第二章车床-金属切削机床结构.ppt

第三节、CA6140车床传动系统的主要结构1、主轴箱Date传动路线简图2电机皮带DateØ一、主轴箱功用：支承主轴和传动其旋转，并使其实现起动、停止、变 速和换向等包括：主轴及其轴承、传动机构、起动停止以及换向装置，制 动装置，操纵和润滑装置 1、传动装置包括定比传动机构和变速机构定比传动机构仅用于传递运动 和动力，一般采用齿轮传动副 变速机构一般采用滑移齿轮变速机构结构简单紧凑，传动 效率高，传动比准确)但齿轮尺寸比较大或为斜齿轮则采用 离合变速器第三节 CA6140型卧式车床的主要结构DateØ一、主轴箱 主轴展开图p36 1、传动机构： ⑴ 卸荷式皮带轮：使轴1不受轴向力的作用，弯曲变形减小， 并可提高传动的平稳性 ⑵ 传动齿轮：齿轮与传动轴的联接情况有固定的、空套的和 滑移的三种 ⑶传动轴的支承结构：由于转速较高，一般采用向心球轴承或 圆锥滚子轴承，常用双支承结构，也有采用三支承结构第三节 CA6140型卧式车床的主要结构Date2、主轴及其轴承： 3、开停及换向装置：双向多片式摩擦离合器 4、制动装置：闸带式制动器。

5、操作机构：集中操作方式a.主轴开停及制动操纵机构；b.主轴变速操纵机构Date（一）主轴箱结构主轴箱设计图由展开图与剖面图组成1.展开图：1)I轴组件： 皮带轮的卸荷结构；片式摩擦离合器M1的结构 、操纵、M1的过载保护作用及其调整；制动器（刹车）及其 操纵2）主轴组件：主轴、轴承、传动件、密封件轴承的间隙调 整3）其他轴2.变速操纵机构DateCA6140主轴箱图Date所谓展开图，是按照传动轴传递运动的先后顺序，沿其 轴心剖开，并将其展开而形成的图在展开图中通常主 要表示： ①各传动件(轴、齿轮、带传动和离合器等)的传动关系；②各传动轴及主轴上有关零件的结构形状、装配关系 和尺寸，以及箱体有关部分的轴向尺寸和结构要表示清楚主轴箱部件的结构，仅有展开图还是不够的 ，因为它不能表示出各传动件之间的空间位置关系，此 外，如操纵机构、润滑装置、箱体外形等，在展开图中 也无法清楚地表示，必须用向视图及剖面图来加以补充 说明Date沿轴Ⅳ— Ⅰ—Ⅱ— Ⅲ（Ⅴ） —Ⅵ—Ⅹ —Ⅸ—Ⅺ 的轴线展 开DateDateCA6140主轴图Date⑴结构： ①皮带轮2与花键套1用螺钉连接， 并支承在法兰3内的两个轴承上 ，当皮带轮转动时，带动花键 套一起转动； ②法兰3固定在主轴箱体上。

⑵皮带拉力的传递线路：电动机-带轮2-花键套1-轴承-法兰3-箱体⑶卸荷带轮的特点：使轴Ⅰ的花键只传递扭矩，不承受弯矩，减少弯曲变形，提高传动的平稳，改善主轴箱运动输入轴的工作条件1)卸荷式皮带轮套Date⑵ 传动齿轮：主轴箱中的传动齿轮大多数是直齿的，为使传动平稳，也有采用斜齿的，如图2-8中轴轴Ⅴ—Ⅵ间的一对齿轮15和17就是斜齿轮齿 轮和传动轴的联接情况有固定的，空套的和滑移的三种固定齿轮 ，滑移齿轮与轴通常用花键联接，固定齿轮有时也采用平键联接， 如主轴Ⅵ后部的齿轮28固定齿轮和空套齿轮的轴向固定，常采用 弹性挡圈，轴间，隔套，轴承内圈和半圆环等如轴Ⅱ上的三个固 定齿轮9，10和13，是由左边的卡在轴上环槽中并由齿轮9箍住的两 个半圆环8，以及中间隔套11，右边的圆锥滚子轴承内圈来固定它们 的轴向位置，轴Ⅷ上的空套齿轮16由左右两边的弹性挡圈限定其轴 向位置为减少零件的磨损，空套齿轮和传动轴之间，装有滚动轴承或铜套，如轴Ⅰ上的两个空套齿轮5和6装有滚动轴承，轴Ⅵ，Ⅷ上的齿轮 17和16则装有铜套空套齿轮的轮毂上钻有油孔，以便润滑油流进 摩擦面之间Date⑶传动轴的支承结构：主轴箱的传动轴由于转速较高，一般采用向心球轴承或圆锥滚子轴承，常用双支承结构，也有采用三支承结构。

如轴Ⅲ，Ⅳ的两端各装一 个圆锥滚子轴承，在中间还装有一个（两个）向心球轴承作为附加支 撑传动轴通过轴承在主轴箱体上实现轴向定位的方式，有一端定位和两端定位两种图2-8中，轴Ⅰ为一端定位，其左轴承内圈固定在轴上 ，外圈固定在法兰3内作用于轴上的轴向力通过轴承内圈，滚球和外 圈传至主轴箱体，使轴实现轴向定位轴Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ和Ⅴ等则都是两 端定位看轴Ⅴ，向左的轴向力通过左边的圆锥滚子轴承直接作用于 箱体轴承孔台阶上，向右的轴向力由右端轴承压盖20，调整螺钉21， 和盖板19传至箱体利用螺钉21可调整左右两个圆锥滚子轴承外圈的 相对位置，使轴承保持适当间隙，以保证其正常工作DateDate2、主轴及其轴承：主轴及其轴承是主轴箱最重要的部分主轴前端可装卡盘，用于夹持工件，并由其带动旋转主轴的旋转精度，刚度和抗桭性等 对工件的加工精度和表面粗糙度有直接影响，因此对主轴及其轴承 要求较高卧式车床的主轴支撑大多采用滚动轴承，一般为前后两点支撑为提高刚度和抗桭性，有些车床特别是尺寸较大的车床主轴，也有 采用三点支撑的如CA6140型车床的主轴部件（见图2-8），前后支 撑处各装有一个双列短圆柱滚子轴承22和32，中间支撑处则装有一 个单列向心短圆柱滚子轴承27，用于承受径向力。

由于双列短圆柱 滚子轴承的刚度和承载能力大，旋转精度高，且内圈较薄，内孔氏 锥度为1：12的锥孔，可通过相对主轴轴颈轴向移动来调整轴承间隙 ，因而可保证主轴有较高的旋转精度和刚度Date前支撑处还装有一个60度角接触的双列向心球轴承 18，可用于承受左右两个方向的轴向力向左的轴向力由主轴Ⅵ经螺 母23，轴承22的内圈，轴承18传至箱体；向右的轴向力由主 轴经螺母26，轴承18，隔套25，轴承22的外圈和轴承端盖24 传至箱体轴承的间隙直接影响主轴的旋转精度和刚度，因 此使用中如发现轴承因轴承磨损而间隙增大时，需及时调整 前轴承22可用螺母23和26调整调整时先拧松螺母23，然 后拧紧带锁紧螺钉的螺母26，使轴承22的内圈相对主轴锥形 轴颈向右移动（见图2-8）Date由于锥面的作用，薄壁的轴承内圈产生径向弹性变形，将滚子与内外圈滚道之间的间隙消除调整妥当后，再将螺母23 拧紧后轴承32的间隙可用螺母31调整，调整原理同前轴承 中间轴承27的间隙不能调整一般情况下，只调整前轴承 即可，只有当调整前轴承仍不能达到所要求的旋转精度时， 才需要调整后轴承主轴的轴承由供油泵供给润滑油进行充 分润滑，为防止润滑油外漏，前后支撑处都有油沟式密封装 置。

在螺母23和套筒30的外圆上有锯齿形环槽，主轴旋转时 ，依靠离心力作用，把经过轴承向外流出的润滑油甩到轴承 端盖24和29的接油槽里，然后经回油孔a,b流回主轴箱Date主轴组件：⑴主轴：pCA6140型车床主轴是一个空心阶梯轴p主轴内孔用于通过长的棒料或穿入钢棒打出顶尖，或 通过气动、液压或电气夹紧装置的传动杆p主轴前端的莫氏6号锥孔用于安装顶尖或心轴，利用锥 孔配合的摩擦力直接带动顶尖或心轴转动p主轴前端部采用短锥法兰式定位结构，用于安装卡盘 或拨盘Date主轴端部结构及卡盘的联接p CA6140型卧式车床主轴的前端内孔为莫氏6号锥度 ，用于安装前顶尖或者用来安装心轴p主轴前端的短外锥和法兰盘用于安装卡盘或者拨盘作 为径向定心和轴向定位p法兰盘的端面上装有圆形端面键用于传递扭矩Date卧式车床的主轴是空心阶梯轴，其内孔用于通过长棒以及气动，液压等夹紧驱动装置（庄在主轴后端）的 传动杆，也用于穿入钢棒卸下顶尖主轴前端有精密的莫 氏锥孔，供安装顶尖或心轴之用主轴前端安装卡盘，拨 盘或其他夹具的部分有多种结构形式（见图2-10）图2- 10a为短锥法兰式结构，它以短锥和轴肩端面作定位面。

卡盘，拨盘等夹具通过卡盘座4，用四个螺栓5固定在主轴 上，由装在主轴轴肩端面上的圆柱形端面键3传递转矩Date安装卡盘时，只需将预先拧紧在卡盘座上的螺栓5连同 螺母6一起，从主轴轴肩和锁紧盘2上的孔中穿过，然后将 锁紧盘转过一个角度，使螺栓进入锁紧盘上宽度较窄的圆 弧槽内，把螺母卡住（如图中所示位置），接着再把螺母 6拧紧，就可把卡盘等夹具紧固在主轴上这种主轴周端 结构的定心精度高，连接刚度好，卡盘旋伸长度小，装卸 卡盘也比较方便，因此，在新型号的车床上应用很普遍 Date⑶主轴上的传动件右端齿轮：左旋斜齿轮，空套在主轴上，传动时可抵 消部分切削力 中间齿轮：可在花键上滑移处于右边位置时，传递低速 线路；处于左边位置时，传递高速线路；处于中间位置 时，主轴与前面的传动链断开，可以轻快地转动左端齿轮：连接进给传动链DateM1M2*1-齿轮 2-外摩擦片 3-内摩擦片 4-弹簧销 5-销子 6-元宝 7-推拉杆 8-压块 9-螺母 10-止推片 11-止推片 双向多片摩擦离合器Date开停装置用于控制主轴的起动和停止中型车床多用机械式摩擦离合器实现，少数机床也有采用电磁离合器或液 压离合器的。

尺寸较小的车床，由于电动机功率较小，为 简化结构，常直接由电机开停俩实现换向装置用于改变主轴旋转方向若主轴的开停由电机直接控制，则主轴换向通常采用改变电机的转向来实现；若 开停采用摩擦离合器，则换向装置由同一离合器(双向的) 和圆柱齿轮组成，大部分中型卧式车床都采用这种换向装 置Date双向多片摩擦离合器 摩擦离合器除传递运动和动力，使主轴实现正、反 转、停车外，还能起过载保险装置的作用 Date图2.8 双向多片摩擦离合器及其操纵机构Date主要组成：①内摩擦片3：内孔为花键孔，装配在 轴Ⅰ的花键上，随轴Ⅰ一起转动； ②外摩擦片2：外表面有4个凸起，该 凸起卡在空套齿轮的缺口槽内，带 动空套齿轮一起转动；内孔为光孔 ，空套在轴Ⅰ上；③压块8：用于压紧内外摩擦片； ④调整螺母9：用于调整内外摩擦片的压紧力； ⑤元宝形杠杆6：通过该杠杆的推动，使压块移动压紧 摩擦片Date组成：摩擦离合器由花键轴轴Ⅰ、内外摩擦片组组成内摩擦片通过花键孔与花键轴连接，并随轴一起旋转 ；外摩擦片空套在花键轴上外表面有4个凸起，该凸 起卡在空套齿轮的缺口槽内，带动空套齿轮一起转动 ；当内外摩擦片挤压在一起且摩擦力足够时，外摩擦 片随内摩擦片一起旋转。

作用：①传递扭矩 ②主轴的换向 ③过载保护 Date主轴开停及制动操作机构Date主轴开停及制动操作机构Date图2.9所示为集中式操纵 机构，可同时操纵离合器和制动 器，即同时控制主轴的开、停、 换向和制动操作过程如下：当 手把2向上扳动时，拉杆4外移， 齿扇7顺时针方向转动，带动齿条 轴8右移，通过拨叉9使滑套14右 移，压下羊角形摆块13的右角， 使推拉杆10向左移，于是左离合 器接合，主轴正转；同理，当手 把2向下扳动，推拉杆10右移，右 离合器接合，主轴反转当手把 在中间位置时，推拉杆10处于中 间位置，左、右离合器均不接合 ，主轴的传动断开，此时齿条轴8 上的凸起部分正压在制动器杠杆 15的下端，制动带16被拉紧，使 主轴制动摩擦式离 合器主轴开停及制动操作机构Date离合器脱开，齿条22处于中间位置，这时，齿条轴22上的凸起正处于与杠杆14 下端相接触的位置，使杠杆14向逆时针方向摆动，将制动带拉紧，使轴凹和主 轴迅速停止旋转当齿条轴22移至左端或右端位置时，杠杆与齿条轴凸起的左 侧或右侧的凹槽相接触，使制动带放松，这时摩擦离合器接合，使主轴旋转 主轴开停及制动操作机构DateDate主轴变速操纵机构用一个手柄同时操纵轴Ⅱ，Ⅲ上的双联滑移齿轮和三联滑移齿轮，变换轴Ⅰ —Ⅲ间的六种传动比。

转动手柄9，通过链条8可传动装在轴7上的曲柄5和盘形 凸轮6转动，手柄轴和轴7的传动比为1：1曲柄5上装有拨销4，其伸出端上套 有滚子，嵌入拨叉3的长槽中曲柄带着拨销作偏心运动时，可带动拨叉拨动 轴Ⅲ上的三联滑移齿轮2沿轴Ⅲ左右移换位置盘形凸轮6的端面上有一条封闭 的曲线槽，它由不同半径。