进给传动系统的原理和计算方法

时间：2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：进给传动系统是使刀架实现纵向或横向运动的传动链。虽然刀架的动力来自电动机，但由于刀架的进给量与螺纹的导程是以主轴每转过一转时刀架的移动量来表示的，因此进给运动传动链的首端件是主轴，而末端件是刀架。当进给运动经米制螺纹传动路线时，其传动链方程式为②横向进给量的计算。

进给传动系统的原理和计算方法

进给传动系统是使刀架实现纵向或横向运动的传动链。虽然刀架的动力来自电动机，但由于刀架的进给量与螺纹的导程是以主轴每转过一转时刀架的移动量来表示的，因此进给运动传动链的首端件是主轴，而末端件是刀架。但是在车削螺纹时，运动是由螺距P=12mm的丝杠通过开合螺母传动刀架的，又分为车削米制螺纹和米制蜗杆的传动路线、车削寸制螺纹和寸制蜗杆的传动路线、车削非标准螺距及精密螺纹的传动路线和车削扩大螺距螺纹的传动路线四种情况；而车削外圆、内圆表面，先是经光杠把运动传入溜板箱内，最后由与床身齿条相啮合的小齿轮[z=12（m=2.5mm）]传动而实现刀架的纵向进给；车削端面，则是经光杠传入溜板箱内的运动，传至螺距P=5mm的横向丝杠（ⅩⅩⅦ），因与刀架上的螺母相啮合而实现刀架的横向进给。上述传动路线的传动链结构式及传动链方程式分列如下。

（1）车削米制螺纹和米制蜗杆的传动路线其传动链结构式为

根据传动链结构式，车削米制螺纹（右旋）的传动链方程式为

式中 i_基——轴ⅩⅢ～轴ⅩⅣ间滑移齿轮变速机构的八种传动比之一；

i_倍——轴ⅩⅤ～轴ⅩⅦ间两组滑移齿轮变速机构四种传动比之一；

P——车削螺纹的螺距（mm）。车削米制蜗杆（右旋）的传动链方程式为

式中 m_x——车削蜗杆的轴向模数（mm）；

p_x——蜗杆的轴向齿距（mm）。

（2）车削寸制螺纹和寸制蜗杆的传动路线其路线与车米制螺纹和米制蜗杆的传动路线的前后部分基本相同，不同的是i_基的传动式。其传动链结构式如下：

根据传动链结构式，车削寸制螺纹（右旋）的传动链方程式为

式中 i_基——轴ⅩⅣ～轴间滑移齿轮变速机

构的八种传动比之一；

i_倍——轴ⅩⅤ～轴ⅩⅦ间两组滑移齿轮变速机构的四种传动比之一；

n——每25.4mm长度内的牙数。车削寸制蜗杆的传动链方程式为

式中 D_p——称径节（牙/in）。

（3）车削非标准螺距及精密螺纹的传动路线其传动链结构式为

（4）车削扩大螺距螺纹的传动路线将轴Ⅸ左端的滑移齿轮z=58移至右端（图1-3中的虚线位置），与轴Ⅷ上的齿轮z=26相啮合。于是，主轴与轴Ⅸ之间不再是通过齿轮副直接传动，而是经轴Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ及Ⅷ间的齿轮副传动。自轴Ⅸ至丝杠之间的传动，与车削正常螺距时相同。

使用扩大螺距时，可使主轴至丝杠间的传动比增大16倍或4倍，从而使车出的螺纹导程也相应地扩大16倍或4倍。但由于轴Ⅳ上的两组滑移齿轮的啮合位置对加工螺纹导程扩大倍数有直接影响，所以主轴转速在10～32r/min范围内，可以扩大16倍；主轴转速在40～125r/min范围内，可以扩大4倍；主轴转速更高时，导程就不能扩大。

车削螺纹的范围如下。

米制螺纹（44种）：P=1～192mm；

寸制螺纹（20种）：2～24牙/in；

米制蜗杆（39种）：m_x=0.25～48mm；

寸制蜗杆（37种）：1～96牙/in。

（5）由光杠传入溜板箱，实现纵向、横向标准进给量的传动由光杠传入溜板箱，实现纵向、横向标准进给量的传动链结构式如下：

①纵向进给量的计算。当进给运动经米制螺纹传动路线时，其传动链方程式为

②横向进给量的计算。其传动链方程式为

进给量的级数及范围如下。

纵向、横向进给量：各64级；

纵向进给量：f_纵=0.028～6.33mm/r；

横向进给量：f_横=0.014～3.16mm/r；

溜板纵向快移速度：4m/s；

中滑板横向快移速度：2m/s。

（6）进给运动传动链的计算分析

① 车削米制螺纹。

将式（1-2）化简后，可得

P=7i_基i_倍

由进给运动传动链结构式可见，基本变速组（i_基）有8种不同的传动比，即

这8个传动比近似按等差级数排列，变换i_基就可车出螺距按等差级数排列的螺纹。(www.xing528.com)

增倍变速组（i_倍）有4种不同的传动比，即

这4个传动比按倍数关系排列，变换i_倍就可车出螺距按倍数关系变化的螺纹。

i_基与i_倍的不同组合，就可车出表1-5所列螺距的螺纹。

表1-5 CA6140型车床车削米制螺距的螺纹表（单位：mm）

如需车削螺距大于12mm的螺纹时，必须采用扩大螺距机构。如前所述，扩大螺距机构有两种传动比，即

由于扩大螺距机构的传动齿轮是主运动中的传动齿轮，因此，当主轴转速确定时，螺距扩大的倍数也随之确定了。即主轴转速为10～32r/min时，螺距可扩大16倍；主轴转速为40～125r/min时，螺距只能扩大4倍。

② 车削寸制螺纹。由于寸制螺纹的螺距是用每英寸长度上螺纹的牙数n表示，为便于传动计算，把寸制螺纹换算成以“mm”表示的相应的螺距值（即25.4/n），故需在传动链中含有特殊数字25.4。由式（1-4）可见，交换齿轮采用，在基本变速组（1/i_基）与增倍变速组传动之间，用齿轮36/25传动。由于，因而可获得所需的数字25.4，并且在分子的位置上。此外，在传动路线上使i_基变为1/i_基，因此，使分母数字按等差级数规律排列，以适应车削寸制螺纹的需要。将式（1-4）化简后，可得

CA6140型车削寸制螺纹的n值如表1-6所示。

表1-6 CA6140型车床车削寸制螺纹的n值表（单位：牙/in）

③ 车削米制蜗杆螺纹。米制蜗杆的螺纹，其基本参数是用与蜗杆相啮合的蜗轮轴向模数m_x表示（单位为mm），因而单头米制蜗杆螺纹的轴向齿距P_x=πm_x。由于m_x也具有米制螺纹等差数列的规律，因此，车削米制蜗杆螺纹的传动路线和车削米制螺纹的相同。但是，为了要产生一个特殊的π因子，故需将交换齿轮由换为。在式（1-3）中的齿轮，化简后可得

CA6140型车床车削单头米制蜗杆轴向模数m_x的数列如表1-7所示。

表1-7 CA6140型车床车削单头米制蜗杆的轴向模数m_x表（单位：mm）

④ 车削寸制蜗杆螺纹。寸制蜗杆的基本参数为径节（D_p），单位为牙/in，因而单头寸制蜗杆螺纹的轴向齿距P_x则为

因此，含有25.4及π两个特殊因子。故在车削寸制蜗杆螺纹时，应采用车削寸制螺纹的传动路线（获得在分子位置上所需的25.4，并使分母数字按等差数列排列），交换齿轮用，则，获得π因子。将式（1-5）化简后，可得

CA6140型车床可加工的单头寸制蜗杆的径节D_p数列如表1-8所示。

表1-8 CA6140型车床车削寸制蜗杆的径节D_p表（单位：牙/in）

⑤ 车削非标准螺纹及精密螺纹。将进给箱内齿式离合器M₃、M₄、M₅全部接合，则轴Ⅻ经轴及轴直接传动丝杠（），不再经过进给箱内任何齿轮传动，大大地缩短了传动路线，从而减少了齿轮传动误差对螺纹螺距精度的影响，并可用精度高的交换齿轮来车削所需螺距的螺纹。交换齿轮的调整计算如下（参见车削非标准螺纹及精密螺纹的传动结构式）：