第3章 机床传动系统,3.1 机床主传动系统设计 3.2 机床进给传动系统设计,3.1 机床主传动系统设计,3.1.1 机床主传动系统设计应满足的基本要求 3.1.2 有级变速传动系统的设计 3.1.3 分级变速传动系统的几种特殊变速方式 3.1.4 齿轮齿数的确定及轴向布置 3.1.5 主传动无级变速系统 3.1.6 主传动系统计算转速,3.1.1 机床主传动系统设计应满足的基本要求,(1)满足机床使用性能要求 (2)满足机床传递动力要求 (3)满足机床工作性能的要求 (4)满足产品设计经济性的要求 (5)调整维修方便，结构简单、合理，便于加工和装配,1.主传动系统方案确定,(1)传动布局选择 (2)变速方式选择 机械无级变速器 液压无级变速器 电气无级调速 (3)开停方式选择 锥式和片式摩擦离合器 齿轮式和牙嵌式离合器 (4)制动方式选择 闸带式制动器 闸瓦式制动器 片式摩擦制动器 (5)换向方式选择,3.1.2 有级变速传动系统的设计,1.转速图 2.结构式和结构网 3.转速图的拟定,1.转速图,12级主传动系统图,12级主传动系统转速图,2.结构式和结构网,(a)对称分布; (b)不对称分布,结构网,3.转速图的拟定,转速图拟定,12=312326的转速图,3.1.3 分级变速传动系统的几种特殊变速方式,1.交换齿轮变速 2.采用多速电动机的变速传动系统 3.具有双公比的变速传动系统 4.扩大变速范围的传动系统 5.采用公用齿轮的传动系统,CA7620液压半自动车床主传动系统,采用双速电机对机械传动组的影响,Z3040型摇手臂钻床主传动系统,背轮机构,有单公用齿轮的龙门铣床主传动系统,3.1.4 齿轮齿数的确定及轴向布置,1.确定齿轮齿数时应注意的问题 2.变速组内齿轮齿数的确定 3.齿轮在轴上的布置,滑移齿轮轴向排列长度,三轴四速的几种排列方式,3.1.5 主传动无级变速系统,1.采用机械无级变速器的主传动系统 2.采用无级调速电动机的主传动系统,采用无级变速器的结构网,三种不同方案的功率特性,3.1.6 主传动系统计算转速,1.主轴计算转速确定 2.其他传动件计算转速确定,TND360型数控车床主传动系统,(a)主传动系统图 ; (b)主轴功率转矩特性图,主轴计算转速,(a)转速图; (b)主轴功率转矩特性图,3.2 机床进给传动系统设计,3.2.1 进给传动系统类型及设计要点 3.2.2 进给传动系统传动精度 3.2.3 数控机床伺服进给传动系统类型 3.2.4 进给伺服电动机选择 3.2.5 伺服进给系统性能分析,3.2.1 进给传动系统类型及设计要点,1.进给传动的类型及组成 2.进给传动系统设计要点,1.进给传动的类型及组成,(1)动力源 (2)变速机构 (3)换向机构 (4)运动分配机构 (5)过载保险机构 (6)运动转换机构 (7)快速传动机构,2.进给传动系统设计要点,(1)速度低、功耗小、恒转矩传动 (2)计算转速 具有快速运动的进给系统，传动件的计算转速(或计算速度)取在最大快速运动时的转速(或速度)。 对于中型机床，若进给运动方向的切削分力大于该方向的摩擦力，则传动件的计算转速(或速度)由该机床在最大切削力工作时所使用的最大进给速度来决定，一般为机床规定的最大进给速度的1/21/3。 对于大型机床和精密或高精密级机床，若进给运动方向的摩擦力大于该方向的切削分力，则传动件的计算转速(或速度)由最大进给速度来决定。 (3)变速系统的传动副要“前少后多”、降速要“前快后慢”、传动线要“前疏后密”。,3.2.2 进给传动系统传动精度,1.误差来源 2.误差传递规律,3.2.3 数控机床伺服进给传动系统类型,数控机床的伺服进给系统按有无检测反馈装置可分为开环、闭环和半闭环系统。 (1)开环系统 (2)闭环系统 (3)半闭环系统,闭环控制系统,半闭环控制系统,3.2.4 进给伺服电动机选择,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,3.2.5 伺服进给系统性能分析,1.开环和半闭环系统的定位误差 2.闭环系统的稳定性 3.系统跟随误差对轮廓加工误差的影响,系统增益对拐角加工的影响,