第二章主传动系统
机械制造装备概论(第2章车床)-newnew
• 传动路线(关系推导)如下:
扩大导程传动路线示意:
• 此时，主轴Ⅵ至轴Ⅸ间的传动比U扩为:
•
而车削常用螺纹时,主轴Ⅵ与轴Ⅸ间的传动
比为1。这表明，当螺纹进给传动链其它调整(操
控)情况不变时，作上述调整可使主轴与丝杠间的
传动比增大4倍或16倍，从而车出的螺纹导程也相
• 注意：
• 主轴反转时,轴Ⅰ--Ⅱ的传动比大于正转时的传
动比，所以反转转速高于正转。主轴反转主要用 于车螺纹时退回刀架。在不断开主轴和刀架间传 动链的情况下退刀，使刀架退至起始位置，采用 较高转速，可以节省辅助时间。
二、进给传动链
功用——使刀架实现纵
向及横向移动变速与换向。
传动原理图
它包括车螺纹进给运动传 动链和机动进给运动传动
运动：车床的主运动是由工件 的旋转运动实现的；进给运动则 由刀具的直线移动完成的。 分类：卧式、立式、转塔、仿 形、自动和半自动、专门化车床 （曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床） 数控车床。 所用刀具：车刀、钻头、扩孔 钻、铰刀、丝锥等； 加工精度：经济加工精度 IT8~IT7,表面粗糙度Ra1.25~2.5。
•
U倍为轴ⅩⅤI到轴ⅩⅦ间变速机构的可变传动
比，共4种:
上述四种传动比成倍数关系排列。这种变速机构 称为增倍机构，简称增倍组。
车削米制（右旋）螺纹的运动平衡式为：
式中：L----螺纹导程（对于单线螺纹为螺距P），单 位为mm；
u基---轴ⅩⅣ--ⅩV间基本螺距机构传动比； u倍---轴ⅩⅤI--ⅩVIII间增倍机构的传动比。 K---螺纹头数；
• 换向装置
观看视频动画
• 轴II →轴III • 通过三对齿轮副(22/58,30/50,39/41) → 轴III
机械制造装备设计(第二章)
图 2-4 结 构 网
检验： 检验：
rm = ϕ xm ( pm −1) ≤ rmax 最后扩大组的变速范围小于8 10。 最后扩大组的变速范围小于8～10。
第二扩大组c 第二扩大组 级比： 级比：ϕ 6 x2＝ 6 r2 ＝ ϕ 6
⑷ 功用
动路线； 动路线； 2）传动顺序； 传动顺序； 3）变速组数目； 变速组数目；
电动机
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1400 1000 710 500 355 250
1）主轴各级转速的传
4）变速组传动副数、 变速组传动副数、 变速范围； 变速范围； 5）基本组和扩大组； 基本组和扩大组； 6）传动轴数目、转速 传动轴数目、 级数、转速大小； 级数、转速大小； 7）各传动副级比关系、 各传动副级比关系、 传动比的数值； 传动比的数值；
Z＝pa×pb×pc×pd×……pm ……p
主轴转速为连续等公比数列，主轴转速级数Z 例：主轴转速为连续等公比数列，主轴转速级数 =12。 。 a、b、c三个变速组的传动副数： 、 、 三个变速组的传动副数 三个变速组的传动副数： pa＝3、pb＝2、pc＝2。 、 、 。 主轴转速级数： ＝ 主轴转速级数：Z＝pa×pb×pc＝3×2×2＝12 × × ＝
⑷ 零件设计
§2 - 1
分级变速主传动系统设计
运动设计：运用转速图的基本原理， 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。 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； 拟定结构式或结构网； 拟定转速图； 拟定转速图； 内容 合理分配各传动副的传动比； 合理分配各传动副的传动比； 确定齿轮齿数和皮带轮直径； 确定齿轮齿数和皮带轮直径； 绘制机床的传动系统图。 绘制机床的传动系统图。
数控机床及其维护第2章练习题答案
第2章思考与练习题答案1. 数控机床与普通机床相比，在机械传动和结构上有哪些特点？答案：（1）高刚度数控机床要在高速和重负荷条件下工作，因此，机床的床身、立柱、主轴、工作台、刀架等主要部件，均需具有很高的刚度，工作中应无变形或振动。
（2）高灵敏度数控机床通过数字信息来控制刀具与工件的相对运动，它要求在相当大的进给速度范围内都能达到较高的精度，因而运动部件应有较高的灵敏度。
（3）高抗震性数控机床的一些运动部件，除应具有高刚度、高灵敏度外，还应具有高抗振性，即在高速重切削情况下应无振动，以保证加工工件的高精度和高的表面质量。
特别要注意的是应避免切削时的谐振，因此对数控机床的动态特性提出更高的要求。
（4）热变形小机床的主轴、工作台、刀架等运动部件，在运动中常易产生热量，而工艺过程的自动化和精密加工的发展，对机床的加工精度和精度稳定性提出了越来越高的要求。
（6）可靠性机床在自动条件下工作，这就要求机床具有高可靠性，像在工作中动作频繁的刀库、换刀机构、工件交换装置等部件都具有自锁和互锁装置保证在长期工作中十分可靠。
2. 数控机床的主传动系统有哪些要求？答案：与普通机床比较，数控机床主传动系统具有下列特点：（1）转速高、功率大。
它能使数控机床进行高速、大功率切削，实现高效率加工。
随着涂层刀具、陶瓷刀具和超硬刀具的发展，数控机床切削速度也不断的提高。
（2）所选用的电机主要使用新型的交流伺服电动机，而不在采用普通的交流异步电动机或传统的直流调速电动机。
（3）变速范围大，可实现无级调速。
数控机床的主传动系统要求有较大的调速范围，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。
（4）具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪声低。
主传动件的制造精度与刚度高，耐磨性好；主轴组件采用精度高的轴承及合理的支承跨距，具有较高的固有频率，实现动平衡，保持合适的配合间隙并进行循环润滑。
（5）具有特有的刀具安装结构。
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
第二节数控机床主传动系统
电磁离合器—— 应用电磁效应接通或切断运动的元件，便于实现 自动操作，已成为自动装置中常用的执行元件。
电磁离合器用于数控机床的主传动时，能简化变 速机构，通过若干安装在各传动轴上的离合器的吸合 和分离的不同组合来改变齿轮的传动路线，实现主轴 的变速。
例子： 1、数控镗床主轴箱中使用的无滑片式电磁离合器。 2、啮合式电磁离合器（亦称为牙嵌入电磁离合器）。
第二节 数控机床主传动系统
一、数控机床的主传动变速 二、数控机床的主轴部件 三、数控机床的主轴材料和热处理 四、主轴内刀具自动夹紧、切屑清除装置 五、主轴准停装置
一、数控机床的主传动变速
一）数控机床变速方式 二） 数控机床主传动系统的三种配置方式
1、带变速齿轮的主传动 液压拨叉变速 电磁离合器
2、通过皮带传动的主传动 3、由调速电机直接驱动的主传动 三）数控机床主传动装置的特点 四）主传动变速设计
结构特点：是在摩擦面上做成一 定的齿形，以提高所能传递的力 矩。当线圈1通电后，带有端面齿 的衔铁2被引吸和磁轭8的端面齿 互相啮合。衔铁2又通过渐开线齿 形花键与定位环5联接，再通过螺 钉7传递给齿轮（图中未示出）。 其中，隔离环6是为了防止磁力线 从传动轴通过构成回路，而削弱 电磁吸力。衔铁2和定位环5采用 渐开线花键联结，保证了衔铁与 传动轴的同轴度，使端面齿能更 可靠地啮合。采用螺钉3和压力弹 簧4的结构能使离合器的安装方式 不受限制，不管衔铁使水平还是 垂直、向上还是向下，安装都能 保证合理的齿面间隙。
无滑片式电磁离合器：
优点：省去了电刷，避免了磨损和接触不良所带来的故障， 因比较适用于高速运转的主运动系统。由于采用摩 擦片来传递扭矩，所以允许不停车变速。
缺点： 变速时产生大量的摩擦热；且由于线圈和铁芯是静止 不动的，因此必须在旋转的套筒上安装滚动轴承7， 这样加大了离合器的的径向尺寸。此外，这种摩擦离 合器的磁力线（图中的虚拟）通过钢质的摩擦片，在 线圈断电之后会有剩磁，增加了离合器的分离时间。
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
X62W型铣床主传动系统设计计算说明书
目录第1章运动设计......................................... 第2章传动零件的初步计算............................... 第3章零件的验算....................................... 第4章结构设计的说明................................... 第5章参考文献.........................................第1章 运动设计1.1 机床的主要技术参数电动机额定功率P=7.5KW ，级数Z=18,公比 1.26ϕ=，=1500r/min n 电,极限转速min 26.5r/min n =。
1.2 计算出各级转速由 1.26ϕ=、min 26.5r/min n =、Z=18，由参考文献[2]得18级转速为26.5，33.5，42.5，53，67，85，106，132，170，212，265，335，425，530，670，850，1060，1320（r/min)。
1.3 确定结构式在设计简单变速系统时，变速级数应选为32m n z =⨯的形式，其中 m,n 为正整数。
故211832z ==⨯，即选用两对三联齿轮，一对两联齿轮进行变速。
根据传动机构的选择原则：传动副前多后少原则，传动顺序与扩大顺序相一致的原则，变速组降速要前慢后快。
确定其变速结构式去如下：13918332=⨯⨯其最末扩大组的调速范围991.2688n r ϕ===≤，满足要求由于其调整范围已达到极值，故其最大传动比与最小传动比均已确定，即最大传动比：min 2u =最小传动比： min 14u = 1.4 绘制结构网图1-1 结构网13918332=⨯⨯1.5 绘制转速图 1.5.1 选用电动机由参考文献[4]，选用Y 系列封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，其级数P=4，同步转速为1440r/min ，电机型号Y132M-4。
(完整word版)CK6140数控车床主传动系统设计
燕山大学课程设计说明书题目：CK6140数控车床主传动系统设计学院（系）:机械工程学院机制系年级专业： 08级机制2学号： 080101010127学生姓名：吕伟彪指导教师: 王敏婷李宇鹏1共24 页第页目录第1章概述……………………………………………. .……。
11.1 设计要求………………………………………………。
.1第2章主传动的设计 (2)2.1计算转速的确定 (2)2.2变频调速电机的选择.....................................。
(2)2.3转速图的拟定…………………………………………。
..22。
3。
1传动比的计算……………………………………。
.22.3.2参数确定…………………………………………. .。
22.3.3 主轴箱传动机构简图……………………………..。
32。
3.4 转速图拟定……………………………………….。
32.4传动轴的估算..............................................。
(3)2。
5主轴轴颈的确定 (5)2。
6主轴最佳跨距的选择 (5)2.7齿轮模数的估算………………………………………。
62.8 同步带传动的设计 (8)2。
9 滚动轴承的选择 (10)2.10 主要传动件的验算..............................。
. (10)2.10。
1 齿轮模数的验算 (10)2.10。
2 传动轴刚度的验算 (14)2。
10。
3 滚动轴承的验算......................................。
. 15总结.................................。
.................................。
. (16)参考文献………………………………………………..……….。
17第一章概述1.1 设计要求机床类型：数控车床主传动设计要求：满载功率7.5KW，最高转速4000rpm，最低转速41。
第二章传动系统(第4节)自动变速器
图2- 1 1 8 滚柱式单向离合器示意图
图2- 1 1 9 楔块式单向离合器示意图
知识链接:行星齿轮的传动方式
这里，我们来研究一下行星齿轮的传动方式与挡位的关系， 行星齿轮机构按不同的组合形式可有8种传动方式，详见表21。
表2 - 1
方案
1
单排 单级 行星齿 轮 传动方 式
主动 件
太阳 齿轮 从动 件 锁定 件 内齿 圈 太阳 齿轮 备注 适用
拉威挪式行星齿轮机构是一种复合式行星齿轮机构。 它由一个单行星轮式行星排和一个双行星轮式行星排组合 而成：后太阳轮和长行星轮、行星架、齿圈共同组成一个 单行星轮式行星排；前太阳轮、短行星排、长行星轮、行 星架和齿圈共同组成一个双行星轮式行星排。两个行星排 共用一个齿圈和一个行星架。因此它只有4个独立元件， 即前太阳轮、后太阳轮、行星架、齿圈。可以组成有3个 前进挡或4个前进挡的行星齿轮机构。拉威挪式行星齿轮 结构如图2-111。
制 动 器
常见的制动器有带式制动器和片式制动器两种，其作用是：
将行星排中太阳轮、行星齿轮、行星架三个基本元件之
一加以固定，使之不能旋转，产生不同的传动方向或速比。
带式制动器
带式制动器，又称制动带，主要由制动带、制动毂、液压
缸及活塞等组成。如图2-113所示。
制动带
转鼓
壳体
活塞
当 控制油压加在活塞上 时，活塞向左移，压 缩回位弹簧，推杆推动制动带的一端，由于制动带 的另一端固定在变速器壳体上，制动带的直径变 小，箍紧在转鼓上。 当 活塞缸中没有控制油 压时，活塞和推杆在 回位弹簧的作用下被推回，制动带松开。
1．行星齿变速器
行星齿轮
齿圈 行星齿轮架 太阳轮
图2 - 1 0 6 行星齿轮变速器
第二章 机械传动系统的总体设计
第二章机械传动系统的总体设计机械传动系统的总体设计，主要包括分析和拟定传动方案、选择原动机、确定总传动比和分配各级传动比以及计算传动系统的运动和动力参数。
第一节分析和拟定传动系统方案一、传动系统方案应满足的要求机器通常由原动机（电动机、内燃机等）、传动系统和工作机三部分组成。
根据工作机的要求，传动系统将原动机的运动和动力传递给工作机。
实践表明，传动系统设计的合理性，对整部机器的性能、成本以及整体尺寸都有很大影响。
因此，合理地设计传动系统是整部机器设计工作中的重要一环，而合理地拟定传动方案又是保证传动系统设计质量的基础。
传动方案一般由运动简图表示，它直接地反映了工作机、传动系统和原动机三者间运动和动力的传递关系。
在课程设计中，学生应根据设计任务书拟定传动方案。
如果设计任务书中已给出传动方案，学生则应分析和了解所给方案的优缺点。
传动方案首先应满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还应结构简单、尺寸紧凑、成本低、传动效率高和操作维护方便等。
要同时满足上述要求往往比较困难，一般应根据具体的设计任务有侧重地保证主要设计要求，选用比较合理的方案。
图2—l所示为矿井输送用带式输送机的三种传动方案。
由于工作机在狭小的矿井巷道中连续工作，因此对传动系统的主要要求是尺寸紧凑、传动效率高。
图2—1（a）方案宽度尺寸较大，带传动也不适应繁重的工作要求和恶劣的工作环境；图2—l（b）方案虽然结构紧凑，但蜗杆传动效率低，长期连续工作，不经济；图2—l（c）方案宽度尺寸较小，传动效率较高，也适于恶劣环境下长期工作，是较为合理的。
图2—l 带式输送机传动方案比较二、拟定传动系统方案时的一般原则由上例方案分析可知，在选定原动机的条件下，根据工作机的工作条件拟定合理的传动方案，主要是合理地确定传动系统，即合理地确定传动机构的类型和多级传动中各传动机构的合理布置。
下面给出传动机构选型和各类传动机构布置及原动机选择的一般原则。
写出主轴传动系统的传动结构式
智能化
智能化技术如传感器、控制系统和人 工智能的应用，使主轴传动系统能够 实现自适应控制和远程监控，提高设 备的自动化和智能化水平。
绿色环保
随着环保意识的提高，主轴传动系统 也在朝着绿色环保方向发展，采用节 能技术和环保材料，降低能耗和减少 对环境的影响。
05 主轴传动系统的维护和保养
CHAPTER
造纸机械
在造纸机械中，主轴传动系统 用于驱动各种工作辊和压榨辊
，完成纸张的制造和加工。
主轴传动系统的发展趋势
高效化
随着制造业对生产效率的追求，主轴 传动系统正朝着高效化方向发展，以 提高加工速度和降低能耗。
模块化
为了满足不同应用领域的个性化需求， 主轴传动系统正朝着模块化方向发展， 通过模块的组合和替换，实现系统的 灵活配置和定制化。
主轴
主轴是机床的主要旋转部件，用于安装刀 具并传递切削力。主轴的结构和精度直接 影响加工精度和刀具寿命。
传动轴
传动轴用于将动力从动力源传递到主轴， 通常采用高精度、高刚性的传动轴，以保 证主轴的旋转精度和稳定性。
03 主轴传动系统的传动结构式
CHAPTER
齿轮传动
01
02
03
齿轮传动的特点
齿轮传动是一种常见的机 械传动方式，具有传动效 率高、传动比准确、使用 寿命长等优点。
谢谢
THANKS
主轴传动系统的传动结构式
目录
CONTENTS
• 引言 • 主轴传动系统概述 • 主轴传动系统的传动结构式 • 主轴传动系统的应用和发展趋势 • 主轴传动系统的维护和保养
01 引言
CHA传动系统是机床中重要的组 成部分，负责将动力传递给主轴 ，使其能够实现旋转运动。
数控机床主传动系统概述
数控机床主传动系统概述主运动系统是指驱动主轴运动的系统，主轴是数控机床上带动刀具和工件旋转，产生切削运动的运动轴，它往往是数控机床上单轴功率消耗最大的运动轴。
其主要功用有：① 传递动力，传递切削加工所需要的动力；② 传递运动，传递切削加工所需要的运动；③ 运动掌握，掌握主运动运行速度的大小、方向和起停。
与进给伺服系统相比，它具有转速高、传递的功率大等特点，是数控机床的关键部件之一，对它的运动精度、刚度、噪声、温升、热变形都有较高的要求。
1.对主运动系统的要求动力功率高由于对高效率的要求日益增长，加之刀具材料和技术的进步，大多数NC机床均要求有足够高的功率来满意高速强力切削。
一般NC 机床的主轴驱动功率在3.7kW～250kW之间。
调速范围宽除了功率方面的要求外，还应使主轴转速具有足够大的调整范围。
调速范围是指最高转速与最低转速之比，即：Rn=nmax/nmin在主运动系统中调速范围有恒扭矩、恒功率调速范围之分，如图5-1所示，在基本转速(额定转速nc )以下是恒转速调速范围，通过调整电枢电压来实现，在nc以上是恒功率调速，通过调磁调速。
而且现在恒功率调速范围尽可能大，以便在尽可能低的速度下，利用其全功率(在低速时往往由于电流的限制，只能进行恒扭矩调速。
由于加工一些难加工材料所需求的转速范围相差很大，例如，钛需要低速加工，而铝合金材料却需要高速加工，而采纳齿轮变速箱扩大变速范围的方法已不能满意要求。
掌握功能的多样化由于NC机床的种类繁多，不同的机床对主轴功能有不同的要求。
如：NC车床车螺纹时要求有同步掌握功能；加工中心为了能进行自动换刀需要主轴准停功能；NC车床和NC磨床在进行端面加工时，为了保证端面加工的粗糙度要求，要求接触点处的线速度为恒值，需要恒线速切削功能；还有些NC机床有C轴掌握功能。
性能要求高对主轴电机的性能要求如下：①电机抗过载力量强，要求有较长时间(1～30min)和较大倍数的抗过载力量；②在断续负载下，电机转速波动要小；③速度响应要快，升降速时间要短；④电机温升低，振动和噪音小；⑤牢靠性高，寿命长，维护简单；⑥体积小，重量轻，与机床联接简单。
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
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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。
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
数控车床的主传动系统设计及控制论文
数控车床的主传动系统设计及控制第一章：绪论1.1数控车床简介数控车床，是一种高精度、高效率的自动化机床。
配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。
主机，他是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。
他是用于完成各种切削加工的机械部件。
数控设置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。
驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。
他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。
当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。
辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。
它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。
编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
“CNC”是英文Computerized Numerical Control（计算机数字化控制）的缩写。
数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。
我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等)，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器)，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。
这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。
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本节课到此结束
高速主轴单元
高速化是机床的发展趋势。目前的高速机床和虚拟轴机床均为 机床突破性的重大变革，进入20世纪90年代以来，高速加工技术已开 始进入工业应用阶段，并已取得了显著的技术经济效益。 超高速加工具有如下优点： (1) 随着切削速度的提高，切削力下降，切除单位材料的能耗低 ，加工时间大幅度缩短，所以，切削效率高。 (2) 加工表面质量好，精度高，可作为机械加工的最终工序。 (3) 零件变形小，切削产生的切削热绝大部分被切屑带走，基本 不产生热量，减小温升。 (4) 刀具寿命长，刀具磨损的增长速度低于切削效率提高速度。 (5) 在高速加工范围内，机床的激振频率范围远离工艺系统的固 有频率范围，振动小，避免了共振。 (6) 由于直接传动，省去了电机至主轴间的传动链，消除了传动 误差。
2
前支承采用多个 高精度向心推力 球轴承 应用：适用于高 速轻载和精密数 控机床。
3
前、后支承采用 单列和双列圆锥 滚子轴承 应用：适用于中 等精度低速重载 数控机床。
数控机床的主轴部件
2、主轴的润滑与冷却 （1）作用：是控制主轴发热，保证主轴正常工作的必要手段。 （2）方法：通常利用润滑油循环系统把主轴部件的热量带走，使主 轴部件与箱体保持恒定的温度，在某些数控机床上，采用专门的冷却 装置，控制主轴箱温升。有些主轴轴承采用高级优油脂润滑。 3、刀具自动装卸及切屑清除装置 在某些带有刀具库的数控机床中，主轴组件还带有刀具自动装卸装 置和主轴孔内的切屑清除装置。自动装卸装置一般由液压或气压装置 予以实现；而切屑清除则是通过设于主轴孔内的压缩空气喷嘴来实现， 其孔眼分布及其角度是影响清除效果的关键。 4. 主轴准停装置作用：又称主轴定位功能。即当主轴停止时，控制 其停于固定的位置，这是自动换刀所必须的功能。
数控机床主传动系统的变速方式
特点：电动机本身的调速就能够满足 要求，不用齿轮变速，可以避免齿轮 传动引起的振动与噪声。它适用于高 速、低转矩特性要求的主轴。常用的 是三角带和同步齿形带。
通过带传动 的主传动
应用：这种传动主要应用在转速 较高、变速范围不大的机床。
数控机床主传动系统的变速方式
特点：这是上述两种方式的混合传动， 具有上述两种性能。高速时电动机通 过皮带轮直接驱动主轴旋转，低速 时，另一个电动机通过两级齿轮传 动驱动主轴旋转，齿轮起到降速和扩 大变速范围的作用，这样就使恒功率 区增大，扩大了变速范围。克服了低速 时转矩不够且电动机功率不能充分利 用的问题。但两个电机不能同 时工作，也是一种浪费。
shukong
第二章 数控机床的机械结构
数控机床主传动系统
数控机床主传动系统的组成和作用
一、主传动系统的组成和作用
1．数控机床主传动系统的作用：产生不同的主轴切削速 度以满足不同的加工条件要求。 2. 数控机床主传动系统的组成：主要包括电动机、传动 系统和主轴部件。
数控机床主传动系统的特点
内装式电主轴
数控机床主传动系统的变速方式
图2.9 数控机床主传动系统的变速方式 (a)变速齿轮； (b)带传动； (c)两个电机分别驱动； (d)由主轴电机直接驱 ； (e)内装式电主轴
数控机床的主轴部件
四、主轴部件
1. 主轴轴承配置形式
1
前、后支承采用 不同轴承 应用：普遍应用 于各种数控机床， 其综合刚度高， 可以满足强力切 削要求。
二、主传动系统的特点 1 2 3 4 转速高、功率大 变速范围宽 主轴变换迅速可靠
主轴组件的耐磨性高
数控机床主传动系统的变方式
三、主传动系统的变速方式
特点：通过少数几对齿轮降速， 扩大输出扭矩，以满足主轴低速 时对输出扭矩特性的要求。
带有变速齿轮 的主传动
应用：大、中型数控机床 采用这种变速方式。
用两个电机分 别驱动主轴
数控机床主传动系统的变速方式
特点：调速电机与主轴用联轴器同轴 联接，这种方式大大简化了主传动系统 的结构，有效地提高了主轴部件的刚度， 但主轴输出扭矩小，电机发热对主 轴精度影响较大。
由调速电机 直接驱动的 主传动系统
数控机床主传动系统的变速方式
特点：优点是主轴部件结构更紧凑， 重量轻，惯量小，可提高启动、停止 的响应特性，并利于控制振动和噪声。 缺点同样是热变形问题。用两个电 动机分别驱动主轴
高速主轴单元
高速、超高速加工的关键技术及其相关技术的研究，已成为国内 外重要的研究领域之一。高速主轴单元是高速切削机床最重要的部件， 也是实现高速和超高速加工的最关键技术之一。高速主轴单元要求动 平衡性高，刚性好，回转精度高，有良好的热稳定性，能传递足够的 力矩和功率，能承受高的离心力，带有准确的测温装置和高效的冷却 装置。 高速主轴单元的类型主要有电主轴和气动主轴。电主轴在第三章 数控机床电气控制系统的伺服电机中详述。气动主轴目前的研究主要 是应用于精密加工，功率较小，其最高转速150000 r／min，输出功 率仅30 W左右。