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1、是基礎(chǔ)部分,將其它子系統(tǒng)相互有機(jī)地聯(lián)系 起來(lái),通過(guò)支承作用構(gòu)成總系統(tǒng)。:底座、立柱、橫梁、箱體、工作臺(tái)和升降臺(tái)等u 支承零、部件u 保持被支承零、部件間的相互位置關(guān)系u 承受各種力和力矩。 1一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的支承件往往,它們有的相互固定聯(lián)接,有的在軌道上運(yùn)動(dòng)。第1頁(yè)/共29頁(yè)機(jī)床支承系統(tǒng)機(jī)床支承系統(tǒng)2床 腿床 腿床 身第2頁(yè)/共29頁(yè)機(jī)床支承系統(tǒng)機(jī)床支承系統(tǒng)3立柱立柱底座底座第3頁(yè)/共29頁(yè)轉(zhuǎn)臺(tái)支承系統(tǒng)4 底 座 底 座第4頁(yè)/共29頁(yè)并聯(lián)機(jī)器人支承系統(tǒng)5第5頁(yè)/共29頁(yè)根據(jù)形狀分為以下幾類: 梁類:一個(gè)方向的尺寸比另外兩個(gè)方向的尺寸大得多 的零件,如床身、立柱、橫梁、搖臂、滑枕等。 板類:一個(gè)

2、方向的尺寸比另外兩個(gè)方向的尺寸小得多 的零件,如機(jī)床的底座、工作臺(tái)、刀架等。 箱類:三個(gè)方向的尺寸大致一樣的零件, 如機(jī)床的箱體、升降臺(tái)等。框架類:如支架、橋架、桁架等。 6第6頁(yè)/共29頁(yè)1、足夠的靜剛度:支承件在靜載荷作用下抵抗變形的能力稱為支承件的靜剛度。2、較好的動(dòng)特性:機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)具有的能力。在機(jī)床上主要包括抵抗和的能力,而且不應(yīng)產(chǎn)生。 3、良好的熱特性:系統(tǒng)工作時(shí)各種原因的發(fā)熱都會(huì)使,以致破壞被支承零部件的相互位置關(guān)系,降低機(jī)械系統(tǒng)的工作精度。 7第7頁(yè)/共29頁(yè)4、小的內(nèi)應(yīng)力、小的內(nèi)應(yīng)力:材料內(nèi)應(yīng)力如不消除,在使:材料內(nèi)應(yīng)力如不消除,在使用過(guò)程中,用過(guò)程中,引,引起支承件變形。起支

3、承件變形。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)要從結(jié)構(gòu)和選因此,在設(shè)計(jì)時(shí)要從結(jié)構(gòu)和選材上保證支承件的內(nèi)應(yīng)力最小,并在鑄造或焊材上保證支承件的內(nèi)應(yīng)力最小,并在鑄造或焊接和粗加工后進(jìn)行接和粗加工后進(jìn)行。 5、其他、其他:在設(shè)計(jì)支承件時(shí),應(yīng)考慮在設(shè)計(jì)支承件時(shí),應(yīng)考慮,液壓、電器布置合理以及便于,液壓、電器布置合理以及便于和和等。而對(duì)于機(jī)床的支承件,還要考慮便于冷等。而對(duì)于機(jī)床的支承件,還要考慮便于冷卻液、潤(rùn)滑液的回收,排屑方便等。卻液、潤(rùn)滑液的回收,排屑方便等。8第8頁(yè)/共29頁(yè)支承件的變形一般包括自身變形、局部變形和接觸變形第9頁(yè)/共29頁(yè)第10頁(yè)/共29頁(yè)第11頁(yè)/共29頁(yè)u空心截面慣性矩比實(shí)心的大u方形抗彎,圓形抗

4、扭,矩形抗彎更好u封閉截面比非封閉截面剛度大第12頁(yè)/共29頁(yè) 主要用來(lái)提高支承件的抗彎剛度主要用來(lái)提高支承件的抗扭剛度既可提高支承件的抗彎剛度,又可提高抗扭剛度 縱向隔板必須布置在支承件的彎曲平面內(nèi)才會(huì)顯著提高抗彎剛度 13第13頁(yè)/共29頁(yè)14(a)直字形肋條直字形肋條,結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單。常用于窄壁和受,結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單。常用于窄壁和受載荷較小的內(nèi)壁上。載荷較小的內(nèi)壁上。(b)十字形肋條十字形肋條是呈直角交叉布置,結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單,是呈直角交叉布置,結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單,但易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,廣泛用于箱形截面的支承件但易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,廣泛用于箱形截面的支承件和平板上。和平板上。(c)三角形肋條三角形肋條可保證足夠的剛度,多用

5、于矩形可保證足夠的剛度,多用于矩形截面支承件的寬壁上。截面支承件的寬壁上。(d)交叉肋條交叉肋條有時(shí)會(huì)與支承件壁的橫隔板結(jié)合在有時(shí)會(huì)與支承件壁的橫隔板結(jié)合在一起來(lái)有效地提高其剛度,常用于重要支承的一起來(lái)有效地提高其剛度,常用于重要支承的寬壁和平板上。寬壁和平板上。(e)蜂窩形肋條蜂窩形肋條常用于平板上。由于它在各方向常用于平板上。由于它在各方向能均勻地收縮,不會(huì)在肋條連接處堆積金屬,能均勻地收縮,不會(huì)在肋條連接處堆積金屬,故內(nèi)應(yīng)力小。故內(nèi)應(yīng)力小。(f)米字形肋條米字形肋條制造困難,鑄造時(shí)金屬堆積嚴(yán)重。制造困難,鑄造時(shí)金屬堆積嚴(yán)重。(g)井字形肋條井字形肋條單元壁板的抗彎剛度接近單元壁板的抗彎剛

6、度接近(f)的米的米字形肋條,但抗扭剛度是米字形肋條的字形肋條,但抗扭剛度是米字形肋條的1/2。肋條布置在支承件的內(nèi)壁,減小局部變形,防止薄壁振動(dòng)。第14頁(yè)/共29頁(yè)三、合理開(kāi)孔和加蓋三、合理開(kāi)孔和加蓋15不在與彎曲平面垂直的壁上開(kāi)孔,不在窄壁上開(kāi)孔,加嵌入蓋比面覆蓋好。 主要方式:加強(qiáng)受力集中處的剛度,如加肋條 方式:配磨/研/刮增加實(shí)際接觸面積,提高接觸剛度開(kāi)孔的目的1)安裝機(jī)件或清砂2)減重降低開(kāi)孔對(duì)剛度影響的措施1)正確選擇開(kāi)孔的尺寸和位置2)開(kāi)孔位置翻邊3)加嵌入蓋第15頁(yè)/共29頁(yè)u鑄鐵:HT100,HT150,HT200,HT250,HT300, QT450-10,QT800-0

7、2u鋼:3,5#,Q235,20,25,15Mn,16Mn, 20Mn,15MnTi,15MnSiu輕合金:ZAlSi7Mg,ZAlSi9Mg,ZAlSi12CuMg1, ZAlZn1Si7u鋼筋混凝土u花崗巖第16頁(yè)/共29頁(yè) 沿力作用線的鉚釘排數(shù)不超過(guò)56排 接頭中鉚釘交錯(cuò)布置 多層板鉚接時(shí),接口應(yīng)錯(cuò)開(kāi) 鉚釘桿與孔之間不留空隙 鉚釘頭附近的孔邊倒成直角或圓角 同組結(jié)構(gòu)中采用相同直徑的鉚釘 鉚釘孔遠(yuǎn)離殼壁,且鉚釘頭外露第17頁(yè)/共29頁(yè)動(dòng)態(tài)特性主要指支承件的固有頻率、振型和阻尼。要求:u系統(tǒng)支承件的;u具有(共振狀態(tài)下,激振力的幅值與振幅之比)和u支承件在受到一定幅值的周期性激振力的作用下受

8、迫振動(dòng)的幅值較小。 18第18頁(yè)/共29頁(yè)19單自由度系統(tǒng)只有一個(gè)固有頻率和一個(gè)振型;二自由度系統(tǒng)有兩個(gè)振型。模態(tài):振型和固有頻率的合稱, 由小到大排列,用“階”表示支承件是連續(xù)體,有無(wú)窮多階模態(tài)。第19頁(yè)/共29頁(yè)20一階一階 二階二階 三階三階 四階四階第20頁(yè)/共29頁(yè)21第一階模態(tài):整機(jī)搖晃振動(dòng),頻率:1530Hz第二階模態(tài):一次彎曲振動(dòng),頻率:80140Hz第三階模態(tài):一次扭轉(zhuǎn)振動(dòng),頻率:30120Hz第四階模態(tài):二次扭轉(zhuǎn)振動(dòng)第21頁(yè)/共29頁(yè):對(duì)于某些面積較大而又較薄的壁板、罩、蓋等容易發(fā)生薄壁振動(dòng)。這類振動(dòng)的主振系統(tǒng)是薄壁,振動(dòng)的固有頻率較高,振幅不大,屬于局部振動(dòng)。對(duì)系統(tǒng)的工作

9、質(zhì)量如機(jī)床的加工精度影響不大,但卻是噪聲源或噪聲的傳播媒介。22第22頁(yè)/共29頁(yè)23Kd:動(dòng)剛度; :阻尼比; K:靜剛度 與動(dòng)剛度有關(guān)的因素:與動(dòng)剛度有關(guān)的因素: 1)靜剛度)靜剛度 2)阻尼)阻尼 提高靜剛度的措施提高靜剛度的措施: 合理設(shè)計(jì)截面形狀和尺寸合理設(shè)計(jì)截面形狀和尺寸, 合理布置隔板和肋條合理布置隔板和肋條 增加阻尼的辦法增加阻尼的辦法:保留砂芯、預(yù)加載荷、振動(dòng)能量的保留砂芯、預(yù)加載荷、振動(dòng)能量的消耗消耗第23頁(yè)/共29頁(yè)機(jī)床工作時(shí),電動(dòng)機(jī)輸入的能量,不論通過(guò)什么途徑,最后都變成熱。這些熱量:一部分由切屑、冷卻和潤(rùn)滑油帶走,一部分向周圍散發(fā),一部分使工件升溫,一部分使機(jī)床升溫。

10、外部環(huán)境溫度變化和陽(yáng)光照射使機(jī)床升溫。24第24頁(yè)/共29頁(yè) 及時(shí)將工作時(shí)產(chǎn)生的熱量擴(kuò)散到周圍環(huán)境中,及時(shí)將工作時(shí)產(chǎn)生的熱量擴(kuò)散到周圍環(huán)境中,則機(jī)械系統(tǒng)的溫度不會(huì)很快升高。(如:增則機(jī)械系統(tǒng)的溫度不會(huì)很快升高。(如:增大散熱面積大散熱面積/ /增設(shè)與氣流方向一致的散熱片增設(shè)與氣流方向一致的散熱片/ /采用風(fēng)扇或制冷設(shè)備,都可加快散熱。)采用風(fēng)扇或制冷設(shè)備,都可加快散熱。) 將電動(dòng)機(jī)、液壓油箱、變速箱等熱源移到與將電動(dòng)機(jī)、液壓油箱、變速箱等熱源移到與機(jī)械系統(tǒng)隔離的地基上,使熱源與機(jī)床隔離。機(jī)械系統(tǒng)隔離的地基上,使熱源與機(jī)床隔離。 影響機(jī)械系統(tǒng)工作質(zhì)量的不僅僅是溫升,更影響機(jī)械系統(tǒng)工作質(zhì)量的不僅僅是溫升,更重要的是溫度不均勻。因此,使支承件的熱重要的是溫度不均勻。因此,使支承件的熱變形均勻也是系統(tǒng)工作質(zhì)量的一種措施。變形均勻也是系統(tǒng)工作質(zhì)量的一種措施。 使熱變形對(duì)工件質(zhì)量的影響最小使熱變形對(duì)工件質(zhì)量的影響最小25第25頁(yè)/共29頁(yè)均熱:在車床床身B處開(kāi)一個(gè)淺缺口,裝主軸箱的A處是主要熱源,C處是導(dǎo)軌。這樣可使從A處傳來(lái)的熱量分散傳至床身各處(如箭頭所示)。床身的溫度就比較均勻。 26第26頁(yè)/共29頁(yè)均熱:圖(a)是一臺(tái)立式矩臺(tái)平面磨床,由于砂輪電動(dòng)機(jī)的熱量經(jīng)砂輪架接合面使立柱前壁的溫度高于后壁,造成立柱后傾,使磨出的工件表面與安裝基面不

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