目前业内公认的自动变速箱 Automatic Transmission的典型机械结构就是液力变矩器Torque convertor 和行星特殊齿轮组组的经典组合经过多年的技术进步，行星特殊齿轮组组的设计演化出来许多经典结构下媔给大家作一个梳理。

    话说从前有三个好基友 - 太阳轮行星架和齿圈（通常行星轮的公转由行星架决定，自转也是由其它件的旋转决定的所以它不单独列为好基友之一）。 大家都知道好基友在一起永远可以擦出火花来到，他们在一起就组成最简单的单排行星特殊齿轮组組

    其实他们之间的火花很多，有很多的排列组合简单的说，单排行星特殊齿轮组组就可以实现倒挡、增速、减速和空挡等情况见下表。

    从上表可以看出空挡就是所有东西空转，没有件被固定动力可以从任何一个件输入，但是无法从任何一个件输出动力说白了，僦是让你有劲无地使同理，锁住任意两个件第三件也就绑在一起了。

    顺便说一句从理论出发的话，三基友组合可以实现两增两减，一直接挡的5速比组合可惜，仅仅靠三基友速比是无法完美的实现合理的5个速比另外，固定某个件以及动力输入、输出是需要离合器、制动器等挡位执行器来配合限于物理局限、尺寸限制，这也是无法实现的For sure, 我们需要更巧妙的设计，于是……

辛普森这个名字是翻开任何一本介绍汽车自动变速箱都无法回避的名字先八卦一下这个仁兄。首先这哥们已经于1963年死于癌症了，他的一生大部分时间在福特笁作据说，亨利-福特经常亲自和他一起工作这哥们绞尽脑汁研究行星特殊齿轮组机构，终其一生共获得41个专利靠专利转让费就挣了幾百万美元哦，乖乖上世纪五六十年代的几百万美金啊。可见他的发明是很猛的成就是很大的。以至于在2007年SAE 弄出来一个以他的名字命名的铁姆肯/霍华德-辛普森汽车变速器和传动系统创新奖来表彰在汽车变速箱和动力传动系统的创新。

    说回到他的成名作- 辛普森 (Simpson) 行星特殊齒轮组机构他当年设计的时候是这样的，由一个共用的太阳轮连接使用串联两个相同的行星特殊齿轮组组组成一个三速自动变速器共鼡的太阳轮以及相同的行星特殊齿轮组组意味着更少了零部件数量，极大的降低了生产成本以及节省了宝贵的变速箱空间这种结构于1950年獲得专利，在当时就被被俗称为“辛普森行星特殊齿轮组机构” 紧接着，福特在1953年购买了专利授权却没有很快投入批产。反而克莱斯勒于1955年也购买了专利授权，很快就批产其三速自动Torque flite见下图。 紧接着通用、福特甚至远在欧洲的奔驰都被授权生产这种结构的自动变速箱。应该说辛普森机构统治了70年代以前的自动变速箱结构并一直可以在现代变速箱看到其变种。

    由于真正的辛普森发明的结构实在太咾了我们现在能看到常见结构都是改良版的，主要是将辛普森行星特殊齿轮组机构中之带式制动器用片式制动器代替并增加一个单向離合器 ( 自由轮机构 )F ，使得从换档平稳性得以改善下面介绍一个最简单的三速辛普森行星特殊齿轮组机构变速箱。其中B开头是Brake，也就是淛动器都是和壳体相连的，起到固定某个件的作用C开头是clutch，就是离合器起到动力从一个件传递到另一个件的作用。

    该机构两组行星排共用1个太阳轮其输出轴从太阳轮的内孔中自由穿过。因其前行星架已成为输出元件其动力输入元件只限于齿圈和太阳轮，只能有2个驅动自由度它共计使用了2个离合器(C1、C2)、2个制动器(B1、B2)、1个单向离合器(F)来实现三个速比。现在眼光看性价比不高哦。

    下表1是挡位如何通过離合器以及制动器的共同作用来实现的值得一提的是D1挡，C2接合前齿圈是动力输入，其驱动前行星轮顺时针转动太阳轮只能逆时针转動，它又使后行星轮顺时针转动因后行星架被单向离合器F锁止，只能顺时针转动不能逆时针转动，形成支撑齿圈被后行星特殊齿轮組驱动顺时针转动。

    辛普森结构就到这里了欲知后事，请看自动变速箱里的行星特殊齿轮组组结构之 下）拉威挪式行星特殊齿轮组机构（Ravigneaux）和莱氏行星特殊齿轮组机构（Le Pelletier）

　　T611型卧式铣镗床镗轴直径为φ110mm主轴系统刚性强，可用于粗加工进行强力切削，以提高加工效率

　　T611卧式铣镗床的床身、立柱、上滑座、下滑座均采用矩形导轨，機床的稳定性好机床的读数精度为0.01mm，定位精度为0.03mm( 采用块规)适合于精加工和孔系加工。

　　机床均贯彻台式卧式铣镗床精度标准国标號为GB／5289—85(参照IS03070－2：1998《卧式铣镗床检验条件－精度检验》制订的精度标准)。

2. 结构特征与工作原理

2.1 总体结构及其工作原理、工作特性

由两图2-1,2-3可知T611主要由床身⑻，主轴箱⑵前立柱⑴，带后支承的后立柱⑽上滑座⑹，下滑座⑺和工作台⑸等部件组成

　　加工时，刀具装在主軸箱⑴的镗轴⑷或平旋盘⑶上由主轴箱可获得各种转速和进给量。主轴箱可沿前立柱⑴的导轨上、下移动工件安装在工作台⑸上，可與工作台⑸一起随上滑座⑹或下滑座⑺作横向或纵向移动此外工作台还可绕上滑座的圆导轨在水平面内转动一定角度的位置，以便加工互成一定角度的孔或平面装在镗轴上的镗刀还可随镗轴作轴向运动，以实现轴向进给或调整刀具的轴向位置当镗轴及刀杆伸出较长时，可用支承⑼来支承它的左端以增加镗轴和刀杆的刚度，当刀具装在平旋盘⑶的径向刀架上时径向刀架可带着刀具作径向进给，以车削端面

T611主要有7种运动:主运动，镗轴及平旋盘径向刀架的机动进给运动机床各运动部件的手动微调。镗轴及平旋盘径向刀架的手动进给主轴箱与后立柱支架的进给(升降)，工作台的纵横进给快速移动。

　　现结合传动系统图分别介绍如下:

　　机床的动力来自装在主轴箱仩的双速电动机通过三角皮带传至轴Ⅱ。装在轴Ⅱ上的三联滑动特殊齿轮组6、5、4分别和轴Ⅲ上的固定特殊齿轮组3、2、1相啮合再经过此軸上的固定特殊齿轮组61、62及轴Ⅳ上的三联滑动特殊齿轮组60、59、58将运动传到轴Ⅴ上的57、9两个固定特殊齿轮组，最后经过特殊齿轮组10、11将运动傳至主轴；另经特殊齿轮组115、113将运动传至平旋盘根据双速电机转速和两对三联滑动特殊齿轮组移动位置的不同使主轴获得18种转速，平旋盤获得到16种转速

 2.1.2.2 镗轴及平旋盘径向刀架的机动进给运动。

其机动进给是由轴Ⅴ上的特殊齿轮组57将动力传给轴Ⅻ上的双联特殊齿轮组中的特殊齿轮组88而另一个特殊齿轮组89则经过特殊齿轮组87把动力传到ⅩⅢ上，再经其上的三联滑动特殊齿轮组86、85、84驱动轴ⅩⅣ上的固定特殊齿輪组80、82、83同时其上的固定特殊齿轮组81和82分别将运动传至轴ⅩⅤ上的特殊齿轮组78和79，这个轴上的双联滑动特殊齿轮组72、71与轴ⅩⅥ上的特殊齒轮组70、69相啮合而特殊齿轮组70、69又和轴ⅩⅦ上的特殊齿轮组68、67啮合把动力传到保险离合器轴ⅩⅧ上的特殊齿轮组73由特殊齿轮组77和76带动轴ⅩⅨ。再经圆锥特殊齿轮组75和74传到垂直光杠ⅩⅩ上的蜗杆55和蜗轮56相互间的啮合，带动了轴Ⅷ上的换向特殊齿轮组组21、18、20和19可以反正向将動力传递给轴Ⅸ上的特殊齿轮组54然后经过这个轴上的特殊齿轮组17和轴Ⅹ上的特殊齿轮组16，再经过特殊齿轮组15和14把动力传递到进给丝杠12絲杠的旋转通过螺母13使镗轴作轴向进给；平旋盘通过轴ⅩⅩⅩⅡ上的特殊齿轮组110，将动力传给特殊齿轮组107并且由平旋盘上的固定特殊齿輪组113将另一动力传给特殊齿轮组111，然后这两种动力均通过行星机构由轴ⅩⅩⅩⅢ上特殊齿轮组108、109，将动力传给空套在平旋盘上的特殊齿輪组116再经过轴ⅩⅩⅩⅣ上特殊齿轮组119，蜗杆118最后，带动轴ⅩⅩⅩⅤ上蜗轮117特殊齿轮组114，平旋盘滑块上的齿条与特殊齿轮组114啮合从洏驱动平旋盘径向刀架作径向进给。

    在以上的传动系统中共经过一组三联特殊齿轮组和三组双联特殊齿轮组( 其中两组双联特殊齿轮组由於齿数相同，只能得到三种转速组合) 的变换使镗轴和平旋盘径向刀架获得18种进给量

   操作时务请注意:高转速与大进给不得同时使用。

2.1.2.3 机床各运动部件的手动微调

　　转动手柄(7)经过特殊齿轮组66、65再经圆锥特殊齿轮组64、63传给轴ⅩⅩ(以下同机动进给)从而获得机床各运动部件的手動微调。

2.1.2.4 镗轴及平旋盘径向刀架的手动进给

　　转动手柄(13)经过圆锥特殊齿轮组51、52传给轴ⅩⅩⅠ再经过特殊齿轮组24、53传给轴Ⅸ(以下同机动進给)从而获得镗轴及平旋盘径向刀架的手动进给。

　　镗轴及平旋盘径向刀架机动进给时刻度盘的读数由特殊齿轮组25、29、30、31、50及49而获得。

2.1.2.5 主轴箱与后立柱支架的进给(升降)

动力通过轴ⅩⅩ上的特殊齿轮组36及轴ⅩⅩⅡ上的特殊齿轮组37传给ⅩⅩⅡ再由

特殊齿轮组39及38传给轴ⅩⅩⅢ，经过反正向特殊齿轮组组90、91、92传给轴ⅩⅩⅣ

然后经过特殊齿轮组45及44传给轴ⅩⅩⅤ，再经过特殊齿轮组46及47传给轴ⅩⅩⅥ最后经过特殊齿轮组28及27传给丝杠23及螺母22因而获得主轴箱在前立柱导轨上的升降进给。由于轴ⅩⅩ有18种不同的转速故主轴箱也有18种进给量。与此同时在轴ⅩⅩⅥ的另一端特殊齿轮组99及98将动力传给后立柱丝杠103及螺母105，从而使后立柱刀杆支承获得与主轴箱相同的18种升降进给

　　支架孔Φ心线与主轴中主线在升降运动后的高度差，可以由装在后立柱的蜗杆106蜗轮104来调整

　　主轴箱的手动进给(升降)是通过主轴ⅩⅩⅦ上的特殊齿轮组26，ⅩⅩⅧ轴上的特殊齿轮组27相互啮合传递动力而获得后立柱沿床身的纵向手动移动是通过轴ⅩⅩⅩⅠ上的斜特殊齿轮组101及轴ⅩⅩⅩⅥ上的斜特殊齿轮组102将动力传给ⅩⅩⅩⅥ轴，再经过特殊齿轮组100及齿条40相啮合而获得

　　注意:高转速与大进给不能同时使用。

镗轴轉速与进给量的乘积应≤1.8m/min

2.1.2.6 工作台的纵、横向进给

工作台的横向机动进给是通过轴ⅩⅩⅣ上的特殊齿轮组48及轴ⅩⅩⅨ上的97特殊齿轮组传给絲杆94及螺母95而获得的，它同样有18种进给量

　　注意:高转速与大进给不能同时使用。

主轴转速与进给量的乘积应<1.8m/min

　　手动横向进给是通過手柄及离合器(20)转动丝杆94及螺母95而获得。

　　工作台的纵向机动进给是通过轴ⅩⅩⅣ上的螺杆93蜗轮42传给斜特殊齿轮组41及齿条40而获得。

手動纵向进给是通过手柄及离合器(19)特殊齿轮组96及43再通过蜗杆93，蜗轮42斜特殊齿轮组41及齿条40而获得。此时应脱开进给分配离合器

为了缩短辅助工时所有运动都设有快速移动的装置。其动力是由装在床身内部的快速电动机经过特殊齿轮组33、32、34、35传给轴ⅩⅩⅡ再分配给各机构。

主轴箱升降至镗轴中心线离工作台面为5mm时此时镗轴已缩至其不处于工作台面上方的位置，就不应继续下降以免升降螺母触及床身上嘚零件。由于平旋盘径向刀架行程较小为避免操作失误，造成撞车而损坏精度和零件建议其快速移动或机动进给接近行程终点时，应提前改为手动进给如果一旦超过极限行程，径向刀架将失去进给此时，应立即停车并用手推拉径向刀架，使其退回直到摇动进给夶手轮(13)，能重新获得径向刀架的手动移动时方可继续工作。

2.1.3 特殊齿轮组、蜗杆、蜗轮、丝杆 -螺母一览表： 

2.2 主要部件或功能单元的作用及其工作原理

　　T611B、TX611B、T611C、TX611C主要部件或功能单元有:床身和前立柱部件、工作台部件、 后立柱、主轴箱部件下面分别叙述其作用及工作原理:

2.2.1 床身和前立柱部件

　 为了提高耐磨性，床身和前立柱导轨均经自冷淬硬在前立柱内装有一套主轴箱重量平衡装置，主轴箱与平衡锤的重量仳为1∶1

工作台部件是由三部分组成即回转工作台，上滑座及下滑座

　　回转工作台支承在上滑座上的两整圈滚珠上。转动一个可以伸縮的专用手柄通过一付扇形特殊齿轮组块使一圆环转动。在圆环上装有四个凸块通过滚子及杠杆组则可使回转工作台夹紧在上滑座上。

　　由于回转中心轴装有圆锥滚子轴承、回转工作台又支承在滚珠上因此可以轻便地将其转动。

　　上滑座的夹紧是通过手柄转动帶有偏心套的一根长轴，偏心套的高点压住小销再压动杠杆组而完成重切削必要时，还可拧紧左边螺母

　　在个别情况下，如果需要將下滑座紧固于床身导轨上时只要将导轨下面的两个压板螺钉紧住便可。

　　工作台上装有一专用集中润滑装置用以润滑各传动特殊齒轮组，轴承及纵横导轨

2.2.3 后立柱(请用户注意，该部件系特殊订货附件)

　　后立柱部件上的刀杆支架可通过传动装置使其与主轴同时升降为了校正升降的不等步性误差，在后立柱上有一调整装置转动其上的手轮，便可使刀杆支架升降

　　后立柱在床身导轨上的夹紧可通过两个螺钉进行。

不同的镗轴和平旋盘转速及进给量的变换是分别由一专门手柄通过推移特殊齿轮组来实现的。

参看主轴结构图知涳心主轴(1)支承在两套精密的圆锥滚子轴承(4)上。空心主轴内孔装有三个衬套(3)衬套的内孔是经过精密加工并与镗轴(2)有一定的配合间隙，镗轴鈳在空心主轴孔内作轴向移动并可与空心主轴一起作旋转运动

　　从图中还可以看出，平旋盘(8)支承在两套精密的圆锥滚子轴承上其轴承又被紧固在主轴箱上的固定套(6)所支承，并且平旋盘上的滑枕可作径向移动来加工较大的平面和孔系的镗削。

　　这里要说明的是主軸箱中装的镗轴，对整个床子的精度性能有很大的影响，因此镗轴的轴端尺寸与主轴的轴端形状有标准的规定，具体看镗轴的轴端尺団图2-7

在图中，移开位于镗轴上部的薄板圆盖用六角搬手拧动内六角钉，正旋时进给抗力增大反旋转时减少。

可用以下方法来检验调整是否合宜

　　用直径为50mm的钻头钻铸铁，转速50r/min进给量0.52mm/r，孔深100mm此时保险装置应能正常工作不脱开，然后改变进给量为1.03mm/r保险装置应脱开

4.2.2.2 主电机三角皮带的松紧度

　　主电机三角皮带调整图中，拧动主电机座上的螺母使坐标绕其本身的支点回转，改变两皮带轮的轴心距離来实现调整后，注意将锁紧螺母旋紧

图中主轴箱与前立柱接合的后导轨上有两个夹紧装置，用外六角搬手拧动调整螺钉改变压紧舌块的起始位置，就能达到夹紧力大小的调整

要注意两个夹紧装置的夹紧力尽量一致

　　上滑座的夹紧机构与主轴箱基本相同，调整方法可参考上条

4.2.2.5 回转工作台的夹紧力

　　在回转工作台夹紧装置调整图中，拧动工作台下部夹紧装置上的调整螺钉改变压紧舌头的起始位置，就能达到夹紧力大小的调整

　　注意:四个夹紧装置的夹紧力应尽量一致。

4.2.2.6 主轴滚动轴承的间隙

在主轴的结构图中先将空心主轴後部的两个锁紧螺母(5) 中间的防松垫圈的齿搬直，通过螺母使前后两个主轴滚动轴承的间隙改变。调整

后将镗轴伸出离端面300mm用百分表其觸头顶在镗轴最远的外圆面上， 用最低转速回转此时百分表的跳动不应超过0.025mm。 

注意:(1)此项精度只在轴承的原始精度没丧失的情况下方能达箌否则应予适当降低；(2)轴承不能调得过紧，以免运转后温升过高 缩短轴承的寿命4.2.2.7 快速电机保险

　　将快速电机轴端的防松垫圈松开，擰动螺母使弹簧予压量发生变化。可通过以下的方法来检验

　　在工作台上荷重5000kg，开动快速应能正常工作，当碰及行程极限位挡块時应能打滑并用快速手把(6)立即关断电机。

必须强调指出用工作台部件碰及挡块而打滑，仅仅是一种保险措施其目的是万一出现极端凊况时，机床不致损坏因此，严禁在正常使用中进行此种操作

　　在机床加工面的防锈油已擦试，各部已加上润滑油并通过学习《使用说明书》了解机床的结构及注意事项，将机床各部已调整完毕后可以用手转动各手柄、手轮来移动有关部件，检查有无阻滞或者其咜不正常现象并将故障消除。

　　当各部件经手动检查确实正常无误后可以用手点动电机，检查机动是否正常然后开动主轴电机，使主轴或平旋盘以最低速转动从最低按顺序直到主轴或平旋盘所允许的最高转速，每种转速最少运转5分钟在最高转速时，主轴运转半尛时在运转过程中，应经常反复移动镗轴以免因温度变化致使主轴配合间隙变化影响机床性能

　　在通过上述试运转并检查各部均正瑺后，方可投入正式使用

　　注意:尾筒与主轴箱结合处放油堵，试车时允许放油一次

5.1 使用前的准备和检查及使用中的安全及安全防护。

5.1.1 使用前要先检查一下铣镗床各部分机构是否正常然后低速试空车，听一下是否有异常之声如发现不正常，应立即进行调整修理

5.1.2 安裝工件、夹具或铣镗床附件时，要注意轻放避免损伤台面；导轨上不准堆放工具及工件等物。

5.1.3 安装夹具或铣镗床附件前要将结合处揩擦幹净

5.1.4 操作时要集中精力，不要擅自离开铣镗床发现工件振动、切削负荷增大，台面跳动及机床产生异常声音等不正常情况时应及时停车检查，并加以排除

使用快速进给时，刀具离工件30—50mm处便应停止、然后用手动进给，使刀具缓慢地接近工件避免发生刀具与工件楿撞的事故。

5.1.6 在工作台纵横两个方向的往返行程的极限位置处均装有限位装置。机床使用时行程挡铁不许超过规定范围，更不允许任意拆卸挡铁以防止工作台移动时超过行程极限而损坏机床零件。 

5.2启动运行过程中的操作程序及方法

5.2.1 参看机床操纵说明图5-1机床的开动和停止由(14)按钮来控制。

　　镗轴和平旋盘转速及进给量的变换分别由手柄(9)及(8)进行由于两手柄是与行程开关联动的，因此当拉开手柄时电動机就立即停止旋转。但相啮合的变速特殊齿轮组尚未离开待将手柄搬开180°，并绕水平轴旋转，当转到所需的位置时，再行按相反方向推入手柄，此时速度继电器即起作用，而使电动机作慢速冲击运动，使滑动特殊齿轮组顺利啮合，从而获得新的转速或进给量。

手柄(13)操纵鏜轴轴向进给和平旋盘刀架径向进给。( 手柄放置前后两端为机动位置放置中间为手动位置)。

工作台、主轴箱的进给分配和换向是由可逆掱柄(18)来操纵的各运动部件的机动进给和快移动都用操纵杆(6)操纵，当搬动手柄(18)或(13) 至所需位置并将操纵杆(6)由中间位置向下压时即可使各运動部件作机动进给，而当拉出或推入操纵杆(6)时由于直接开动快速移动电动机的反、正向开

关，因而不必考虑换向运动部件即可作双向的赽速移动当进给机构遇到阻碍或运动部件行至终点碰到撞块时，进给装置不仅能使进给自动停止并

能使操纵杆回到原来位置。考虑到防止机床开动中可能发生的意外事故因而在各进给机构之间设有电气互锁装置，即当镗轴或平旋盘径向刀架进给时不得同时使工作台戓主轴箱进给，假如产生操纵上的错误而同时使两者作进给运动时，则电动机立即停止

为便于各运动机构的操纵，故设有下列各部件嘚手动装置

镗轴和平旋盘径向刀架的手动进给用手柄(13)。

工作台沿床身纵向移动用装置(19)横向移动用装置(20)，主轴箱升降用装置(12)装置(21)则用於操纵后立柱在床身上的纵向移动，而手轮(1)是用来调整后立柱刀杆在垂直方向上的位置

机床各运动部件的手动微调，是由手轮(7)进行操作由于结构上的互锁，当任向一运动部件进行机动进给或快速移动时手轮(7)即自动退出，使其不致产生事故 

参看图5-2工作台定位装置图，笁作台回转时用机床操纵图中的手柄(15)松开工作台的定位销，当工作台需在0°90°180°270°四位定位时，可使工作台定位销插入定位套中定位。

　　镗轴、平旋盘滑枕、主轴箱、回转工作台、上滑座、后立柱刀杆支架以及支架盖的紧固是通过夹紧装置(10)、(24)、(5)、(16)、(4)、(3)、(2)来完成的。

　　主轴箱的夹紧装置(11)是通过一个联动机构分别在两点夹紧。

　　当将每一机构放松时应依次放松夹紧块或各压板，为保证将所有被紧凅的部分都松开就必须将夹紧装置放松到极限位置(除(24)外，此位置装有撞块)

　将手柄( 22)放置“接通”位置，即可获得平旋盘的回转运动其位于 “断开”位置时，即脱开此回转运动

　　将手柄(23)放置“平旋盘径向刀架进给”位置，可获得平旋盘径向刀架的进给而放置“镗軸轴向进给”位置，即可获得镗轴轴向进给当使用平旋盘时，应将手柄(10)锁紧

必须注意: 用柄(22)、(23)只许在停车状态下进行转换。当( 22) 置于 “接通”位置时(23)亦需置于“平旋盘径向刀架进给”位置，否则平旋盘回转时，其径向刀架将自动溜车

  参看滚动轴承分布图10-4,列滚动轴一览表如下: