第二章 机床的传动设计(3)..
第二章 机床的运动分析
§5 机床运动的调整
一、机床的传动联系
每个运动，都有以下三个基本部分
• 执行件：它们是执行运动的部件，其任务 是带工件或刀具完成旋转或直线运动，并 保持准确的运动轨迹。
• 动力源：它是提供动力的装置。 • 传动装置：它是传递动力和运动的装置。 通过它把动源的动力传递给执行件或把一 个执行件的运动传递给另一个执行件。
2、切入运动
二、辅助运动
1．各种空行程运动 使刀具切入工件，以获 得进行成形运动所需的 2、切入运动 3．分度运动
4．操纵和控制运动
工件和刀具位置的运动， 称为切入运动 。
切入运动用于保证被加 工表面获得所需要的尺 寸。
二、辅助运动
1．各种空行程运动
2、切入运动
加工若干个完全相同的 均匀分布的表面时，为 3．分度运动 使表面成形运动得以周 4．操纵和控制运动 期地继续进行的运动称 为分度运动。
应当指出，被形 成的表面形状，不仅取 决于刀刃形状及表面形 成方法，而且还取决于 发生线的原始位置。
第二章 机床的运动分析
§1 工件的加工表面及其形成方法
§2 机床的运动
§3 机床的传动联系和传动原理图
§4 机床常用传动机构
§5 机床运动的调整
一、表面成形运动
• 表面成形运动(简称成形运动)是保证得到 工件要求的表面形状的运动。
二、变速组
变速是机床传动系统的主要功能。在数 控机床上以采用调速电动机变速为主，通用 机床则多采用机械的变速机构来实现分级变 速。常用机械分级变速机构有滑移齿轮变速 组、离合器变速组、挂轮变速组等。
三、变向机构
变向机构用来改变机床执行件的运动 方向。常用机械式变向机构有两种：
数控机床的机械结构与传动
第二节 数控机床的典型机械结构
第二章 数控机床的机械结构与传动
2.1 滚珠丝杠螺母结构
滚珠丝杠螺母副的选用
滚珠丝杠螺母副的选择包括其精度、尺寸规格、支 撑方式等几个方面。
根据机床精度选用丝杠副的精度，根据机床载荷来 选定丝杠直径，对细长而又承受轴向压缩载荷的滚珠丝 杠，需核算压杆稳定性；对转速高，支撑距离大的滚珠 丝杠副需校核临界转速；对精度要求高的滚珠丝杠需校 核刚度。 1）精度等级的选择； 2）结构尺寸的选择； 3）验算。
主传动在中、高速 段为恒功率传动， 在低速段为恒转矩 传动。
第三节 数控机床的主传动系统
第二章 数控机床的机械结构与传动
3.2 主轴部件的结构
主轴部件的支撑与润滑
机床主轴带动刀具或夹具在支撑中做回转运动，应能传递切削转矩、受 切削抗力，并保证必要的旋转精度。
常用卡盘结构
数控车床工件夹紧装置可采用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘或弹簧夹 头等。
第四节 数控机床的进给传动系统
第二章 数控机床的机械结构与传动
4.2 数控机床进给传动系统的基本形式
实现直线进给运动主要有三种形式： 1）通过丝杠螺母副，将伺服电动机的旋 转运动变成直线运动。 2）通过齿轮、齿条副，将伺服电动机的 旋转运动变成直线运动。 3）直接采用直线电动机进行驱动。
减少传动件。 4）在加工中心上，还必须具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹
紧装置，以及主轴定向准停装置，以保证刀具和主轴、刀库、 机械手的正确位置。 5）有C轴功能要求时，主轴还需要安装位置检测装置，以便实现对 主轴位置的控制。
第三节 数控机床的主传动系统
第二章 数控机床的机械结构与传动
3.1 主传动的基本要求和变速方式
机床的传动设计_计算转速
19:36 28:37
n /( r/min )
19
《机械制造装备设计》
1
第二章 机床的传动设计
本章主要教学内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 分级变速主传动系统设计 扩大变速范围的传动系统设计 计算转速 无级变速系统设计 进给传动系统设计 结构设计
2
第三节 计算转速
一、研究计算转速的意义
传动零件设计的主要依据是所能承受的载荷大小。载荷取决于
19:36 28:37
n /( r/min )
17
第三节 计算转速
(3)各齿轮副的计算转速
各变速组内一般只计算组内最小，也是强度最薄弱的齿轮，故只 需确定最小齿轮的计算转速。 III轴和IV轴（第二扩大组）间最小齿轮为19，主轴IV获得30-190 共9级转速，主轴IV的计算转速为95，故齿轮19的计算转速为375。 II轴和III轴（第一扩大组）最小齿轮为18，III轴获得118-190共3
10
第三节 计算转速
中型机床及大型机床的 nj 为何较高
刀具：硬质合金 机床：高速发展 主电机功率：较大提高 切削转矩：受刀具、夹具、零件刚度限制，提高幅度不大 结论：较高转速才能达到机床的全部功率
11
第三节 计算转速 钻床的 nj 为何较低
钻床一般在低速下钻、攻大直径孔、螺纹 刀具：多刃 转矩较大，所需功率较大 钻头：大多为高速钢
4
第三节 计算转速
二、机床的功率转矩特性
2.主运动为旋转运动的机床 传动件传递的转矩与切削力、工件和刀具的半径有关。 ① 粗加工时采用大吃刀深度、大走刀量，即较大的切削力 矩，较低转速；精加工时则相反，转速高，切削力矩小； ② 当工件或刀具尺寸较小时，同样的切削面积，切削力矩
3.2 机床的传动设计_扩大变速范围
第二节 扩大变速范围的传动系统设计
• 例：某多刀半自动车床，主传动采用双速电动机驱动，电动机型 号YDl60L-8/4，额定转速为730/1450r/min，功率为7/11kW;车床 主轴的转速级数为8，最低转速90r/min，最高转速1000r/min。
结构式为：8＝22×21×24
20
z-1 =
1.26 18-1 = 1.2617 = 50；
3
第二节 扩大变速范围的传动系统设计
一、扩大变速范围的意义
CA6140主轴转速10-1400r/min，R=140
XK5040-1主轴转速12-1500r/min，R=125 Z3040的总变速范围R=80
一般常用机床的变速范围都在 R=80以上。为了满足各种机床的 工艺需求，必须扩大主传动系统的变速范围。
故该钻床可采用混合公比传动。 （3）大公比格数为 （4）钻床的结构式为
'
x 20 16 4, x 8
'
16 21 4 22 24 28
按前缓后急的原则得
16 22 24 25 28
17
第二节 扩大变速范围的传动系统设计
混合公比传动与单回曲机构相结合，能产生极大的变速范围。 如
24 3 2 2 6 2 9 2 12
结构式中，第三变速组为变形基本组，大公比格数为8，第四 变速组为单回曲机构。总变速范围为
R
24 1 8
23
8
6 . 35 203 1290
18
第二节 扩大变速范围的传动系统设计
4、双速电动机的传动系统
双速电动机是动力源，必须为第一变速组（电源变速组），但 级比是 2 ，只能为变形基本组（混合公比）或第一扩大组。
第二章主传动系统设计
传动线的三个特点： a.传动线的高差表明传动比的数值，传动线的倾
斜程度反映传动比u的大小 水平：u＝1 — 等速传动； 向下方倾斜：u＜1 — 降速传动； 向上方倾斜：u＞l — 升速传动。
传动比的数值u＝φx， 可用传动线的高差x （格数）来表示。
b.一个主动转速点引出的传动线数目表示该变速组 中不同传动比的传动副数 第一变速组（a组）：
由轴Ⅰ的主动转速点向 Ⅱ轴引出三条传动线， 表示该变速组有三对不 同传动比的传动副，
第二、三变速组 （b、c组）： Ⅱ——Ⅲ和Ⅲ——IV表 示该变速组有两对不同 传动比的传动副，
c.两条传动轴格线间相互平行的传动线表示同一个 传动副的传动比
第三变速组（c组），当Ⅲ轴为710r、500 r、 355r、250 r、180 r、125 r／min时， 通过升速传动副（60：30） 使主轴得到1400 r、1000 r、 710 r、500 r、355 r、250 r ／min。所以上斜的6条平 行传动线都表示同一个升速 传动副的传动比。
和装配。防护性能好，使用寿命长。
二、主传动系统分类和传动方式 主传动系统一般由动力源（如电动机）、变
速装置及执行件（如主轴、刀架、工作台）、开 停、换向和制动机构等部分组成。
动力源为执行件提供动力，并使其得到一定 的运动速度和方向；变速装置传递动力以及变换 运动速度；执行件执行机床所需的运动，完成旋 转或直线运动。
可见，这个变速组是实现主轴等比转速数列的基
本的、必不可缺的变速组，故称为基本变速组。
基本组的级比φ =φ1＝φ ，级比指数x0＝1。 基型变速系统必有一个基本组，即相邻两条传动
线拉开 l 格。
②第一扩大组的变速特性 在基本组的基础上，起到第一次扩大变速的
《机械制造装备设计》习题与思考题
绪论1、机械制造业在国民经济中的地位如何，其发展趋势体现在哪些方面？2、机械制造技术的发展趋势如何？3、什么是机械制造装备有哪些类型，其功能是什么？第一章金属切削机床的总体设计1、机床设计应满足哪些基本要求？其理由是什么？2、机床设计的主要内容及步骤是什么?3、机床的尺寸参数根据什么确定？4、机床的运动参数如何确定？5、机床主轴转速采用等比数列的主要原因是什么?6、机床主轴转速数列的标准公比值有哪些?其制订原则是什么?7、选定公比值ϕ的依据是什么？8、机床的动力参数如何确定？9、如何确定机床主电动机的功率?10、如何确定进给电动机的功率?11、试用查表法求主轴各级转速⑴已知：ϕ＝1.58，n max＝950 r/min，Z＝6；⑵n min＝100 r/min，Z＝12，其中n1至n3、n10至n12的公比ϕ 1＝1.26，其余各级转速的公比ϕ 2＝1.58。
12、试用计算法求下列参数：⑴已知：R n＝10，Z＝11，求ϕ；⑵已知：R n＝335，ϕ＝1.41，求Z；⑶已知：Z＝24，ϕ＝1.06，求R n。
13、设计某规格机床，若初步确定主轴转速为n min＝32r/min，n max＝980 r/min，公比ϕ＝1.26，试确定主轴转速级数Z，主轴各级转速值和主轴转速范围R n。
第二章机床的传动系统设计1、什么是传动组的级比和级比指数？常规变速传动系统的各传动组的级比指数有什么规律？2、什么是传动组的变速范围？如何计算？各传动组的变速范围之间有什么关系?3、 某机床的主轴转速级数Z ＝18，采用双副和三副变速组，试写出符合级比规律的全部结构式，并指出其中扩大顺序与传动顺序一致的和不一致的方案各有多少个。
4、 判断下列结构式是否符合级比规律，符合者需说明其扩大顺序与传动顺序是否一致；不符者则需简要说明会出现什么情况。
⑴ 8＝21×22×24；⑵ 8＝24×21×22；⑶ 8＝22×21×23；⑷ 8＝22×23×245、 画出结构式12＝23×31×26相应的结构网，并分别求出第一变速组和第二扩大组的传动副数、级比、级比指数和变速范围。
机床课件第二章
➢ 复合成形运动：由两个或两个以上的旋转运动
或（和）直线运动，按照某种确定的运动关系组 合而成的独立的成形运动。
《金属切削机床》
例：车外圆
母线：圆，轨迹法。 需要1个简单成形 运动—工件旋转B1；
导线：直线，轨迹 法。需要1个简单成 形运动—车刀直线 平移A2。
按运动的功用分为： ➢ 表面成形运动（基本运动）：机床上的刀具和工件，
为了直接形成被加工工件表面的运动。
形成母线和导线所需运动数之和，即为成形运动 的数目。 ➢ 非表面成形运动（辅助运动）：机床上除成形运动 外，还需要辅助运动以实现机床的各种辅助动作 。
《金属切削机床》
一、表面成形运动
（一）简单成形运动、复合成形运动 按组成情况的不同，成形运动分为：
《金属切削机床》
展 成 运 动
《金属切削机床》
2、形成发生线的方法
（1）轨迹法：
利用刀具作一定 规律的轨迹运动 来对工件进行加 工的方法。
刀具：尖头车刀、刨刀。 切削刃与被加工表面为点接触（实际是短弧线）
形成发生线2需要一个成形运动 。
《金属切削机床》
（2）成形法：利用成形刀具对工件进行加工
的方法。
➢ 切削刃1与所需形成 的发生线2完全吻合
2 1
形成发生线 2不需要有成形运动
《金属切削机床》
（3）相切法：利用刀具边 旋转边作轨迹运动来对工 件进行加工的方法。
•刀具：铣刀、砂轮等旋 转加工刀具。 •垂直于刀具旋转轴线的 截面内，切削刃也可看 作是点, 当该切削点绕着 刀具轴 线作旋转运动， 刀具轴线沿着发生线的 等距线作轨迹运动
机床设计 (2)
2.3 机床的传动联系和传动原理图
2.3.3 传动原理图
车 削 圆 柱 面 时 传 动 原 理 图
机 动 进 给
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
2.3 机床的传动联系和传动原理图
2.3.3 传动原理图
车 削 圆 柱 面 时 传 动 原 理 图
液 压 传 动 进 给
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
答案：卧式车床在形成螺旋表面时需要一个运动——刀具与工件间相对的螺旋运动。
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
图2-7 成形铣刀铣削螺纹
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
2.2 机床的运动
2.2.2 辅助运动
机床上除表面成形运动外，还有在切削加工过程中所 必须的其他一些运动 铣床工作台的快进或快退运动 插齿机上的让刀运动 机床的转位、分度、换向 机床夹具的夹紧与松开 自动换刀
第二章 机床的运动分析 电子工业出版社
第二章 机床的运动分析 电子工业出版社
8．何为定比机构和换置机构？并举出至少两例。
答案： 定比机构：具有固定传动比的机构。例如定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副
换置机构：可变化传动比的机构。例如齿轮变速箱、挂轮架、各类无极变速机构
10．由复合成形运动分解成的各个分运动与简单运动的区别是 什么？
答案：由复合成形运动分解成的各个分运动，虽然都是直线或旋转运动，与简单运 动相象，但其本质是不同的。复合成形运动是一个运动，它的各个部分是相互依存， 并保持着严格的相对运动关系。
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
9．根据图2-9卧式车床的传动原理图，以加工螺纹表面为例指 出其所表示内容。
机械制造装备设计第二章习题答案(关慧贞)
第二章金属切削机床设计1.机床设计应满足哪些基本要求，其理由是什么？答：机床设计应满足如下基本要求：1）、工艺范围，机床工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力，也可称之为机床的加工功能。
机床的工艺范围直接影响到机床结构的复杂程度、设计制造成本、加工效率和自动化程度。
2）、柔性，机床的柔性是指其适应加工对象变化的能力，分为功能柔性和结构柔性；3）、与物流系统的可接近性，可接近性是指机床与物流系统之间进行物料（工件、刀具、切屑等）流动的方便程度；4）、刚度，机床的刚度是指加工过程中，在切削力的作用下，抵抗刀具相对于工件在影响加工精度方向变形的能力。
刚度包括静态刚度、动态刚度、热态刚度。
机床的刚度直接影响机床的加工精度和生产率；5）、精度，机床精度主要指机床的几何精度和机床的工作精度。
机床的几何精度指空载条件下机床本身的精度，机床的工作精度指精加工条件下机床的加工精度（尺寸、形状及位置偏差）。
6）、噪声；7）、自动化；8）、生产周期；9）、生产率，机床的生产率通常是指单位时间内机床所能加工的工件数量来表示。
机床的切削效率越高，辅助时间越短，则它的生产率越高。
10）、成本，成本概念贯穿在产品的整个生命周期内，包括设计、制造、包装、运输、使用维护、再利用和报废处理等的费用，是衡量产品市场竞争力的重要指标；11）、可靠性，应保证机床在规定的使用条件下、在规定的时间内，完成规定的加工功能时，无故障运行的概率要高。
12）、造型与色彩，机床的外观造型与色彩，要求简洁明快、美观大方、宜人性好。
应根据机床功能、结构、工艺及操作控制等特点，按照人机工程学要求进行设计。
2.机床设计的主要内容及步骤是什么？答：一般机床设计的内容及步骤大致如下：（1）总体设计包括机床主要技术指标设计：工艺范围运行模式，生产率，性能指标，主要参数，驱动方式，成本及生产周期；总体方案设计包括运动功能设计，基本参数设计，传动系统设计，传动系统图设计，总体结构布局设计，控制系统设计。
机械制造装备设计课后习题第二章
2-1 机床设计应满足哪些基本要求？其理由是什么?工艺范围、柔性、与物流系统的可亲性、刚度、精度、噪声、成产率自动化、成本、生产周期、可靠性、造型与色彩2-2机床设计的主要内容及步骤是什么？答：（一）总体设计：1、机床主要技术指标设计，包括工艺范围、运行模式、生产率、性能指标等。
2、总体方案设计，包括运动功能、基本参数、总体结构布局等设计。
3、总体方案综合评价与选择4、总体方案的设计修改或优化。
（二）详细设计，包括技术设计和施工设计。
（三）机床整机综合评价2-3机床的基本工作原理是什么？答：基本工作原理是：通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切除工件上多余的金属材料，使工件具有要求的尺寸和精度的几何形状。
2-4机床系列型谱的含义是什么？为了以最少的品种规格，满足尽可能多用户的不同需求，通常是按照该类机床的主参数标准，先确定一种用途最广、需要量较少的机床系列作为“基型系列”，在这系列的基础上，根据用户的需求派生出若干种变型机床，形成“变型系列”。
“基型”和“变型”构成了机床的“系类型谱”。
2-5机床的基本工作原理是什么？通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切除工件加工表面多余的金属材料，使工件具有要求的几何形状和尺寸。
2-6工件表面的形成原理是什么？答：任何一个表面都可以看成是一条曲线（或直线）沿着另一条曲线（或直线）运动的轨迹。
这两条曲线（或直线）称为该表面的发生线，前者称为母线，后者称为导线。
而加工表面的发生线是通过刀具切削刃与工件接触并产生相对运动而形成的。
2-7 工件表面发生线的形成方法有哪些？轨迹法、成形法、相切法、展成法2-8工件表面发生线的形成方法有哪些？1、轨迹法2、成形法3、相切法4、展成法2-9机床的运动功能有哪些？1、操作面板它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具。
2、控制介质与输入输出设备控制介质是记录零件加工程序的媒介输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装置。
交互的信息通常是零件加工程序。
3.1 机床的传动设计_分级变速主传动
第一节 分级变速主传动系统设计
一、转速图
1.转速图 是表示主轴各转速的传递路线和转速值，各传动轴 的转速数列及转速大小，各传动副的传动比的线图。包括： 转速点 用小圆点表示主轴 和各传动轴的转速值(对数值)。 转速线 是间距相等的水平线。 相邻转速线间距为 lg 。 传动轴线 距离相等的铅垂线。 从左到右按传动顺序排列。 传动线 两转速点之间的连线。 一个主转速点引出的传动线数目， 代表该变速组的传动副数。
b、c…表示。传动副数用 P 表示，变速范围用 r 表示。
1）级比 指变速组中两相邻的 转速或两相邻的传动比之比。 级
比为公比幂的形式。如：φ3 。
2）级比指数 是指级比的幂 指数，用x 表示。 如： φ3 中的幂指数3，即x=3。
16
第一节 分级变速主传动系统设计
第一变速组 a（轴Ⅰ-Ⅱ之间） Pa=3；传动比分别是
4
知 识 温 故
主传动系统设计基本要求； 1. 满足机床的使用要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主 轴有足够的变速范围和转速级数；传动系统设计合理，人机关 系良好，安全可靠； 2. 满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构应能提供和传 递足够的功率和扭矩，具有较高的传动效率； 3. 满足机床的工作性能要求。零部件应有足够的刚度、精度、抗 振性能，热变形特性稳定； 4. 满足经济性要求。传动链尽可能简短，零部件数目要少，成本 低；
13
第一节 分级变速主传动系统设计
例：一中型车床，主轴转速级数 Z=12，公比φ=1.41，
主轴转速 n = 31.5 ~ 1400 r/min，如图示。
12 级转速的传动系统图
12 级转速图
14
第一节 分级变速主传动系统设计
车床主传动系统的设计
第一章引言
金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器，又称为“工作母机”。
在现代机械制造工业中，金属切削机床是加工机械零件的主要设备，它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的40%至60%。机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。
该机床属于中型普通车床，适合于中小企业、工厂选用。
目录
第一章引言--------------------------------------------------------------4
第二章机床的总体设计-----------------------------------------------5
(2)避免最小齿轮产生根切现象，机床变速箱中，对于标准直齿圆柱齿轮，一般取最小齿数Zmin≥18~20
(3)齿轮的齿槽到孔壁或键槽的壁厚a≥2m（m为模数）,保证足够的强度，以避免出现断裂现象。
（4）采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间的齿数差应大于4，以保证滑移时，齿轮外圆不相碰。
其转速图如下：
本次设计曾考虑使用混合公比的传动方式，但由于转速级数Z值小，而且从混合公比的结构网中可以看出主轴的分散速度过大，且中间的常用速度少，两边的跳跃跨度大，鉴于通用机床的特点及传动要求，故本次设计根据参数的要求，否定了使用混合公比的传动方式。
通过阅读有关数据（普通机床系列型谱）
确定一下参数：
4、其他传动件计算转速的确定---------------------------------13
机械制造装备设计第二章 机床的传动设计
综上所述，转速图 可以很清楚地表示：
１、主轴各级转速的传 动路线；
２、得到这些转速所需
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ
60:30 36:36 42:42 30:42 24:48
1440 r/min 1000 710 500 355
要的变速组数目及每个
250
变速组中的传动副数目； ３、各个传动比的数值；
注意：转速图上竖直线间距均 匀并不表示各轴中心距相等， 只是为了使图面美观清晰。
ⅡⅢⅣ
1440 r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 3 2.1.1 .1转速图概念
(2) 各级转速的指代（主轴转速线、转速点）
2.1分级变速主传动系统设计－－2.1.1.2转速图原理
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ
轴Ⅱ－Ⅲ间 的变速组ｂ
Ⅳ
1440 r/min
有 两 个 传 动 副 （ Pb ＝ 2 ） ， 其传动比依此为：
ib1=22/62=1/2.82=1/ 3，
36:36 42:42 30:42
24:48
1000
710
500
22:62 355
250
降速，向右下方倾斜三格
180
125
ib2=42/42=1=1/ ０，
90
等速，连线水平。
63
45
31.5
返回
2.1分级变速主传动系统设计－－2.1.1.2转速图原理
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ
轴Ⅲ-Ⅳ间 的变速组c有两 个传动副（Pc＝2），其 传动比依此为：
ic1=18/72=1/4= 1/ 4，
转速图包括一点三线：转速点，转速线，传动轴 线，传动线。
章节自测题及答案
机械制造装备习题及解答第一章金属切削机床1-1指出下列机床型号的含义：CM6132，CM1107，Y5132，Y3150E，M1432A，Y7132A。
答：CM6132:最大加工直径为320mm的精度车床。
CM1107:最大棒料直径为7mm的精密单轴纵切自动车床。
Y5132:最大加工直径为320mm的插齿机。
Y3150E:最大加工直径为500mm经过第五次重大改进的滚齿机。
M1432A:最大磨削直径为320mm经过第一次重大改进的万能外圆磨床。
Y7132A：最大加工直径为320mm经过第一次重大改进的锥形砂轮磨齿机。
1-2.何谓简单的成形运动？何谓复合的成形运动？答：如果一个独立的成形运动，是由单独的旋转运动或直线运动构成，则此成形运动为简单的成形运动。
如果一个独立的成形运动，是由两个或者两个以上的单元运动（旋转或直线）按照某种确定的关系组合而成，并且相互依存，这种成形运动成为复合的成形运动。
1-3母线和导线的形成方法及所需要的运动。
答：母线和导线统称发生线，形成发生线的方法有四种（1）轨迹法发生线形成方法：刀刃为切削点，它按照一定的规律做轨迹运动。
只需要一个独立的成形运动。
（2）成形法发生线形成方法：刀刃为一条切削线，它的形状和长短与所需要成型的发生线一致运动：不需要专门的成形运动（3）相切法发生线形成的方法：刀刃为切削点，它是旋转刀具刀刃上的点，切削刀具的需安装中心按一定规律轨迹运动，切削点运动轨迹的包络线（相切线）就是发生线。
运动：需要两个独立的成形运动，即刀具的旋转运动和刀具的回转中心的轨迹运动。
（4）展成法发生线形成的方法：刀刃为一条切削线，但他与需要形成的发生线不相吻合，在形成发生线的过程中，展成运动使切削刃与发生线相切并煮点接触而形成与他共轭的发生线，即发生线是切削点的包络线。
运动：需要一个独立的成形运动，即展成运动。
1-4用成形车刀车削成形回转表面。
答：母线—曲线，由成形法形成，不需要成形运动。
机械装备技术电子课件第二章
总之，机床的传动系统通常是由几个变速组串联
所组成的，其中以基本组为基础，再通过第一、第
二、……扩大组将各轴的转速级数和变速范围逐步扩
大。通常，将这样的传动系统称为常规传动系统。
常规传动系统的特点：
1）单公比的连续等比数列； 2）单速电机为动力源； 3）采用滑移齿轮或齿轮离合器变速； 4）没有采用公用齿轮。
二、 主传动链转速图的拟定
• 1.极限传动比、极限变速范围原则
最小传动比的限制 最大传动比的限制 直齿轮， 直齿轮变速组的极限变速范围 r=8. 螺旋圆柱齿轮变速组的极限变速范围 r=10. e.g. ① 公比φ=1.41
e.g. ② 18=31×36×23， 公比φ=1.26,。
•
2.传动顺序及传动副数原则
主轴转速为连续等公比数列时（即无转速的重复或空 缺），主轴转速的变速级数等于各变速组传动副数
的乘积。即：
Z＝pa×pb×pc×pd×……pm
例：主轴转速为连续等公比数列，主轴转速级数Z =12。 a、b、c三个变速组的传动副数： pa＝3、pb＝2、pc＝2。
主轴转速级数：Z＝pa×pb×pc＝3×2×2＝12
转速线 传动线
标中，并把有关
转速之间的传动
比也画出来的一
种线图。 ⑵ 组成
传动轴线
转速点
⑶ 基本概念
1）变速组的级比和级比指数 级比 x－变速组中两相邻传动比的比值； 级比指数 x－转速图上两相邻传动线相距的格数。 2）基本组和扩大组 基本组 — x＝1的变速组。 扩大组 — x＞1的变速组。 扩大顺序 — 变速组按 x 值 由小到大依次排列的顺 序。 3）变速组的变速范围 基本组：
结构式：8＝22×21×24
第一扩 大 组
进给系统传动设计
结构设计
二、主轴箱内传动轴的空间布置
主轴箱（变速箱）内传动轴按空间三角形分布。要求： 主轴箱（变速箱）内传动轴按空间三角形分布。要求： ① 首先满足机床总体布局对主轴箱的形状和尺寸限制； 首先满足机床总体布局对主轴箱的形状和尺寸限制 机床总体布局对主轴箱的形状和尺寸限制； ② 兼顾变速机构、润滑装置的设计合理性； 兼顾变速机构、润滑装置的设计合理性； ③ 考虑各轴受力情况，装配调整和操纵维修的方便； 考虑各轴受力情况，装配调整和操纵维修的方便； ④ 考虑散热性能，确保热变形小。 考虑散热性能，确保热变形小。 其中主轴箱的形状和尺寸 限制， 限制，是影响传动件空间布置 最重要的因素。 最重要的因素。
电动机 主换向机构 主变速机构
挂 轮 架
进给换 向机构 进给箱
外联系传动进给链 内联系螺纹链
进给传动系统设计
数控机床是无级电伺服变速进给链 机床的每一进给运动采用一个伺服电动机， 机床的每一进给运动采用一个伺服电动机，直接或通过定比传 动机构与滚珠丝杠相连接。在丝杠（或伺服电动机） 动机构与滚珠丝杠相连接。在丝杠（或伺服电动机）等旋转零件端 部安装脉冲发生器，或在工作台侧安装光栅。 部安装脉冲发生器，或在工作台侧安装光栅。用同步脉冲控制伺服 电动机，保证工作台精确的运动速度和定位精度。 电动机，保证工作台精确的运动速度和定位精度。
进给传动系统设计
三、机械分级进给传动系的设计要点
1.进给传动是恒转矩传动 1.进给传动是恒转矩传动 在各种不同进给量的情况下，产生的切削力大致相同， 在各种不同进给量的情况下，产生的切削力大致相同，进给力 也是大致相同。故驱动进给运动的传动件是恒转矩传动。 也是大致相同。故驱动进给运动的传动件是恒转矩传动。 2.进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速 2.进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速
第二章机电答案
第二章机床的传动设计§2-1 分级变速主传动系统设计2-1§2-2 扩大变速范围的传动系统设计22§2-3 计算转速23§2-4 无级变速系统设计24§2-5 进给传动系统设计25§2-6 结构设计26本章基本要求与重点：1、理解转速图的概念，能根据转速图和公比求出各传动比的数值；2、掌握结构式和结构网的拟定方法。
能根据给定条件，拟定出合理的结构式，画出结构网及转速图；3、掌握主传动运动设计要点：一个规律、二个限制、三个原则和四项措施；4、掌握计算转速的概念以及机床传动件计算转速的确定方法；5、了解无级变速系统和进给传动系统的设计特点，以及齿轮的布置方法。
本章难点：计算转速的确定。
定比传动机构变速机构开停装置功组动力传递；制动装置运动方式转换装置用成速度传递；满足运动的需要。
润滑装置密封装置操纵机构主轴组件箱体图2-1X6132万能升降台铣床主传动系统装配图设计要求设计要求工作性动力经济性使用运动能要求要求要求要求要求变速功率精度操纵结构范围转速扭矩传动刚度抗振性噪声调整维修润滑加工装配成本级数效率热变形密封设计步骤⑴调研须有足够的设计原始资料，在明确机床应满足的要求(机床主轴的变速范围，转速级数和电机功率等)的同时，还应收集国内、外有关技术文献，现有同类型机床的设计图纸及经验总结。
⑵传动链根据机床的主要技术参数要求，拟定可能的转速运动设计图，并从中选择合理的方案；然后计算齿轮齿数和皮带轮直径等，最后绘制机床的传动系统图。
⑶根据传动系统图设计变速箱或主轴箱装配图，传动系统结构设计并进行必要的动力验算。
⑷零件设计-1§2 1 1 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计¾运动设计：运用转速图的基本原理，拟定满足给定的转速或速度要求的合理传动系统方案。
拟定结构式或结构网；拟定转速图；¾内容合理分配各传动副的传动比；确定齿轮齿数和皮带轮直径；绘制机床的传动系统图。
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极限总变速范围为 R = 2.8×5 = 14
第九节
进给传动系统设计
4.进给传动扩大顺序原则 因为进给系统是恒转 矩变速，末端旋转件的转 矩一定。为减小中间传动 轴及其传动件的结构尺寸。 扩大顺序采用“前疏后密”
的原则。
如：升降台铣床进给 传动系转速图
第九节
进给传动系统设计
四、无级变速进给系统
1.普通机床采用液压无级调速 通过改变流量阀阀口过流面积 调节液流阻力、液压缸出口流量，实现速度变化。运动平稳性好， 变速范围大，但调速不准确，适用于外联系进给传动系统。 2.数控机床采用伺服电机无级调速 按有无检测、反馈装置以 及装置的位置分为开环、半开环、闭环伺服系统。
② 兼顾变速机构、润滑装置的设计合理性；
③ 考虑各传动轴受力情况、装配调整和操纵维修方便； ④ 确保散热性能，减小热变形。
第十节
结构设计
1.主轴箱内各传动轴的布置顺序
① 首先确定主轴的位置（车床根据其中心高确定）；
② 然后确定传动主轴的轴的位置，以及与主轴有齿轮啮合关
系的轴的位置； ③ 确定电机轴或运动输入
第九节
1、爬行现象及其机理
进给传动系统设计
五、低速运动平稳性和防止爬行的措施 当运动部件低速运动时，传动装置的速度是均匀的，但被驱 动件的运动出现跳跃式、时走时停或时快时慢的现象，即爬行。
2、消去爬行的措施
⑴ 减少静、动摩擦因数之差； 采用导轨油。 ⑵ 提高传动系统刚度； 缩短传动链、减少传动件数量。 ⑶ 增加传动系统阻尼比； 增大润滑油的粘度、增加阻尼器。 ⑷ 减轻移动部件质量，提高导轨的加工和装配质量等。
Ti T末n末 / ni T末ui
ui 越大，传动件承受的转矩越大。在进给传动系的最大升速链 中，各传动件至末端输出轴的传动比最大，承受的转矩也最大。故 各传动件的计算转速是其最高转速。
第九节
进给传动系统设计
3.进给传动极限传动比、极限变速范围原则 进给传动系统速度低，负载小，消耗的功率小，所用齿轮薄， 模数小。故 极限传动比为 imin≥1/5， imax≤2.8；
机械制造装备设计
第三章 金属切削机床设计
第九节
进给传动系统设计
一、进给传动的载荷特点
进给传动用于实现机床的进给运动和辅助运动，且多为直线
运动。
进给传动的载荷特点：直线传动的恒转矩载荷，传动件的计 算转速 n计 就是传动件的最高转速。
电动机 主换向机构 主变速机构
挂 轮 架
进给换 向机构 进给箱
外联系传动进给链 内联系螺纹链
第九节
进给传动系统设计
3）变速机构 用来改变进给量大小。有交换齿轮变速、滑移 齿轮变速、齿轮离合器变速、机械无级变速和伺服电动机变速。 4）换向机构 ①进给电动机换向，换向方便，但换向不能太 频繁。②齿轮换向（圆柱齿轮和圆锥齿轮），换向可靠，广泛用
于各种机床。
5）运动分配机构 用来转换传动路线，常采用离合器。 6）过载保护机构 过载时可自动断开运动，过载排除后自动 接通。常采用牙嵌离合器、片式安全离合器。 7）运动转换机构 用来变换运动的类型（回转运动变为直线 运动），如齿轮齿条、蜗杆蜗轮、丝杠螺母等。
（1）开环伺服系统 数控装置脉冲→
分配器→功率放大器→步进电机→齿轮 →滚珠丝杠螺母副→工作台。系统精度
取决于步进角、齿轮和滚珠丝杠副的传
动精度，适用于精度不高的数控机床。
开环伺服系统
第九节
进给传动系统设计
（2）闭环伺服系统 检测装置安装在工作台上，将工作台的实 际位移量反馈给数控装置，与控制量比较，控制伺服电动机或修 正补偿指令，以消除工作台等执行件的移动误差。适用于伺服电 机和步进电机驱动的精密数控机床上。 （3）半闭环伺服系统 检测装 置安装在传动的旋转部件上，不 能补偿丝杠螺母副的传动误差， 不能检测工作台等执行件的运动 误差。系统精度高于开环，低于 闭环系统。多用于数控机床的进 给系统。 半闭环伺服系统
间布置比较宽松，以便
数控机床是无级电伺服变速进给链 机床的进给运动采用一个伺服电动机，直接或通过一定比传动 机构与滚珠丝杠相连接。在丝杠（或伺服电动机）等旋转零件端 部安装脉冲发生器，用同步脉冲控制伺服电动机，保证工作台精 确的运动速度和定位精度。
第九节
进给传动系统设计
三、机械分级进给传动系的设计要点
1.进给传动是恒转矩传动 在各种不同进给量的情况下，产生的切削力大致相同，进给力 也是大致相同。故驱动进给运动的传动件是恒转矩传动。 2.进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速
第九节
进给传动系统设计
二、进给传动的分类和组成
1.分类: 机械进给传动、液压进给传动、电伺服进给传动 2.组成 进给传动链由动力源、变速机构、换向机构、运动分 配机构、过载保护机构、运动转换机构和执行件等组成。
1）进给传动可单独采用电动机作为动力源，便于缩短传动
链，实现几个方向的进给运动。 2）进给传动可与主传动共用一个动力源，便于保证主传动 和进给运动之间的严格传动比。适用于具有内联系传动链的机床， 如车床、齿轮加工机床。
第九节
进给传动系统设计
普通机床大多是机械分级变速进给链 外联系进给链 包括变速、换向、运动分配、过载保护、运动 转换、超越等机构以及齿轮齿条副、丝杠螺母副。
内联系进给链 包括传动比准确的变速机构。
电动机 主换向机构 主变速机构
挂 轮 架
进给换 向机构 进给箱
外联系传动进给链 内联系螺纹链
第九节
进给传动系统设计
第十节
结构设计
一、主轴箱的结构及要求
主轴箱中有主轴、变速机构，操纵机构和润滑系统等。 主轴箱应保证运动参数、较高的传动效率； 传动件具有足够的强度或刚度,运动噪声低； 操纵方便，便于检修； 良好的工艺性，成本低，外形美观等。
第十节
要求：
结构设计
二、主轴箱内传动轴的空间布置
① 首先满足机床总体布局对主轴箱的形状和尺寸限制；
传动轴
输入轴
轴的位置；
④ 最后确定其它各传动轴 的位置。 通常传动轴按三角形布置， 以缩小箱体径向尺寸。 其它传动轴
第十节
结构设计
变速箱内也可采用——传动轴线重合 卸荷带轮
Ⅲ 轴
Ⅴ 轴
第十节
结构设计
卧式铣床的主变速机构，是利用立式床身作为变速箱体。 立式床身内部空间 传动轴 较大，各传动轴可以排 在一个铅垂平面内，空