第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)7

1、1第二章 金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)機(jī)械與汽車工程學(xué)院22.1 概述概述2.2 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論2.3 金屬切削機(jī)床總體設(shè)計(jì)金屬切削機(jī)床總體設(shè)計(jì)2.4 主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)2.5 進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)2.6 機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)*第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)32.4 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、必須滿足的設(shè)計(jì)基本要求一、必須滿足的設(shè)計(jì)基本要求二、主傳動(dòng)系統(tǒng)二、主傳動(dòng)系統(tǒng)分類分類與傳動(dòng)與傳動(dòng)方式方式三、分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)四、無級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)四、無級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)五、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)五、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)* *4四、無級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)四、無級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(一一)無級(jí)變速裝置的分類無級(jí)變速裝置的分類(二二)無級(jí)變速主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)原則無級(jí)變速主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)原則 5 無級(jí)變速是指在一定范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速(或速度)能連續(xù)地變換，從而獲取最有利的切削速度。v無級(jí)變速的特點(diǎn)：s可以獲得可以獲得最有利最有利的切削速度的切削速度s能實(shí)現(xiàn)能實(shí)現(xiàn)不停車不停車變速，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)變速變速，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)變速s換向迅速和平穩(wěn)，可以大大簡(jiǎn)化齒輪箱，換向迅速和平穩(wěn)，可以大大簡(jiǎn)化齒輪箱，縮短傳動(dòng)縮短傳動(dòng)鏈鏈，提高，提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性，成本較高傳動(dòng)的平穩(wěn)性，成本較高。s應(yīng)用：應(yīng)用：數(shù)控機(jī)床、高精度機(jī)床數(shù)控機(jī)床、高精

3、度機(jī)床和和大型機(jī)床大型機(jī)床等。等。四、無級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)四、無級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)6（一）無級(jí)變速裝置的分類（一）無級(jí)變速裝置的分類1變速電動(dòng)機(jī)機(jī)床上常用的變速電動(dòng)機(jī)有機(jī)床上常用的變速電動(dòng)機(jī)有直流復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)直流復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)和和交流變頻交流變頻電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)。在在額定轉(zhuǎn)速以上額定轉(zhuǎn)速以上為為恒功率變速恒功率變速，通常調(diào)速范圍僅，通常調(diào)速范圍僅23；額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速以下以下為為恒扭矩變速恒扭矩變速，調(diào)整范圍很大，可達(dá)，調(diào)整范圍很大，可達(dá)30甚甚至更大。至更大。上述功率和扭矩特性一般不能滿足機(jī)床的使用要求。為上述功率和扭矩特性一般不能滿足機(jī)床的使用要求。為了了擴(kuò)大擴(kuò)大恒功率調(diào)速范圍，在變速電動(dòng)機(jī)和主

4、軸之間恒功率調(diào)速范圍，在變速電動(dòng)機(jī)和主軸之間串聯(lián)串聯(lián)一個(gè)分級(jí)變速箱一個(gè)分級(jí)變速箱。廣泛用于廣泛用于數(shù)控機(jī)床、大型機(jī)床數(shù)控機(jī)床、大型機(jī)床中。中。72機(jī)械無級(jí)變速裝置v機(jī)械無級(jí)變速裝置有機(jī)械無級(jí)變速裝置有柯普柯普(Koop)型型、行星錐輪型行星錐輪型、分離分離錐輪鋼環(huán)型錐輪鋼環(huán)型、寬帶型寬帶型等多種結(jié)構(gòu)。等多種結(jié)構(gòu)。v它們都是它們都是利用摩擦力來傳遞扭矩利用摩擦力來傳遞扭矩，通過連續(xù)地，通過連續(xù)地改變摩擦改變摩擦傳動(dòng)副工作半徑傳動(dòng)副工作半徑來實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。來實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。v由于變速范圍小，由于變速范圍小，多數(shù)是恒扭矩傳動(dòng)多數(shù)是恒扭矩傳動(dòng)，通常較少單獨(dú)使，通常較少單獨(dú)使用，而用，而與分級(jí)變速機(jī)構(gòu)串聯(lián)

5、與分級(jí)變速機(jī)構(gòu)串聯(lián)使用，以擴(kuò)大變速范圍。使用，以擴(kuò)大變速范圍。v應(yīng)用于要求功率和變速范圍較小的應(yīng)用于要求功率和變速范圍較小的中小型車床、銑床中小型車床、銑床等等機(jī)床的主傳動(dòng)中，更多地是用于機(jī)床的主傳動(dòng)中，更多地是用于進(jìn)給變速傳動(dòng)進(jìn)給變速傳動(dòng)中。中。 8v液壓無級(jí)變速裝置通過液壓無級(jí)變速裝置通過改變單位時(shí)間內(nèi)輸入液壓缸或液改變單位時(shí)間內(nèi)輸入液壓缸或液動(dòng)機(jī)中液體的油量動(dòng)機(jī)中液體的油量來實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。來實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。v特點(diǎn)特點(diǎn)是變速是變速范圍較大范圍較大、變速、變速方便方便、傳動(dòng)、傳動(dòng)平穩(wěn)平穩(wěn)、運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)換向換向時(shí)沖擊小時(shí)沖擊小、易于實(shí)現(xiàn)、易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和自動(dòng)化直線運(yùn)動(dòng)和自動(dòng)化。v常用在主運(yùn)動(dòng)為常

6、用在主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床中，如刨床、拉床等。中，如刨床、拉床等。3液壓無級(jí)變速裝置9(1)盡量選擇盡量選擇功率和扭矩特性符合功率和扭矩特性符合傳動(dòng)系要求的無級(jí)變速裝置。傳動(dòng)系要求的無級(jí)變速裝置。v作直線作直線主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng) 恒扭矩恒扭矩傳動(dòng)傳動(dòng) 如龍門刨床的工作臺(tái)如龍門刨床的工作臺(tái) 如直流電動(dòng)機(jī)；如直流電動(dòng)機(jī)；v作旋轉(zhuǎn)作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng) 恒功率恒功率傳動(dòng)傳動(dòng) 如如車床或銑床主軸車床或銑床主軸 如機(jī)械無級(jí)變速如機(jī)械無級(jí)變速(二二)無級(jí)變速主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)原則無級(jí)變速主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)原則 (2)無級(jí)變速裝置無級(jí)變速裝置與機(jī)械分級(jí)變速箱串聯(lián)在一起使用，以擴(kuò)大與機(jī)械分級(jí)變速箱串聯(lián)在一起使用，以擴(kuò)

7、大恒功率變速范圍和整個(gè)變速范圍。恒功率變速范圍和整個(gè)變速范圍。無級(jí)變速系統(tǒng)裝置單獨(dú)使用時(shí)，其調(diào)速范圍較小，滿足不了要求，尤其是無級(jí)變速系統(tǒng)裝置單獨(dú)使用時(shí)，其調(diào)速范圍較小，滿足不了要求，尤其是恒功率調(diào)速范圍恒功率調(diào)速范圍往往遠(yuǎn)小于機(jī)床實(shí)際需要的恒功率變速范圍。往往遠(yuǎn)小于機(jī)床實(shí)際需要的恒功率變速范圍。10 無級(jí)變速無級(jí)變速裝置作為傳動(dòng)系中的裝置作為傳動(dòng)系中的基本組基本組，而，而分級(jí)變速分級(jí)變速作為作為擴(kuò)大組擴(kuò)大組。 由于機(jī)械無級(jí)變速裝置屬于摩擦傳動(dòng)，有相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象，可能由于機(jī)械無級(jí)變速裝置屬于摩擦傳動(dòng)，有相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象，可能得不得不到理論上的轉(zhuǎn)速到理論上的轉(zhuǎn)速。 為了得到連續(xù)的無級(jí)變速，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該使

8、為了得到連續(xù)的無級(jí)變速，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該使分級(jí)變速箱的公比分級(jí)變速箱的公比略略小于小于無級(jí)變速裝置無級(jí)變速裝置的變速范圍。的變速范圍。1/zfndfRRRd:nffRRRz機(jī)床主軸的變速范圍無極變速裝置的變速范圍機(jī)械分級(jí)變速箱的變速范圍機(jī)械分級(jí)變速箱的變速級(jí)數(shù)機(jī)械分級(jí)變速箱的公比0.90 0.97fdR(二二)無級(jí)變速主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)原則無級(jí)變速主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)原則 11由公式： 可知，分級(jí)變速箱的級(jí)數(shù)為：例題：設(shè)機(jī)床主軸變速范圍設(shè)機(jī)床主軸變速范圍Rn=60，無級(jí)變速箱的變速范圍，無級(jí)變速箱的變速范圍Rd=8，設(shè)計(jì)機(jī)械分級(jí)變速箱，求出其級(jí)數(shù)，并畫出轉(zhuǎn)速圖。，設(shè)計(jì)機(jī)械分級(jí)變速箱，求出其級(jí)數(shù)，并畫出轉(zhuǎn)速圖。解：

9、機(jī)械分級(jí)變速箱的變速范圍為：/60/87.5fndRRR0.90 0.970.94 87.52fdR 1 lg7.5/lg7.522Z 機(jī)械分級(jí)變速箱的公比為：1ZnR121ZfdnfRRR理論上，可取理論上，可取:實(shí)際上，常取實(shí)際上，常取:fdRlg1lgffRZ 0.90 0.97fdR132.5 進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)一、進(jìn)給傳動(dòng)的特點(diǎn)一、進(jìn)給傳動(dòng)的特點(diǎn)二、進(jìn)給傳動(dòng)系的分類和組成二、進(jìn)給傳動(dòng)系的分類和組成三、進(jìn)給傳動(dòng)的基本要求三、進(jìn)給傳動(dòng)的基本要求四、分級(jí)進(jìn)給傳動(dòng)的設(shè)計(jì)原則四、分級(jí)進(jìn)給傳動(dòng)的設(shè)計(jì)原則五、無級(jí)變速進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)五、無級(jí)變速進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)141、恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng):在各種不同進(jìn)給量

10、的情況下，都有在各種不同進(jìn)給量的情況下，都有可能達(dá)到最大進(jìn)給力。因此，進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)最后輸可能達(dá)到最大進(jìn)給力。因此，進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)最后輸出軸的出軸的最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩可近似地認(rèn)為可近似地認(rèn)為相等相等。一、進(jìn)給傳動(dòng)的特點(diǎn)一、進(jìn)給傳動(dòng)的特點(diǎn)P TTPnminnmaxnj)(9550mNnPTj152、進(jìn)給傳動(dòng)系中各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速是其、進(jìn)給傳動(dòng)系中各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速是其最高轉(zhuǎn)速iiiTTn/ nTu末末末進(jìn)給系統(tǒng)是進(jìn)給系統(tǒng)是恒扭矩傳動(dòng)恒扭矩傳動(dòng)，在各，在各種進(jìn)給速度下，末端輸出軸上種進(jìn)給速度下，末端輸出軸上扭矩是相同的扭矩是相同的 T末末。進(jìn)給傳動(dòng)系中各傳動(dòng)件進(jìn)給傳動(dòng)系中各傳動(dòng)件(包括軸包括軸和齒輪和齒

11、輪)所受的扭矩由下式算出：所受的扭矩由下式算出：在進(jìn)給傳動(dòng)系的在進(jìn)給傳動(dòng)系的最大升速鏈最大升速鏈中，中，各傳動(dòng)件至末端輸出軸的各傳動(dòng)件至末端輸出軸的傳動(dòng)傳動(dòng)比比最大，承受的最大，承受的扭矩扭矩也最大。也最大。故各傳動(dòng)件的故各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速是其最是其最高轉(zhuǎn)速。高轉(zhuǎn)速。16v傳動(dòng)件至末端輸出軸的傳動(dòng)比越大，傳動(dòng)件承受的傳動(dòng)件至末端輸出軸的傳動(dòng)比越大，傳動(dòng)件承受的扭矩越大，即采用扭矩越大，即采用擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序不一致擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序不一致的結(jié)構(gòu)式，的結(jié)構(gòu)式，如：如：vZ=16=28242221 。v這樣可以使進(jìn)給系內(nèi)更多的傳動(dòng)這樣可以使進(jìn)給系內(nèi)更多的傳動(dòng)末端末端輸出軸的輸出軸的速比速比

12、較小較小，承受的扭矩也較小，從而減小，承受的扭矩也較小，從而減小各中間軸和傳動(dòng)件各中間軸和傳動(dòng)件的尺寸。的尺寸。3、進(jìn)給傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速圖為、進(jìn)給傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速圖為前疏后密結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)17進(jìn)給傳動(dòng)系變速組的進(jìn)給傳動(dòng)系變速組的Rn可取比主變速組較大的值，即可取比主變速組較大的值，即1/5u進(jìn)進(jìn)2.8，變速范圍，變速范圍Rn14。末端常采用降速很大的傳動(dòng)末端常采用降速很大的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如機(jī)構(gòu)，如蝸桿蝸輪、絲杠螺母、行星機(jī)構(gòu)蝸桿蝸輪、絲杠螺母、行星機(jī)構(gòu)等。等。4、進(jìn)給傳動(dòng)的變速范圍、進(jìn)給傳動(dòng)的變速范圍對(duì)于對(duì)于精密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床精密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系，為保證傳動(dòng)精度的進(jìn)給傳動(dòng)系，為保證傳動(dòng)精度和定位精度，尤其

13、是換向精度，要有傳動(dòng)和定位精度，尤其是換向精度，要有傳動(dòng)間隙消除機(jī)構(gòu)間隙消除機(jī)構(gòu)。5、進(jìn)給傳動(dòng)系采用傳動(dòng)間隙消除機(jī)構(gòu)、進(jìn)給傳動(dòng)系采用傳動(dòng)間隙消除機(jī)構(gòu)186、快速空程傳動(dòng)的采用、快速空程傳動(dòng)的采用快速快速與與工進(jìn)工進(jìn)需在帶負(fù)載運(yùn)行中變換。采用超越離合器、需在帶負(fù)載運(yùn)行中變換。采用超越離合器、差動(dòng)機(jī)構(gòu)或電氣伺服進(jìn)給傳動(dòng)等。差動(dòng)機(jī)構(gòu)或電氣伺服進(jìn)給傳動(dòng)等。7、微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)的采用、微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)的采用微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)有微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)有自動(dòng)自動(dòng)和和手動(dòng)手動(dòng)兩類。自動(dòng)微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)兩類。自動(dòng)微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用各種驅(qū)動(dòng)元件使進(jìn)給自動(dòng)地進(jìn)行；手動(dòng)微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用各種驅(qū)動(dòng)元件使進(jìn)給自動(dòng)地進(jìn)行；手動(dòng)微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)主要用于微量調(diào)整

14、精密機(jī)床的一些部件主要用于微量調(diào)整精密機(jī)床的一些部件.19二、進(jìn)給傳動(dòng)系的分類和組成二、進(jìn)給傳動(dòng)系的分類和組成1.進(jìn)給傳動(dòng)系的分類進(jìn)給傳動(dòng)系的分類（1）按照傳動(dòng)鏈的性質(zhì)分）按照傳動(dòng)鏈的性質(zhì)分外聯(lián)系進(jìn)給傳動(dòng)鏈外聯(lián)系進(jìn)給傳動(dòng)鏈內(nèi)聯(lián)系進(jìn)給傳動(dòng)鏈內(nèi)聯(lián)系進(jìn)給傳動(dòng)鏈（2）按照控制形式和變速形式分）按照控制形式和變速形式分普通機(jī)床普通機(jī)床分級(jí)分級(jí)變速進(jìn)給鏈變速進(jìn)給鏈數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床無級(jí)無級(jí)變速進(jìn)給鏈變速進(jìn)給鏈20動(dòng)力源變速系統(tǒng)快速運(yùn)動(dòng)安全機(jī)構(gòu)手動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分配與換向機(jī)構(gòu)橫向進(jìn)給縱向進(jìn)給垂直進(jìn)給執(zhí)行件二、進(jìn)給傳動(dòng)系的分類和組成二、進(jìn)給傳動(dòng)系的分類和組成2.進(jìn)給傳動(dòng)系的組成進(jìn)給傳動(dòng)系的組成可采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力

15、源；可采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源；也可以與主傳動(dòng)共用一個(gè)動(dòng)力源。也可以與主傳動(dòng)共用一個(gè)動(dòng)力源。21進(jìn)給傳動(dòng)系的變速機(jī)構(gòu)是用來改變進(jìn)給傳動(dòng)系的變速機(jī)構(gòu)是用來改變進(jìn)給量進(jìn)給量大小。大小。常用的有常用的有交換齒輪變速、滑移齒輪變速、齒輪離合器變速、機(jī)械無級(jí)變速交換齒輪變速、滑移齒輪變速、齒輪離合器變速、機(jī)械無級(jí)變速和和伺服電動(dòng)機(jī)變速伺服電動(dòng)機(jī)變速等。等。設(shè)計(jì)時(shí)，若幾個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，若幾個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)共用共用一個(gè)變速機(jī)構(gòu)，應(yīng)將變速機(jī)構(gòu)放置在運(yùn)動(dòng)分一個(gè)變速機(jī)構(gòu)，應(yīng)將變速機(jī)構(gòu)放置在運(yùn)動(dòng)分配機(jī)構(gòu)前面。配機(jī)構(gòu)前面。動(dòng)力源變速系統(tǒng)快速運(yùn)動(dòng)安全機(jī)構(gòu)手動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分配與換向機(jī)構(gòu)橫向進(jìn)給縱向進(jìn)給垂直進(jìn)給執(zhí)行件2.進(jìn)給傳動(dòng)系

16、的組成進(jìn)給傳動(dòng)系的組成22運(yùn)動(dòng)分配機(jī)構(gòu)用來運(yùn)動(dòng)分配機(jī)構(gòu)用來轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換傳動(dòng)路線，常采用傳動(dòng)路線，常采用離合器離合器。換向機(jī)構(gòu)有兩種：換向機(jī)構(gòu)有兩種：一種是進(jìn)給一種是進(jìn)給電動(dòng)機(jī)換向電動(dòng)機(jī)換向，換向方便，但換向次數(shù)不能太頻繁。，換向方便，但換向次數(shù)不能太頻繁。另一種是用另一種是用齒輪換向齒輪換向(圓柱或圓錐齒輪圓柱或圓錐齒輪)，換向可靠，廣泛用在各種機(jī)床中。，換向可靠，廣泛用在各種機(jī)床中。動(dòng)力源變速系統(tǒng)快速運(yùn)動(dòng)安全機(jī)構(gòu)手動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分配與換向機(jī)構(gòu)橫向進(jìn)給縱向進(jìn)給垂直進(jìn)給執(zhí)行件2.進(jìn)給傳動(dòng)系的組成進(jìn)給傳動(dòng)系的組成23過載保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的作用是在過載時(shí)自動(dòng)斷開進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，過載排除后自動(dòng)接通。過載保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的作用是在過

17、載時(shí)自動(dòng)斷開進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，過載排除后自動(dòng)接通。常用的有常用的有牙嵌離合器、片式安全離合器、脫落蝸桿牙嵌離合器、片式安全離合器、脫落蝸桿等。等。動(dòng)力源變速系統(tǒng)快速運(yùn)動(dòng)安全機(jī)構(gòu)手動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分配與換向機(jī)構(gòu)橫向進(jìn)給縱向進(jìn)給垂直進(jìn)給執(zhí)行件2.進(jìn)給傳動(dòng)系的組成進(jìn)給傳動(dòng)系的組成24運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)用來變換運(yùn)動(dòng)的類型（回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變直線運(yùn)動(dòng)），運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)用來變換運(yùn)動(dòng)的類型（回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變直線運(yùn)動(dòng)），如如齒輪齒條、蝸桿蝸輪、絲杠螺母齒輪齒條、蝸桿蝸輪、絲杠螺母等。等。動(dòng)力源變速系統(tǒng)快速運(yùn)動(dòng)安全機(jī)構(gòu)手動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分配與換向機(jī)構(gòu)橫向進(jìn)給縱向進(jìn)給垂直進(jìn)給執(zhí)行件2.進(jìn)給傳動(dòng)系的組成進(jìn)給傳動(dòng)系的組成251)1)具有足夠的具有足夠的靜剛度

18、靜剛度和和動(dòng)剛度動(dòng)剛度；2)2)具有良好的具有良好的快速響應(yīng)性快速響應(yīng)性，做低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或微量進(jìn)給時(shí)，做低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或微量進(jìn)給時(shí)不爬行，運(yùn)動(dòng)不爬行，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，靈敏度高；平穩(wěn)，靈敏度高；3)3)抗振性好抗振性好，不會(huì)因摩擦自振而引起傳動(dòng)件的抖動(dòng)或齒輪傳動(dòng)的沖擊噪，不會(huì)因摩擦自振而引起傳動(dòng)件的抖動(dòng)或齒輪傳動(dòng)的沖擊噪聲；聲；4)4)具有具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍，保證實(shí)現(xiàn)所要求的進(jìn)給量（進(jìn)給范圍、數(shù)，保證實(shí)現(xiàn)所要求的進(jìn)給量（進(jìn)給范圍、數(shù)列），以適應(yīng)不同的加工材料，滿足不同的零件加工要求；列），以適應(yīng)不同的加工材料，滿足不同的零件加工要求；5)5)進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度傳動(dòng)精度和和定位

19、精度定位精度要高；要高；6)6)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工和裝配工藝性好。加工和裝配工藝性好。三、進(jìn)給傳動(dòng)的基本要求三、進(jìn)給傳動(dòng)的基本要求26等差數(shù)列進(jìn)給傳動(dòng)等差數(shù)列進(jìn)給傳動(dòng)四、分級(jí)進(jìn)給傳動(dòng)的設(shè)計(jì)原則四、分級(jí)進(jìn)給傳動(dòng)的設(shè)計(jì)原則隨機(jī)數(shù)列進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)隨機(jī)數(shù)列進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)等比數(shù)列進(jìn)給傳動(dòng)27等比數(shù)列進(jìn)給傳動(dòng)應(yīng)遵循的原則（1）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的極限傳動(dòng)比、極限變速范圍）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的極限傳動(dòng)比、極限變速范圍極限變速范圍極限變速范圍maxmin14uRu（2）進(jìn)給）進(jìn)給擴(kuò)大順序的原則擴(kuò)大順序的原則和和最小傳動(dòng)比原則最小傳動(dòng)比原則擴(kuò)大順序的原則：擴(kuò)大順序的原則：前疏后密前疏后密與主傳動(dòng)系相反，減小進(jìn)給傳動(dòng)中間軸

20、及其傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸與主傳動(dòng)系相反，減小進(jìn)給傳動(dòng)中間軸及其傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸極限傳動(dòng)比極限傳動(dòng)比m i n15um a x2 . 8u28五、無級(jí)變速進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)五、無級(jí)變速進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 普通機(jī)床多采用普通機(jī)床多采用液壓無級(jí)調(diào)速液壓無級(jí)調(diào)速。變速范圍可達(dá)。變速范圍可達(dá)2000，但不，但不易實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的速度。易實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的速度。數(shù)控機(jī)床一般采用數(shù)控機(jī)床一般采用伺服電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速。無級(jí)調(diào)速。伺服電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速系統(tǒng)分類伺服電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速系統(tǒng)分類開環(huán)伺服系統(tǒng)：開環(huán)伺服系統(tǒng)：閉環(huán)伺服系統(tǒng)：閉環(huán)伺服系統(tǒng)：（全）閉環(huán)伺服系統(tǒng)：（全）閉環(huán)伺服系統(tǒng)：半閉環(huán)伺服系統(tǒng)：半閉環(huán)伺服系統(tǒng)：29步進(jìn)電機(jī)每接受一個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn)一步

21、進(jìn)電機(jī)每接受一個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度（步進(jìn)角）個(gè)固定的角度（步進(jìn)角），帶動(dòng)工作，帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)一個(gè)固定的距離（脈沖當(dāng)量）臺(tái)移動(dòng)一個(gè)固定的距離（脈沖當(dāng)量）QPh滾珠絲杠的導(dǎo)程；滾珠絲杠的導(dǎo)程；i傳動(dòng)比傳動(dòng)比N個(gè)進(jìn)給脈沖，工作臺(tái)的移動(dòng)量個(gè)進(jìn)給脈沖，工作臺(tái)的移動(dòng)量S：360hQPi360hSQNPiN開環(huán)系統(tǒng)對(duì)工作臺(tái)實(shí)際位移量開環(huán)系統(tǒng)對(duì)工作臺(tái)實(shí)際位移量沒有沒有檢測(cè)和反饋裝置檢測(cè)和反饋裝置。采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。系統(tǒng)的精度取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)的精度取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距步距角角精度，定位精度較低，一般在精度，定位精度較低，一般在(土土0.01土土0.02)mm.調(diào)試方便，成本低。適用于

22、精調(diào)試方便，成本低。適用于精度要求不高的數(shù)控機(jī)床中。度要求不高的數(shù)控機(jī)床中。30可消除整個(gè)系統(tǒng)的誤差、間可消除整個(gè)系統(tǒng)的誤差、間隙。系統(tǒng)比較復(fù)雜，安裝、調(diào)隙。系統(tǒng)比較復(fù)雜，安裝、調(diào)整和測(cè)試比較麻煩，成本高。整和測(cè)試比較麻煩，成本高。用于精密數(shù)控機(jī)床上。用于精密數(shù)控機(jī)床上。在閉環(huán)系統(tǒng)中，使用在閉環(huán)系統(tǒng)中，使用位移位移測(cè)量元件測(cè)量元件測(cè)量機(jī)床測(cè)量機(jī)床執(zhí)行部件執(zhí)行部件的的移移( (轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) )動(dòng)量動(dòng)量，將執(zhí)行部件，將執(zhí)行部件的的實(shí)際移實(shí)際移( (轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) )動(dòng)量和控制量動(dòng)量和控制量進(jìn)行進(jìn)行比較比較，比較后的，比較后的差值差值用用信號(hào)信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)反饋給控制系統(tǒng)，對(duì)執(zhí)，對(duì)執(zhí)行部件的移行部件的移( (轉(zhuǎn)

23、轉(zhuǎn)) )動(dòng)進(jìn)行動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償補(bǔ)償，直至直至差值為零。31檢測(cè)元件檢測(cè)元件不是直接安裝在不是直接安裝在執(zhí)行部件上，而是安裝在進(jìn)給執(zhí)行部件上，而是安裝在進(jìn)給傳動(dòng)系中間部位的旋轉(zhuǎn)部件傳動(dòng)系中間部位的旋轉(zhuǎn)部件, ,稱之為半閉環(huán)系統(tǒng)稱之為半閉環(huán)系統(tǒng). .半閉環(huán)系統(tǒng)的精度比閉環(huán)半閉環(huán)系統(tǒng)的精度比閉環(huán)差。由于慣性較大的工作臺(tái)在差。由于慣性較大的工作臺(tái)在閉環(huán)之外，系統(tǒng)穩(wěn)定性較好。閉環(huán)之外，系統(tǒng)穩(wěn)定性較好。與閉環(huán)相比，半閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與閉環(huán)相比，半閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整容易，價(jià)格低，所簡(jiǎn)單，調(diào)整容易，價(jià)格低，所以應(yīng)用較多。以應(yīng)用較多。32分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計(jì)1、前多后少2、前密后疏3、最大傳動(dòng)比2

24、最小傳動(dòng)比1/44、前緩后急二、齒輪齒數(shù)的確定最小公倍數(shù)法最小公倍數(shù)法三、計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定131Zjnn33例題：某車床的主軸轉(zhuǎn)速為n401800 r/min ，公比1.41，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n電1440 r/min ，試擬定結(jié)構(gòu)式，轉(zhuǎn)速圖；確定齒輪齒數(shù)；求出各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 解： 1.計(jì)算轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z已知：已知：R=1800/40, 1.41 。根據(jù)。根據(jù)R= Z -1，得：，得：lglg4511lglg1.41RZ 11.2 112Z 34根據(jù)前密后疏原則，粗選擴(kuò)大順序?yàn)楦鶕?jù)前密后疏原則，粗選擴(kuò)大順序?yàn)?12=312326第二擴(kuò)大組的第二擴(kuò)大組的 2. 確定傳動(dòng)組、傳動(dòng)副和擴(kuò)大順序根據(jù)傳動(dòng)組和傳動(dòng)副

25、擬定原則，可選方案有：根據(jù)傳動(dòng)組和傳動(dòng)副擬定原則，可選方案有： 12 = 322， 12 = 232 ， 12= 2 2 3方案方案，, , 中，都有三根傳動(dòng)軸，根據(jù)傳動(dòng)副前中，都有三根傳動(dòng)軸，根據(jù)傳動(dòng)副前多后少的原則可知：方案多后少的原則可知：方案比較適合。比較適合。22162 121.418xpr最終確定結(jié)構(gòu)式為最終確定結(jié)構(gòu)式為 12=3123261243 1234123221223212223353.設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速圖 主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速：40、56、80、112、160、224、315、450、630、900、1250、1800 確定定比傳動(dòng)確定定比傳動(dòng) 取軸取軸的轉(zhuǎn)速為的轉(zhuǎn)速為900r

26、/min，則電機(jī)軸與軸，則電機(jī)軸與軸的傳動(dòng)比為：的傳動(dòng)比為：0900514408u 確定各變速組最小傳動(dòng)比確定各變速組最小傳動(dòng)比 從轉(zhuǎn)速點(diǎn)從轉(zhuǎn)速點(diǎn)900r/min900r/min到到40r/min40r/min共有共有9 9格，三個(gè)變速組的格，三個(gè)變速組的最小傳動(dòng)比平均下降三格，按照前緩后急的原則，第二變最小傳動(dòng)比平均下降三格，按照前緩后急的原則，第二變速組最小傳動(dòng)線下降速組最小傳動(dòng)線下降3 3格；第一變速組最小傳動(dòng)線下降格；第一變速組最小傳動(dòng)線下降3-3-1=21=2格；第三變速組最小傳動(dòng)線下降格；第三變速組最小傳動(dòng)線下降3+1=43+1=4格。格。1.002.04.08.01631.563

27、1252505001000 2000 4000 80001.062.124.258.51733.5671322655301060 2120 4250 85001.122.214.59.01835.5711402805601120 2240 4500 90001.182.294.759.51937.5751503006001180 2360 4750 95001.252.55.0102040801603156301250 2500 5000 100001.322.585.310.621.242.5851703356701320 2650 5300 106001.42.85.611.222.445

28、901803557101400 2800 5600 112001.53.06.011.823.647.5951903757501500 3000 6000 118001.63.156.312.525501002004008001600 3150 6300 125001.73.356.713.226.5531062124258501700 3350 6700 132001.83.557.11428561122244509001800 3550 7100 141001.93.757.51530601182364759501900 3750 7500 15000365/8電 （主軸）1800r/mi

29、n1250900630450315224160112805640-2-2-3-32 2-4-41440r/min12=3123264.繪制轉(zhuǎn)速圖0 00 0-1-1a b c372212111.411.412au112151.411.417au0311au0111022203333122SabSabSab0jjjabSaj,bj互為質(zhì)數(shù)互為質(zhì)數(shù)5.確定齒輪齒數(shù)1）a變速組S0 = 12012ZSkSk380jZjjjSZaS111101011214173ZZaSSkZaakSS 246441 k kZ Za a48247211 a aZ Za aZ ZS SZ Z3055121220222 k

30、 kk ka aS SS SZ ZZ Za a42307222 a aZ Za aZ ZS SZ Z366121230333 k kk ka aS SS SZ ZZ Za a36367233 a aZ Za aZ ZS SZ Z1212 672ZSk則則:5k ?。喝。簁=6，1）a變速組392）b變速組11121 1211 3142SS 1jjjabSaj,bj互為質(zhì)數(shù)互為質(zhì)數(shù)0132111131bbuuS1 = 42142ZSkSk1jZjjjSZbS222212124211111742ZZbSSkZaakSS2k ?。喝。簁=2，404242 284ZSk則則:142121 2422bkZ 11844242bZaZSZ 22124211112242ZbSkZbkS2284 2262bZbZSZ 2）b變速組413）c變速組21422114ccuu21222 13145SS 2jjjabSaj,bj互為質(zhì)數(shù)互為質(zhì)數(shù)S2 = 15215ZSkSk422jZjjjSZaS111122221513175ZZaSSkZaakSS 112115210603ZcSkZakS11906030cZcZSZ 22221513185ZcSkZakS 2290 1872cZcZSZ 1515 6