机床的传动设计-计算转速.ppt

* 《机械制造装备设计》 第二章 机床的传动设计 本章主要教学内容 第一节 分级变速主传动系统设计 第二节 扩大变速范围的传动系统设计 第三节 计算转速 第四节 无级变速系统设计 第五节 进给传动系统设计 第六节 结构设计 第三节 计算转速 传动零件设计的主要依据是所能承受的载荷大小。载荷取决于所传递的功率和转速。当外载一定，转速越高，传递的转矩越小。 对于转速恒定的传动件，可算出传递的转矩大小，进行强度设计。对于有几种转速的传动件，必须确定一个经济合理的转速nj，进行强度设计。 一、研究计算转速的意义 研究计算转速的意义——根据传动件需要传递全部功率的最低转速，可确定所能传递的最大转矩，作为强度计算和校核依据。 第三节 计算转速 由切削原理知道，切削力主要取决于切削面积(切削深度和宽度的乘积)的大小；切削面积一定时．不论切削速度多大，所承受的切削力是相同的。 二、机床的功率转矩特性 机床的最大切削力存在于所有可能的切削速度中，因此，驱动直线运动的传动件，忽略摩擦力因素时，在所有转速下承受的最大转矩相等。即主传动属于恒转矩传动 。 1.主运动为直线运动的机床 第三节 计算转速 传动件传递的转矩与切削力、工件和刀具的半径有关。 ① 粗加工时采用大吃刀深度、大走刀量，即较大的切削力矩，较低转速；精加工时则相反，转速高，切削力矩小； ② 当工件或刀具尺寸较小时，同样的切削面积，切削力矩小，主轴转速高；当工件或刀具尺寸较大时则相反，即切削力矩相对较大，主轴转速则低。 2.主运动为旋转运动的机床 因功率是转矩与角速度的乘积，故机床主传动属于恒功率传动。 二、机床的功率转矩特性 nj ~ nmin（恒转矩变速范围）主轴每级转速都能传递计算转速时的转矩，输出功率随转速线性下降。 第三节 计算转速 3. 计算转速nj 计算转速 指主轴或传动件传递全部功率的最低转速。 nj ~ nmax（恒功率变速范围）主轴每级转速都能传递全部功率，输出转矩随转速的增高而降低。 通用机床工艺范围广，变速范围大，有些典型工艺只需采用小进给量，消耗的功率小，主传动不需要传递电动机的全部功率。 传动件设计必须找出需要传递全部功率的最低转速，依此确定传动件所能传递的最大转矩。 第三节 计算转速 3. 计算转速nj 各类机床主轴的nj可查表计算确定。 第三节 计算转速 步骤：①先确定主轴计算转速；②再按传动顺序由后往前依次确定各传动轴的计算转速；③最后确定各传动件的计算转速。 例 已知某通用车床转速图，试确定变速系中传动件的计算转速。 1. 主轴的计算转速 三、机床变速系统传动件计算转速的确定 第三节 计算转速 2.各传动轴的计算转速 变速组c 有两个传动副，nj主= 90 是轴Ⅲ通过18/72 获得，轴Ⅲ相应的转速为355。轴Ⅲ的最低转速为125，通过60/30使主轴获得转速为250 nj主，且能传递全部功率。 故 njⅢ=125 r/min njⅢ 是经轴Ⅱ的最低转速355获得，故 njⅡ=355 r/min 同理 njⅠ=710 r/min 第三节 计算转速 3.各传动副的计算转速 ① 变速组c 传动副 z18/z72产生 nj主，轴Ⅲ的相应转速355就是主动齿轮z18 的计算转速，即 njcz18=355r/min。 z60/z30 产生的最低主轴转速 250 nj主，所对应的轴Ⅲ最低转速125 为主动齿轮 z60 的计算转速， 即 njcz60=125r/min。 ② 变速组b 主动齿轮 z22，z42的计算转速为 njbz22,42 = 355r/min ③ 变速组a 主动齿轮 z24，z30，z36 的计算转速为 njaz24,30,36 = 710r/min 第三节 计算转速 刀具：硬质合金 机床：高速发展 主电机功率：较大提高 切削转矩：受刀具、夹具、零件刚度限制，提高幅度不大 结论：较高转速才能达到机床的全部功率 中型机床及大型机床的 nj 为何较高 第三节 计算转速 钻床一般在低速下钻、攻大直径孔、螺纹 刀具：多刃 转矩较大，所需功率较大 钻头：大多为高速钢 钻床的 nj 为何较低 第