第2章 机床传动设计——ok

1400r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 31.5
转速图的绘制
主传动系统的传动路线表达式：
36
1
主电机 440r / min
φ126 φ256
I
3306 4224
II
42
4222 62
III
60
1380 72
IV(主
轴)
48
主轴的转速计算：
126
n主轴
=
n电机
× 256
×uI-II
×uII-III
×uIII-IV
a
126
n主轴max
=
n电机
× 256
×uI
-II
max
×uII -III max
×uIII-IVmax
126
n主轴min
=
n电机
× 256
×uI
-II
min
×uII -III min
×uIII-IVmin
直接标出转速值 。 注意： 转速格线间距大小并不代表公比ф的
数值大小。
转速图一点三线 转速点——传动轴上的圆点，表示该轴具有的转速。
如轴Ⅳ（主轴）上有12个圆点，表示具有12级转速。
传动线——相邻两轴的相关两个 转速点之间的连线。
传传动比大于1其对数值为正，传 动线向右上倾斜；
应用： 普通机床应用最为广泛的一种变速方式。
变速方式的选择
主传动系统的变速方式分为无级变速和有级变速两种。
（1）有级变速 变速机构——是指在输入轴转速不变的条件下，使输出轴获得不 同转速的传动装置。 有级（或分级）变速机构
➢滑移齿轮变速机构 ➢交换齿轮变速机构 ➢多速电动机 ➢离合器变速机构 ➢摆移变速机构

§4 机床常用传动机构
§5 机床运动的调整
一、机床的传动联系
每个运动，都有以下三个基本部分
• 执行件：它们是执行运动的部件，其任务 是带工件或刀具完成旋转或直线运动，并 保持准确的运动轨迹。
• 动力源：它是提供动力的装置。 • 传动装置：它是传递动力和运动的装置。 通过它把动源的动力传递给执行件或把一 个执行件的运动传递给另一个执行件。
2、切入运动
二、辅助运动
1．各种空行程运动 使刀具切入工件，以获 得进行成形运动所需的 2、切入运动 3．分度运动
4．操纵和控制运动
工件和刀具位置的运动， 称为切入运动 。
切入运动用于保证被加 工表面获得所需要的尺 寸。
二、辅助运动
1．各种空行程运动
2、切入运动
加工若干个完全相同的 均匀分布的表面时，为 3．分度运动 使表面成形运动得以周 4．操纵和控制运动 期地继续进行的运动称 为分度运动。
应当指出，被形 成的表面形状，不仅取 决于刀刃形状及表面形 成方法，而且还取决于 发生线的原始位置。
第二章 机床的运动分析
§1 工件的加工表面及其形成方法
§2 机床的运动
§3 机床的传动联系和传动原理图
§4 机床常用传动机构
§5 机床运动的调整
一、表面成形运动
• 表面成形运动(简称成形运动)是保证得到 工件要求的表面形状的运动。
二、变速组
变速是机床传动系统的主要功能。在数 控机床上以采用调速电动机变速为主，通用 机床则多采用机械的变速机构来实现分级变 速。常用机械分级变速机构有滑移齿轮变速 组、离合器变速组、挂轮变速组等。
三、变向机构
变向机构用来改变机床执行件的运动 方向。常用机械式变向机构有两种：

国内高速电主轴技术发展
国内生产的磨削用电主轴的转速在15O00r/min以内 加工中心用电主轴的转速最高3000Or/min 转矩达2OONm的加工中心用电主轴转速只4000r/min 车削用电主轴最高转速可达12000r/min. 最大功率只有llkw
在电主轴的润滑方面, 国外普遍采用先进的油气润滑技术 而我国主要以油脂润滑和油雾润滑为主������


国内高速电主轴技术发展
60年代 主要用于零件内表面磨削, 这种电主轴的功率低, 刚度小, 并且它采用无内圈式向心推力球轴承, 限制了高速电主轴的产业化 80年代 研制出系列高刚度高速电主轴, 广泛应用于各种内圆磨床和 各个机械制造领域 90年代 由磨用电主轴转向铣用电主轴, 它不仅能加工各种形体复杂的 模具, 而且开发了用于木工机械用的风冷式高速铁用电主轴。推 动了高速电主轴在铁削中的应用。
2.1.2主传动的变速方式
主要有无级变速和分段无级变速两种变速方式。主轴的传动类型：
1.采用变速齿轮传动 多用于大中型数控机床，滑动齿轮的移位大都采用液压拨叉或直接由 液压缸带动齿轮来实现。 2.采用同步齿形带传动 多用于转速较高、变速范围不大的数控机床。电动机本身的调速即可 满足要求，不用齿轮变速，避免了齿轮传动的振动和噪声，适应高速、低 转矩特性的主轴，常用的带有三角带和同步齿型带。 3.用两个电机分别驱动主轴 是上述两种方式的混合传动，此种结构高速时由一个电动机通过带传 动、低速时由另一个电动机通过齿轮传动，齿轮起到降速和扩大变速范围 的作用，这样使恒功率区增大，扩大变速范围，避免了低速时转矩不够且 电动机功率不能充分利用的问题。 4.采用主轴电机直接驱动（一体化主轴，电主轴） 多用于变速范围不大的高速主轴，但电动机发热对主轴影响较大，需 专门的有主轴冷却装置。

第2章 数控机床的主传动系统
2.1.2 主传动的变速方式 无级变速，分段无级变速， 无级变速，分段无级变速，交直流伺服电机 R=最高速 最低速＞ ～ 最高速/ 调速范围 R=最高速/最低速＞200～1000 1.主轴传动类型 1.主轴传动类型 (1)齿轮传动 (1)齿轮传动 低速能满足主轴输出扭矩特性的要求， 低速能满足主轴输出扭矩特性的要求，但通常采用的液 压拨叉或电磁离合器变速方式，造成主轴箱结构复杂， 压拨叉或电磁离合器变速方式，造成主轴箱结构复杂， 成本增高，且易引起诊断和噪声。 成本增高，且易引起诊断和噪声。 (2)同步齿形带传动 (2)同步齿形带传动 结构简单，安装调试方便。 结构简单，安装调试方便。但变速范围受电动机调速范 围的限制。 围的限制。
脉冲编码器
械 几 装 位 置 量 转 将 出 轴 ， 它 换
转 光 电 编 码 器 ， 是 一 种 通 过 的 光
光敏元件
透光狭缝
码盘基片
光欄板
透镜
光源
z
b
a
m+τ/4
节距τ
信号处理装置
光源
Z ZBBAA
光电编码器的输出波形如图所示。通过光栏板两条狭缝的光信号A 光电编码器的输出波形如图所示。通过光栏板两条狭缝的光信号A 和B，相位角相差90°，通过光电管转换并经过信号的放大整形后， ，相位角相差90° 成为两相方波信号。
• ( 3)两个电动机分别驱动主轴 3)两个电动机分别驱动主轴 兼有前两种的优点， 兼有前两种的优点，但两个电动机不能同时工 作。 • (4)调速电动机直接驱动主轴 (4)调速电动机直接驱动主轴 电动机、联轴器、主轴直接连接， 电动机、联轴器、主轴直接连接， 内装电动机主轴（电主轴） 内装电动机主轴（电主轴） • 结构紧凑，重量轻，惯量小，响应特性好，利 结构紧凑，重量轻，惯量小，响应特性好， 于控制振动和噪声。 于控制振动和噪声。但电动机运转产生的热量 易使主轴发生热变形