面的成形运动
渐开线齿面的成形运动：
母线（渐开线）――滚刀旋转B11+工件转动B12 导线：滚切直齿时为齿长直线:A2
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CA6140型卧式车床传动计算
车螺纹传动链
末端件： 主轴――刀架 计算位移： 主轴转1转――刀架移动T mm
运动平衡式：
1转
58 58
33 33
63 100
100 75
25 36
u
j
25 36
36 25
ub
12
T
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CA6140型卧式车床传动计算
纵向进给传动链
末端件： 主轴――刀架
计算位移： 主轴转1转――刀架移动 f纵 mm
滚切斜齿时为螺旋线： 刀架直线移动A2+工件附加转动B22
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4、滚切直齿传动原理图
滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图
图2－17 滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图
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滚切直齿传动原理图
图中： 虚线表示传动链中的固定传动比； uv 表示改变滚刀主轴转速用的变速机构； ux 表示改变渐开线形状(即：改变工件齿轮齿
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、精密精度、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
3
金属切削机床型号的编制
按GB/T15375-94《金属切削机床型号编制方法》规定 通用机床型号的编制方法如下。
例如：
C A 6 1 40
齿长方向是一条螺旋线，它与直齿圆柱齿轮的差 别仅在于导线的形状不同。
其传动原理图如下，滚切斜齿时为了形成螺旋 齿线，在滚刀作轴向运动时工件还应作附加旋转 运动。这条传动链就是差动传动链：刀架—12— 13—14—15—[合成]—6—7—8—9—工作台，属内 联系传动
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斜齿圆柱齿轮的传动原理图
从传动原理图b) 可以领悟到滚切斜齿时为什么工件 必须要有一个附加转动B22:
➢ 主运动传动链：
末 端 件：电机――主轴 计算位移： 电机转 n1 转――主轴转 n主 转
进给传动链：
末 端 件：主轴 ――刀具 计算位移：主轴转1转―－刀具直线移动f mm
车螺纹传动链：
末 端 件：主轴――刀具 计算位移：主轴转1转―－刀具直线移动T mm
式中：T―螺纹的导程
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传动链的性质
按传动链的性质不同可分为：
、56
38
；u2
22 58
、30 、39
50 41
25
CA6140型卧式车床传动计算
低速分支：1450
130 230
u3
u4
u5
u6
26 58
n低速
式中：u3
51 43
、56
38
；u4
22 58
、30
50
、39
41
u5
20 80
、50
50
；u6
20 80
、51
50
➢ 正转级数： 2×3×(4－1)+2×3＝24 级 ➢ 反转级数： 3×(4－1)+3＝12 级
S XBL D G Q
丝 铣刨拉 电 割 其
5
机床
通用特性
代号
高精度
G
自动换刀
H
精密
M
仿形
F
自动
Z
万能
W
半自动
B
轻型
Q
数字程序控制
K
简式
J
结构特性代号
区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉 语拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母“I”、“O” 不能用。例：CA6140型普通车床
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斜齿圆柱齿轮的传动原理图
由上传动原理图b) 图中的左图可知：若将工件
转一转的螺旋线展开，则螺旋线的导程为T，齿轮
节圆直径为 mt Z ，螺旋角为 。当滚刀轴向进
给 s 距离时，c 点应加快转动到 c 点。换句话说，
工件在原来渐开线展成运动基础上再附加转动一弧
长 ，C或C，多转动
转cc。由相似三角形原理可
第四章 机械加工质量分析及控制 10 学时
第五章 机械加工工艺规程设计 14学时
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§2－2 金属切削机床
一．基本知识 二．CA6140型普通车床 三．Y3150E型滚齿机 四．一般了解其他各类机床
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一、基本知识
1、金属切削机床分类及机床型号的编制 按加工方式分为：12大类：
车 钻 镗 磨 齿轮加 螺纹加 铣 刨 拉 电加工 切断 其它 床 床 床 床 工机床 工机床 床 床 床 机床 机床 机床
它也是了解 机床和设计机 床的重要工具。
主运动传动系统图
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二、CA6140型普通车床
1、车床的外形及结构布局
车床的外形
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车床的结构与布局
主轴箱 卡盘 刀架
尾架
床身
进给箱
溜板箱
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车床的结构与布局
①主轴箱 功能是支承主轴，并实现其开、停、换 向、制动和变速，
把进给运动从主轴传向进给系统。其包括的主要机构和零 件包括有：卸荷带轮 、双向多片摩擦离合器及其操纵机构 、 主轴组件 、变速操纵机构 。 ②溜板箱
①外联系传动链
两个末端件之间不要求有严格的传动比关系的传动链。
车床的主运动传动链和进给运动传动链都是外联系传动链。
②内联系传动链
两个末端件之间要求有严格的传动比关系的传动链。
车床的车螺纹传动链就是内联系传动链。
内联系传动链中不能用带传动、摩擦轮传动和链传动 。
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3、转速图
转速图
转速图是一种表达机床传动方案的简图。 转速图可以表达如下信息：
机、伺服电动机、变频调速电机、步进电机等。
执行件: 机床上直接夹持刀具或工件并实现所需运动
的零部件，如主轴、刀架、工作台等。
传动件: 把动力源的动力和运动按要求传递给执行件
或将运动由—个执行件传递到另一执行件的零部件， 如齿轮、丝杠螺母、液压传动件等
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车床的传动原理图
从传动原理图可以看出，车床存在三条传动链：
数)的变速机构； uf 表示改变滚刀轴向进给量的变速机构；
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滚切直齿传动链
①展成运动传动链 （形成不同的齿面渐开线）
末端件为： 滚刀――工件； 包括由点4至点5，点6至 点7的固定传动比传动以及
点5至点6传动比可变换的换置机构，属内联系传动链。
②主运动传动链（使滚刀获得不同的转速）
末端件为： 电机――滚刀；
末端件为： 电机――滚刀；
➢ 展成运动传动链（形成不同的齿面渐开线）
末端件为： 滚刀――工件；
➢ 轴向进给传动链(滚刀直线进给,形成直齿的全齿长)
末端件为：工件――刀架；
➢ 差动运动传动链（给工件一附加转动，以形成不同的斜
齿轮螺旋齿长线） 末端件为： 刀架――工件。
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差动传动链
即：齿轮端面上的齿廓是渐开线，沿齿轮的
竖线表示轴的数量（传动轴、电机轴、主轴）； 水平线与竖线的交点（有小圈者）表示各轴转速; 下降斜线表示降速传动；上升斜线表示升速传动；水 平线表示传动比为1； 数字表示传动比(齿数比)。
转速图也是了解机床、设计机床的有用工具。
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转速图
某车床主运动转速图
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4、传动系统图
传动系统图：
传动系统图是 用国家标准所 规定的符号， 按传动顺序表 示机床全部运 动传动关系的 示意图。
《机械制造技术基础》教案
适用专业：机械工程及自动化
普通高等教育“十五”国家级规划教材：《机械制造技术基础》
（第三版） 熊良山 等主编 华中科技大学出版社
总学时：56学时(本科）、48学时（专科） 其中实验：6学时
学时分配：
第一章 诸论 1学时
第二章 制造工艺装备 15学时
第三章 切削过程及控制 10学时
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主要参数代号
机床的组别和系别代号 每类机床分10组（从
0～9组），每组又分10系 （从0～9型） 主要参数代号
代表机床规格大小的一种参 数，用阿拉伯数字表示，常用 主参数的折算值（1/10或1/100 或1/1）来表示。
机床重大改进序号
用字母“A、B、C …… ”表 示，附机床型号末尾，以示区 别
运动平衡式：
1转 58 33 63 100 25 58 33 100 75 36
u
j
25 36
36 25
ub
28 56
36 32
32 56
4 29
40 48
π
2.512
f纵
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三．Y3150E型滚齿机
1、Y3150E型滚齿机外形与结构
29
滚齿机的结构与布局
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Y3150E型滚齿机
2、滚齿原理 滚齿的过程相当于一对交错螺旋齿轮副的啮合过 程，将其中的一个螺旋齿轮制成滚刀，就可将另 一螺旋齿轮（工件毛坯）切削成实际齿轮。
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2、车床的传动原理图
车削成形运动：
车削成形运动→ 工件回转＋刀具直线移动 合成运动→ 刀尖相对于工件作螺旋运动
传动原理图：用国家标准规定的简单符号表达机床各
传动件、运动件之间传动联系的示意图，如：
8
车床的传动原理图
车床的传动原理图
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车床的传动原理图
图中： 动力源: 通常为电动机，包括交流电动机、直流电动
功用是将进给运动或快速移动由进给 箱或快速移动电动 机传给溜板和刀架，使刀架实现纵，横向和正、反向机动 走刀或快速移动。
其包括的主要机构有：开合螺母机构 、纵向、横向机 动进给及快速移动的操纵机构 、互锁机构 、安全离合器 。
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2、车床的功能
卧式车床的典型加工工序： 可采用：各种车刀以及钻头、扩孔钻、铰刀、
21
CA6140型卧式车床传动系统图
22
摩擦片离合器
23
安全离合器
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CA6140型卧式车床传动计算
主运动传动链 末端件： 电机――主轴 计算位移： 电机转1450 rpm ――主轴转 n主轴 rpm
运动平衡式：
高速分支：1450
130 230
u1
u2
63 50
n高速
式中：
u1
51 43
丝锥、板牙、滚花刀等； 可车削：外圆柱面、圆锥体、曲面、打中心孔、
钻孔、镗孔、铰孔、车端面、切槽、车螺纹、攻 丝、滚花等工作。
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2、车床的功能
卧式车床的典型加工工序
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3、车床的传动系统
车床的传动系统（重点） 学习的要点：
读懂CA6140型普通车床的传动系统图，并根 据传动系统图分别写出主运动传动链、纵向进给传 动链和车螺纹进给传动链的末端件、计算位移和运 动平衡式。
滚刀在位置 a 点开始切削，滚刀下降 s 到达 c
点。加工直齿时切削点就应在 c点，但在滚切斜齿
时，切削点应在 c，点 即：滚刀直线下降 s 过程中，
工件应比滚切直齿时转快些，使切削点由 c 点快转
到 c，点位置上，这需要工件有一个附加转动B22。 B12和B22两个运动通过合成机构（行星轮系）合 成为一个运动传给工件，使工件其转动。
知，两个相似三角形的对应mt边Z 成比例，故有：
cc s
mt Z T
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斜齿圆柱齿轮的传动原理图
即：当滚刀轴向进给 s 距离过程中，工件应附加
转动 s 转。令 s f ，即推得差动传动链的
T 计算位移：
刀架(滚刀)移动 f mm――工件附加转
f T
转
或 刀架(滚刀)移动 T mm――工件附加转动±1 转
床类别代号（车床机类）
机床特性代号（结构特性）
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）
4
机床的类别代号
类车钻镗 别床床床
磨床
齿轮 加工 机床
代 号
C
Z
T
M
2 M
3M
Y
读 音
车
钻
镗
磨
2 磨
3 磨
牙
螺纹 加工 机床
铣刨拉 床床床
电加 工
机床
切断 其它 机床 机床
uv 表示改变滚刀主轴转速用的变速机构；
ux 表示改变渐开线形状(即：改变工件齿轮齿
数)的变速机构；
u f 表示改变滚刀轴向进给量的变速机构；
uy 表示改变斜齿轮螺旋线（导线）螺旋角大小 的变速机构。
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斜齿圆柱齿轮的传动原理图
从传动原理图a) 可以看出，滚切斜齿齿轮时必须有 四条传动链：
➢ 主运动传动链（使滚刀获得不同的转速）
由点1至点4，属外联系传动 链。 ③轴向进给运动传动链(形成直齿的全齿长)
末端件为：工件――刀架； 工件—7— 8 —9—10—刀架升降丝杠—刀架，是外
联系传动链
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5、斜齿圆柱齿轮的传动原理图
图2－18 滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图
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斜齿圆柱齿轮的传动原理图
图中：
虚线表示传动链中的固定传动比；
80 20
28 28
28 28
28 28
42 56
i1
e a c 1 ＝K f b d 72 Z
转
式中： i1 为合成机构的传动比
(加工直齿：i1＝1 ；加工斜齿：i1＝－1 )
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Y3150E型滚齿机的传动系统
主运动传动链
末端件为： 电机――滚刀 计算位移：电机转n电 rpm――滚刀转 n刀 rpm