2.2 BL 台车进给箱设计方案选择
进给箱按其轴的布置形式分,一般有塔轮结构式、两轴滑移式和三轴滑移式。塔
轮结构由于操纵比较复杂,消耗功率较大,在当前机床进给箱中几乎都不再使用。普
通车床如 CA6140 型卧式车床的进给箱一般采用三轴滑移结构。BL 系列台式车床是一
种小型车床,它的进给箱的内部空间较小,所用的齿轮数也比普通车床要少,操纵比
较简单,传递的功率也不大,因此选用两轴滑移比较合适。
由于 BL 台车进给箱的尺寸较小,两传动轴的轴线在空间的距离不大,且要求传
动比较准确,所以我们在进给箱内选用齿轮传动。又根据要求设计两轴线平行,所以
我们使用的齿轮为圆柱齿轮。根据经验和传动要求,我们选取齿轮的材料为 45 钢。
根据设计条件可知进给箱的丝杠和光杠各有 9 级转速。进给箱中传动轴转速的改变主
要是通过不同齿数的齿轮啮合来实现的。有 9 级转速,也就意味着有 9 种不同的传动
路线。如果我们选用二联齿轮,当使用 3 只时,只有 8(222)级转速,使用 4 只时,
有 16(2222)级转速。都不能满足设计要求。故不宜采用二联齿轮。但是如果我们
采用两个三联齿轮(33),则刚好能满足 9 级转速这一要求。故在进给量变换机构中
我们选用两只三联齿轮。另外,我们采用固定螺钉来进行齿轮的轴向固定。
进给箱内的传动轴应满足强度和刚度方面的要求。强度方面的要求是,保证轴在
反复弯曲载荷和扭转载荷下不发生疲劳破坏。刚度方面的要求是,轴在弯曲和扭转载
荷下不致产生过大的变形。如果刚度不足,则装在轴中部的齿轮会因轴的挠度过大而
破坏它们的正常啮合关系,并产生振动;装在轴两端的齿轮和轴承,会因倾角过大而
压强分布不均,产生不均匀的磨损和过大的噪声。如果扭转刚度不足,则会产生扭振。
在进给箱的丝杠和光杠转换机构中,我们需要使用离合器来实现丝杠和光杠运动
的转换,也即是走刀和螺纹的转换。离合器按其结合部分的特点,分为啮合式和摩擦
式两大类,根据设计要求,我们选择啮合式离合器,因为该式离合器与摩擦式相比,
有如下几个优点:(1)在相同尺寸条件下,啮合式离合器能传递的扭矩大于摩擦式;
(2)啮合式离合器为刚性传动,无打滑现象,传动比准确;(3)啮合式离合器在结
合过程中的磨损和发热均较小。离合器应满足下列要求:离、合要迅速、可靠,结合
要平稳,断开要彻底;操纵轻便省力。另外,离合器应尽量放在高速轴上,以使传递
的扭矩小些,则离合器的尺寸也就可以减小些。
该台车进给箱中的操纵机构用来控制变速、丝杠和光杠的转换。它虽不直接参与
机床的工作运动,与机床的精度和刚度等也无直接影响,但它影响机床工作性能的发
挥和工人的劳动强度。因此在进给箱的设计过程中,我们应该重视操纵机构的设计。
操纵机构应达到轻便省力、操纵方便和便于记忆、安全可靠等几个方面的要求。在该
进给箱中,根据设计情况,我们选用了单独操纵机构,共使用三个手柄操纵三只滑移
齿轮。操纵机构主要由操纵件(手柄)、传动装置(摇杆、两啮合的扇形齿轮)、执行