二機床傳動系統(tǒng)與傳動原

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1、第一節(jié) 金屬切削機床 第三章 機械加工工藝裝備 二、機床傳動系統(tǒng)和傳動原理 二 教 學 內(nèi) 容 （一） （二） 機床傳動系統(tǒng)的組成 （三） （四） 二、機床傳動系統(tǒng)和傳動原理 機床的傳動鏈 機床的傳動原理圖 機床的傳動系統(tǒng)圖 教學要求： 掌握機床傳動系統(tǒng)和傳動原理的基本概念。 教學 要 求 二、機床傳動系統(tǒng)和傳動原理 機床傳動系統(tǒng)和傳動原理的基本概念。 教 學 重 點 教學重點： 二、機床傳動系統(tǒng)和傳動原理 機床傳動系統(tǒng)是由機床的所有傳動鏈組成的運 動傳遞系統(tǒng)。 二、機床傳動系統(tǒng)和傳動原理 （一） 機床傳動系統(tǒng)的組成 （ 1）執(zhí)行件 機床運動的執(zhí)行部件，其作用是裝夾刀具和工件， 使之完成一定形

2、式的運動并保證正確的軌跡。如主軸、 刀架、工作臺等。 機 床 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成 （ 2）運動源（動力源） 機床運動的來源，它向運動部分提供動力，如 交流電動機 、 伺服電動機 等。 可以每個運動有單獨的運動源，也可以幾個運 動共用一個運動源。 （一） 機床傳動系統(tǒng)的組成 機 床 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成 （ 3）傳動裝置 傳遞運動和動力的裝置，通過它把執(zhí)行件和運 動源或執(zhí)行件與執(zhí)行件之間聯(lián)系起來，使執(zhí)行件獲 得一定速度和方向的運動，并使有關執(zhí)行件之間保 持某種確定的相對運動關系。 傳動裝置還有完成變換運動的性質、方向、速 度的作用。 傳動裝置有 機械 、 液壓 、 電氣 、 氣動

3、等多種形 式。 （一） 機床傳動系統(tǒng)的組成 機 床 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成 機械傳動裝置由機械傳動件組成。它包括兩類傳 動機構。 （ 1）定比傳動機構 傳動比和傳動方向固定不變的傳動機構，如 帶傳 動、齒輪傳動、鏈傳動、蝸輪蝸桿傳動、絲杠螺母傳 動 等。 （ 2）換置機構 根據(jù)加工要求可變換傳動比和傳動方向的傳動機 構，如 掛輪變速、滑移齒輪變速、塔輪變速、離合器 換向等 。 機械傳動裝置 （一） 機床傳動系統(tǒng)的組成 機 床 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成 液壓傳動 進給系統(tǒng) 電氣傳動 控制部分 氣壓傳動 夾緊裝置 （一） 機床傳動系統(tǒng)的組成 機 床 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成 機 床 傳 動

4、 系 統(tǒng) 的 組 成 （一） 機床傳動系統(tǒng)的組成 運動源 傳動裝置 定比傳 動機構 執(zhí)行件 為運動提供動力 傳遞動力和運動 執(zhí)行機床運動 機械 變速 電氣 控制 液壓 進給 氣動 夾緊 換置 機構 可轉換 傳動比 機構 帶 傳 動 齒 輪 傳 動 鏈 傳 動 絲杠 螺母 傳動 蝸輪 蝸桿 傳動 掛 輪 變 速 滑 移 齒 輪 塔 輪 變 速 離 合 器 換 向 主軸 刀架 工作臺 在機床的傳動系統(tǒng)中，連接動力源和執(zhí)行件或連 接執(zhí)行件和執(zhí)行件的一系列按順序排列的傳動元件， 稱為 傳動鏈 。 傳動鏈兩端的元件稱為末端件，可以是動力源 或執(zhí)行件。 機 床 的 傳 動 鏈 （二） 機床的傳動鏈 外聯(lián)系

5、傳動鏈 按傳動鏈的性質 不同可分為： 內(nèi)聯(lián)系傳動鏈 傳動鏈兩個末端件之間要求有嚴格的傳動比關系， 如 車削螺紋時，主軸與刀架間的傳動鏈；滾切齒輪 時，工件與滾刀間的傳動鏈。 內(nèi)聯(lián)系傳動鏈中不能用 帶傳動 、 摩擦傳動 和 鏈傳 動 。 機 床 的 傳 動 鏈 （二） 機床的傳動鏈 傳動鏈兩個末端件之間不要求有嚴格的傳動比關 系，如 車削外圓時，電機與主軸間的傳動鏈。 外聯(lián)系傳動鏈 內(nèi)聯(lián)系傳動鏈 為了便于研究機床的傳動原理 , 用一些簡明的符 號把動力源、執(zhí)行件之間的傳動聯(lián)系表示出來的示意 圖。 并不表達實際傳動機構的種類和數(shù)量。 （三）機床的傳動原理圖 傳動原理圖常用符號 機 床 的 傳 動

6、原 理 圖 a)電機 b)主軸 c)車刀 d)滾刀 e)合成機構 f)換置機構 g)機械定比聯(lián)系 h)電聯(lián)系 i)脈沖發(fā)生器 j)數(shù)控系統(tǒng) 車螺紋的傳動原理圖 1）工件旋轉（主運動） 傳動路線： 電動機 1 2 uv 3 4 主軸（工件） 外聯(lián)系傳動鏈， 使用了 帶傳動及摩擦離合器。 例 1：車削螺紋 機 床 的 傳 動 原 理 圖 （三）機床的傳動原理圖 車螺紋的傳動原理圖 2）刀具移動（進給運動） 傳動路線： 主軸（ 1轉） 4 5 ux 6 7 絲杠（刀架） （導程 P） 內(nèi)聯(lián)系傳動鏈， 不允許 使用帶傳動及摩擦離合 器 例 1：車削螺紋 機 床 的 傳 動 原 理 圖 （三）機床的傳動

7、原理圖 銑削平面的傳動原理圖 1）刀具旋轉（主運動） 傳動路線： 主電機 1 2 uv 3 4 主軸（銑刀） 外聯(lián)系傳動鏈 例 2：銑削平面 （三）機床的傳動原理圖 機 床 的 傳 動 原 理 圖 銑削平面的傳動原理圖 2）工件移動 （進給運動） 傳動路線： 進給電機 5 6 ux 7 絲杠（工作臺） 外聯(lián)系傳動鏈 例 2：銑削平面 （三）機床的傳動原理圖 機 床 的 傳 動 原 理 圖 機床傳動系統(tǒng)圖： 表示機床全部運動的傳動關系 的示意圖，用國家標準規(guī)定的符號表示各種傳動元件， 并按照運動傳遞的順序，畫在能反映機床外形和各主 要部件相互位置的展開圖中。 只表示傳動關系，而不表示各零件的實際

8、尺寸和 位置。 下面以 CA6140普通臥式車床傳動系統(tǒng)圖為例進 行分析。 （四）機床的傳動系統(tǒng)圖 機 床 的 傳 動 系 統(tǒng) 圖 130 用規(guī)定符號表示傳動件； 按運動傳遞順序，以展開圖形式，表示所有運動 和傳動關系； 標明齒數(shù)、蝸桿頭數(shù)、帶輪直徑、絲杠螺距和頭 數(shù)、電機功率和轉速、傳動軸序號等。 CA6140普通臥式車床傳動系統(tǒng)圖 用規(guī)定符號表示傳動件； 按運動傳遞順序，以展開圖形式，表示所 有運動和傳動關系； 標明齒輪齒數(shù)、蝸桿頭數(shù)、帶輪直徑、絲 杠螺距和頭數(shù)、電機功率和轉速、傳動軸 序號等。 CA6140普通臥式車床傳動系統(tǒng)圖 CA6140 車床傳 動 系統(tǒng) 主運動傳 動鏈 進給運動

9、傳動鏈 縱向進給傳動鏈 橫向進給傳動鏈 螺紋進給傳動鏈 刀架快速移動傳動鏈 CA 61 40 普 通 臥 式 車 床 傳 動 系 統(tǒng) 圖 1.主運動傳動鏈 主軸V I 50 63 M 58 26 V 50 51 80 20 IV 50 50 80 20 III 50 30 53 22 41 39 II 30 34 V I I 34 50 右M 43 51 38 56 左M I 230 130 電動機 2 1 1 （ 1）傳動路線 （ 2）主軸轉速級數(shù) 正轉時 2 3 ( 1 + 2 2-1 )= 24 級 反轉時 1 3 ( 1 + 2 2-1 )= 12 級 主軸V I 50 63 M 58

10、 26 V 50 51 80 20 IV 50 50 80 20 III 50 30 53 22 41 39 II 30 34 V I I 34 50 右M 43 51 38 56 左M I 230 130 電動機 2 1 1 （ 3）主軸的轉速 運動平衡式為： n主 n電 d/D（ 1-)u12u23u36 主軸V I 50 63 M 58 26 V 50 51 80 20 IV 50 50 80 20 III 50 30 53 22 41 39 II 30 34 V I I 34 50 右M 43 51 38 56 左M I 230 130 電動機 2 1 1 主軸最高轉速： nmax 1

11、450 130/230（ 1-0.02)56/38 39/41 63/50 1400 r/min 主軸V I 50 63 M 58 26 V 50 51 80 20 IV 50 50 80 20 III 50 30 53 22 41 39 II 30 34 V I I 34 50 右M 43 51 38 56 左M I 230 130 電動機 2 1 1 主軸最低轉速： nmin 1450 130/230（ 1-0.02)51/43 22/58 20/80 20/80 26/58 10 r/min 主軸V I 50 63 M 58 26 V 50 51 80 20 IV 50 50 80 20

12、 III 50 30 53 22 41 39 II 30 34 V I I 34 50 右M 43 51 38 56 左M I 230 130 電動機 2 1 1 2.進給運動傳動鏈 （ 1）螺紋進 給傳動鏈 主軸轉（ 1 r） 刀具移 動（ P mm） 運動平衡式 1主軸 uP絲 P 螺紋 種類 螺距參數(shù) 螺距 /mm 導程 /mm 米制 螺距 T /mm T P=kT 模數(shù) 制 模數(shù) m/mm Tm=m Pm=kTm=km 英制 每英寸牙數(shù) a/（牙 in-1） Ta=25.4/a Pa=kTa=25.4k/a 徑節(jié) 制 徑節(jié) DP/（牙 in-1） TDP=25.4/DP PDP=kTD

13、P=25.4k/DP 螺距參數(shù)及其螺距、導程換算關系 注： k為螺紋線數(shù)或頭數(shù)。 （ 1）螺紋進給傳動鏈 u基 1 = 26/28 = 6.5/7 u基 2 = 28/28 = 7/7 u基 3 = 32/8 = 8/7 u基 4 = 36/28 = 9/7 u基 5 = 19/14 = 9.5/7 u基 6 = 20/14 = 10/7 u基 7 = 23/21 = 11/7 u基 8 = 24/14 = 12/7 u基 為 軸之間變速機 構的可變傳動比，共 8種： 基本變速組 u倍 為 軸之間變 速機構的可變傳動比，共 4種： 2 1 28 35 45 18 3 倍u 1283535284

14、 倍u 8 1 48 15 45 18 1 倍u 4 1 48 15 35 28 2 倍u 28 35 48 15 35 28 45 18 增倍變速組 1）車削公制螺紋 （ 米制螺紋 ） P =kT=1 58/58 33/33 63/100 100/75 25/36 u基 25/36 36/25 u倍 12 = 7u基 u倍 T= 7u基 u倍 /k 可得 8 4=32種導程， 20種標準螺紋， 24種大螺距螺紋 2）車削模數(shù)螺紋 （ 米制蝸桿 ） Pm=km =1 58/58 33/33 64/100 100/97 25/36 u基 25/36 36/25 u倍 12 = 7/4 u基 u倍

15、 m = 7u基 u倍 /（ 4k) 3）車削英制螺紋 Pa=kTa= 25.4k/a=1 58/58 33/33 63/100 100/75 1/u基 36/25 u倍 12 = 4/7 25.4 u倍 / u基 a= 7ku基 / （ 4u倍 ） 4）車削徑節(jié)螺紋 （ 英制蝸桿 ） PDP=kTDP=25.4 k/ DP=1 58/58 33/33 64/100 100/97 1/u基 36/25 u倍 12 = /7 25.4 u倍 / u基 mm DP = 7ku基 / u倍 5）車削非標準螺距及精密螺紋 離合器 M3、 M4、 M5全部嚙合 , 螺紋導程靠調(diào)整掛輪 傳動比 u掛 來實

16、現(xiàn) P =k T非 =1 58/58 33/33 u掛 12 u掛 = a/b c /d = P/12= nT非 /12 （ 2）縱橫向進給傳動鏈 刀架（橫向進給） X X V I I 18 59 48 48 X X V M 48 30 30 40 M 48 40 X X I 29 4 MM 56 32 32 36 光杠X I X 56 28 X V I I 英制螺紋路線 米制螺紋路線 主軸V I 9 9 76 刀架（縱向進給）齒條 ZX X I I I 80 28 X X I I M 48 30 30 40 M 48 40 X X I 29 4 MM 56 32 32 36 光杠X I X

17、56 28 X V I I 英制螺紋路線 米制螺紋路線 主軸V I 12 8 8 76 公制螺紋 正常螺距 32種 縱向進給量 英制螺紋 正常螺距 8種 較大進給量 公制螺紋 擴大螺距 8 種 細進給量 英制螺紋 擴大螺距 16種 大進給量 f縱 =1 58/58 33/33 63/100 100/75 25/36 u基 25/36 36/25 u倍 28/56 36/32 32/56 4/29 40/30 30/48 28/80 2.5 12 =0.71 u基 u倍 mm/r 1）縱向進給傳動鏈 CA 61 40 普 通 臥 式 車 床 傳 動 系 統(tǒng) 圖 f橫 =1 58/58 33/33

18、 63/100 100/75 25/36 u基 25/36 36/25 u倍 28/56 36/32 32/56 4/29 40/30 30/48 59/18 5 mm/r 橫向進給量 f橫 / f縱 1/2 2）橫向進給傳動鏈 CA 61 40 普 通 臥 式 車 床 傳 動 系 統(tǒng) 圖 2600 13/29 3）刀架的快速移動 CA 61 40 普 通 臥 式 車 床 傳 動 系 統(tǒng) 圖 CA6140米制螺紋表 - - - - - 1.75 3.5 7 1 2 4 8 - 2.25 4.5 9 - - - - 1.25 2.5 5 10 - - 5.5 11 1.5 3 6 12 75.628261 基u 81481545181 倍u 4 1481535282 倍u 1283535284 倍u 7728282 基u 7928364 基u 75.914195 基u 71014206 基u 71121337 基u 71221368 基u 7828323 基u u基 u倍 導程 L 21283545183 倍u P182 -3.23.6 思考題與習題 思 考 題 與 習 題 二、機床傳動系統(tǒng)和傳動原理