机械制造装备设计 第3版 教学课件 作者 李庆余 第一，二章机械制造装备设计.ppt

2.4 增大恒功率无级变速范围 由机械制造工艺及设备（二）第1篇机械加工工艺基础P1-33 可知：主切削力的经验指数式为 增大恒功率无级变速范围 修正系数 与被加工工件的力学性能、前角、主偏角、刃倾角、刀具圆弧半径、刀具耐用度有关，根据机械制造工艺及设备（二）表1.2-3、1.2-4并计算修正系数 。 由机械制造工艺及设备（二）表1.2-2可知： 2.4 增大恒功率无级变速范围 当 ， ， 时，主切削力及理论主切削功率为 2.4 增大恒功率无级变速范围 若定比为齿形带传动，其机械效率0.96～0.98；为留有一定安全余量，主运动机械效率 计算，则电动机应输出的功率为 长度 的工件粗车外圆时间为 ＜ 2.4 增大恒功率无级变速范围 则电动机输出的最大理论功率为 ＞ 因此，该类 车床仍具有一定的粗加工性能。 2.4 普通电动机无级变速 六、无级变速拓展 1.普通异步电动机 恒功率变速范围1.5。 最低转速可达6r/min。 2.4 双速电动机无级变速 2.双速电动机 低速工作时，额定转速为n,产生的功率约为P，最高转速1.5n。 高速工作时，额定转速为2n，最高转速为3n，高速时产生的功率约为1.5P，电动机在高速状态下以2n/1.5转速工作时，产生的功率为1.5P/1.5=P。因而，可认为传递功率为P转速范围为3。 双速电动机可得到恒功率变速范围为3。 2.5 进给传动系统设计 一、进给传动的载荷特点 进给传动用来实现机床的进给运动和辅助运动。机 床的进给运动大多数为直线运动。直线进给运动的 载荷是切削力，与切削面积成正比。根据工艺规程， 不同的机床，有其相应的最大切削面积，对应有最大 切削力，最大切削力可能出现于任何进给速度中。因 此，直线运动是恒扭矩载荷，传动件的计算转速（ 速度）是该传动件的最大转速（或速度）。 2.5 进给传动系统设计 二、进给传动的分类及组成 进给运动按运动性质分为外联系进给链和内联 系进给链；进给链按控制方式及变速形式分为普 通机床分级变速进给链和数控机床无级变速进 给链。 1、外联系进给传动链，一般包括变速机构、换向机构（如换向惰轮）、运动分配机构、过载保护机构、运动转换（将回转运动变换成直线运动）机构（齿轮齿条副、丝杠螺母副等）。 2、内联系进给传动链只包括传动比准确的变速机构。 2.5 进给传动系统设计 2.5 进给传动系统设计 三、进给传动的基本要求 进给传动系统应满足一下要求： 1.有较高的静刚度。 2.具有良好的快速响应性；抗振性能好；噪声低；有 良好的防爬行性能；切削稳定性好。进给系统有较高 的传动精度和定位精度。 3.能满足工艺需求，有足够的变速范围。 4.结构简单，制造工艺性好，调整维修方便，操纵轻 便灵活。 5.制造成本低，有较好的经济性。 四、分级进给传动设计的原则 对于等差数列进给传动，设计时以满足工艺需求 为目的； 2.5 进给传动系统设计 随机数列进给传动系统，如齿轮加工机床的分齿 运动链、车床的非标准螺纹进给传动链等，采用交 换挂轮机构。 等比进给传动应遵循以下原则： ⒈进给传动系统的极限传动比、极限变速范围 2.5 进给传动系统设计 2.5 进给传动系统设计 ⒉进给传动扩大顺序的原则、最小传动比原则 转矩与传动比成反比，降速传动，传动比小于1， 输出转矩增加。由于进给系统是恒转矩变速，末端旋 转传动件的转矩一定，为减小进给传动中间传动轴及 其传动件的结构尺寸，一般情况下扩大顺序应采用前 疏后密的原则；最小传动比应尽量采用前急后缓的 原则，以提高进给传动系统的传动精度。 2.5 进给传动系统设计 五、无级变速进给系统 进给传动系统的无级变速系统，普通机床多采用 液压无级调速；数控机床一般采用伺服电动机无级调 速。 伺服电动机分为直流伺服和交流伺服两类。 直流伺服电动机主要由小惯量直流电动机和大 惯量直流电动机。 伺服电动机组成的无级调速系统，按有无 检测和反馈装置分为开环系统、闭环伺服系统。 按照检测和反馈装置的位置不同闭环伺服系统 分为全闭环伺服系统（习惯上仍称为闭环伺服 系统）、半闭环伺服系统。 2.5 进给传动系统设计 2.5 进给传动系统设计 1、开环系统 伺服系统没有反 馈装置，数控装置发 出的脉冲，经环形分 配器，功率放大器， 驱动步进电动机旋转， 运动经齿轮、滚珠丝杠螺母副，带动工作台移动。