第2章机床的基础知识ppt课件.ppt
第2章 机床的基础知识,本章内容,2.4 机床的液压传动,2.3 普通车床传动系统分析,2.2 机床的机械传动,2.1 机床的分类和型号,2.1 机床的分类和型号,机床种类繁多，为便于设计、制造、使用和管理，需进行适当的分类。按加工方式分为12大类（JB1838-85）：,按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床按加工精度分：普通精度、精密、高精度按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床,2.1.1 机床的分类,2.1.2 机床的型号,机床的型号是机床产品的代号，由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组成，它简明地表示出机床的类型、主要规格、性能和结构特征。按GB/T 15375-94金属切削机床型号编制方法规定（一）通用机床型号,如，最大磨削直径为320mm，第一次重大设计改进的高精度万能外圆磨床，其型号为：,M G 1 4 32 A 类别代号（磨床类）通用特性代号（高精度）组别代号（外圆磨床组）系别代号（万能外圆磨床系）主参数代号（最大磨削直径的1/10）重大改进顺序号,通用特性代号,通用机床类、组划分表（1）,通用机床类、组划分表（2）,各类主要机床的主参数和折算系数,机床的传动方法,机械传动,2.2 机床的机械传动,液压传动,气压传动,电气传动, 2.2.1 机床上常用的传动副及传动关系 在机械传动中，常用的传动元件有：传动带与带轮、齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条、丝杠螺母等。每一对传动元件称为传动副，各种传动副具有不同的传动特点。下面介绍常用传动副及其传动特点：1.皮带传动2.齿轮传动3.蜗轮蜗杆传动4.齿轮齿条传动5.丝杠螺母传动,机床的机械传动,常用的传动副及传动特点,1.皮带传动,优点：传动平稳，中心距变化范围大，结构简单，制造、维修方便，有过载保护。缺点：外廓尺寸大，传动比不准确，摩擦损失大，传动效率低。,常用的传动副及传动特点,2.齿轮传动,优点：传动比准确恒定，结构紧凑，工作可靠，可传递较大的 扭矩且传动效率高，使用寿命长。缺点：制造复杂，精度不高时传动不平稳，有噪声。,3.蜗轮蜗杆传动,常用的传动副及传动特点,优点：可获得较大的传动比，传动准确、平稳，结构紧凑，承载能力大，无噪声。缺点：传动效率较低，摩擦产生的热量大，需良好的润滑条件,4.齿轮齿条传动,常用的传动副及传动特点,优点：传动效率较高，结构紧凑。缺点：制造精度不高时传动不平稳，有噪声。,5.丝杠螺母传动,常用的传动副及传动特点,优点：传动平稳，无噪声，传动精度高。缺点：传动效率低。,传动链将基本传动方法中某些传动副按传动轴依次组合 起来，就构成一个传动系统，即传动链。,2.2.2 机床传动链及其传动比,若某传动链从输入轴到输出轴间有m个传动副，其传动链总传动比等于传动链中所有传动比的乘积，即：,1.变速机构 变速机构用来改变从动件的旋转速度或移动速度。主要通过改变传动比大小使从动轴得到各种不同的转速。机床上常用的变速机构有：（1）塔轮变速机构（2）滑移齿轮变速机构（3）离合器变速机构（4）摆动齿轮变速机构,2.2.3 机床上常见的传动机构,变速机构,（1）塔轮变速机构,优点：运动平稳，结构简单。缺点：停止转动时才能手动推带换档，使用不方便。,塔轮,塔轮是具有多种直径的带轮，改变转速用的传动件。通常两个塔轮配套使用。当带所处的主动轮和从动轮直径相等时，实现等速传动。改变带的位置，当带处于主动轮直径小于从动轮直径位置时，实现减速传动；处于主动轮直径大于从动轮直径位置时，实现增速传动。塔轮传动可用于需要有级变速而功率较小的地方。,（2）滑移齿轮变速机构,变速机构,优点：结构紧凑，传动效率高。缺点：不能在运转中变速。,（3）离合器变速机构,变速机构,优点：变速时齿轮不需移动，可以采用斜齿轮，使传动平稳。缺点：用摩擦离合器可在运转中变速。,（4）摆动齿轮变速机构,变速机构,优点：外廓尺寸小。缺点：结构刚度低，传递力矩受限。,机床上常见的传动机构,2.换向机构 换向机构用来改变机床运动部件的运动方向，机床上普遍采用由圆柱齿轮和圆锥齿轮组成的换向机构。机床上常用的换向机构有：（1）三星齿轮换向机构（2）中间齿轮换向机构（3）锥齿轮换向机构,换向机构,（1）三星齿轮换向机构,优点：结构简单、紧凑，制造方便。缺点：结构刚性差，只能传递小功率。,换向机构,（2）中间齿轮换向机构,优点：可传递较大的扭矩，结构稳固可靠，可以快速反转。缺点：结构较大，制造成本较高。,换向机构,（3）锥齿轮换向机构,优点：可以改变两个垂直轴之间的旋转方向。缺点：制造较难。,2.3 普通车床传动系统分析 车床占机床总数的20%35%； 加工范围：轴、盘套零件上内外回转面、端面、螺纹面等； 运动特征：主运动为主轴带动工件作回转运动 ； 所用刀具：车刀、钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥等； 车床种类：卧式、立式、转塔、仿形、自动和半自动、 专门化车床（曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床） 加工精度：经济加工精度IT8IT7,表面粗糙度Ra1.252.5,普通车床的基本结构及运动,为便于了解和分析机床的运动和传动情况，常用机床的传动系统图。 主运动传动链传动系统 纵向进给传动链：与主轴方向平行 进给运动传动链 横向进给传动链：与主轴方向垂直 螺纹进给传动链 刀架快速移动传动链,C6132型普通车床,传动路线：,C6132车床传动框图,C6132车床传动系统,2.3.1 C6132车床主运动传动1.传动路线 主运动传动链的传动路线表达式如下：,C6132车床主运动传动,2.传动计算根据传动路线表达式主轴可得到12种转速。主轴工作转速计算式为： 即式中 n电电动机转速，r/min； i 变变速箱总传动比； i 带皮带传动比； i 主主轴箱输入轴至主轴的传动比；图2-3所示齿轮的啮合位置，主轴的工作转速为：,可见，当改变变速箱中滑移齿轮的位置和主轴箱中离合器M1的位置时，可得到其余11种转速。其中：,由主运动传动路线：,1.进给运动传动路线：,2.3.2 C6132车床进给运动传动,47,进给运动传动链的传动路线表达式如下：,增倍齿轮,增倍齿轮由三轴滑移齿轮机构组成。可变换四种传动比： 它们之间依次相差2倍，其作用是将基本组的传动比成倍地增加或缩小，从而可以加工出不同螺距的螺纹。,2.螺纹加工传动： 从进给运动的传动路线图上可知，进给箱的变速级数达55=20种，还有7组不同传动比的挂轮可根据需要任意配换，所以可以车出各种不同螺距的螺纹。 在C6132车床上可以车出公制、英制和模数螺纹。,C6132车床进给运动传动,车公制螺纹时，要求工件每转一转，刀具应均匀地移动一个导程P的距离。当车削各种螺纹时，按工件导程P从车床铭牌上即可查出各手柄位置及配换挂轮齿数。 对于铭牌上没有的螺纹或非标准螺纹的加工，则需要计算配换的挂轮。 图上所示的啮合位置，其传动路线为：,则工件导程P： 若P已知，就可求出挂轮a、b、c、d的齿数。 可操纵溜板箱中的变向机构实现丝杠的转向，车出右旋螺纹或左旋螺纹。,3.纵向和横向进给传动计算,图上所示的啮合位置，其传动路线为：,若a=60、b=65、c=65、d=45，当离合器M左及M右分别接合时，纵向和横向进给量分别为：,2.4 机床的液压传动,液压传动是应用液体作为工作介质，通过液压元件来传递运动和动力。,2.4.1 液压传动的基本知识 液压传动在机床上的应用比较广，如拉刀的直线运动，就是由拉床上的液压装置驱动的；万能外圆磨床、平面磨床的工作台的运动也是采用液压传动方式。 磨床在磨削工件时，工作台必须连续往复运动。在液压系统中，工作台的运动方向是由电磁换向阀来控制的。,平面磨床工作台往复运动液压传动系统,1、液压传动系统 的工作原理,液压传动系统的组成,2、液压传动系统的组成一般液压传动系统主要由以下五部分组成：（1）动力元件（油泵）作用是将机械能转换成油液液压能，给液压系统提供压力油；（2）执行元件（液压缸或液压马达） 作用是将液压能转换成机械能并分别输出直线运动或旋转运动；（3）控制元件（如溢流阀、节流阀和换向阀等） 作用是分别控制液压系统油液的压力、流量和流向，以满足执行元件对力、速度和运动方向的要求；（4）辅助元件（如油箱、油管、滤油器、密封件等） 起辅助作用，以保证液压系统正常工作；（5）工作介质（矿物油） 传递能量的介质。,2.4.2 液压传动的特点及其在机床中的应用,1.液压传动突出的优点:（1）从结构上看 液压传动的控制、调节比较简单，操作方便，布局灵活。当与电气或气压传动相配合使用时，易于实现远距离操纵和自动控制； （2）从工作性能上看 液压装置能在大范围内实现无级调速，也可以在运行中很方便地调速，动作快速、稳定。因为工作介质是液体，所以运动传递平稳、均匀。（3）从维护使用上看 液压元件能自行润滑，因此使用寿命长，且能实现系统的过载保护。元件易实现系列化、标准化。缺点：由于不可避免存在泄露，所以液压系统不能实现严格的定传动比传动，传动效率较低。,液压传动在机床中的应用,2.液压传动在机床中的应用:（1）进给运动传动装置 此项在机床上应用最广，如磨床的砂轮架，车床、六角车床、自动车床的刀架或转塔刀架，磨床、铣床、刨床、组合机床的工作台进给运动。这些进给运动一般要求有较大的调速范围，且在工作中能无级变速，因此，采用液压传动是最合适的。（2）往复主体运动的传动装置 龙门刨床的工作台，牛头刨床或插床的滑枕等。这些部件一般需要作高速往复运动，并要求换向冲击小，换向时间短，因此，可采用液压传动来实现。,牛头刨床,（3）仿形装置 车床、铣床、刨床上的仿形加工，如仿形车床的仿形刀架。由于工作时要求灵敏度高，靠模接触力小，寿命长，因此，也可采用液压传动来实现。（4）辅助装置 机床上的夹紧装置、变速操纵装置、工件和刀具装卸装置、工件输送装置、静压支承等，均可采用液压传动来实现，这样有利于简化机床结构，提高机床自动化的程度。 当然，液压传动在数控机床上应用更多。,液压传动在机床中的应用,可编程控制液压尾座,液压夹具,辅助装置,
