《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》

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1、 機(jī) 械 制 造 裝 備 設(shè) 計(jì) 課 程 安 排v學(xué) 時(shí) ： 50個(gè) 理 論 學(xué) 時(shí) ， 10學(xué) 時(shí) 實(shí) 驗(yàn)v周 數(shù) ： 9周v期 末 成 績(jī) ： 期 末 考 試 （ 70%）v 實(shí) 驗(yàn) （ 20%） 隨 堂 測(cè) 試 +平 時(shí) 出 勤 （ 10%） 第 一 章 機(jī) 械 制 造 及 裝 備 設(shè) 計(jì) 方 法第 一 節(jié) 緒 論 第一節(jié) 緒論1.1 機(jī) 械 制 造 裝 備 及 其 在 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 中 的 重 要 作 用 1、 制 造 業(yè) 是 一 個(gè) 國(guó) 家 或 地 區(qū) 經(jīng) 濟(jì) 發(fā) 展 的 重 要 支 柱 2、 機(jī) 械 制 造 業(yè) 是 制 造 業(yè) 的 核 心 3、 機(jī) 械 制 造 業(yè) 的 發(fā) 展 狀

2、 況 上 一 頁下 一 頁 退 出 返回主 頁返 回 本 章 第一節(jié) 緒論1.2 機(jī) 械 制 造 裝 備 應(yīng) 具 備 的 主 要 功 能 1、 一 般 的 功 能 要 求（ 1） 加 工 精 度 方 面 的 要 求（ 2） 強(qiáng) 度 、 剛 度 和 抗 振 性 方 面 的 要 求（ 3） 加 工 穩(wěn) 定 性 方 面 的 要 求（ 4） 耐 用 性 方 面 的 要 求（ 5） 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 方 面 的 要 求 2、 柔 性 化 3、 精 密 化 4、 自 動(dòng) 化 5、 機(jī) 電 一 體 化 6、 節(jié) 材 7、 符 合 工 業(yè) 工 程 要 求 8、 符 合 綠 色 工 程 要 求 返回主 頁 退 出

3、 上 一 頁下 一 頁返 回 本 章 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)1。 3 機(jī) 械 制 造 裝 的 分 類第一節(jié) 緒論1.3 機(jī) 械 制 造 裝 備 的 分 類 1、 加 工 裝 備機(jī) 械 制 造 裝 備 包 括 加 工 裝 備 、 工 藝 裝 備 、 倉 儲(chǔ) 運(yùn) 輸 裝備 和 輔 助 裝 備 四 大 類 。 2、 工 藝 裝 備3、 倉 儲(chǔ) 運(yùn) 輸 裝 備主 要 指 機(jī) 床 。 機(jī) 床 是 制 造 機(jī) 器 的 機(jī) 器 ， 也 稱 工 作 母 機(jī) 。各 種 刀 具 、 模 具 、 夾 具 、 量 具 等 總 稱 為 工 藝 裝 備 。 它是 保 證 產(chǎn) 品 制 造 質(zhì) 量 、 貫 徹 工 藝 規(guī) 程 、

4、提 高 生 產(chǎn) 效 率的 重 要 手 段 。倉 儲(chǔ) 運(yùn) 輸 裝 備 包 括 各 級(jí) 倉 儲(chǔ) 、物 料 運(yùn) 輸 、 機(jī) 床 上 下 料 、 機(jī) 器人 等 。 退 出上 一 頁進(jìn) 入 下 一 章 返回主 頁返 回 本 章 第 一 章 機(jī) 械 制 造 及 裝 備 設(shè) 計(jì) 方 法第 二 節(jié) 機(jī) 械 制 造 裝 備 設(shè) 計(jì) 方 法 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法2.1 機(jī) 械 制 造 裝 備 設(shè) 計(jì) 的 類 型 1、 創(chuàng) 新 設(shè) 計(jì)2、 變 形 設(shè) 計(jì)3、 組 合 設(shè) 計(jì) 上 一 頁 下 一 頁 退 出 返回主頁返 回 本 章 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法2.2 機(jī) 械 制 造 裝 備 設(shè) 計(jì) 的 方 法

5、 一 、 機(jī) 械 制 造 裝 備 設(shè) 計(jì) 的 典 型 步 驟二 、 系 列 化 設(shè) 計(jì)三 、 模 塊 化 設(shè) 計(jì) 上 一 頁 下 一 頁 退 出 返回主頁四 、 合 理 化 工 程 返 回 本 章 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法產(chǎn) 品 規(guī) 劃 階 段 需 求 分 析調(diào) 查 研 究預(yù) 測(cè)可 行 性 分 析編 制 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書方 案 設(shè) 計(jì) 階 段 對(duì) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 的 抽 象建 立 功 能 結(jié) 構(gòu)尋 求 原 理 解 與 解 決 方 法初 步 設(shè) 計(jì) 方 案 的 形 成初 步 設(shè) 計(jì) 方 案 的 評(píng) 價(jià) 與 篩 選 退 出下 一 頁返 回 本 節(jié) 2.2.1 機(jī) 械 制 造 裝 備 設(shè) 計(jì)

6、的 典 型 步 驟 返 回 主 頁1、2、 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法技 術(shù) 設(shè) 計(jì) 階 段 確 定 結(jié) 構(gòu) 原 理 方 案總 體 設(shè) 計(jì)結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)施 工 設(shè) 計(jì) 階 段 零 件 圖 設(shè) 計(jì)完 善 裝 備 圖商 品 化 設(shè) 計(jì)編 制 技 術(shù) 文 檔 退 出返 回 本 節(jié) 2.2.1 機(jī) 械 制 造 裝 備 設(shè) 計(jì) 的 典 型 步 驟 返 回 主 頁3、4、 下 一 頁 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法系 列 化 設(shè) 計(jì) 的 基 本 概 念 退 出返 回 本 節(jié) 2.2.2 系 列 化 設(shè) 計(jì) 返 回 主 頁 1、2、 系 列 化 設(shè) 計(jì) 的 優(yōu) 缺 點(diǎn)3、 系 列 化 設(shè) 計(jì) 的 步 驟（

7、1）（ 2）（ 3） 主 參 數(shù) 和 主 要 性 能 指 標(biāo) 的 確 定參 數(shù) 分 級(jí)制 定 系 列 型 譜 縱 系 列 產(chǎn) 品橫 系 列 產(chǎn) 品跨 系 列 產(chǎn) 品 下 一 頁 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法模 塊 化 設(shè) 計(jì) 的 基 本 概 念 退 出返 回 本 節(jié) 2.2.3 模 塊 化 設(shè) 計(jì) 返 回 主 頁 1、2、 模 塊 化 設(shè) 計(jì) 的 特 點(diǎn)3、 模 塊 化 設(shè) 計(jì) 的 步 驟（ 1）（ 2）（ 3） 明 確 任 務(wù)建 立 功 能 結(jié) 構(gòu) 合 理 確 定 產(chǎn) 品 的 系 列 型 譜 和 參 數(shù) 。 （ 4） 模 塊 的 組 合（ 5） 模 塊 的 計(jì) 算 機(jī) 管 理 系 統(tǒng) 下 一

8、 頁 模 塊 是 具 有 一 定 功 能 的 零 件 、 組 件 或 部 件 。 模 塊 上具 有 特 定 的 聯(lián) 接 表 面 和 聯(lián) 接 方 法 ， 以 保 證 相 互 組 合的 互 換 性 和 精 確 度 。模 塊 化 設(shè) 計(jì) 是 提 高 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 、 降 低 成 本 、 加 快 設(shè) 計(jì)進(jìn) 度 、 進(jìn) 行 組 合 設(shè) 計(jì) 的 重 要 途 徑 。（ 1）（ 2） 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法 退 出返 回 本 節(jié) 2.2.4 合 理 化 工 程 返 回 主 頁進(jìn) 入 下 一 節(jié) 合 理 化 工 程 是 一 種 管 理 哲 理 ， 適 用 于 合 同 式 企 業(yè) 。合 理 化 工 程 的

9、 主 要 目 的 是 采 用 先 進(jìn) 的 信 息 處 理 技 術(shù)， 進(jìn) 行 產(chǎn) 品 結(jié) 構(gòu) 的 重 組 、 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 開 發(fā) 過 程 的 重 組和 設(shè) 計(jì) /管 理 系 統(tǒng) 信 息 集 成 ， 盡 可 能 減 少 產(chǎn) 品 零 部 件的 類 別 數(shù) ， 從 而 縮 短 產(chǎn) 品 的 開 發(fā) 周 期 ， 提 高 產(chǎn) 品 設(shè)計(jì) 質(zhì) 量 。（ 1） 產(chǎn) 品 結(jié) 構(gòu) 的 重 組 ： 是 進(jìn) 行 系 列 產(chǎn) 品 和 組 合 產(chǎn) 品 的 開 發(fā) 、產(chǎn) 品 編 碼 和 技 術(shù) 文 件 的 系 列 化 ， 從 而 減 少 零 部 件 的 類 別 數(shù) 。（ 2） 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 開 發(fā) 過 程 的 重 組 ：

10、 是 將 產(chǎn) 品 的 設(shè) 計(jì) 開 發(fā) 過 程 分成 全 新 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 和 合 同 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 兩 部 分 。 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法2.3 機(jī) 械 制 造 裝 備 設(shè) 計(jì) 的 評(píng) 價(jià) 一 、 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 評(píng) 價(jià)二 、 可 靠 性 評(píng) 價(jià)三 、 人 機(jī) 工 程 學(xué) 評(píng) 價(jià) 上 一 頁 下 一 頁 退 出 返回主頁四 、 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 評(píng) 價(jià)五 、 產(chǎn) 品 造 型 評(píng) 價(jià)六 、 標(biāo) 準(zhǔn) 化 評(píng) 價(jià) 返 回 本 章 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法建 立 目 標(biāo) 系 統(tǒng) 和 確 定 評(píng) 價(jià) 標(biāo) 準(zhǔn) 退 出返 回 本 節(jié) 2.3.1 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 評(píng) 價(jià) 返 回 主 頁 1、2

11、、 確 定 重 要 性 系 數(shù)4、 確 定 各 設(shè) 計(jì) 方 案 的 評(píng) 價(jià) 分 數(shù)總 權(quán) 重 值 ZQ j技 術(shù) 評(píng) 價(jià) Tj經(jīng) 濟(jì) 評(píng) 價(jià) Ej:經(jīng) 濟(jì) 評(píng) 價(jià) 是 理 想 生 產(chǎn) 成 本 CL與 實(shí) 際 生 產(chǎn) 成 本 Cs之 比 ,即 : Ej = CL/Cs技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 評(píng) 價(jià) 的 步 驟3、 5、7、6、 通 常 理 想 成 本 CL應(yīng) 低 于 市 場(chǎng) 同 類 產(chǎn) 品 最 低 價(jià) 格 的 70%。 經(jīng) 濟(jì) 評(píng) 價(jià) Ej越 大 ， 代 表 經(jīng) 濟(jì) 效 果 越 好 ， Ej=1的 方 案 經(jīng) 濟(jì) 上 最 理 想 。 如 經(jīng) 濟(jì) 評(píng)價(jià) 值 小 于 0.7， 說 明 方 案 的 實(shí) 際 生

12、 產(chǎn) 成 本 大 于 市 場(chǎng) 同 類 產(chǎn) 品 的 最 低價(jià) ， 一 般 不 予 考 慮 。技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 評(píng) 價(jià) TEj:當(dāng) Tj和 Ej的 值 相 差 不 太 懸 殊 時(shí) ， 可 用 均 值 法 計(jì) 算 Ej值 ：TEj = （ Tj+Ej） /2當(dāng) Tj和 Ej的 值 相 差 很 懸 殊 時(shí) ， 建 議 用 雙 曲 線 法 計(jì) 算 Ej值 ： TEj = Tj+Ej下 一 頁 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法可 靠 性 特 征 量 退 出返 回 本 節(jié) 2.3.2 可 靠 性 評(píng) 價(jià) 返 回 主 頁 1、2、 可 靠 性 預(yù) 測(cè) 下 一 頁 產(chǎn) 品 可 靠 性 指 標(biāo)可 靠 性 維 修 性 有

13、 效 性 耐 久 性 安 全 性可靠度 可靠壽命累積失效概率 失效率 平均壽命 平均修復(fù)時(shí)間修復(fù)率維修度 極限有效度平均有效度瞬時(shí)有效度可 靠 性 指 標(biāo) 的 分 配3、 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法1、 人 因 素 方 面2、 機(jī) 器 因 素 方 面3、 環(huán) 境 因 素 方 面4、 人 機(jī) 系 統(tǒng) 方 面 退 出返 回 本 節(jié) 2.3.3 人 機(jī) 工 程 學(xué) 評(píng) 價(jià) 返 回 主 頁下 一 頁 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法加 工 工 藝 性裝 配 工 藝 性 退 出返 回 本 節(jié) 2.3.4 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 評(píng) 價(jià) 返 回 主 頁1、2、 下 一 頁3、 維 修 工 藝 性 結(jié) 構(gòu) 工 藝

14、 性 評(píng) 價(jià) 的 目 的 是 降 低 生 產(chǎn) 成 本 、 縮 短 生 產(chǎn) 時(shí) 間 、提 高 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 。 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 應(yīng) 從 加 工 、 裝 配 、 維 修 和 運(yùn) 輸?shù)?方 面 來 評(píng) 價(jià) 。 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法產(chǎn) 品 造 型 設(shè) 計(jì)產(chǎn) 品 色 彩 退 出返 回 本 節(jié) 2.3.5 產(chǎn) 品 造 型 評(píng) 價(jià) 返 回 主 頁1、2、 下 一 頁 機(jī) 械 產(chǎn) 品 的 造 型 的 總 原 則 是 經(jīng) 濟(jì) 實(shí) 用 、 美 觀 大 方 。 “ 經(jīng) 濟(jì) ”指 的 是 造 型 成 本 低 ， 并 有 助 于 提 高 產(chǎn) 品 的 可 靠 性 、 壽 命 和 人機(jī) 界 面 。 “ 實(shí) 用

15、 ” 指 的 是 實(shí) 用 操 作 方 便 、 舒 適 、 符 合 人 體 的生 理 和 心 理 特 征 。 尺 度 與 比 例對(duì) 稱 與 均 衡安 定 與 輕 巧對(duì) 比 與 調(diào) 和過 度 與 呼 應(yīng)節(jié) 奏 與 韻 律重 點(diǎn) 與 一 般色 調(diào) 選 擇配 色 方 法 第二節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法標(biāo) 準(zhǔn) 化 及 其 目 的標(biāo) 準(zhǔn) 分 類 退 出返 回 本 節(jié) 2.3.6 標(biāo) 準(zhǔn) 化 評(píng) 價(jià) 返 回 主 頁 1、2、 進(jìn) 入 下 一 章3、 企 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) 體 系 結(jié) 構(gòu)產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 化4、 技 術(shù) 標(biāo) 準(zhǔn)工 作 標(biāo) 準(zhǔn) 管 理 標(biāo) 準(zhǔn)企 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) 的 審 查設(shè) 計(jì) 文 件 的 標(biāo) 準(zhǔn)

16、 化 審 查工 藝 文 件 的 標(biāo) 準(zhǔn) 化 審 查工 裝 設(shè) 計(jì) 文 件 的 標(biāo) 準(zhǔn) 化 審 查 第 二 章 金 屬 切 削 機(jī) 床 設(shè) 計(jì)第 一 節(jié) 概 述 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)2.1 概 述一 、 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 滿 足 的 基 本 要 求二 、 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 方 法三 、 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 步 驟 上 一 頁 下 一 頁 退 出 返回主頁返 回 本 章 第二節(jié) 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)（ 1） 工 藝 范 圍 （ 2） 柔 性（ 3） 與 物 流 系 統(tǒng) 的 可 親 性 （ 4） 剛 度（ 5） 精 度 （ 6） 噪 聲（ 7） 生 產(chǎn) 率 和 自 動(dòng) 化 （ 8） 成 本（ 9） 生

17、產(chǎn) 周 期 （ 10） 可 靠 性（ 11） 造 型 與 色 彩 退 出返 回 本 節(jié) 2.1.1 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 滿 足 的 基 本 要 求 返 回 主 頁下 一 頁 第三節(jié) 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 2.1.2 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 方 法 返 回 主 頁下 一 頁 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 正 在 向 著 “ 以 系 統(tǒng) 為 主 的 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) ” 方 向發(fā) 展 ， 即 在 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 時(shí) 要 考 慮 它 如 何 更 好 地 適 應(yīng) FMS等 先 進(jìn) 制 造 系 統(tǒng) 的 要 求 ， 例 如 要 求 具 有 時(shí) 、 空 柔 性 ，與 物 流 的 可 親 性 等 等 。機(jī) 床 設(shè)

18、計(jì) 方 法 是 根 據(jù) 其 設(shè) 計(jì) 類 型 而 定 。 通 用 機(jī) 床 采 用系 列 化 設(shè) 計(jì) 方 法 。 系 列 中 基 型 產(chǎn) 品 屬 創(chuàng) 新 設(shè) 計(jì) 類 型 ，其 他 屬 變 形 設(shè) 計(jì) 類 型 。 有 些 類 型 ， 如 組 合 機(jī) 床 屬 組 合設(shè) 計(jì) 類 型 。在 創(chuàng) 新 設(shè) 計(jì) 類 型 中 ， 機(jī) 床 總 體 方 案 的 產(chǎn) 生 方 法 可 采 用分 析 式 設(shè) 計(jì) 或 創(chuàng) 成 式 設(shè) 計(jì) 。 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 2、 總 體 設(shè) 計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 2.1.4 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 步 驟 返 回 主 頁進(jìn) 入 下 一 節(jié) 3、 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 1、 確 定 結(jié) 構(gòu) 原

19、 理 方 案6、 定 型 設(shè) 計(jì)5、 機(jī) 床 整 機(jī) 綜 合 評(píng) 價(jià) 4、 工 藝 設(shè) 計(jì) 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)2.2 金 屬 切 削 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 的 基 本 理 論一 、 上 一 頁下 一 頁 退 出 返回主頁機(jī) 床 的 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 原 理機(jī) 床 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 是 研 究 、 分析 和 實(shí) 現(xiàn) 機(jī) 床 期 望 的 加工 功 能 所 需 要 的 運(yùn) 動(dòng) 功能 配 置 返 回 本 章 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 （ 一 ） 機(jī) 床 工 作 原 理 ： 金 屬 切 削 機(jī) 床 的 基 本 功 能 是 提供 切 削 加 工 所 必 須 的 運(yùn) 動(dòng)

20、和 動(dòng) 力 。 其 基 本 工 作 原 理 是： 通 過 刀 具 與 工 件 之 間 的 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) ， 由 刀 具 切 除 工 件加 工 表 面 多 余 的 金 屬 材 料 ， 形 成 工 件 加 工 表 面 的 幾 何形 狀 、 尺 寸 ， 并 達(dá) 到 其 精 度 要 求 。（ 二 ） 工 件 表 面 的 形 成 方 法 1.幾 何 表 面 的 形 成 原 理 2.發(fā) 生 線 的 形 成 （ 三 ） 機(jī) 床 運(yùn) 動(dòng) 分 類 1.按 運(yùn) 動(dòng) 性 質(zhì) 分 類 2.按 運(yùn) 動(dòng) 功 能 分 類 3.按 運(yùn) 動(dòng) 之 間 的 關(guān) 系 分 類 2.2 金 屬 切 削 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 的 基 本 理

21、論 幾 何 表 面 的 形 成 原 理 圖 示12a) 平 面 1 2b) 圓 柱 面1 2c) 平 面 1 2d) 圓 錐 面1 母 線 2 導(dǎo) 線 發(fā) 生 線 的 形 成 圖 示1 f n n 1 .fn1n2 1a) c)b)f n1n2 fd) e) a)點(diǎn) 刃 車 刀 車 外 圓 柱 面 b)寬 刃 車 刀 車 外 圓 柱 面 c)砂 輪 磨 外 圓 柱 面 d)盤 銑 刀 銑 外 圓 柱 面 e)滾 齒 加 工 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 工 件 表 面 的 形 成 方 法 返 回 主 頁下 一 頁 幾 何 表 面 的 形 成 原 理 圖 示發(fā) 生 線 的 形

22、成 圖 示發(fā) 生 線 的 形 成 ：1） 軌 跡 法 （ 描 述 法 ）2） 成 型 法 （ 仿 形 法 ）3） 相 切 法 （ 旋 切 法 ）4） 展 成 法 （ 滾 切 法 ） 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 （ 四 ） 機(jī) 床 的 成 形 運(yùn) 動(dòng) 1.主 運(yùn) 動(dòng) 2.形 狀 創(chuàng) 成 運(yùn) 動(dòng) （ 五 ） 機(jī) 床 運(yùn) 動(dòng) 功 能 的 描 述 方 法 1.坐 標(biāo) 系 2.機(jī) 床 運(yùn) 動(dòng) 功 能 式 3.機(jī) 床 運(yùn) 動(dòng) 原 理 圖 4.運(yùn) 動(dòng) 功 能 分 配 設(shè) 計(jì) 5.機(jī) 床 傳 動(dòng) 原 理 圖2.2 金 屬 切 削 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 的 基 本 理 論

23、 機(jī) 床 運(yùn) 動(dòng) 功 能 方 案 設(shè) 計(jì)（ 1） 工 藝 分 析（ 2） 選 取 坐 標(biāo) 系（ 3） 寫 出 機(jī) 床 運(yùn) 動(dòng) 功 能 式（ 4） 畫 出 機(jī) 床 運(yùn) 動(dòng) 功 能 圖 (例 ： 滾 齒 機(jī) ）（ 5） 繪 制 機(jī) 床 傳 動(dòng) 原 理 圖第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁運(yùn) 動(dòng) 功 能 圖 形 符 號(hào)a)回 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) b)直 線 運(yùn) 動(dòng) ZfBa YaCp CfW/CfYaZfBaCp/T 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)2.2 金 屬 切 削 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 的 基 本 理 論二 、三 、四 、 上 一 頁下 一 頁 退 出 返回主頁五 、六 、

24、精 度 運(yùn) 動(dòng) 精 度傳 動(dòng) 精 度定 位 精 度工 作 精 度幾 何 精 度精 度 保 持 性剛 度抗 振 性熱 變 形噪 聲七 、 低 速 運(yùn) 動(dòng) 平 穩(wěn) 性 返 回 本 章 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)2.3 金 屬 切 削 機(jī) 床 總 體 設(shè) 計(jì) 一 、 機(jī) 床 系 列 型 譜 的 制 定二 、 機(jī) 床 的 運(yùn) 動(dòng) 功 能 設(shè) 計(jì)三 、 機(jī) 床 總 體 結(jié) 構(gòu) 方 案 設(shè) 計(jì) 上 一 頁 下 一 頁 退 出 返回主頁四 、 機(jī) 床 主 要 參 數(shù) 的 設(shè) 計(jì) 返 回 本 章 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 2.3.1 機(jī) 床 系 列 型 譜 的 制 定 返 回 主 頁下 一

25、 頁 中 型 臥 式 機(jī) 床 的 簡(jiǎn) 略 系 列 型 譜 表 型 式最 大工 件 直 徑 /mm 萬 能式 馬鞍式 提高精度 無絲杠式 卡盤式 球面加工 端面車床2503204005006308001000 注 ： 基 型 ， 變 型 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 1.工 藝 分 析 2.機(jī) 床 運(yùn) 動(dòng) 功 能 設(shè) 置 分 析 式 設(shè) 計(jì) 方 法 解 析 式 設(shè) 計(jì) 方 法 3.寫 出 機(jī) 床 運(yùn) 動(dòng) 功 能 式 ， 畫 出 機(jī) 床 運(yùn) 動(dòng) 原 理 圖 2.3.2 機(jī) 床 的 運(yùn) 動(dòng) 功 能 設(shè) 置 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返

26、 回 主 頁下 一 頁 1、 結(jié) 構(gòu) 布 局 設(shè) 計(jì) ：布 局 形 式 ： 立 式 、 臥 式 、 斜 置 式 。 基 礎(chǔ) 支 承 件 形 式 ： 底 座 式 、 立 柱 式 、 龍 門 式 。 基 礎(chǔ) 支 承 件 結(jié) 構(gòu) ： 一 體 式 、 分 離 式 。2.3.3 機(jī) 床 總 體 結(jié) 構(gòu) 方 案 設(shè) 計(jì) 2、 機(jī) 床 總 體 結(jié) 構(gòu) 的 概 略 形 狀 與 尺 寸 設(shè) 計(jì)設(shè) 計(jì) 的 主 要 依 據(jù) 是 ： 機(jī) 床 總 體 結(jié) 構(gòu) 布 局 設(shè) 計(jì) 階 段 評(píng)價(jià) 后 所 保 留 的 機(jī) 床 總 體 結(jié) 構(gòu) 布 局 形 態(tài) 圖 ， 驅(qū) 動(dòng) 與 傳動(dòng) 設(shè) 計(jì) 結(jié) 果 ， 機(jī) 床 動(dòng) 力 參 數(shù) 及

27、 加 工 空 間 尺 寸 參 數(shù) ，以 及 機(jī) 床 整 機(jī) 的 剛 度 及 精 度 分 配 。 過 程 1） -7） 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 （ 一 ） 主 參 數(shù) 和 尺 寸 參 數(shù)（ 二 ） 運(yùn) 動(dòng) 參 數(shù)2.3.4 機(jī) 床 主 要 參 數(shù) 的 設(shè) 計(jì) 機(jī) 床 的 主 要 技 術(shù) 參 數(shù) 包 括 機(jī) 床 的 主 參 數(shù) 和 基 本 參 數(shù) ， 基 本 參 數(shù) 可包 括 尺 寸 參 數(shù) 、 運(yùn) 動(dòng) 參 數(shù) 和 動(dòng) 力 參 數(shù) 。 機(jī) 床 主 參 數(shù) 是 代 表 機(jī) 床 規(guī) 格 大 小 即 反 映 機(jī) 床 最 大 工 作 能 力 的一 種 參

28、數(shù) ， 有 些 機(jī) 床 還 規(guī) 定 有 第 二 主 參 數(shù) 。 運(yùn) 動(dòng) 參 數(shù) 是 指 機(jī) 床 執(zhí) 行 件 如 主 軸 、 工 作 安 裝 部 件 （ 工 作臺(tái) 、 刀 架 ） 的 運(yùn) 動(dòng) 速 度 。主 運(yùn) 動(dòng) 參 數(shù) ： (1) 最 低 （ nmin） 和 最 高 （ nmax)轉(zhuǎn) 速 的 確 定（ 2） 主 軸 轉(zhuǎn) 速 數(shù) 列 呈 等 比 級(jí) 數(shù) 規(guī) 律 分 布 ， 轉(zhuǎn) 數(shù) 范 圍 內(nèi) 的 轉(zhuǎn) 數(shù) 相 對(duì) 均 勻 損 失 率 為 ： A= (n-nj)/n產(chǎn) 生 的 最 大 轉(zhuǎn) 速 相 對(duì) 損 失 為 ：A=(nj+1-nj)/ nj+1=1 - nj/nj+1 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)

29、2.4 主 傳 動(dòng) 系 設(shè) 計(jì) 一 、 主 傳 動(dòng) 系 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 滿 足 的 基 本 要 求二 、 主 傳 動(dòng) 系 分 類 和 傳 動(dòng) 方 式三 、 分 極 變 速 主 傳 動(dòng) 系 上 一 頁 下 一 頁 退 出 返回主頁四 、 無 極 變 速 主 傳 動(dòng) 系 返 回 本 章五 、 數(shù) 控 機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 系 設(shè) 計(jì) 特 點(diǎn) 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 2.4.1 主 傳 動(dòng) 系 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 滿 足 的 基 本 要 求 1、 滿 足 機(jī) 床 使 用 性 能 要 求2、 滿 足 機(jī) 床 傳 遞 動(dòng) 力 要 求3、 滿 足 機(jī) 床 工 作 性 能

30、 的 要 求4、 滿 足 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 經(jīng) 濟(jì) 性 的 要 求5、 維 修 調(diào) 整 方 便 ， 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 合 理 ， 便 于 加 工 和 裝 配 。 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 2.4.2 主 傳 動(dòng) 系 分 類 和 傳 動(dòng) 方 式 主 傳 動(dòng) 系 一 般 由 動(dòng) 力 源 （ 如 電 動(dòng) 機(jī) ） 、 變 速 裝 置 及 執(zhí) 行 件 （ 如 主 軸 、 刀 架 、 工 作 臺(tái) ） ， 以 及 開 停 、 換 向 和 制 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 等 部 分 組 成 。1、 主 傳 動(dòng) 系 分 類 按 驅(qū) 動(dòng) 主 傳 動(dòng) 的 電 動(dòng) 機(jī) 類 型 ： 交

31、流 電 動(dòng) 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 、 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 按 傳 動(dòng) 裝 置 類 型 ： 機(jī) 械 傳 動(dòng) 裝 置 、 液 壓 傳 動(dòng) 裝 置 、 電 氣 傳 動(dòng) 裝 置 以 及 它 們 的 組 合 按 變 速 的 連 續(xù) 性 ： 分 極 變 速 傳 動(dòng) 、 無 極 變 速 傳 動(dòng)2、 主 傳 動(dòng) 系 的 傳 動(dòng) 方 式 集 中 傳 動(dòng) 方 式 ： 主 傳 動(dòng) 系 的 全 部 傳 動(dòng) 和 變 速 機(jī) 構(gòu) 集 中 裝 在 同 一 個(gè) 主 軸 箱 內(nèi) 。 圖 2-11 分 離 傳 動(dòng) 方 式 ： 主 傳 動(dòng) 系 中 的 大 部 分 傳 動(dòng) 和 變 速 機(jī) 構(gòu) 裝 在 遠(yuǎn) 離 主 軸 的 單 獨(dú) 變 速

32、 箱 中 。 圖 2-12 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 2.4.3 分 級(jí) 變 速 主 傳 動(dòng) 系 1、 擬 定 轉(zhuǎn) 速 圖 和 結(jié) 構(gòu) 式 轉(zhuǎn) 速 圖 在 轉(zhuǎn) 速 圖 中 可 以 表 示 出 傳 動(dòng) 軸 的 數(shù) 目， 傳 動(dòng) 軸 之 間 的 傳 動(dòng) 關(guān) 系 ， 主 軸 的 各 級(jí) 轉(zhuǎn) 速 值 及 其 傳動(dòng) 路 線 ， 各 傳 動(dòng) 軸 的 轉(zhuǎn) 速 分 級(jí) 和 轉(zhuǎn) 速 值 ， 各 傳 動(dòng) 副 的傳 動(dòng) 比 ， 2軸 之 間 為 變 速 組 a、 b、 c 等 。 設(shè) 一 中 型 臥 式 車 床 ， 其 變 速 傳 動(dòng) 系 圖 2-13 結(jié) 構(gòu) 式 變

33、 速 組 的 級(jí) 比 是 指 主 動(dòng) 軸 上 同 一 點(diǎn) 傳往 被 動(dòng) 軸 相 鄰 兩 傳 動(dòng) 線 的 比 值 ， 用 表 示 。 級(jí) 比 中 的 指 數(shù) 值 稱 為 指 數(shù) ， 相 當(dāng) 于 上 述 相 鄰 兩 傳 動(dòng) 線 與被 動(dòng) 軸 交 點(diǎn) 之 間 相 距 的 格 數(shù) ， x i=1為 基 本 組 ， 依 次 為第 一 、 第 二 變 速 組 。 Z=(Pa)xa (Pb)xb (Pc)xc (Pi)xi 如 12=31 23 26 iXiXiX 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 2.4.3 分 級(jí) 變 速 主 傳 動(dòng) 系 2、 各 變 速 組 的

34、變 速 范 圍 及 極 限 傳 動(dòng) 比 變 速 組 中 最 大 與 最 小 傳 動(dòng) 比 的 比 值 ， 稱 為 該 變 速 組 的 變 速 范 圍 。 即 ： （ i=0， 1， 2， ， j) 在 設(shè) 計(jì) 機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 系 時(shí) ， 一 般 限 制 降 速 最 小 傳 動(dòng) 比 直 齒 圓 柱 齒 輪 的 最 大 升 速 比 斜 齒 圓 柱 齒 輪 可 取 iii uuR )/()( minmax 4/1 min 主u 2max 主u5.2max 主u 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 2.4.3 分 級(jí) 變 速 主 傳 動(dòng) 系 3、 主 變 速 傳

35、 動(dòng) 系 設(shè) 計(jì) 的 一 般 原 則 1、 傳 動(dòng) 副 前 多 后 少 的 原 則 2、 傳 動(dòng) 順 序 與 擴(kuò) 大 順 序 相 一 致 的 原 則 3、 變 速 組 的 變 速 要 前 慢 后 快 ， 中 間 軸 的 轉(zhuǎn) 速 不 宜 超 過 電 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 ， 降 速 比 的 分 配 要 逐 級(jí) 增 大 。 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 2.4.3 分 級(jí) 變 速 主 傳 動(dòng) 系 4、 主 變 速 傳 動(dòng) 系 的 幾 種 特 殊 設(shè) 計(jì) 具 有 多 速 電 動(dòng) 機(jī) 的 主 變 速 傳 動(dòng) 系 設(shè) 計(jì) 采 用 多 速 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 和

36、其 他 方 式 聯(lián) 合 使 用 ， 可 以 簡(jiǎn) 化 機(jī) 床 的 機(jī) 械 結(jié) 構(gòu) ， 使 用 方 便 。 多 刀 半 自 動(dòng) 車 床 的 主 變 速 傳 動(dòng) 系 圖 和 轉(zhuǎn) 速 圖 2-16 具 有 交 換 齒 輪 的 變 速 傳 動(dòng) 系 交 換 齒 輪 的 變 速 組 應(yīng) 設(shè) 計(jì) 成 對(duì) 稱 分 布 的 。 交 換 齒 輪 可 用 較 少 的 齒 輪 ， 以 得 到 多 級(jí) 轉(zhuǎn) 速 ， 并 使 變 速 箱 結(jié) 構(gòu) 大 大 簡(jiǎn) 化 。 液 壓 多 刀 半 自 動(dòng) 車 床 主 變 速 傳 動(dòng) 系 圖 17 采 用 公 用 齒 輪 的 變 速 傳 動(dòng) 系 采 用 公 用 齒 輪 可 以 減 少 齒

37、輪 的 數(shù) 目 ， 簡(jiǎn) 化 結(jié) 構(gòu) ， 縮 短 軸 向 尺 寸 。 銑 床 主 變 速 傳 動(dòng) 系 圖 2-11 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 2.4.3 分 級(jí) 變 速 主 傳 動(dòng) 系 (五 ) 擴(kuò) 大 傳 動(dòng) 系 變 速 范 圍 的 方 法 當(dāng) =1.41時(shí) ， Zmax=12, Rn= 當(dāng) =1.26時(shí) ， Zmax=18, Rn= Rn。1、 增 加 變 速 組 當(dāng) =1.41時(shí) ， 結(jié) 構(gòu) 式 Z=31 23 26 =12， 增 加 1變 速 組 后 為 Z=31 23 26 212 =24， 但 R4=結(jié) 構(gòu) 式 設(shè) 計(jì) 為 Z=3 1

38、23 26 26=3 2 （ 2 2-1） =18級(jí) 如 圖 3-18， 軸 上 的 6個(gè) 降 速 和 6個(gè) 升 速 重 合 ， 少 了 6級(jí) 轉(zhuǎn) 速 。2、 采 用 背 輪 機(jī) 構(gòu) 又 稱 回 曲 機(jī) 構(gòu) 如 圖 3-19， 可 將 轉(zhuǎn) 速 級(jí) 數(shù) 增 加 1倍 。 過 程 如 下 ： M嚙 合 n =n , M脫 開 n =n (z1/z2)*(z3/z4) 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 2.4.3 分 級(jí) 變 速 主 傳 動(dòng) 系 （ 六 ） 齒 輪 齒 數(shù) 的 確 定 1、 對(duì) 于 定 比 傳 動(dòng) 的 齒 輪 齒 數(shù) 和 帶 輪 直 徑 ， 可

39、 依 據(jù) 機(jī)械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 推 薦 的 方 法 ， 按 所 分 配 的 傳 動(dòng) 比 計(jì) 算 確 定 。 2、 確 定 變 速 齒 輪 齒 數(shù) 時(shí) ： 首 先 選 取 合 理 的 齒 數(shù) 和 。各 對(duì) 傳 動(dòng) 副 的 齒 數(shù) 和 應(yīng) 該 是 相 同 的 （ 按 表 3-9） 確 定 。 齒輪 的 中 心 距 取 決 于 傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 。 扭 矩 越 大 ， 中 心 矩 越 大 。在 主 傳 動(dòng) 中 ， 一 般 取 最 小 齒 輪 齒 數(shù) 三 聯(lián) 滑 移 齒 輪 的 最 大 與 次 大 齒 輪 齒 數(shù) 之 間 的 齒 數(shù) 差 應(yīng)大 于 或 等 于 4。 例 ： 圖 3-13齒 輪 齒 數(shù)

40、 的 確 定 。 3、 轉(zhuǎn) 速 誤 差 ： 即 實(shí) 際 傳 動(dòng) 比 （ 齒 輪 齒 數(shù) 之 比 ） 與 理論 傳 動(dòng) 比 （ 轉(zhuǎn) 速 圖 上 給 定 的 傳 動(dòng) 比 ） 之 間 的 轉(zhuǎn) 速 誤 差 。 驗(yàn) 算 轉(zhuǎn) 速 誤 差 式 中 ： n-主 軸 實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 ， n-主 軸 的 標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速 ， -公 比 。2018 min Z)%1(10/)( nnn 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 2.4.3 分 級(jí) 變 速 主 傳 動(dòng) 系 （ 七 ） 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 1、 機(jī) 床 的 功 率 轉(zhuǎn) 矩 特 性 驅(qū) 動(dòng) 直 線 運(yùn) 動(dòng) 工 作 臺(tái) 的 這 類

41、 機(jī) 床 的 主 運(yùn) 動(dòng) 屬 恒 轉(zhuǎn) 矩 傳 動(dòng) 。如 刨 床 的 工 作 臺(tái) 。 主 運(yùn) 動(dòng) 是 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 的 機(jī) 床 基 本 上 是 恒 功 率傳 動(dòng) 。 如 車 床 、 銑 床 的 主 軸 。 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 nj： 主 軸 或 各 傳 動(dòng) 件 傳 遞 全 部 功 率 的 最 低 轉(zhuǎn) 速 為它 們 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 。 圖 3-22為 “ 主 軸 的 功 率 轉(zhuǎn) 矩 特 性 圖 ” 。 不同 機(jī) 床 主 軸 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 是 不 同 的 ， 見 表 3-10。 2、 變 速 傳 動(dòng) 系 中 傳 動(dòng) 件 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 的 確 定 變 速 傳 動(dòng) 系 中 的 傳 動(dòng) 件 包

42、括 軸 和 齒 輪 ， 它 們 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速可 根 據(jù) 主 軸 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 和 轉(zhuǎn) 速 圖 確 定 。 確 定 的 順 序 是 先 定 出主 軸 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 ， 再 順 次 由 后 往 前 ， 定 出 各 傳 動(dòng) 主 軸 的 計(jì) 算轉(zhuǎn) 速 ， 然 后 再 確 定 齒 輪 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 。 例 3-1 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 2.4.3 分 級(jí) 變 速 主 傳 動(dòng) 系 （ 八 ） 變 速 箱 內(nèi) 傳 動(dòng) 件 的 空 間 布 置 與 計(jì) 算 1、 變 速 箱 內(nèi) 各 傳 動(dòng) 軸 的 空 間 布 置 各 傳 動(dòng) 軸 是 空

43、 間 布 置 各 傳 動(dòng) 軸 在 一 個(gè) 鉛 直 平 面 內(nèi) 2、 變 速 箱 內(nèi) 各 傳 動(dòng) 軸 的 軸 向 固 定 軸 向 固 定 的 方 法 有 ： 3、 各 傳 動(dòng) 軸 的 估 算 和 驗(yàn) 算 軸 在 彎 矩 的 作 用 下 產(chǎn) 生 的 彎 曲 變 形 ， 會(huì) 使 裝 在 軸 上 的 齒 輪 產(chǎn)生 傾 角 而 使 齒 面 的 壓 強(qiáng) 分 布 不 均 ， 產(chǎn) 生 不 均 勻 磨 損 ； 也 會(huì) 使 滾動(dòng) 軸 承 內(nèi) 、 外 圈 產(chǎn) 生 傾 斜 ， 影 響 軸 承 使 用 壽 命 。 軸 在 扭 矩 作 用 下 會(huì) 產(chǎn) 生 扭 曲 變 形 ， 從 而 引 起 傳 動(dòng) 軸 的 扭 振 。 第

44、二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 2.4.4 無 級(jí) 變 速 主 傳 動(dòng) 系 1、 無 級(jí) 變 速 裝 置 的 分 類 機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 中 常 采 用 的 無 級(jí) 變 速 裝 置 有 三 大 類 ： 變速 電 動(dòng) 機(jī) 、 機(jī) 械 無 級(jí) 變 速 裝 置 、 液 壓 無 級(jí) 變 速 裝 置 2、 無 級(jí) 變 速 主 傳 動(dòng) 系 設(shè) 計(jì) 原 則 盡 量 選 擇 功 率 和 轉(zhuǎn) 矩 特 性 符 合 傳 動(dòng) 系 要 求 的 無級(jí) 變 速 裝 置 。 無 極 變 速 系 統(tǒng) 裝 置 單 獨(dú) 使 用 時(shí) ， 其 調(diào) 速 范 圍 Rd較 小 ， 滿 足 不 了 要

45、求 ， 尤 其 是 恒 功 率 調(diào) 速 范 圍 往 往 遠(yuǎn)小 于 機(jī) 床 實(shí) 際 需 要 的 恒 功 率 變 速 范 圍 。 因 此 要 串 聯(lián) 一分 級(jí) 變 速 R f以 擴(kuò) 大 總 的 變 速 范 圍 Rn。 三 者 之 間 的 關(guān) 系應(yīng) 為 ： Rf= Rn/ Rd= fZ-1 即 Z=1+ Rf/ f 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 2.5 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 系 設(shè) 計(jì) 一 、 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 系 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 滿 足 的 基 本 要 求二 、 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 上 一 頁 下 一 頁 退 出 返回主頁返 回 本 章 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下

46、 一 頁 2.5.1 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 系 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 滿 足 的 基 本 要 求 （ 一 ） 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 系 的 組 成 動(dòng) 力 源 ； 變 速 機(jī) 構(gòu) ； 換 向 機(jī) 構(gòu) ； 運(yùn) 動(dòng) 分配 機(jī) 構(gòu) ； 過 載 保 險(xiǎn) 機(jī) 構(gòu) ； 運(yùn) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 換 機(jī) 構(gòu) ； 執(zhí) 行件 等 。 （ 二 ） 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 系 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 滿 足 的 基 本 要 求 1、 具 有 足 夠 的 靜 剛 度 和 動(dòng) 剛 度 ； 2、 具 有 良 好 的 快 速 響 應(yīng) 性 ， 不 爬 性 ； 3、 抗 振 性 好 ； 4、 具 有 足 夠 寬 的 調(diào) 速 范 圍 ； 5、 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 的 傳 動(dòng) 精 度 和

47、定 位 精 度 高 ； 6、 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 加 工 和 裝 配 工 藝 性 好 。 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁未 完 待 續(xù) 2.5.2 機(jī) 械 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 系 的 設(shè) 計(jì) 特 點(diǎn) 1、 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 是 恒 轉(zhuǎn) 矩 傳 動(dòng) ： 因 進(jìn) 給 力 基 本 恒 定 。 2、 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 系 中 各 傳 動(dòng) 件 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 是 其 最 高 轉(zhuǎn) 速 ： 因 傳 動(dòng) 鏈 末 端 承 受 轉(zhuǎn) 矩 最 大 3、 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 的 轉(zhuǎn) 速 圖 為 前 疏 后 密 結(jié) 構(gòu) ： 與 主 傳 動(dòng) 相 反 ， 擴(kuò) 大 順 序 與 傳 動(dòng) 順 序 不 一 致

48、 ， 如 圖 2-39， 其 結(jié) 構(gòu) 式 為 Z=18=33 31 29 11 4、 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 的 變 速 范 圍 比 主 傳 動(dòng) 大 ： 因 速 度 低 、 受 力 小 、 消 耗 功 率 小 、 齒 輪 模 數(shù) 小 。 其 1/5u 進(jìn) 2.8， Rn14。 5、 采 用 傳 動(dòng) 間 隙 消 除 機(jī) 構(gòu) 6、 采 用 快 速 空 程 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 7、 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 采 用 微 量 進(jìn) 給 機(jī) 構(gòu) ： 要 求 其 靈 敏 度 高 、 剛度 好 、 平 穩(wěn) 性 好 、 低 速 無 爬 行 、 精 度 高 等 。 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁未 完

49、待 續(xù) 2.5.3 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng) （ 一 ） 電 氣 伺 服 系 統(tǒng) 的 分 類 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 按 有 無 監(jiān) 測(cè) 和 反 饋 裝 置 分 為 ： 開 環(huán) 、 閉 環(huán) 和 半 閉 環(huán) 系 統(tǒng) 。 1、 開 環(huán) 系 統(tǒng) 典 型 的 開 環(huán) 系 統(tǒng) 采 用 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) ， 其 精 度 取 決 于 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 的 步 距 角 精 度 ， 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 只 執(zhí) 行 部 件 間 傳 動(dòng) 系 的 傳 動(dòng) 精 度 。 這 類 系 統(tǒng) 的 定 位 精 度 較 低 ， 但 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 調(diào) 試 方 便 ， 成 本 低 。 適 用 于 精 度 要 求

50、 不 高 的 數(shù) 控 機(jī) 床 中 。 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁未 完 待 續(xù) 2.5.3 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng)2、 閉 環(huán) 系 統(tǒng)檢 測(cè) 反 饋 裝 置 有 兩 類 ： 用 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 作 為 位 置 反饋 ， 測(cè) 速 發(fā) 電 機(jī) 作 為 速 度 反 饋 ； 用 脈 沖 編 碼 器 兼作 位 置 和 速 度 反 饋 。 后 者 用 的 多 。 閉 環(huán) 控 制 的 定 位 精 度 取 決 于 檢 測(cè) 裝 置 的 精 度 。 其控 制 精 度 、 動(dòng) 態(tài) 性 能 都 較 好 ， 但 是 較 復(fù) 雜 ， 安 裝 調(diào) 試 較 麻 煩 ， 成 本

51、高 ， 用 于 精 密 型 的 機(jī) 床 上 。（ 一 ） 電 氣 伺 服 系 統(tǒng) 的 分 類 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 2.5.3 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng)3、 半 閉 環(huán) 系 統(tǒng)半 閉 環(huán) 的 精 度 比 閉 環(huán) 差 ， 但 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 性 好 ， 且 結(jié)構(gòu) 比 較 簡(jiǎn) 單 ， 調(diào) 整 容 易 ， 價(jià) 格 低 。 綜 上 所 述 ， 對(duì) 伺 服 系 統(tǒng) 的 基 本 要 求 是 ： 穩(wěn) 定 性 好 ， 精 度 要 高 ， 快 速 響 應(yīng) 性 好 ， 定 位 精 度高 。 （ 一 ） 電 氣 伺 服 系 統(tǒng) 的 分 類 第二章 金屬切削機(jī)

52、床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁未 完 待 續(xù) 2.5.3 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng)（ 二 ） 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 驅(qū) 動(dòng) 部 件 伺 服 驅(qū) 動(dòng) 部 件 如 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 、 直 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 、 交 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 等 。 1、 對(duì) 進(jìn) 給 驅(qū) 動(dòng) 部 件 的 基 本 要 求 調(diào) 速 范 圍 寬 ， 低 速 運(yùn) 行 平 穩(wěn) ， 無 爬 行 ； 快 速 響 應(yīng) 性 好 ； 抗 負(fù) 載 振 動(dòng) 能 力 強(qiáng) ； 可 承 受 頻 繁 啟 動(dòng) 、 制 動(dòng) 和 反 轉(zhuǎn) ； 振 動(dòng) 和 噪 聲 小 ， 可 靠 性 高 ， 壽 命 長(zhǎng) ； 調(diào) 整 維

53、修 方 便 。 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁下 一 頁 2.5.3 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng) (二 ) 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 驅(qū) 動(dòng) 部 件 2、 進(jìn) 給 驅(qū) 動(dòng) 部 件 的 類 型 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 直 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 交 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 直 線 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) （ 圖 2-42、 43、 44） 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁未 完 待 續(xù) 2.5.3 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng)（ 三 ） 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 系 中 的 機(jī) 械 傳 動(dòng) 部 件 1、 機(jī) 械 傳 動(dòng) 部

54、件 應(yīng) 滿 足 的 基 本 要 求 ： 采 用 低 摩 擦 傳 動(dòng) ； 伺 服 系 統(tǒng) 和 機(jī) 械 傳 動(dòng) 系 匹 配 要 合 適 ； 選 擇 最 佳 降 速 比 來 降 低 慣 量 ， 最 好 采 用 直 接 傳 動(dòng) 方 式 ； 采 用 預(yù) 緊 辦 法 提 高 整 個(gè) 系 統(tǒng) 的 剛 度 ； 采 用 消 除 傳 動(dòng) 間 隙 的 方 法 ， 減 小 反 向 死 區(qū) 誤 差 , 提 高 運(yùn) 動(dòng) 平 穩(wěn) 性 和 定 位 精 度 。 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁未 完 待 續(xù) 2.5.3 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng) （ 三 ） 電 伺 服 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 系 中

55、 的 機(jī) 械 傳 動(dòng) 部 件 2、 機(jī) 械 傳 動(dòng) 部 件 設(shè) 計(jì) 機(jī) 械 傳 動(dòng) 部 件 主 要 是 指 齒 輪 或 同 步 齒 形 帶 和 絲 杠螺 母 傳 動(dòng) 副 。 最 佳 降 速 比 的 確 定 ： 傳 動(dòng) 副 的 最 佳 降 速 比 應(yīng)按 最 大 加 速 度 能 力 和 最 小 慣 量 的 要 求 確 定 ， 以 降 低機(jī) 械 傳 動(dòng) 部 件 的 慣 量 。 開 環(huán) 系 統(tǒng) u=L/360Q 閉 環(huán) 系 統(tǒng) u=n dmaxL/vmax 齒 輪 傳 動(dòng) 間 隙 的 消 除 ： 齒 輪 傳 動(dòng) 間 隙 的 消 除有 剛 性 調(diào) 整 法 和 柔 性 調(diào) 整 法 兩 類 。 剛 性 調(diào)

56、整 法 是 調(diào)整 后 齒 側(cè) 間 隙 不 能 自 動(dòng) 進(jìn) 行 補(bǔ) 償 ； 柔 性 調(diào) 整 法 是 指調(diào) 整 后 的 齒 側(cè) 間 隙 可 以 自 動(dòng) 進(jìn) 行 補(bǔ) 償 (圖 2-45)。 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁未 完 待 續(xù) 2.5.3 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng) （ 三 ） 電 伺 服 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 系 中 的 機(jī) 械 傳 動(dòng) 部 件 2、 機(jī) 械 傳 動(dòng) 部 件 設(shè) 計(jì) 滾 珠 絲 杠 及 其 支 承 ： 滾 珠 絲 杠 是 將 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 換 成執(zhí) 行 件 的 直 線 運(yùn) 動(dòng) 的 運(yùn) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 換 機(jī) 構(gòu) ， 如 圖 2-46， 它 由 螺

57、母 、 絲 杠 、 滾 珠 、 回 珠 器 、 密 封 環(huán) 等 組 成 。 滾 珠 絲 杠 的摩 擦 系 數(shù) 小 ， 傳 動(dòng) 效 率 高 。 滾 珠 絲 杠 主 要 承 受 軸 向 載 荷 。 角 接 觸 軸 承 的 組 合 （ 圖2-47） 主 要 用 于 中 、 小 型 數(shù) 控 機(jī) 床 ； 雙 向 推 力 圓 柱 滾 子軸 承 與 滾 針 軸 承 的 組 合 （ 圖 2-48） 主 要 用 于 軸 向 剛 度 高的 場(chǎng) 合 。 滾 珠 絲 杠 的 有 三 種 支 承 方 式 （ 圖 2-49） ： 一 端固 定 ， 另 一 端 自 由 ， 常 用 于 短 絲 杠 和 豎 直 絲 杠 ； 一

58、 端 固定 ， 另 一 端 簡(jiǎn) 支 承 ， 常 用 于 較 長(zhǎng) 的 臥 式 安 裝 絲 杠 ； 兩 端固 定 ， 常 用 于 長(zhǎng) 絲 杠 或 高 轉(zhuǎn) 速 、 高 拉 壓 剛 度 的 場(chǎng) 合 。 第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退 出返 回 本 節(jié) 返 回 主 頁進(jìn) 入 下 一 節(jié) 2.5.2 電 氣 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng)（ 三 ） 電 伺 服 進(jìn) 給 傳 動(dòng) 系 中 的 機(jī) 械 傳 動(dòng) 部 件 2、 機(jī) 械 傳 動(dòng) 部 件 設(shè) 計(jì) 絲 杠 的 拉 壓 剛 度 計(jì) 算 ： 絲 杠 的 綜 合 拉 壓 剛 度 主 要 由 絲 杠 的 拉 壓 剛 度 ， 支 承 剛 度 和 螺 母剛 度 三 部 分 組

59、 成 。 它 不 是 一 個(gè) 定 值 ， 隨 螺 母 至 軸 向 固 定 端 的 距 離 而變 。 滾 珠 絲 杠 螺 母 副 間 隙 消 除 和 預(yù) 緊 ： 同 齒 輪 的 傳 動(dòng) 副 一 樣 ， 滾 珠 絲 杠 螺 母 副 必 須 消 除 間 隙 ， 并 施 加預(yù) 緊 力 ， 以 保 證 絲 杠 、 滾 珠 和 螺 母 之 間 沒 有 間 隙 ， 提 高 螺 母 絲 杠 副的 接 觸 剛 度 （ 圖 2-50） 。 滾 珠 絲 杠 的 預(yù) 拉 伸 ： 滾 珠 絲 杠 常 采 用 預(yù) 拉 伸 的 方 式 ， 以 提 高其 拉 壓 剛 度 和 補(bǔ) 償 絲 杠 的 熱 變 性 。 預(yù) 拉 伸 力 由 以 下 因 素 確 定 ： 使 絲 杠 在 最 大 軸 向 載 荷 作 用 下 ， 在 受 力 方 向 上 仍 能 保 持 受 拉 狀 態(tài) ， 為 此 ， 預(yù) 拉 伸 力 應(yīng) 大 于 最 大 工 作 載 荷 的 0.35倍 ； 絲 杠 的 預(yù) 拉 伸 量 應(yīng) 能 補(bǔ) 償 絲 杠 的 熱 變 形 。 例 2-4