机床的传动设计-计算转速.ppt

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1、《机械制造装备设计》1第二章机床的传动设计本章主要教学内容第一节分级变速主传动系统设计第二节扩大变速范围的传动系统设计第三节计算转速第四节无级变速系统设计第五节进给传动系统设计第六节结构设计2第三节计算转速传动零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nj，进行强度设计。一、研究计算转速的意义研究计算转速的意义——根据传动件需要传递全部功

2、率的最低转速，可确定所能传递的最大转矩，作为强度计算和校核依据。3第三节计算转速由切削原理知道，切削力主要取决于切削面积(切削深度和宽度的乘积)的大小；切削面积一定时．不论切削速度多大，所承受的切削力是相同的。二、机床的功率转矩特性机床的最大切削力存在于所有可能的切削速度中，因此，驱动直线运动的传动件，忽略摩擦力因素时，在所有转速下承受的最大转矩相等。即主传动属于恒转矩传动。1.主运动为直线运动的机床4第三节计算转速传动件传递的转矩与切削力、工件和刀具的半径有关。①粗加工时采用大吃刀深度、大走刀量，即较大的切

3、削力矩，较低转速；精加工时则相反，转速高，切削力矩小；②当工件或刀具尺寸较小时，同样的切削面积，切削力矩小，主轴转速高；当工件或刀具尺寸较大时则相反，即切削力矩相对较大，主轴转速则低。2.主运动为旋转运动的机床因功率是转矩与角速度的乘积，故机床主传动属于恒功率传动。二、机床的功率转矩特性5nj~nmin（恒转矩变速范围）主轴每级转速都能传递计算转速时的转矩，输出功率随转速线性下降。第三节计算转速3.计算转速nj计算转速指主轴或传动件传递全部功率的最低转速。nj~nmax（恒功率变速范围）主轴每级转速都能传递全

4、部功率，输出转矩随转速的增高而降低。通用机床工艺范围广，变速范围大，有些典型工艺只需采用小进给量，消耗的功率小，主传动不需要传递电动机的全部功率。传动件设计必须找出需要传递全部功率的最低转速，依此确定传动件所能传递的最大转矩。6第三节计算转速3.计算转速nj各类机床主轴的nj可查表计算确定。7第三节计算转速步骤：①先确定主轴计算转速；②再按传动顺序由后往前依次确定各传动轴的计算转速；③最后确定各传动件的计算转速。例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、机床变速系统传动件计

5、算转速的确定8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，nj主=90是轴Ⅲ通过18/72获得，轴Ⅲ相应的转速为355。轴Ⅲ的最低转速为125，通过60/30使主轴获得转速为250>nj主，且能传递全部功率。故njⅢ=125r/minnjⅢ是经轴Ⅱ的最低转速355获得，故njⅡ=355r/min同理njⅠ=710r/min9第三节计算转速3.各传动副的计算转速①变速组c传动副z18/z72产生nj主，轴Ⅲ的相应转速355就是主动齿轮z18的计算转速，即njcz18=355r/min。z60/z3

6、0产生的最低主轴转速250>nj主，所对应的轴Ⅲ最低转速125为主动齿轮z60的计算转速，即njcz60=125r/min。②变速组b主动齿轮z22，z42的计算转速为njbz22,42=355r/min③变速组a主动齿轮z24，z30，z36的计算转速为njaz24,30,36=710r/min10第三节计算转速刀具：硬质合金机床：高速发展主电机功率：较大提高切削转矩：受刀具、夹具、零件刚度限制，提高幅度不大结论：较高转速才能达到机床的全部功率中型机床及大型机床的nj为何较高11第三节计算转速钻床一般在低速

7、下钻、攻大直径孔、螺纹刀具：多刃转矩较大，所需功率较大钻头：大多为高速钢钻床的nj为何较低12第三节计算转速所需切削功率较小主电机功率：较小常用较低的切削速度进行重载荷切削，以减少切削热所引起的机床和工件的热变形，保证加工精度。精密机床的nj为何较低13例X62W铣床，主轴转速范围为30~1500r/min，转速级数为18级，公比为1.26，电机转速1450r/min。确定铣床主轴、各传动轴和齿轮的计算转速。第三节计算转速(1)主轴的计算转速14ⅠⅣⅡⅢ0150011809507506004753753002

8、3519015011895756047.537.530n/(r/min)145019:7118:4726:5416:39第三节计算转速39:2682:3828:3722:3319:3615第三节计算转速(2)各传动轴的计算转速III轴共有9级转速，主轴的计算转速是轴III经过1：φ6传动副获得，此时轴III的转速为375。轴III的最低转速为118，通过双联滑移齿轮使得主轴IV获得两级转速（30和2