第一节 凸轮集中变速操纵机构
一、CW6163型车床主轴变速机构
图3-1所示为CW6163型车床主轴凸轮操纵变速机构原理图。圆盘凸轮7的一条曲线槽操纵两个三联齿轮1和3，获得9种转速。转动手轮9，带动轴10、圆盘凸轮7、滚子8、摆杆13和11、轴12、摆杆5、滑块4，使三联齿轮3沿轴向滑动；滚子6通过杠杆14、摆杆15、拨叉2，使三联齿轮1沿轴向移动，手轮每转40°有一级转速。
图3-1 CW6163型车床主轴凸轮操纵变速机构原理图
1、3—三联齿轮 2—拨叉 4—滑块 5、11、13、15—摆杆6、8—滚子 7—圆盘凸轮 9—手轮 10、12—轴 14—杠杆
凸轮的曲线槽形状是按一定的变速顺序设计的，不能跳档超越变速，操纵时间长，但是结构比较简单。
图3-2所示为CW6163型车床主轴9级传动和转速图。
图3-2 CW6163型车床主轴9级传动和转速图
a）传动图 b）转速图
二、C336M-1型车床主轴变速机构
图3-3所示为C336M-1型车床主轴变速操纵机构原理图。它由两个端面凸轮1和4控制预选变速。变速时，转动预选盘8，通过螺旋齿轮6、7和轴10，使端面凸轮1和4转到与预选盘所示转速对应位置（端面凸轮与触销a、b、a′及b′不接触），可以在切削过程中选速。如果变速手柄3扳到双点划线位置，拨杆2和5上的触销a、b、a′、b′碰到凸轮的高、低位置，摆杆2和5分别绕销轴12和9摆动，摆到相应位置时有定位钢珠13和14定位，变速手柄3在实线位置时，又可以预选转速。
图3-3b为端面凸轮曲线展开图。端面凸轮1曲线有高、中、低三个位置，操纵三联齿轮；端面凸轮4有高、低两个位置，操纵双联齿轮。
三、X63WT型铣床主轴变速机构
除凸轮变速之外，还有凸轮与其他机构联合使用的变速机构，X63WT型铣床主轴变速采用的就是联合变速机构。
图3-4所示为X63WT型铣床主轴变速操纵机构。
变速箱作为一个单独部件装在床身内，它与装在床身上的Ⅲ、Ⅳ轴（图3-4中未画出）构成一个主传动系统。Ⅰ轴由床身主电动机通过弹性联轴器直接传动。这种结构对拆卸检修比较方便，变速箱可同操纵机构整体拆出。
图3-3 C336-1型车床主轴变速操纵机构原理图
a） 变速机构原理图 b） 端面凸轮曲线展开图
面凸轮 2、5—拨杆 3—变速手柄 6、7—螺旋齿轮 8—预选盘 9、12—销轴10—轴 11—齿轮、环形齿条 13、14—定位弹簧、钢珠
变速操纵机构是利用端面凸轮和间歇齿轮机构通过四个拨叉来移动滑移齿轮，每个端面凸轮控制两个拨叉。四个拨叉在滑移齿轮不同的啮合位置上，主轴可得到20种不同的转速（第Ⅰ轴上有两个拨叉分别控制两个双联滑移齿轮，第Ⅲ轴上有两个拨叉分别控制一个双联齿轮和一个三联齿轮，但三联齿轮只有两个位置，变速级数为4×4+4=20）。
变速时用单手柄顺序操作，变速轴带动下面的凸轮转动，由左端面的凸轮槽推动两个拨叉移动轴Ⅰ上两个双联滑移齿轮。变速轴还通过不完全齿轮传动，带动圆柱齿轮使上面凸轮转动，其左端面凸轮直接带动拨叉拨动轴Ⅲ上的双联滑移齿轮，而右端面的凸轮通过杠杆、连杆推动拨叉使轴Ⅲ上另一滑移齿轮（三联滑移齿轮移动两个不同位置）移动。不完全齿轮右端四瓣形凸轮曲线用作定位机构，弹簧（通过摆杆）将滚子压入它的凹部（图3-4中未画出），保持凸轮的准确定位。不完全齿轮的齿数可保证手柄转1周时圆柱齿轮转1/5周。
变速机构中还设计了转速计算盘。它是一个行星齿轮传动装置。当手柄转动变速时，变速齿轮轴（中心轮）带动行星轮转动，行星轮又与固定于箱体上的内齿圈啮合，行星轮自转的同时又有公转，此公转即为转速盘的转动。手轮转5转时转速盘转1转。中盘和内盘可根据铣刀直径、工件材料和表面粗糙度确定合理的主轴转速。
图3-4 X63WT型铣床主轴变速操纵机构
四、凸轮变速机构的常见故障与排除方法
1）在运转过程中掉档：定位钢珠因弹簧压力小而未定住位，需要调紧弹簧。
2）啮合齿轮轴向偏移：由于操纵机构各件间的间隙过大或拨叉磨损所引起，应对操纵机构做全面检查，然后针对检查结果进行处理。
3）变速操纵费力：①滑移齿轮倒角变形（由于变速时齿轮端面碰撞所引起），啮合困难。可以用角磨机（或手动砂轮）修复齿轮倒角。②定位装置因弹簧力调节过大，操纵费力。应合理调节弹簧力。③操纵件运动不畅，需要检查处理。