机械制造装备相关设计《《第三章》》

机械制造装备相关设计《《第三章》》第三章金属切削机床设计机床的工艺范围是指：机床适应不同生产要求的能力机床的柔性是指：机床适应加工对象变化的能力机床的生产率是：与物料系统的可接近性是指：机床与物流系统之间进行物料流动的方便程度机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐3常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计工件的加工表面是通过机床上（）而形成的。刀具与工件的相对运动形成工件加工表面发生线的方法有四种：（）（）（）和（）轨迹法、成形法、相切法和范成法。任何一个表面可以看成是（）。这两条线统称为（）是一条线沿着另一条线运动的轨迹发生线机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐4常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计主运动：指切除加工表面上多余的金属材料的主要运动，因为运动速度高，消耗机床的大部分动力，称为主运动。

表面成形运动：完成一个表面的加工所必须的最基本的运动称为表面成形运动。

机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐5常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计形状创成运动：形成工件加工表面的发生线的运动称为形状创成运动。与其它运动之间有严格运动关系的运动称为（）复合运动

机床的几何精度：机床在空载条件下，在不运动或运动速度较低时，各主要部件的形状、相互位置和相对运动的精确程度称为机床的几何精度。

机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐6常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计机床的传动精度是指：机床传动系统各末端执行件之间的运动协调性和均匀性机床的运动精度是指：机床空载并以工作速度运动时，执行部件的几何位置精度。

在规定的工作期间内，保持机床所要求的精度称为（）机床的精度保持性

机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐7常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计影响机床精度保持性的主要因素是（）磨损机床的定位部件运动到达规定位置的精度称为（）机床定位精度

机床运动部件在相同条件下，用相同方法重复定位时，位置的一致程度称为（）机床的重复定位精度

机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐8常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计机床的抗振能力是指：机床在交变载荷作用下，抵抗变形的能力。

机床的自激振动是发生在（）和（）之间的一种相对振动刀具工件机床抵抗受迫振动的能力称为（）机床的抗振性机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐9常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计机床抵抗自激振动的能力称为（）机床的切削稳定性

影响机床振动的主要因素：

1)机床的刚度2)机床的阻尼特性3)机床系统固有频率减少机床热变形对加工精度影响的方法1)减少热源的发热量；2）将热源置于易散热的位置；3)采用热管等将温升较高的热量转移至温升较低部位4)采用温度自动控制、温度自动补偿及隔热等措施。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐10常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计机床噪声产生的原因

1）机械噪声2）液压噪声3）电磁噪声4）空气动力噪声当运动部件低速运动时，主动件匀速运动，从动件往往出现明显的速度不均匀的跳跃式运动，即时走时停或时快时慢的现象。这种在低速运动时产生的运动不平稳性称为（）爬行

机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐11常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计低速运动不平稳性的概念，并简述其产生的原因和危害概念：当机床上运动的部件低速运动时，主动件匀速运动，从动件往往出现明显的速度不均匀的跳跃式运动，即时走时停或者时快时慢的现象；

原因：爬行是因摩擦产生的自激震动现象；产生这一现象的主要原因是摩擦面上的摩擦系数随速度的增大而减小和传动系的刚度不足危害：影响机床的定位精度、工件的加工精度和表面粗糙度。为防止爬行，再设计低速运动部件时，应减少静、动摩差系数之差，提高传动机构的刚度和降低移动件的质量等。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐12常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计多数机床主轴转速数列采用（）等比数列公比与最大相对转速损失率的关系

公比值小，则相对转速损失少。

最大相对转速损失率=1-1/机床主轴转速数列为何要采用等比级数排列？

答：为使总生产率损失最小，应使选择各级转速产生的最大相对转速损失率相同，即最大相对转速损失率

=1-Nj/N（j+1）=常量Nj/N（j+1）=常量=1/可见任意两级转速之间的关系应为N（j+1）=Nj.

应用等比级数列的主轴转速，可借助于串联若干个滑移齿轮来实现，使变速传动系统简单并且设计计算方便机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐13常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计标准公比的概念

标准公比都是在1＜≤2之间；标准公比是2的E2次方根，其数列每隔N项增大或缩小2倍（便于采用双速电动机）；标准公比是10的E1次方根，转速数列中转速呈10倍比关系，便于设计和使用机床。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐14常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计标准公比与相对转速损失、变速范围的关系。标准公比值小则相对转速损失小，但当变速范围一定时变速级数增多，变速箱结构复杂。对于通用机床，转速损失不会引起加工周期过多地延长，为了变速箱结构不过于复杂，一般取或等较大公比；对于大批大量生产用的专用机床，情况相反，通常取或等较小公比机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐15常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计公比与变速范围、转速级数的关系

变速范围Rn，公比和级数Z之间的关系：机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐16常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计机床主传动系统分级变速传动的特点可以在一定的变速范围内得到某些转速，变速级数一般不超过20-30级。分级变速方式有滑移齿轮变速、交换齿轮变速和离合器变速。传递功率较大，变速范围广，传动比准确，工作可靠，但有速度损失，不能在运转中进行变速。机床主传动系统无级变速传动的特点

可以在一定的变速范围内连续改变转速，能在运转中变速，能在负载下变速。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐17常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计●机床主传动系集中传动方式的概念和特点。概念：主转动系的全部传动和变速机构集中装在同一个主轴箱内，称为集中传动方式。特点：结构紧凑，便于实现集中操纵，安装调整方便。缺点是这些高速运转的传动件产生的振动影响主轴的运转平稳性；传动件产生的热量会使主轴热变形。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐18常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计●机床主转动系分离传动方式的概念和特点。概念：主传动系中的大部分的传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中，然后通过带传动将运动传到主轴箱的传动方式，称为分离传动方式。特点：变速箱各传动件产生的振动和热量不会直接传给或少传给主轴，从而减少主轴的振动和热变形，有利于提高机床的工作精度。当主轴高速运转时，主轴传动链短，主轴运转平稳。当主轴作低速运转时，能扩大变速范围。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐19常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计级比：是指主动轴上同一点传往从动轴相邻两传动线的比值。结构式的概念显示变速传动系中主轴转速级数，各变速组的传动顺序，传动副数和变速组的级比指数的表达式机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐20常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计最后扩大组的变速范围的计算

常规传动系统Rj＝z/2设计机床主变速传动系时，一般限制降速最小传动比不小于（）1/4设计机床主变速传动系时，一般限制降速最小传动比不小于1/4，及其原因。避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸设计机床主变速传动系时，一般限制直齿圆柱齿轮的最大升速比为（）≤2，原因避免扩大传动误差，减少振动噪声机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐21常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计主轴的变速范围等于主变速传动系中各变速组变速范围的乘积。即Rn=R0R1R2…Rj各变速组变速范围：P93基本组：R0=Ua1/a3=1/ψ-2=ψ2=ψx0(p0-1)第一扩大组：R1=Ub1/Ub2=1/ψ-3=ψ3=ψx1(p1-1)第二扩大组：R2=Uc1/Uc2=ψ2/ψ-4=ψ6=ψx2(p2-1)表达式：Rj=ψxi(pi-1)机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐22常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计主变速传动系设计的一般原则

1传动副前多后少的原则:使主变速传动系中更多传动件在高速范围内工作，尺寸小一些，节省变速箱造价，减小变速箱外形尺寸。2传动顺序与扩大顺序相一致的原则：也就是前密后疏的原则3变速组的降速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过电动机的转速机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐23常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计主变速传动系设计时，尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，传动副数目少的放在后面的原因。使主变速传动系中更多的传动件在高速范围内工作，传动件传递的转矩较小，尺寸小一些，以便节省变速箱的造价，减小变速箱的外形尺寸。主变速传动系设计时，尽可能做到变速组的传动顺序与扩大顺序一致的原因。使主变速传动系中更多的中间轴在高速范围内工作，传动件传递的转矩较小，尺寸小一些，以便节省变速箱的造价，减小变速箱的外形尺寸。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐24常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计主变速传动系设计时，变速组的降速要前慢后快的原因。为使中间传动轴具有较高的转速，以减少传动件的尺寸，前面的变速组降速要慢些，后面的变速组降速要快些。但是，中间轴的最高转速不宜超过电动机的转速，以免产生振动、发热和噪声。公用齿轮的概念和特点。概念：在变速传动系中，既是前一变速组的从动齿轮，又是后一变速组的主动齿轮，称为公用齿轮。特点：可以减少齿轮的数目，简化结构，缩短轴向尺寸；两个变速组的模数必须相同，选变速组内较大的齿轮作为公用齿轮。机床主参数是代表（）机床规格大小及反映机床最大工作能力的一种参数机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐25常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计交换齿轮的概念及其特点概念：对于成批生产用的机床，为简化结构，每批工件加工前的变速调整采用手工搭挂轮或装配齿轮的方法，其他变速方式则用于加工中变速。特点：交换齿轮的变速组应设计成对称分布的；交换齿轮变速可以用少量齿轮得到多级转速，不需要操纵机构，变速箱结构大大简化。缺点是更换交换齿轮较费时费力。机床主传动系统是降速传动，各个变速组传递转矩和齿轮中心距的变化规律确定齿轮齿数时，选取合理的齿数和是很关键的。在一个变速组中，各对传动副的齿数和应该是相同的。齿轮的中心距取决于传递的转矩。扭矩越大，中心矩越大。主传动系统是降速传动，越后面的变速组传递的转矩越大，因此中心距也越大机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐26常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计在主传动系中，一般取最小齿轮齿数Zmin为（）≥18～20。三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间的齿数差应大于或等于（）。4.主运动是直线运动的机床基本上是（）传动。恒转矩主运动是旋转运动的机床基本上是（）传动。恒功率计算转速：主轴或各个传动件传递全部功率的最低转速为计算转速。主轴或各个传动件传递全部功率的最低转速称为（）计算转速。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐27常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计限制机床变速箱中传动轴空间布置最重要的因素是（）变速箱的形状和尺寸。机床变速箱中，传动轴通过圆锥滚子轴承在箱体内轴向固定时，因采用（）两端固定。机床变速箱中，传动轴通过轴承一端固定的方法确定轴向位置的优点及其适用场合。优点是受热后可以向另一端自由伸长，不会产生热应力。因此，宜用于长轴。采用深沟球轴承时，可以一端固定，也可以二端固定机床各个传动轴在工作时必须保证具有足够的（）刚度和（）刚度。弯曲扭转设计机床传动轴时，要先按照（）估算传动轴的直径。扭转刚度按弯曲刚度验算机床转动轴直径时，齿轮处于轴的中部，应验算在齿轮处轴的（）。挠度机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐28常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计按弯曲刚度验算机床转动轴直径时，齿轮处于轴的（），应验算在齿轮处轴的挠度。中部按弯曲刚度验算机床转动轴直径时，齿轮处于轴的两端附近时，应验算（）。齿轮的倾角机械进给传动是（）传动。恒转矩机械进给传动系中各传动件的计算转速是其（）。最高转速。机床进给传动的转速图是（）结构。“前疏后密”机床进给传动的转速是“前疏后密”结构的原因传动件至末端输出轴的传动比越大，传动件承受的转矩越大，采用“前疏后密”的结构后，这样可以使进给系内更多的传动件至末端输出轴的传动比较小，从而减小中间轴的传动件的尺寸。进给传动的变速范围是（）

机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐29常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计电气伺服系统是()的联系环节。

数控装置和机床之间。电气伺服进给系统驱动部件有：1、步进电动机2、直流伺服电动机3、交流伺服电动机4、直线伺服电动机直线伺服电动机可以()

直接将电能转化为直线运动机械能，并能适应超高速加工技术发展的新型电力驱动装置 电伺服进给传动系中齿轮传动间隙采用刚性调整法，调整后,齿侧间隙()不能自动进行补偿。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐30常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计电伺服进给传动系中齿轮传动间隙采用柔性调整法，调整后，()

齿侧间隙可以自动进行补偿电伺服进给传动系中齿轮传动间隙采用（），调整后，齿侧间隙可以自动进行补偿柔性调整法滚珠丝杠传动的综合拉压刚度主要由()三部分组成。丝杠的拉压刚度，支承刚度和螺母刚度为了提高滚珠丝杠的拉压刚度和补偿丝杠的热变形，常采用()

预拉伸的方法机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐31常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计滚珠丝杠螺母副需要消除间隙和预紧的原因。如果滚珠丝杠螺母副存在间隙，接触刚度较小；当滚珠丝杠反向旋转时，螺母不会立即反向，存在死区，影响丝杠的传动精度。因此滚珠丝杠螺母副必须消除间隙并施加预紧力。滚珠丝杠螺母副采用双螺母结构的原因通过调整两个螺母之间的轴向位置，使两螺母的滚珠在承受工作载荷前，分别与丝杠的两个不同的侧面接触，产生一定的预紧力，以达到提高轴向刚度的目的。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐32常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计主轴部件的旋转精度是指()

装配后，在无载荷，低速转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和端面圆跳动。主轴部件的旋转精度是指

装配后，在无载荷，低速转动条件下，在安装工件或刀具的（）主轴部位的径向和端面圆跳动。主轴部件的刚度是指（

）在外加载荷作用下抵抗变形的能力。主轴部件的抗振性是指（）抵抗受迫振动和自激振动的能力。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐33常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计主轴部件丧失其原有精度的主要原因是（）。磨损主轴部件的旋转精度是指

装配后，在无载荷，低速转动条件下，在（）的径向和端面圆跳动。安装工件或刀具的主轴部位机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐34常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计主轴部件的精度保持性是指（）长期保持其原始制造精度的能力主轴部件采用带传动的特点及其适用场合。特点：是靠摩擦力传动（除同步齿形带外）、结构简单、制造容易、成本低，特别适用于中心距较大的两轴间传动。皮带有弹性可吸振，传动平稳，噪声小，适宜高速传动。带传动在过载中会打滑，能起到过载保护作用。缺点是有滑动，不能用在速比要求准确的场合。适用场合：特别适用于中心距较大的两轴间传动。适宜高速传动。适宜用在速比要求不太准确的场合。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐35常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计主轴部件齿轮传动的特点。特点：是结构简单、紧凑，能够传递较大的扭矩，能适应变转速、变载荷工作，应用最广。缺点是线速度不能过高，通常小于12~15m/s，不如带传动平稳。主轴前端悬伸量是主轴前端面到前轴承（）的距离。径向反力作用中点机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐36常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计主轴前端悬伸量是（）主轴前端面到前轴承径向反力作用中点的距离。机床主轴需要确定合理跨距的原因。支承跨距过小，主轴的弯曲变形固然很小，但因支承变形而引起主轴前轴端的位移量增大；反之，支承跨距过大，支承变形而引起主轴前轴端的位移量尽管小了，但主轴的弯曲变形增大，也会引起主轴前端较大的位移。故存在一个最佳跨距。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐37常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计机床主轴进行局部高频淬硬处理的目的是（）提高其耐磨性。机床主轴进行（）处理的目的是提高其耐磨性。局部高频淬硬在两支承主轴部件中，前后轴承的精度对主轴部件旋转精度的影响--------必考（要画图P155）前轴承的精度比后轴承对主轴部件的旋转精度影响较大。因此选取轴承精度时，前轴承的精度要选得高一点，一般比后轴承精度高一级。另外，在安装主轴轴承时，可以有效地减少主轴端部的偏移。

机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐38常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计轴承预紧的概念及其作用。定义：预紧就是采用预加载荷的方法消除轴承间隙，而且有一定的过盈量，使滚动体和内外圈接触部分产生预变形，增加接触面积，提高支承刚度和抗振性。作用：预紧是提高主轴部件的旋转精度、刚度和抗振性的重要手段。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐39常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计主轴部件轴承的预紧量要根据（）来确定。主轴的载荷和转速滚动轴承运动时进行润滑的作用。

利用润滑剂在摩擦面间形成润滑油膜，减少摩擦系数和发热量，并带走一部分热量，以降低轴承的温升。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐40常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计密封的作用。防止切削液、切屑、杂质等进入轴承，并使润滑剂无泄漏地保持在轴承内，保证轴承的使用性能和寿命。p157滑动轴承按产生油膜的方式，可以分为（）和（）。动压轴承静压轴承动压滑动轴承转速越高，间隙（），油膜的承载能力（）。越小越大机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐41常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计液体静压轴承系统由一套（）、（）和（）三部分组成专用供油系统、节流器和轴承。封闭截面的刚度远远大于开口截面的刚度，特别是（）抗扭刚度。封闭截面的刚度远远大于（）的刚度，特别是抗扭刚度。开口截面机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐42常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计以承受弯矩为主的支承件的截面形状应取（）其受弯方向为（）矩形；长边方向。以承受转矩为主的支承件的截面形状应取（）圆形。支承件设置肋板（即隔板）的目的（）可以提高自身和整体刚度。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐43常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计支承件肋板的作用。它使支承件外壁的局部载荷传递给其他壁板，从而使整个支承件承受载荷，加强支承件自身和整体刚度。P164页肋板一般置于支承件某一内壁上的目的。用来提高支承件的局部刚度铸造支承件要进行时效处理的原因。以消除内应力。为了消除内应力，铸造支承件要进行（）。时效处理机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐44常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计用钢板和型钢等焊接支承件的特点。制造周期短，省去制作木模和铸造工序；支承件可制成封闭结构，刚性好；便于产品更新和结构改进;

钢板焊接支承件的固有频率比铸铁高，在同刚度条件下，用钢焊接可比铸铁支承件壁厚减少一半，质量减少20%~30%。P166导轨的功用是（）和（）导向和承载。机械制造装备相关设计《《第三章》》*徐嘉乐45常州机电是骨干学院第三章金属切削机床设计在部件自重和外载荷作用下，导轨面保持贴合的是（