机床传动系统分析：原理与优化

机床的传动关系常用机床的传动系统图来表示。它用符号示图的形式，表示出了机床传动系统中各传动的结构类型、连接方式和传动路线。阅读机床传动系统图的方法和步骤如下。

①找出动力的输入端及动力的输出端。

②了解各传动轴和传动齿轮之间的连接和传动关系。

③对系统进行速度分析，列出传动结构式及运动平衡方程式。

现以图10-1所示的CA6140型卧式车床主轴箱传动系统为例，分析其传动关系。

（1）动力输入端为电动机，通过V带轮，V带将动力传递到轴I，再通过一系列的齿轮传动，最后将动力传到主轴（输出端），使其转动。

（2）运动由电动机经V带传至主轴箱中的轴I，轴I上装有双向多片式摩擦离合器M1，M1的作用是使主轴正转、反转或停止。当M1向左压紧左部的内外摩擦片时，轴I的运动经离合器M1左部摩擦片及啮合齿轮副56/38或51/43传给轴Ⅱ。当M1向右压紧右部摩擦片时，轴I的运动经M1右部摩擦片及齿轮z50传给轴Ⅶ上的空套齿轮z34，再传给轴Ⅱ的齿轮z30，使轴Ⅱ转动。这时，由于增加了一次外啮合，轴Ⅱ的转向与经M1左部传动时的方向相反。运动经离合器M1左部传动时，可使主轴正转；运动经M1右部传动时，则使主轴反转；当M1在中间位置时，则主轴停转。

图10-1　CA6140型卧式车床主轴箱传动系统

轴Ⅱ的运动分别通过轴Ⅲ上的三联滑移齿轮，经三种传动比22/58、30/50或39/41传动轴Ⅲ。

由于主轴上滑移齿轮z50的位置不同，轴Ⅲ到主轴的传动，有两种路线。当滑移齿轮z50移到左端位置，运动经63/50直接传给主轴，主轴实现高速转动；当滑移齿轮z50，移到右端位置时，内齿轮离合器M2啮合，于是轴Ⅲ的运动经齿轮20/80或50/50传到轴Ⅳ，再经过20/80或51/50传到轴V及M2，从而传到主轴，使主轴实现中、低挡的转速。(www.xing528.com)

（3）为便于说明及了解机床的传动路线，通常用传动结构式来表示机床的传动路线。CA6140型卧式车床主轴箱的传动结构式如下：

（4）主轴转速级数就是主轴有几种转速，由传动系统图中可看出，滑移齿轮每改变一次啮合位置，主轴即以不同转速旋转。由上所述，当主轴正转时，轴Ⅱ产生两级转速，轴Ⅲ可产生六级转速。以此类推，主轴正转时应有2×3× （1+2×2） =30级转速。这里轴Ⅲ到轴Ⅴ之间滑移齿轮有四种啮合位置的传动比，即

其中，u2和u3基本相同，故只有三种不同的传动比。因此，实际上主轴正转可得到2×3×（1+3）=24级转速，反转可得到3×（1+3）=12级转速。

（5）将传动结构式加以整理，可以列出计算主轴转速的运动平衡方程式，即

式中　n主——主轴轮速，r/min；

n电——电动机转速，r/min；

u变——齿轮变速部分的总传动比；

η——带传动的滑动因数，一般取0.9850。

由此可计算出主轴的各级转速。