第二章+机床的传动设计精要.ppt

* * 机械制造装备设计 第二章 传动系统设计 第二章 传动系统设计 第六节 结构设计 第五节 进给传动系统设计 第五节 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。因进给运动多为直线运动，进给传动的载荷特点 是直线传动的恒转矩载荷，传动件的计算转速n计 是该传动件可能出现的最大转速。 二、进给传动的分类和组成 分类: 机械进给传动、液压进给传动、电伺服进给传动 普通机床是机械分级变速进给链，数控机床是无级电伺服变速进给链。 外联系进给链 包括变速机构、换向机构、运动分配机构、过载保护机构、运动转换机构、超越机构、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。 第五节 进给传动系统设计 三、分级进给传动设计的原则 1.进给传动极限传动比、极限变速范围原则 由于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，所以极限传动比为 imin≥1/5， imax≤2.8； 极限总变速范围为 R = 2.8×5 = 14 2.进给传动扩大顺序、最小传动比原则 因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”原则。 根据误差传递规律，为提高进给传动系统的传动精度，最小传动比采用“前缓后急”原则。 第五节 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 该调速系统按有无检测、反馈装置以及装置的位置不同分为开环、半开环、闭环伺服系统。 （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 第五节 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等执行件上，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 第六节 结构设计 一、变速箱结构及传动组件的布置 1. 变速箱内传动轴的空间布置 变速箱的功能是保证机床的运动，要求有较高的几何、传动和运动精度；足够的强度和刚度，振动小；操作方便灵活。 ① 首先要满足机床总体布局对变速箱的形状和尺寸限制； ② 要兼顾变速机构、润滑装置的设计合理性； ③ 要考虑各轴受力情况，装配调整和操纵维修的方便。 各传动轴的空间布置要求 其中变速箱的形状和尺寸限制，是影响传动件空间布置最重要的因素。 第六节 结构设计 （1）机床总体布局对变速箱限制 铣床的变速箱是立式床身，高度方向尺寸较大，各传动轴可布置在床身的铅垂对称面上。 摇臂钻床的变速箱在摇臂上移动，变速箱轴向尺寸要求较短。布置时可增加轴的数目，即加大箱体的横截面尺寸。 卧式车床的主轴箱装在床身上，高度方向尺寸大于主轴中心高，轴向尺寸取决于主轴长度，为提高主轴组件的刚度，设置有中间墙。 第六节 结构设计 （2）变速箱内各传动轴的布置顺序 ③ 确定电机轴或运动输入轴的位置； 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。 ① 首先确定主轴的位置（车床则根据其中心高确定）； ② 再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； 主 轴 传动轴 输入轴 第六节 结构设计 变速箱内也可采用传动轴线重合 Ⅴ 轴 Ⅲ 轴 第六节 结构设计 见卧式铣床的主变速机构，利用铣床立式床身作为变速箱体。 床身内部空间较大，因此，各传动轴可以排在一个铅垂平面内，不必过多考虑空间布置得紧凑性，以便于装配、调整和维修。因床身较长，为了减少传动轴轴承间的跨距，也在中间加一个支承墙。 主轴 传动轴 一端固定的优点：轴受