第4章 金属切削机床设计.ppt

电气伺服进给传动系中的机械传动部件 机械传动部件设计 最佳降速比的确定 齿轮传动间隙的消除 滚珠丝杠及其支承 丝杠的拉压刚度计算 滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧 滚珠丝杠的预拉伸 * * 齿轮传动间隙的消除 * * 双片直齿轮错齿间隙消除机构 1, 2, 3一齿轮4, 5一凸耳6一拉簧 滚珠丝杠及其支承 * * 滚珠丝杠螺母副的结构 1一密封环 2, 3一回珠器 4一丝杠 5-螺母6-滚珠 滚珠丝杠及其支承 * * 采用角接触球轴承的支承方式 滚珠丝杠及其支承 * * 采用双向推力圆柱滚子轴承的支承方式 滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧 * * 滚珠丝杠间隙调整和预紧 * 第三次课上至此，6学时 * * * 第五次课上至此，第四次课因设备问题未用电脑。 * * * 齿轮的结构 * * 整体多联齿轮 齿轮的结构 拼装多联齿轮 * * 双片直齿轮错齿间隙消除机构P117 齿轮的结构 滑移齿轮的倒角 * * 齿轮太窄或太宽时的处理 齿轮在轴上的定位 * * * * 计算转速 机床的功率扭矩特性 主运动是旋转运动的变速机构，输出扭矩与转速成反比，基本上是恒功率的 计算转速：传递全功率的最低转速。 例：图3-13 主轴的功率扭矩特性图 变速箱内传动件的空间布置与计算 各传动轴的空间布置：图3-23、图3-24 各传动轴的轴向固定：图3-25、图3-26 、图3-27 各传动轴的估算和验算： 按扭转刚度估算轴的直径 按弯曲刚度验算轴的直径 * * * * 图3-23 卧式车床主轴箱横截面图 * * 图3-24 卧式车床主轴箱展开图 * * 图3-25 卧式铣床变速箱 * * a) 衬套和端盖固定 孔台和端盖固定 弹性挡圈和端盖固定 两个弹性挡圈固定 轴承外圈上的挡圈 另一端结构 图3-26 传动轴一端固定的几种方式 * * 图3-27 传动轴两端固定的几种方式 a) 用调整螺钉 b、c) 用调整垫 * * 传动轴的估算和验算 传动轴必须保证具有足够的弯曲刚度、扭转刚度。 弯矩对轴的影响①装在轴上的齿轮会因倾角过大而使齿面的压强分布不均，产生不均匀磨损和加大噪声；②使滚动轴承内、外圈产生相对倾斜，影响轴承使用寿命。 扭矩对轴的影响：如果轴的扭转刚度不够，则会引起传动轴的扭振。 设计时：①按扭转刚度估算传动轴的直径②结构确定之后，定出轴的跨距，再按弯曲刚度进行验算。 无级变速主传动系统 无级变速装置的分类 变速电动机 机械无级变速装置 液压无级变速装置 无级变速主传动系设计原则 选择功率和扭矩特性符合传动系要求的无 级变速装置 无级变速装置与机械分级变速箱串联使用图3-28 * * * * 机床主轴变速范围Rn 无级变速装置变速范围Rd, 机械分级变速箱变速范围Rf,则 Rf=Rn/Rd=φfZ-1 Z—变速级数 φf—变速箱公比 图3-28 无级变速分级变速箱转速图 数控机床主传动系设计特点 （一）、主传动采用直流或交流电动机无级调速 直流电机：调压、调磁改变主轴转速。高速将引起电刷产生火花，限制了电机的最高转速和调速范围。早期数控机床应用较多。 交流电机：通过调频变速。无电刷，最高转速不受火花限制，应用广。 * * 数控机床主传动系设计特点 （二）、电机和主轴功率特性的匹配设计 取变速箱的公比φf等于电机的恒功率调速范围RdN,即φf=RdN: RnN=φfZ-1RdN =φfZ Z=lgRnN/lgφf 若φf＞RdN,变速级数少，可简化变速箱结构 Z=1+(lgRnN-lgRdN)/lgφf 图3-30，图3-31，图3-32 若φf＜RdN,则功率特性曲线和转速均有重合 * * * * 图3-30 主轴箱展开图 1-齿轮 2-锥杯 3-轴 * * 图3-32 转速图和功率特性图 a) 主运动转速图 b)主轴功率特牲图 图3-31 传动系统图 例3-3 某数控机床，主轴最高转速nmax=3550r/min,最低转速nmin=14r/min,计算转速nj=180r/min,采用直流电动机，电动机功率为28KW，电动机的最高转速为4400r/min,额定转速为1750r/min,设计分级变速箱的主传动系。 解：主轴要求的恒功率调速范围为 Rnp=3550/180=19.72 电动机可达到的恒功