【正文】 直線伺服電動機(jī)的工作原理與旋轉(zhuǎn)伺服電動機(jī)相 似，可看為旋轉(zhuǎn)伺服電動機(jī)沿徑向剖開，向兩邊拉 伸展平后形成的。 按照檢測和反饋裝置的位置不同閉環(huán)伺服系統(tǒng) 分為全閉環(huán)伺服系統(tǒng)（習(xí)慣上仍稱為閉環(huán)伺服 系統(tǒng)）、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。 ，有較好的經(jīng)濟(jì)性。 進(jìn)給傳動系統(tǒng)設(shè)計 二、進(jìn)給傳動的分類及組成 進(jìn)給運動按運動性質(zhì)分為 外聯(lián)系進(jìn)給鏈和內(nèi)聯(lián) 系進(jìn)給鏈； 進(jìn)給鏈按控制方式及變速形式分為普 通機(jī)床 分級變速進(jìn)給鏈 和數(shù)控機(jī)床 無級變速進(jìn) 給鏈 。 高速 工作時，額定轉(zhuǎn)速為 2n，最高轉(zhuǎn)速為 3n，高速時產(chǎn)生的功率約為 ，電動機(jī)在高速狀態(tài)下以 2n/，產(chǎn)生的功率為 。 旋轉(zhuǎn)主運動的無級變速實例 例 26 某數(shù)控機(jī)床，主運動由變頻電動機(jī)驅(qū)動，電動 機(jī)連續(xù)功率 ，額定轉(zhuǎn)速 ，最 高、最低轉(zhuǎn)速 ， 機(jī)床主軸最高、最低轉(zhuǎn)速 ： ， ，計算轉(zhuǎn)速： 。 直線運動無級變速 旋轉(zhuǎn)主運動的無級變速 三、主運動為旋轉(zhuǎn)運動的無級變速 主軸要求的恒功率變速范圍 遠(yuǎn)大于調(diào)速電動機(jī) 的恒功率變速范圍 ，必須串聯(lián)分級變速系統(tǒng)來擴(kuò) 大電動機(jī)的恒功率變速范圍，以滿足機(jī)床需求。 計算轉(zhuǎn)速 各傳動副主動件的計算轉(zhuǎn)速 )3(5817 ?m/zz223632264217 /z,z/z,z/zz 26423038,4522 /,z/zz/zz ）5263(72 .m/zz ?m in630 r/n j ? m in865 r/n j ? 無級變速系統(tǒng)的設(shè)計 一、無級變速的特點 無級變速能使機(jī)床獲得 最佳切削速度，無相 對轉(zhuǎn)速損失； 且能夠在加工過程中變速， 保持恒 速切削； 無級變速器通常是電變速組，恒功率變速 范圍為 2— 4，恒轉(zhuǎn)矩變速范圍大于 100，這樣， 縮短 了傳動鏈長度，簡化了結(jié)構(gòu)設(shè)計； 無級變速系 統(tǒng)容易 實現(xiàn)自動化操作。 計算轉(zhuǎn)速 一、機(jī)床功率轉(zhuǎn)矩特性 由切削原理得知，切削力主要取決于切削面積的大??；切削面積一定，不論切削速度多大，所承受的切削力是相同的。 3）大公比格數(shù)必須是偶數(shù)，由于變型基本組的變速范圍 ，所以， ；若變型基本組是背輪機(jī)構(gòu)，則： ， 。 若再增加第四擴(kuò)大組，則變速范圍將再擴(kuò)大八 倍，主軸變速級數(shù)再增加六級。 在一個變速組中，主動齒輪的齒數(shù)用 表示，被動齒輪的齒數(shù)用 表示， jzjz? zjjj Szz ???則傳動比 jjjjj bazzi ??? jjjSba 0?? jj ba 、為互質(zhì)數(shù) jzjjj SSaz0?jzjjj SSbz0??jz必然為整數(shù)， zjS必定能被 jS0所 整除 。 ②在傳動軸線 Ⅰ 上用圓圈標(biāo)出轉(zhuǎn)速點，計算電動機(jī)額 定轉(zhuǎn)速點在傳動軸線 0上的位置。在兩軸中間下方位置寫上該變速組的組成（傳動副數(shù)和級比指數(shù)），傳動副數(shù)為阿拉伯?dāng)?shù)字，級比指數(shù)作為傳動副數(shù)的下角標(biāo)；電變速組電動機(jī)軸為 0，變速組組成寫在 0軸下方。 111rxP 、 2241230601417218????????ccii第三變速組 （軸 Ⅲ — Ⅳ 之間的變速組）， 傳動比分別是 c 2?Pc 22 ?P 610112 ??? PPPxxr x P P P P2 1 1 3 2 2 1 62 2 0 1 2 8? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?( ) ( ) ( ) 級比指數(shù)等于 的變速組稱為第二擴(kuò)大組。傾斜程度表示了升降速度的大小。 ⑵主軸轉(zhuǎn)速線 由于主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列是等比數(shù)列，所以主軸轉(zhuǎn)速線是間距相等的水平線，相鄰轉(zhuǎn)速線間距為 。普通機(jī)床的快速移動電動機(jī)功率及移動速度參見下表 主要技術(shù)參數(shù)的確定 第一章 習(xí)題與思考題 11 機(jī)床應(yīng)滿足那些基本要求？什么是人機(jī)關(guān)系？ 12 機(jī)床設(shè)計的內(nèi)容和步驟是什么？ 13 機(jī)床的總體方案擬定包括什么內(nèi)容？機(jī)床總布局的內(nèi)容和步驟是什么？ 14 機(jī)床分配運動的原則是什么？驅(qū)動型式如何選擇？ 15 機(jī)床的尺寸參數(shù)包括的哪些參數(shù)？如何確定？ 16 怎樣減少機(jī)床的振動，減小齒輪的噪聲值？ 17 機(jī)床的運動參數(shù)如何確定？等比傳動有何優(yōu)點？通用機(jī)床公比選用原則是什么？ 18 標(biāo)準(zhǔn)公比有哪些，是根據(jù)什么確定的？ 數(shù)控機(jī)床分級傳動的公比是否為標(biāo)準(zhǔn)值？ 19 機(jī)床的動力參數(shù)如何選擇？數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的動力參數(shù)確定方法有什么不同？ 第一章 習(xí)題與思考題 第二章 機(jī)床的傳動設(shè)計 機(jī)床的主傳動系統(tǒng)實現(xiàn)機(jī)床的主運動，其末端件直接參與切削加工，形成所需的表面和加工精度。 鋼材密度 m )( mldD 、kg )( 33 kg/m??? 快速移動電動機(jī)功率的確定 如果快速移動部件垂直升降運動，則電動機(jī)要同時克服部件重力和摩擦力。數(shù)控機(jī)床屬于這類情況。 切P 動力參數(shù) 機(jī)床主運動的空轉(zhuǎn)功率損失 ，與傳動件的預(yù)緊程度及裝配質(zhì)量有關(guān)，是傳動件摩擦、攪油等因素引起的，其大小隨傳動件轉(zhuǎn)速的增大而增大。因此是機(jī)床設(shè)計的 重要指標(biāo) 之一。 d 主要技術(shù)參數(shù)的確定 1．最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速的確定 按照典型工序的切削速度和刀具（或工件）直徑，由主軸轉(zhuǎn)速公式計算出 最低轉(zhuǎn)速 、 最高轉(zhuǎn)速 、變速范圍 ， 其中 D是機(jī)床加工的最大直徑（主參數(shù)）， k是系數(shù) 。 國內(nèi)外各種機(jī)床多采用綠色，它給人以 貼近自然，適宜、舒暢的感覺， 同時也是一種 耐油污的隱蔽色。機(jī)床的造型設(shè)計是在保證人機(jī)關(guān)系的基礎(chǔ)上，應(yīng)用藝術(shù)規(guī)律和造型美學(xué)法則加以精煉和塑造，得到恰到好處的造型。 機(jī)床的總體布局 減小熱變形 減少熱變形最簡單最有效的方法是隔離熱源。 機(jī)床的總體布局 機(jī)床各部件相對位置的安排，應(yīng)保證：①操作者 和工件有適當(dāng)?shù)南鄬ξ恢?，有足夠的活動空間，以便 于工件的裝卸、刀具的安裝調(diào)試、加工情況的觀察和 工件檢驗；②操作者與操作手柄等控制元件的適當(dāng)位 置，有足夠的操作空間，達(dá)到操作準(zhǔn)確、省力、方便； ③操作件應(yīng)按 GB4141選用，操作件之間有合理的距 離；④功能不同的按鈕應(yīng)有不同的顏色，且這些顏色 應(yīng)和人的視覺習(xí)慣一致、符合人的心理生理特征。 機(jī)床傳動的形式有機(jī)械傳動，液壓傳動等。 金屬切削機(jī)床的設(shè)計步驟 可靠性設(shè)計的六條原則： ①采用成熟的經(jīng)驗或經(jīng)分析試驗驗證了的方案； ②結(jié)構(gòu)簡單，零部件數(shù)量少； ③多用標(biāo)準(zhǔn)化、通用化零部件； ④重視維修性，便于檢修、調(diào)整、拆換； ⑤重視關(guān)鍵零件的可靠性和材料選擇； ⑥充分運用故障分析成果，及時反饋，盡早改進(jìn)。 2．工藝分析 ，優(yōu)化加工方案 。 生產(chǎn)率和自動化 指機(jī)床在單位時間內(nèi)所能加工的工件數(shù)量。 工件輸送裝備，主要指坯料、半成品或成品在車間內(nèi)工作地點間的轉(zhuǎn)移輸送裝置，以及機(jī)床的上下料裝置。 機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平，主要取決于機(jī)械制造裝備的先進(jìn)程度。 緒論 緒論 三、機(jī)械制造裝備的組成 機(jī)械制造裝備包括加工設(shè)備、工藝裝備、 工件輸送裝備和輔助裝備。包括可加工的零件類型、形狀和尺寸范圍，能完成的工序種類等。 機(jī)床造型應(yīng)美觀大方，色彩協(xié)調(diào)，提高作業(yè) 舒適度。 總體設(shè)計階段應(yīng)采用可靠性設(shè)計原理，進(jìn)行預(yù)防 故障設(shè)計。 運動分配應(yīng)有利于提高運動部件的剛度。這種支承占地面積小，剛度較臥式差，機(jī)床 的操作位置比較靈活。 機(jī)床外部的振源，最可靠有效的方法就是隔離振源。 機(jī)床的總體布局 降低噪聲 機(jī)床主要的噪聲源是齒輪振動，減少齒輪噪音的 措施有：①縮短傳動鏈，減少傳動件的個數(shù)； ②采用小模數(shù)、硬齒面齒輪，降低傳動件的線速度。 機(jī)床的總體布局 色彩可配合造型使機(jī)床達(dá)到人的審美要求。 機(jī)床的主參數(shù)已規(guī)定在“ GB/T15375— 1994金屬切削機(jī)床型號編制方法”中，每種機(jī)床的主參數(shù)按等比數(shù)列排列。 nnnn n n122412312321123 6 1211111 1 1? ? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ? ?Z P P Pa x b x c xa b c? ? ?( ) ( ) ( )12631 222324 ???? (2) 使用方便 最大相對轉(zhuǎn)速損失率相等 等比數(shù)列轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速通式為 n nj j? ?1 1?則機(jī)床的切削速度與工件（或刀具）直徑的關(guān)系為 1110001000??? jj nvnvd??? ?lg)1()(lglg 1 ?????? jnvd 的對數(shù)值是 對數(shù)值的一次函數(shù) ， 斜率為1，函數(shù)圖像是與切削速度對數(shù)坐標(biāo)軸成 45o的斜線，取 j=1~Z，可得到 Z條平行間距相等的斜線 。各傳動件的結(jié)構(gòu)參數(shù)都是根據(jù)動力參數(shù)設(shè)計的。 空P附)11 kwPPPP ）（（機(jī)切切機(jī)切附 ???? ?? 主傳動鏈機(jī)械效率，是主傳動鏈中各傳動副的機(jī)械效率的乘積。 快速移動電動機(jī)功率的確定 克服摩擦力所需的功率是變化的，隨移動速度的增大而增大，移動部件在起動過程中，是勻加速運動，平均速度是 ，但由于起動時間短，計算電動機(jī)起動功率時可按最大移動速度計算。伺服系統(tǒng)增益 ，數(shù)控鉆床取小值，數(shù)控車床、鏜銑加工中心取大值。 4）滿足經(jīng)濟(jì)性要求。 ⑷傳動線 兩轉(zhuǎn)速點之間的連線?；窘M的傳動副數(shù)，用 表示，級比指數(shù)用 表示，變速范圍 表示。 各變速組的傳動副數(shù)的乘積等于主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) Z，將這一關(guān)系按傳動順序?qū)懗鰯?shù)學(xué)式，級比指數(shù)寫在該變速組傳動副數(shù)的右下角，就形成結(jié)構(gòu)式。 ： 傳動副數(shù)為 2； 前多后少 ： 前緩后急 41????? ??dcba ： 前密后疏 三、轉(zhuǎn)速圖的繪制 根據(jù)轉(zhuǎn)速圖的擬定原則，確定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)后，確定是否需要有定比傳動，若需要定比傳動，首先確定定比傳動比的大小，應(yīng)盡量保證軸 Ⅰ 為主軸轉(zhuǎn)速線上的一個轉(zhuǎn)速點。 軸 Ⅰ 、 Ⅱ改為定比：齒輪齒數(shù)比 46/46，模數(shù) ，中心距115mm 實際轉(zhuǎn)速 與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速的相對轉(zhuǎn)速 誤差 δn為： n? n nnnnnn?????? 1?%10)1( ???＜177。 0S 20231 eSS 、 4/11 ?i i2 2? 210 ?S 711 ?z 681 ??z負(fù)變位 362 ??z正變位 擴(kuò)大變速范圍的傳動系統(tǒng)設(shè)計 例如： ， ， 第二擴(kuò) 大組的級比指數(shù)為 6，變速范圍已達(dá)到極限值 8；增 加第三擴(kuò)