工學(xué)數(shù)控機(jī)床第三章主軸課件

第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件基本概念要知道

第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件基本概念要知道1第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件對(duì)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的要求1.提高機(jī)床的靜、動(dòng)剛度機(jī)床的整體剛度包括三部分：自身剛度、接觸剛度和局部剛度，機(jī)床整體剛度取決于其中最薄弱的環(huán)節(jié)。2.減少機(jī)床的熱變形熱變形：因發(fā)熱而造成的溫差，使機(jī)床各部件在形狀和位置上產(chǎn)生的(不同程度的)畸變。3.減少運(yùn)動(dòng)件的摩擦和消除傳動(dòng)間隙第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件對(duì)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的要求24.提高機(jī)床的壽命和精度保持性(耐磨性)精度保持性：機(jī)床長(zhǎng)期保持原始制造精度的能力。5.減少輔助時(shí)間，改善操作性4.提高機(jī)床的壽命和精度保持性(耐磨性)3第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件4§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局

總體布局：確定機(jī)床各主要部件之間的相對(duì)位置關(guān)系以及它們之間所需的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。布局的目的是按照簡(jiǎn)單、合理、經(jīng)濟(jì)的原則，尋求一種可能實(shí)現(xiàn)加工要求的最優(yōu)方案，它與工件的加工工藝過(guò)程有著密切的關(guān)系。首先要確定加工對(duì)象和加工方法，而后考慮機(jī)床必須具備的幾種運(yùn)動(dòng)和相應(yīng)部件的布局與安排，部件之間的相互聯(lián)系?！?-1數(shù)控機(jī)床的總體布局總體布局：確定機(jī)床各主要部件5一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素(一)表面形成方法對(duì)總體布局的影響加工不同形狀的工件，需要不同的加工方法，從而設(shè)計(jì)不同型式的機(jī)床來(lái)完成。軸流式水輪機(jī)葉片的形狀，是一個(gè)空間任意曲面，且無(wú)數(shù)學(xué)模型，輪廓曲線常用坐標(biāo)點(diǎn)表示。一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素軸流式水輪機(jī)葉片的形狀，是61.加工方法的選擇：若采用車削，則主運(yùn)動(dòng)速度很高。其它幾個(gè)坐標(biāo)的進(jìn)給速度要與車削速度維持一定聯(lián)系，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)的跟蹤速度就要很快，目前不易解決。若采用磨削，磨削面積很大，砂輪磨損無(wú)一定規(guī)律，補(bǔ)償較復(fù)雜；另外頻繁地更換砂輪對(duì)生產(chǎn)也不利。1.加工方法的選擇：7銑削加工方式設(shè)想銑刀為針狀，則只需給定三個(gè)直線坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)，即可描繪出空間曲面。一般用球頭銑刀加工。需要補(bǔ)償調(diào)整，使程序編制趨于復(fù)雜；生產(chǎn)率較低，表面粗糙度高；刀具制造和刃磨均不方便。在加工面積較大的情況下，這種方案也不采用。銑削加工方式在加工面積較大的情況下，這種方案也不采用。8若用端銑刀加工，生產(chǎn)率較高，表面粗糙度也較低；需增加兩個(gè)擺角坐標(biāo)，以保證銑刀軸線處處與被加工表面的法線重合，故機(jī)床必須具備五個(gè)坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)。在切削凹面過(guò)程中，銑刀刀尖旋轉(zhuǎn)平面不得超出被加工平面曲率半徑的二倍，以免發(fā)生干涉。若用端銑刀加工，生產(chǎn)率較高，表面粗糙度也較低；92.主進(jìn)給和工件安裝位置的選擇主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，應(yīng)是獲得輪廓線型的主要運(yùn)動(dòng)有兩種可能性：1)采用回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)S為主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與葉片圖紙標(biāo)注方法一致(采用圓柱坐標(biāo))，不用坐標(biāo)換算，程序編制較方便。進(jìn)給較均勻，加工精度好和表面粗糙度較低，生產(chǎn)率也較高；2.主進(jìn)給和工件安裝位置的選擇進(jìn)給較均勻，加工精度好和表面102)直線運(yùn)動(dòng)X、Y為主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，由兩個(gè)直角坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)合成圓弧要做繁瑣的坐標(biāo)換算；進(jìn)給速度的控制較復(fù)雜。2)直線運(yùn)動(dòng)X、Y為主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，由兩個(gè)直角坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)合成圓弧11空間任意曲面在機(jī)床上安裝位置，應(yīng)與圖紙標(biāo)注位置一致，否則，曲面上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均應(yīng)換算。(二)工序集中盡可能使運(yùn)動(dòng)分散些，以便于擴(kuò)大工藝可能性。空間任意曲面在機(jī)床上安裝位置，應(yīng)與圖紙標(biāo)注位置一致，否則，曲12第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件13二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置運(yùn)動(dòng)分配決定了部件的布置。與下列因素有關(guān)：運(yùn)動(dòng)數(shù)目：決定于工件表面的形成運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)被加工表面的部位結(jié)構(gòu)因素使用要求二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置14工藝因素對(duì)運(yùn)動(dòng)分配的影響：定位面已定，一次安裝完成全部加工。只加工頂面加工側(cè)面加工頂面和側(cè)面工藝因素對(duì)運(yùn)動(dòng)分配的影響：只加工頂面加工側(cè)面加工頂面和側(cè)面15加工水輪機(jī)葉片，在采用端銑刀加工情況下，機(jī)床必須具備五個(gè)同時(shí)可控的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)。在布局時(shí)遵循的原則是：獲得較好的加工精度，較低的表面粗糙度和較高的生產(chǎn)率；轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)的擺動(dòng)中心到刀具端面的距離不要過(guò)大，最好是能布局成擺動(dòng)時(shí)只改變刀具軸線向量的方位，而不改變切削點(diǎn)的坐標(biāo)位置；工件尺寸與重量較大時(shí)，擺角進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由裝有刀具的部件來(lái)完成，反之由裝有工件的部件來(lái)完成；加工水輪機(jī)葉片，在采用端銑刀加工情況下，機(jī)床必須具備五個(gè)同時(shí)16兩個(gè)擺角坐標(biāo)合成的矢量應(yīng)能在半個(gè)空間范圍的任意方位變動(dòng)；由于擺動(dòng)坐標(biāo)帶著工件和刀具擺動(dòng)的結(jié)果，將使加工工件的尺寸范圍有所減少，這一點(diǎn)也是在總體布局時(shí)需要考慮的問(wèn)題。若確定主進(jìn)給為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式，這五個(gè)運(yùn)動(dòng)是二個(gè)直線運(yùn)動(dòng)、三個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)擺角坐標(biāo)合成的矢量應(yīng)能在半個(gè)空間范圍的任意方位變動(dòng)；17(一)工件系統(tǒng)一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具系統(tǒng)兩個(gè)直線和兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)1.雙柱圓臺(tái)式布局優(yōu)點(diǎn)：雙柱框架和工件系統(tǒng)剛性較好且穩(wěn)定；工件裝卸方便；工作臺(tái)作圓周進(jìn)給，粗糙度較易保證；易于實(shí)現(xiàn)工件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和安裝基準(zhǔn)重合；擴(kuò)大工藝可能性好；占地面積小。缺點(diǎn)：刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛性較差。(一)工件系統(tǒng)一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具系統(tǒng)兩個(gè)直線和兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)182.端面車床式布局特點(diǎn)：機(jī)床較穩(wěn)定；能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和安裝基準(zhǔn)重合；一次安裝下能加工工件的正反面。工件系統(tǒng)剛度差；占地面積大；工件裝卸不方便；而且機(jī)床擴(kuò)大工藝可能性差。2.端面車床式布局特點(diǎn)：19(二)工件系統(tǒng)一個(gè)直線和一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具系統(tǒng)一個(gè)直線兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單柱臥式鏜床式布局：缺點(diǎn)：刀具系統(tǒng)剛度差；立柱要加高，Ｙ坐標(biāo)的跟蹤速度要增大；加工、裝配、調(diào)試等都比較困難。優(yōu)點(diǎn)：工件系統(tǒng)剛性好，比較穩(wěn)固；可以實(shí)現(xiàn)工件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與安裝基準(zhǔn)重合。(二)工件系統(tǒng)一個(gè)直線和一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具系統(tǒng)一個(gè)直線兩個(gè)20第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置三、數(shù)控機(jī)床總體布局應(yīng)注意的問(wèn)題§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件21三、數(shù)控機(jī)床總體布局應(yīng)注意的問(wèn)題(一)保證機(jī)床具有高精度、靜剛度、抗振性和熱穩(wěn)定性機(jī)床的精度指的是機(jī)床在未受外載荷的條件下的原始精度。包括：

幾何精度——機(jī)床在不運(yùn)動(dòng)或低速運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度

傳動(dòng)精度——內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈兩末端件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。

運(yùn)動(dòng)精度——機(jī)床在以工作狀態(tài)的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度。

定位精度——機(jī)床的執(zhí)行件在運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)所達(dá)到的實(shí)際位置精度。三、數(shù)控機(jī)床總體布局應(yīng)注意的問(wèn)題22第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置三、數(shù)控機(jī)床總體布局應(yīng)注意的問(wèn)題§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件23(二)數(shù)控機(jī)床的布局應(yīng)保證高效率，便于操作，調(diào)整和維修1.高生產(chǎn)率：提高切削效率，減少輔助時(shí)間。2.便于操作、調(diào)整和維修便于裝卸較重工件(二)數(shù)控機(jī)床的布局應(yīng)保證高效率，便于操作，調(diào)整和維修便于24(三)數(shù)控機(jī)床的布局要注意提高綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果和適應(yīng)工藝發(fā)展1.提高綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果制造廠的經(jīng)濟(jì)效益主要反映在機(jī)床成本上，要降低成本就應(yīng)合理選擇零件的材料，盡量使機(jī)床金屬消耗量少，機(jī)床結(jié)構(gòu)工藝性好，零件數(shù)少，研制、管理費(fèi)用低。機(jī)床使用廠的經(jīng)濟(jì)效益反映為機(jī)床的加工效率、可靠性。應(yīng)注意減少能源消耗，提高機(jī)床的機(jī)械效率(摩損小)。(三)數(shù)控機(jī)床的布局要注意提高綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果和適應(yīng)工藝發(fā)252.適應(yīng)工藝發(fā)展納入自動(dòng)生產(chǎn)線或柔性制造系統(tǒng)中，因此，在布局上要考慮這一因素(工件輸送、排屑)。2.適應(yīng)工藝發(fā)展26第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置三、數(shù)控機(jī)床總體布局應(yīng)注意的問(wèn)題§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件27§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求一、對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求：1.要求主軸驅(qū)動(dòng)在盡可能大的調(diào)速范圍內(nèi)保持恒功率輸出。即要求輸出大的功率，又要求主軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2.調(diào)速范圍寬，且能無(wú)級(jí)調(diào)速。3.要求在主軸的兩個(gè)轉(zhuǎn)向中在任一個(gè)方向都可進(jìn)行傳動(dòng)和減速。4.要求主軸與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)實(shí)行同步控制，在加工中心上為了自動(dòng)換刀還要求主軸能進(jìn)行高精度停位控制；有的數(shù)控機(jī)床還要求主軸具有角度分度控制的功能。5.高精度與剛度。6.良好的抗振性和熱穩(wěn)定性?！?-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求一、對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求：28第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置三、數(shù)控機(jī)床總體布局應(yīng)注意的問(wèn)題§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件29§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)在某一范圍(nmin~nmax)內(nèi)變化，如果能夠連續(xù)變換，即為無(wú)級(jí)變速；如果在最低轉(zhuǎn)速與最高轉(zhuǎn)速之間只能獲得有限的若干級(jí)轉(zhuǎn)速，則稱為有級(jí)變速。一、轉(zhuǎn)速數(shù)列主軸轉(zhuǎn)速通常采用等比數(shù)列，即nj+1=njφ等比數(shù)列任意兩級(jí)轉(zhuǎn)速的相對(duì)差值相等對(duì)生產(chǎn)率的影響在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)相同；§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)在某一范30更重要的是變速系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上易于實(shí)現(xiàn)，而且經(jīng)濟(jì)合理。設(shè)主軸共有Z級(jí)轉(zhuǎn)速，n1=nmin，nZ=nmax，公比為φ，則：n1=nminn2=n1φ=nminφn3=n2φ=n1φ2…nZ=n1φZ(yǔ)-1調(diào)速范圍更重要的是變速系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上易于實(shí)現(xiàn)，而且經(jīng)濟(jì)合理。31公比φ的選擇原則為：1<φ≤2相對(duì)轉(zhuǎn)速損失φ1.061.121.261.411.581.7822相對(duì)速度損失5.6%11%21%29%37%44%50%設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)公比。當(dāng)調(diào)速范圍一定時(shí)，公比越小，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)越多。公比φ的選擇原則為：相對(duì)轉(zhuǎn)速損失φ1.061.121.2632第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件33二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律設(shè)計(jì)變速系統(tǒng)就是要合理地選擇和排列軸和齒輪，使其得到所需的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速圖——由一些(橫、豎、斜)線條組成的圖，用來(lái)表示變速系統(tǒng)的傳動(dòng)(傳動(dòng)路線、傳動(dòng)付間關(guān)系)和運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)速)情況。二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律34豎線：代表傳動(dòng)系統(tǒng)中各軸在轉(zhuǎn)速圖中豎線間距離相等，并不表示各軸中心距相同，目的在于使圖面清晰。豎線：代表傳動(dòng)系統(tǒng)中各軸在轉(zhuǎn)速圖中豎線間距離相等，并不表示各35橫線：代表各級(jí)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速數(shù)列是等比數(shù)列時(shí)，縱坐標(biāo)取成對(duì)數(shù)坐標(biāo)lgnj+1-lgnj=lgφ各水平線間距離相等為lgφ，表示相差一格的兩個(gè)轉(zhuǎn)速相差φ倍。橫線：代表各級(jí)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速數(shù)列是等比數(shù)列時(shí)，縱坐標(biāo)取成對(duì)數(shù)坐標(biāo)36斜線：代表傳動(dòng)付斜線的傾斜方向、程度，代表此傳動(dòng)付的傳動(dòng)比大小兩軸間互相平行的連線代表同一傳動(dòng)付。橫、豎、斜線的交點(diǎn)：代表各軸的轉(zhuǎn)速。斜線：代表傳動(dòng)付橫、豎、斜線的交點(diǎn)：代表各軸的轉(zhuǎn)速。37轉(zhuǎn)速圖可表示：1)傳動(dòng)軸的數(shù)量及各軸傳遞運(yùn)動(dòng)的先后順序；2)使主軸獲得所需轉(zhuǎn)速的變速組數(shù)目及每個(gè)變速組中傳動(dòng)付數(shù)目；3)各傳動(dòng)付的傳動(dòng)比；4)各軸的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)；5)主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)路線；轉(zhuǎn)速圖可表示：3)各傳動(dòng)付的傳動(dòng)比；386)傳動(dòng)組的級(jí)比及級(jí)比指數(shù)；級(jí)比——同一變速組中(由同一點(diǎn)出發(fā))相鄰兩傳動(dòng)付傳動(dòng)比之比。用公比的指數(shù)φx表示。級(jí)比指數(shù)——級(jí)比用φx表示，x就是級(jí)比指數(shù)，它表示轉(zhuǎn)速圖中相鄰兩傳動(dòng)付與被動(dòng)軸交點(diǎn)間相距的格數(shù)。6)傳動(dòng)組的級(jí)比及級(jí)比指數(shù)；級(jí)比——同一變速組中(由同一點(diǎn)397)各變速組的變速范圍(最大最小傳動(dòng)比的比值)及主軸的轉(zhuǎn)速范圍；8)傳動(dòng)順序和擴(kuò)大順序。傳動(dòng)順序—由電機(jī)到主軸傳動(dòng)的先后排列順序擴(kuò)大順序—變速組按級(jí)比指數(shù)x值，由小到大的排列順序7)各變速組的變速范圍(最大最小傳動(dòng)比的比值)及主軸的轉(zhuǎn)速40各變速組的傳動(dòng)比與主軸轉(zhuǎn)速為連續(xù)而不重復(fù)的等比數(shù)列之間存在的內(nèi)在聯(lián)系。已知：變速系統(tǒng)的Z=12，φ=1.41，n電=1440r.p.m第一變速組(a)，有三對(duì)齒輪付，其傳動(dòng)比分別為：各變速組的傳動(dòng)比與主軸轉(zhuǎn)速為連續(xù)而不重復(fù)的等比數(shù)列之間存在的41變速組a是實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速為等比數(shù)列必不可少的變速組，稱為基本組。要使主軸得到連續(xù)的等比數(shù)列，基本組的級(jí)比指數(shù)x0必須為1。x0=1變速組a是實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速為等比數(shù)列必不可少的變速組，稱為基本組42這個(gè)變速組在基本組的基礎(chǔ)上起了第一次擴(kuò)大的作用，稱第一擴(kuò)大組。第一擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù)應(yīng)等于基本組的傳動(dòng)付數(shù)x1=p0(一擴(kuò)傳動(dòng)比的內(nèi)在規(guī)律)x1=3第二變速組(b)：有兩對(duì)齒輪傳動(dòng)付，其傳動(dòng)比為：這個(gè)變速組在基本組的基礎(chǔ)上起了第一次擴(kuò)大的作用，稱第一擴(kuò)大組43第三變速組(c)：有兩對(duì)齒輪傳動(dòng)付，其傳動(dòng)比為：x2=6這個(gè)變速組在基本組和第一擴(kuò)大組的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍，稱第二擴(kuò)大組。二擴(kuò)的級(jí)比指數(shù)等于基本組與一擴(kuò)的傳動(dòng)付數(shù)的相乘積(3*2=6)。即x2=p0p1，這是第二擴(kuò)大組中傳動(dòng)比的內(nèi)在規(guī)律。第三變速組(c)：有兩對(duì)齒輪傳動(dòng)付，其傳動(dòng)比為：x2=6這個(gè)44結(jié)論：若使主軸轉(zhuǎn)速為連續(xù)的等比數(shù)列，則任意變速組中，各傳動(dòng)比之間的比例應(yīng)為：u1:u2:u3:…:up=1:φx:φ2x:…:φ(p-1)x級(jí)比指數(shù)與傳動(dòng)付之間應(yīng)存在下列關(guān)系：x0=1x1=p0x2=p0p1…xj=p0p1p2…pj-1如果一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)符合x(chóng)0=1x1=p0x2=p0p1…xj=p0p1p2…pj-1且Z=p0p1p2…pj成立，則主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列是連續(xù)的，而不重復(fù)的——常規(guī)傳動(dòng)系統(tǒng)。結(jié)論：若使主軸轉(zhuǎn)速為連續(xù)的等比數(shù)列，則任意變速組中，各傳動(dòng)比45結(jié)論：機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，通常由幾個(gè)變速組串聯(lián)組成，其中以基本組為基礎(chǔ)，然后通過(guò)第一、第二、…擴(kuò)大組把各軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和變速范圍逐步擴(kuò)大。結(jié)論：機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，通常由幾個(gè)變速組串聯(lián)組成，其中以基本組46第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件47三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式可以用來(lái)分析和比較機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的方案。12=31*23*2612=31*26*2312=32*21*26結(jié)構(gòu)式的通式Z=p0(x0)p1(x1)p2(x2)…三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式12=31*23*2612=31*26*248結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的主要區(qū)別是：結(jié)構(gòu)網(wǎng)只是表示傳動(dòng)比的相對(duì)關(guān)系，而不表示傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值；結(jié)構(gòu)網(wǎng)上代表傳動(dòng)比的斜線呈對(duì)稱分布。12=31*23*26結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的主要區(qū)別是：12=31*23*2649變速組內(nèi)相鄰傳動(dòng)比關(guān)系可以用結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)表示，一個(gè)結(jié)構(gòu)式對(duì)應(yīng)一個(gè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)，一個(gè)結(jié)構(gòu)式可以畫(huà)出不同的轉(zhuǎn)速圖(只要改變中間軸的轉(zhuǎn)速)，但一個(gè)轉(zhuǎn)速圖只能表示出一個(gè)結(jié)構(gòu)式。12=31*23*26變速組內(nèi)相鄰傳動(dòng)比關(guān)系可以用結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)表示，一個(gè)結(jié)構(gòu)式對(duì)50第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件51四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已知：變速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，最低轉(zhuǎn)速n1=31.5，公比φ=1.41，n電=1440r.p.m擬定轉(zhuǎn)速圖的一般原則：結(jié)構(gòu)緊湊1.

變速組及傳動(dòng)付數(shù)的確定(前多后少)12=3*2*212=2*3*212=2*2*312=4*312=3*412=6*212=2*6機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)通常采用雙聯(lián)或三聯(lián)滑移齒輪進(jìn)行變速，即每個(gè)變速組的傳動(dòng)付數(shù)最好取為p=2或3。Σp=3+2+2=7Σp=4+3=7Σp=6+2=8四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)Σp=3+2+2=7Σp=4+3=7Σp=52好處：

1)

可使總的傳動(dòng)付數(shù)量最少2)

縮短軸向尺寸，簡(jiǎn)化操縱機(jī)構(gòu)3)

變速組兼起降速作用，減少降速用的定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)好處：53從電機(jī)起越靠近主軸的軸最低轉(zhuǎn)速就愈低，根據(jù)扭矩的公式：當(dāng)傳遞的功率為一定時(shí)，轉(zhuǎn)速較高的軸所傳遞的扭矩較小。在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)使較多的傳動(dòng)件在高轉(zhuǎn)速下進(jìn)行工作。即所謂“前多后少”的原則，故一般要求：pa>pb>pc>…>pm從電機(jī)起越靠近主軸的軸最低轉(zhuǎn)速就愈低，根據(jù)扭矩的公式：當(dāng)傳遞54第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.

變速組及傳動(dòng)付數(shù)的確定(前多后少)2.

基本組和擴(kuò)大組的確定(前密后疏)第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件5512=31*23*2612=31*26*2312=32*21*2612=32*26*2112=34*21*222.

基本組和擴(kuò)大組的確定(前密后疏)基本組與擴(kuò)大組的幾種不同排列方案：12=34*22*2112=31*23*2612=31*26*2312=32*2156各變速組的擴(kuò)大順序應(yīng)盡可能與運(yùn)動(dòng)傳遞順序相一致：xa<xb<xc<…<xj各變速組的變速范圍應(yīng)逐漸增大，在轉(zhuǎn)速圖或結(jié)構(gòu)網(wǎng)中表現(xiàn)出前面變速組傳動(dòng)比的連線分布較密，而后面變速組傳動(dòng)比連線的分布較疏松，即所謂“前緊后松”的原則。各變速組的擴(kuò)大順序應(yīng)盡可能與運(yùn)動(dòng)傳遞順序相一致：57第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.

變速組及傳動(dòng)付數(shù)的確定(前多后少)2.

基本組和擴(kuò)大組的確定(前密后疏)3.

變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件583.

變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)要考慮兩種情況：降速傳動(dòng)應(yīng)避免被動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大，而增加變速箱的徑向尺寸，一般限制降速傳動(dòng)比的最小值升速傳動(dòng)應(yīng)避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差和減少振動(dòng)，一般限制直齒輪升速傳動(dòng)比的最大值umax≤2，斜齒輪傳動(dòng)比較平穩(wěn)，可取umax≤2.5，3.

變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍升速傳動(dòng)應(yīng)避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤59主傳動(dòng)各變速組的最大變速范圍為：一般在設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，任何一個(gè)變速組的變速范圍都應(yīng)盡量滿足上述要求，在條件許可或處理得當(dāng)時(shí)，也可以超出這個(gè)范圍。主傳動(dòng)各變速組的最大變速范圍為：一般在設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，任6012=31*23*26r0=φx0(p0-1)=1.411*(3-1)=2<8r1=φx1(p1-1)=1.413*(2-1)=2.82<8r2=φx2(p2-1)=1.416*(2-1)=812=34*22*21

r0=φx0(p0-1)=1.411*(2-1)=1.41<8r1=φx1(p1-1)=1.412*(2-1)=2<8r2=φx2(p2-1)=1.414*(3-1)=16>8初步方案確定，應(yīng)檢查變速范圍是否超出允許值。12=31*23*26初步方案確定，應(yīng)檢查變速范圍是否超出允61最后擴(kuò)大組的變速范圍最大，只要最后擴(kuò)大組的變速范圍合乎要求，其它變速組也就不會(huì)超出允許值。為使最后擴(kuò)大組的變速范圍不至超出允許值，大多數(shù)機(jī)床最后擴(kuò)大組的傳動(dòng)付數(shù)取為2。最后擴(kuò)大組的變速范圍最大，只要最后擴(kuò)大組的變速范圍合乎要求，62第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.

變速組及傳動(dòng)付數(shù)的確定(前多后少)2.

基本組和擴(kuò)大組的確定(前密后疏)3.

變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍4.

合理分配傳動(dòng)比的數(shù)值第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件634.

合理分配傳動(dòng)比的數(shù)值注意：1)各傳動(dòng)付的傳動(dòng)比應(yīng)盡可能不超出極限傳動(dòng)比umin和umax2)

各中間傳動(dòng)軸應(yīng)有適當(dāng)高的轉(zhuǎn)速：在傳動(dòng)順序上各變速組的最小傳動(dòng)比應(yīng)采用逐漸降速的原則：uamin≥ubmin≥ucmin≥…這樣可使中間傳動(dòng)軸的最低轉(zhuǎn)速提高，即所謂“先慢后快”的原則。但中間軸如果轉(zhuǎn)速過(guò)高，將會(huì)引起振動(dòng)、發(fā)熱、噪聲，通常希望齒輪的線速度不超過(guò)12~15m/s4.

合理分配傳動(dòng)比的數(shù)值643)為了便于設(shè)計(jì)及使用，傳動(dòng)比值最好取標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)冥，即u=φ±E，其中E為整數(shù)。中間軸的轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖中直接讀出；可直接查表確定齒輪齒數(shù)。應(yīng)根據(jù)具體情況靈活運(yùn)用。總的原則：保證機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊?？偨Y(jié)：主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計(jì)原則：2、3常用，前多后少，前密后疏(前緊后松)，速比遞降(先慢后快)，標(biāo)準(zhǔn)公比，靈活運(yùn)用。3)為了便于設(shè)計(jì)及使用，傳動(dòng)比值最好取標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)冥，即65已知：變速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，最低轉(zhuǎn)速n1=31.5，公比φ=1.41，n電=1440r.p.m31.54563901251802503555007101000140012=31*23*26已知：變速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，最低轉(zhuǎn)速n1=31.5，公6612=31*23*26首先確定是否增加降速傳動(dòng)：這臺(tái)機(jī)床總的降速比若每個(gè)變速組的最小降速比都取成1/4，則三個(gè)變速組總的降速比可達(dá)到

為使中間兩個(gè)變速組作到降速緩慢，以利減小變速箱的徑向尺寸，并考慮到機(jī)床變型，故在電機(jī)與Ⅰ軸間增加一對(duì)降速傳動(dòng)皮帶輪。12=31*23*26若每個(gè)變速組的最小降速比都取成1/4，67第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.

變速組及傳動(dòng)付數(shù)的確定(前多后少)2.

基本組和擴(kuò)大組的確定(前密后疏)3.

變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍4.

合理分配傳動(dòng)比的數(shù)值第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件68下面來(lái)分配各變速組的傳動(dòng)比軸數(shù)=傳動(dòng)組+1=(變速組+1)+11)在主軸Ⅳ上標(biāo)出12級(jí)轉(zhuǎn)速31.5~1400r.p.m，在0軸上標(biāo)出電機(jī)轉(zhuǎn)速n0=1400r.p.m14401400100071050035525018012590634531.5OⅠⅡⅢⅣ2)確定各變速組的最小傳動(dòng)比通常以往前推比較方便，即先決定最后一個(gè)變速組的最小傳動(dòng)比。12=31*23*26下面來(lái)分配各變速組的傳動(dòng)比1440140010007105069最后一個(gè)變速組的變速范圍為φ6=1.416=8=rmax，兩個(gè)傳動(dòng)付的傳動(dòng)比必然是極限值：14401400100071050035525018012590634531.5OⅠⅡⅢⅣ12=31*23*26最后一個(gè)變速組的變速范圍為1440140010007105070根據(jù)降速應(yīng)“前慢后快”的原則，為避免升速，又不使傳動(dòng)比太小，可取：14401400100071050035525018012590634531.5OⅠⅡⅢⅣ14401400100071050035525018012590634531.5OⅠⅡⅢⅣ12=31*23*26根據(jù)降速應(yīng)“前慢后快”的原則，為避免升速，又不使傳動(dòng)比太小，71同理，對(duì)于Ⅰ軸可?。?)畫(huà)出各變速組其它傳動(dòng)付14401400100071050035525018012590634531.5OⅠⅡⅢⅣ12=31*23*26同理，對(duì)于Ⅰ軸可?。?)畫(huà)出各變速組其它傳動(dòng)付14401472第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.

變速組及傳動(dòng)付數(shù)的確定(前多后少)2.

基本組和擴(kuò)大組的確定(前密后疏)

3.

變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍4.

合理分配傳動(dòng)比的數(shù)值5.齒輪齒數(shù)的確定第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件73a5.齒輪齒數(shù)的確定確定齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：1)傳動(dòng)付的齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)大，以免加大兩軸之間的中心距，造成機(jī)床的結(jié)構(gòu)龐大，一般推薦齒數(shù)和SZ≤100~1202)齒數(shù)和應(yīng)盡可能小，但應(yīng)考慮：最小齒輪應(yīng)不產(chǎn)生根切現(xiàn)象；保證齒根強(qiáng)度：齒輪齒槽到孔壁或鍵槽的壁厚a≥2m；兩軸的最小中心距應(yīng)取得適當(dāng)，保證軸承或其它結(jié)構(gòu)的安裝空間。

a5.齒輪齒數(shù)的確定保證齒根強(qiáng)度：齒輪齒槽到孔壁或鍵槽的壁743)齒輪齒數(shù)應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比的要求，當(dāng)然可以有誤差，但所造成的主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差一般不應(yīng)超過(guò)±10(φ-1)%，即|Δn|≤±10(φ-1)%齒輪齒數(shù)可通過(guò)查表或計(jì)算的方法來(lái)確定。3)齒輪齒數(shù)應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比的要求，當(dāng)然可以有誤差，但75第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件76§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、使用無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)的主運(yùn)動(dòng)變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)時(shí)，必須考慮它的功率特性和扭矩特性與傳動(dòng)鏈的要求是否匹配的問(wèn)題。F=CFapxFfyF執(zhí)行器官作直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈，對(duì)變速機(jī)構(gòu)的要求可以認(rèn)為是恒扭矩的，即輸出扭矩不需因轉(zhuǎn)速的降低而增大。旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)鏈要求的變速機(jī)構(gòu)基本上是恒功率的，即輸出扭矩應(yīng)隨轉(zhuǎn)速的降低而增大?！?-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、使用無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)的主運(yùn)77在實(shí)際生產(chǎn)中，并不需要在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)均為恒功率，尤其在最低幾級(jí)轉(zhuǎn)速多用于加工螺紋、調(diào)整機(jī)床，不要求使用全部功率。從最高轉(zhuǎn)速算起，調(diào)速范圍的2/3或3/4是恒功率的，其余的低轉(zhuǎn)速則是恒扭矩的。機(jī)床的功率＿扭矩特性圖計(jì)算轉(zhuǎn)速在實(shí)際生產(chǎn)中，并不需要在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)均為恒功率，尤其在最低78設(shè)計(jì)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)鏈時(shí)，應(yīng)遵循的原則：1.如果無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的功率特性和扭矩特性符合機(jī)床傳動(dòng)鏈的要求，調(diào)速范圍也能滿足傳動(dòng)鏈的要求，則可直接或經(jīng)某些定比傳動(dòng)付驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器官。2.如果無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的功率特性和扭矩特性符合傳動(dòng)鏈的要求，但調(diào)速范圍較小，不能滿足傳動(dòng)鏈調(diào)速范圍的要求，則可在無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)之后串聯(lián)分級(jí)變速箱，以擴(kuò)大其變速范圍。設(shè)計(jì)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)鏈時(shí)，應(yīng)遵循的原則：79這時(shí)變速箱的公比φ分應(yīng)小于等于無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的調(diào)速范圍R無(wú)，即φ分≤R無(wú)3.如果無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的功率特性和扭矩特性不完全符合傳動(dòng)鏈的要求，這時(shí)必須串變速箱，變速箱的公比φ分原則上應(yīng)小于等于無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的恒功率調(diào)速范圍RN，如果為了簡(jiǎn)化變速機(jī)構(gòu)，取φ分略大于RN，則電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)取得比要求的功率大些。這時(shí)變速箱的公比φ分應(yīng)小于等于無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的調(diào)速范圍R無(wú)，380已知：主軸的轉(zhuǎn)速nmin=11.5r/min，nmax=1600r/min；主軸上輸出轉(zhuǎn)矩Mmax=705.6N.m，最大輸出功率為Nmax=5kw(一)選用電機(jī)選用Z2_52型直流電機(jī)，其額定功率N=7.5KW，額定轉(zhuǎn)速nN=1500r/min，調(diào)磁最高轉(zhuǎn)速為2400r/min已知：主軸的轉(zhuǎn)速nmin=11.5r/min，nmax=181主軸輸出恒功率的調(diào)速范圍主軸輸出恒扭矩的調(diào)速范圍(二)確定計(jì)算轉(zhuǎn)速nj和機(jī)、電調(diào)速范圍Mmax=705.6N.mN=7.5KW160011.5主軸輸出恒功率的調(diào)速范圍主軸輸出恒扭矩的調(diào)速范圍(二)82電機(jī)的調(diào)壓(恒轉(zhuǎn)矩)調(diào)速范圍，只需取得與主軸要求的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍相等，即為RDM=8.87=RM電機(jī)的調(diào)磁調(diào)速范圍φ分=RDN=1.6為了簡(jiǎn)化變速箱而取Z=4，則電機(jī)的調(diào)壓(恒轉(zhuǎn)矩)調(diào)速范圍，只需取得與主軸要求的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速83(三)擬定轉(zhuǎn)速圖1)確定結(jié)構(gòu)式：機(jī)械變速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式：4=21*22第一擴(kuò)大組的變速范圍r1=φx1(p1-1)=2.142=4.58<82)繪制轉(zhuǎn)速圖：可用兩個(gè)變速組的兩個(gè)最小傳動(dòng)比但是為了減少變速組的軸間距尺寸，以及變速箱體的總體布局需要，另外多增設(shè)了一對(duì)齒輪降速。RDM=8.87RDN=1.61633497461600nDmax=2400nD=1500102218467100021394578ⅡⅢⅠⅣ從電機(jī)的恒功率調(diào)速的最低速1500r/min降至主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速102r/min，其總降速比為n=11211:ф1.51:ф1.11:ф0.1ф0.5(三)擬定轉(zhuǎn)速圖可用兩個(gè)變速組的兩個(gè)最小傳動(dòng)比但是為了減少84主軸上的輸出轉(zhuǎn)矩和功率特性圖如果一定要求沒(méi)缺口，即全為恒功率輸出，則Z=6級(jí)φ＝1.58<RDN主軸上的輸出轉(zhuǎn)矩和功率特性圖如果一定要求沒(méi)缺口，即全為恒功率85第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件86§3-5主軸組件一、主軸組件的結(jié)構(gòu)主軸組件由主軸、主軸上的支承件和傳動(dòng)件等組成。(一)主軸端部的結(jié)構(gòu)主軸端部用于安裝刀具或工件，因此要求保證定位準(zhǔn)確、安裝可靠、連接牢固、裝卸方便，并能傳遞足夠的扭矩。主軸端部結(jié)構(gòu)已標(biāo)準(zhǔn)化。§3-5主軸組件一、主軸組件的結(jié)構(gòu)87車床、磨床的工件主軸車床、磨床的工件主軸88銑床、鏜銑床外圓磨床砂輪主軸內(nèi)圓磨床的砂輪主軸鉆床、鏜床多軸鉆、組合機(jī)7:241:5莫氏錐銑床、鏜銑床外圓磨床砂輪主軸內(nèi)圓磨床的砂輪主軸鉆床、鏜床多軸89第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件一、主軸組件的結(jié)構(gòu)二、數(shù)控車床的主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件90二、數(shù)控車床的主軸組件與一般車床的區(qū)別不大。動(dòng)平衡在主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間建立聯(lián)系。二、數(shù)控車床的主軸組件91第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件一、主軸組件的結(jié)構(gòu)二、數(shù)控車床的主軸組件三、自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床的主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件92三、自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床的主軸組件四、刀具自動(dòng)夾緊及主軸準(zhǔn)停裝置三、自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床的主軸組件93準(zhǔn)停__主軸需停在一個(gè)固定不變的方位上。主軸準(zhǔn)停裝置有如下作用：1)保證自動(dòng)換刀時(shí)刀夾鍵槽對(duì)準(zhǔn)主軸端的定位鍵；2)精鏜后，主軸定向，使刀尖離開(kāi)加工表面后，再退出刀具，避免劃傷精鏜表面；3)擴(kuò)大工藝用途＿＿通過(guò)小孔鏜大孔、反锪、反倒角等；4)每次裝刀時(shí)，刀尖與主軸相對(duì)位置不變，提高刀具安裝精度，因而提高鏜孔重復(fù)精度。準(zhǔn)停__主軸需停在一個(gè)固定不變的方位上。94第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件一、主軸組件的結(jié)構(gòu)二、數(shù)控車床的主軸組件三、自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床的主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件95目前準(zhǔn)停裝置很多，下面介紹三種：1.在主軸上或與主軸有傳動(dòng)聯(lián)系的傳動(dòng)軸上安裝位置編碼器或磁性傳感器，配合直流或交流調(diào)速電機(jī)實(shí)現(xiàn)純電器定向準(zhǔn)停。這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，準(zhǔn)?？煽?，動(dòng)作迅速平穩(wěn)。目前準(zhǔn)停裝置很多，下面介紹三種：962.Ｖ形槽輪定位盤(pán)準(zhǔn)停裝置主軸準(zhǔn)停裝置設(shè)在主軸的尾端，粗定位盤(pán)2是夾布膠木盤(pán)，精定位盤(pán)1是帶有V形槽的鋼盤(pán)工作原理如圖精定位盤(pán)

粗定位盤(pán)感應(yīng)塊無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)主軸定向活塞滾輪兩個(gè)定位盤(pán)用螺釘緊固，相對(duì)位置可調(diào)，使V形槽與主軸上的端面鍵保持所需要的相對(duì)位置關(guān)系。2.Ｖ形槽輪定位盤(pán)準(zhǔn)停裝置工作原理如圖精定位盤(pán)粗定位盤(pán)97定向前，主軸必須是停止?fàn)顟B(tài)，定向活塞6在下面位置。當(dāng)接受主軸準(zhǔn)停指令后，依下列順序準(zhǔn)停：1)主軸低速轉(zhuǎn)動(dòng)(電機(jī)低速，齒輪低速擋)；工作原理如圖精定位盤(pán)

粗定位盤(pán)感應(yīng)塊無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)主軸定向活塞滾輪2)延時(shí)4~6秒，主軸轉(zhuǎn)穩(wěn)后，接通無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)4；3)當(dāng)感應(yīng)塊與無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)相對(duì)時(shí)發(fā)出信號(hào)；同時(shí)使主電機(jī)停，齒輪處于空檔位置；主軸靠慣性空轉(zhuǎn)；定向前，主軸必須是停止?fàn)顟B(tài)，定向活塞6在下面位置。當(dāng)接受主軸98工作原理如圖精定位盤(pán)

粗定位盤(pán)感應(yīng)塊無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)主軸定向活塞滾輪4)延時(shí)0.2~0.4秒后，壓力油進(jìn)入液壓缸下腔，活塞6上移，時(shí)間繼電器動(dòng)作；5)活塞6上的滾輪7頂入精定位盤(pán)1的凹槽，行程開(kāi)關(guān)(32XK)發(fā)信號(hào)，主軸準(zhǔn)停完畢；6)延時(shí)1秒后，行程開(kāi)關(guān)不發(fā)信號(hào)，表明準(zhǔn)停沒(méi)完成；需使活塞6后退，壓行程開(kāi)關(guān)(33XK)，重新準(zhǔn)停；工作原理如圖精定位盤(pán)粗定位盤(pán)感應(yīng)塊無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)主軸定向993.端面螺旋凸輪準(zhǔn)停裝置這種雙向端面凸輪準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)，動(dòng)作迅速可靠，但是凸輪制造較困難。3.端面螺旋凸輪準(zhǔn)停裝置100第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件基本概念要知道

第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件基本概念要知道101第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件對(duì)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的要求1.提高機(jī)床的靜、動(dòng)剛度機(jī)床的整體剛度包括三部分：自身剛度、接觸剛度和局部剛度，機(jī)床整體剛度取決于其中最薄弱的環(huán)節(jié)。2.減少機(jī)床的熱變形熱變形：因發(fā)熱而造成的溫差，使機(jī)床各部件在形狀和位置上產(chǎn)生的(不同程度的)畸變。3.減少運(yùn)動(dòng)件的摩擦和消除傳動(dòng)間隙第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件對(duì)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的要求1024.提高機(jī)床的壽命和精度保持性(耐磨性)精度保持性：機(jī)床長(zhǎng)期保持原始制造精度的能力。5.減少輔助時(shí)間，改善操作性4.提高機(jī)床的壽命和精度保持性(耐磨性)103第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件104§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局

總體布局：確定機(jī)床各主要部件之間的相對(duì)位置關(guān)系以及它們之間所需的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。布局的目的是按照簡(jiǎn)單、合理、經(jīng)濟(jì)的原則，尋求一種可能實(shí)現(xiàn)加工要求的最優(yōu)方案，它與工件的加工工藝過(guò)程有著密切的關(guān)系。首先要確定加工對(duì)象和加工方法，而后考慮機(jī)床必須具備的幾種運(yùn)動(dòng)和相應(yīng)部件的布局與安排，部件之間的相互聯(lián)系。§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局總體布局：確定機(jī)床各主要部件105一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素(一)表面形成方法對(duì)總體布局的影響加工不同形狀的工件，需要不同的加工方法，從而設(shè)計(jì)不同型式的機(jī)床來(lái)完成。軸流式水輪機(jī)葉片的形狀，是一個(gè)空間任意曲面，且無(wú)數(shù)學(xué)模型，輪廓曲線常用坐標(biāo)點(diǎn)表示。一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素軸流式水輪機(jī)葉片的形狀，是1061.加工方法的選擇：若采用車削，則主運(yùn)動(dòng)速度很高。其它幾個(gè)坐標(biāo)的進(jìn)給速度要與車削速度維持一定聯(lián)系，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)的跟蹤速度就要很快，目前不易解決。若采用磨削，磨削面積很大，砂輪磨損無(wú)一定規(guī)律，補(bǔ)償較復(fù)雜；另外頻繁地更換砂輪對(duì)生產(chǎn)也不利。1.加工方法的選擇：107銑削加工方式設(shè)想銑刀為針狀，則只需給定三個(gè)直線坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)，即可描繪出空間曲面。一般用球頭銑刀加工。需要補(bǔ)償調(diào)整，使程序編制趨于復(fù)雜；生產(chǎn)率較低，表面粗糙度高；刀具制造和刃磨均不方便。在加工面積較大的情況下，這種方案也不采用。銑削加工方式在加工面積較大的情況下，這種方案也不采用。108若用端銑刀加工，生產(chǎn)率較高，表面粗糙度也較低；需增加兩個(gè)擺角坐標(biāo)，以保證銑刀軸線處處與被加工表面的法線重合，故機(jī)床必須具備五個(gè)坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)。在切削凹面過(guò)程中，銑刀刀尖旋轉(zhuǎn)平面不得超出被加工平面曲率半徑的二倍，以免發(fā)生干涉。若用端銑刀加工，生產(chǎn)率較高，表面粗糙度也較低；1092.主進(jìn)給和工件安裝位置的選擇主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，應(yīng)是獲得輪廓線型的主要運(yùn)動(dòng)有兩種可能性：1)采用回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)S為主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與葉片圖紙標(biāo)注方法一致(采用圓柱坐標(biāo))，不用坐標(biāo)換算，程序編制較方便。進(jìn)給較均勻，加工精度好和表面粗糙度較低，生產(chǎn)率也較高；2.主進(jìn)給和工件安裝位置的選擇進(jìn)給較均勻，加工精度好和表面1102)直線運(yùn)動(dòng)X、Y為主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，由兩個(gè)直角坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)合成圓弧要做繁瑣的坐標(biāo)換算；進(jìn)給速度的控制較復(fù)雜。2)直線運(yùn)動(dòng)X、Y為主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，由兩個(gè)直角坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)合成圓弧111空間任意曲面在機(jī)床上安裝位置，應(yīng)與圖紙標(biāo)注位置一致，否則，曲面上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均應(yīng)換算。(二)工序集中盡可能使運(yùn)動(dòng)分散些，以便于擴(kuò)大工藝可能性?？臻g任意曲面在機(jī)床上安裝位置，應(yīng)與圖紙標(biāo)注位置一致，否則，曲112第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件113二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置運(yùn)動(dòng)分配決定了部件的布置。與下列因素有關(guān)：運(yùn)動(dòng)數(shù)目：決定于工件表面的形成運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)被加工表面的部位結(jié)構(gòu)因素使用要求二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置114工藝因素對(duì)運(yùn)動(dòng)分配的影響：定位面已定，一次安裝完成全部加工。只加工頂面加工側(cè)面加工頂面和側(cè)面工藝因素對(duì)運(yùn)動(dòng)分配的影響：只加工頂面加工側(cè)面加工頂面和側(cè)面115加工水輪機(jī)葉片，在采用端銑刀加工情況下，機(jī)床必須具備五個(gè)同時(shí)可控的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)。在布局時(shí)遵循的原則是：獲得較好的加工精度，較低的表面粗糙度和較高的生產(chǎn)率；轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)的擺動(dòng)中心到刀具端面的距離不要過(guò)大，最好是能布局成擺動(dòng)時(shí)只改變刀具軸線向量的方位，而不改變切削點(diǎn)的坐標(biāo)位置；工件尺寸與重量較大時(shí)，擺角進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由裝有刀具的部件來(lái)完成，反之由裝有工件的部件來(lái)完成；加工水輪機(jī)葉片，在采用端銑刀加工情況下，機(jī)床必須具備五個(gè)同時(shí)116兩個(gè)擺角坐標(biāo)合成的矢量應(yīng)能在半個(gè)空間范圍的任意方位變動(dòng)；由于擺動(dòng)坐標(biāo)帶著工件和刀具擺動(dòng)的結(jié)果，將使加工工件的尺寸范圍有所減少，這一點(diǎn)也是在總體布局時(shí)需要考慮的問(wèn)題。若確定主進(jìn)給為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式，這五個(gè)運(yùn)動(dòng)是二個(gè)直線運(yùn)動(dòng)、三個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)擺角坐標(biāo)合成的矢量應(yīng)能在半個(gè)空間范圍的任意方位變動(dòng)；117(一)工件系統(tǒng)一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具系統(tǒng)兩個(gè)直線和兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)1.雙柱圓臺(tái)式布局優(yōu)點(diǎn)：雙柱框架和工件系統(tǒng)剛性較好且穩(wěn)定；工件裝卸方便；工作臺(tái)作圓周進(jìn)給，粗糙度較易保證；易于實(shí)現(xiàn)工件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和安裝基準(zhǔn)重合；擴(kuò)大工藝可能性好；占地面積小。缺點(diǎn)：刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛性較差。(一)工件系統(tǒng)一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具系統(tǒng)兩個(gè)直線和兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)1182.端面車床式布局特點(diǎn)：機(jī)床較穩(wěn)定；能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和安裝基準(zhǔn)重合；一次安裝下能加工工件的正反面。工件系統(tǒng)剛度差；占地面積大；工件裝卸不方便；而且機(jī)床擴(kuò)大工藝可能性差。2.端面車床式布局特點(diǎn)：119(二)工件系統(tǒng)一個(gè)直線和一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具系統(tǒng)一個(gè)直線兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單柱臥式鏜床式布局：缺點(diǎn)：刀具系統(tǒng)剛度差；立柱要加高，Ｙ坐標(biāo)的跟蹤速度要增大；加工、裝配、調(diào)試等都比較困難。優(yōu)點(diǎn)：工件系統(tǒng)剛性好，比較穩(wěn)固；可以實(shí)現(xiàn)工件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與安裝基準(zhǔn)重合。(二)工件系統(tǒng)一個(gè)直線和一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具系統(tǒng)一個(gè)直線兩個(gè)120第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置三、數(shù)控機(jī)床總體布局應(yīng)注意的問(wèn)題§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件121三、數(shù)控機(jī)床總體布局應(yīng)注意的問(wèn)題(一)保證機(jī)床具有高精度、靜剛度、抗振性和熱穩(wěn)定性機(jī)床的精度指的是機(jī)床在未受外載荷的條件下的原始精度。包括：

幾何精度——機(jī)床在不運(yùn)動(dòng)或低速運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度

傳動(dòng)精度——內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈兩末端件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。

運(yùn)動(dòng)精度——機(jī)床在以工作狀態(tài)的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度。

定位精度——機(jī)床的執(zhí)行件在運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)所達(dá)到的實(shí)際位置精度。三、數(shù)控機(jī)床總體布局應(yīng)注意的問(wèn)題122第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置三、數(shù)控機(jī)床總體布局應(yīng)注意的問(wèn)題§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件123(二)數(shù)控機(jī)床的布局應(yīng)保證高效率，便于操作，調(diào)整和維修1.高生產(chǎn)率：提高切削效率，減少輔助時(shí)間。2.便于操作、調(diào)整和維修便于裝卸較重工件(二)數(shù)控機(jī)床的布局應(yīng)保證高效率，便于操作，調(diào)整和維修便于124(三)數(shù)控機(jī)床的布局要注意提高綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果和適應(yīng)工藝發(fā)展1.提高綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果制造廠的經(jīng)濟(jì)效益主要反映在機(jī)床成本上，要降低成本就應(yīng)合理選擇零件的材料，盡量使機(jī)床金屬消耗量少，機(jī)床結(jié)構(gòu)工藝性好，零件數(shù)少，研制、管理費(fèi)用低。機(jī)床使用廠的經(jīng)濟(jì)效益反映為機(jī)床的加工效率、可靠性。應(yīng)注意減少能源消耗，提高機(jī)床的機(jī)械效率(摩損小)。(三)數(shù)控機(jī)床的布局要注意提高綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果和適應(yīng)工藝發(fā)1252.適應(yīng)工藝發(fā)展納入自動(dòng)生產(chǎn)線或柔性制造系統(tǒng)中，因此，在布局上要考慮這一因素(工件輸送、排屑)。2.適應(yīng)工藝發(fā)展126第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置三、數(shù)控機(jī)床總體布局應(yīng)注意的問(wèn)題§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件127§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求一、對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求：1.要求主軸驅(qū)動(dòng)在盡可能大的調(diào)速范圍內(nèi)保持恒功率輸出。即要求輸出大的功率，又要求主軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2.調(diào)速范圍寬，且能無(wú)級(jí)調(diào)速。3.要求在主軸的兩個(gè)轉(zhuǎn)向中在任一個(gè)方向都可進(jìn)行傳動(dòng)和減速。4.要求主軸與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)實(shí)行同步控制，在加工中心上為了自動(dòng)換刀還要求主軸能進(jìn)行高精度停位控制；有的數(shù)控機(jī)床還要求主軸具有角度分度控制的功能。5.高精度與剛度。6.良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求一、對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求：128第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置三、數(shù)控機(jī)床總體布局應(yīng)注意的問(wèn)題§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件129§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)在某一范圍(nmin~nmax)內(nèi)變化，如果能夠連續(xù)變換，即為無(wú)級(jí)變速；如果在最低轉(zhuǎn)速與最高轉(zhuǎn)速之間只能獲得有限的若干級(jí)轉(zhuǎn)速，則稱為有級(jí)變速。一、轉(zhuǎn)速數(shù)列主軸轉(zhuǎn)速通常采用等比數(shù)列，即nj+1=njφ等比數(shù)列任意兩級(jí)轉(zhuǎn)速的相對(duì)差值相等對(duì)生產(chǎn)率的影響在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)相同；§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)在某一范130更重要的是變速系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上易于實(shí)現(xiàn)，而且經(jīng)濟(jì)合理。設(shè)主軸共有Z級(jí)轉(zhuǎn)速，n1=nmin，nZ=nmax，公比為φ，則：n1=nminn2=n1φ=nminφn3=n2φ=n1φ2…nZ=n1φZ(yǔ)-1調(diào)速范圍更重要的是變速系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上易于實(shí)現(xiàn)，而且經(jīng)濟(jì)合理。131公比φ的選擇原則為：1<φ≤2相對(duì)轉(zhuǎn)速損失φ1.061.121.261.411.581.7822相對(duì)速度損失5.6%11%21%29%37%44%50%設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)公比。當(dāng)調(diào)速范圍一定時(shí)，公比越小，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)越多。公比φ的選擇原則為：相對(duì)轉(zhuǎn)速損失φ1.061.121.26132第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件133二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律設(shè)計(jì)變速系統(tǒng)就是要合理地選擇和排列軸和齒輪，使其得到所需的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速圖——由一些(橫、豎、斜)線條組成的圖，用來(lái)表示變速系統(tǒng)的傳動(dòng)(傳動(dòng)路線、傳動(dòng)付間關(guān)系)和運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)速)情況。二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律134豎線：代表傳動(dòng)系統(tǒng)中各軸在轉(zhuǎn)速圖中豎線間距離相等，并不表示各軸中心距相同，目的在于使圖面清晰。豎線：代表傳動(dòng)系統(tǒng)中各軸在轉(zhuǎn)速圖中豎線間距離相等，并不表示各135橫線：代表各級(jí)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速數(shù)列是等比數(shù)列時(shí)，縱坐標(biāo)取成對(duì)數(shù)坐標(biāo)lgnj+1-lgnj=lgφ各水平線間距離相等為lgφ，表示相差一格的兩個(gè)轉(zhuǎn)速相差φ倍。橫線：代表各級(jí)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速數(shù)列是等比數(shù)列時(shí)，縱坐標(biāo)取成對(duì)數(shù)坐標(biāo)136斜線：代表傳動(dòng)付斜線的傾斜方向、程度，代表此傳動(dòng)付的傳動(dòng)比大小兩軸間互相平行的連線代表同一傳動(dòng)付。橫、豎、斜線的交點(diǎn)：代表各軸的轉(zhuǎn)速。斜線：代表傳動(dòng)付橫、豎、斜線的交點(diǎn)：代表各軸的轉(zhuǎn)速。137轉(zhuǎn)速圖可表示：1)傳動(dòng)軸的數(shù)量及各軸傳遞運(yùn)動(dòng)的先后順序；2)使主軸獲得所需轉(zhuǎn)速的變速組數(shù)目及每個(gè)變速組中傳動(dòng)付數(shù)目；3)各傳動(dòng)付的傳動(dòng)比；4)各軸的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)；5)主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)路線；轉(zhuǎn)速圖可表示：3)各傳動(dòng)付的傳動(dòng)比；1386)傳動(dòng)組的級(jí)比及級(jí)比指數(shù)；級(jí)比——同一變速組中(由同一點(diǎn)出發(fā))相鄰兩傳動(dòng)付傳動(dòng)比之比。用公比的指數(shù)φx表示。級(jí)比指數(shù)——級(jí)比用φx表示，x就是級(jí)比指數(shù)，它表示轉(zhuǎn)速圖中相鄰兩傳動(dòng)付與被動(dòng)軸交點(diǎn)間相距的格數(shù)。6)傳動(dòng)組的級(jí)比及級(jí)比指數(shù)；級(jí)比——同一變速組中(由同一點(diǎn)1397)各變速組的變速范圍(最大最小傳動(dòng)比的比值)及主軸的轉(zhuǎn)速范圍；8)傳動(dòng)順序和擴(kuò)大順序。傳動(dòng)順序—由電機(jī)到主軸傳動(dòng)的先后排列順序擴(kuò)大順序—變速組按級(jí)比指數(shù)x值，由小到大的排列順序7)各變速組的變速范圍(最大最小傳動(dòng)比的比值)及主軸的轉(zhuǎn)速140各變速組的傳動(dòng)比與主軸轉(zhuǎn)速為連續(xù)而不重復(fù)的等比數(shù)列之間存在的內(nèi)在聯(lián)系。已知：變速系統(tǒng)的Z=12，φ=1.41，n電=1440r.p.m第一變速組(a)，有三對(duì)齒輪付，其傳動(dòng)比分別為：各變速組的傳動(dòng)比與主軸轉(zhuǎn)速為連續(xù)而不重復(fù)的等比數(shù)列之間存在的141變速組a是實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速為等比數(shù)列必不可少的變速組，稱為基本組。要使主軸得到連續(xù)的等比數(shù)列，基本組的級(jí)比指數(shù)x0必須為1。x0=1變速組a是實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速為等比數(shù)列必不可少的變速組，稱為基本組142這個(gè)變速組在基本組的基礎(chǔ)上起了第一次擴(kuò)大的作用，稱第一擴(kuò)大組。第一擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù)應(yīng)等于基本組的傳動(dòng)付數(shù)x1=p0(一擴(kuò)傳動(dòng)比的內(nèi)在規(guī)律)x1=3第二變速組(b)：有兩對(duì)齒輪傳動(dòng)付，其傳動(dòng)比為：這個(gè)變速組在基本組的基礎(chǔ)上起了第一次擴(kuò)大的作用，稱第一擴(kuò)大組143第三變速組(c)：有兩對(duì)齒輪傳動(dòng)付，其傳動(dòng)比為：x2=6這個(gè)變速組在基本組和第一擴(kuò)大組的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍，稱第二擴(kuò)大組。二擴(kuò)的級(jí)比指數(shù)等于基本組與一擴(kuò)的傳動(dòng)付數(shù)的相乘積(3*2=6)。即x2=p0p1，這是第二擴(kuò)大組中傳動(dòng)比的內(nèi)在規(guī)律。第三變速組(c)：有兩對(duì)齒輪傳動(dòng)付，其傳動(dòng)比為：x2=6這個(gè)144結(jié)論：若使主軸轉(zhuǎn)速為連續(xù)的等比數(shù)列，則任意變速組中，各傳動(dòng)比之間的比例應(yīng)為：u1:u2:u3:…:up=1:φx:φ2x:…:φ(p-1)x級(jí)比指數(shù)與傳動(dòng)付之間應(yīng)存在下列關(guān)系：x0=1x1=p0x2=p0p1…xj=p0p1p2…pj-1如果一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)符合x(chóng)0=1x1=p0x2=p0p1…xj=p0p1p2…pj-1且Z=p0p1p2…pj成立，則主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列是連續(xù)的，而不重復(fù)的——常規(guī)傳動(dòng)系統(tǒng)。結(jié)論：若使主軸轉(zhuǎn)速為連續(xù)的等比數(shù)列，則任意變速組中，各傳動(dòng)比145結(jié)論：機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，通常由幾個(gè)變速組串聯(lián)組成，其中以基本組為基礎(chǔ)，然后通過(guò)第一、第二、…擴(kuò)大組把各軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和變速范圍逐步擴(kuò)大。結(jié)論：機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，通常由幾個(gè)變速組串聯(lián)組成，其中以基本組146第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件147三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式可以用來(lái)分析和比較機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的方案。12=31*23*2612=31*26*2312=32*21*26結(jié)構(gòu)式的通式Z=p0(x0)p1(x1)p2(x2)…三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式12=31*23*2612=31*26*2148結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的主要區(qū)別是：結(jié)構(gòu)網(wǎng)只是表示傳動(dòng)比的相對(duì)關(guān)系，而不表示傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值；結(jié)構(gòu)網(wǎng)上代表傳動(dòng)比的斜線呈對(duì)稱分布。12=31*23*26結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的主要區(qū)別是：12=31*23*26149變速組內(nèi)相鄰傳動(dòng)比關(guān)系可以用結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)表示，一個(gè)結(jié)構(gòu)式對(duì)應(yīng)一個(gè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)，一個(gè)結(jié)構(gòu)式可以畫(huà)出不同的轉(zhuǎn)速圖(只要改變中間軸的轉(zhuǎn)速)，但一個(gè)轉(zhuǎn)速圖只能表示出一個(gè)結(jié)構(gòu)式。12=31*23*26變速組內(nèi)相鄰傳動(dòng)比關(guān)系可以用結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)表示，一個(gè)結(jié)構(gòu)式對(duì)150第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-4主運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)§3-5主軸組件第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件151四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已知：變速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，最低轉(zhuǎn)速n1=31.5，公比φ=1.41，n電=1440r.p.m擬定轉(zhuǎn)速圖的一般原則：結(jié)構(gòu)緊湊1.

變速組及傳動(dòng)付數(shù)的確定(前多后少)12=3*2*212=2*3*212=2*2*312=4*312=3*412=6*212=2*6機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)通常采用雙聯(lián)或三聯(lián)滑移齒輪進(jìn)行變速，即每個(gè)變速組的傳動(dòng)付數(shù)最好取為p=2或3。Σp=3+2+2=7Σp=4+3=7Σp=6+2=8四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)Σp=3+2+2=7Σp=4+3=7Σp=152好處：

1)

可使總的傳動(dòng)付數(shù)量最少2)

縮短軸向尺寸，簡(jiǎn)化操縱機(jī)構(gòu)3)

變速組兼起降速作用，減少降速用的定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)好處：153從電機(jī)起越靠近主軸的軸最低轉(zhuǎn)速就愈低，根據(jù)扭矩的公式：當(dāng)傳遞的功率為一定時(shí)，轉(zhuǎn)速較高的軸所傳遞的扭矩較小。在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)使較多的傳動(dòng)件在高轉(zhuǎn)速下進(jìn)行工作。即所謂“前多后少”的原則，故一般要求：pa>pb>pc>…>pm從電機(jī)起越靠近主軸的軸最低轉(zhuǎn)速就愈低，根據(jù)扭矩的公式：當(dāng)傳遞154第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.

變速組及傳動(dòng)付數(shù)的確定(前多后少)2.

基本組和擴(kuò)大組的確定(前密后疏)第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件15512=31*23*2612=31*26*2312=32*21*2612=32*26*2112=34*21*222.

基本組和擴(kuò)大組的確定(前密后疏)基本組與擴(kuò)大組的幾種不同排列方案：12=34*22*2112=31*23*2612=31*26*2312=32*21156各變速組的擴(kuò)大順序應(yīng)盡可能與運(yùn)動(dòng)傳遞順序相一致：xa<xb<xc<…<xj各變速組的變速范圍應(yīng)逐漸增大，在轉(zhuǎn)速圖或結(jié)構(gòu)網(wǎng)中表現(xiàn)出前面變速組傳動(dòng)比的連線分布較密，而后面變速組傳動(dòng)比連線的分布較疏松，即所謂“前緊后松”的原則。各變速組的擴(kuò)大順序應(yīng)盡可能與運(yùn)動(dòng)傳遞順序相一致：157第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-1數(shù)控機(jī)床的總體布局§3-2對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.

變速組及傳動(dòng)付數(shù)的確定(前多后少)2.

基本組和擴(kuò)大組的確定(前密后疏)3.

變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件1583.

變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)要考慮兩種情況：降速傳動(dòng)應(yīng)避免被動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大，而增加變速箱的徑向尺寸，一般限制降速傳動(dòng)比的最小值升速傳動(dòng)應(yīng)避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差和減少振動(dòng)，一般限制直齒輪升速傳動(dòng)比的最大值umax≤2，斜齒輪傳動(dòng)比較平穩(wěn)，可取umax≤2.5，3.

變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍升速傳動(dòng)應(yīng)避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤159主傳動(dòng)各變速組的最大變速范圍為：一般在設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，任何一個(gè)變速組的變速范圍都應(yīng)盡量滿足上述要求，在條件許可或處理得當(dāng)時(shí)，也可以超出這個(gè)范圍。主傳動(dòng)各變速組的最大變速范圍為：一般在設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，任16012=31*23*26r0=φx0(p0-1)=1.411*(3-1)=2<8r1=φx1(p1-1)=1.413*(2-1)=2.82<8r2=φx2(p2-1)=1.416*(2-1)=812=34*22*21

r0=φx0(p0-1)=1.411*(2-1)=1.41<8r1=φx1(p1-1)=1.412*(2-1)=2<8r2=φx2(p2-1)=1.414*(3-1)=16>8初步方案確定，應(yīng)檢查變速范圍是否超出允許值。12=31*23*26初步方案確定，應(yīng)檢查變速范圍是否超出允161最后擴(kuò)大組的變速范圍最大，只要最后擴(kuò)大組的變速范圍合乎要求，其它變速組也就不會(huì)超出允許值。為使最后擴(kuò)大組的變速范圍不至超出允許值，大多數(shù)機(jī)床最后擴(kuò)大組的傳動(dòng)付數(shù)取為2。最后擴(kuò)大組的變速范圍最大，只要最后擴(kuò)大組的變速范圍合乎要求，162第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件§3-3主運(yùn)動(dòng)有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速數(shù)列二、有級(jí)變速系統(tǒng)的基本規(guī)律三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式四、變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.

變速組及傳動(dòng)付數(shù)的確定(前多后少)2.

基本組和擴(kuò)大組的確定(前密后疏)3.

變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍4.

合理分配傳動(dòng)比的數(shù)值第三章數(shù)控機(jī)床的總體布局與主運(yùn)動(dòng)部件1634.

合理分配傳動(dòng)比的數(shù)值注意：1)各傳動(dòng)付的傳動(dòng)比應(yīng)盡可能不超出極限傳動(dòng)比umin和umax2)

各中間傳動(dòng)軸應(yīng)有適當(dāng)高的轉(zhuǎn)速：在傳動(dòng)順序上各變速組的最小傳動(dòng)比應(yīng)采用逐漸降速的原則：uamin≥ubmin≥ucmin≥…這樣可使中間傳動(dòng)軸的最低轉(zhuǎn)速提高，即所謂“先慢后快”的原則。但中間軸如果轉(zhuǎn)速過(guò)高，將會(huì)引起振動(dòng)、發(fā)熱、噪聲，通常希望齒輪的線速度不超過(guò)12~15m/s4.

合理分配傳動(dòng)比的數(shù)值1643)為了便于設(shè)計(jì)及使用，傳動(dòng)比值最好取標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)冥，即u=φ±E，其中E為整數(shù)。中間軸的轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖中直接讀出；可直接查表確定齒輪齒數(shù)。應(yīng)根據(jù)具體情況靈活運(yùn)用?？偟脑瓌t：保證機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊?？偨Y(jié)：主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計(jì)原則：2、3常用，前多后少，前密后疏(前緊后松)，速比遞降(先慢后快)，標(biāo)準(zhǔn)公比，靈活運(yùn)用。3)為了便于設(shè)計(jì)及使用，傳動(dòng)比值最好取標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)冥，即165已知：變速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，最低轉(zhuǎn)速n1=31.5，公比φ=1.41，n電=1440r.p.m31.54563901251802503555007101000140012=31*23*26已知：變速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，最低轉(zhuǎn)速n1=31.5，公16612=31*23*