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第十二章 操纵机构设计,第一节 单独操纵机构 单独操纵机构是一个操纵件控制一个被操纵件，其结构简单，制造容易，但被操纵件较多时，会使操纵件增多，不易布置。单独操纵机构的结构形式很多，按执行件拨动被操纵件的方式，可分为摆动式和移动式两种。 一、摆动式操纵机构 摆动式操纵机构结构简单，在机床上应 用很普遍。结构如图。 由手柄4经转轴5、摆杆3、滑块2使齿轮1 沿花键轴移动。当操纵力较大或被操纵件距 离较远时，应设置中间传动装置。机械传动 装置可以是杠杆、齿轮、链轮等。如果因操 纵力太大而设置传动装置时，传动比应小于1； 因距离较远设置传动装置时，传动比常取为1。,二、移动式操纵机构 当移动件移动距离L较长时，用摆动式操纵机构会使偏移量a 太大或摆杆长度太长，这时采用移动式操纵机构较适宜。,手柄转动齿轮4、经齿条3，使拨叉1沿导杆2移动，这时手柄的转角a 可大于90。这种结构比摆动式要复杂一些。,为了使操纵机构尽量集 中在一起，有时还可以把两 个转轴套装，使两个操纵手 柄安装在同一个轴线上，如 图所示。手柄6通过套7、摆 杆8和滑块9控制齿轮10；捏 手5通过转轴4、摆杆3和滑 块2控制齿轮1。,一种直接装在滑移齿轮上的钢球定位机构，定位锥坑只能在装配前加工，就很难保证定位准确。,第二节 集中操纵机构,集中操纵机构是用一个操纵件控制多个被操纵件，因而其结构紧凑，使用方便省时，有利于提高生产效率，但结构较复杂。 集中变速操纵机构可分为顺序变速、选择变速和预选变速3种类型。 一、顺序变速操纵机构 顺序变速是指各级转速的变换按一定的 顺序进行，即从某一转速转换到按顺序为非 相邻的另一种转速时，滑移齿轮必须按顺序 经过中间各级转速的啮合位置。 1.工作原理 图为平面凸轮集中操纵的四级变速传动 原理图。轴上有两个双联滑移齿轮A与B。 这两个滑移齿轮由一个平面凸轮上的一条曲 线槽同时控制。该曲线槽称公用凸轮曲线。,2.公用凸轮曲线方案的确定 图为某机床主传动系统及其转速图。A和B分别表示轴、上的三联滑移齿轮，两个滑移齿轮在不同啮合位置时轴的转速按由低到高的顺序排列。另一图为凸轮曲线图，这个方案虽然能实现转速由低到高的顺序变速，但定位点多（2918），具有大行程的曲线段多，压力角大，所以凸轮曲线工作性能不好。,3.其他参数的确定 1）滚子中心在凸轮圆周上的起始位置。 2）凸轮行程量及凸轮半径。 3）杠杆比。 4）验算凸轮压力角。 二、选择变速操纵机构 选择变速是指一个转速转换到另一个转速时，各滑移齿轮不经过中间各级 转速的啮合位置的变速方式。这样，齿轮顶住的机会减少，变速时间缩短，操 作省力，但结构稍复杂。 下面以孔盘式选择变速集中操纵机构为例，说明其工作原理和孔盘的设计。 1.工作原理 图为铣床进给变速操纵机构。在孔盘1上分布着许多孔。有两种不同尺 寸的孔：大孔和小孔。孔盘固定在轴2上，可随轴转动，也可随轴作轴向移动。 每一对齿条轴带动一个拨叉，齿条轴移动时即拨动滑移齿轮移动。,铣床进给变速操纵机构,孔盘工作原理,孔盘上孔的分布,2.孔盘的设计 1）孔的大小和排列。 2）孔的位置和尺寸。 3）其他尺寸。 三、预选变速操纵机构 预选变速是指机床在加工过程中就预先选好下道工序所需要的转速，在完成上道工序停车后，只进行变速，不需选速的一种变速方式。它与前述的选择变速的主要区别就是选速过程和加工过程重合。如果把上述孔盘式选择变速机构中的定位元件安置在滑移齿轮上，就成了预选变速机构。预选变速机构可分为机械的、液压的、电气的三种。现以某摇臂钻床的液压预选变速集中操纵机构为例，介绍其工作原理和预选阀阀芯设计方法。 1.工作原理 该摇臂钻床主传动系统共有四个双联滑移齿轮，可以变换16种转速。其中一个滑移齿轮有三个变换位置，中位为空档。主轴正反转靠摩擦离合器变换。 2.预选阀阀芯的设计 首先，根据传动系统图和转速图确定四个滑移齿轮A、B、C、D在各级转速下的啮合位置。,再根据各级转速下滑移齿轮的啮合位置，确定对相应油缸油路的要求，列于表中。 最后，根据表中的要求绘出分配阀阀芯的展开图。 四、齿轮顺利进入啮合措施 变速机构采用滑移齿轮或端齿离合器时，为了避免打齿，变速过程一般在停车后进行。为了防止停车变速时两个齿轮齿的端面相互顶住，不能进入啮合位置，把轮齿端面倒成圆角，即使这样，也不能完全避免齿端顶住，特别是集中变速操纵时，这种现象发生的可能性更大。因此，经常采取一些使齿轮缓慢转动而实现顺利啮合的措施有： 1）用手扳动主轴或其他传动轴。 2）点动电机。 一种是在操纵过程中发现顶齿时，由操作者点动按钮，使电机点动。 另一种是，进行变速操作时让变速手柄与点动开关联动，即滑移齿轮移位之前，先触及点动开关，使点动机点动 。 3）电动机低速运转而使传动轴保持连续缓慢转动。 4）控制离合器以实现齿轮缓慢转动。 5）用专用小电机实现齿轮的缓慢转动 。,
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