數(shù)控車床課件【學(xué)習(xí)考試必備】

數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí)

什么是數(shù)控機(jī)床

用專業(yè)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床即“數(shù)字程序控制機(jī)床”(NumericallyControlledMachineTool)，是用數(shù)字和字母形式來(lái)表達(dá)工件的形狀和尺寸等技術(shù)要求及加工工藝要求，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置運(yùn)算，用數(shù)字代碼信息(程序指令)控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí)

NC是NumericalControl（數(shù)值控制裝置）的縮寫。是自動(dòng)地控制機(jī)床的工作臺(tái)，刀架號(hào)等位置和速度的裝置。NC以前是由晶體管、IC等電子元件構(gòu)成的。隨著微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，由它組成了NC并進(jìn)一步商品化，把這種NC稱為CNC（ComputerizedNumericalControl）。CNC的第一個(gè)C是內(nèi)裝計(jì)算機(jī)的意思。

數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí)

數(shù)控機(jī)床特指那些只能完成車、銑、鏜、磨、鉆等單一工序的數(shù)控機(jī)床。在類型上可分為：數(shù)控車床（CNC車床）數(shù)控銑床（CNC加工中心）數(shù)控鏜床數(shù)控磨床數(shù)控鉆床等等。

CNC加工中心

NC加工中心其實(shí)就是內(nèi)裝計(jì)算機(jī)、備有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，其控制系統(tǒng)能控制機(jī)床自動(dòng)換刀，連續(xù)地按一定程序?qū)Ω鱾€(gè)加工面自動(dòng)地完成銑削、鏜削、鉆孔、攻絲等多工序加工的數(shù)控機(jī)床。

CNC車床CNC車床也是內(nèi)裝計(jì)算機(jī)、備有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，其控制系統(tǒng)能控制機(jī)床自動(dòng)換刀，連續(xù)地按一定程序?qū)Ω鱾€(gè)加工面自動(dòng)地完成車削加工的數(shù)控機(jī)床。

數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)定位精度：定位精度是機(jī)床工作臺(tái)等移動(dòng)部件在確定的終點(diǎn)所能達(dá)到的實(shí)際位置的精度。其誤差是機(jī)床的定位誤差。重復(fù)定位精度：指在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)用相同的程序相同的代碼加工一批零件所能達(dá)到的連續(xù)結(jié)果的一致程度。其誤差為重復(fù)定位誤差。分度精度：分度精度是指分度工作臺(tái)在分度時(shí)，理論要求回轉(zhuǎn)的角度值和實(shí)際的角度的差值。其誤差為分度誤差。分辨率與脈沖當(dāng)量：是指數(shù)控機(jī)床所能反映到的機(jī)床移動(dòng)部件上的最小移動(dòng)量。即最小脈沖當(dāng)量。數(shù)控裝置邏輯圖光電閱讀機(jī)譯碼器

輸出裝置伺服系統(tǒng)MT存儲(chǔ)器主控制器顯示器檢測(cè)裝置NC程序運(yùn)算器數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成數(shù)控機(jī)床的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置鍵盤、磁盤機(jī)等?？捎么型ㄐ诺姆绞捷斎搿Ｅ溆蠧RT顯示器或點(diǎn)陣式液晶顯示器，可顯示較豐富的信息，并能顯示圖形。數(shù)控機(jī)床的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置CNC系統(tǒng)的核心。主要包括微處理器CPU、儲(chǔ)存器、局部總線、外圍邏輯電路以及與CNC系統(tǒng)的其它組成部分聯(lián)系的接口等。CNC系統(tǒng)完全由軟件處理數(shù)字信息，因而具有真正的柔性化，可處理邏輯電路難以處理的復(fù)雜信息，使數(shù)字控制系統(tǒng)的性能大大提高。數(shù)控機(jī)床的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置一種以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動(dòng)控制裝置，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。分內(nèi)裝型(集成型)和外裝型(獨(dú)立型)。數(shù)控機(jī)床的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置是CNC和機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來(lái)自CNC裝置的微弱指令信號(hào)放大成控制驅(qū)動(dòng)裝置的大功率信號(hào)。根據(jù)接收指令不同，可分脈沖式和模擬式。模擬式按電源種類可分直流伺服單元和交流伺服單元。數(shù)控機(jī)床的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械連接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使工作臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)等。數(shù)控機(jī)床的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置合稱伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)床工作的動(dòng)力裝置，CNC裝置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施。從某種意義上說(shuō)，數(shù)控機(jī)床功能的強(qiáng)弱主要取決于CNC裝置，而數(shù)控機(jī)床性能的好壞主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置CNC機(jī)床由于切削用量大、連續(xù)加工發(fā)熱量大等因素對(duì)加工精度有一定影響，加之在加工中是自動(dòng)控制，不能像在普通機(jī)床上那樣由人工進(jìn)行調(diào)整、補(bǔ)償，所以其設(shè)計(jì)要求比普通機(jī)床更嚴(yán)格，制造要求更精密，采用了許多新的加強(qiáng)剛性、減小熱變形、提高精度等方面的措施。數(shù)控機(jī)床的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置又稱反饋元件。安裝在機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上，相當(dāng)于普通機(jī)床的刻度盤和人的眼睛，把機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位移轉(zhuǎn)變成電信號(hào)反饋給CNC裝置，供CNC裝置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號(hào)，以控制機(jī)床向消除該誤差的方向移動(dòng)。高性能數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。由測(cè)量裝置和顯示環(huán)節(jié)構(gòu)成的數(shù)顯裝置，可以在線顯示機(jī)床移動(dòng)部件的坐標(biāo)值，大大提高工作效率和工件的加工精度。數(shù)控機(jī)床的分類分類方法機(jī)床類型按坐標(biāo)軸一般數(shù)控機(jī)床加工中心多坐標(biāo)系統(tǒng)控制特點(diǎn)點(diǎn)位控制直線控制輪廓控制有無(wú)測(cè)量裝置開環(huán)半閉環(huán)閉環(huán)功能水平經(jīng)濟(jì)型普及型高級(jí)型數(shù)控系統(tǒng)控制特點(diǎn)可分為:點(diǎn)位控制直線控制輪廓控制（連續(xù)軌跡控制）只控制刀具或工作臺(tái)從一點(diǎn)移至另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，然后進(jìn)行定點(diǎn)加工，而點(diǎn)與點(diǎn)之間的路徑不需控制。如：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床數(shù)控系統(tǒng)控制特點(diǎn)點(diǎn)位控制直線控制輪廓控制（連續(xù)軌跡控制）除控制直線軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)的準(zhǔn)確定位外，還要控制在這兩點(diǎn)之間以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行直線切削如：平面銑削用的數(shù)控銑床、階梯軸車削和磨削用的數(shù)控車床、數(shù)控磨床等

數(shù)控系統(tǒng)控制特點(diǎn)點(diǎn)位控制直線控制輪廓控制（連續(xù)軌跡控制）能夠連續(xù)控制兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)方向的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)。為使刀具按規(guī)定的軌跡加工工件的曲線輪廓，數(shù)控裝置具有插補(bǔ)運(yùn)算的功能，使刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡以最小的誤差逼近規(guī)定的輪廓曲線，并協(xié)調(diào)各坐標(biāo)方向的運(yùn)動(dòng)速度，以便在切削過(guò)程中始終保持規(guī)定的進(jìn)給速度。如：能加工曲面用的數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床、加工中心等按照伺服系統(tǒng)的類型可分為開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)半閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)全閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線路和步進(jìn)電機(jī)組成。每一脈沖信號(hào)使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，通過(guò)滾珠絲杠推動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)一定的距離。沒(méi)有檢測(cè)反饋裝置?？刂凭热Q于步進(jìn)電機(jī)和絲杠的精度。比較簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。伺服系統(tǒng)的類型開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)半閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)全閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)由比較線路、伺服放大線路、伺服馬達(dá)、速度檢測(cè)器和位置檢測(cè)器組成。位置檢測(cè)器裝在絲杠或伺服馬達(dá)的端部，利用絲杠的回轉(zhuǎn)角度間接測(cè)出工作臺(tái)的位置。所能達(dá)到的精度、速度、和動(dòng)態(tài)特性優(yōu)于開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，為大多數(shù)中小型數(shù)控機(jī)床所采用。因信號(hào)易檢測(cè)、閉環(huán)中要素少、系統(tǒng)單純，使其控制穩(wěn)定，而易設(shè)計(jì)成反應(yīng)快的伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)的類型開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)半閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)全閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)工作原理和組成同半閉環(huán)。位置檢測(cè)器安裝在工作臺(tái)上，可直接測(cè)出工作臺(tái)的實(shí)際位置。反饋精度高于半閉環(huán)控制。掌握調(diào)試的難度較大。常用于高精度和大型數(shù)控機(jī)床。不同伺服系統(tǒng)的比較CNC輸出位置控制單元速度控制執(zhí)行電動(dòng)機(jī)工作臺(tái)測(cè)量反饋單元半閉環(huán)編碼器閉環(huán)光柵尺數(shù)控程序編碼器和光柵尺是一種位置檢測(cè)元件是數(shù)控機(jī)床的一種重要的組成部分它的主要作用是檢測(cè)位移量并發(fā)出反饋信號(hào)與數(shù)控裝置與數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號(hào)相比較若有偏差，經(jīng)放大后控制執(zhí)行部件使其向著消除偏差的方向運(yùn)動(dòng)直到偏差為零位止。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動(dòng)強(qiáng)度成本高要求管理和操作人員素質(zhì)高數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動(dòng)強(qiáng)度由于能實(shí)現(xiàn)多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，所以能完成復(fù)雜型面的加工。對(duì)于可用數(shù)學(xué)方程式和坐標(biāo)點(diǎn)表示的形狀復(fù)雜的零件，加工非常方便。當(dāng)改變加工零件時(shí)，只需要更換零件加工的NC程序，不必用凸輪、靠模、樣板或其它模具等專用工藝裝備，且可采用成組技術(shù)的成套夾具。因此，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，有利于機(jī)械產(chǎn)品的迅速更新?lián)Q代。數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動(dòng)強(qiáng)度對(duì)于同一批零件，由于使用同一機(jī)床和刀具及同一加工程序，刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡完全相同，且數(shù)控機(jī)床是根據(jù)數(shù)控程序自動(dòng)進(jìn)行加工，可以避免人為的誤差，這就保證了零件加工的一致性好且質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動(dòng)強(qiáng)度可采用較大的切削量，有效地節(jié)省了機(jī)動(dòng)工時(shí)。有自動(dòng)換速、自動(dòng)換刀和其他輔助操作自動(dòng)化等功能，使輔助時(shí)間大為縮短，而且無(wú)需工序間的檢驗(yàn)與測(cè)量比普通機(jī)床的生產(chǎn)率高3～4倍甚至更高時(shí)間利用率90％普通機(jī)床30％～50％數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動(dòng)強(qiáng)度一般在0.005～0.1MM之間。加工精度不受零件復(fù)雜程度的影響，機(jī)床傳動(dòng)鏈的反向齒輪間隙和絲杠的螺距誤差等都可以通過(guò)數(shù)控裝置自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，其定位精度比較高，同時(shí)還可以利用數(shù)控軟件進(jìn)行精度校正和補(bǔ)償。友佳機(jī)床0.005MM以內(nèi)。數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動(dòng)強(qiáng)度在輸入程序并啟動(dòng)后，就自動(dòng)地連續(xù)加工，直至零件加工完畢。簡(jiǎn)化了工人地操作，使勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。數(shù)控機(jī)床的缺點(diǎn)初期投資比較大，成本高。要求管理和操作人員素質(zhì)高。數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

底座：整臺(tái)機(jī)床的主體，支撐著機(jī)臺(tái)的所有重量

數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

鞍座：下面連接著底座，上面連接工作臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)Y軸移動(dòng)等功能

數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

工作臺(tái)：下面連接著鞍座，表面擺放工件、夾具及第四軸等，用于實(shí)現(xiàn)X軸的移動(dòng)等功能數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

立柱：下面連接底座，硬軌或線軌連接主軸頭，上面固定配重?fù)?dān)架、導(dǎo)鏈條及配重塊，側(cè)面還連接刀庫(kù)數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

主軸頭：下面與立柱的硬軌或線軌，內(nèi)部裝有主軸，上面還固定主軸馬達(dá)、主軸松刀裝置，用于實(shí)現(xiàn)Z軸移動(dòng)、主軸旋轉(zhuǎn)等功能數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

電氣箱：機(jī)臺(tái)電路的控制中心,由NC控制器、電源供應(yīng)器、主軸放大器、伺服放大器、強(qiáng)電板、轉(zhuǎn)接板、小變壓器……等等元?dú)饧M成數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

操作箱：用于控制、執(zhí)行、監(jiān)視機(jī)床的狀態(tài)動(dòng)作的裝置，由顯示器、操作面板、電源開關(guān)…等等組成數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

風(fēng)壓電磁閥組：利用風(fēng)壓來(lái)控制、實(shí)現(xiàn)機(jī)床部分功能的裝置，如刀套上下、主軸夾松刀、主軸旋轉(zhuǎn)吹氣……等等功能數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

主軸馬達(dá)：受主軸放大器控制,來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸正反轉(zhuǎn)的功能數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

伺服馬達(dá)：受伺服放大器控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)伺服軸X、Y、Z、B軸移動(dòng)的功能數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

潤(rùn)滑油馬達(dá)：用于給絲桿、線軌、硬軌提供潤(rùn)滑油的裝置數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

切削液馬達(dá)：用于實(shí)現(xiàn)噴切削液的功能的裝置，以便提高刀具壽命、工件表面光潔度數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

液壓站馬達(dá)：實(shí)現(xiàn)油壓控制機(jī)械動(dòng)作的裝置，如第四軸夾松、刀塔正反轉(zhuǎn)，尾座進(jìn)出等等數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

刀庫(kù)：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀的裝置，根據(jù)不同的需要，刀具數(shù)量分為18、20、24……等等數(shù)控機(jī)床主要部份介紹

排屑機(jī)：自動(dòng)清理鐵屑的裝置常用元器件的介紹

NC控制器：類似于電腦的主機(jī)，可進(jìn)行處理、計(jì)算、轉(zhuǎn)換、輸入輸出各種信號(hào)，以及存儲(chǔ)系統(tǒng)資料、用戶資料……等等左:FANUC右:三菱常用元器件的介紹

電源模塊：先將3相220V的交流電源，整流為2相300V直流電源，然后再將300V直流電源通過(guò)短接銅片傳輸給下一個(gè)伺服單元。（提供伺服驅(qū)動(dòng)電源及工作電源）

FANUC系統(tǒng)常用元器件的介紹

伺服放大器：通過(guò)伺服馬達(dá)編碼的脈沖信號(hào)經(jīng)伺服放大器放大轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)值信號(hào)，再經(jīng)由NC控制器處理，然后再由放大器又轉(zhuǎn)為脈沖信號(hào)，以達(dá)到控制伺服軸運(yùn)動(dòng)的裝置左:FANUC右:三菱常用元器件的介紹

I/O卡：控制信號(hào)輸入輸出的裝置，也是指INPUT、OUPUT的含義三菱常用元器件的介紹

積熱電驛:又稱熱繼電器，防止馬達(dá)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，出現(xiàn)因電流過(guò)大而造成馬達(dá)燒毀的保護(hù)裝置常用元器件的介紹

中間繼電器：一般用于控制小于110V電源的通斷，通過(guò)的電流較小常用元器件的介紹

電磁接接器：一般用于控制交流220V電源的通斷，有時(shí)也會(huì)用在主軸高低檔的配線中，其通過(guò)的電流較大常用元器件的介紹

剎車器：斗笠式換刀時(shí)所用，用于控制刀庫(kù)正反轉(zhuǎn)常用元器件的介紹

小變壓器：將220V的交流電源轉(zhuǎn)換成交流110V、100V、22V、19V電源的裝置常用元器件的介紹

24V電源供應(yīng)器：將交流220V電源轉(zhuǎn)換成為直流24V電源的裝置，為系統(tǒng)提供控制電源常用元器件的介紹

轉(zhuǎn)接板：與NC輸入輸出、外圍線路連接時(shí)，信號(hào)線PIN口與接點(diǎn)的轉(zhuǎn)換裝置，以集成形式制定的電路板，以簡(jiǎn)化線路常用元器件的介紹

繼電器模組：將12個(gè)小繼電器集成于一塊電路板上，以提高效率，簡(jiǎn)化線路常用元器件的介紹

手輪：用于慢速控制軸向移動(dòng)的裝置,最小移動(dòng)單位是0.001mm。一、數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容：1.擬定機(jī)床方案：調(diào)查分析、工藝分析、機(jī)床總體布局等。2.確定機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)：計(jì)算選擇尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)等。3.對(duì)具有某些特殊功能的機(jī)床，還應(yīng)針對(duì)具體要求做有關(guān)的工作：⑴某些精密機(jī)床、高速機(jī)床，須進(jìn)行機(jī)床性能計(jì)算或試驗(yàn)分析；⑵自動(dòng)化機(jī)床，須擬定機(jī)床的控制方案；⑶對(duì)沒(méi)有把握的工藝方案和結(jié)構(gòu)方案，須做相應(yīng)的試驗(yàn)，以論證方案的可行性。二、數(shù)控機(jī)床的基本要求1、滿足功能要求實(shí)現(xiàn)功能是設(shè)計(jì)的目的。數(shù)控機(jī)床的用途不同，則表現(xiàn)出的功能不同。功能由數(shù)控機(jī)床的加工對(duì)象來(lái)確定。即：零件要求－加工方法－機(jī)床功能二、數(shù)控機(jī)床的基本要求2、滿足精度要求被加工零件在尺寸、形狀、位置等方面所能達(dá)到的準(zhǔn)確程度，間接反映機(jī)床的精度。主要包括：幾何精度，定位精度，運(yùn)動(dòng)精度，動(dòng)態(tài)精度。機(jī)床精度同采用的進(jìn)給伺服系統(tǒng)密切相關(guān)。

二、數(shù)控機(jī)床的基本要求3、滿足剛度和抗振性要求，熱變形要小。剛度：抵抗外載變形的能力，以保證在受力條件下，各主要部件之間正確的相互位置關(guān)系?？拐裥裕旱挚拐駝?dòng)的能力（受迫；自激）。減少熱變形：減小熱源，強(qiáng)化散熱，均熱。抵抗變形：采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)－如雙主柱加工中心等。

二、數(shù)控機(jī)床的基本要求4、可靠性要求可靠度，指工作條件下，規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能，不發(fā)生故障的概率。數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化設(shè)備，其可靠性依賴于組成部件如計(jì)算機(jī)，電子器件，液壓、氣壓元件，機(jī)械傳動(dòng)部件等等。二、數(shù)控機(jī)床的基本要求5、經(jīng)濟(jì)效益要求：設(shè)計(jì)制造成本低，使用及維護(hù)費(fèi)用低。6、人機(jī)關(guān)系要求操縱方便、省力、不易誤操作。噪音小。不滲漏污染環(huán)境，無(wú)三廢，環(huán)保。色彩和諧，造型美觀第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)方法和步驟一、設(shè)計(jì)方法早期：經(jīng)驗(yàn)公式＋類比法理論分析計(jì)算＋試驗(yàn)研究模型試驗(yàn)＋模擬試驗(yàn)CAD、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真。二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

可靠性設(shè)計(jì)人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)造型設(shè)計(jì)綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)三、設(shè)計(jì)過(guò)程數(shù)控機(jī)床典型的設(shè)計(jì)過(guò)程可分為：產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)四個(gè)階段。1、產(chǎn)品規(guī)劃階段主要工作：明確設(shè)計(jì)任務(wù)市場(chǎng)調(diào)查、預(yù)測(cè)－產(chǎn)品需求－新產(chǎn)品功能－技術(shù)性能－開發(fā)過(guò)程表（保證符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品能及時(shí)或適當(dāng)超前地研制出來(lái)，投放市場(chǎng)，以減少產(chǎn)品開發(fā)的盲目性）2方案設(shè)計(jì)階段根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，進(jìn)行產(chǎn)品功能原理設(shè)計(jì)。廣泛收集同類或相近產(chǎn)品的性能參數(shù)，使用情況，優(yōu)缺點(diǎn)和相關(guān)數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)、工藝、成本、技術(shù)水平和競(jìng)爭(zhēng)能力。盡可能開闊思路，創(chuàng)新構(gòu)思，引入新原理和技術(shù)方法，綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)，探索多種方案，求得最佳原理方案。方案設(shè)計(jì)階段包括：對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的抽象，建立功能結(jié)構(gòu)，尋求原理解和求解方法，形成初步方案和對(duì)初步方案的評(píng)價(jià)和篩選等步驟。3技術(shù)設(shè)計(jì)階段將設(shè)計(jì)階段的方案具體化，確定結(jié)構(gòu)原理方案。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，進(jìn)行產(chǎn)品功能原理設(shè)計(jì)。技術(shù)設(shè)計(jì)階段包括：總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)，確定主要技術(shù)參數(shù)，機(jī)床布局，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制裝配草圖，性能計(jì)算，模型試驗(yàn)和改善設(shè)計(jì)，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析選擇較優(yōu)設(shè)計(jì)方案。4施工實(shí)施階段1）零件圖設(shè)計(jì)。2）完善裝配圖。3）商品化設(shè)計(jì)。4）編制技術(shù)文件。5）標(biāo)準(zhǔn)化審查。四、系列化設(shè)計(jì)過(guò)程市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的要求是多種多樣的，不能用單一的產(chǎn)品去滿足市場(chǎng)需求，需設(shè)計(jì)多種尺寸，規(guī)格，性能的系列產(chǎn)品投放市場(chǎng)，為縮短設(shè)計(jì)制造周期，降低，保證和提高質(zhì)量，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中必須遵循：產(chǎn)品品種系列化，零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)構(gòu)典型化。系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化

產(chǎn)品系列化、零部件通用化和標(biāo)準(zhǔn)化簡(jiǎn)稱為“三化”。其目的是便于機(jī)床設(shè)計(jì)、使用與維修、降低成本；對(duì)機(jī)床產(chǎn)品的品種、規(guī)格、質(zhì)量、數(shù)量和生產(chǎn)效率等有著重要的意義，它是一項(xiàng)重要的技術(shù)－經(jīng)濟(jì)政策。機(jī)床品種系列化是對(duì)每一類型的通用機(jī)床確定同一類型的機(jī)床應(yīng)有哪些尺寸規(guī)格和型式（基型和變型），以便以較少品種的機(jī)床來(lái)滿足各生產(chǎn)部門的需要。其工作包括三部分工作：①制定機(jī)床的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)：主要是確定某類型機(jī)床的主參數(shù)系列和第二主參數(shù)，主參數(shù)系列通常是一等比數(shù)列。②編制機(jī)床的系列型譜：主參數(shù)相同的機(jī)床需要具有不同型式以適應(yīng)不同的情況，這就是機(jī)床的系列型譜的編制，它包括確定某類型機(jī)床的品種、基型和變型、布局以及應(yīng)有的技術(shù)性能。③進(jìn)行機(jī)床的系列設(shè)計(jì)：它的工作內(nèi)容包括整個(gè)系列型譜的技術(shù)任務(wù)書，系列內(nèi)各產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、試制、定型工作。機(jī)床零件一般分為專用件、通用件、標(biāo)準(zhǔn)件和外購(gòu)件。五、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)工藝性評(píng)價(jià)加工藝性，裝配工藝性，維修工藝性。標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、科學(xué)及管理中對(duì)重復(fù)性事物的概念通過(guò)制訂、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到統(tǒng)一，以獲得最佳秩序和社會(huì)效益。主要包括：企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化審查，設(shè)計(jì)文件的標(biāo)準(zhǔn)化審查，工藝文件的標(biāo)準(zhǔn)化審查，工裝設(shè)計(jì)文件的標(biāo)準(zhǔn)化審查。經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)性價(jià)比第二章數(shù)控機(jī)床的總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)的任務(wù)：技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)；總體布局設(shè)計(jì)§2-1數(shù)控機(jī)床的主要參數(shù)確定尺寸參數(shù)：表征機(jī)床加工能力及自身尺寸大小的參數(shù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)：表征機(jī)床運(yùn)動(dòng)大小的參數(shù)動(dòng)力參數(shù)：表征機(jī)床動(dòng)力性能的參數(shù)一、尺寸參數(shù)尺寸參數(shù)：與加工有關(guān)的參數(shù)，機(jī)床所能加工或安裝的最大工件的尺寸，反映機(jī)床加工性能。包括機(jī)床的主參數(shù)、第二主參數(shù)(選用參考通用GB1838-85，專用GB321-64)和其他一些結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。1、主參數(shù)機(jī)床的主參數(shù)是代表機(jī)床規(guī)格大小的一種參數(shù)。各類機(jī)床以什么尺寸作為主參數(shù)已有統(tǒng)一的規(guī)定。可以從機(jī)床型號(hào)中體現(xiàn)出來(lái)。

臥式車床是床身上工件的最大回轉(zhuǎn)直徑/10；齒輪加工機(jī)床是最大工件直徑/10；外圓磨床是最大磨削直徑/10；無(wú)心磨床是最大磨削直徑；升降臺(tái)銑床、矩臺(tái)平面磨床是工作臺(tái)面寬度/10；龍門刨床、龍門銑床是工作臺(tái)工作面寬度/100；臥式銑鏜床是主軸直徑/10；立式鉆床、搖臂鉆床是最大鉆孔直徑；牛頭刨床、插床是最大刨削和插削長(zhǎng)度/10。(以上單位均為mm，)也有的機(jī)床不用尺寸作為主參數(shù)，如拉床的主參數(shù)是額定拉力。單位KN/10。2、第二主參數(shù)第二主參數(shù)是直接反映機(jī)床加工范圍的重要參數(shù)之一。對(duì)機(jī)床的輪廓尺寸、重量等影響很大。一般指主軸數(shù)、最大跨距、工作臺(tái)工作面長(zhǎng)度、最大加工工件長(zhǎng)度、最大模數(shù)等。臥式車床的第二主參數(shù)是最大工件長(zhǎng)度；銑床、龍門刨床是工作臺(tái)工作面長(zhǎng)度；搖臂鉆床是最大跨距；滾齒機(jī)是最大模數(shù)3、其他一些尺寸參數(shù)(結(jié)構(gòu)參數(shù))普通車床常常還要確定在刀架上工件的最大回轉(zhuǎn)直徑和主軸孔允許通過(guò)的最大棒料直徑等；3、其他一些尺寸參數(shù)(結(jié)構(gòu)參數(shù))搖臂鉆床還要確定主軸下端面到底座間的距離H(最大~最小)，主軸的最大伸出量h等。確定尺寸參數(shù)的方法有三種：

通用機(jī)床：按系列化設(shè)計(jì)的規(guī)定。

例：中型車床主參數(shù)為250、320、400、500、630、800、1000。專用機(jī)床：根據(jù)被加工零件的尺寸來(lái)決定。類比法：參照現(xiàn)有同類機(jī)床的參數(shù)確定。二、運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如主軸、刀架、工作臺(tái)等)的運(yùn)動(dòng)速度。包括主運(yùn)動(dòng)參數(shù)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)。1、主運(yùn)動(dòng)參數(shù)①主運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速。例：工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（車床）和刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（銑床）。轉(zhuǎn)速(r/min)與切削速度的關(guān)系是式中：n——轉(zhuǎn)速(r／min)；

v——切削速度(m／min)；

d——工件(或刀具)直徑(mm)。②主運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是每分鐘的往復(fù)次數(shù)（次/分）。例：插床、刨床。

1)最低nmin和最高nmax轉(zhuǎn)速的確定

確定的方法是實(shí)際調(diào)查和比較同類型機(jī)床，并考慮技術(shù)儲(chǔ)備再通過(guò)分析研究加以確定。

nmax

和nmin的比值是變速范圍R：確定最低與最高轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)注意：調(diào)查和分析所設(shè)計(jì)的機(jī)床上可能進(jìn)行的工序，從中選擇要求最低、最高轉(zhuǎn)速的典型工序。按照典型工序的vmax（或vmin)時(shí)常用的dmin(或dmax)值，計(jì)算主軸的最高轉(zhuǎn)速、最低轉(zhuǎn)速(極限轉(zhuǎn)速)。考慮技術(shù)儲(chǔ)備，可將計(jì)算的最大值提高20%-25%。在確定nmin和nmax中要防止兩種偏向：

只考慮到制造方便，片面強(qiáng)調(diào)簡(jiǎn)單因而不能很好地滿足用戶的需要；片面強(qiáng)調(diào)“先進(jìn)”，擴(kuò)大機(jī)床的變速范圍，致使機(jī)床結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，造成浪費(fèi)。例:φ400mm中型普通車床nmax和nmin的確定nmax:用硬質(zhì)合金刀具半精車鋼件時(shí)，合理的切削速度vmax取200m/min，加工軸最小值dmin為50mm。（算出1274轉(zhuǎn)/分，CA6140為1400）nmin:高速鋼刀具精車螺紋時(shí)，vmin取1.5m/min，加工絲桿最大值dmax為40mm。（算出12轉(zhuǎn)/分，CA6140為10）dmin

、dmax的推薦值

對(duì)于臥式車床，如用Dmax表示床身上的最大回轉(zhuǎn)直徑(即其主參數(shù))，通?？扇∽畲蠛妥钚〖庸ぶ睆絛max=(0.5～0.6)Dmax，dmin=(0.2～0.25)dmax；對(duì)于搖臂鉆床，如用Dmax表示最大鉆孔直徑(即其主參數(shù))，通?？扇max=Dmax

，dmin=(0.2～0.25)dmax

。2）主軸轉(zhuǎn)速的合理排列方式

為了滿足各種不同工藝的要求，主軸必須有若干不同的轉(zhuǎn)速，如采用分級(jí)變速方式。例：有一臺(tái)車床，主軸轉(zhuǎn)速(r／min)共12級(jí)，分別為31.5、45、63、90、180、250、355、500、710、1000、1400。呈等比數(shù)列，公比為φ=1.41等比數(shù)列的優(yōu)點(diǎn)①使轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速相對(duì)損失均勻。

若加工某一工件最有利的轉(zhuǎn)速為n。通常n處于某兩級(jí)轉(zhuǎn)速nj，nj+l之間，為了不降低刀具耐用度，以采用較低的轉(zhuǎn)速nj為宜。相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為：最大的相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率等比數(shù)列的優(yōu)點(diǎn)所以，目前通用機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列一般為等比數(shù)列，并且，當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)無(wú)特殊要求時(shí)，進(jìn)給量也應(yīng)按這種方式排列。②簡(jiǎn)化了主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。按等比數(shù)列排列的主軸轉(zhuǎn)速，一般只要用幾個(gè)滑移齒輪變速組串聯(lián)一起即可得到，當(dāng)變速組的各傳動(dòng)比是等比數(shù)列時(shí)，各傳動(dòng)比的積即主軸轉(zhuǎn)速也是等比數(shù)列。這種變速系統(tǒng)充分利用了每一對(duì)滑移齒輪的傳動(dòng)比，即用較少數(shù)量的齒輪實(shí)現(xiàn)較多的變速級(jí)數(shù)，既使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又便于傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。等比數(shù)列的優(yōu)點(diǎn)3）標(biāo)準(zhǔn)公比和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列

機(jī)床轉(zhuǎn)速是從小到大遞增的，因此φ>1。公比φ增大，最大相對(duì)速度損失Amax增大。為使最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率不超過(guò)50％，即則φ≤2。因此①標(biāo)準(zhǔn)公比的值1＜φ≤2標(biāo)準(zhǔn)公比的值

1.062=1.12，1.064=1.26，1.066=1.41，1.068=1.58，1.0612=2。這些數(shù)值是2或10的某次方根。

②標(biāo)準(zhǔn)公比的值采用二進(jìn)位。公比φ選2的某次方根，便于采用雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)。因雙速電機(jī)的兩個(gè)同步轉(zhuǎn)速的比值常為2，如3000/1500或1500/750。公比φ選2的某次方根，如在轉(zhuǎn)速數(shù)列中有某一轉(zhuǎn)速n,則每隔幾級(jí)就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)速2n。

標(biāo)準(zhǔn)公比的值標(biāo)準(zhǔn)公比的值③標(biāo)準(zhǔn)公比的值采用十進(jìn)位。公比φ選10的某次方根，就會(huì)使這個(gè)等比數(shù)列中每隔幾級(jí)后的數(shù)字，恰好是前面數(shù)字的10倍，使數(shù)列整齊好記。以上是標(biāo)準(zhǔn)公比值所遵循的三條原則。同時(shí)滿足三條原則的公比：1.06、1.12、1.26（計(jì)算用1.25）滿足其中兩條原則的公比:1.41、1.58、2標(biāo)準(zhǔn)公比的值以1.06為公比的從1～10000的數(shù)值

當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)公比后，轉(zhuǎn)速數(shù)列可從

表7—1中直接查出。例，設(shè)計(jì)一臺(tái)臥式車床，nmin=12.5r／min，nmax=2000r／min，φ=1.26。查表7—1，首先找12.5，然后，每隔3個(gè)數(shù)(1.26=1.064)取一個(gè)值，可得如下數(shù)列：12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000等23級(jí)。變速范圍R、公比φ、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z的關(guān)系變速范圍一定時(shí)，公比值越小，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z越多，傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，但相對(duì)速度損失、生產(chǎn)率損失也越小。反之，公比增大，級(jí)數(shù)Z越少，傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，但最大相對(duì)速度損失增大。變速范圍變速范圍R、公比φ、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z的關(guān)系對(duì)于一般生產(chǎn)率要求較高的普通機(jī)床，為使轉(zhuǎn)速損失不大，機(jī)床結(jié)構(gòu)又不過(guò)于復(fù)雜，所以公比φ取得較小，如1.26或1.41等，。對(duì)于非自動(dòng)化小型機(jī)床，公比應(yīng)取大一些。因在這些機(jī)床上，輔助時(shí)間較多，而切削加工時(shí)間所占的比例不大，轉(zhuǎn)速損失的影響不很顯著。公比大可以簡(jiǎn)化構(gòu)造一般取=1.58、1.78或2。4、公比的選用對(duì)于大批、大量生產(chǎn)的專用機(jī)床、自動(dòng)化機(jī)床，公比應(yīng)取小一些。因這些機(jī)床的生產(chǎn)率較高，轉(zhuǎn)速損失的影響較顯著。一般取=1.12或1.26。對(duì)于大型機(jī)床，公比應(yīng)取小一些。因在大型機(jī)床上的切削加工時(shí)間較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速損失的影響較顯著。一般取=1.26或1.12及1.06。2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)給傳動(dòng)鏈為外聯(lián)系傳動(dòng)鏈時(shí)，為使相對(duì)損失為一定值，則進(jìn)給量的數(shù)列也應(yīng)取等比數(shù)列。對(duì)于往復(fù)主運(yùn)動(dòng)機(jī)床，如刨床、插床，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是間歇的，為使進(jìn)給機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用了棘輪機(jī)構(gòu)，進(jìn)給量由每次往復(fù)轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)而定，是等差數(shù)列。對(duì)于大批、大量生產(chǎn)用的自動(dòng)和半自動(dòng)車床，常用交換齒輪來(lái)調(diào)整進(jìn)給量，這時(shí)可以不按一定的規(guī)則，用交換齒輪選擇最有利的進(jìn)給量。臥式車床因?yàn)橐嚶菁y，進(jìn)給分級(jí)就應(yīng)根據(jù)螺紋標(biāo)準(zhǔn)而定，它不是一個(gè)等比數(shù)列，而是一個(gè)分段的等差數(shù)列。工程應(yīng)用中：數(shù)控機(jī)床和重型機(jī)床的進(jìn)給為無(wú)級(jí)調(diào)整；普通機(jī)床多采用分級(jí)調(diào)整。為使相對(duì)損失為一定值，進(jìn)給量的數(shù)列也應(yīng)取等比數(shù)列。有的往復(fù)主運(yùn)動(dòng)機(jī)床，是等差數(shù)列。臥式車床，進(jìn)給箱的分級(jí)是根據(jù)螺紋標(biāo)準(zhǔn)而定，是一個(gè)分段的等差數(shù)列。三、動(dòng)力參數(shù)動(dòng)力參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的功率，液壓缸的牽引力，液壓馬達(dá)、伺服電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩等。動(dòng)力參數(shù)可以通過(guò)調(diào)查、試驗(yàn)、計(jì)算的方法進(jìn)行確定。1、主運(yùn)動(dòng)功率的確定1）當(dāng)主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)已確定，可用下式計(jì)算：機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的功率，包括切削功率、空轉(zhuǎn)功率損失、附加機(jī)械摩擦損失三部分。F：切削力的切向分力N；V：切削速度m/minP切：進(jìn)行切削加工時(shí)消耗切削功率。與刀具材料、工件材料和所選用的切削用量的大小有關(guān)。P空：機(jī)床主運(yùn)動(dòng)空轉(zhuǎn)時(shí)（P切=0），消耗的功率損失。其主要影響因素是：各傳動(dòng)件在空轉(zhuǎn)時(shí)摩擦損耗，攪油，空氣阻力以及因加工，裝配誤差而增加的摩擦等。P機(jī)：切削時(shí)傳動(dòng)機(jī)件的機(jī)械摩擦損失功率。與傳動(dòng)機(jī)件的機(jī)械效率有關(guān)。切削功率越大，這部分損失也越大。η機(jī):主傳動(dòng)鏈總機(jī)械效率。表7-2中型機(jī)床的主傳動(dòng)空載功率可用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算P空=式中:da-除主軸外所有傳動(dòng)軸的軸頸平均直徑(mm)d主-主軸前、后軸頸的平均直徑(mm)-當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為n主時(shí)，除主軸外所有傳動(dòng)軸(包括不傳遞載荷僅做空轉(zhuǎn)的軸)的轉(zhuǎn)速之和。

n主-主軸轉(zhuǎn)速,計(jì)算時(shí)為nmaxk1-潤(rùn)滑油粘度影響的修正系數(shù)

N46：k1=1N32：k1=0.9

k2-支承修正系數(shù)二支承為8.5，三支承為10可以近似地認(rèn)為主傳動(dòng)的空載功率與各動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速之和成正比，這就是空載功率試驗(yàn)的原理。見表7-4

例:CA6140P空=2.1-2.3kw

P主=7.5kw2）當(dāng)主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)尚未確定，可用下式初步估算：

P主=P切／η機(jī)主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：η機(jī)

=0.7-0.85。

主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)：η機(jī)

=0.6-0.7。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單取大值，反之取小值。2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)功率的確定在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)共用一個(gè)電動(dòng)機(jī)的普通機(jī)床上，如臥式車床和鉆床，由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)所消耗的功率與主運(yùn)動(dòng)相比是很小的，因此可以忽略進(jìn)給所需的功率。在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與空行程運(yùn)動(dòng)共用一個(gè)電動(dòng)機(jī)的機(jī)床上，如升降臺(tái)銑床，也不必單獨(dú)考慮進(jìn)給所需的功率，因?yàn)槭股蹬_(tái)快速上升所需的空行程運(yùn)動(dòng)功率比進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的功率大得多。2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)功率的確定數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是用單獨(dú)的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用單獨(dú)的普通電動(dòng)機(jī)的機(jī)床，需要確定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)所需的功率。方法：參考同類型機(jī)床和計(jì)算相結(jié)合。2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)功率的確定進(jìn)給功率PS(kW)FQ——進(jìn)給牽引力（N），

VS——進(jìn)給速度（m/min）

ηs——機(jī)械效率§2-2數(shù)控機(jī)床的總體布局總體布局：確定機(jī)床各主要部件之間的相對(duì)位置關(guān)系以及它們之間所需的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。布局的目的是按照簡(jiǎn)單、合理、經(jīng)濟(jì)的原則，尋求一種可能實(shí)現(xiàn)加工要求的最優(yōu)方案，它與工件的加工工藝過(guò)程有著密切的關(guān)系。首先要確定加工對(duì)象和加工方法，而后考慮機(jī)床必須具備的幾種運(yùn)動(dòng)和相應(yīng)部件的布局與安排，部件之間的相互聯(lián)系。一、影響數(shù)控機(jī)床總體布局的工藝因素(一)表面形成方法對(duì)總體布局的影響加工不同形狀的工件，需要不同的加工方法，從而設(shè)計(jì)不同型式的機(jī)床來(lái)完成。軸流式水輪機(jī)葉片的形狀，是一個(gè)空間任意曲面，且無(wú)數(shù)學(xué)模型，輪廓曲線常用坐標(biāo)點(diǎn)表示。1.加工方法的選擇：若采用車削，則主運(yùn)動(dòng)速度很高，其它幾個(gè)坐標(biāo)的進(jìn)給速度要與車削速度維持一定聯(lián)系，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)的跟蹤速度就要很快，目前不易解決。若采用磨削，磨削面積很大，砂輪磨損無(wú)一定規(guī)律，補(bǔ)償較復(fù)雜；另外頻繁地更換砂輪對(duì)生產(chǎn)也不利。銑削加工方式設(shè)想銑刀為針狀，則只需給定三個(gè)直線坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)，即可描繪出空間曲面。一般用球頭銑刀加工。需要補(bǔ)償調(diào)整，使程序編制趨于復(fù)雜；生產(chǎn)率較低，表面粗糙度高；刀具制造和刃磨均不方便。在加工面積較大的情況下，這種方案也不采用。若用端銑刀加工，生產(chǎn)率較高，表面粗糙度也較低；需增加兩個(gè)擺角坐標(biāo)，以保證銑刀軸線處處與被加工表面的法線重合，故機(jī)床必須具備五個(gè)坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)。在切削凹面過(guò)程中，銑刀刀尖旋轉(zhuǎn)平面不得超出被加工平面曲率半徑的二倍，以免發(fā)生干涉。2.主進(jìn)給和工件安裝位置的選擇主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，應(yīng)是獲得輪廓線型的主要運(yùn)動(dòng)有兩種可能性：1)采用回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)S為主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與葉片圖紙標(biāo)注方法一致(采用圓柱坐標(biāo))，不用坐標(biāo)換算，程序編制較方便。進(jìn)給較均勻，加工精度好和表面粗糙度較低，生產(chǎn)率也較高；2)直線運(yùn)動(dòng)X、Y為主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，由兩個(gè)直角坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)合成圓弧要做繁瑣的坐標(biāo)換算；進(jìn)給速度的控制較復(fù)雜。空間任意曲面在機(jī)床上安裝位置，應(yīng)與圖紙標(biāo)注位置一致，否則，曲面上所有點(diǎn)的坐標(biāo)均應(yīng)換算。(二)工序集中盡可能使運(yùn)動(dòng)分散些，以便于擴(kuò)大工藝可能性。二、運(yùn)動(dòng)的分配與相應(yīng)的部件布置運(yùn)動(dòng)分配決定了部件的布置。與下列因素有關(guān)：運(yùn)動(dòng)數(shù)目：決定于工件表面的形成運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)被加工表面的部位結(jié)構(gòu)因素使用要求工藝因素對(duì)運(yùn)動(dòng)分配的影響：定位面已定，一次安裝完成全部加工。只加工頂面加工側(cè)面加工頂面和側(cè)面加工水輪機(jī)葉片，在采用端銑刀加工情況下，機(jī)床必須具備五個(gè)同時(shí)可控的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)。在布局時(shí)遵循的原則是：獲得較好的加工精度，較低的表面粗糙度和較高的生產(chǎn)率；轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)的擺動(dòng)中心到刀具端面的距離不要過(guò)大，最好是能布局成擺動(dòng)時(shí)只改變刀具軸線向量的方位，而不改變切削點(diǎn)的坐標(biāo)位置；工件尺寸與重量較大時(shí)，擺角進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由裝有刀具的部件來(lái)完成，反之由裝有工件的部件來(lái)完成；兩個(gè)擺角坐標(biāo)合成的矢量應(yīng)能在半個(gè)空間范圍的任意方位變動(dòng)；由于擺動(dòng)坐標(biāo)帶著工件和刀具擺動(dòng)的結(jié)果，將使加工工件的尺寸范圍有所減少，這一點(diǎn)也是在總體布局時(shí)需要考慮的問(wèn)題。若確定主進(jìn)給為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式，這五個(gè)運(yùn)動(dòng)是二個(gè)直線運(yùn)動(dòng)、三個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。(一)工件系統(tǒng)一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具系統(tǒng)兩個(gè)直線和兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)1.雙柱圓臺(tái)式布局優(yōu)點(diǎn)：雙柱框架和工件系統(tǒng)剛性較好且穩(wěn)定；工件裝卸方便；工作臺(tái)作圓周進(jìn)給，粗糙度較易保證；易于實(shí)現(xiàn)工件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和安裝基準(zhǔn)重合；擴(kuò)大工藝可能性好；占地面積小。缺點(diǎn)：刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛性較差。2.端面車床式布局特點(diǎn)：機(jī)床較穩(wěn)定；能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和安裝基準(zhǔn)重合；一次安裝下能加工工件的正反面。工件系統(tǒng)剛度差；占地面積大；工件裝卸不方便；而且機(jī)床擴(kuò)大工藝可能性差。(二)工件系統(tǒng)一個(gè)直線和一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具系統(tǒng)一個(gè)直線兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單柱臥式鏜床式布局：缺點(diǎn)：刀具系統(tǒng)剛度差；立柱要加高，Ｙ坐標(biāo)的跟蹤速度要增大；加工、裝配、調(diào)試等都比較困難。優(yōu)點(diǎn)：工件系統(tǒng)剛性好，比較穩(wěn)固；可以實(shí)現(xiàn)工件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與安裝基準(zhǔn)重合。三、數(shù)控機(jī)床總體布局應(yīng)注意的問(wèn)題(一)保證機(jī)床具有高精度、靜剛度、抗振性和熱穩(wěn)定性機(jī)床的精度指的是機(jī)床在未受外載荷的條件下的原始精度。包括：幾何精度＿＿機(jī)床在不運(yùn)動(dòng)或低速運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度傳動(dòng)精度＿＿內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈兩末端件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。運(yùn)動(dòng)精度＿＿機(jī)床在以工作狀態(tài)的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度。定位精度＿＿機(jī)床的執(zhí)行件在運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)所達(dá)到的實(shí)際位置精度。(二)數(shù)控機(jī)床的布局應(yīng)保證高效率，便于操作，調(diào)整和維修1.高生產(chǎn)率：提高切削效率，減少輔助時(shí)間。2.便于操作、調(diào)整和維修便于裝卸較重工件(三)數(shù)控機(jī)床的布局要注意提高綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果和適應(yīng)工藝發(fā)展1.提高綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果制造廠的經(jīng)濟(jì)效益主要反映在機(jī)床成本上，要降低成本就應(yīng)合理選擇零件的材料，盡量使機(jī)床金屬消耗量少，機(jī)床結(jié)構(gòu)工藝性好，零件數(shù)少，研制、管理費(fèi)用低。機(jī)床使用廠的經(jīng)濟(jì)效益反映為機(jī)床的加工效率、可靠性。應(yīng)注意減少能源消耗，提高機(jī)床的機(jī)械效率(摩損小)。2.適應(yīng)工藝發(fā)展納入自動(dòng)生產(chǎn)線或柔性制造系統(tǒng)中，因此，在布局上要考慮這一因素(工件輸送、排屑)。數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)化學(xué)工業(yè)出版社文懷興第三章主傳動(dòng)設(shè)計(jì)教學(xué)要求熟悉轉(zhuǎn)速圖；熟練掌握級(jí)比規(guī)律；掌握擬定主傳動(dòng)的常用工具和基本方法?！?-1主傳動(dòng)概述一、主傳動(dòng)的組成電機(jī)給執(zhí)行件提供動(dòng)力，得到一定的運(yùn)動(dòng)速度和方向；變速裝置傳遞動(dòng)力，變換運(yùn)動(dòng)速度；執(zhí)行件執(zhí)行機(jī)床所需的運(yùn)動(dòng)，完成旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)。

1.動(dòng)力源：為執(zhí)行件提供動(dòng)力。

2.定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：具有固定的傳動(dòng)比，用來(lái)實(shí)現(xiàn)升速、降速和聯(lián)系運(yùn)動(dòng)。

3.變速裝置：傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，變換運(yùn)動(dòng)速度。

4.主軸組件：由主軸、主軸支承和主軸上的傳動(dòng)件組成，為機(jī)床的執(zhí)行件之一。

5.開停裝置：實(shí)現(xiàn)主軸的啟動(dòng)和停止。6.制動(dòng)裝置：控制主軸的迅速停轉(zhuǎn)。

7.換向裝置：變換主軸的旋轉(zhuǎn)方向。

8.操縱機(jī)構(gòu)：控制主軸的開停、變速、換向、制動(dòng)。

9.潤(rùn)滑與密封

10.箱體二、主傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求1.機(jī)床主軸應(yīng)有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，以滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)要求；2.主電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)能傳動(dòng)足夠的功率和轉(zhuǎn)矩，以滿足機(jī)床的動(dòng)力要求；3.主軸組件、有關(guān)的機(jī)構(gòu)和元件應(yīng)有足夠的精度、剛度、抗振性，噪聲、溫升和熱變形應(yīng)在允許的范圍內(nèi)，以滿足機(jī)床的工作性能要求；4.機(jī)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，便于加工和裝配，生產(chǎn)成本低，以滿足機(jī)床的經(jīng)濟(jì)性要求；5.調(diào)整維護(hù)方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，便于加工裝配。防護(hù)性能好，壽命長(zhǎng)。三、主傳動(dòng)的設(shè)計(jì)程序1.調(diào)查研究⑴通過(guò)調(diào)查研究，并根據(jù)機(jī)床總體設(shè)計(jì)的要求，明確所設(shè)計(jì)機(jī)床對(duì)主傳動(dòng)的要求；⑵根據(jù)國(guó)內(nèi)外同類機(jī)床的狀況及生產(chǎn)中的加工情況，明確所設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)的技術(shù)參數(shù)；⑶選擇傳動(dòng)方案：傳動(dòng)布局、變速方式、開停方案、制動(dòng)和換向方式等。2.主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)⑴根據(jù)技術(shù)參數(shù)和選擇的傳動(dòng)方案，擬定可行的轉(zhuǎn)速圖，從各種可行的方案中選出最佳方案；⑵進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算：計(jì)算齒輪齒數(shù)、帶輪直徑等；繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。例：數(shù)控機(jī)床對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求1、有較寬的調(diào)速范圍

可增加數(shù)控機(jī)床加工適應(yīng)性，便于選擇合理切削速度使切削過(guò)程始終處于最佳狀態(tài)。2、有足夠的功率和扭矩

使數(shù)控加工方便實(shí)現(xiàn)低速時(shí)大扭矩，高速時(shí)恒功率，以保證加工高效率。3、有足夠的傳動(dòng)精度

各零部件應(yīng)具有足夠精度、剛度、抗振性，使主軸運(yùn)動(dòng)高精度，從而保證數(shù)控加工高精度。4、噪聲低，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)

使數(shù)控機(jī)床工作環(huán)境良好、宜人3.主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑴繪制主傳動(dòng)的主軸變速箱裝配圖；⑵進(jìn)行必要的動(dòng)力驗(yàn)算。4.零件設(shè)計(jì)四、主傳動(dòng)系分類按不同的特征分類：

1、按驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)類型2、按傳動(dòng)裝置類型分機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)、以及它們的組合

3、按變速的連續(xù)性分級(jí)變速傳動(dòng)和無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)①分級(jí)變速傳動(dòng)分級(jí)變速一般不超過(guò)20~30級(jí)，在一定范圍內(nèi)只能得到某些轉(zhuǎn)速傳動(dòng)方式優(yōu)點(diǎn)：傳遞功率較大，變速范圍廣，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠。缺點(diǎn)：有速度損失，不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行變速。②無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)可以在一定的變速范圍內(nèi)連續(xù)地改變轉(zhuǎn)速，得到最有利的切削速度。優(yōu)點(diǎn)：Ⅰ、在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，便于實(shí)現(xiàn)變速自動(dòng)化；Ⅱ、在負(fù)載下變速，便于車削大端面時(shí)保持恒定切削速度，提高生產(chǎn)率和加工質(zhì)量；Ⅲ、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。分類特點(diǎn)：Ⅰ、機(jī)械摩擦無(wú)級(jí)變速器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠（中、小車床，銑床）；Ⅱ、液壓無(wú)級(jí)變速器：傳動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)換向沖擊小，易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)（拉床、刨床）；Ⅲ、電氣無(wú)級(jí)變速器：分直流、交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速、連續(xù)變速、負(fù)載下變速（數(shù)控機(jī)床）。（二）主傳動(dòng)系的傳動(dòng)方式1、集中傳動(dòng)方式①集中傳動(dòng)方式：主傳動(dòng)系的全部傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)集中裝在一個(gè)主軸箱內(nèi)。②優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)集中操作，安裝調(diào)整方便。③缺點(diǎn)：產(chǎn)生振動(dòng)，影響主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性；傳動(dòng)件產(chǎn)生的熱量，使主軸產(chǎn)生熱變形，使主軸回轉(zhuǎn)中心線偏離正確位置而直接影響加工精度。④用途：用于普通精度的大、中型機(jī)床。2、分離傳動(dòng)方式①分離傳動(dòng)方式：主傳動(dòng)系中的大部分傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)裝在遠(yuǎn)離主軸的單獨(dú)變速箱中，然后通過(guò)帶傳動(dòng)將運(yùn)動(dòng)傳到主軸箱的傳動(dòng)。②優(yōu)點(diǎn)：變速箱中各傳動(dòng)件所產(chǎn)生的振動(dòng)和熱量不能直接傳給或少許傳給主軸，從而減少了主軸的振動(dòng)和熱變形，提高機(jī)床的工作精度。③背輪機(jī)構(gòu)的作用：Ⅰ、當(dāng)主軸作高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)由皮帶經(jīng)齒輪離合器直接傳動(dòng)，主軸傳動(dòng)鏈短，高速運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，空載損失?。?/p>

Ⅱ、當(dāng)主軸作低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)由皮帶輪經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)的兩對(duì)降速齒輪傳動(dòng)后，轉(zhuǎn)速降低，擴(kuò)大變速范圍。一、轉(zhuǎn)速圖§3-2主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)例：XA6132A型銑床的轉(zhuǎn)速圖。轉(zhuǎn)速范圍30~1500r/min，公比=1.26，Z=18，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n0=1440r/min。ⅢBCC1C2DD1D226：5416：3922：3319：3639：2618：4728：3782：3819：71XA6132A型銑床的轉(zhuǎn)速圖（1）傳動(dòng)軸格線（2）轉(zhuǎn)速格線（3）轉(zhuǎn)速點(diǎn)（4）傳動(dòng)線（一）轉(zhuǎn)速圖概念XA6132A型銑床的主傳動(dòng)轉(zhuǎn)速圖組成：傾斜方向傾斜程度由一個(gè)主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)引出的傳動(dòng)線數(shù)目，表示該變速組的傳動(dòng)副數(shù)傳動(dòng)軸格線間相互平行的傳動(dòng)線是同一傳動(dòng)副(轉(zhuǎn)速范圍30~1500r/min，公比=1.26，Z=18，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n0=1440r/min。)E1440r/minXA6132A型銑床的主傳動(dòng)轉(zhuǎn)速圖及傳動(dòng)系統(tǒng)圖

某中型車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)圖，主軸轉(zhuǎn)速范圍為31.5r/min-1400r/min，公比=1.41，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min。126：256一、轉(zhuǎn)速圖

1）傳動(dòng)軸格線（豎直細(xì)線）

2）轉(zhuǎn)速格線（水平細(xì)線）

3）轉(zhuǎn)速點(diǎn)（圓點(diǎn)）

4）傳動(dòng)線（粗線）“三線一點(diǎn)”傳動(dòng)軸的數(shù)目各軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)、轉(zhuǎn)速值及傳動(dòng)路線變速組的數(shù)目及傳動(dòng)順序變速組的傳動(dòng)副數(shù)目及傳動(dòng)比數(shù)值轉(zhuǎn)速圖可清楚地表示：abc級(jí)比：變速組傳動(dòng)比數(shù)列中相鄰兩個(gè)傳動(dòng)比的比值稱為級(jí)比。級(jí)比用

表示，并將級(jí)比值的指數(shù)xi稱為級(jí)比指數(shù)。概念：常規(guī)傳動(dòng)系統(tǒng)（基型傳動(dòng)系統(tǒng)）：該傳動(dòng)系統(tǒng)使機(jī)床主軸獲得連續(xù)而不重復(fù)的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速。級(jí)比規(guī)律第一變速組相鄰傳動(dòng)線之間相差均為一格基本組第二變速組相鄰傳動(dòng)線之間相差均為三格第一擴(kuò)大組（一擴(kuò)）等于基本組的傳動(dòng)副數(shù)p0第三變速組相鄰傳動(dòng)線之間相差九格第二擴(kuò)大組（二擴(kuò)）等于基本組與第一擴(kuò)大組的的傳動(dòng)副數(shù)乘積p0·p1基本組第一擴(kuò)大組第二擴(kuò)大組第三擴(kuò)大組……第j擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù)：級(jí)比：(二)轉(zhuǎn)速圖的基本原理—級(jí)比規(guī)律級(jí)比指數(shù)：基本組<第一擴(kuò)大組<第二擴(kuò)大組<…

若各變速組中相鄰傳動(dòng)比遵守級(jí)比規(guī)律，則機(jī)床主軸獲得連續(xù)而不重復(fù)的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速。1.機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)由基本組和各擴(kuò)大組組成，基本組的級(jí)比，級(jí)比指數(shù)x0=1；2.擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)xj等于基本組的傳動(dòng)副數(shù)目與前面各擴(kuò)大組傳動(dòng)副數(shù)目的乘積。（xj=p0p1p2……pj-1

）級(jí)比規(guī)律：

變速組的變速范圍中的指數(shù)等于該變速組的級(jí)比指數(shù)與其傳動(dòng)副數(shù)減1的乘積；是該變速組中最大傳動(dòng)比的傳動(dòng)線與最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)線之間所拉開的格數(shù)。（三）變速組的變速范圍：變速組中最大傳動(dòng)比與最小轉(zhuǎn)動(dòng)比的比值?；窘M：第一擴(kuò)大組：第二擴(kuò)大組：變速范圍：變速范圍：變速范圍：級(jí)比指數(shù)傳動(dòng)副數(shù)

主軸的變速范圍Rn應(yīng)等于傳動(dòng)系統(tǒng)中各變速組變速范圍的乘積。ⅢBCC1C2DD1D226：5416：3922：3319：3639：2618：4728：3782：3819：71返回二、結(jié)構(gòu)網(wǎng)及結(jié)構(gòu)式

只表示各變速組內(nèi)傳動(dòng)比的相對(duì)關(guān)系，而不表示傳動(dòng)比和各軸上轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值。傳動(dòng)副數(shù)級(jí)比指數(shù)三個(gè)主要參數(shù)：Z、Pj、xj對(duì)比主軸獲得18級(jí)連續(xù)不重復(fù)的轉(zhuǎn)速有多種方案!基本組一擴(kuò)二擴(kuò)級(jí)比規(guī)律按傳動(dòng)順序有三種排列方案基本組二擴(kuò)一擴(kuò)轉(zhuǎn)速圖結(jié)構(gòu)網(wǎng)

習(xí)題1.某機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，若采用由兩個(gè)雙傳動(dòng)副變速組和一個(gè)三傳動(dòng)副變速組串聯(lián)而成的基型變速系統(tǒng)，試寫出符合級(jí)比規(guī)律的全部結(jié)構(gòu)式。2.畫出結(jié)構(gòu)式12=23·31·26的結(jié)構(gòu)網(wǎng),并分別求出當(dāng)時(shí),第二變速組和第二擴(kuò)大組的級(jí)比、級(jí)比指數(shù)和變速范圍。題1

12=31×23×26

12=31×26×2312=32×21×26

12=34×21×22

12=32×26×2112=34×22×21

12=21×32×26

12=21×34×2212=23×31×26

12=26×31×23

12=22×34×2112=26×32×21

12=21×22×34

12=21×26×3212=22×21×34

12=26×21×32

12=23×26×3112=26×23×31級(jí)比規(guī)律：

第二變速組和第二擴(kuò)大組的級(jí)比、級(jí)比指數(shù)和變速范圍?！鸾Y(jié)構(gòu)式12=23·31·26的結(jié)構(gòu)網(wǎng)○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○題212=23·31·26第一變速組第二變速組第三變速組基本組第一擴(kuò)大組第二擴(kuò)大組變速范圍課二：教學(xué)要求掌握主傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)；掌握轉(zhuǎn)速圖的擬定；掌握齒輪齒數(shù)的確定。三、主傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.變速組中極限傳動(dòng)比及變速范圍的限制條件最小傳動(dòng)比：最大傳動(dòng)比：

（直齒）（斜齒）最大變速范圍：三、變速組的變速范圍：變速組中最大傳動(dòng)比與最小轉(zhuǎn)動(dòng)比的比值。變速組的變速范圍中的指數(shù)等于該變速組的級(jí)比指數(shù)與其傳動(dòng)副數(shù)減1的乘積；是該變速組中最大傳動(dòng)比的傳動(dòng)線與最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)線之間所拉開的格數(shù)?；仡櫍孩驜CC1C2DD1D226：5416：3922：3319：3639：2618：4728：3782：3819：71

最后擴(kuò)大組的變速范圍最大一般只要最后擴(kuò)大組的變速范圍合乎要求，其他變速組就不會(huì)超出限制。例：

18=31·33·2918=31·36·23計(jì)算最大變速范圍：最后擴(kuò)大組的傳動(dòng)副一般取pj=2較適宜。最后擴(kuò)大組最后擴(kuò)大組⑴變速組的傳動(dòng)副數(shù)目應(yīng)“前多后少”；2.減小傳動(dòng)件尺寸的原則必考⑵變速組的傳動(dòng)線應(yīng)“前密后疏”；⑶變速組的降速應(yīng)“前慢后快”。ⅢBCC1C2DD1D226：5416：3922：3319：3639：2618：4728：3782：3819：71返回傳動(dòng)副數(shù)目應(yīng)“前多后少”ⅢBCC1C2DD1D226：5416：3922：3319：3639：2618：4728：3782：3819：71返回降速應(yīng)“前慢后快”例：12=3×2×2的六種方案

12=31×23×26

12=31×26×2312=32×21×26

12=34×21×22

12=32×26×2112=34×22×21擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致“前密后疏”返回結(jié)構(gòu)網(wǎng)基本組一擴(kuò)二擴(kuò)三擴(kuò)即：從前到后為：返回4.擬定轉(zhuǎn)速圖；（1）定比傳動(dòng)（2）分配降速比四、轉(zhuǎn)速圖的擬定1.確定變速組和傳動(dòng)副數(shù)目；

已知：主軸轉(zhuǎn)速n=30~1500r/min，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=18，公比=1.26，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n0=1440r/min。2.確定傳動(dòng)順序方案；3.確定擴(kuò)大順序方案；Ⅲ返回定比傳動(dòng)○1440A○○○○○○○○○○○○○○○○○○3037.547.560759511815019023530037547560075095011801500ⅠⅡⅢⅣⅤE四、轉(zhuǎn)速圖的擬定○○○DCBⅢ四、轉(zhuǎn)速圖的擬定2）齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)小；①最小齒輪不產(chǎn)生根切，Zmin②保證強(qiáng)度；

③保證結(jié)構(gòu)不干涉；五、齒輪齒數(shù)的確定1、基本要求：

1）齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)大；3）符合傳動(dòng)比要求；（誤差不應(yīng)過(guò)大）保證強(qiáng)度:2、變速組內(nèi)齒輪模數(shù)相同時(shí)：（1）計(jì)算法例主要受最小齒輪的限制（2）查表法P195確定合理的齒數(shù)和SZ：確定各齒輪副的齒數(shù)：3、模數(shù)不同時(shí)(模數(shù)－齒距與圓周率的比值)：m1m2無(wú)公因數(shù)的整數(shù)整數(shù)4、三聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù)：A5、齒輪的布置與排列：3.某機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速為,公比電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1440r/min,要求:⑴擬定結(jié)構(gòu)式；⑵擬定轉(zhuǎn)速圖；⑶確定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑，驗(yàn)算轉(zhuǎn)速誤差；⑷畫出主傳動(dòng)系統(tǒng)圖。作業(yè)2：結(jié)構(gòu)式：12=312326○1440040568011216022431545063090012501800ⅠⅡⅢⅣ○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○轉(zhuǎn)速圖課3教學(xué)要求掌握多速電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)；掌握混合公比傳動(dòng)系統(tǒng)；掌握擴(kuò)大變速組的傳動(dòng)系統(tǒng)?！?-3主傳動(dòng)的幾種特殊變速方式一、交換齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)圖3-14交換齒輪變速組圖13-15CA7620液壓多刀半自動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，齒輪數(shù)量少，沒(méi)有操縱機(jī)構(gòu)，變速麻煩。使用場(chǎng)合：不經(jīng)常變速。（自動(dòng)機(jī)床、專用機(jī)床、專門化機(jī)床）提問(wèn)：為什么放在傳動(dòng)鏈的前面？二、多速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

例：雙速電動(dòng)機(jī)：1500/3000r/min雙速電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖級(jí)比：電變速組或750/1500r/min750/1500/3000r/min

例：三速電動(dòng)機(jī)：常用公比：P=2P=3掌握二、多速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)思考：按擴(kuò)大順序電變速組會(huì)是什么變速組？電變速組

例：雙速電動(dòng)機(jī)：1500/3000r/min寫出電變速組的結(jié)構(gòu)式：寫出電變速組的結(jié)構(gòu)式：級(jí)比指數(shù)基本組的傳動(dòng)副數(shù)是多少？電變速組只能是第一擴(kuò)大組二、多速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)23312221

例：雙速電動(dòng)機(jī)：1500/3000r/min電變速組電變速組雙速電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖提問(wèn):是否符合“前密后疏”？例如：Z3040型搖臂鉆床共有16級(jí)轉(zhuǎn)速：低轉(zhuǎn)速：n=25、40、63(r/min)，公比為；中等轉(zhuǎn)速：n=63、80、100、125、160、200、250、320、400、500、630、800(r/min)，公比為；高轉(zhuǎn)速：n=800、1250、1600(r/min)，公比為。三、采用混合公比的傳動(dòng)系統(tǒng)掌握基型（常規(guī)）傳動(dòng)系統(tǒng)2122242825222428基本組的傳動(dòng)副數(shù)對(duì)稱型混合公比傳動(dòng)系統(tǒng)改變基本組的級(jí)比指數(shù)：1）應(yīng)取偶數(shù)；2）取值范圍應(yīng)為：；3）檢查該組的變速范圍是否在允許范圍內(nèi)：4）主軸變速范圍變?yōu)椋簩?duì)稱型混合公比傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定方法：掌握主軸兩端空掉的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)4）將原基本組級(jí)比指數(shù)增大，即：例：已知主軸轉(zhuǎn)速

試擬定對(duì)稱型雙公比傳動(dòng)系統(tǒng)。1）確定系數(shù)；12=21·32·2612=21+6·32·26=27·32·2612=32·26·272）確定基本組的傳動(dòng)副數(shù)，一般取P0=2；3）基型傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式：5)驗(yàn)算基本組變型后（第三變速組）的變速范圍：作業(yè)：4.某機(jī)床采用雙速電動(dòng)機(jī)（750/1500r/min）驅(qū)動(dòng)，主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，若選取φ=1.26和φ=1.41，試分別寫出其結(jié)構(gòu)式，并討論其實(shí)現(xiàn)的可能性。5.某機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速為對(duì)稱型混合公比，轉(zhuǎn)速范圍40～1250r/min，公比，，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，擬定結(jié)構(gòu)式。4.某機(jī)床采用雙速電動(dòng)機(jī)（750/1500r/min）驅(qū)動(dòng)，主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，若選取φ=1.26和φ=1.41，試分別寫出其結(jié)構(gòu)式，并討論其實(shí)現(xiàn)的可能性。

12=23·31·26解：1)當(dāng)選取公比φ=1.26時(shí)：2)當(dāng)選取公比φ=1.41時(shí)：12=22·21·345.某機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速為對(duì)稱型混合公比，轉(zhuǎn)速范圍40～1250r/min，公比，，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，擬定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)。1）確定系數(shù)；12=21·32·2612=21+4·32·26=25·32·2612=32·25·26

混合公比（雙公比）的結(jié)構(gòu)式為：12=32·25·262）確定基本組的傳動(dòng)副數(shù)，一般取P0=2；3）基型傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式：4）將原基本組級(jí)比指數(shù)增大，即：5)驗(yàn)算基本組變型后（第三變速組）的變速范圍：四、擴(kuò)大變速范圍的傳動(dòng)系統(tǒng)312326212-6（一）增加變速組12=31·23·2624=31·23·26·21218=31·23·26·212-618=3×2×2

×2-6（二）采用背輪機(jī)構(gòu)Z2Z3Z1Z4MⅢⅡⅠ×u1=1u2=1/41/4=1/16Rmax=u1/u2=16背輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：1.變速范圍大；2.結(jié)構(gòu)緊湊，工藝性好；3.傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)效率高；4.傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)小。（三）采用分支傳動(dòng)p90p91五、采用公用齒輪的傳動(dòng)系統(tǒng)Za1Za3Za2Zb2Zb1公用齒輪的選取原則：

1.選擇大的齒輪為公用齒輪。

2.前后兩個(gè)變速組的齒數(shù)和應(yīng)接近，一般：1≤K≤1.25Zg課4課程設(shè)計(jì)用到的知識(shí)六、計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定§3-3主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)ⅢXA6132A型銑床的轉(zhuǎn)速圖軸需要傳遞的最大扭矩計(jì)算轉(zhuǎn)速傳遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速95計(jì)算轉(zhuǎn)速：傳動(dòng)件在傳遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速。PTTPnminnmaxncn功率轉(zhuǎn)矩需要傳遞的最大轉(zhuǎn)矩：計(jì)算轉(zhuǎn)速Ⅲ（一）主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定（p217）Z17：Z18Z15：Z16Z9：Z10Z13：Z14計(jì)算轉(zhuǎn)速：計(jì)算轉(zhuǎn)速95（二）傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速ⅢZ17：Z18Z15：Z16Z9：Z10Z13：Z14計(jì)算轉(zhuǎn)速：傳動(dòng)件在傳遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速。

實(shí)現(xiàn)這些主軸轉(zhuǎn)速的其它傳動(dòng)件的實(shí)際轉(zhuǎn)速也傳遞全部功率。軸計(jì)算轉(zhuǎn)速nc（r/min）ⅤⅣⅢⅡⅠ95118300750144095（三）齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速ⅢZ17：Z18Z15：Z16Z9：Z10Z13：Z14齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速nc（r/min）Z18Z179595375Z16235Z15118Z14118Z13300Z10475Z9300一、主傳動(dòng)的布局⑴集中傳動(dòng)式：全部變速機(jī)構(gòu)和主軸組件裝在同一箱體內(nèi)。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、安裝調(diào)試方便、便于集中操縱。

缺點(diǎn)：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)和發(fā)熱會(huì)直接影響主軸的工作

精度。

適用于普通精度的大中型機(jī)床。⑵分離傳動(dòng)式：變速機(jī)構(gòu)和主軸組件分別裝在變速箱和

主軸箱兩個(gè)箱體中，二者之間采用帶傳動(dòng)或鏈傳動(dòng)。(P206)

優(yōu)點(diǎn)：減小了主軸的振動(dòng)和熱變形，主軸運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。

缺點(diǎn)：加工裝配工作量大，成本高，調(diào)試維修不方便。

適用于中小型高速或精密機(jī)床?！?3-3主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

二、變速機(jī)構(gòu)的類型：⑴交換齒輪變速機(jī)構(gòu)：特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊。適用場(chǎng)合：大批量生產(chǎn)的自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床、專用機(jī)床、組合機(jī)床等。⑵滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)：

優(yōu)點(diǎn)：①變速范圍大，變速級(jí)數(shù)多；②可傳遞較大的功率和轉(zhuǎn)矩；③變速方便；④空載功率損失小。

缺點(diǎn)：①變速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜；②不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。⑶離合器變速機(jī)構(gòu)（90）

①摩擦片式離合器

優(yōu)點(diǎn)：可在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，結(jié)合平穩(wěn)，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜。②牙嵌式離合器與齒輪式離合器

優(yōu)點(diǎn)：1）軸向尺寸小，傳遞轉(zhuǎn)矩大，傳動(dòng)比準(zhǔn)確；

2）操縱方便省力。

缺點(diǎn)：1）不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速；

2）齒輪磨損大，傳動(dòng)效率低。

2）摩擦離合器安排位置的原則：Ⅰ.盡量減小離合器尺寸。

措施：盡量將離合器安裝在轉(zhuǎn)速較高的軸上。Ⅱ.避免超速現(xiàn)象（避免不工作的傳動(dòng)路線上有高速空轉(zhuǎn)傳動(dòng)件的現(xiàn)象）。80409624Ⅲ.不宜把電磁離合器直接裝在主軸上，以免電磁離合器的發(fā)熱和剩磁影響主軸旋轉(zhuǎn)精度。⑶各種變速機(jī)構(gòu)的組合

三、主傳動(dòng)的開停裝置1.直接開停電動(dòng)機(jī)

優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。缺點(diǎn)：因啟動(dòng)電流大而影響到車間供電時(shí)，不宜采用該方式。2.離合器開停⑴錐式、片式摩擦離合器優(yōu)點(diǎn)：離合平穩(wěn)，并起過(guò)載保護(hù)作用。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳遞轉(zhuǎn)矩不宜過(guò)大。⑵齒式離合器與牙嵌式離合器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，傳遞轉(zhuǎn)矩大；缺點(diǎn)：離合過(guò)程中，齒端有沖擊與磨損。3.離合