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第七章 机床主要参数的确定.

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第7章 机床主要参数的确定

第7章 机床主要参数的确定
14
A max
1 1 (1 ) 100% 100%
n max n 1 z 1 三、 标准公比和标准数列 Rn z 1 n min n1 机床转速是从小到大递增的，所以规定标准公比 1 ，
并且规定相对速度损失的最大值Amax不大于50％，则相应 不大于2，所以 1 2 。 为了简化机床设计和使用，规定了几个标准值，这些数 值是选取2或10的某次方根，见表7—1。
一、 主传动功率的确定
机床主运动的功率，包括切削功率、空转功率损失和附加 机械摩擦损失三部分。
19
进行切削加工时，要消耗切削功率P 切 。它与刀具材料、 工件材料和所选用的切削用量的大小有关。 如果是专用机床，则工作条件比较固定，也就是刀具与工 件的材料和切削用量的变化范围较小。这时计算值也比较接 近实际情况。 若是普通机床，则刀具与工件的材料和切削用量的变化都 相当大。通常，可根据机床检验时所要求的重负荷切削条件 来确定。 设计机床时，当主传动的结构方案尚未确定前，用下面 的公式估算主电动机功率P主(单位为kW)
表7－1 标准公比
15
这些公比的特性如下： 1)公比是2的某次方根，其数列每隔若干项增加或缩小2倍， 如 ，数列为10、12.6、16、20、25、32、40等，每隔 3 2 三项增大2倍。 2)公比是10的某次方根，其数列每隔若干项增大或缩小10 倍。这特性符合常用十进制习惯，如 5 10，数列为10、 16、25、40、63、100、160、250、400、630等，每隔五项增 大10倍，使数列整齐好记。 当选定标准公比之后，从表7—2可查出转速数列。表 7—2适用于转速、双行程数和进给系列，而且可以用于机 床尺寸和功率参数等数列。
n max Rn n min

《机械装备设计》课程教学大纲

《机械装备设计》课程教学大纲

《机械装备设计》课程教学大纲课程编号:013084课程名称（中／英文）：机械装备设计Machinery andEquipmentDesign课程类型: 模块课总学时：32 讲课学时：28 实验学时：4学分：2适用对象:机械类专业先修课程：机械设计，机械原理后续课程：开课单位：机械工程学院一、课程性质和教学目标装备分为加工装备、工艺装备、仓储传送装备、辅助装备。

其中，本课程重点介绍金属切削机床和特种加工机床。

通过本课程的学习，要求学生达到以下目标：知识目标:目标1：掌握常用机床分类及编号方法、各种机床代号的定义及编号规律。

目标2：理解机床常用运动的方式，包括表面成形运动、辅助运动、主运动和进给运动，机床内外联系传动链的特点，复合成形运动的特点能及运动分解与分析，并能够用传动原理图进行分析。

目标3：理解车床的功能、类型、布局及工艺范围。

CA6140机床的加工对象特点，传动系统图的识别与分析，主轴箱正反转转速的传动路径，主轴箱的正反转实现方式，主轴箱上齿轮与轴的3种结合方式，车削螺纹的内联系传动链与加工外圆时外联系传动链的区别，进给箱中实现不同制式螺纹加工的实现方式。

车床上重要的零部件，双向摩擦离合器、卸荷带轮、互锁机构、变速机构、开合螺母、超越离合器及安合离合器的结构特点。

目标4：理解齿轮加工机床的分类及特点。

展成法加工齿轮时，加工直齿和斜齿时所需的运动，差动运动的特点以及合成机构的实现方式。

YC3180滚齿机的整体布局及运动分析，主运动、展成运动、进给运动以及差动运动的传动路线及两端件。

齿轮加工时滚刀架角度的调整与计算。

加工直齿锥齿轮、锥齿弧齿轮、内齿圈时需要的机床及特点。

齿轮粗加工与精加工时所用机床的特点。

目标5：理解常用机床功用、布局、类型及结构特点。

铣床、钻床、镗床、磨床的分类及特点，加工工艺及对象，经济的加工效率及表面质量。

目标6：理解机床主要参数的确定，公比的确定及应用。

采用结构式、结构网以及转速图进行分级传动系统设计。

第七章 机床主要参数的确定2

第七章 机床主要参数的确定2

第二节 运动参数
一、运动参数：是指机床主轴、刀架、工作台等 的运动速度。 主运动参数： 回转主运动机床，如车床、铣床等，主运动参数是 主轴转速。 1000 v n ( r / min) d
直线主运动的机床，如插床和刨床。 主运动参数是每分钟往复次数（str/min).
nr
1000 v 2 L
（kw)
如水平运动，克服质量和摩擦力所需的功率：
P2
f mg v
'
60000
k w
根据计算出的空行程功率和电动机的转 速，再计算起动转矩，并据此来选择电动机， 并使选用的电动机的起动转矩大于计算的起动 转矩。 一般普通机床的空行程电动机功率和空行 程的速度列表7-4。
动力参数
一、主运动功率的确定；电动机的功率确定 1、计算法： P P P P
主 切 机 空转
切削功率的计算： （1）车、镗、磨等工序的切削功率：
P切
FZ v 60000
( kw)
（2）钻、扩等工序的切削功率：
P切
MK n 9550
( kw)
空转功率损失计算：
K1 P空 （ 3 5d a ni k 2 d 主 n主）（kw 6 10
PS
FQ V S 60000 S
（KW)
三、空行程功率的确定 参考同类型机床，辅之以计算，最好再经试 验验证。
P空行程 P1 P2
（ＫＷ）
P 1
Ta n 9550
'
kw
F v
如升降运动克服质量和摩擦力所需的功率：
P2
m g f
60000
)
机械摩损功率的计算：

第七章 机床主要参数的确定.

第七章 机床主要参数的确定.
2 = 1.0612 。
此表不仅可用于转速、双行程数和进给量数列，而且也 可用于机床尺寸和功率参数等数列。表中的数列应优先选用。
4、公比的选用
当确定了最高与最低转速以后，就应选取公比Ф。 从使用性能方面考虑，公比最好选得小一些，以便 减少相对转速损失。 但公比越小，级数就越多，将使机床的结构复杂。 选用标准公比的一般原则和经验数据 （1）对于通用机床，为使转速损失不大，机床结构又 不过于复杂，一般取=1.26或1.41。
机
P空
式中： 机 —消耗于空转的功率损失（ k w ）；
P 空 —主传动链的总机械效率。
机123......
式中： 1 、 2 ……为主传动链中各传动副的机械效率。
进行估算：
2、进给运动功率的确定
1)在进给运动与主运动共用一个电动机的普通机床上， 如卧式车床和钻床，由于进给运动所消耗的功率与主运动 相比是很小的，因此可以忽略进给所需的功率。
n主 — 主轴转速（r/min) ;
kl ― 润滑油粘度影响的修正系数。 N46 号机械油，kl= 1； N32号机械油，kl= 0.9；N15 号机械油，kl= 0.75 ;
k2― 系数。主轴用两支承的滚动轴承或滑动轴承，k2＝8.5 ； 三支承滚动轴承，k2=10
机床在切削时，齿轮、轴承等零件上的正压力加大了
供大量生产用的自动和半自动车床，常用交换齿轮来 调整进给量。这时可以不按一定的规则，而用交换齿轮选 择最有利的进给量。卧式车床因为要车螺纹，进给箱的分 级应根据螺纹标准而定。螺纹标准不是一个等比数列，而 是一个分段的等差数列。
3、标准公比Ф和标准转速数列
机床转速是从小到大递增的，因此φ＞ 1 。 为使最大相对转速损失率不超过 50 % ，即

第七章机床主要技术参数

第七章机床主要技术参数

10
E1
③为了便于采用双速或三速电动机，公比为2的某次方根

E2
2
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第七章 机床主要技术参数的确定
标准公比
①公比是2的某次方根，其数列每隔若干项增加或缩小2 倍，如 3 2 数列为10、12.5、16、20、25、32、40等， 每隔两级增大2倍。
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第七章 机床主要技术参数的确定 （2）运动参数 ①主运动参数 Ⅰ 主运动最高转速nmax和最低转速nmin Ⅱ 转速级数Z Ⅲ 公比φ Ⅳ 变速范围Rn＝ nmax/ nmin ②进给运动参数：情况同① （3）动力参数：指主运动、进给运动和其他辅助运动的 动力消耗。
ηS 可以用于主传动功率P主和进给传动功率Ps行粗略估算 车床：Ps=(0.03~0.04) P主(KW)
钻床：Ps=(0.04~0.05) P主(KW)
铣床：Ps=(0.04~0.05) P主(KW)
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第七章 机床主要技术参数的确定 7.3.3 快速运动功率的确定
按照等比数列排列的主轴转速，往往可以通过串联若干滑 移齿轮来实现。所以主轴转速n n=n电•iⅠ•iⅡ•••= n电•i总
因此，主轴转速按照等比数列排列时，充分利用了每一对滑移齿 轮的传动比，用同样数量的齿轮，可得到较多的变速级数。
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第七章 机床主要技术参数的确定 4.公比的选用
设主轴最高转速与最低转速之比值，称为转速范围Rn，则： Rn＝nmax /nmin ＝ nZ/n1 =n1φ z-1/n1 ＝φ z-1 即 z=1+lgRn/lgφ (Z为转速级数) 选用标准公比φ的一般原则： ①用于大批大量生产的自动化与半自动化机床，因为要求较高的 生产率，相对转速损失要小，因此φ要小些，一般取1.12或1.26。 ②大型机床加工大尺寸工件，机动时间长，选择合理的切削速度 对提高生产率作用较大，φ应小些，取1.12或1.26。 ③中型通用机床，万能性较大，因而要求转速级数z要多一些， 但结构又不能过于复杂， φ常取1.26或1.41。 ④小型机床切削加工时间常比辅助时间少，结构要求简单一些， 变速级速也不多，公比φ常取1.58或1.78。

第七章 机床主要参数的确定

第七章 机床主要参数的确定

各级转速按等比数列排列，公比为
n2 n1
n3 n2 n1
2
z 1
nmax nz nz 1 n1
nmin
z 1
nmax z 1 R（主轴的变速范围） n nmin
lg Rn Z 1 lg
2.2 进给运动参数
• 关于进给量
1) 用工件或刀具每转的位移表示，单位为 mm/r（如车床，钻床，镗床及滚齿机） 2) 直线运动机床，以每一往复的位移表示 （如刨床） 3) 以每分钟位移量表示，单位为mm/min （如铣床，磨床）
主轴极限转速：
主轴的变速范围：
nmax 1120 Rn 112 nmin 10
2. 主轴转速数列
设机床的分级变速机构共有z级：
n1， 2， 3， n n ......n j， j 1， n
n1 nmin n z nmax
• 设加工某一工件所需要的最有利的切削 速度为 v，则相应的转速为n。 a. 理想情况：
1.9 2.0 2.12 2.24
4.25
4.5 4.75 5.0 5.3
10
10.6 11.2 11.8 12.5
23.6
25 26.5 28 30
56
60 63 67 71
132
140 150 160 170
315
335 355 375 400
750
800 850 900 950
1800
1900 2000 2120 2240
1000 v n d
n — 主轴转速 v — 切削速度 d — 工件（或刀具）直径

主运动是直线运动的机床，主运动参 数是每分钟的往复次数。

第7章机床主参数


n
n j1
n j1
= const
转速的损失反映了生产率的损失（单位时间内生产出的产品和 理 想值不一样）。
如果认为每个转速使用机会均等则最大相对转速损失相等：
j nj = 1
n j1
nj+1 = nj·
由此可见，机床的转速应该按等比数列（几何级数）分级，公比
为
n1 =nmin
n2= n1 n3 = n2 = n1 2
7.2 运动参数
7.2.1 主运动参数
对于主运动是回转运动的机床是： n: r/min
v: m/min
n= 1000v
d
次/min
n： 转速 r/min v: 切削速度 m/min d: 工件（刀具）直径 mm
对于不同的机床，主运动参数有不同的要求。专用机 床完成特定的工艺，当该工艺长期稳定时，主轴只需一种 固定转速，不需要换置机构。
液压缸牵引力 动力参数 液压马达或步进电机的额定扭矩
伺服电机或步进电机的额定转速
其中电动机功率是计算机床零件和决定结构尺 寸的主要依据。
电动机功率太大了，则零件的尺寸也随之不必 要的增大。不仅浪费材料，而且也使电动机经常处 于低负载情况下工作，以致功率浪费大。如果取小 了，则机床的技术性能达不到要求，且出现超负载 工作的情况，容易烧坏电气元件。
例： 低 n=25、 40、63 r/min
1.58
中 n=63、 80、 100、125、160、200、250、
1 1
320、 400、 500、630、800r/min 1.26
高 n=800、1250、 1600 r/min
1.58
7.2.2 进给运动
等差数列： 刨床、插床

机床的主要技术参数（主参数和基本参数）

3.有级变速时主轴转速序列无级变速时，Nmax与Nmin之间的转速是连续变化的有级变速时，应该在Nmax和Nmin确定后，再进行转速分级，确定各中间级转速。

主运动的有级变速的转速数列一般采用等比数列。

满足n j+1=n jø；n z=n*øz-14.标准公比ø为了便于机床设计和使用，规定了标准公比值：1.06,1.12,1.26,1.41,1.58,1.78,2.00其中，ø=1.06时公比数列的基本公比，其他可以由基本公比派生而来。

⑵进给运动参数进给量：a.大部分机床（如车，钻床等）：进给量用工件或刀具每转的位移（mm/r)表示；b.直线往复运动机床（如刨，插床）：进给量以每以往复的位移量表示；c.铣床和磨床：进给量以每分钟的位移量（mm/min)表示。

⑶动力参数机床的动力参数是指驱动主运动、进给运动和空行程运动的电动机功率。

①主传动功率：P主=P切+P空+P附1、切削功率P切：与加工情况.工件和刀具材料及切削用量的大小有关。

P切=Fz*Vc/600002、空载功率P空：是指机床不进行切削，及空转时所消耗的功率。

3、附加功率P附：指机床进行切削时，因负载而增加的机械摩擦所耗的功率。

②进给传动功率：通常也采用类比和计算相结合的方法来确定。

③空行程功率：指为节省零件加工的辅助时间和减轻工人劳动强度，在机床移动部件空行程时快速移动所需的传动功率。

其大小由移动部件重量和部件启动时的惯性力决定。

文案编辑词条B 添加义项?文案，原指放书的桌子，后来指在桌子上写字的人。

现在指的是公司或企业中从事文字工作的职位，就是以文字来表现已经制定的创意策略。

文案它不同于设计师用画面或其他手段的表现手法，它是一个与广告创意先后相继的表现的过程、发展的过程、深化的过程，多存在于广告公司，企业宣传，新闻策划等。

基本信息中文名称文案外文名称Copy目录1发展历程2主要工作3分类构成4基本要求5工作范围6文案写法7实际应用折叠编辑本段发展历程汉字"文案"(wén àn)是指古代官衙中掌管档案、负责起草文书的幕友,亦指官署中的公文、书信等;在现代，文案的称呼主要用在商业领域，其意义与中国古代所说的文案是有区别的。

机床主要参数

最主要是了解客户加工产品：尺寸，精度，加工材料。

车床主要参数：
1，最大回转直径
2，最大加工长度
3，卡盘大小及卡盘制造商
4，主轴功率及扭矩、转速
5，刀塔容量、
6，尾座形式
7，机床主要配置供应商及精度
加工中心主要参数：
1、主轴转速及扭矩
2、工作台大小及行程
3、工作台最大载重
4、快速进给速度
5、主轴形式BT50/BT40
6、刀库形式及容量
7、换刀时间
8、导轨及丝杠、轴承（日本精工NSK）
9、加工精度
10、主轴中心出水（选配）
11、主轴夹紧形式液压（国产气压）
卧加主要参数：
1、主轴转速及扭矩
2、X/Y/Z行程
3、刀库容量（40、60、80、120）
4、主轴驱动方式（2级齿轮）
5、工作台跟换方式（驱动液压）
6、加工精度
7、操作系统
8、主轴中心出水（选配）
9、丝杠、导轨（日本精工NSK）、轴承（日本恩梯恩NTN）
10、导轨形式（硬轨）。

第七章 机床主要参数的确定


第二主参数 车床－ 车床－最大工件长度 铣床、龙门刨床－ 铣床、龙门刨床－工作台面 其他 车床－刀架工件回转直径， 车床－刀架工件回转直径，主轴孔 龙门铣床－横梁最高、 龙门铣床－横梁最高、最低位置
第二节 运动参数
重点掌握以下几个问题： 重点掌握以下几个问题： 哪些参数属于运动参数？ 1、哪些参数属于运动参数？ 什么是主运动参数、进给运动参数？ 2、什么是主运动参数、进给运动参数？ 如何确定机床的最高、最低转速？ 3、如何确定机床的最高、最低转速？ 分级变速采用什么数列？ 4、分级变速采用什么数列？ 如何选择公比？ 5、如何选择公比？
一、主运动电动机功率的确定 机床主运动的功率包括：切削功率P 空转功率P 机床主运动的功率包括：切削功率P切、空转功率P空和附加机械 摩檫损失P 三部分。 摩檫损失P机三部分。 与刀具及工件材料有关， P切与刀具及工件材料有关，普通机床一般根据重负荷切削条 件确定。 件确定。 (KW)随各轴转速变化 摩檫搅油、空气阻力等造成。 随各轴转速变化、 P空(KW)随各轴转速变化、摩檫搅油、空气阻力等造成。中型 机床用试验公式估算:(教材P124) :(教材 机床用试验公式估算:(教材P124) 附加机械磨擦损失功率）取决于各传动副的机械效率， P机（附加机械磨擦损失功率）取决于各传动副的机械效率， 既齿轮、轴承等切削时压力增大而产生， 增加P 也增加。 既齿轮、轴承等切削时压力增大而产生， P切增加P机也增加。 主电机功率(KW) 主电机功率(KW) ： P主= P切+ P机+ P空= P切/η机+ P空 η机= η1+ η2+ η3…… η1、η2、η3见教材 见教材P124表7-2 表 P125图各项功率关系 P125图各项功率关系 在主传动链的结构尚未确定之前，可根据P max和总功率 和总功率η 在主传动链的结构尚未确定之前，可根据P切max和总功率η总 =0.65~0.80确定 确定. =0.65~0.80确定. η总低速时取大值
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一、主运动电动机功率的确定 机床主运动的功率包括：切削功率P切、空转功率P空和附加机械
摩檫损失P机三部分。 P切与刀具及工件材料有关，普通机床一般根据重负荷切削条
件确定。 P空(KW)随各轴转速变化、摩檫搅油、空气阻力等造成。中型
机床用试验公式估算:(教材P124) P机（附加机械磨擦损失功率）取决于各传动副的机械效率，
——工作台工作面宽度（第二工作面长度） （5）卧式镗床——主轴直径 （6）钻床——钻孔直径
第二主参数 车床－最大工件长度 铣床、龙门刨床－工作台面
其他 车床－刀架工件回转直径，主轴孔 龙门铣床－横梁最高、最低位置
第二节 运动参数
重点掌握以下几个问题： 1、哪些参数属于运动参数？ 2、什么是主运动参数、进给运动参数？ 3、如何确定机床的最高、最低转速？ 4、分级变速采用什么数列？ 5、如何选择公比？
作回转主运动机床的主参数是主轴转速，转速与切削速 度的关系是：
n = 1000v/πd。
1．主轴最低（nmin）和最高（nmax）转速的确定 nmin = 1000vmin/πdmax， nmax = 1000vmax/πdmin
（变速范围为 nmax和nmin的比值，即Rn = nmax/nmin）。
通用机床需要确定转速范围（最高、最低转速）及转速
级数（专用、组合机床除外）
1、最高、最低转速的确定（P121） 2、分级变速时的主轴转速数列 *机床的转速按等比数列分级
Байду номын сангаас3、变速范围
Rn=nmax/nmin
4、标准公比和标准数列表7-1
5、公比的选择
从使用性能考虑，小点好！可减少相对功率损失，但使
机床结构复杂，要简化结构要取的大些。
既齿轮、轴承等切削时压力增大而产生， P切增加P机也增加。 主电机功率(KW) ：
P主= P切+ P机+ P空= P切/η机+ P空 η机= η1+ η2+ η3…… η1、η2、η3见教材P124表7-2
P125图各项功率关系 在主传动链的结构尚未确定之前，可根据P切max和总功率η总 =0.65~0.80确定. η总低速时取大值
一、运动参数 机械运动参数一般指机械执行机构的转速或移动速度及调
速范围等。如机床等机械设备的主轴的最高、最低转速，工作 台或刀架的移动速度，移动机械的行驶速度范围，轧钢机的轧 制速度及调速范围，飞剪机的剪切速度等。
二、主运动参数
回转主运动机床——主轴转速 单位：r/min
直线运动机床 ——每分钟往复次数
机床尺寸参数： 是确定影响机床加工性能的一些尺寸。 包括：主参数 第二主参数 其它一些尺寸参数
需要掌握以下几个问题： 1、尺寸参数包括哪几个参数？ 2、各种机床主参数是怎样规定的？
有统一的规定：主参数 （1）卧式车床——最大回转直径 （2）齿轮加工机床——最大工件直径 （3）外圆磨床——最大磨削直径 （4）龙门刨、龙门铣、升降台铣床、平面磨床
可根据动能守恒定理由下式确定：
J = ∑Jk（ωk/ω）(ωk/ω）+ ∑mi (vi/ω)(vi/ω)
具体计算方法见教材P127,带入公式计算.
普通机床空行程电动机功率和空行程速度见表7-4可供
参考.
第七章 机床主要参数的确定 第一节 尺寸参数
尺寸参数的确定 ： 尺寸参数主要指影响机械性能的一些重要结构尺寸。 如:总体轮廓尺寸(总长、总宽、总高)
特性尺寸(加工范围、中心高度) 主要运动零部件的工作行程，以及表示主要零部件之间位置 关系的安装尺寸等。 尺寸参数一般依据设计任务书中的原始参数、方案设计时的 总体布置草图和同类机械系统的类比或通过分析计算确定。
*卧式车床进给箱的分级应根据螺纹的标准而定,螺纹标准 不是等比数列而是一个分段的等差数列。
第三节 动力参数 重点掌握以下几个问题 1、机床动力参数包括哪些？ 2、动力参数对传动件及机床有什么影响？ 3、主运动功率包括哪些内容？如何确定？ 4、电机功率的选择？
机床动力参数 动力参数主要包括：电机功率，液压缸牵引力－机械运 行、工作时所承受的负载(如力、力矩)及驱动机械系统所需 要的动力源参数(如电动机、液压马达的功率及其机械特性)， 动力参数是机械中各传动零部件尺寸设计计算的依据；也决 定机床的结构尺寸大小。
2．分级变速时主轴转速序列
采用分级变速时，在确定nmin，nmax 之后还应进行转速
分级，确定各中间级转速。如某机床的分级变速机构共有Z级，
其中n1 = nmin，nz = nmax， Z级转速分别为：n1，n2，…，nj，nj+1，…，nz，各级之 间满足等比数列关系，即nj+1 = nj * φ。
表7-3(p125)某些国产机床的运动参数和动力参数,供
设计时参考.
二、进给电动机功率的确定
Ps = FQ * Vs/（60000 * ηs ）（KW）
FQ —— 进给牵引力（滑动导轨FQ估算值公式Ｐ１２７）
Vs—— 进给速度
ηs－ 机械效率
三、空行程电动机功率的确定
各运动件在电机轴上的当量转动惯量Ｋｇ. ㎡，
3．公比φ的标准值的原则 满足转速递增和相对损失的最大值不大于50%，转速从小
到大递增，因此，φ值应为: 1〈φ〈=2。
规定公比的标准值有: 1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、2.
采用标准公比后,转速数列可从表7-1中直接查取(教材P123)
*进给运动是间歇的往复主运动机床（刨、插床）,为使机 构简化,采用的是棘轮机构,进给量由每次转过的齿数而定,则 是等差数列。