就已经诞生。早期的机床变速箱主要是简易的换挡变速箱，也就是通过单纯通过齿轮和传动轴以及简单的变速机构来实现传动和变速。随着机械行业的发展，加工技术和金属材料日益先进，使得换挡变速箱结构日趋复杂和先进。但是人们通过长时间的生产和应用，发现换挡变速箱具有其设计原理上的缺陷，其无法实现传动比的均匀变化，造成速度损失，从而影响加工条件。因此，人们开始研究实现传动比连续变化的方案，也就是无级变速。无级变速箱是在世纪年代出现的，至世纪年代以后才开始发展，由于受当时各方面因素如机械发展水平材质和加工工艺等条件的限制，进展十分缓慢。世纪年代，尤其是年代以后，随着科技的发展，原本无法解决或很难解决的技术难题突破，加之实际生产中对无级变速箱的需求越来越多，无级变速箱得到了很大的发展，得到了较为广泛的应用。目前无级变速箱的研究和应用主要包括以下几个方面液力无级变速电力无级变速和机械无级变速。近年来以液力和电力无级变速为主要的研究方向，取得了较为较大成果。在世纪七十年代，随着机械制造业的发展，人们不再满足于对传统机械的应用，从而提出微机械的概念。到世纪年代诞生了对应于加工微型机械零件的微型机床，该机床所应用的传动和变速装臵称为微型机床变速箱。微型变速箱的发展是近些年才引起广泛重视的。随着微细加工技术的进步，微小型传动件在生产数量和质量上都已经达到定得要求，使得微型变速箱在近几年的发展迅速。但由于目前技术仍不够先进，微型变速箱在尺寸和传动精度上都无法达到令人满意的程度。但随着微细加工技术的深入，微型变速箱发展前景将极其可观。研究目的意义和内容机床变速箱是机床中的重要的传动装臵，机床运行性能的好坏很大程度上决定于机床变速箱的传动性能。机床变速箱主要是由变速传动机构和操纵机构组成。它将电动机和主轴联结起来，通过传动轴和齿轮以及其它传动件将电动机动力传递到主轴。变速箱中的变速机构通过改变传动比从而达到改变电动机运行状态的目的。保持合理的传动比可以使电动机工作在其最佳的动力性能状态下。目前应用的机床变速箱主要可以分为宏观变速箱和微型变速箱。其中宏观变速箱按照变速方式的不同又可分为换挡变速箱和无级变速箱两种。对这几种变速箱各自的特点进行深入的分析和总结有助于对机床变速箱这重要部件产生系统性的理解，从而方便发现目前些变速箱设计的不足之处以及类变速箱的整体缺陷。这有助于提出针对目前机床变速箱的改进意见，同时也有利于探索未来机床变速箱的研究方向。因此，对机床变速箱的进步研究和发展具有理论和现实意义。换挡变速箱换挡变速箱的特点换挡变速箱是通过滑移齿轮交换齿轮离合器等变速传动副使执行件实现速度的改变。其通过传动齿轮实现定比传动往往具有几个到十几个定值传动比，因此其传动比变换是跳跃式的，存在速度损失。但是其传动扭矩大，效率高切且制造成本较低。因此换挡变速箱广泛应用于传统加工机床当中。车床换挡变速箱结构分析我们结合车床变速箱进行具体分析车床是目前使用极为广泛的加工机床。这种机床的传动变速系统采用了典型的换挡变速箱形式。下面我们以车床变速箱为实例，描述换挡变速箱的工作特点。并结合其特点提出几点局部的改进方案。下图是传动系统图图机床传动系统从图中我们可以看出，车床变速箱共有两条传动链条是从主电动机到主轴的外联系传动链，在传动系统图中体现为主运动传动链另条是从主轴到刀架的传动链，它根据被加工工件的不同可分为内联系传动链和外联系传动链，其体现为进给传动链。我们在这里主要讨论其主运动传动链。主传动链的执行件为电动机和主轴。它的作用是把电动机的运动和动力传给主轴，使主轴带动工件转动，并满足主轴转向和换向的要求。主运动从电动机开始，经过三角带轮传给第根轴，再通过摩擦离合器，组双联滑移齿轮以及反转齿轮传给轴二。轴二的运动通过组三联滑移齿轮传至轴三。轴三的运动转到主轴有两条路线条是经过齿轮副直接传给主轴此时主轴上的齿式离合器左移，使主轴得到的六种高转速另条是主轴上的齿式离合器在图示位臵，运动经齿轮副或齿轮副传给轴四，再由齿轮副传给轴五，最后由齿轮副和齿式离合器传给主轴，使主轴获得的种低转速。车床主运动的传动路线表达式如下图所示图传动路线表达式双向多片式摩擦离合器装在主轴箱中的轴上，由内摩擦片外摩擦片止推片压块和空套齿轮等组成。离合器右半部分使主轴反转，主要用于退刀，传递的扭矩小，所以片数较少。下图中所示的是摩擦离合器左半部分，图中内摩擦片的内孔为花键孔，与轴的花键啮合，随着轴起转动外摩擦片空套在轴上，它的外圆上有四个凸爪，嵌在空套齿轮的缺口槽中，能带动齿轮转动。当内外摩擦片压紧时，轴的转动通过内外摩擦片的摩擦力传给了齿轮，再通过其他的传动齿轮使主轴正转。同理，当右离合器内外摩擦片压紧时，轴的转动传给了轴右端的齿轮，从而使主轴反转。当左右离合器都处于脱开状态，这时轴虽然转动，但主轴处于停止状态。图双向多片式摩擦离合器左半部分空套齿轮外摩擦片内摩擦片弹簧销销元宝销杆压块螺母止推片摩擦离零件的尺寸偏差保证在几微米以内，且表面粗糙度很低。主要包括微细车削微细铣削微细钻削微细磨削微冲压等。与宏观加工类似，也需要微细车床以及相应的控制和传动系统。我们把微型机床中所应用的变速装臵称为微型机床变速箱。微型变速箱的特点与宏观机床变速箱相比较，微型机床变速箱的传动原理和其内部组件基本相同，但是微型机床变速箱在尺寸上要小得多。由此使得微型机床变速箱具有许多其自身特点由于微型变速箱箱体尺寸的限制，变速箱内部各传动件的尺寸都极小。同时，其传动链长度也受到了很大的限制。微型机床变速箱中的主轴直径极小，但是微细切削在加工工件时所需的切削速度较大。为满足加工条件保证工件加工质量，主轴的转速应当相当高。这也意味着箱体内其它传动件的转速同时也很高。需要精度很高的微细操作和装配技术。在狭窄的空间内进行微操作要同时具有微动和微型，也就是说操作器能够进行微米尺度的微操作，同时还需要兼顾操作本体的微小性。微型变速箱特点的深入分析下面对以上几点展开进行分析微型变速箱箱体体积限制了传动件的尺寸和传动链的长度，但是由于现代微细加工技术的逐步发展和成熟，通过许多现代化的加工方法能够加工出尺寸极小且精度相当高的传动齿轮以及传动轴。这在技术上保证了微型化的要求。下面介绍几种现代化的微机械加工方法微细电火花加工微细电火花加工的原理与普通电火花加工并无本质区别。实现微细电火花加工的关键在于微小轴工具电极的制作微小能量放电电源工具电极的微量伺服进给加工状态检测系统控制及加工工艺方法等。由于微小电极本身就极难甚至无法制作，所以利用传统的电火花成形加工方法进行微纲三维轮廓加工是不现实的，于是人们开始探索使用简单形状的电极，借鉴数控铣削的方法进行微细三维轮廓的电火花加工。应用微细电火花加工技术，目前已可加工出直径的微细轴和的微细孔，可制作出长宽深的微型汽车模具，并用其制作出了微型汽车模型。可制作出直径为模数为的微型齿轮。离子束刻蚀离子束蚀刻又分为聚焦离子束蚀刻和反应离子束蚀刻。聚焦离子束蚀刻通过入射离子向工件材料表面原子传递动量而达到逐个蚀除工件表面原子的目的，因而可达到纳米级的制造精度。反应离子束蚀刻是种物理化学反应的蚀刻方法。它将束反应气体的离子束直接引向工件表面，发生反应后形成种既易挥发又易靠离子动能而加工的产物，同时通过反应气体离子束溅射作用达到蚀刻的目的。是种亚微米级的微加工技术。技术技术是采用深度射线光刻微电铸成型和塑料铸模等技术相结合的种综合性加工技术，它是进行非硅材料三维立体微细加工的首选工艺。技术制作各种微图形的过程主要由两步关键工艺组成，即首先利用同步辐射射线光刻技术光刻出所要求的图形，然后利用电铸方法制作出与光刻胶图形相反的金属模具，再利用微塑铸制备微结构。技术补偿了表面微机械技术的不足，技术提供了种新的加工手段。利用技术可以制造出由各种金属塑料和陶瓷零件组成的三维微机电系统，并且得到的器件结构具有深宽比大结构精细侧壁陡峭表面光滑等特点，这些都是其它微加工工艺很难达到的。除以上几种微细加工方法外，还有多种特种微细加工方法可以加工出尺寸极小的传动件，同时在考虑变速箱的制造成本和精度要求时为我们提供了多重的选择空间。变速箱的主轴转速的高低主要取决于电动机的性能。目前电动机主要分为静电式和电磁式两种，静电式电机结构简单易于实现电动机的微型化，但是其转速较低，不能满足微型机床的加工要求。电磁式电机结构中包含产生场的线圈，不易实现电机的微小型化，但是近些年来通过在这领域的研究实践，已经开发出可以满足尺寸以及转速条件的微型电磁式电机另外，为满足高速运转的要求，微型变速箱中传动轴的支承轴承在工作时摩擦阻力应当尽可能小，而且其同时也必须做到微型。因此，可以选用空气静压轴承，其结构为圆柱面径向平面止推型，前后径向轴承采用双轴承，同轴套结构，可以很好的保证同轴度结构，同时摩擦系数也相当小。微装配是指毫米以下大于纳米的器件装配，微装配并不是个新兴的领域，它很早就存在于人们的生活中，例如钟表的装配，只不过随着微机电系统和纳米技术的发展，以及人们在生活中对微产品的迫切需要，使得微装配技术的地位越来越重要。为了保证微型变速箱的传动精度和性能，在装配时需要采用先进的微型装配技术。使用微机械手的装配机械手因具有操作灵活，很好的柔性,能适应各种作业的特点，在现代工业中被广泛应用。在微装配中，由于要求的定位精度高，就必须使得微机械手有高的制造精度，零件的公差必须被限制在纳米范围内，装配时必须控制振动摩擦热膨胀和计算误差，虽然在宏装配中这些因素可以忽略，但在微装配中它们起着举足轻重的作用，同时这些微机械手在使用中要经常维护和标定。机械手用压电器件作为微机器人的腿，以蠕动的方式运动，运动速度可达，机械手具有个自由度两个平移，个旋转在个玻璃平台上移动，它具有个可拆换的三自由度手爪，能达到工作空间的任点，玻璃平板被固定在桌子上。个固定摄像机被用来控制机械手爪的精确定位，另个摄像机和激光测距仪被用来控制机械手的粗定位。微型零件的胶粘接技术近年来，国外许多企业和研究机构致力于开发高质量的胶和胶滴点样技术。无论在胶粘剂产品，还是在胶滴点样技术等方面都取得较大的进步，已能满足微小型零件粘接的要