二机床传动系统与传动原理

传 ➢气压传动——夹紧装置
动
系
统
的
组
成
（一） 机床传动系统的组成
为运动提供动力 传递动力和运动 执行机床运动
机
运动源
传动装置
执行件
主轴
床
刀架
传
电气
机械
气动
液压
工作台
动
控制
变速
夹紧
进给
系
统
定比传
的
动机构
换置 机构
可转换 传动比
机构
组
成
带 齿 链 丝杠 蜗轮 传 轮 传 螺母 蜗杆
挂滑 塔离 轮移 轮合
动 系
传动比和传动方向固定不变的传动机构，如带传
统 动、齿轮传动、链传动、蜗轮蜗杆传动、丝杠螺母传
的 动等。
组 （2）换置机构
成
根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机
构，如挂轮变速、滑移齿轮变速、塔轮变速、离合器
换向等。
（一） 机床传动系统的组成
➢液压传动——进给系统
机 床
➢电气传动——控制部分
外联系传动链
传动链两个末端件之间不要求有严格的传动比关
机 床
系，如车削外圆时，电机与主轴间的传动链。
的 内联系传动链 传
动
传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系，
链 如 车削螺纹时，主轴与刀架间的传动链；滚切齿轮
时，工件与滚刀间的传动链。
内联系传动链中不能用带传动、摩擦传动和链传
动。
（三）机床的传动原理图
成
（一） 机床传动系统的组成
（2）运动源（动力源）
机
机床运动的来源，它向运动部分提供动力，如
床 传
交流电动机、伺服电动机等。
动
可以每个运动有单独的运动源，也可以几个运
系 动共用一个运动源。 统
的
组
成
（一） 机床传动系统的组成
（3）传动装置
机
Leabharlann Baidu
传递运动和动力的装置，通过它把执行件和运
床
传 动源或执行件与执行件之间联系起来，使执行件获
增倍变速组
u倍为ⅩⅤ—ⅩⅦ轴之间变 速机构的可变传动比，共4种：
18 15
45 28
48 35
35 28
u倍1
18 45
15 48
1 8
28 15 1 u倍2 35 48 4
u倍3
18 45
35 28
1 2
28 35 u倍4 35 28 1
1）车削公制螺纹（米制螺纹）
56
39
电动机
φ1 3 0 φ2 3 0
I
M1左
3 8
5
1
4 3
—
II
4 2
21
5 3
M1右
5 3
0 4
V
II
3 3
4 0
30 5 0
2 0
20
II
I
558
0 0 0
I
V
8 0
5
1
5 0
V
2 5
6 8
主轴V
I
M2
6 5
3 0
主轴最低转速：
nmin＝1450×130/230（1-0.02)51/43×22/58×20/80 ×20/80 ×26/58 ≈10 r/min
车螺纹的传动原理图
（三）机床的传动原理图
例2：铣削平面
机 床 的 传 动 原 理 图
1）刀具旋转（主运动） 传动路线： 主电机—1—2—uv — 3—4—主轴（铣刀） 外联系传动链
铣削平面的传动原理图
（三）机床的传动原理图
例2：铣削平面
机 床 的 传 动 原 理 图
2）工件移动 （进给运动） 传动路线： 进给电机—5—6— ux—7—丝杠（工作台） 外联系传动链
动 传 动 传动 传动 变 齿 变 器
动
速轮 速换
向
（二） 机床的传动链
在机床的传动系统中，连接动力源和执行件或连
接执行件和执行件的一系列按顺序排列的传动元件，
机 称为传动链。
床 的
传动链两端的元件称为末端件，可以是动力源
传 或执行件。
动 链
按传动链的性质
外联系传动链
不同可分为：
内联系传动链
（二） 机床的传动链
2600 ×13/29 ×…… 普 通 卧 式 车 床 传 动 系 统 图
CA6140米制螺纹表
导程L u倍 u基
26 6.5 u基1 28 7
u基2
28 28
7 7
m = 7u基 u倍/（4k)
3）车削英制螺纹
Pa=kTa= 25.4k/a=1×58/58×33/33×63/100×100/75×1/u基 ×36/25×u倍×12 = 4/7×25.4×u倍/ u基
a= 7ku基 / （4u倍 ）
4）车削径节螺纹（英制蜗杆） PDP=kTDP=25.4 kπ/ DP=1×58/58×33/33×64/100×100/97 ×1/u基 ×36/25×u倍×12 = π/7×25.4×u倍/ u基 mm
图 行分析。
CA6140普通卧式车床传动系统图
用规用定规符定号符表号示表传示动传件动；件； 按运按动运传动递传顺递序顺，序以，展以开图展形开式图，形表式示，所表有示运所动 和有传动运关动系和；传动关系； 标明标齿明数齿、轮蜗齿杆数头、数蜗、杆带轮头直数径、、带丝轮杠直螺径距、和丝头 数杠、电螺机距功和率头和数转、速电、机传功动轴率序和号转等速。、传动轴
式 车
f纵=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36 ×u基
床 ×25/36 ×36/25 ×u倍×28/56 ×36/32×32/56
传 动
×4/29×40/30×30/48×28/80×π×2.5 ×12
系 =0.71 u基u倍 mm/r
统
图
2）横向进给传动链
CA6140
M1右
5 3
0 4
V
II
3 3
4 0
30 5 0
2 0
20
II
I
558
0 0 0
I
V
8 0
5
1
5 0
V
2 5
6 8
主轴V
I
M2
6 5
3 0
（2）主轴转速级数
正转时 2×3×( 1 + 2×2-1 )= 24 级
反转时 1×3×( 1 + 2×2-1 )= 12 级
56
39
电动机
φ1 3 0 φ2 3 0
I
M1左
3 8
5
1
4 3
—
II
4 2
21
5 3
M1右
5 3
0 4
V
II
3 3
4 0
30 5 0
2 0
20
II
I
558
0 0 0
I
V
8 0
5
1
5 0
V
2 5
6 8
主轴V
I
M2
6 5
3 0
（3）主轴的转速
运动平衡式为： n主＝n电d/D（1-ε)u12u23u36
铣削平面的传动原理图
（四）机床的传动系统图
机床传动系统图：表示机床全部运动的传动关系
机 的示意图，用国家标准规定的符号表示各种传动元件，
床 并按照运动传递的顺序，画在能反映机床外形和各主
的 要部件相互位置的展开图中。
传 动
只表示传动关系，而不表示各零件的实际尺寸和
系 位置。
统
下面以CA6140普通卧式车床传动系统图为例进
导程/mm P=kT
Pm=kTm=kπm Pa=kTa=25.4k/a PDP=kTDP=25.4kπ/DP
注：k为螺纹线数或头数。
（1）螺纹进给传动链
基本变速组
u基为ⅩⅢ—ⅩⅣ轴之间变速机 构的可变传动比，共8种：
u基1 = 26/28 = 6.5/7 u基2 = 28/28 = 7/7 u基3 = 32/8 = 8/7 u基4 = 36/28 = 9/7 u基5 = 19/14 = 9.5/7 u基6 = 20/14 = 10/7 u基7 = 23/21 = 11/7 u基8 = 24/14 = 12/7
P =kT=1×58/58×33/33×63/100×100/75 ×25/36×u基 ×25/36×36/25×u倍×12 = 7u基 u倍 T= 7u基 u倍 /k 可得8×4=32种导程，20种标准螺纹，24种大螺距螺纹
2）车削模数螺纹（米制蜗杆） Pm=kπm =1×58/58×33/33×64/100×100/97 ×25/36×u基 ×25/36×36/25×u倍×12 = 7π/4 u基 u倍
动 得一定速度和方向的运动，并使有关执行件之间保
系 持某种确定的相对运动关系。
统 的
传动装置还有完成变换运动的性质、方向、速
组 度的作用。
成
传动装置有机械、液压、电气、气动等多种形
式。
（一） 机床传动系统的组成
➢ 机械传动装置
机 机械传动装置由机械传动件组成。它包括两类传
床 动机构。
传 （1）定比传动机构
第三章 机械加工工艺装备
第一节 金属切削机床
二、机床传动系统和传动原理
二、机床传动系统和传动原理
（一）
教
（二）
学
内
（三）
容
（四）
二
机床传动系统的组成 机床的传动链
机床的传动原理图 机床的传动系统图
二、机床传动系统和传动原理
教学要求：
掌握机床传动系统和传动原理的基本概念。 教 学 要 求
二、机床传动系统和传动原理
横向进给量
f横/ f纵≈1/2
普
通 f横=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36 ×u基
卧 式
×25/36 ×36/25 ×u倍×28/56 ×36/32×32/56
车 床
×4/29×40/30×30/48×59/18×5 mm/r
传
动
系
统
图
CA6140
3）刀架的快速移动
M8
4
0 3
0
3
0 4
8
M8
X X I I
28 80
X X I I I
Z1 2
齿条 刀架（纵向进给）
1）纵向进给传动链
CA6140
➢公制螺纹正常螺距——32种纵向进给量
➢英制螺纹正常螺距——8种较大进给量
普 ➢公制螺纹扩大螺距—— 8 种细进给量
通 卧
➢英制螺纹扩大螺距——16种大进给量
教学重点：
教
机床传动系统和传动原理的基本概念。
学
重
点
二、机床传动系统和传动原理
（一） 机床传动系统的组成
机
机床传动系统是由机床的所有传动链组成的运
床 传
动传递系统。
动 （1）执行件
系 统
机床运动的执行部件，其作用是装夹刀具和工件，
的 使之完成一定形式的运动并保证正确的轨迹。如主轴、
组 刀架、工作台等。
例1：车削螺纹
机 床 的 传 动 原 理 图
1）工件旋转（主运动） 传动路线： 电动机—1—2—uv — 3—4—主轴（工件） 外联系传动链，使用了 带传动及摩擦离合器。
车螺纹的传动原理图
（三）机床的传动原理图
例1：车削螺纹
机 床 的 传 动 原 理 图
2）刀具移动（进给运动） 传动路线： 主轴（1转）—4—5— ux —6—7—丝杠（刀架） （导程P） 内联系传动链，不允许 使用带传动及摩擦离合 器
序号等。
Φ130
CA6140普通卧式车床传动系统图
CA6140
普
CA6140
通
车床传动
卧
系统
式
车
床
传
动
系
统
图
主运动传 动链
进给运动 传动链
螺纹进给传动链 纵向进给传动链 横向进给传动链 刀架快速移动传动链
1.主运动传动链
（1）传动路线
56
39
电动机
φ1 3 0 φ2 3 0
I
M1左
3 8
为了便于研究机床的传动原理, 用一些简明的符
号把动力源、执行件之间的传动联系表示出来的示意
机 床
图。并不表达实际传动机构的种类和数量。
的
传
动
原
理
图
传动原理图常用符号
a)电机 b)主轴 c)车刀 d)滚刀 e)合成机构 f)换置机构
g)机械定比联系 h)电联系 i)脉冲发生器 j)数控系统
（三）机床的传动原理图
DP = 7ku基 / u倍
5）车削非标准螺距及精密螺纹
离合器M3、M4、M5全部啮合, 螺纹导程靠调整挂轮 传动比u挂来实现
P =k T非 =1×58/58×33/33×u挂×12 u挂= a/b ×c /d = P/12= nT非/12
（2）纵横向进给传动链
主轴VI
米制螺纹路线 英制螺纹路线
2.进给运动传动链
（1）螺纹进 给传动链
主轴转（1 r）—刀具移 动（ P mm）
运动平衡式 1主轴×uP丝＝ P
螺距参数及其螺距、导程换算关系
螺纹 种类
螺距参数
米制 螺距T /mm
模数 制
英制
径节 制
模数m/mm
每英寸牙数 a/（牙·in-1） 径节DP/（牙
·in-1）
螺距/mm T
Tm=πm Ta=25.4/a TDP=25.4π/DP
5
1
4 3
—
II
4 2
21
5 3
M1右
5 3
0 4
V
II
3 3
4 0
30 5 0
2 0
20
II
I
558
0 0 0
I
V
8 0
5
1
5 0
V
2 5
6 8
主轴V
I
M2
6 5
3 0
56
39
电动机
φ1 3 0 φ2 3 0
I
M1左
3 8
5
1
4 3
—
II
4 2
21
5 3
X V I I
28 56
光杠XIX
36 32
32 56
M6
M7
4 29
XXI
4 4
0 4
8
0 3
0
M9 30
48
M9
XXV
48 48
59 18
XXVII
刀架（横向进给）
主轴VI
米制螺纹路线 英制螺纹路线
X V I I
28 56
光杠XIX
36 32
32 56
M6
M7
4 29
XXI
40 4 8
56
39
电动机
φ1 3 0 φ2 3 0
I
M1左
3 8
5
1
4 3
—
II
4 2
21
5 3
M1右
5 3
0 4
V
II
3 3
4 0
30 5 0
2 0
20
II
I
558
0 0 0
I
V
8 0
5
1
5 0
V
2 5
6 8
主轴V
I
M2
6 5
3 0
主轴最高转速：
nmax＝1450×130/230（1-0.02)56/38×39/41×63/50 ≈1400 r/min