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教学要求

掌握车床的工艺范围 通过对CA6140车床的传动系统分析，掌握 分析传动系统图的方法
第七章

车床的用途及分类
车床
（1） 车床的用途 ） 车床的用途——加工各种回转表面及其 加工各种回转表面及其 端面、螺纹。 端面、螺纹。
录象
图7-1 卧式车床加工的典型表面
（2）车床的分类 ）

1）卧式车床 ） 2）立式车床 ） 3）转塔车床 ） 4）回转车床 ） 5）仿形车床 ） 6）单轴自动车床 ） 7）多轴自动及半自动车床 ）
立式车床
单柱立式车床
双柱立式车床
转塔车床
回转车床
仿形车床
§7-1 CA6140型卧式车床 CA6140型卧式车床
一、概况

组成： 1. 组成：

三 箱 尾 座 一 床 身 ， 床 身 上 面 有 刀 架 ”

12 7 8 9 1 5 6
“
10 4 2738491056-
3
一、CA6140型卧式车床的传动系统 一、CA6140型卧式车床的传动系统
传动原理
进 给 传 动
（一）传动原理 主运动传动路线： 主运动传动路线： 主电机——1——2——uv——3——4——主轴 主电机 1 2 3 4 主轴 螺纹进给传动路线： 螺纹进给传动路线： 主轴——4——5——uf——6——8——丝杆 丝杆——刀架 主轴 4 5 6 8 丝杆 刀架 纵向和横向进给传动路线： 纵向和横向进给传动路线： 主轴—4 5 光杆—齿轮齿条 刀架（ 主轴 4—5—uf—6— 7—光杆 齿轮齿条 刀架 （ 纵进 ） 6 光杆 齿轮齿条—刀架 纵进） —8—9—横向进给丝杆 刀架（横进） 横向进给丝杆—刀架 8 9 横向进给丝杆 刀架（横进）
（一）传动原理 主运动传动路线： 主运动传动路线： 主电机——1——2——uv——3——4——主轴 主电机 1 2 3 4 主轴
uv
uf
螺纹进给传动路线： 螺纹进给传动路线： 主轴——4——5——uf——6——8——丝杆 丝杆——刀架 主轴 4 5 6 8 丝杆 刀架
uv
uf
纵向和横向进给传动路线： 纵向和横向进给传动路线： 主轴—4 5 光杆—齿轮齿条 刀架（ 主轴 4—5—uf—6—7—光杆 齿轮齿条 刀架（纵进） 6 7 光杆 齿轮齿条—刀架 纵进） -8—9—横向进给丝杆 刀架（横进） 横向进给丝杆—刀架 8 9 横向进给丝杆 刀架（横进）
uv
uf
一、CA6140型卧式车床的传动系统 一、CA6140型卧式车床的传动系统
传动原理 CA6140传动系统图 CA6140传动系统图

传动系统图的特点： 传动系统图的特点： 特点
实际结构
1、表达在能反映机床外形与各重要部件关系的投影面内； 、表达在能反映机床外形与各重要部件关系的投影面内； 2、按传动次序展开；各传动轴的编号按传动次序用大写罗马 、按传动次序展开； 数字标注（ 数字标注（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ等）； 3、若无法表达传动副的传动关系时用大括弧或虚线连接； 、若无法表达传动副的传动关系时用大括弧或虚线连接； 4、只表达传动关系，不代表元件的实际尺寸和位置。 、只表达传动关系，不代表元件的实际尺寸和位置。
分析方法：“抓两端，连中 间”
结构图
传动副及符号
（一）主运动传动链

主运动传动链的两末端件是电动机与主轴。
1.传动路线
φ

M1 Ⅶ
Ⅰ Ⅳ Ⅱ

Ⅲ Ⅲ
Ⅴ Ⅷ

M2
Ⅵ Ⅸ
φ

7.5KW 1450r/min
主轴箱传动系统图(主运动传动链)
Ⅰ Ⅳ Ⅱ Ⅲ Ⅷ Ⅴ
Ⅸ
M2
Ⅵ
传动路线表达式： 传动路线表达式：
右移） （M2右移）
左移） （M2左移）
2.主轴的转速级数与转速值计算 主轴的转速级数与转速值计算 主轴的转速级数 主轴得到Z=2×3×（1+2×2）=30级转速， 级转速， 正转时，主轴得到 × × × ） 级转速

但轴Ⅲ Ⅴ之间的四种转动比为： 但轴Ⅲ~Ⅴ之间的四种转动比为： 20 20 1 U1 = × = 16 80 80 20 51 1 U 2 = × ≈ 80 50 4 50 20 1 U 3 = × = 50 80 4 50 51 U 4 = × ≈ 1 50 50 由于U 实际上获得的正转级数为 由于 2 ≈U3，所以主轴实际上获得的正转级数为 ，所以主轴实际上获得的正转级数 Z=2×3×[ 1+（2×2-1）]=24级 × × （ × ） 级 同理： 同理：反转时，Z′=1×3×[ 1+（2×2-1）]=12级 × × （ × ） 级
2×3×（2×2-1）
低速？ 低速？ 高速？ 高速？ 2×3
主轴的各级转速值可按下列运动平衡式计算： 主轴的各级转速值可按下列运动平衡式计算： 可按下列运动平衡式计算
η =1450×（130/230）×UⅠ-Ⅵ × ） Ⅵ

主
图中主轴转速值： 图中主轴转速值：
130 51 22 20 20 26 n主 = 1450× × × × × × ≈ 10 r / min 230 43 58 80 80 58
（二）进给运动传动链

传动原理 实现螺纹进给运动的螺纹进给传动链 螺纹进给传动链 螺纹进给 实现纵向进给运动的纵向进给传动链 纵向进给传动链 纵向进给 实现横向进给运动的横向进给传动链 横向进给传动链 横向进给
螺纹进给传动路线： 螺纹进给传动路线： 主轴——4——5——uf——6——8——丝杆 主轴 4 5 6 8 丝杆——刀架 刀架 丝杆 纵向和横向进给传动路线： 纵向和横向进给传动路线： 主轴—4—5—uf—6— 7—（光杆）—齿轮齿条—刀架（纵进） 主轴 4 5 6 （光杆） 齿轮齿条—刀架（纵进） 齿轮齿条 — 8—9—横向进给丝杆 刀架（横进） 9 横向进给丝杆—刀架（横进） 横向进给丝杆 刀架
uv
uf
1.车削螺纹 车削螺纹
工件导程S 工件导程S
两端件：主轴--两端件：主轴---刀架 ---刀架 母线（螺纹的截面） 成形法 不需要成形运动。 成形法， 母线（螺纹的截面）—成形法，不需要成形运动。 主轴——4 主轴任务4——5——uf—— 5 u 任务: ）—轨迹法，需要一个复合的成形运动。 : 导线（螺旋线） 轨迹法 需要一个复合的成形运动。 轨迹法， 导线（螺旋线

丝杆——刀架 6——8——丝杆 8 丝杆 刀架 1)联系主轴和刀架纵向进给 联系主轴和刀架纵向进给； 1)联系主轴和刀架纵向进给； 运动平衡式： 运动平衡式： 2)保证工件和刀具之间的严格运动关系 保证工件和刀具之间的严格运动关系； 2)保证工件和刀具之间的严格运动关系； 3)通过调整换置机构 通过调整换置机构u 加工出不同种类、 P 3)通过调整换置机构uf，加工出不同种类、不 丝杠导程P 丝杠导程 同导程的各种螺纹。 同导程的各种螺纹。
1( r ) × U × P = S
内联系传动链 u---从主轴到丝杠之间的总传动比； 从主轴到丝杠之间的总传动比； 从主轴到丝杠之间的总传动比

P---机床丝杠的导程，CA6140型车床的 机床丝杠的导程， 型车床的P=12mm； 机床丝杠的导程 型车床的 ； S---被加工螺纹的导程（mm）。 被加工螺纹的导程（ 被加工螺纹的导程 ）。
CA6140卧式车床的螺纹进给传动链能保证 卧式车床的螺纹进给传动链能保证 车削公 模数制、英制、径节制四种标 车削公（米）制、模数制、英制、径节制四种标 准螺纹。不同标准的螺纹用不同参数表示其螺距。 准螺纹。不同标准的螺纹用不同参数表示其螺距。

螺 纹 螺距／ 螺 距 参 数 螺距／ mm 导 程 ／mm 种 类 米制 螺距 P/mm 模数制 模数 m/mm P P m = πm S=kP =kπ Sm=k Pm=kπm
每英寸牙数 英 制 Sa=kPa=25.4k/a -1） Pa=25.4/a a/（ a/（牙·in 径 节 DP/ PDP=25.4/DP SDP=kPDP 径节制 -1） =25.4k/a×π （牙·in ×π =25.4k/a×π
（1）车削公制螺纹（普通螺纹） ）车削公制螺纹（普通螺纹）

A 、普通螺距的传动路线

1 1.75 3.5 7 2 4 8 2.25 4.5 9 1.25 2.5 5 10 5.5 11 1.5 3 6 12
导程数列特点： 导程数列特点 a）螺纹导程为分段等差数列 ）螺纹导程为分段等差数列; b）段与段之间成倍数关系。 ）段与段之间成倍数关系。
58
Ⅵ
Ⅸ Ⅺ Ⅹ Ⅻ

M3 M4

ⅩⅤ ⅩⅧ
M5 ⅩⅨ
ⅩⅢ
ⅩⅣ
ⅩⅦ
ⅩⅥ
（离合器M3、M4脱开，M5接合） 离合器 、 脱开， 接合）
M5

ⅩⅧ
ⅩⅨ
ⅩⅩ
Ⅵ
Ⅸ Ⅺ Ⅹ Ⅻ ⅩⅢ

ⅩⅤ ⅩⅧ
ⅩⅣ
ⅩⅦ
传动链的传动路线表达式： 传动链的传动路线表达式： 33 （右螺纹） 右螺纹） 58 33

ⅩⅥ
主轴Ⅵ 主轴Ⅵ —
58
— Ⅸ—
33 — Ⅺ — 25 25 （左螺纹） 33 左螺纹）

ⅩⅣ
— Ⅹ — 63 × 100

100 75
— ⅩⅢ —
25 — 36
— U基— ⅩⅤ — 25 × 36 — ⅩⅥ — U倍

36 25
— ⅩⅧ — M5 — 丝杠ⅩⅨ — 刀架 丝杠ⅩⅨ
传动链的传动路线表达式： 传动链的传动路线表达式：

58 主轴Ⅵ 主轴Ⅵ — — Ⅸ— 58

33 （右螺纹） 右螺纹） 33
33 — Ⅺ — 25 25 （左螺纹） 33 左螺纹）
— Ⅹ — 63 × 100

100 75
— ⅩⅢ —
25 — 36
ⅩⅣ
— U基— ⅩⅤ — 25 × 36 — ⅩⅥ — U倍

36 25
— ⅩⅧ — M5 — 丝杠ⅩⅨ — 刀架 丝杠ⅩⅨ

车削公制螺纹的运动平衡式（换置公式）： 车削公制螺纹的运动平衡式（换置公式）：
58 33 63 100 25 25 36 S =1(r) × × × × × ×u基 × × ×u倍 ×12 mm （ ） 58 33 100 75 36 36 25
化简： 化简：
S = 7u基u倍
U基

Ⅹ Ⅻ ⅩⅢ ⅩⅣ
Ⅵ
Ⅸ Ⅺ
ⅩⅤ
ⅩⅧ
ⅩⅦ
ⅩⅥ
ⅩⅤ间变速机构可变换 种不同的传动比： 轴ⅩⅣ~ⅩⅤ间变速机构可变换 种不同的传动比： ⅩⅣ ⅩⅤ间变速机构可变换8种不同的传动比
u基1 u基2 u基3 u基4
= = = =
26/28 28/28 32/28 36/28
= = = =
6.5/7 7/7 8/7 9/7
u基5 u基6 u基7 u基8
= = = =
19/14 20/14 33/21 36/21
= = = =
9.5/7 10/7 11/7 12/7
这套变速机构是获得各种螺纹导程的基本机构，故称基本组。 这套变速机构是获得各种螺纹导程的基本机构，故称基本组。 基本组
U倍

Ⅹ Ⅻ ⅩⅢ ⅩⅣ
Ⅵ
Ⅸ Ⅺ
ⅩⅤ
ⅩⅧ
ⅩⅦ
ⅩⅥ
种传动比： 轴ⅩⅥ～ⅩⅧ间变速机构的可变换4种传动比： 间变速机构的可变换 种传动比
u倍1＝ u倍2＝ u倍3＝ u倍4＝
28/35×35/28 18/45×35/28 28/35×15/48 18/45×15/48
＝ ＝ ＝ ＝
1 1/2 1/4 1/8
这套变速机构是使螺纹导程值成倍数关系变化，称为增倍机构 这套变速机构是使螺纹导程值成倍数关系变化，称为增倍机构 增倍组。 或增倍组。
普通螺距： 普通螺距：
S = 7u基u倍

u基1 u基2 u基3 u基4 = = = = 6.5/7 7/7 8/7 9/7

1 1.75 3.5 7 2 4 8 2.25 4.5 9
u基5 u基6 u基7 u基8
= = = =
9.5/7 10/7 11/7 12/7
u倍1＝ u倍2＝ u倍3＝ u倍4＝

1.5 3
1 1/2 1/4 1/8
1.25 2.5 5 10 5.5 11
6 12
A 、普通螺距的传动路线
S = 7u基u倍

B、扩大螺距的传动路线 、
讨论：能加工的最大导程是多少？
80
50
20
51 Ⅳ
Ⅱ Ⅲ

Ⅷ M2
Ⅴ
Ⅵ Ⅸ Ⅺ Ⅹ Ⅻ

M3 ⅩⅢ ⅩⅤ M4 ⅩⅧ ⅩⅦ ⅩⅣ

36 25
M5 ⅩⅨ
ⅩⅥ
28
18
45
主轴Ⅵ与轴Ⅸ之间的传动路线表达式： 主轴Ⅵ与轴Ⅸ之间的传动路线表达式： 正常螺纹导程） （正常螺纹导程） 58 58 主轴Ⅵ 主轴Ⅵ
58 Ⅴ 80 Ⅳ 20 26 80 扩大螺纹导程） （扩大螺纹导程） 20
50 50
Ⅸ Ⅲ
44 44
Ⅷ
26 58
B、扩大螺距的传动路线 、

主轴Ⅵ与轴Ⅸ之间的传动路线表达式： 主轴Ⅵ与轴Ⅸ之间的传动路线表达式：

（正常螺纹导程） 正常螺纹导程）
58 58
主轴Ⅵ 主轴Ⅵ
58 Ⅴ 80 Ⅳ 20 26 80 扩大螺纹导程） （扩大螺纹导程） 20
50 50
Ⅸ Ⅲ
44 44
Ⅷ
26 58
58 80 50 44 26 u扩1 = × × × × = 4 26 20 50 44 58 从主轴Ⅵ与轴Ⅸ之间的传动比： 从主轴Ⅵ与轴Ⅸ之间的传动比： 58 80 80 44 26 u扩2 = × × × × =16 26 20 20 44 58
（2）车削模数螺纹 ）

(主要用于公制蜗杆，而公制蜗杆的齿距为πm) 主要用于公制蜗杆，而公制蜗杆的齿距为 )
模数螺纹的导程为: 模数螺纹的导程为 Pm=kπm

其中： 其中：k---螺纹的头数 螺纹的头数 特点：导程为分段等差数列，且段与段之间成倍数 特点：导程为分段等差数列， 关系， 关系，且含有特殊因子π。
64 100 63 100 π 观察得： 观察得： × = × × 100 97 100 75 4
64 100 × 仅改变挂轮为 。其余部分的传 100 97 动路线与车削公制螺纹的相同。 动路线与车削公制螺纹的相同。
其运动平衡式为： 其运动平衡式为：

58 33 64 100 25 25 36 P =1(r) × × × × × ×u基 × × ×u倍 ×12 mm （ ） m 58 33 100 97 36 36 25 化简后得： 化简后得：
7π Pm = u基 u倍 4
（3）车削英制螺纹 ）

导程特点： 英制螺纹以每英寸长度上的螺纹牙数a 导程特点 英制螺纹以每英寸长度上的螺纹牙数 英寸） （牙/英寸）表示。 英寸 表示。

英制螺纹的螺距为 英制螺纹的螺距为： 螺距
1 25.4 Sa = (英寸) = mm a a

1 25.4 Pm = K ? (英寸) = K ? mm a a
英制螺纹的导程为 英制螺纹的导程为： 导程
特点：分母为分段等差数列，且含有特殊因子 特点：分母为分段等差数列，且含有特殊因子25.4。 。

要求：主轴至刀架传动比的倒数是分段等差数列， 要求：主轴至刀架传动比的倒数是分段等差数列，且传动比 中应包含25.4。 中应包含 。
英制螺纹进给传动链作如下改动： 英制螺纹进给传动链作如下改动： 作如下改动

1.将基本组的主、被动关系颠倒过来，即轴ⅩⅤ为主动， 将基本组的主、被动关系颠倒过来，即轴Ⅹ 为主动， 将基本组的主 为被动。 轴ⅩⅣ为被动。 2.改变传动链中部分传动比，使其中含有25.4因子。 改变传动链中部分传动比，使其中含有 因子。 改变传动链中部分传动比 因子
英制螺纹传动路线： 英制螺纹传动路线：

M3和 M5结合，M4脱开，同时轴ⅩⅥ左端的滑移齿 结合， 脱开，同时轴ⅩⅥ ⅩⅥ左端的滑移齿 移至左面位置。 轮Z25移至左面位置。
58
M3和 M5结合， 结合， M4脱开，轴ⅩⅥ 脱开， 左端的滑移齿轮 Z25移至左面位 置。
M3
M4
M5
ⅩⅨ
传动路线表达式： 传动路线表达式：

主轴Ⅵ 主轴Ⅵ —
58 — Ⅸ— 58 33 — Ⅺ — 25 25 （左螺纹） 33 左螺纹）
33 （右螺纹） 右螺纹） 33
— Ⅹ — 63 × 100

100 75
— ⅩⅢ — M3
1 — ⅩⅤ — — ⅩⅣ — 36 — ⅩⅥ — U倍 — U基 25
— ⅩⅧ — M5 — 丝杠ⅩⅨ — 刀架 丝杠ⅩⅨ
车削英制螺纹的运动平衡式（换置公式）： 车削英制螺纹的运动平衡式（换置公式）：

58 33 63 100 25 1 36 S a = 1(r ) × × × × × × × × u倍 ×12 mm） （ 58 33 100 75 36 u基 25

63 100 36 25.4 其中： 其中： × × ≈ 100 75 25 21
u倍 25.4 1 4 化简： 化简： a ≈ S × ×u倍 ×12 = × 25.4 21 u基 7 u基
（4）车削径节螺纹 用于车英制蜗杆 ）车削径节螺纹—用于车英制蜗杆

径节螺纹： 每一英寸分度圆直径上的牙数 （ 英寸 来表示。 英寸） 径节螺纹：以每一英寸分度圆直径上的牙数DP（牙/英寸）来表示。
径节螺纹的螺距为 径节螺纹的螺距为 ：
25.4π PDP = (英寸) = (mm) DP DP

特点：分母为分段等差数列，且含有特殊因子 特殊因子。 特点：分母为分段等差数列，且含有特殊因子25.4和π特殊因子。 和 特殊因子 要求： 传动路线中的挂轮和模数螺纹相同 传动路线中的挂轮和模数螺纹相同， 要求：π--传动路线中的挂轮和模数螺纹相同，其他部分与车 削英制螺纹的传动路线相同。 削英制螺纹的传动路线相同。
π
25.4π DP

挂轮改为: 挂轮改为
64 100 × 100 97
64 100 63 100 π × = × × 100 97 100 75 4
其他部分同英制螺纹的传动路线： 其他部分同英制螺纹的传动路线： M3和 M5结合，M4脱开，同时轴ⅩⅥ左端的滑移齿 结合， 脱开，同时轴ⅩⅥ ⅩⅥ左端的滑移齿 移至左面位置。 轮Z25移至左面位置。
58
M3
M4
M5
ⅩⅨ
（5）车削非标准和较精密螺纹 ）

全部接合。 将M3，M4和M5全部接合。缩短了传动路 螺纹导程S依靠挂轮传动比的变化来调整 依靠挂轮传动比的变化来调整。 线，螺纹导程 依靠挂轮传动比的变化来调整。 传动路线： 传动路线：
58
M3 、 M4 、 M5 全部结合
M3
M4
M5
ⅩⅨ
车削非标准和较精密螺纹

此时运动平衡式为： 此时运动平衡式为：
58 33 S = 1(r ) × × × u挂 ×12 = 12 ? u挂 58 33

求挂轮传动比（换置公式）： 求挂轮传动比（换置公式）：

c a
a c S u挂 = × = b d 12

d
b
2. 车削圆柱面和端面（纵向和横向进给传动链） 纵向和横向进给传动链）

脱开，运动经28/56传光杆， 28/56传光杆 M5脱开，运动经28/56传光杆，经溜板箱 至刀架，使刀架作纵向或横向机动进给。 至刀架，使刀架作纵向或横向机动进给。 传动路线： 传动路线：
58
M5脱开，运动 脱开， 经28/56传光杆 传光杆
M3
M4
M5

ⅩⅨ
ⅩⅩ
M5

ⅩⅧ
ⅩⅨ 12

36 ⅩⅩⅩ
ⅩⅩ

ⅩⅩⅦ
ⅩⅪ
M8
ⅩⅫ
M6
M7
ⅩⅩⅤ ⅩⅩⅣ ⅩⅩⅢ
ⅩⅩⅧ
ⅩⅩⅨ
传动路线表达式为： 传动路线表达式为：
（公制螺纹传动路线） 公制螺纹传动路线） －ⅩⅧ－28/56－ⅩⅩ－ －
主轴（Ⅵ）－ 主轴（
（英制螺纹传动路线） 英制螺纹传动路线） 36/32×32/56－M8 （超越离合器及安全离合器)－ⅩⅫ－4/29－ⅩⅩⅢ 超越离合器及安全离合器) × － － 40/48-M6 40/30×30/48- M6 × — 40/48-M7 40/30×30/48-M7 × —ⅩⅩⅧ—48/48×59/18 —ⅩⅩⅩ—刀架 ⅩⅩⅧ ⅩⅩⅩ 刀架 ⅩⅩ × ⅩⅩ 横向进给） （横向进给） —ⅩⅩⅣ—28/80—ⅩⅩⅤ—Z12——齿条 刀架 ⅩⅩⅣ ⅩⅩⅤ 齿条—刀架 ⅩⅩ 纵向进给） （纵向进给）
传动路线表达式为： 传动路线表达式为：

（公制螺纹传动路线） 公制螺纹传动路线） 主轴（ 主轴（Ⅵ）－ －ⅩⅧ－28/56－ⅩⅩ－ － （英制螺纹传动路线） 英制螺纹传动路线） 超越离合器及安全离合器) 36/32×32/56－M8 （超越离合器及安全离合器)－ⅩⅫ－4/29－ⅩⅩⅢ × － － 40/48-M6 40/30×30/48- M6 × — 40/48-M7 40/30×30/48-M7 × —ⅩⅩⅧ—48/48×59/18 —ⅩⅩⅩ—刀架 ⅩⅩⅧ ⅩⅩⅩ 刀架 ⅩⅩ × ⅩⅩ 横向进给） （横向进给） —ⅩⅩⅣ—28/80—ⅩⅩⅤ—Z12——齿条 刀架 ⅩⅩⅣ ⅩⅩⅤ 齿条—刀架 ⅩⅩ 纵向进给） （纵向进给）
利用u 利用 基和u倍，以及进给传动链的不同传动 路线，可获得纵向和横向进给量各 纵向和横向进给量各64种 路线，可获得纵向和横向进给量各 种。 当运动经正常螺距米制螺纹传动路线传动时， 正常螺距米制螺纹传动路线传动时 当运动经正常螺距米制螺纹传动路线传动时， 其运动平衡式： 其运动平衡式： f纵=1(主轴 ×58/58 × 33/33×63/100 ×100/75 主轴)× 主轴 × ×25/36 × u基×25/36 ×36/25 ×u倍×28/56× × 36/32×32/56×4/29×40/48×28/80×12×π×2.5 × × × × × × ×
化简得：f纵=0.71 u基u倍 化简得：
3. 刀架快速移动传动链
ⅩⅩⅢ
3. 刀架快速移动传动链 （纵向进给） 纵向进给） 快速电机－ 快速电机－13/29－ⅩⅫ－ －ⅩⅫ－ （横向进给） 横向进给）

当快速电机使轴ⅩⅫ快速旋转时，依靠齿轮 与轴ⅩⅫ ⅩⅫ间的 当快速电机使轴ⅩⅫ快速旋转时，依靠齿轮Z56与轴ⅩⅫ间的 ⅩⅫ快速旋转时 超越离合器，可避免与进给箱传来的低速工作进给运动发生干涉。 超越离合器，可避免与进给箱传来的低速工作进给运动发生干涉。
1-外环 2-星形体
3-圆柱滚子
4-柱销
5-弹簧
首先传递低速转动，当与低速转动转向相同的高速转动介入时， 首先传递低速转动，当与低速转动转向相同的高速转动介入时，将 高速转动与低速转动分离开，即不会将高速转动传递到低速端。 高速转动与低速转动分离开，即不会将高速转动传递到低速端。
作业： 作业：
1、CA6140的工艺范围有哪些？ 、 的工艺范围有哪些？ 2、CA6140的主运动和进给运动各是什么 、 的主运动和进给运动各是什么 3、CA6140车床反转时的转速级数为多少 、 车床反转时的转速级数为多少? 车床反转时的转速级数为多少 4、分析CA6140车床传动系统的进给传动链，写出车削 、分析 车床传动系统的进给传动链， 车床传动系统的进给传动链 英制螺纹和车削模数螺纹的传动路线表达式， 英制螺纹和车削模数螺纹的传动路线表达式，并推导 运动平衡式(换置公式 换置公式)。 运动平衡式 换置公式 。 5、写出加工螺距P=4，螺纹头数 、写出加工螺距 的螺纹运动平衡式. ，螺纹头数k=2的螺纹运动平衡式 的螺纹运动平衡式 6、证明：f纵=2f横。 、证明：
三、CA6140型卧式车床的主要结构 型卧式车床的主要结构

（一）主轴箱
结构图
1.卸荷带轮
主轴箱体4 主轴箱体 法兰3 法兰 带轮2 带轮 螺钉 花键套1 花键套
1.卸荷带轮： ⑴结构： ①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。 3 ⑵胶带拉力的传递线路： 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 只传递扭矩， 只传递扭矩 不承受弯矩，从而 避免因胶带拉力造成轴Ⅰ的弯曲变形。
2.主轴的变向、制动及其操纵机构 主轴的变向、 主轴的变向

⑴摩擦离合器（图7-5）： 摩擦离合器 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。
组成：摩擦离合器由花键轴Ⅰ、内外摩擦片组成。 组成：摩擦离合器由花键轴Ⅰ 内外摩擦片组成。 内摩擦片通过花键孔与花键轴连接， 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， 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， 个凸起， 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； 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 一起且摩擦力足够时， 起旋转。 起旋转。 作用： 作用：①传递扭矩 ②主轴的换向 ③过载保护
下面图中的结构在机床中用于什么场合？ 下面图中的结构在机床中用于什么场合？说出该结构的名 称，叙述其组成和工作原理（12分） 叙述其组成和工作原理（ 分 （使用场合2分，结构名称1分，内摩擦片结构2分，外摩 擦片结构2分，内外摩擦片的结合动作过程及运动传递4分， 压紧不同方向1分） 答案：图中的结构为摩擦离合器。 答案：图中的结构为摩擦离合器。该结构用于机床中传递 扭矩、主轴的换向，还起过载保护作用。离合器中的3为 扭矩、主轴的换向，还起过载保护作用。离合器中的 为 内摩擦片， 通过花键内孔与轴 连接，并随轴Ⅰ 通过花键内孔与轴Ⅰ 内摩擦片，3通过花键内孔与轴Ⅰ连接，并随轴Ⅰ一起转 为外摩擦片， 个凸起， 动；2为外摩擦片，内孔为光孔，外圆上有 个凸起，插 为外摩擦片 内孔为光孔，外圆上有4个凸起 入空套齿轮的槽中，带动空套齿轮一起转动， 入空套齿轮的槽中，带动空套齿轮一起转动，当压块压 紧内外摩擦片时， 紧内外摩擦片时，内摩擦片通过摩擦力带动外摩擦片转 外摩擦片通过外圆上的4个凸起带动空套齿轮转动 个凸起带动空套齿轮转动， 动，外摩擦片通过外圆上的 个凸起带动空套齿轮转动， 因此把轴Ⅰ的转动传给空套齿轮， 因此把轴Ⅰ的转动传给空套齿轮，由此起到传递扭矩的 作用。随着摩擦片在不同方向的压紧， 作用。随着摩擦片在不同方向的压紧，可以传递不同方 向的运动，从而起到换向作用。 向的运动，从而起到换向作用。
⑵制动装置： 组成及各部件的作用： 组成及各部件的作用：

制动轮16，安装在轴Ⅳ上，在制动力的作用下停止转动 时带动轴Ⅳ停止运动； 制动带15，在杠杆的带动下拉紧制动轮使之停止转动； 调节螺钉13，调节制动带的拉紧程度； 杠杆14，带动制动带实现拉紧动作。
结构图
⑵制动装置
13
14
15
16
17 轴Ⅰ 5
轴Ⅳ
主轴组件： ⑴主轴： 空心阶梯轴，前端内孔为莫氏6号锥孔。 前端结构为短圆锥法兰结构，以短圆锥做定位 面。 短圆锥法兰结构特点： 装卸方便、工作可靠、定心精度高、主轴刚性 好。
螺钉
锁紧盘
轴肩
卡盘
⑵主轴支承：

①前支承 前支承：D级精度3182121型双列圆柱滚子轴承 双列圆柱滚子轴承，用 前支承 双列圆柱滚子轴承 于承受径向力。 双列短圆柱滚子轴承特点：刚性好、精度高、尺寸小、 承载能力大。 ②后支承 后支承： 后支承 D级精度46215型角接触球轴承 角接触球轴承，承受径向力和由后 角接触球轴承 向前的轴向力； D级精度的8215型推力球轴承 推力球轴承，承受由前向后的轴向 推力球轴承 力。
角接触球轴承
螺母21
螺母20
套筒27 螺母24 套筒26 套筒23
③轴承间隙调整： 轴承间隙调整：

前支承：松开前端螺母20，拧动螺母21，推动套筒23， 使D3182121轴承的内环沿轴向移动，由于内环较薄 同时有1：12的锥度，所以内环作径向膨胀，从而使 轴承的径向间隙得到调整。 后支承：首先松开螺母24上的紧定螺钉，然后拧动螺母， 推动套筒26，使角接触轴承的间隙得到调整； 26 拧动螺母24的同时，向后拉主轴和套筒，推力轴承 右端的套筒27在主轴轴肩的作用下压紧该轴承，使推 力轴承的轴向间隙得到调整。
螺母21
螺母20
套筒27 螺母24 套筒26 套筒23
⑶主轴上的传动件

右端齿轮：左旋 右端齿轮 左旋斜齿轮，空套在主轴上，传动时可抵 左旋 消部分切削力。 中间齿轮：可在花键上滑移。 中间齿轮 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。 左端齿轮
M1
Ⅰ Ⅳ Ⅱ Ⅲ Ⅷ

M2
Ⅴ
Ⅵ Ⅸ
80
50
20
51 Ⅳ
Ⅱ Ⅲ

M2 Ⅷ
Ⅴ
Ⅵ Ⅸ Ⅺ Ⅹ Ⅻ

M3 ⅩⅢ ⅩⅤ M4 ⅩⅧ ⅩⅦ ⅩⅣ

36 25
有多少滑移 齿轮？ 齿轮？
M5 ⅩⅨ
ⅩⅥ
28
18
45
变速操纵机构(六速操纵机构)
图7-7 轴Ⅱ、轴Ⅲ上滑动齿轮的操纵机械 1——轴 2——盘形凸轮 3——杠杆 4——曲柄 5——拨叉 轴 盘形凸轮 杠杆 曲柄 拨叉
工作原理：转动手柄，链条传动轴1转动，轴1通过键 工作原理 连接传动凸轮盘2和曲柄4转动，凸轮盘上的凸轮曲 线槽位置随之发生变化，当连接杠杆3的滚子处在凸 轮曲线中大曲率半径的位置时，杠杆的摆动通过拨 叉拨动双联齿轮A处于左边位置；当连接杠杆3的滚 子处在凸轮曲线中小曲率半径的位置时，杠杆的摆 动通过拨叉拨动齿轮A处于右边位置。由此操纵双联 齿轮A的两个位置。 杠杆3的滚子在每一个曲率半径的曲线槽中运动 的同时，曲柄4在转动中通过伸出的圆销拨动拨叉5， 使之有左、中、右三个不同的位置，并通过拨叉5拨 动三联齿轮B。 两个曲率半径不同的曲线分别和曲柄4的三个位 置组合，可实现6中不同的转速。
（二）溜板箱
M5

ⅩⅧ
ⅩⅨ 12

36
ⅩⅩ

ⅩⅩⅦ
ⅩⅩⅩ
ⅩⅪ
M8

ⅩⅫ
M6

ⅩⅩⅤ
M7
ⅩⅩⅣ ⅩⅩⅢ
ⅩⅩⅧ
ⅩⅩⅨ
15
b c
盖
a
图 7 8 溜 板 箱 操 纵 机 构 -
横向
纵向
ⅩⅩⅧ
ⅩⅩⅣ
下面图中的机构在机床中用于什么场合？ 下面图中的机构在机床中用于什么场合？说出该机构在机床中进 行操作的方法和过程， 的作用。（ 。（12分 行操作的方法和过程，并说明离合器 M6和M7的作用。（ 分）

的作用各1分 （使用场合2分，横向、纵向操纵各 分， M6和M7的作用各 分） 使用场合 分 横向、纵向操纵各4分
? 图中为车床的机动进给操纵机构。 图中为车床的机动进给操纵机构。 纵向操纵：纵向板动手柄1，带动连杆3移动，通过连杆带动凸 纵向操纵 轮转动，凸轮上曲线槽位置的变化迫使离合器M6动作，使离 合器中间与轴有运动连接的部分移动到需要的位置，使纵向 机动进给在需要工作的位置接通或断开。 横向操纵： 横向操纵 ： 横向板动手柄1，带动轴14转动，凸轮13随之转动 凸轮上曲线槽位置的变化迫使离合器M7动作，使离合器中间 与轴有运动连接的部分移动到需要的位置，使横向机动进给 在需要工作的位置接通或断开。 离合器 M6操纵纵向机动进给在不同方向的动作。离合器 M7操 纵横向机动进给在不同方向的动作。
2.互锁机构 互锁机构

横向进给） 轴（横向进给） 14
开合螺母） 轴（开合螺母） 4
固定套 销子
弹簧销

纵向进给） 轴（纵向进给）
横向进给） 轴14（横向进给）
开合螺母） 轴4（开合螺母）
固定套 销子
弹簧销

纵向进给） 轴3（纵向进给）
合上开合螺母时
开合螺母） 轴（开合螺母）
横向进给） 轴（横向进给）
开合螺母） 轴（开合螺母）
销子
纵向进给） 轴（纵向进给）
纵向进给时
横向进给时
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作业： 作业：
1、CA6140的工艺范围有哪些？ 、 的工艺范围有哪些？ 2、CA6140的主运动和进给运动各是什么 、 的主运动和进给运动各是什么 3、CA6140车床反转时的转速级数为多少 、 车床反转时的转速级数为多少? 车床反转时的转速级数为多少 4、分析CA6140车床传动系统的进给传动链，写出车削 、分析 车床传动系统的进给传动链， 车床传动系统的进给传动链 英制螺纹和车削模数螺纹的传动路线表达式， 英制螺纹和车削模数螺纹的传动路线表达式，并推导 运动平衡式(换置公式 换置公式)。 运动平衡式 换置公式 。 5、写出加工螺距P=4，螺纹头数 、写出加工螺距 的螺纹运动平衡式. ，螺纹头数k=2的螺纹运动平衡式 的螺纹运动平衡式 6、证明：f纵=2f横。 、证明： 7、叙述摩擦离合器的组成和作用。 、叙述摩擦离合器的组成和作用。
答案：

? 摩擦离合器由花键轴、内外摩擦片组成。 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。 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，当摩擦力 不够时，也会对旋转的摩擦片产生阻尼作 用。
1 1.75 3.5 7 2 4 8 2.25 4.5 9
1.25 2.5 5 10 5.5 11
1.5 3 6 12
车削公制螺纹的运动平衡式（换置公式）： 车削公制螺纹的运动平衡式（换置公式）：

58 33 63 100 25 25 36 S =1(r)× × × × × ×u基 × × ×u倍 ×12 mm （ ） 58 33 100 75 36 36 25

化简： 化简：
S = 7u基u倍
从主轴Ⅵ与轴Ⅸ之间的传动比：
58 80 50 44 26 u括1 = × × × × = 4 26 20 50 44 58 58 80 80 44 26 u括2 = × × × × =16 26 20 20 44 58
英制螺纹传动路线： 英制螺纹传动路线：

M3和 M5结合，M4脱开，同时轴ⅩⅥ左端的滑移齿轮 结合， 脱开，同时轴ⅩⅥ ⅩⅥ左端的滑移齿轮 Z25移至左面位置。 移至左面位置。
工作及操纵过程： ①原理： 内外摩擦片未压紧时，二者之间的运动没有 联系。被压紧之后，内外摩擦片通过摩擦力传递运动， 从而使轴Ⅰ的转动传递到空套齿轮1上。 ②操纵动作过程（以正转为例）： 向上扳动操纵手柄18-杠杆21顺时针摆动-扇形齿轮17 顺时针摆动-齿条22向右移动-拨叉23拨动滑套12向右 移动-滑套12迫使元宝杠杆6顺时针摆动-杠杆下端的 凸起拨动轴7向左移动-左边摩擦片被压紧-传递主轴 的正向转动。 摩擦离合器的作用： ①传递转矩；②实现主轴换向；③安全保护。
§7-1 CA6140型卧式车床 CA6140型卧式车床
“三箱尾座一床身，床身上面有刀架” 三箱尾座一床身，床身上面有刀架” 三箱尾座一床身
Ⅰ Ⅳ Ⅱ Ⅲ Ⅷ Ⅴ
Ⅸ
M2
Ⅵ
传动路线表达式： 传动路线表达式：
右移） （M2右移）
左移） （M2左移）
 

                                                                                              车床机械制造技术说明