机械加工设备课件第一章

第一章机床传动分析Analysisofmachinetooltransmission

1．动力源

为了驱动机床的执行件，实现机床的运动，需有动力源。如各种电机、液压马达等。2．传动件

将运动源的动力和运动按要求传递给执行件所使用的传递动力和运动的零件。如齿轮、链轮、胶带轮、丝杆、螺母等。除了机械传动件以外，还有液压传动和电气传动元件等3．执行件

直接夹持刀具或工件并实现其运动的零、部件。如主轴、刀架、工作台等，它是传递运动的末端件。传动系统组成

第一节CA6140卧式车床传动分析

传动系统(TransmissionSystem)

为了使执行件运动，由动力源和各种传动元件、执行件等组成的系统。传动链(TransmissionChain)

用来实现某个运动的一条连贯的传动环节。或：用各种传动元件将动力源与执行件或执行件与执行件连接起来，以实现传递运动和动力的传动系统。

端件(Ends)

传动链的两端（动力源或执行件）称之为传动链的两端件。一、传动系统图传动系统图(TransmissionSystemChart)：是表达机床全部运动、传动关系的示意图。它重点表示传动关系，而不表示各元件的实际尺寸和位置。绘图要求（1）尽量画在一个能够反映机床外形和各主要部件相互外的投影平面内，且不出格。（2）各传动元件按运动传递的先后顺序以展开图的形式画出。（3）在图上应该标注一些数据，包括：齿轮、蜗轮齿数；皮带轮直径；丝杠螺距及头数；电动机功率及转速；传动轴编号；齿轮模数等。（4）有相互传动关系的一对传动副，在图示无法表达相互啮合时，可用虚线或大括号加以联接。（5）轴用加粗实线、传动元件用粗实线、轮廓线用细实线画出。（6）各传动元件的表示方法按GB规定来画。

二、CA6140普通车床主运动传动链分析

1.传动链两端件主电动机——主轴

2.传动路线传动路线：从传动链一个端件到另一个端件所经过的路线。传动路线表达式：用简单的符号来表达传动路线的式子。

3.计算位移计算位移：传动链两端件之间的运动关系。n电——n主

(r.p.m)转速级数及转速值计算：

Z=pa.pb.pc.pd+pa.pb=2×3×2×2+2×3=30

n主=n电×(1-ε)×u电-主式中：ε——皮带打滑系数；u电-主——电机到主轴的传动比。

温馨提示（2）由Ⅲ—Ⅳ—Ⅴ—Ⅵ及Ⅲ—Ⅵ的两个不同传动路线；（3）高转速段、低转速段的由来。高速：

n主=450~1400r.p.m6级

低速：

n主=10~500r.p.m

18级（1）M1的正、反、停作用；分析传动链的方法抓两头、连中间找关系、算结果三、CA6140普通车床进给运动传动链分析

1.传动链两端件主轴（工件）——刀架

2.连中间Ⅵ（主轴）ⅨⅩ挂轮ⅩⅢ进给箱丝杠光杠

3.车削螺纹传动链四种螺纹简介公制螺纹（MetricThread):公制螺纹的特征参数是螺距

T，标准规定T值是按分段等差数列排列。英制螺纹（BritishSystemThread):英制螺纹的特征参数是以每英寸长度上的牙数值a来表示的，标准规定a值是按分段等差数列排列。其转换为螺距为：由此可见，Ta为近似分段调和数列。Ta=1/a英寸=25.4/a毫米模数螺纹（MetricWorm）：模数螺纹是公制的蜗杆，其特征参数为蜗轮的模数m。m为分段等差数列。Tm=π.

m由此可见，Tm亦为分段等差数列。TDP=t杆=t轮=π/DP英寸=25.4π/DP毫米由此可见，TDP亦为分段调和数列。径节螺纹（DiameterPitchorBritishSystemWorm)：径节螺纹即为英制蜗杆，其特征参数为径节DP，DP值是按分段等差数列排列的。径节螺纹的螺距TDP为：四种螺纹比较（1）车削公制螺纹

计算位移主轴1转——刀架移动S=KT

a.每一种螺纹的特征参数T、a、m、DP均为分段等差数列；

b.英制较公制多出25.4公因子；

c.蜗杆较螺纹多出π公因子；

d.螺纹螺距Ta、TDP为分段调和数列。对上式整理之得：S=KT=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×U基

×25/36×U倍×12运动平衡方程式：S=KT=7U基×U倍

代入不同的U基和U倍就可以得到CA6140普通车床车削公制螺纹螺距表。从表中可以看出，此时机床能切削的螺纹最大螺距为12毫米。若切削螺距大于12的螺纹，就需要采用扩大螺距传动路线。方法改变Ⅵ-Ⅸ间的传动比，使原来的UⅥ-Ⅸ=1>1此时，扩大路线传动比UⅥ—Ⅸ为：（2）切削英制螺纹英制与公制螺纹的区别螺距Ta为调和数列需要在Ta中增加常数25.4传动路线调整将公制螺纹传动中的基本组传动的主从动关系改变，使U基变为1/U基，同时，利用传动路线传动比的改变，增加常数因子25.4。（3）切削模数螺纹实现将公制路线中的挂轮改变，即由63/100×100/75换成64/100×100/97。（4）切削非标准螺纹(Non-StandardThread)实现不经过进给箱中的变速组而直接通过内齿离合器M3、M4、M5接合将运动直接传动丝杠，利用改变挂轮来保证非标准螺纹的螺距。4.机动进给传动路线传动顺序：主轴——进给箱——光杠——溜扮箱——刀架5.刀架快速移动传动路线(RapidTransmit)目的：减轻工人的劳动强度，缩短辅助时间。实现：采用快移电机传动路线：快移电机-18/24-ⅩⅩⅡ-4/29-刀架-快移问题启动快移电机而不切断正常的机动进给传动路线，则快移电机和机动进给两个不同运动会同时输入给同一个传动元件——ⅩⅩⅡ轴，从而造成运动干涉。解决办法：在ⅩⅩⅡ左端安装超越离合器。（OverrunningClutch)第二节CA6140卧式车床的典型机构一、双向多片式摩擦离合器1.离合器的组成

2.动作原理

3.离合器搭合与刹车

二、Ⅱ-Ⅲ轴上滑移齿轮操纵机构1.机构组成

2.动作原理

3.滑移齿轮位置的实现

三、基本组变速操纵机构（梅花手柄）

1.操纵控制要求

（1）每个滑移齿轮应有左、中、右三个位置；（2）在每一时刻，只允许有一个滑移齿轮处于啮合位置。2.机构组成

3.动作原理

四、纵、横向机动进给操纵机构1.机构组成

2.动作原理

3.刀架快移

五、开合螺母操纵机构1.机构组成

2.动作原理

3.调整

六、互锁机构1.机构组成

2.动作原理

（1）纵横向机动进给与开合螺母的互锁（2）开合螺母与机动进给的互锁（3）纵横向机动进给间的互锁

第三节机床运动分析MotionAnalysisofMachineTool一、机床的运动机床上的运动表面成形运动（SurfaceFormativeMotion)辅助运动(AuxiliaryMotion)1.表面成形运动：直接参与切削过程，在工件上形成一定几何形状表面的刀具与工件之间的相对运动。表面成形运动主运动(CuttingMotion)进给运动(FeedMotion)

2.辅助运动（1）切入运动：保证被加工表面得到需要的尺寸所需要的运动。一般不参与切削，有时参与，视为进给运动）（2）分度运动：逐一加工许多相同的局部表面时，工件周期换位所需要的运动。（3）操纵及控制运动（4）空行程运动二、工件表面的形成

零件是组成机器设备的最小单元，而这些零件本身往往是由具有一定形状的几何图形（表面）组成，因此，从几何学角度看，每一个表面都是由一条线（母线Generatrix)沿着另一条线（导线Directrix)运动的空间轨迹。这些线称之为表面的发生线（简称生线GeneratingLines)。

1.生线的形成方法及所需要的表面成形运动

切削刃：刀具切削部位与生线接触的形状。（1）轨迹法（TracingMethod)要点切削刃为一点，该点的运动轨迹即为所要形成的生线轨迹法形成一条生线需要一个表面成形运动结论

（2）成形法（FormingMethod）要点切削刃为一条与所要形成生线形状相一致的线结论成形法形成一条生线不需要表面成形运动（3）相切法（TangentMethod）要点切削刃为一点，该点是回转刀具上的点，刀具的回转中心按一定轨迹运动结论相切法形成一条生线需要两个表面成形运动（4）展成法（GeneratingMethod）要点切削刃为一条与所要形成的生线形状不一致的线（切削线）生线是切削线在切削过程中连续位置的包络线展成法形成一条生线需要一个表面成形运动结论简单成形运动：表面成形运动的运动形式为直线或圆运动。复合成形运动：成形运动是由两个或两个以上的直线或圆运动复合而成。内联系传动链：传动链两端件之间传动比要求严格的传动链。外联系传动链：传动链两端件之间传动比要求不严格的传动链。2.工件表面形成所需要的表面成形运动工件表面成形所需要的表面成形运动个数原则上等于形成每条生线所需运动个数之和。例1.在车床上用车刀加工外圆母线——圆，轨迹法，需要1个表面成形运动；导线——直线，轨迹法，需要1个表面成形运动；结论用车刀在车床上加工外圆需要2个表面成形运动。例2.在车床上用螺纹车刀加工螺纹母线——三角形线，成形法，不需要表面成形运动；导线——螺旋线，轨迹法，需要1个表面成形运动；结论用螺纹车刀在车床上加工螺纹需要1个表面成形运动。

三、机床传动原理图TransmittingSchematicDiagramofMachineTool

1.传动原理图：用一些简明的符号将机床表面成形运动传动路线及原理表示出来的图。

机床上的每一个运动，不论是简单成形运动，还是复合成形运动，都需要有一条外联系传动链将运动和动力传递到执行件上。而只有复合成形运动才伴随有内联系传动链产生。如果一个复合成形运动可以分解成2运动，则有一条内联系传动链；如果分解成3个运动，则有2条内联系传动链。2.运动的五个参数

对于机床上的每一个表面成形运动，都需要用五个参数来进行