第二章-机床的传动设计ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Friday,November 15,2024,机械制造装备设计,第二章,机床的传动设计,Saturday,October 7,2023机械制造装,1,第二章 机床的传动设计,第二节 扩大变速范围传动系统设计,第三节 计算转速,第二章 机床的传动设计 第二节 扩大变速范围传动,2,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,当,r,最后,=8,，,=1.41,时,，,则,x,最后,=6,，,结构式,12=3,1,2,3,2,6,变速范围,R,=,z,-,1,=1.41,12,-,1,=1.41,11,=45,；,当,r,最后,=8，,=1.26,，,则,x,最后,=9,，,结构式,18=3,1,3,3,2,9,，,变速范围,R,=,z,-,1,=1.26,18,-,1,=1.26,17,=50；,一般常用机床的总变速范围都在,R,=80,以上。为了满足通用机床的工艺需求，需要扩大主传动系统的变速范围。,根据传动顺序及传动副前多后少原则，最后扩大组的传动副数总是,P,=2,。,一、扩大变速范围的意义,第二节 扩大变速范围的传动系统设计 当 r最后=8,3,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,二、扩大变速范围的方法,当,增加公比,，或增加传动副数,P,和传动组时,，都可以增大,R,，但,增大，导致,A,max,增大，影响机床的生产率。,当机床类型一定时，,为一定值。为便于传动系统的操作和控制，增加变速组时，常取传动副数,P,3,。,1.增加变速组,传动系总变速范围为：,最大相对转速损失率为：,第二节 扩大变速范围的传动系统设计 二、扩大变速,4,扩大变速范围的机理：,增加扩大组及转速级数增加变速范围。,结论：,每增加一个变速组能使变速范围,R,扩大8倍，主轴转速增加6级。,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,例,已知,=1.41,，,结构式,12=3,1,2,3,2,6,，,x,2,=6，,r,2,=8,当,增加第三扩大组时，理论级数为,24=3,1,2,3,2,6,2,12,，,最后扩大组的变速范围为,r,3,=,12(2,-,1),=64 8，,不符合要求。,必,须减小,x,3,，,使,，即,x,3,=6。此时,实际转速只为,24,-,6=18,级，重复,6,级。总变速范围为：,扩大变速范围的机理：增加扩大组及转速级数增加变速范围。,5,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,2.单回曲机构,当离合器,M,与,z,1,结合时，输入轴,的运动直接由轴输出，传动比为,i,2,=,1。,当离合器,M,与,z,4,结合时,，,运动经,z,1,、,z,2,、,z,3,、,z,4,传递。,即,传动比为,极限变速范围扩大为,r,=,i,2,/,i,1,=16,第二节 扩大变速范围的传动系统设计 2.单回曲机构,6,扩大变速范围的机理,扩大极限变速范围来扩大总变速范围。,结论,采用单回曲机构，,R,可扩大,4,倍；若增加的变速组为单回曲机构，,=1.26，,结构式为,30=3,1,3,3,2,9,2,12，,R,可扩大,16,倍。,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,例如,采用单回曲机构,=1.41,，,结构式,16=2,1,2,2,2,4,2,8,原结构式:,12=3,1,2,3,2,6,变速范围,R,=,z,-,1,=1.41,12,-,1,=1.41,11,=45,；,扩大变速范围的机理 扩大极限变速范围来扩大总变速范围。,7,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,3.对称混合公比传动系统,保持,主轴转速中段,不变，增大不常用的转速公比。采取,大公比,为,1.58,=,1.26,2,，,且高速端大公比的转速级数与低速端相等，形成两端对称的大公比与小公比混合的传动系统。,如,结构式,12=3,1,2,3,2,6,变成混合公比得：,12=3,2,2,6,2,7,扩大变速范围的机理,不增加主轴转速级数，增大不常用的,来扩大总变速范围,R。,第二节 扩大变速范围的传动系统设计 3.对称混合公,8,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,因,大公比格数是偶数，而变形基本组的,r,0,1.26,9,=8,，,故取,x,8,。,若变形基本组是单回曲机构，则,r,0,1.26,12,=16，,故取,x,10,。,混合公比传动系的设计原则,传动系的大公比是小公比的平方，考虑相对转速损失率，取小公比,=1.26。,基本组的传动副数,P,0,=2,，,级比指数为,x,0,=,x,+1,。,结论,对称混合公比传动系统，是改变传动副数为,2,的基本组而形成的，它能使总变速,R,扩大,4,倍。,第二节 扩大变速范围的传动系统设计 因大公比格数是偶,9,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,例,某摇臂钻床的主轴转数范围为,n,=25 2000 r/min，,公比,=1.26，,主轴转数级数,Z,=16，,确定钻床的结构式及结构网。,解（1）,钻床要求的总变速范围,（2）,钻床的理论转数级数为,（3）,钻床的结构式为,即钻床采用了混合公比传动系。其大公比格数为,按前密后疏原则整理得,第二节 扩大变速范围的传动系统设计 例 某摇臂钻床的主轴,10,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,混合公比传动与单回曲机构相结合产生极大的变速范围,结构式中，第三变速组,c,为基本组，大公比格数为,8,，第四变速组,d,为单回曲机构。总变速范围为,混合公比传动结构式,结合后的结构式,第二节 扩大变速范围的传动系统设计 混合公比传动与单,11,结论,应用双速电动机，缩短了传动链，从而扩大了变速范围。,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,4、双速电动机传动系统,采用双速电动机时，传动顺序与扩大顺序不一致。由于第一扩大组的,x,1,=,P,0,，所以双速电动机对基本组传动副数,P,0,的取值与,要相匹配,。,因,2,1.26,3,1.41,2,，,若取,=1.26,，,则,P,0,=3,；,若取,=1.41,，,则,P,0,=2。,双速电动机是动力源，应为第一变速组（电源变速组），,但级比是,2,，只能作为变形基本组或第一扩大组。,采用双速电动机的结构式,结论 应用双速电动机，缩短了传动链，从而扩大了变速范围。,12,第三节 计算转速,传动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，可直接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,n,j,，进行强度设计。,一、计算转速的研究意义,计算转速的研究意义,根据传动件能传递全部功率的最低转速，来确定传动件能传递的最大转矩，以此作为强度计算和校核的依据。,第三节 计算转速 传动件设计的主要依据是所能承受的载荷,13,第三节 计算转速,从金属切削原理中可知，切削速度对切削力的影响是不大的。因此，机床作直线主运动的执行件，不论在什么速度下，都有可能承受最大切削力。,1.主运动为直线运动的机床,二、机床的功率转矩特性,对于驱动直线运动执行件的传动件，在任意转速下都可能出现最大转矩。因此，被认为是恒转矩的。,即主运动为直线运动的机床属于恒转矩传动。,第三节 计算转速 从金属切削原理中可知，切削速度对切削,14,第三节 计算转速,粗加工时采用大吃刀深度、大走刀量，较低转速，产生较大的切削力矩。精加工时则相反。,当工件或刀具尺寸较小时，切削力矩小，主轴转速高；当工件或刀具尺寸较大时则相反。,由于功率是转矩与角速度的乘积，所以主运动为旋转运动的机床属于恒功率传动。,2.主运动为旋转运动的机床,对于旋转主运动，主轴转速不仅决定于切削速度，还决定于工件或刀具的直径。,第三节 计算转速 粗加工时采用大吃刀深度、大走刀量，,15,第三节 计算转速,3.计算转速（,n,j,）概念,计算转速,是指主轴或传动件传递全部功率的最低转速。,一般通用机床的工艺范围广，变速范围大。有些典型工艺只需采用小进给量、低转速，消耗的功率小，主传动不需要传递电动机的全部功率。,机床传动件设计必须找出需要传递全部功率的最低转速，来确定所能传递的最大转矩。,第三节 计算转速 3.计算转速（nj）概念 计,16,恒转矩变速范围,n,j,n,min,主轴每级转速都能传递计算转速时的转矩，而输出功率随转速线性下降。,第三节 计算转速,恒功率变速范围,n,j,n,max,主轴每级转速都能传递全部功率，而输出转矩随转速增高而降低。,各类机床主轴的,n,j,可查表2-2计算确定。,恒转矩变速范围 nj nmin 主轴,17,第三节 计算转速,步骤：,首先确定主轴计算转速；,再按传动顺序由后往前依次确定各传动轴的计算转速；,最后确定各传动件的计算转速。,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、主变速系统传动件计算转速的确定,第三节 计算转速 步骤：首先确定主轴计算转速；再按,18,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，,n,j,主,=90,由轴通过,18/72,获得。轴相应的转速为,355,，其最低转速为,125,，通过,60/30,使主轴获得转速为,250,n,j,主,，能传递全部功率。,故,n,j,=,125,r/min,因,n,j,是经轴的最低转速,355,获得。,同理,n,j,=,710,r/min,故,n,j,=355 r/min,第三节 计算转速 2.各传动轴的计算转速 变,19,第三节 计算转速,3.各传动副的计算转速,变速组,c,传动副,z18,/,z72,产生,n,j,主,，,则轴,的相应转速,355,为主动齿轮,z18,的计算转速，即,n,jcz,18,=,355,r/min,。,z60,/,z30,产生的最低主轴转速,250,n,j,主,，,对应的轴,最低转速,125,为主动齿轮,z60,的计算转速,。,即,n,jcz,60,=125r/min。,变速组,b,主动齿轮,z22，z42,的计算转速为,n,jbz,22,24,=355r/min,变速组,a,主动齿轮,z24,，,z30，z36,的计算转速为,n,jaz,24,=710r/min,第三节 计算转速 3.各传动副的计算转速 ,20,第二章,结 束,机床的传动设计,第二节 扩大变速范围传,动系统设计,第三节 计算转速,第二章结 束机床的传动设计 第二节 扩大变速范围传,21,2-15,求车床传速图各齿轮、主轴、传动轴的计算转数。,2-15 求车床传速图各齿轮、主轴、传动轴的计算转,22,