1 主运动

2 进给运动

图1 CA6140机床进给箱基本组传动系统简图

1. 工件的圆周进给运动
   被加工螺杆由CA6140机床卡盘夹紧、尾架顶尖支撑作圆周进给运动，其转速为1r/min。由于主轴最低转速为10r/min，因此在机床主电动机和主轴箱皮带轮之间增加了一个降速比为10的二级齿轮减速器。
2. 刀具的纵向进给运动
   刀具的纵向进给运动要满足工件的导程实现，即工件转1转刀具必须均匀地前进1个导程，因此纵向进给必须由丝杠带动。在工件要求的3个导程值中，CA6140 机床只能实现48mm，而63mm和60mm却不能实现。经几种方案比较，确定调整进给箱中基本组齿轮的齿数，具体说明如下。
   CA6140机床进给箱中基本组的传动系统如图1所示，各齿轮的参数如表2所示。调整的原则是尽量不影响CA6140机床所能加工的常用公制螺纹种类。而u_基=Z1/Z9=19/14=9.5/7和u_基=Z5/Z11=26/28两对传动比在公制螺纹加工中没有用到，因此选择调整Z5、Z1、Z9的齿数。

   表2

   	Z1	Z2	Z3	Z4	Z5	Z6	Z7	Z8	Z9	Z10	Z11	Z12
   齿数 模数 变位系数	19 3.75 0.16	20 3.75 -0.349	36 2.25 -0.465	33 2.25 1.124	26 2.25 1.124	28 2.25 0	36 2 -0.71	32 2 1.5	14 3.75 0.159	21 2.25 0	28 2.25 0	28 2 0.244

   CA6140机床公制螺纹计算式为

   S=7u扩u基u倍

   (1)

   式中：S——工件螺纹导程
   u_扩、u_基、u_倍——扩大组、基本组、增倍组的传动比
   当被加工的导程为60mm时，u_扩=16，u_倍=1/2，故u_基=7.5/7=30/28。将图1中的齿轮Z₅的齿数改为30，模数不变，就能实现导程60mm的加工。由于轴Ⅰ轴Ⅱ中心距为63±0.05mm，因此改后的齿轮Z₅须进行变位。经计算，齿轮Z₅(30)的变位系数为-0.8496。同理，当被加工导程为63mm时，根据式(1)有u_基=9/8=18/16。将图1中齿轮Z₁的齿数改为18，模数仍为3.75，变位系数为-0.19，Z₉的齿数改为16，模数仍为3.75，变位系数为零。验算调整后齿轮的中心距误差，均小于原图纸标注公差(±0.05mm)，这样就能实现3种导程的加工。
   

   (a)	(b)
   1.横向进给操纵杆 2.开合螺母操纵轴 3.纵向进给操纵杆 图2 消除开合螺母和横向机动进给互锁原理
   图3 实现螺纹根部锥度加工传动系统图

3. 刀具的横向进给
   由于被加工螺杆齿形根部有锥度要求，因此在刀具实现纵向进给运动时必须同时作横向进给运动，这就需要光杠带动溜板箱内的横向机动进给机构。由于CA6140 机床开合螺母和机动进给的纵、横向是互锁的，所以必须消除开合螺母和横向机动进给手柄的互锁功能。具体做法如图2所示，图a表示开合螺母合上，纵、横机动进给都不能实现。将件2的双阴影部分去掉，如图b所示，这样在开合螺母合上的同时，横向进给操纵杆1就能转动，从而使横向进给也得以实现。图3是实现螺纹根部锥度部分的传动系统图(省略原溜板箱中的纵向进给部分)，图中右边部分为固定在床身尾部上的锥度变速箱。传动路线为：丝杠(t=12mm)→锥度变速箱(u_锥)→光杠→36/32→32/56→M1(超越离合器)→M2(安全离合器)→4/29→40/48(或40/30→30/48)→M3→48/48→59/18→横向进给小丝杠(t=5mm)。
   所以，丝杠转1转，纵向进给量f纵=1×12=12mm，横向进给量f_横=1×u_锥×(36/32)×(32/56)× (4/29)×(40/48)×(48/48)×(59/18)×5=1.211u_锥mm。
   因为锥度=2f_横/f纵，所以实现3种锥度：1:78、1:57、1:40，锥度变速箱的传动比u_锥为u_锥={u1，u2，u3}={0.0635，0.087，0.1238}，齿轮参数如表3所示。锥度误差见表4。

   表3   Z13 Z14 Z15 Z16 Z17 Z18 Z19 Z20 Z21 Z22 齿数 模数 变位系数 36 2 0 18 2 0 18 2 0 54 2 0 29 2 1.1 19 2 0.8962 24 2 0 46 2 0 50 2 0 39 2 0

   表4 理论值 实际值 相对误差(%) 1:78 1:57 1:40 1:78.23 1:56.98 1:39.98 0.294 -0.039 -0.054

   由于横向进给运动是由丝杠带动光杠实现的，因此工作时CA6140机床进给箱中的丝、光杠转换离合器应使丝杠接通。为保证纵、横进给之间的严格传动比，溜板箱中靠摩擦传递运动的传动副超越离合器(M1)和安全离合器(M2)应加以固定，以保证加工过程中瞬时传动比不发生变化。另外，为了便于调整工件和刀具的相对位置，锥度变速箱中的单手柄操纵机构应设置一个空档位置。