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2_机床设计(主传动系设计2-2)
3.各传动轴的估算和验算 保证各传动轴工作时具有足够的弯曲刚度和扭转刚度。 ◇按扭转刚度→估算传动轴的直径,定出轴的跨矩; ◇按弯曲刚度→进行验算。 (1)按扭转刚度估算传动轴的直径 K—键槽系数;A—系数,按轴每米长允许的扭转角(°/m)。 (2)按弯曲刚度验算轴的直径 ① 轴受力分析:注意滑移齿轮的位置变化对弯曲刚度的影响。 ② 一般验算注意两个方面: 中间部位的挠度→齿轮处于轴中部; 支承处的倾角及齿轮处倾角→齿轮处于两端。 ③ 按材料力学公式计算轴的挠度和倾角,检查是否超过允许 值(表3—12)。 ※ 简化计算,轴的中间挠度→最大挠度,误差3﹪;轴 承倾角最大。 4.绘制主轴变速系统装配图(主轴箱、变速箱) →展开图、横向剖视图、外观图、局部视图。 (1)展开图:按传动轴传递顺序,沿轴心线剖开, 表达内容:各传动轴上传动件布置;支承情况;轴承、齿轮、带轮与轴配合;轴与箱体的轴向尺寸;传动件参数(齿轮齿数、模数、齿宽;带轮的直径、宽度)。 (2)横向剖视图∶垂直传动轴轴线方向的剖视图(横截面图) 表达内容:各传动轴的空间位置;操纵机构及其它有关结构的装配关系。 (3)外观图:外观形状、外部零部件、操纵机构。 2.3.4 无级变速主传动系的设计 (一)无级变速装置的分类 无级变速:在一定的范围内,转速(速度)能连续地变换。 1.电气无级变速——调速电动机 2.机械无级变速器(摩擦力) 3.液压无级变速装置 (二)采用机械无级变速器的主传动系 机械无级变速器的变速范围较小,常与机械有级变速箱串联 使用,以扩大主轴的变速范围。 若机械无级变速器的变速范围 (基本组),机械有 级变速箱变速范围 (扩大组),则机床主轴的变速范围 为得到连续的无级变速 ,机械无级变速器属于摩擦 传动,有相对滑动 (三)采用无级调速电动机的主传动系 (1)对直线运动的主传动系 直接利用调速电动机的恒转矩调速范围,通过电动机直接带动或通过定比传动副带动主运动执行件实现。 (2)对旋转运动的主传动系 电动机的功率转矩特性与机床主运动要求相似,由于一般电动机的恒功率调速范围<主轴的恒功率调速范围,因此常串联一个机械有级变速箱,以扩大无级调速电动机的恒功率调速范围,满足机床主轴的恒功率调速范围要求。 机床主轴的恒功率调速范围要求 ,调速电动机的恒功率 调速范围 ,则机械有级变速箱变速范围 : 有级变速箱的变速级数: (2、3、4级) 有级变速箱的公比: 设计步骤 ①据恒功率要求 →调速电动机∶ → ② 、 → → Z∶选取有三种情况 ◆ →一段连续的恒功率区AD段(不重复), ◆ →主轴的恒功率区段不连续,有“缺口”,在“缺口”处电动机功率达不到额定功率值,为保证缺口处的机床功率,↑额定功率值 。 →简化了机械有级变速箱的结构,会造成电动机额定功率在很大范围内得不到充分发挥。 ◆ 调速电动机经机械有级变速 箱所得到的几段恒功率转速 段会有小部分重复现象。 适合于恒线速度切削时可在 运转中变速的场合,如数控 车床车削阶梯轴或端面,但 机械有级变速箱的级数将增 多,结构复杂。 返回 并联机床设计原理 前述的机床形状创成运动,从工件到刀具各个运动是串 联关系,近年来并联运动原理在机床中开始了应用。如 两个运动的并联: 并联运动原理 1、2为直线运动副(直线关节):如滚珠丝杠副 〔或液压缸〕; 3、4、5为铰链(圆柱副)。 ◆力学原理:构件受图示平面内的外力作用时, 两杆只受拉或压,而不受弯曲。 ◆运动学原理:两杆的伸缩相当于一个回转运动 与一个直线运动的串联。 ◆串联机床:工件到刀具各个运动是串联关系的机床; ◆并联机床:应用运动并联原理的机床
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