机床的传动系统与运动计算3.ppt

1 机床传动系统的组成1 运动源 动力源 机床运动的来源 它向运动部分提供动力 如交流电动机 伺服电动机等 可以每个运动有单独的运动源 也可以几个运动共用一个运动源 2 执行件机床运动的执行部件 其作用是装夹刀具和工件 使之完成一定形式的运动并保证正确的轨迹 如主轴 刀架 工作台等 机床传动系统是由机床的所有传动链组成的运动传递系统 机床的传动系统与运动计算 机床的传动系统与传动原理 1 机床的传动系统 3 传动装置传递运动和动力的装置 传动装置还有完成变换运动的性质 方向 速度的作用 传动装置有机械 液压 电气 气动等多种形式 机床的传动系统与传动原理 1 机床的传动系统 机械传动装置由带传动 齿轮传动 链传动 蜗轮蜗杆传动 丝杠螺母传动等机械传动件组成 它包括两类传动机构 1 定比传动机构传动比和传动方向固定不变的传动机构 如定比齿轮副 蜗杆蜗轮副 丝杠螺母副等 2 换置机构根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机构 如挂轮变速 滑移齿轮变速 塔轮变速 离合器换向等 机床的传动系统与传动原理 机械传动装置 液压传动 进给系统 电气传动 控制部分 气压传动 夹紧装置 1 机床的传动系统 机床的传动系统与传动原理 1 机床的传动系统 2 机床的传动链 在机床的传动系统中 连接动力源和执行件或连接执行件和执行件的一系列按顺序排列的传动元件 称为传动链 传动链两端的元件称为末端件 可以是动力源或执行件 按传动链的性质不同可分为 1 外联系传动链传动链两个末端件之间不要求有严格的传动比关系 2 内联系传动链传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系 内联系传动链中不能用带传动 摩擦传动和链传动 机床的传动系统与传动原理 1 机床的传动系统 为了便于研究机床的传动原理 用一些简明的符号把动力源 执行件之间的传动联系表示出来的示意图 并不表达实际传动机构的种类和数量 2 机床的传动原理 传动原理图常用符号 机床的传动系统与传动原理 1 传动原理图 车圆柱螺纹的传动原理图 2 刀具移动主轴 1转 刀架 导程P 传动路线 主轴 4 5 ux 6 7 丝杠 刀架 内联系传动链 不允许使用带传动及摩擦离合器 1 工件旋转主电机 工件 主轴 传动路线 电动机 1 2 uv 3 4 主轴外联系传动链 使用了带传动及摩擦离合器 例1 车削螺纹 机床的传动系统与传动原理 2 机床的传动原理 铣削平面的传动原理图 2 工件移动进给电机 丝杠 工作台 传动路线 进给电机 5 6 ux 7 丝杠 工作台 外联系传动链 1 刀具旋转主电机 铣刀 主轴 传动路线 主电机 1 2 uv 3 4 主轴外联系传动链 例2 铣削平面 机床的传动系统与传动原理 2 机床的传动原理 2 传动系统图表示机床全部运动的传动关系的示意图 用国家标准规定的符号表示各种传动元件 并按照运动传递的顺序 画在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中 只表示传动关系 而不表示各零件的实际尺寸和位置 传动系统图 机床的传动系统与传动原理 2 机床的传动原理 传动原理图 传动路线表达式 三 主轴转速级数计算3 2 2 12级 转速图的纵坐标为对数坐标 表示转速高低 传动轴用竖线表示 二轴间的连线表示传动副 其倾斜程度表示传动比大小 若两轴间仅一对传动副则为定比传动 若有两对或两对以上传动副则为变速组 运动计算 机床运动计算通常有两种情况 1 根据传动路线表达式提供的有关数据 确定某些执行件的运动速度或位移量 2 根据执行件所需的运动速度 位移量 或有关执行件之间需要保持的运动关系 确定相应传动链中换置机构的传动比 以便进行调整 机床运动计算按每一传动链分别进行 其一般步骤如下 步骤 a 确定传动链两个端件 如电动机 主轴 主轴 刀架等 b 根据两端件的运动关系 确定它们的计算位移 指在指定的同一时间间隔内两端件的位移量 如 主运动传动链的计算位移为 电动机n电 主轴n主 c 列出传动路线和运动平衡式 说明运动平衡式的由来 d 根据运动平衡式计算执行件的运动速度 转速或进给量 或位移 或整理出换置机构的换置公式 然后按加工条件确定挂轮变速机构所需要采取的配换齿轮的齿数 例1 计算8 1 5中主轴的最高最低转速和主轴转速级数 如图所示计算步骤如下 传动链的两端件 电动机 主轴 计算位移电动机1440r min 主轴r min 传动路线 4 运动平衡式 5 最高和最低转速 三角带的滑动系数可近似取 0 02 例2 根据图8 1 6所示的车削螺纹进给传动链 已知丝杠的螺距P 12 工件的导程L 9 求配换挂轮的齿数 计算步骤 传动链两端件主轴 刀架 计算位移主轴1转 刀架移动L 工件螺纹的导程 mm 运动平衡式 由图得到运动平衡式为 式中的L工 被加工螺纹的导程 mm 4 换置公式 将上式简化后 得到挂轮的换置公式 则配换齿轮的齿数a 45b 45c 60d 80 将数据代入上式 3 3 3 4 3 3 3 4 45 45 60 80 根据换置机构的传动比确定配换齿轮齿数的方法有多种 常用有因子分解法和和查表法 如果传动比数值是有理数 且换算成分数后其分子分母可分解成数值不大的几个因子时 通常可用因子分解法的配换齿轮齿数 此时配换齿轮的实际传动比与换置公式中所求的传动比相等 即没有传动比误差 如果传动比数值是无理数 一般采用查表法按传动比近似值选取配换齿轮齿数 从而产生传动比误差 课堂练习 1 根据下面的传动系统图 写出传动路线表达式 分析轴 的转速级数 计算轴 的最高和最低转速 2 按下图所示传动系统 计算 1 轴A的转速 2 轴B转1转时 螺母C移动的距离 3 轴A转1转时 轴B转转过的转数 二 CA6140型卧式车床 组成 主轴箱 进给箱 溜板箱 三箱 刀架 床身 床脚 尾架主要技术参数 床身最大工件回转直径 主参数 400mm刀架上最大工件回转直径210mm最大棒料直径47mm最大工件长度 mm650 900 1400 1900主轴转速范围 r min 正转10 1400 24级 反转14 1580 12级 加工精度 0 01mm 1 CA6140型卧式车床 1 主轴箱 2 刀架 3 尾座 4 床身 5 9 床角 10 进给箱 11 挂轮变速机构 2 CA6140型车床传动系统 主运动传动链 24级正转 12级反转末端件 电动机 主轴计算位移 电机旋转n0转 主轴旋转n转传动路线 传动路线表达式运动平衡式 机床的主参数卧式车床的主参数是床身上工件的最大回转直径 第二主参数是最大工件长度CA6140卧式车床的主参数为400mm 第二主参数有750 1000 1500 2000mm四种CA6140型卧式车床的外形如图7 4所示 一 CA6140型卧式车床 CA6140型卧式车床的外形 CA6140透明车床模型 机床的传动系统分析 CA6140型卧式车床的传动系统图可以分解为主运动传动链和进给运动传动链 进给运动传动链又可分解为纵向 横向 螺纹进给传动链 还有刀架快速移动传动链 CA6140传动系统图 主运动传动链 可使主轴获得24级正转转速 10 1400r min 及12级反转转速 14 1580r min 螺纹进给传动链 实现车削公制 英制 模数制和径节制四种标准螺纹 还可车削大导程 非标准和较精密的螺纹 这些螺纹可以是右旋的 也可以是左旋的螺纹进给传动链的运动平衡式为1 主轴 u0 ux L丝 L工 基本螺距机构 共8种 增倍机构 共4种 扩大螺距机构 导程可扩大4倍 扩大螺纹进给传动路线的运动平衡式为 化简后得挂轮换置公式为 纵向和横向进给传动链当进行非螺纹工序车削加工时 可使用纵向和横向进给运动链 该传动链由主轴经过公制或英制螺纹传动路线至进给箱轴XVII 其后运动经齿轮副传至光杆XIX 再由光杆经溜板箱中的传动机构 分别传至齿轮齿条机构和横向进给丝杠XXVII 使刀架作纵向或横向机动进给 刀架快速移动传动链为了减轻工人的劳动强度和缩短辅助时间 刀架快速移动传动机构可使刀架实现机动快