机械制造装备设计课件.ppt

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1、机械制造装备设计,课程安排,学时：50个理论学时，10学时实验周数：9周期末成绩：期末考试（70%）实验（20%）随堂测试+平时出勤（10%）,第一章 机械制造及装备设计方法,第一节 绪论,第一节 绪论,1.1 机械制造装备及其在国民经济中的重要作用,1、制造业是一个国家或地区经济发展的重 要支柱,2、机械制造业是制造业的核心,3、机械制造业的发展状况,上一页,下一页,退出,返回主页,返回本章,第一节 绪论,1.2 机械制造装备应具备的主要功能,1、一般的功能要求,（1）加工精度方面的要求,（2）强度、刚度和抗振性方面的要求,（3）加工稳定性方面的要求,（4）耐用性方面的要求,（5）技术经济方

2、面的要求,2、柔性化,3、精密化,4、自动化,5、机电一体化,6、节材,7、符合工业工程要求,8、符合绿色工程要求,返回主页,退出,上一页,下一页,返回本章,机械制造装备设计,1。3 机械制造装的分类,第一节 绪论,1.3 机械制造装备的分类,1、加工装备,机械制造装备包括加工装备、工艺装备、仓储运输装备和辅助装备四大类。,2、工艺装备,3、仓储运输装备,主要指机床。机床是制造机器的机器，也称工作母机。,各种刀具、模具、夹具、量具等总称为工艺装备。它是保证产品制造质量、贯彻工艺规程、提高生产效率的重要手段。,仓储运输装备包括各级仓储、物料运输、机床上下料、机器人等。,退出,上一页,进入下一章,

3、返回主页,返回本章,第一章 机械制造及装备设计方法,第二节 机械制造装备设计方法,第二节 机械制造装备设计方法,2.1 机械制造装备设计的类型,1、创新设计,2、变形设计,3、组合设计,上一页,下一页,退出,返回主页,返回本章,第二节 机械制造装备设计方法,2.2 机械制造装备设计的方法,一、机械制造装备设计的典型步骤,二、系列化设计,三、模块化设计,上一页,下一页,退出,返回主页,四、合理化工程,返回本章,第二节 机械制造装备设计方法,产品规划阶段,需求分析,调查研究,预测,可行性分析,编制设计任务书,方案设计阶段,对设计任务的抽象,建立功能结构,寻求原理解与解决方法,初步设计方案的形成,初

4、步设计方案的评价与筛选,退出,下一页,返回本节,2.2.1 机械制造装备设计的典型步骤,返回主页,1、,2、,第二节 机械制造装备设计方法,技术设计阶段,确定结构原理方案,总体设计,结构设计,施工设计阶段,零件图设计,完善装备图,商品化设计,编制技术文档,退出,返回本节,2.2.1 机械制造装备设计的典型步骤,返回主页,3、,4、,下一页,第二节 机械制造装备设计方法,系列化设计的基本概念,退出,返回本节,2.2.2 系列化设计,返回主页,1、,2、,系列化设计的优缺点,3、,系列化设计的步骤,（1）,（2）,（3）,主参数和主要性能指标的确定,参数分级,制定系列型谱,纵系列产品,横系列产品,

5、跨系列产品,下一页,第二节 机械制造装备设计方法,模块化设计的基本概念,退出,返回本节,2.2.3 模块化设计,返回主页,1、,2、,模块化设计的特点,3、,模块化设计的步骤,（1）,（2）,（3）,明确任务,建立功能结构,合理确定产品的系列型谱和参数。（4）模块的组合（5）模块的计算机管理系统,下一页,模块是具有一定功能的零件、组件或部件。模块上具有特定的联接表面和联接方法，以保证相互组合的互换性和精确度。,模块化设计是提高产品质量、降低成本、加快设计进度、进行组合设计的重要途径。,（1）,（2）,第二节 机械制造装备设计方法,退出,返回本节,2.2.4 合理化工程,返回主页,进入下一节,合

6、理化工程是一种管理哲理，适用于合同式企业。,合理化工程的主要目的是采用先进的信息处理技术，进行产品结构的重组、产品设计开发过程的重组和设计/管理系统信息集成，尽可能减少产品零部件的类别数，从而缩短产品的开发周期，提高产品设计质量。（1）产品结构的重组：是进行系列产品和组合产品的开发、产品编码和技术文件的系列化，从而减少零部件的类别数。（2）产品设计开发过程的重组：是将产品的设计开发过程分成全新产品设计和合同产品设计两部分。,第二节 机械制造装备设计方法,2.3 机械制造装备设计的评价,一、技术经济评价,二、可靠性评价,三、人机工程学评价,上一页,下一页,退出,返回主页,四、结构工艺性评价,五、

7、产品造型评价,六、标准化评价,返回本章,第二节 机械制造装备设计方法,建立目标系统和确定评价标准,退出,返回本节,2.3.1 技术经济评价,返回主页,1、,2、,确定重要性系数,4、,确定各设计方案的评价分数,总权重值ZQj,技术评价Tj,经济评价Ej:,经济评价是理想生产成本CL与实际生产成本Cs之比,即:Ej=CL/Cs,技术经济评价的步骤,3、,5、,7、,6、,通常理想成本CL应低于市场同类产品最低价格的70%。经济评价Ej越大，代表经济效果越好，Ej=1的方案经济上最理想。如经济评价值小于0.7，说明方案的实际生产成本大于市场同类产品的最低价，一般不予考虑。,技术经济评价TEj:,当

8、Tj和Ej的值相差不太悬殊时，可用均值法计算Ej值：,TEj=（Tj+Ej）/2,当Tj和Ej的值相差很悬殊时，建议用双曲线法计算Ej值：,TEj=Tj+Ej,下一页,第二节 机械制造装备设计方法,可靠性特征量,退出,返回本节,2.3.2 可靠性评价,返回主页,1、,2、,可靠性预测,下一页,产品可靠性指标,可靠性,维修性,有效性,耐久性,安全性,可靠度,可靠寿命,累积失效概率,失效率,平均寿命,平均修复时间,修复率,维修度,极限有效度,平均有效度,瞬时有效度,可靠性指标的分配,3、,第二节 机械制造装备设计方法,1、人因素方面2、机器因素方面3、环境因素方面4、人机系统方面,退出,返回本节,

9、2.3.3 人机工程学评价,返回主页,下一页,第二节 机械制造装备设计方法,加工工艺性,装配工艺性,退出,返回本节,2.3.4 结构工艺性评价,返回主页,1、,2、,下一页,3、,维修工艺性,结构工艺性评价的目的是降低生产成本、缩短生产时间、提高产品质量。结构工艺性应从加工、装配、维修和运输等方面来评价。,第二节 机械制造装备设计方法,产品造型设计,产品色彩,退出,返回本节,2.3.5 产品造型评价,返回主页,1、,2、,下一页,机械产品的造型的总原则是经济实用、美观大方。“经济”指的是造型成本低，并有助于提高产品的可靠性、寿命和人机界面。“实用”指的是实用操作方便、舒适、符合人体的生理和心理

10、特征。,尺度与比例对称与均衡安定与轻巧对比与调和过度与呼应节奏与韵律重点与一般,色调选择配色方法,第二节 机械制造装备设计方法,标准化及其目的,标准分类,退出,返回本节,2.3.6 标准化评价,返回主页,1、,2、,进入下一章,3、,企业标准体系结构,产品设计的标准化,4、,技术标准,工作标准,管理标准,企业标准的审查,设计文件的标准化审查,工艺文件的标准化审查,工装设计文件的标准化审查,第二章 金属切削机床设计,第一节 概述,第二章 金属切削机床设计,2.1 概述,一、机床设计应满足的基本要求,二、机床设计方法,三、机床设计步骤,上一页,下一页,退出,返回主页,返回本章,第二节 金属切削机床

11、设计,（1）工艺范围（2）柔性（3）与物流系统的可亲性（4）刚度（5）精度（6）噪声（7）生产率和自动化（8）成本（9）生产周期（10）可靠性（11）造型与色彩,退出,返回本节,2.1.1 机床设计应满足的基本要求,返回主页,下一页,第三节 金属切削机床设计,退出,返回本节,2.1.2 机床设计方法,返回主页,下一页,机床设计正在向着“以系统为主的机床设计”方向发展，即在机床设计时要考虑它如何更好地适应FMS等先进制造系统的要求，例如要求具有时、空柔性，与物流的可亲性等等。,机床设计方法是根据其设计类型而定。通用机床采用系列化设计方法。系列中基型产品属创新设计类型，其他属变形设计类型。有些类型

12、，如组合机床属组合设计类型。,在创新设计类型中，机床总体方案的产生方法可采用分析式设计或创成式设计。,第二章 金属切削机床设计,2、总体设计,退出,返回本节,2.1.4 机床设计步骤,返回主页,进入下一节,3、结构设计,1、确定结构原理方案,6、定型设计,5、机床整机综合评价,4、工艺设计,第二章 金属切削机床设计,2.2 金属切削机床设计的基本理论,一、,上一页,下一页,退出,返回主页,机床的运动学原理,机床运动学是研究、分析和实现机床期望的加工功能所需要的运动功能配置,返回本章,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,（一）机床工作原理：金属切削机床的基本功能是提供切削

13、加工所必须的运动和动力。其基本工作原理是：通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切除工件加工表面多余的金属材料，形成工件加工表面的几何形状、尺寸，并达到其精度要求。,（二）工件表面的形成方法 1.几何表面的形成原理 2.发生线的形成,（三）机床运动分类 1.按运动性质分类 2.按运动功能分类 3.按运动之间的关系分类,2.2 金属切削机床设计的基本理论,几何表面的形成原理图示,1,2,a)平面,1,2,b)圆柱面,1,2,c)平面,1,2,d)圆锥面,1,母线,2,导线,发生线的形成图示,1,f,n,n,1,.,f,n1,n2,1,a),c),b),f,n1,n2,f,d),e),a)点刃车刀车

14、外圆柱面 b)宽刃车刀车外圆柱面 c)砂轮磨外圆柱面 d)盘铣刀铣外圆柱面 e)滚齿加工,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,工件表面的形成方法,返回主页,下一页,几何表面的形成原理图示,发生线的形成图示,发生线的形成：1）轨迹法（描述法）2）成型法（仿形法）3）相切法（旋切法）4）展成法（滚切法）,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,（四）机床的成形运动 1.主运动 2.形状创成运动,（五）机床运动功能的描述方法 1.坐标系 2.机床运动功能式 3.机床运动原理图 4.运动功能分配设计 5.机床传动原理图,2.2 金属切削机床设计的基本理论,机床运动功能方案设计

15、,（1）工艺分析（2）选取坐标系（3）写出机床运动功能式（4）画出机床运动功能图(例：滚齿机）,（5）绘制机床传动原理图,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,运动功能图形符号,a),回转运动,b),直线运动,Zf,Ba,Ya,Cp,Cf,W/CfYaZfBaCp/T,第二章 金属切削机床设计,2.2 金属切削机床设计的基本理论,二、,三、,四、,上一页,下一页,退出,返回主页,五、,六、,精度,运动精度,传动精度,定位精度,工作精度,几何精度,精度保持性,刚度,抗振性,热变形,噪声七、低速运动平稳性,返回本章,第二章 金属切削机床设计,2.3 金属切削机床总体设计,一、

16、机床系列型谱的制定,二、机床的运动功能设计,三、机床总体结构方案设计,上一页,下一页,退出,返回主页,四、机床主要参数的设计,返回本章,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,2.3.1 机床系列型谱的制定,返回主页,下一页,中型卧式机床的简略系列型谱表,注：基型，变型,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,1.工艺分析 2.机床运动功能设置 分析式设计方法 解析式设计方法 3.写出机床运动功能式，画出机床运动原 理图,2.3.2 机床的运动功能设置,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,1、结构布局设计：,布局形式：立式、卧式、斜置式。基础支承件

17、形式：底座式、立柱式、龙门式。基础支承件结构：一体式、分离式。,2.3.3 机床总体结构方案设计,2、机床总体结构的概略形状与尺寸设计,设计的主要依据是：机床总体结构布局设计阶段评价后所保留的机床总体结构布局形态图，驱动与传动设计结果，机床动力参数及加工空间尺寸参数，以及机床整机的刚度及精度分配。过程1）-7）,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,（一）主参数和尺寸参数,（二）运动参数,2.3.4 机床主要参数的设计,机床的主要技术参数包括机床的主参数和基本参数，基本参数可包括尺寸参数、运动参数和动力参数。,机床主参数是代表机床规格大小即反映机床最大工作能力的一种参数，

18、有些机床还规定有第二主参数。,运动参数是指机床执行件如主轴、工作安装部件（工作台、刀架）的运动速度。,主运动参数：(1)最低（nmin）和最高（nmax)转速的确定,（2）主轴转速数列呈等比级数规律分布，转数范围内 的转数相对均匀损失率为：,A=(n-nj)/n,产生的最大转速相对损失为：,A=(nj+1-nj)/nj+1=1-nj/nj+1,第二章 金属切削机床设计,2.4 主传动系设计,一、主传动系设计应满足的基本要求,二、主传动系分类和传动方式,三、分极变速主传动系,上一页,下一页,退出,返回主页,四、无极变速主传动系,返回本章,五、数控机床主传动系 设计特点,第二章 金属切削机床设计,

19、退出,返回本节,返回主页,下一页,2.4.1 主传动系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、维修调整方便，结构简单、合理，便于加工和装配。,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,2.4.2 主传动系分类和传动方式,主传动系一般由动力源（如电动机）、变速装置及执行件（如 主轴、刀架、工作台），以及开停、换向和制 动机构等部分组成。1、主传动系分类 按驱动主传动的电动机类型：交流电动机驱动、直流电动机驱动 按传动装置类型：机械传动装置、液压传动装置、电气传动装置以及它们的组合 按变速的连

20、续性：分极变速传动、无极变速传动2、主传动系的传动方式 集中传动方式：主传动系的全部传动和变速机构集中 装在同一个主轴箱内。图2-11 分离传动方式：主传动系中的大部分传动和变速机构 装在远离主轴的单独变速箱中。图2-12,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,2.4.3 分级变速主传动系,1、拟定转速图和结构式 转速图 在转速图中可以表示出传动轴的数目，传动轴之间的传动关系，主轴的各级转速值及其传动路线，各传动轴的转速分级和转速值，各传动副的传动比，2轴之间为变速组a、b、c等。设一中型卧式车床，其变速传动系 图2-13 结构式 变速组的级比是指主动轴上同一点传往被动轴

21、相邻两传动线的比值，用 表示。级比 中的指数值 称为指数，相当于上述相邻两传动线与被动轴交点之间相距的格数，xi=1为基本组，依次为第一、第二变速组。Z=(Pa)xa(Pb)xb(Pc)xc(Pi)xi 如 12=3123 26,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,2.4.3 分级变速主传动系,2、各变速组的变速范围及极限传动比 变速组中最大与最小传动比的比值，称为 该变速组的变速范围。即：（i=0，1，2，j)在设计机床主传动系时，一般限制降速最小传动比 直齿圆柱齿轮的 最大升速比 斜齿圆柱齿轮可取,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,2.4.

22、3 分级变速主传动系,3、主变速传动系设计的一般原则 1、传动副前多后少的原则 2、传动顺序与扩大顺序相一致的原则 3、变速组的变速要前慢后快，中间轴的转 速不宜超过电动机的转速，降速比的分配要逐级 增大。,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,2.4.3 分级变速主传动系,4、主变速传动系的几种特殊设计 具有多速电动机的主变速传动系设计采用多速异 步电动机和其他方式联合使用，可以简化机床的 机械结构，使用方便。多刀半自动车床的主变速传动系图和转速图2-16 具有交换齿轮的变速传动系交换齿轮的变速组应 设计成对称分布的。交换齿轮可用较少的齿轮，以得到多级转速，并使变速箱结

23、构大大简化。液压多刀半自动车床主变速传动系图17 采用公用齿轮的变速传动系采用公用齿轮可以减 少齿轮的数目，简化结构，缩短轴向尺寸。铣床主变速传动系图2-11,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,2.4.3 分级变速主传动系,(五)扩大传动系变速范围的方法 当=1.41时，Zmax=12,Rn=12-1=45 当=1.26时，Zmax=18,Rn=12-1=50 变速范围满足不了设计要求，应采取以下措施增加Rn。1、增加变速组 当=1.41时，结构式Z=312326=12，增加1变速组后为 Z=312326212=24，但R4=12=64 8，即增加的变速组的级比指数只

24、能是6，可将结构式设计为 Z=31232626=32（22-1）=18级 如图3-18，轴上的6个降速和6个升速重合，少了6级转速。2、采用背轮机构又称回曲机构 如图3-19，可将转速级数增加1倍。过程如下：M啮合 n=n,M脱开 n=n(z1/z2)*(z3/z4),第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,2.4.3 分级变速主传动系,（六）齿轮齿数的确定 1、对于定比传动的齿轮齿数和带轮直径，可依据机械设计手册推荐的方法，按所分配的传动比计算确定。2、确定变速齿轮齿数时：首先选取合理的齿数和。各对传动副的齿数和应该是相同的（按表3-9）确定。齿轮的中心距取决于传递的转矩

25、。扭矩越大，中心矩越大。在主传动中，一般取最小齿轮齿数 三联滑移齿轮的最大与次大齿轮齿数之间的齿数差应大于或等于4。例：图3-13齿轮齿数的确定。3、转速误差：即实际传动比（齿轮齿数之比）与理论传动比（转速图上给定的传动比）之间的转速误差。验算转速误差 式中：n-主轴实际转速，n-主轴的标准转速，-公比。,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,2.4.3 分级变速主传动系,（七）计算转速 1、机床的功率转矩特性 驱动直线运动工作台的这类机床的主运动属恒转矩传动。如刨床的工作台。主运动是旋转运动的机床基本上是恒功率传动。如车床、铣床的主轴。计算转速nj：主轴或各传动件传递全

26、部功率的最低转速为它们的计算转速。图3-22为“主轴的功率转矩特性图”。不同机床主轴的计算转速是不同的，见表3-10。2、变速传动系中传动件计算转速的确定 变速传动系中的传动件包括轴和齿轮，它 们的计算转速可根据主轴的计算转速和转速图确定。确定的顺序是先定出主轴的计算转速，再顺次由后往前，定出各传动主轴的计算转速，然后再确定齿轮的计算转速。例3-1,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,2.4.3 分级变速主传动系,（八）变速箱内传动件的空间布置与计算 1、变速箱内各传动轴的空间布置 各传动轴是空间布置 各传动轴在一个铅直平面内 2、变速箱内各传动轴的轴向固定 轴向固定的

27、方法有：3、各传动轴的估算和验算 轴在弯矩的作用下产生的弯曲变形，会使装在轴上的齿轮产生倾角而使齿面的压强分布不均，产生不均匀磨损；也会使滚动轴承内、外圈产生倾斜，影响轴承使用寿命。轴在扭矩作用下会产生扭曲变形，从而引起传动轴的扭振。,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,2.4.4 无级变速主传动系,1、无级变速装置的分类 机床主传动中常采用的无级变速装置有三大类：变速电动机、机械无级变速装置、液压无级变速装置 2、无级变速主传动系设计原则 尽量选择功率和转矩特性符合传动系要求的无级变速装置。无极变速系统装置单独使用时，其调速范围Rd较小，满足不了要求，尤其是恒功率调速

28、范围往往远小于机床实际需要的恒功率变速范围。因此要串联一分级变速Rf以扩大总的变速范围Rn。三者之间的关系应为：Rf=Rn/Rd=fZ-1 即Z=1+Rf/f,第二章 金属切削机床设计,2.5 进给传动系设计,一、进给传动系设计应满足的基本要求,二、电气伺服进给系统,上一页,下一页,退出,返回主页,返回本章,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,2.5.1 进给传动系设计应满足的基本要求,（一）进给传动系的组成 动力源；变速机构；换向机构；运动分配机构；过载保险机构；运动转换机构；执行件等。,（二）进给传动系设计应满足的基本要求 1、具有足够的静刚度和动刚度；2、具有良好

29、的快速响应性，不爬性；3、抗振性好；4、具有足够宽的调速范围；5、进给系统的传动精度和定位精度高；6、结构简单，加工和装配工艺性好。,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,未完待续,2.5.2 机械进给传动系的设计特点,1、进给传动是恒转矩传动：因进给力基本恒定。2、进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速：因传动链末端承受转矩最大 3、进给传动的转速图为前疏后密结构：与主传动相反，扩大顺序与传动顺序不一致，如图2-39，其结构式为Z=18=33312911 4、进给传动的变速范围比主传动大：因速度低、受力小、消耗功率小、齿轮模数小。其 1/5u进2.8，Rn14。5、采用传动

30、间隙消除机构 6、采用快速空程传动机构 7、进给传动采用微量进给机构：要求其灵敏度高、刚度好、平稳性好、低速无爬行、精度高等。,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,未完待续,2.5.3 电气伺服进给系统,（一）电气伺服系统的分类 电气伺服进给系统按有无监测和反馈装置分为：开环、闭环和半闭环系统。,1、开环系统 典型的开环系统采用步进电动机，其精度取决于步 进电动机的步距角精度，步进电动机只执行部件间 传动系的传动精度。这类系统的定位精度较低，但 结构简单，调试方便，成本低。适用于精度要求不 高的数控机床中。,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,未完待续,2.5.

31、3 电气伺服进给系统,2、闭环系统检测反馈装置有两类：用旋转变压器作为位置反馈，测速发电机作为速度反馈；用脉冲编码器兼作位置和速度反馈。后者用的多。闭环控制的定位精度取决于检测装置的精度。其控制精度、动态性能都较好，但是较复杂，安装 调试较麻烦，成本高，用于精密型的机床上。,（一）电气伺服系统的分类,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,2.5.3 电气伺服进给系统,3、半闭环系统半闭环的精度比闭环差，但系统稳定性好，且结构比较简单，调整容易，价格低。综上所述，对伺服系统的基本要求是：稳定性好，精度要高，快速 响应性好，定位精度高。,（一）电气伺服系统的分类,第二章 金属

32、切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,未完待续,2.5.3 电气伺服进给系统,（二）电气伺服进给系统驱动部件 伺服驱动部件如步进电动机、直流伺服 电动机、交流伺服电动机等。1、对进给驱动部件的基本要求 调速范围宽，低速运行平稳，无爬行；快速响应性好；抗负载振动能力强；可承受频繁启动、制动和反转；振动和噪声小，可靠性高，寿命长；调整维修方便。,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,2.5.3 电气伺服进给系统,(二)电气伺服进给系统驱动部件 2、进给驱动部件的类型 步进电动机 直流伺服电动机 交流伺服电动机 直线伺服电动机（图2-42、43、44）,第二章 金属切削机床设

33、计,退出,返回本节,返回主页,未完待续,2.5.3 电气伺服进给系统,（三）电气伺服进给传动系中的机械传动部件,1、机械传动部件应满足的基本要求：采用低摩擦传动；伺服系统和机械传动系匹配要合适；选择最佳降速比来降低惯量，最好采用直接 传动方式；采用预紧办法提高整个系统的刚度；采用消除传动间隙的方法，减小反向死区误 差,提高运动平稳性和定位精度。,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,未完待续,2.5.3 电气伺服进给系统,（三）电伺服进给传动系中的机械传动部件,2、机械传动部件设计 机械传动部件主要是指齿轮或同步齿形带和丝杠螺母传动副。最佳降速比的确定：传动副的最佳降速比应按最大

34、加速度能力和最小惯量的要求确定，以降低机械传动部件的惯量。开环系统 u=L/360Q 闭环系统 u=ndmaxL/vmax 齿轮传动间隙的消除：齿轮传动间隙的消除有刚性调整法和柔性调整法两类。刚性调整法是调整后齿侧间隙不能自动进行补偿；柔性调整法是指调整后的齿侧间隙可以自动进行补偿(图2-45)。,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,未完待续,2.5.3 电气伺服进给系统,（三）电伺服进给传动系中的机械传动部件,2、机械传动部件设计 滚珠丝杠及其支承：滚珠丝杠是将旋转运动转换成执行件的直线运动的运动转换机构，如图2-46，它由螺母、丝杠、滚珠、回珠器、密封环等组成。滚珠丝杠的摩

35、擦系数小，传动效率高。滚珠丝杠主要承受轴向载荷。角接触轴承的组合（图2-47）主要用于中、小型数控机床；双向推力圆柱滚子轴承与滚针轴承的组合（图2-48）主要用于轴向刚度高的场合。滚珠丝杠的有三种支承方式（图2-49）：一端固定，另一端自由，常用于短丝杠和竖直丝杠；一端固定，另一端简支承，常用于较长的卧式安装丝杠；两端固定，常用于长丝杠或高转速、高拉压刚度的场合。,第二章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,进入下一节,2.5.2 电气伺服进给系统,（三）电伺服进给传动系中的机械传动部件,2、机械传动部件设计 丝杠的拉压刚度计算：丝杠的综合拉压刚度主要由丝杠的拉压刚度，支承刚度和螺母刚度三部分组成。它不是一个定值，随螺母至轴向固定端的距离而变。滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧：同齿轮的传动副一样，滚珠丝杠螺母副必须消除间隙，并施加预紧力，以保证丝杠、滚珠和螺母之间没有间隙，提高螺母丝杠副的接触刚度（图2-50）。滚珠丝杠的预拉伸：滚珠丝杠常采用预拉伸的方式，以提高其拉压刚度和补偿丝杠的热变性。预拉伸力由以下因素确定：使丝杠在最大轴向载荷作用下，在受力方向上仍能保持受拉状态，为此，预拉伸力应大于最大工作载荷的0.35倍；丝杠的预拉伸量应能补偿丝杠的热变形。例2-4,