金属切削机床ZD

1、传动链中通常包括两类传动机构： （1）传动比和传动方向不变的传动机构。 如定比传动机构：定比齿轮副、蜗杆蜗 轮副、丝杠和螺母副等。 （2）传动比和传动方向根据加工要求可以变化的传动机 构。 如换置机构：挂轮变速机构、滑移齿轮变 速机构、离合器变速机构等。 第二章机床的运动分析 传动原理图与传动系统图的主要区别如传动原理图与传动系统图的主要区别如 下：下： 1.传动原理图传动原理图则仅则仅用一些简单的符号用一些简单的符号来来表示运动源与执行件表示运动源与执行件， 执行件与执行件之间的执行件与执行件之间的传动联系传动联系； 传动原理图传动原理图则主要表示则主要表示与表面成形有直接关系与表面成形有直

2、接关系的运动的运动及其及其 传动联系传动联系。 2.传动系统图传动系统图上表示该机床上表示该机床所有所有的的执行运动及其传动联系执行运动及其传动联系； 传动系统图传动系统图具体表示了传动链中具体表示了传动链中各传动件的结构形式各传动件的结构形式，如，如 轴、齿轮、胶带轮等。轴、齿轮、胶带轮等。 金属切削机床的最基本的功能是，提供切削加工所必需的运金属切削机床的最基本的功能是，提供切削加工所必需的运 动和动力，而机床的运动，是由机床所加工的表面的形状及动和动力，而机床的运动，是由机床所加工的表面的形状及 其形成方法所决定的。其形成方法所决定的。 常见的工件表面，按其形状可分为三类：常见的工件表面

3、，按其形状可分为三类： 1、旋转表面、旋转表面转动而形成转动而形成 在车床、钻床、镗床、在车床、钻床、镗床、 外圆磨床等机床加工的表面是旋转表面。外圆磨床等机床加工的表面是旋转表面。 2、纵向表面、纵向表面直线移动而形成或沿直线移动而直线移动而形成或沿直线移动而 形成形成 在刨床、插床、铣床、平面磨床等机床上加工在刨床、插床、铣床、平面磨床等机床上加工 的表面是纵向表面的表面是纵向表面 3、特形表面、特形表面复杂运动而形成复杂运动而形成 由表得出如下结论： 1).同一种工件形状的表面，可以有多种形成方法； 2).同一种方法，可以形成多种表面形状； 3).刀刃的形状愈复杂，加工所需的运动愈少。

4、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。 1).简单运动 只包含一个单元的运动称为简单运动，简单运动一般为转动或直线移动。 2).复合运动 由两个或两个以上单元运动组成独立的运动，各个单元运动之间必须保持 严格的速比关系，这种运动称为复合运动。 3）.滚刀安装角滚刀安装角：滚刀轴线与被切齿轮的端面之间的角度。：滚刀轴线与被切齿轮的端面之间的角度。 滚刀的刀齿是沿螺旋线分布的，其螺旋升角为滚刀的刀齿是沿螺旋线分布的，其螺旋升角为。加工时，为了使滚刀刀齿与。加工时，为了使滚刀刀齿与 被切齿轮的齿槽方向一致，滚刀轴线与被切齿轮的端面之间应倾斜一个

5、角度被切齿轮的齿槽方向一致，滚刀轴线与被切齿轮的端面之间应倾斜一个角度， =。其中。其中为斜齿轮的螺旋角。若加工直齿圆柱齿轮，则为斜齿轮的螺旋角。若加工直齿圆柱齿轮，则=0。当滚刀与。当滚刀与 被加工齿轮的螺旋方向不同时取被加工齿轮的螺旋方向不同时取“+”号，相同时取号，相同时取“”号，如图所示。号，如图所示。 a）.用右旋滚刀时；用右旋滚刀时； b).用左旋滚刀用左旋滚刀 一、一、 外联系传动链换置器官外联系传动链换置器官 图b因如把主运动链的换置器官iv置于公用段，则当改变iv的传动比以 改变滚刀转速时，展成链的传动比也随之而变。 如果外联系传动链与内联系传动链有公用段，则外联系传动链的换

6、置 器官不得布置于公用段内。 图4-13是滚齿机的主运动链和展成链。其中4-5段是两传动链的公用段。 4-4 内联系传动链换置器官 滚齿机有两条内联系传动链展成链和差动链，其换置器官分别为ix 和iy。ix和iy可以布置在不同的位置上。图414表示三种布置方案。 1、ix和iy均在合成机构的输入端(图a) 2、ix在合成机构的输入端，iy在合成机构的输出端(图b) 3、ix在合成机构的输出端，iy在合成机构的输入端(图c) 1、ix和iy均在合成机构的输入端 z K iiiii xa 987654 1 合成 1 9815141312 iiiiiT ya合成 mz c mziiii i yaya

7、 sinsin1 9815141312 合成 换置式 z K c z K iiii i xaxa 987654 1 合成 展成链的运动平衡式换置式 差动链的运动平衡式及换置式 2、ix在合成机构的输入端，iy在合成机构的输出端 差动链的运动平衡式及换置式 mz ci ybyb sin 展成链的运动平衡式换置式 z K iiiiiii ybxb 1110987654 1 合成 将iyb值代入，得换置式 sinsin 1 1110987654 mK c z K c mz iiiii i xb yb xb 合成 1 1110981514 iiiiiT yb合成 3、ix在合成机构的输出端，iy在合成

8、机构的输入端 z K ci xcxc 1 987615141312 iiiiiiiT xcyc合成 将ixc的值代入，得换置式 mK c mzKc z iiiii t i yc xc yc sinsin 987615141312 合成 展成链的运动平衡式及换置式 差动链的运动平衡式及换置式 z K iiiii xc 987654 1 合成 mz ci yaya sin z K ci xaxa sin mK ci xbxb 对比这三个方案 z K ci xcxc mz ci ybyb sin mK ci ycyc sin 方案(2)的展成链换置式ixb中有sin无理数因子， ixb的计算不可能准

9、确， 配出的挂轮只能是一个近似值。 方案(1)和(3)中ixa和ixc只有整数K和z。 ixa和ixc可以完全没有计算误差。 因此，方案(2)不可取。 在方案(1)和(3)中，ixa和ixc是一样的，但iya和iyc有所不同。在iya中有z 而iyc中没有z。 1 3 2 mz ci yaya sin z K ci xaxa sin mK ci xbxb 对比这三个方案 z K ci xcxc mz ci ybyb sin mK ci ycyc sin 1 3 2 一对相啮合的斜齿圆柱齿轮，模数相等；用同一把滚刀，故K相等；螺旋倾角 相等，但旋向不同，一个左旋，一个右旋。 方案(3)的iyc中

10、没有z，故在加工完一个再加工另一个相啮合的齿轮时，iyc不 需改变。只要在挂轮架中加上或去掉一个惰轮以更改其旋向就可以了。 虽然iyc中有sin无理数因子，换置有一定的误差，使螺旋倾角有一定的误 差，但一对齿轮用同一套差动挂轮，误差是相同的，因而仍能很好地啮合。 mz ci yaya sin z K ci xaxa sin mK ci xbxb 对比这三个方案 z K ci xcxc mz ci ybyb sin mK ci ycyc sin 1 3 2 根据以上分析，滚齿机传动原理图应取方案(3)。图47取的就是这个 方案。 4.5.1 插齿机 3 3、插齿机的传动原理、插齿机的传动原理 插

11、齿机的传动原理如图所示。图中表示了三个成形 运动的传动链 主运动传动链: “电动机M一 12一iv一345一曲柄偏心盘 A一插齿刀主轴” iv为调整插齿刀每分钟往复行 程数的换置机构。 圆周进给运动传动链: “曲柄偏心盘A一546一if一 7 89一蜗杆蜗轮副B一插齿刀主轴” if为调 整插齿刀圆周进给量大小的换置机构。 4.5.1 插齿机 展成运动传动链: “插齿刀主轴(插齿刀转动)一蜗杆蜗轮副B 一9810一ix一1112一蜗杆蜗轮副C一工作 台” 其中ix为调整插齿刀与工件轮坯之间传动比 的换置机构，用以适应插齿刀和工件齿数的变化。 让刀运动及径向切入运动不直接参与工件表 面的形成过程，

12、因此没有在图中表示。 4.5.1 插齿机 在插齿机上加工斜齿圆柱齿轮 时，必须采用斜齿插齿刀(见图4 13)，其螺旋角与工件螺旋角相等而 螺旋方向相反。 为了使插齿刀刀刃在运动时实 现形成斜齿的螺旋运动，将刀具主 轴安装在螺旋导轨中，当刀具主轴 往复运动时，刀具主轴上的螺旋导 轨与固定的螺旋导轨面相对滑动， 使刀具主轴产生相应的附加回转运 动。 刀具主轴上的刀具主轴上的 螺旋导轨螺旋导轨 固定的螺固定的螺 旋导轨旋导轨 一、主参数 机床的主参数是最为重要的，是代表机床规格大小的一种参数。 主参数必须满足以下要求： 1)直接反映出机床的加工能力和特性。 2)能决定其他基本参数值的大小。 3)作为

13、机床设计和用户选用机床的主要依据。 运动参数是指机床执行件(如主轴、工作台、刀架)运动的速度，即主轴 的最高转速、最低转速、主轴转速数列、进给量最大值和最小值、进给量数 列等。 一、主运动参数一、主运动参数 主运动为旋转运动时，机床的主运动参数是主轴转速(r/min) 主运动为往复直线运动时，如刨床、插床等，主运动参数是刀具或工件 的每分钟往复次数(次min)。 对于通用机床，必须确定主轴的变速范围，最高与最低转速，无级或有 级变速。 对于专用机床，根据特定工序实际使用的切削速度和工件(或刀具)的直 径确定主轴转速。 运动参数是指机床执行件(如主轴、工作台、刀架)运动的速 度，即主轴的最高转速

14、、最低转速、主轴转速数列、进给量最 大值和最小值、进给量数列等。 一、主运动参数一、主运动参数 主运动为旋转运动时，机床的主运动参数是主轴转速(r/min) 主运动为往复直线运动时，如刨床、插床等，主运动参数是 刀具或工件的每分钟往复次数(次min)。 对于通用机床，必须确定主轴的变速范围，最高与最低转速， 无级或有级变速。 对于专用机床，根据特定工序实际使用的切削速度和工件 (或刀具)的直径确定主轴转速。 7.2 运动参数 转速图表示： （1）主轴各级转速的传动路线； （2）在主轴得到连续的等比数列条件下，所 需的传动组数和每个传动组中的传动副数； （3）传动组的级比指数： 级比变速组内相邻

15、传动比之比。级比变速组内相邻传动比之比。 级比指数级比值的指数，用级比指数级比值的指数，用x表示。它是变速组内相邻表示。它是变速组内相邻 传动比线之间相距的格数。传动比线之间相距的格数。 温升和热变形 热变形会使主轴旋转轴线与机床其它部件间的相对位置发 生变化，影响加工精度； 热变形造成主轴弯曲，使传动齿轮和轴承的工作状态恶化； 热变形还会改变已调好的轴承间隙和使主轴与轴承，轴承 与支承孔之间的配合发生变化，影响轴承的正常工作，加 速磨损，严重时甚至发生轴承抱轴现象。 轴承的温升与转速有关 主轴轴承在最高转速空转、连续运转至热稳态时 允许温升为： 高精度机床 810 C 精密机床和数控机床 1520 C 普通机床 3040 C 滚动轴承温度不得超过70 C 滑动轴承温度不得超过60 C 对特别精密的机床则不得超过室温10 C 影响主轴组件温升