第二章機(jī)床的運動分析

第二章機(jī)床的運動分析第1頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章機(jī)床的運動分析§1

工件的加工表面及其形成方法§2機(jī)床的運動§3機(jī)床的傳動聯(lián)系和傳動原理圖§4機(jī)床常用傳動機(jī)構(gòu)§5機(jī)床運動的調(diào)整第2頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月一、被加工工件的表面形狀第3頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月可以看出，工件表面是由幾個表面元素組成的，如圖所示。平面直線成形表面圓柱面圓錐面球面圓環(huán)面螺旋面第4頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月二、工件表面的形成方法任何表面都可以看作是一條線(稱為母線)沿著另一條線(稱為導(dǎo)線)運動的軌跡。母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為形成表面的發(fā)生線。按形成表面時母線和導(dǎo)線是否可以互換，有可逆表面和不可逆表面之分。常見的工件表面，按其形狀可分為三類。第5頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月1、旋轉(zhuǎn)表面——轉(zhuǎn)動而形成圓柱面

由平行于軸線的直線1沿著v方向轉(zhuǎn)動，而形成圓柱面；圓錐面

由不平行于軸線，但與軸線相交的直線1沿著V方向轉(zhuǎn)動，而形成圓錐面；可逆表面不可逆表面第6頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月球面

由圓1沿著V方向轉(zhuǎn)動，而形成球面；說明：在車床、鉆床、鏜床、外圓磨床等機(jī)床加工的表面是旋轉(zhuǎn)表面。第7頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2、縱向表面----直線移動而形成或沿直線移動而形成平面

由直線1沿著另一直線2方向V移動，而形成平面；直線成形面

由直線1沿著曲線2移動，而形成縱向曲面；說明：在刨床、插床、銑床、平面磨床等機(jī)床上加工的表面是縱向表面。第8頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月螺旋面

由直線1沿著螺旋線2運動，即邊作旋轉(zhuǎn)運動v',邊作軸線方向移動v''而形成螺旋面。3、特形表面----復(fù)雜運動而形成第9頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月三、發(fā)生線的形成方法(一)切削刃的形狀與發(fā)生線的關(guān)系，發(fā)生線是由刀具的切削刃與工件間的相對運動得到的，所以工件表面的成形與刀具切削刃的形狀有著極其密切的關(guān)系。切削刃的形狀是指刀刃與工件形成表面相接觸部分的形狀。第10頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月刀刃是一個點(實際是很短的一段線)，切削時刀刃作軌跡運動；刀刃是一段曲線，其輪廓與工件發(fā)生線吻合，在切削加工時，刀刃與被成形的表面作線接觸；刀刃是一段曲線，其輪廓與工件發(fā)生線不吻合，切削加工時，刀具切削刃與被成形的表面相切。切削刃相對工件滾動(即展成運動)，刀具與工件間需要有共軛的展成運動。由刀刃包絡(luò)成形的漸開線齒形第11頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)形成發(fā)生線的方法及所需運動1．成形法：是利用成形刀具對工件進(jìn)行加工的方法。因此形成發(fā)生線2不需運動。2．展成法：是利用工件和刀具作展成切削運動的加工方法。用展成法形成發(fā)生線需要一個成形運動(展成運動)。

第12頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月3．軌跡法：是利用刀具作一定規(guī)律的軌跡運動來對工件進(jìn)行加工的方法。采用軌跡法形成發(fā)生線需要一個成形運動。4．相切法：是利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊作軌跡運動來對工件進(jìn)行加工的方法。第14頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月四、表面的形成表面的形成過程，是其母線與導(dǎo)線形成過程的組合。表面形成方法是母線形成方法和導(dǎo)線形成方法的組合1).同一種工件形狀的表面，可有多種形成方法；2).同一種方法，可以形成多種表面形狀；3).刀刃的形狀愈復(fù)雜，加工所需的運動愈少。

第15頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)當(dāng)指出，被形成的表面形狀，不僅取決于刀刃形狀及表面形成方法，而且還取決于發(fā)生線的原始位置。第16頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章機(jī)床的運動分析§1工件的加工表面及其形成方法§2機(jī)床的運動§3機(jī)床的傳動聯(lián)系和傳動原理圖§4機(jī)床常用傳動機(jī)構(gòu)§5機(jī)床運動的調(diào)整第17頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月一、表面成形運動表面成形運動(簡稱成形運動)是保證得到工件要求的表面形狀的運動。第18頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月1、成形運動的種類簡單成形運動復(fù)合成形運動第19頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月簡單成形運動工件回轉(zhuǎn)和刀具直線移動是速度各自獨立的運動，最簡單，也最容易得到。用符號A表示直線運動，用符號B表示旋轉(zhuǎn)運動。第20頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)合成形運動例：用螺紋車刀切削螺紋。螺紋車刀是成形刀具，其形狀相當(dāng)于螺紋溝槽的截面。因此，形成螺旋面只需一個運動：車刀相對于工件作螺旋運動。第21頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

把這個螺旋運動分解成等速旋轉(zhuǎn)運動和等速直線運動。分別以B11和A12代表。這樣的運動稱為復(fù)合的表面成形運動或簡稱復(fù)合成形運動。復(fù)合成形運動例：用螺紋車刀切削螺紋。螺紋車刀是成形刀具，其形狀相當(dāng)于螺紋溝槽的截面。因此，形成螺旋面只需一個運動：車刀相對于工件作螺旋運動。第22頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2、零件表面成形所需的成形運動母線和導(dǎo)線是形成零件表面的兩條發(fā)生線。因此，形成表面所需要的成形運動，就是形成其母線及導(dǎo)線所需要的成形運動的總和。為了加工出所需的零件表面，機(jī)床就必須具備這些成形運動。

第24頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月例：用齒輪滾刀加工直齒圓柱齒輪齒面

母線——漸開線，由展成法形成，需一個成形運動，是復(fù)合運動。導(dǎo)線——直線，由相切法形成，需兩個獨立的成形運動，即滾刀的旋轉(zhuǎn)運動和滾刀沿工件的軸向移動A2。其中滾刀旋轉(zhuǎn)運動與復(fù)合展成運動的一部分B11重合。因此，形成表面所需的成形運動的總數(shù)只有兩個：一個是復(fù)合的成形運動B11Bl2，另一個是簡單的成形運動A2。第25頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月形成某種形狀表面時所需機(jī)床提供的成形運動的形式和數(shù)目決定于采用的加工方法和刀具結(jié)構(gòu)。第26頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月二、輔助運動1．各種空行程運動2、切入運動3．分度運動4．操縱和控制運動第27頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月二、輔助運動1．各種空行程運動

2、切入運動3．分度運動4．操縱和控制運動空行程運動是指進(jìn)給前后的快速運動和各種調(diào)位運動。調(diào)位運動是在調(diào)整機(jī)床的過程中，把機(jī)床的有關(guān)部件移到要求的位置。

第28頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月二、輔助運動1．各種空行程運動2、切入運動3．分度運動4．操縱和控制運動使刀具切入工件，以獲得進(jìn)行成形運動所需的工件和刀具位置的運動，稱為切入運動。切入運動用于保證被加工表面獲得所需要的尺寸。第29頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月二、輔助運動1．各種空行程運動2、切入運動3．分度運動

4．操縱和控制運動加工若干個完全相同的均勻分布的表面時，為使表面成形運動得以周期地繼續(xù)進(jìn)行的運動稱為分度運動。

第30頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月二、輔助運動1．各種空行程運動2、切入運動3．分度運動4．操縱和控制運動操縱和控制運動包括起動、停止、變速、換向、部件與工件的夾緊、松開、轉(zhuǎn)位以及自動換刀、自動測量、自動補(bǔ)償?shù)取５?1頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月三、主運動和進(jìn)給運動主運動主運動是產(chǎn)生切削的運動。主運動可能是簡單的成形運動，也可能是復(fù)合的成形運動。進(jìn)給運動進(jìn)給運動是維持切削得以繼續(xù)的運動。進(jìn)給運動可是簡單運動，也可是復(fù)合運動。第32頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月對旋轉(zhuǎn)主運動，其主軸轉(zhuǎn)速的單位以r/min表示；對直線往復(fù)主運動，其直線往復(fù)速度的單位以雙行程/min表示。進(jìn)給運動速度的單位用下列方法表示：mm/r，如車床、鉆床、鏜床等；mm/min，如銑床等；mm/雙行程，如刨床等。第33頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月在表面成形運動中，必須有而且只能有一個主運動。如果只有一個表面成形運動，則這個運動就是主運動。

進(jìn)給運動則可能是一個，也可能沒有或多于一個。無論是主運動還是進(jìn)給運動，都可能是簡單運動或復(fù)合運動。第34頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章機(jī)床的運動分析§1工件的加工表面及其形成方法§2機(jī)床的運動§3機(jī)床的傳動聯(lián)系和傳動原理圖§4機(jī)床常用傳動機(jī)構(gòu)§5機(jī)床運動的調(diào)整第35頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月一、機(jī)床的傳動聯(lián)系每個運動，都有以下三個基本部分執(zhí)行件：它們是執(zhí)行運動的部件，其任務(wù)是帶工件或刀具完成旋轉(zhuǎn)或直線運動，并保持準(zhǔn)確的運動軌跡。動力源：它是提供動力的裝置。傳動裝置：它是傳遞動力和運動的裝置。通過它把動源的動力傳遞給執(zhí)行件或把一個執(zhí)行件的運動傳遞給另一個執(zhí)行件。第36頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月傳動裝置通常還包括改變傳動比、改變運動方向和改變運動形式等機(jī)構(gòu)。動力源－傳動裝置－執(zhí)行件或執(zhí)行件—傳動裝置—執(zhí)行件，構(gòu)成傳動聯(lián)系。第37頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月二、機(jī)床的傳動鏈機(jī)床上為了得到所需要的運動，需要通過一系列的傳動件把執(zhí)行件和動源，或者把執(zhí)行件和執(zhí)行件連接起來，以構(gòu)成傳動聯(lián)系。構(gòu)成一個傳動聯(lián)系的一系列傳動件，稱為傳動鏈。根據(jù)傳動聯(lián)系的性質(zhì)，傳動鏈有外聯(lián)系傳動鏈和內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。第38頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月外聯(lián)系傳動鏈外聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系動源和機(jī)床執(zhí)行件，使執(zhí)行件得到預(yù)定速度的運動，并傳遞一定的動力。此外，外聯(lián)系傳動鏈還包括變速機(jī)構(gòu)和換向機(jī)構(gòu)等。外聯(lián)系傳動鏈傳動比的變化，只影響生產(chǎn)率或表面粗糙度，不影響發(fā)生線的性質(zhì)。因此，外聯(lián)系傳動鏈不要求動源與執(zhí)行件間有嚴(yán)格的傳動比關(guān)系。第39頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

2．內(nèi)聯(lián)系傳動鏈內(nèi)聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系復(fù)合運動之內(nèi)的各個運動分量，因而傳動鏈所聯(lián)系的執(zhí)行件之間的相對速度(及相對位移量)有嚴(yán)格的要求，用來保證運動的軌跡。第40頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)聯(lián)系傳動鏈有嚴(yán)格的傳動比要求，否則就不能保證被加工表面的性質(zhì)為了保證準(zhǔn)確的傳動比，在內(nèi)聯(lián)系傳動鏈中不能用摩擦傳動或瞬時傳動比有變化的傳動件，如鏈傳動。第41頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月三、傳動原理圖定比機(jī)構(gòu)換置器官傳動原理圖為了便于研究機(jī)床的傳動聯(lián)系，常用一些簡明的符號把傳動原理和傳動路線表示出來第42頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月傳動原理圖與傳動系統(tǒng)圖的主要區(qū)別：傳動系統(tǒng)圖上表示該機(jī)床所有的執(zhí)行運動及其傳動聯(lián)系；而傳動原理圖則主要表示與表面成形有直接關(guān)系的運動及其傳動聯(lián)系。傳動系統(tǒng)圖具體表示了傳動鏈中各傳動件的結(jié)構(gòu)形式；而傳動原理圖則僅用一些簡單的符號來表示運動源與執(zhí)行件，執(zhí)行件與執(zhí)行件之間的傳動聯(lián)系。第43頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)床傳動原理圖的畫法：1).(畫出工件、刀具示意圖及其運動)；2).畫出主軸、刀架、絲桿螺母；3).畫出運動源（電動機(jī)）；4).畫出該機(jī)床上的特殊機(jī)構(gòu)符號，如iv、if等；5).用虛線代表傳動比不變的傳動鏈，把它們之間關(guān)聯(lián)的部分聯(lián)接起來。其它的中間傳動件則一概不畫，這樣就得到了一幅簡潔明了的圖形，這種圖形表示了機(jī)床傳動最基本的特征。第44頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

臥式車床的傳動原理圖第45頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月[例]

數(shù)控車床的傳動原理圖第46頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章機(jī)床的運動分析§1工件的加工表面及其形成方法§2機(jī)床的運動§3機(jī)床的傳動聯(lián)系和傳動原理圖§4機(jī)床常用傳動機(jī)構(gòu)§5機(jī)床運動的調(diào)整第47頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月一、定比傳動副定比傳動副主要包括齒輪副、帶輪副、齒輪齒條副、蝸桿蝸輪副和絲杠螺母副等。這些傳動副的共同特點是傳動比不變，齒輪齒條副和絲杠螺母副主要用于將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動。第48頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）同步帶傳動

同步帶傳動是帶傳動中的一種，它利用同步帶的輪齒與帶輪的輪齒依次相嚙合傳遞運動和動力，因而兼有普通帶傳動、齒輪傳動和鏈傳動的優(yōu)點，可用于高速傳動；作用于軸和軸承等上的載荷小，傳動效率高，在數(shù)控機(jī)床上廣泛應(yīng)用。第49頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第50頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）滾珠絲杠螺母副

滾珠絲杠螺母副可實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換，這種新型的傳動結(jié)構(gòu)在數(shù)控機(jī)床上得到了廣泛的使用。它的結(jié)構(gòu)特點是在具有螺旋槽的絲杠螺母中裝有滾珠作為中間傳動元件，以減少摩擦。第51頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第52頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月二、變速組

變速是機(jī)床傳動系統(tǒng)的主要功能。在數(shù)控機(jī)床上以采用調(diào)速電動機(jī)變速為主，通用機(jī)床則多采用機(jī)械的變速機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)分級變速。常用機(jī)械分級變速機(jī)構(gòu)有滑移齒輪變速組、離合器變