金属切削与机床第八章

金属切削和机床金属切削机床，第8讲切削机床的主传动设计， 切削机床主传动设计选择机床主传动设计变速设计计算速度确定方法扩大变速范围设计主传动齿轮和主轴箱结构设计切削机床主传动方案设计切削机床主传动方案设计切削机床主传动参数的制定通用机床的设计和制造是为了适应各种零件的加工和主轴需要变速。 因此，有必要确定其速度范围，即最低和最高转速。1)主轴最大转速和最小转速的确定基于以下公式：nmax与nmin的比值为转速变化范围Rn:并绘制出切削机床的主要传动参数；2)目前，主轴转速序列在机床或步进式变速中应用最广泛。在确定极限转速后，必须确定中间转速。例如，某一机床的分级变速机构总共具有z级，其中n1=nmin，nz=nmax，z级的转速为n1，N2，n3，新泽西州，新泽西州1，新西兰。如果加工某一工件所需的最有利的切削速度是v，那么相应的转速位置n。一般来说，步进变速机构不能精确地获得该转速，而是位于某一双极转速nj和nj 1之间：转速损失是A=(n-nj)/n。对于普通机床，认为每个转速的使用机会是相等的，那么Amax应该设置为某一值。 即切削机床的主要传动参数被拟定，以及3)普通比的标准值和标准转速序列机床的转速由小到大，因此。 为了使相对转速的最大损失率小于50%，也就是说，为了便于机床的设计和使用，规定了七个标准公比。当采用标准公比时，可直接从表中找出转速序列，表中给出的值为1至10000，公比为1.06。4)选择通用机床标准公比的一般原则和经验数据(1 ),为了使转速损失小和机床结构不太复杂，一般取值为=1.26或1.41。(2)对于大规模、大批量生产的专用机床和自动机床，公用比例应较小。由于这些机器的高生产率，速度损失的影响是显著的。一般=1.12或1.26。(3)对于大型机床，公用比率应较小。由于主机床上的切割时间较长，速度损失的影响更为显著。一般=1.26或1.12和1.06。(4)对于非自动小型机床，公用比例应较大。因为在这些机器上有更多的辅助时间，并且切割时间占很小的比例，所以速度损失的影响不显著。一般=1.58、1.78或2。切削机床主传动方案的选择，首先，主传动布置选择主传动布置形式取决于机床用途、类型和尺寸等因素。1.集中传输型的优点：结构紧凑，易于实现集中操作，箱数少。缺点：传动机构运行过程中的振动和发热将直接影响主轴的工作精度。适用于以旋转运动为主的普通精度大中型机床。切削机床主传动方案选择，1。主变速器布局的选择2。分体传动方式的优点：齿轮箱产生的振动和热量不会或很少传递给主轴，从而减少主轴的振动和热变形；高速时，主轴由皮带而非齿轮直接驱动，运行平稳，加工光洁度高，满足精密加工的要求。采用后轮机构时，高速传动链短，传动效率高，转动惯量小，启动和制动方便；低速时，它由缺点：齿轮箱结构复杂，运行时不能变速。为了使滑动齿轮容易啮合，直圆柱齿轮用于传动，并且传动不如斜齿轮稳定。切削机床主传动方案选择、2、变速方式选择3。离合器变速机构在离合器变速机构中，应用较多的是牙嵌离合器、齿轮离合器和摩擦片离合器。摩擦片离合器变速：主要用于自动或半自动机床。这种类型的机床经常需要在运行期间改变主轴速度，并且机床的主轴速度相对较高。因此，应采用摩擦离合器变速机构、多速电机或无级变速器。切削机床主传动方案选择、2、变速方式选择3。离合器变速机构安排离合器的位置应注意以下几个方面：1)尽量减小离合器的尺寸；2)避免超速；3)应考虑结构因素；4)各种变速机构的组合；切削机床主传动方案的选择。直接启停电机选择启停方式的优点：操作简单，简化了机床的机械结构，广泛应用的缺点：电机功率大，频繁启停会导致电机发热、烧坏，甚至因启动电流大而影响车间电网的正常供电。2.离合器可用于启动或停止主运动执行器，而无需停止电机。4、切削机床主传动方案选择，制动方式选择一些机床在装卸工件时，测量待加工表面的尺寸，更换刀具和调整机床，要求机床的主运动执行器尽快停止运动。当电机被制动和制动时，电机的扭矩方向与电机的实际旋转方向相反，导致电机减速并快速停止旋转。常见的是反向连接制动，制动时间短，操作方便，结构简单。适用于电机直接启停、制动频率低、电机功率低的机床。切削机床主传动方案选择，4、制动方式选择2。机械制动1)制动带制动器结构简单，轴向尺寸小，操作杆应作用在制动带的松边上，使操作力小，制动平稳。然而，在制动时，制动轮受到很大的单向压力，这对传动轴有负面影响，所以它被用于中小型机床。切削机床主传动方案选择，4、制动方式选择2。机械制动2)闸瓦式制动器单闸瓦式制动器结构更简单，操作更容易，制动时间更短，但制动时制动轮也受到更大的单向压力，单闸瓦式制动器可通过机械、液压或电磁方法操作。切削机床主传动方案选择，4、制动方式选择2。机械制动3)制动器的位置要求设置在高速轴上，制动力矩小，结构紧凑，制动平稳，制动器与启停装置之间必须有连锁关系。设定条件分为两种：电机不停止时，切断驱动源后，必须放在传动链的传动部分。(2)电机停止制动，可以安装在任何位置。5、切削机床主传动方案选择，换向方式选择主运动执行器换向，除了一些直线运动机床是由传动机构本身实现外，大多数机床必须设置专用换向装置。1.电机换向改变电机的方向，从而改变主运动执行器的运动方向。这种换向方式可以简化机床的机械结构，操作简单省力，易于实现自动化。这种模式应该在可能的条件下采用。2.机械换向目前，圆柱齿轮-多片摩擦离合器式换向齿轮主要用于主传动系统。它可以高速平稳地换向，但其结构相对复杂。(1)结构公式、结构网和转速图分析(1)结构公式和结构网结构公式和结构网是转速图设计的过渡形式，用于分析Z=px0px1px2.切削机床主要运动速度变化的设计，1。结构式、结构网和速度图分析1。结构公式和结构网，从中可以说明以下问题：1)输电链的组成和输电顺序2=3222)每个输电组的等级比指标，即相邻输电线路之间的网格数；3)扩展顺序：基础组、第一扩展组和第二扩展组；从等级比率指数来看。切削机床主运动变速设计，1、结构公式、结构网络和速度图分析2。速度图以表格和连接的形式绘制，使用哪些传动副来表示每一级的速度、这些传动副之间的关系、每个传动轴的速度等。功能：将现有机床传动链与转速图进行分析比较；设计新机床的传动链。该结构由：(三线一点)传动轴网格速度网格速度点传输线、切削机床主运动变速设计、切削机床主运动变速设计、1、结构公式、结构网络和速度图分析3部分组成。坡度比常规坡度比定义：变速组中两个相邻传动比之比称为坡度比；秩比指数：秩比 Xi中的Xi指数称为秩比指数；等级比法则：一、基础组的等级比指数为1；b、传动系统中必须有一个变速组作为基本组；c、任何扩展群的等级比指数必须大于1，且等于基本群的传输数与扩展群之前所有扩展群的传输数的乘积(按扩展顺序)。切削机床的主运动变速设计，1。结构式、结构网和速度图分析。步进比法则，切削机床的主运动变速设计，1。结构式、结构网和速度图分析。速度图的绘制原则(以12步变速为例)1。传输组和传输对的确定方案：12=43；12=34；12=322；12=232；(2)基本组和扩展组的排列顺序是12=322。基本组和扩展组根据排列顺序有不同的计划。基础组是第一个，第一个扩展组，第二个扩展组基础组与扩展组的关系：x为等级比指数，p为传输数；X1=X0P0=P0在第一扩展组中，x2=x1p1=x0p01=p0p1在第二扩展组中在基本组中.机床主要运动的变速设计，一、结构公式、结构网络和速度图分析4。速度图的绘制原则(以12步变速为例)3。变速器组的速度变化范围和极限传动比变速器组的速度变化范围是变速器组中的最大和最小传动比的比值，即R1=(PI-1)Xi(1)。在主运动传动过程中，为了防止从动齿轮的直径过大而影响机构的径向尺寸。当Umin1/4的速度降低时，传输稳定，噪声降低。Umax2。Umax2.5的传输范围是最大传输组：Rmax=Umax/Umin=8-10。切削机床的主要运动变速设计如下：1 .结构式、结构网和速度图分析。4.速度图的编制原则(以12步变速为例)。3.变速器组变速范围和极限传动比(2)。进给运动传动时，由于传动功率小、转速低、尺寸小，传动比限制可放宽至：1/5U2.8Rmax=Umax/Umin=14。检查变速器总成的变速器范围时，只能检查最后一个放大的总成。切削机床的主要运动变速设计包括1。结构公式、结构网络和转速分析图4。转速图的绘制原则(以12级变速为例)4。传动比分配原则(1)每个传动副的传动比应尽可能不超过极限传动比Umin和UMAX。(2)各中间传动轴的最小转速应适当提高。即最少不超过一分钟或最少不超过一分钟.切削机床主要运动速度变化的设计，1。2.其他传动部件计算速度的确定在主轴计算速度确定后，根据主轴计算速度确定其他传动部件的计算速度。2、切削机床主运动变速设计，计算主轴功率的速度和扭矩与速度的关系，称为主轴功率和扭矩特性，切削机床主运动变速设计，3、主传动系统的特殊设计1、采用多速电机的多速电机相当于有两个或三个传动副的电动变速组。常用的二速和三速电机的同步转速为1500/3000、750/1500、750/1500/3000转/分，变速范围r=2；常用的是1.26和1.41。R=2=1.263=1.412，因此电力传输组是第一个扩展组。它不能确保传输顺序与扩展顺序一致。切削机床的主运动变速设计。主传动系统的特殊设计。使用交换齿轮的轴2-3之间的双滑动齿轮变速设置是加工期间变速的基本设置。轴一至轴二之间的一对交换齿轮变速装置是加工前每批工件变速调整的第一个扩展装置。切削机床的主运动变速设计。主传动系统的特殊设计。普通齿轮：不仅是前一变速组的从动齿轮，也是后一变速组的主动齿轮。普通齿轮应位于传动副中，前一个传动组的传动比较小，后一个传动组的传动比较大。3、切削机床主运动变速设计，主传动系统的特殊设计4、扩大变速组的变速范围增加变速组因为机床传动系统的变速范围等于每个变速组的变速范围的乘积，增加变速组就是扩大机床的变速范围。例如，普通传动比=1.41的传统传动系统受极限传动比的限制，其最大传动范围Rmax=45，最大传动级数Z=12，结构式为12=312326。如果需要扩大变速范围和变速级数，可以增加一个变速组，最后一个变速组的传动副为2。那么：24=312326212，切削机床主运动的变速设计，3，主传动系统的特殊设计，4，采用后轮机构扩大变速组的范围，轴一和轴三同轴，传动可直接驱动主轴三，或通过I-ii-iii，一次极限减速为1/4，二次减速可扩大1/4，即U=1/41/4=1/16，从而达到目的注意“超速”现象。主传动齿轮的设计和布置。变速器齿轮1的齿数。齿数选择原则：一对齿轮副的齿数，SZ 100 120。如果会后两轴之间的中心距离增加，机床将会有巨大的结构并产生噪音。b、最小齿数应尽可能小，在不咬边的情况下，一般取最小齿数Zmin18-20。为了保证齿轮的强度，从键槽到齿根圆的壁厚A2m。两根轴之间的最小中心距离应该合适。如果Sz太小，中心距离太小，这将导致轴承和两个轴上的其他结构之间过于接近或碰撞。对于主传动齿轮的设计和布置，首先应选择传动齿轮的齿数，同一传动组中的齿轮数量应尽可能相同，因为设计和制造可以简化，同一组中齿轮副的应力和速度相差不大。实际传动比和转速图传动比之间的误差不得超过10 (-1)%。三级齿轮相邻齿轮之间的齿数差必须大于4。避免接触牙齿顶部。g、档滑移齿轮必须有一个拨叉位置，其结构是整体的和装配好的。主传动齿轮的设计和布置：1。选择传动齿轮的齿数；2.当模块如果有结构要求，必须将其放置在被动轴上。为了便于操作，两个相邻变