-运动参数及主传动系统

1、第三篇第三篇 机械制造技术装备设计机械制造技术装备设计功能设计功能设计主参数设计主参数设计传动系统设计传动系统设计结构设计结构设计机械制造技术装备设计机械制造技术装备设计 功能设计功能设计u加工什么型面加工什么型面u加工尺寸范围加工尺寸范围u加工精度加工精度u生产率生产率u加工材料加工材料 u 尺寸参数确定尺寸参数确定u 运动参数确定运动参数确定 u 动力参数确定动力参数确定 机床主运动参数确定机床主运动参数确定 第一节第一节 尺寸参数尺寸参数 尺寸参数：影响机床加工性能的一些尺寸。尺寸参数：影响机床加工性能的一些尺寸。 第一主参数：第一主参数： 代表机床规格大小的一种参数。代表机床规格大小的

2、一种参数。 第二主参数（作为补充）第二主参数（作为补充） 通用机床的主参数已有规定。通用机床的主参数已有规定。 分级变速系统主参数确定分级变速系统主参数确定nmin 、 nmax 、标准公比标准公比 1. nmin、nmax 的确定的确定n=1000V/ d nmax=1000Vmax/ dminnmin=1000Vmin/ dmaxV切削速度切削速度 (m/min)(m/min)d工件或刀具直径工件或刀具直径 (mm)(mm)n转速转速 (r/min)(r/min)第二节运动参数第二节运动参数 多种工艺的需要多种工艺的需要 刀具（工件）材料刀具（工件）材料 参考参考切削用量手册切削用量手册

3、参考其它同类机床参考其它同类机床 分级变速系统主参数确定分级变速系统主参数确定确定确定Vmax 、Vmin ：1. nmin、nmax 的确定的确定Dmax可加工的最大直径可加工的最大直径dmax=k*Dmaxdmin=(0.20.25)dmaxk对同类机床调查获得对同类机床调查获得k=0.50.6，车床，车床k=1.0，钻床，钻床nmax=1000Vmax/ dminnmin=1000Vmin/ dmax 分级变速系统主参数确定分级变速系统主参数确定1. nmin、nmax 的确定的确定 确定确定nmin 、nmax之后，需确定中间各级转速，之后，需确定中间各级转速，各级转速之间按等比数列排

4、列各级转速之间按等比数列排列: (Z级转速级转速) 即：即：n2=n1 n3=n2 nj+1=nj nZ=nZ-1 2. 分级变速的主轴转速序列分级变速的主轴转速序列若每一滑移齿轮内各齿轮副的传动比是等比数列，若每一滑移齿轮内各齿轮副的传动比是等比数列，则其最终各级转速按等比排列，从而简化了传动系统。则其最终各级转速按等比排列，从而简化了传动系统。 分级变速系统主参数确定分级变速系统主参数确定3. 公比公比 的标准值的标准值 转速数列递增转速数列递增 1 最大转速相对损失最大转速相对损失50%设某一工序所需的合理转速为设某一工序所需的合理转速为n，而序列中无此，而序列中无此级，即级，即nj n

5、 nj+1为了保证刀具耐用度，一般选择为了保证刀具耐用度，一般选择nj ，此时将产生相对转速损失此时将产生相对转速损失A：主轴有主轴有n1，n2.nj，nj+1.nz共共Z级转速。级转速。n 最大转速相对损失最大转速相对损失 分级变速系统主参数确定分级变速系统主参数确定确定确定 的原则的原则: A=（n- nj ）/n 当当n nj+1时，时，A达到最大达到最大 Amax=(nj+1 nj )/nj+1= 1- nj /nj+1 = 1-1/ 相对转速损失反映了生产率的损失（在其它条件不相对转速损失反映了生产率的损失（在其它条件不变的情况下）。变的情况下）。若使若使Amax= 11/ 50%

6、则则 23. 公比公比 的标准值的标准值n 最大转速相对损失最大转速相对损失3. 公比公比 的标准值的标准值 取取 14b 三联齿轮：三联齿轮：L7b (Z1Z24)2. 一个变速组齿轮轴向位置的排列一个变速组齿轮轴向位置的排列3. 两个变速组内齿轮轴向位置排列两个变速组内齿轮轴向位置排列两个双联齿轮两个双联齿轮 采用公用齿轮，总轴向长度均有较大缩短采用公用齿轮，总轴向长度均有较大缩短 L4b 。 主传动的开停、制动装置主传动的开停、制动装置1. 主传动系统开停装置主传动系统开停装置 开停电动机开停电动机电机功率小的时候采用；电机功率小的时候采用； 开停离合器开停离合器电机功率大时采用，目前多

7、电机功率大时采用，目前多采用片式离合器。采用片式离合器。 离合器多布置在高速轴上，传递扭矩小，结离合器多布置在高速轴上，传递扭矩小，结构紧凑，且停车后使大部分运动件停止，减少空构紧凑，且停车后使大部分运动件停止，减少空载功率。载功率。2. 主传动轴的制动装置主传动轴的制动装置作用：使主轴在短时间内停止转动作用：使主轴在短时间内停止转动一般采用电机反接制动、闸带制动、闸瓦制动方式。一般采用电机反接制动、闸带制动、闸瓦制动方式。闸带制动：采用拉紧闸带制动：采用拉紧松边松边方式，制动力方式，制动力 小，且平稳小，且平稳 闸瓦制动：依靠液压缸，通过活塞杆推动闸瓦，闸瓦制动：依靠液压缸，通过活塞杆推动闸

8、瓦，在在 弹力作用下，将液压油排回油箱。弹力作用下，将液压油排回油箱。2. 主传动轴的制动装置主传动轴的制动装置作作 业业 为使三联滑移齿轮顺利移动，对齿轮齿数有为使三联滑移齿轮顺利移动，对齿轮齿数有 何要求？何要求？ 课外练习课外练习 某电机主轴转速某电机主轴转速n=1001120r/min， =1.41，转速级数转速级数Z=8，电动机转速，电动机转速 n=1440r/min ，试，试拟定该机床结构和结构网。拟定该机床结构和结构网。第三节第三节 无级变速的主传动系统设计无级变速的主传动系统设计nj namx电机恒功率输出扭矩，变速电机恒功率输出扭矩，变速 范围范围25；nmin nj电机恒扭

9、矩输出，变速范围电机恒扭矩输出，变速范围 几十甚至几十甚至100以上；以上； 希望恒功率变速范围比恒扭矩变希望恒功率变速范围比恒扭矩变速范围大速范围大24倍。所以无级变速的主倍。所以无级变速的主 传动系统往往与有级变速串联扩大其传动系统往往与有级变速串联扩大其变速范围。变速范围。 变速箱的公比(级比） F=RP （原则上 ）RP电机恒功率变 速范围；RnP = RP Fz-1 = Fz Z=lg Rnp/lg FRnp 主轴恒功率变速 范围。例例4.2-1 有一数控机床，主轴nmax= 4000r/min， nmin = 30r/min， nj = 150r/min，最大切削功率为5.5kw。 采用交流变频主电机，额定转速为1500r/min， nmax=4500r /min ，nmin = 310r/min，试设计变速传动系统。 解：主轴要求的恒