第二章 机床的传动设计(1)

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1、2022年年5月月30日日机械制造装备设计机械制造装备设计第二章第二章 机床的传动设计机床的传动设计 第二章第二章 机床的传动设计机床的传动设计 概概 述述 机床主传动系组成及分类机床主传动系组成及分类 第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 第二节第二节 扩大变速范围的传动系统设计扩大变速范围的传动系统设计 第三节第三节 计算转速计算转速 第四节第四节 进给传动系统设计进给传动系统设计 第五节第五节 结构设计结构设计 主要概念主要概念 转速图、级比、级比指数、基本组、第一扩大组、转速图、级比、级比指数、基本组、第一扩大组、第二扩大组、级比规律、转速图的拟定原则等。第二扩大

2、组、级比规律、转速图的拟定原则等。第二章第二章 机床的传动设计机床的传动设计 主要内容主要内容 分级变速主传动系及其转速图设计；分级变速主传动系及其转速图设计； 5 5）满足机床结构性能要求）满足机床结构性能要求 主传动系统主传动系统调整维修方便，结构调整维修方便，结构简单合理，便于加工和装配。简单合理，便于加工和装配。 一、主传动系设计的基本要求一、主传动系设计的基本要求 1 1）满足机床使用性能要求）满足机床使用性能要求 满足机床的运动特性，设计合理，满足机床的运动特性，设计合理，操纵方便、迅速、安全可靠。操纵方便、迅速、安全可靠。 2 2）满足机床传递动力要求）满足机床传递动力要求 主电

3、动机和传动机构能提供和传主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，传动效率较高。递足够的功率和转矩，传动效率较高。 3 3）满足机床工作性能的要求）满足机床工作性能的要求 主传动系所有零部件应有足够主传动系所有零部件应有足够的刚度、精度和抗振性。的刚度、精度和抗振性。 4 4）满足机床经济性的要求）满足机床经济性的要求 主传动链简短，传动件数目少，主传动链简短，传动件数目少，以节省材料，降低成本。以节省材料，降低成本。 概概 述述 机床主传动系统的组成及分类机床主传动系统的组成及分类 直流电动机直流电动机 单速交流电动机单速交流电动机 交流电动机交流电动机 调速交流电动机调速交流电动机

4、多速交流电动机多速交流电动机 变频调速电动机变频调速电动机 主传动系由动力源（电动机）、变速装置、执行件（主轴、主传动系由动力源（电动机）、变速装置、执行件（主轴、刀架）、启动、停止、换向和制动机构组成。刀架）、启动、停止、换向和制动机构组成。 二、主传动系的组成、分类和传动方式二、主传动系的组成、分类和传动方式 （1 1）按驱动电机类型分类）按驱动电机类型分类 2. 2. 主传动系分类主传动系分类 1. 1. 主传动系组成主传动系组成概概 述述 机床主传动系统的组成及分类机床主传动系统的组成及分类 （2 2） 按传动装置类型分类按传动装置类型分类 机械传动、液压传动、电气传动和组合传动。机械

5、传动、液压传动、电气传动和组合传动。 （3 3）按变速的连续性分类按变速的连续性分类 分级变速主传动、分级变速主传动、 无级变速主传动无级变速主传动 分级变速主传动分级变速主传动 利用滑移齿轮、交换齿轮和离合器实现变速，在一定的变速利用滑移齿轮、交换齿轮和离合器实现变速，在一定的变速范围内得到级数为范围内得到级数为Z Z202030 的转数。的转数。 特点特点 传递功率大，变速范围广，传动比准确。但有速度损传递功率大，变速范围广，传动比准确。但有速度损失，不能在工作中变速。失，不能在工作中变速。 广泛应用于中小型通用机床或专用机床。广泛应用于中小型通用机床或专用机床。概概 述述 机床主传动系统

6、的组成及分类机床主传动系统的组成及分类滑移齿轮滑移齿轮 机械无级变速装置机械无级变速装置 结构简单、使用可靠。结构简单、使用可靠。常用于中小常用于中小型车床、铣床的主传动。型车床、铣床的主传动。 液压无级变速装置液压无级变速装置 传动平稳、运动换向冲击小，易于实传动平稳、运动换向冲击小，易于实现直线运动。现直线运动。常用于直线主运动机床如拉床、刨床的主运动。常用于直线主运动机床如拉床、刨床的主运动。 电气无级变速装置电气无级变速装置 采用交流变频调速电动机，简化结构，采用交流变频调速电动机，简化结构，能实现自动、连续和负载下变速。能实现自动、连续和负载下变速。常用于数控机床的主传动。常用于数控

7、机床的主传动。 无级变速主传动无级变速主传动 可在变速范围内，在运转及负载下连续而自动改变转速。可在变速范围内，在运转及负载下连续而自动改变转速。 特点特点 便于保持恒定的切削速度，满足生产效率和加工质量的便于保持恒定的切削速度，满足生产效率和加工质量的要求。要求。概概 述述 机床主传动系统的组成及分类机床主传动系统的组成及分类 （1 1） 集中传动方式集中传动方式 主传动及其变速传动机构集中在同一个主轴箱内的传动方式。主传动及其变速传动机构集中在同一个主轴箱内的传动方式。 如图，某铣床主变速传动系，如图，某铣床主变速传动系，其利用立式床身作为变速箱体，主其利用立式床身作为变速箱体，主传动及变

8、速机构都装在床身中。传动及变速机构都装在床身中。 优点：优点：结构紧凑，便于实现集结构紧凑，便于实现集中操纵，安装调整方便。中操纵，安装调整方便。 3. 3. 主传动的传动方式主传动的传动方式概概 述述 机床主传动系统的组成及分类机床主传动系统的组成及分类 缺点：缺点：在主传动系中，高速运在主传动系中，高速运转的传动件在运转过程中所产生转的传动件在运转过程中所产生的振动和热变，会直接影响主轴的振动和热变，会直接影响主轴的运转平稳性，使主轴产生热变的运转平稳性，使主轴产生热变形和回转轴线偏离，而影响加工形和回转轴线偏离，而影响加工精度。精度。 应用：应用：主要用于普通精度的大、中型机床。主要用于

9、普通精度的大、中型机床。 概概 述述 机床主传动系统的组成及分类机床主传动系统的组成及分类 （2 2） 分离传动方式分离传动方式 主传动系大部分的传动件和变速机构装在远离主轴的单独变主传动系大部分的传动件和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中，通过带传动将运动传到主轴箱。速箱中，通过带传动将运动传到主轴箱。 如图，如图，C6132C6132型车床主传动系。型车床主传动系。主轴箱中只装有主轴和背轮机构。主轴箱中只装有主轴和背轮机构。 特点：特点：变速箱各传动件所产生变速箱各传动件所产生的振动和热量不直接传给或少传给的振动和热量不直接传给或少传给主轴。有利于提高主轴的工作精度。主轴。有利于提高主轴的

10、工作精度。概概 述述 机床主传动系统的组成及分类机床主传动系统的组成及分类 根据已确定的主变速传动系的运动参数和动力参数根据已确定的主变速传动系的运动参数和动力参数 1 1）拟定传动结构式；拟定传动结构式； 2 2）拟定传动系转速图；拟定传动系转速图； 3 3）分配各变速组及各传动副的传动比；分配各变速组及各传动副的传动比； 4 4）确定齿轮齿数和带轮直径；确定齿轮齿数和带轮直径； 5 5）绘制主变速传动系统图。绘制主变速传动系统图。 机床分级变速主传动系统设计内容机床分级变速主传动系统设计内容第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 1.1.转速图的概念转速图的概念 表示传

11、动轴的数目，传动轴之间的传动关系，主轴的各级转表示传动轴的数目，传动轴之间的传动关系，主轴的各级转速值和传动路线，各传动轴的转速分级和转数值，各传动副的传速值和传动路线，各传动轴的转速分级和转数值，各传动副的传动比等。动比等。 一、转速图一、转速图 转数图转数图是设计和分析是设计和分析分级变速主传动系统的分级变速主传动系统的一个重要工具。一个重要工具。 第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 2. 2.转速图的组成转速图的组成 转速点转速点 表示主轴和各传动轴的转速值表示主轴和各传动轴的转速值( (对数值对数值) )的小圆点。的小圆点。 转速线转速线 间距相等的水平线。间距