二机床传动系统与传动原.ppt

第一节第一节 金属切削机床金属切削机床第三章第三章 机械加工工艺装备机械加工工艺装备二、机床传动系统和传动原理二、机床传动系统和传动原理二二教教学学内内容容（一）（一）（二）（二）机床传动系统的组成机床传动系统的组成（三）（三）（四）（四）二、机床传动系统和传动原理二、机床传动系统和传动原理 机床的传动链机床的传动链 机床的传动原理图机床的传动原理图 机床的传动系统图机床的传动系统图教学要求：教学要求： 掌握机床传动系统和传动原理的基本概念掌握机床传动系统和传动原理的基本概念         教教学学要要求求二、机床传动系统和传动原理二、机床传动系统和传动原理 机床传动系统和传动原理的基本概念机床传动系统和传动原理的基本概念 教教学学重重点点教学重点：教学重点：二、机床传动系统和传动原理二、机床传动系统和传动原理        机床传动系统是由机床的所有传动链组成的运机床传动系统是由机床的所有传动链组成的运动传递系统动传递系统二、机床传动系统和传动原理二、机床传动系统和传动原理（一）（一） 机床传动系统的组成机床传动系统的组成 （（1 1）执行件）执行件 机床运动的执行部件，其作用是装夹刀具和工件，机床运动的执行部件，其作用是装夹刀具和工件，使之完成一定形式的运动并保证正确的轨迹。

如主轴、使之完成一定形式的运动并保证正确的轨迹如主轴、刀架、工作台等刀架、工作台等 机机床床传传动动系系统统的的组组成成 （（2 2）运动源（动力源））运动源（动力源）              机床运动的来源，它向运动部分提供动力，如机床运动的来源，它向运动部分提供动力，如交流电动机交流电动机、、伺服电动机伺服电动机等 可以每个运动有单独的运动源，也可以几个运动可以每个运动有单独的运动源，也可以几个运动共用一个运动源共用一个运动源一）（一） 机床传动系统的组成机床传动系统的组成机机床床传传动动系系统统的的组组成成（（3 3）传动装置）传动装置            传递运动和动力的装置，通过它把执行件和运传递运动和动力的装置，通过它把执行件和运动源或执行件与执行件之间联系起来，使执行件获动源或执行件与执行件之间联系起来，使执行件获得一定速度和方向的运动，并使有关执行件之间保得一定速度和方向的运动，并使有关执行件之间保持某种确定的相对运动关系持某种确定的相对运动关系 传动装置还有完成变换运动的性质、方向、速传动装置还有完成变换运动的性质、方向、速度的作用。

度的作用   传动装置有传动装置有机械机械、、液压液压、、电气电气、、气动气动等多种形等多种形式一）（一） 机床传动系统的组成机床传动系统的组成机机床床传传动动系系统统的的组组成成 机械传动装置由机械传动件组成它包括两类传机械传动装置由机械传动件组成它包括两类传动机构1 1）定比传动机构）定比传动机构 传动比和传动方向固定不变的传动机构，如传动比和传动方向固定不变的传动机构，如带传带传动、齿轮传动、链传动、蜗轮蜗杆传动、丝杠螺母传动、齿轮传动、链传动、蜗轮蜗杆传动、丝杠螺母传动动等2 2）换置机构）换置机构 根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机构，如构，如挂轮变速、滑移齿轮变速、塔轮变速、离合器挂轮变速、滑移齿轮变速、塔轮变速、离合器换向等换向等Ø 机械传动装置机械传动装置（一）（一） 机床传动系统的组成机床传动系统的组成机机床床传传动动系系统统的的组组成成Ø液压传动液压传动——进给系统进给系统Ø电气传动电气传动——控制部分控制部分Ø气压传动气压传动——夹紧装置夹紧装置（一）（一） 机床传动系统的组成机床传动系统的组成机机床床传传动动系系统统的的组组成成机机床床传传动动系系统统的的组组成成（一）（一） 机床传动系统的组成机床传动系统的组成运动源运动源传动装置传动装置定比传定比传动机构动机构执行件执行件为运动提供动力为运动提供动力传递动力和运动传递动力和运动执行机床运动执行机床运动机械机械变速变速电气电气控制控制液压液压进给进给气动气动夹紧夹紧换置换置机构机构可转换可转换传动比传动比机构机构带带传传动动齿齿轮轮传传动动链链传传动动丝杠丝杠螺母螺母传动传动蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆传动传动挂挂轮轮变变速速滑滑移移齿齿轮轮塔塔轮轮变变速速离离合合器器换换向向主轴主轴刀架刀架工作台工作台 在机床的传动系统中，连接动力源和执行件或连在机床的传动系统中，连接动力源和执行件或连接执行件和执行件的一系列按顺序排列的传动元件，接执行件和执行件的一系列按顺序排列的传动元件，称为称为传动链传动链。

传动链两端的元件称为末端件，可以是动力源或传动链两端的元件称为末端件，可以是动力源或执行件机机床床的的传传动动链链（二）（二） 机床的传动链机床的传动链 外联系传动链外联系传动链  按传动链的性质按传动链的性质不同可分为：不同可分为： 内联系传动链内联系传动链  传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系，传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系，如如 车削螺纹时，主轴与刀架间的传动链；滚切齿轮车削螺纹时，主轴与刀架间的传动链；滚切齿轮时，工件与滚刀间的传动链时，工件与滚刀间的传动链 内联系传动链中不能用内联系传动链中不能用带传动带传动、、摩擦传动摩擦传动和和链传链传动动 机机床床的的传传动动链链（二）（二） 机床的传动链机床的传动链 传动链两个末端件之间不要求有严格的传动比关传动链两个末端件之间不要求有严格的传动比关系，如系，如车削外圆时，电机与主轴间的传动链车削外圆时，电机与主轴间的传动链外联系传动链外联系传动链  内联系传动链内联系传动链  为了便于研究机床的传动原理为了便于研究机床的传动原理, , 用一些简明的符用一些简明的符号把动力源、执行件之间的传动联系表示出来的示意号把动力源、执行件之间的传动联系表示出来的示意图。

图并不表达实际传动机构的种类和数量并不表达实际传动机构的种类和数量三）机床的传动原理图（三）机床的传动原理图传动原理图常用符号传动原理图常用符号 机机床床的的传传动动原原理理图图a)电机电机  b)主轴主轴  c)车刀车刀  d)滚刀滚刀  e)合成机构合成机构   f)换置机构换置机构g)机械定比联系机械定比联系   h)电联系电联系   i)脉冲发生器脉冲发生器   j)数控系统数控系统车螺纹的传动原理图车螺纹的传动原理图 1）工件旋转（主运动））工件旋转（主运动） 传动路线：传动路线：电动机电动机—1—2—uv —3—4—主轴（工件）主轴（工件）外联系传动链，外联系传动链，使用了使用了带传动及摩擦离合器带传动及摩擦离合器例例1：车削螺纹：车削螺纹机机床床的的传传动动原原理理图图（三）机床的传动原理图（三）机床的传动原理图车螺纹的传动原理图车螺纹的传动原理图 2）刀具移动（进给运动））刀具移动（进给运动）传动路线：传动路线：主轴（主轴（1转）转）—4—5—ux —6—7—丝杠（刀架）丝杠（刀架）（导程（导程P））内联系传动链，内联系传动链，不允许不允许使用带传动及摩擦离合使用带传动及摩擦离合器器例例1：车削螺纹：车削螺纹机机床床的的传传动动原原理理图图（三）机床的传动原理图（三）机床的传动原理图铣削平面的传动原理图铣削平面的传动原理图 1）刀具旋转（主运动））刀具旋转（主运动） 传动路线：传动路线：主电机主电机—1—2—uv —3—4—主轴（铣刀）主轴（铣刀）外联系传动链外联系传动链例例2：铣削平面：铣削平面（三）机床的传动原理图（三）机床的传动原理图机机床床的的传传动动原原理理图图铣削平面的传动原理图铣削平面的传动原理图 2）工件移动）工件移动（进给运动）（进给运动）传动路线：传动路线：进给电机进给电机—5—6—ux—7—丝杠（工作台）丝杠（工作台）外联系传动链外联系传动链                                  例例2：铣削平面：铣削平面（三）机床的传动原理图（三）机床的传动原理图机机床床的的传传动动原原理理图图 机床传动系统图：机床传动系统图：表示机床全部运动的传动关系表示机床全部运动的传动关系的示意图，用国家标准规定的符号表示各种传动元件，的示意图，用国家标准规定的符号表示各种传动元件，并按照运动传递的顺序，画在能反映机床外形和各主并按照运动传递的顺序，画在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。

要部件相互位置的展开图中 只表示传动关系，而不表示各零件的实际尺寸和只表示传动关系，而不表示各零件的实际尺寸和位置 下面以下面以CA6140普通卧式车床传动系统图为例进普通卧式车床传动系统图为例进行分析四）机床的传动系统图（四）机床的传动系统图机机床床的的传传动动系系统统图图Φ130l用规定符号表示传动件；用规定符号表示传动件；l按运动传递顺序，以展开图形式，表示所有运动按运动传递顺序，以展开图形式，表示所有运动和传动关系；和传动关系；l标明齿数、蜗杆头数、带轮直径、丝杠螺距和头标明齿数、蜗杆头数、带轮直径、丝杠螺距和头数、电机功率和转速、传动轴序号等数、电机功率和转速、传动轴序号等CA6140普通卧式车床传动系统图普通卧式车床传动系统图l用规定符号表示传动件；用规定符号表示传动件；l按运动传递顺序，以展开图形式，表示所按运动传递顺序，以展开图形式，表示所有运动和传动关系；有运动和传动关系；l标明齿轮齿数、蜗杆头数、带轮直径、丝标明齿轮齿数、蜗杆头数、带轮直径、丝杠螺距和头数、电机功率和转速、传动轴序杠螺距和头数、电机功率和转速、传动轴序号等CA6140普通卧式车床传动系统图普通卧式车床传动系统图CA6140车床传车床传动动系统系统主运动传主运动传动链动链进给运动进给运动传动链传动链纵向进给传动链纵向进给传动链横向进给传动链横向进给传动链螺纹进给传动链螺纹进给传动链刀架快速移动传动链刀架快速移动传动链C CA A6 61 14 40 0普普通通卧卧式式车车床床传传动动系系统统图图1.1.主运动传动链主运动传动链 （（1 1）传动路线）传动路线（（2 2）主轴转速级数）主轴转速级数 正转时正转时 2×3×( 1 + 2×2-1 )= 24 级级 反转时反转时 1×3×( 1 + 2×2-1 )= 12 级级（（3 3）主轴的转速）主轴的转速 运动平衡式为：运动平衡式为： n主主＝＝n电电d/D（（1-ε)u1212u2323u3636主轴最高转速：主轴最高转速： nmax＝＝1450××130/230（（1-0.02)56/38×39/41×63/50 ≈1400 r/min 主轴最低转速：主轴最低转速： nmin＝＝1450××130/230（（1-0.02)51/43×22/58×20/80 ×20/80 ×26/58 ≈10 r/min2.2.进给运动传动链进给运动传动链（（1 1）螺纹进）螺纹进给传动链给传动链主轴转（主轴转（1 r））—刀具移刀具移动（动（ P mm）） 运动平衡式运动平衡式 1主轴主轴×uP丝丝＝＝P螺纹螺纹种类种类螺距参数螺距参数螺距螺距/mm导程导程/mm米制米制螺距螺距T /mmTP=kT模数模数制制模数模数m/mmTm=πmPm=kTm=kπm英制英制每英寸牙数每英寸牙数a/（牙（牙·in-1））Ta=25.4/aPa=kTa=25.4k/a径节径节制制径节径节DP/（牙（牙·in-1））TDP=25.4π/DPPDP=kTDP=25.4kπ/DP螺距参数及其螺距、导程换算关系螺距参数及其螺距、导程换算关系注：注：k为螺纹线数或头数。

为螺纹线数或头数（（1 1）螺纹进给传动链）螺纹进给传动链u基基1u基基2 = 28/28 = 7/7u基基3 = 32/8 = 8/7u基基4 = 36/28 = 9/7u基基5u基基6 = 20/14 = 10/7u基基7 = 23/21 = 11/7u基基8 = 24/14 = 12/7u基基为为ⅩⅢ—ⅩⅣ轴之间变速机轴之间变速机构的可变传动比，共构的可变传动比，共8种：种：基本变速组基本变速组u倍倍为为ⅩⅤ—ⅩⅦ轴之间变速轴之间变速机构的可变传动比，共机构的可变传动比，共4种：种：增倍变速组增倍变速组1）车削公制螺纹）车削公制螺纹（（米制螺纹米制螺纹）） P =kT=1×58/58×33/33×63/100×100/75 ×25/36×u基基 ×25/36×36/25×u倍倍×12 = 7u基基 u倍倍 T= 7u基基 u倍倍 /k可得可得8×4=32种导程，种导程，20种标准螺纹，种标准螺纹，24种大螺距螺纹种大螺距螺纹2）车削模数螺纹）车削模数螺纹（（米制蜗杆米制蜗杆）） Pm=kπm = =1××58/58×33/33×64/100×100/97 ×25/36×u基基 ×25/36×36/25×u倍倍×12 = 7= 7π/4 u基基 u倍倍 m = 7 7u基基 u倍倍/（（4k) )3）车削英制螺纹）车削英制螺纹 Pa=kTa= k/a=1×58/58×33/33×63/100×100/75×1/u基基 ×36/25×u倍倍×12 = 4/7×25.4×u倍倍/ u基基 a= 7ku基基 / （（4u倍倍 ））4）车削径节螺纹）车削径节螺纹（（英制蜗杆英制蜗杆））PDP=kTDP=25.4 kπ/ DP=1×58/58×33/33×64/100×100/97 ×1/u基基 ×36/25×u倍倍×12 = π/7×25.4×u倍倍/ u基基 mm DP = 7ku基基 / u倍倍5）车削非标准螺距及精密螺纹）车削非标准螺距及精密螺纹 离合器离合器M3、、M4、、M5全部啮合全部啮合, 螺纹导程靠调整挂轮螺纹导程靠调整挂轮传动比传动比u挂挂来实现来实现 P =k T非非 = =1××58/58×33/33×u挂挂×12 u挂挂= a/b ××c /d = P/12= nT非非/12（（2 2）纵横向进给传动链）纵横向进给传动链Ø公制螺纹公制螺纹正常螺距正常螺距——32种种纵向进给量纵向进给量Ø英制螺纹英制螺纹正常螺距正常螺距——8种种较大进给量较大进给量Ø公制螺纹公制螺纹扩大螺距扩大螺距—— 8 种种细进给量细进给量Ø英制螺纹英制螺纹扩大螺距扩大螺距——16种种大进给量大进给量f纵纵= =1××58/58×33/33×63/100×100/75×25/36 ×u基基×25/36 ×36/25 ×u倍倍×28/56 ×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×28/80×π×2.5 ×12 =0.71 u基基u倍倍 mm/r1 1）纵向进给传动链）纵向进给传动链C CA A6 61 14 40 0普普通通卧卧式式车车床床传传动动系系统统图图f横横= =1××58/58×33/33×63/100×100/75×25/36 ×u基基×25/36 ×36/25 ×u倍倍×28/56 ×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×59/18×5 mm/r横向进给量横向进给量 f横横/ f纵纵≈1/22 2）横向进给传动链）横向进给传动链C CA A6 61 14 40 0普普通通卧卧式式车车床床传传动动系系统统图图2600 ×13/29 ×……3 3）刀架的快速移动）刀架的快速移动C CA A6 61 14 40 0普普通通卧卧式式车车床床传传动动系系统统图图CA6140CA6140米制螺纹表米制螺纹表-----1.753.571248-2.254.59----1.252.5510--5.5111.53612u基基u倍倍导程导程L L        思考题与习题思考题与习题思思考考题题与与习习题题二、机床传动系统和传动原理二、机床传动系统和传动原理。