1、模块一模块一 机床的传动基础知识机床的传动基础知识任务引入任务引入任务分析任务分析相关知识相关知识任务实施任务实施知识链接知识链接学习小结学习小结生产学习经验生产学习经验任务引入任务引入机械零件的形状很多，但主要由平面、圆柱面、圆锥面和成机械零件的形状很多，但主要由平面、圆柱面、圆锥面和成型面组成。要获得所需的工件表面有哪些成型方法型面组成。要获得所需的工件表面有哪些成型方法?工件表工件表面的成型方法和机床所需的运动以及各种运动之间有何联系面的成型方法和机床所需的运动以及各种运动之间有何联系呢呢?机床的各种运动都是怎样来实现机床的各种运动都是怎样来实现?返回任务分析任务分析各种类型机床的具体用
2、途和加工方法虽然各不相同，但基本各种类型机床的具体用途和加工方法虽然各不相同，但基本上工作原理相同，即所有机床都必须通过刀具和工件之间的上工作原理相同，即所有机床都必须通过刀具和工件之间的相对运动，切除工件上多余金属，形成具有一定形状、尺寸相对运动，切除工件上多余金属，形成具有一定形状、尺寸和表面质量的工件表面，从而获得所需的机械零件。机床加和表面质量的工件表面，从而获得所需的机械零件。机床加工机械零件的过程，实质就是形成零件上各个工作表面的过工机械零件的过程，实质就是形成零件上各个工作表面的过程。程。为了适应工件和刀具的材料、尺寸及加工精度的变化，并为了适应工件和刀具的材料、尺寸及加工精度的
3、变化，并满足不同加工工序的要求，通用机床和专门化机床的主运动满足不同加工工序的要求，通用机床和专门化机床的主运动和进给运动速度，需在一定范围内变化。根据速度调节变化和进给运动速度，需在一定范围内变化。根据速度调节变化的特点不同，机床的传动可分为无级变速传动和有级变速传的特点不同，机床的传动可分为无级变速传动和有级变速传动两种。动两种。下一页返回任务分析任务分析 无级变速传动的速度变换是连续的，即在一定范围内可无级变速传动的速度变换是连续的，即在一定范围内可以调节到需要的任意速度。有级变速传动的速度变换是不连以调节到需要的任意速度。有级变速传动的速度变换是不连续的，即在一定范围内只能调节到有限的
4、若十级速度。目前续的，即在一定范围内只能调节到有限的若十级速度。目前在绝大多数的机床上，以采用机械式有级变速传动为主，因在绝大多数的机床上，以采用机械式有级变速传动为主，因其具有结构紧凑、工作可靠、效率高和变速范围大等优点。其具有结构紧凑、工作可靠、效率高和变速范围大等优点。上一页返回相关知识相关知识 (一一)工件的表面形状及其形成方法工件的表面形状及其形成方法 机械零件的形状多种多样，但构成其内、外轮廓表面的不机械零件的形状多种多样，但构成其内、外轮廓表面的不外乎几种基本形状的表面外乎几种基本形状的表面:平面、圆柱面、圆锥面以及各种成平面、圆柱面、圆锥面以及各种成型面型面(见见图图1一一1)
5、。这些基本形状的表面都属于线性表面，既。这些基本形状的表面都属于线性表面，既可经济地在机床上进行加工，又较易获得所需精度。可经济地在机床上进行加工，又较易获得所需精度。下一页返回相关知识相关知识 工件表面可以看成是一条线沿着另一条线运动而形成的。工件表面可以看成是一条线沿着另一条线运动而形成的。并且把这两条线叫做母线和导线，统称发生线。如并且把这两条线叫做母线和导线，统称发生线。如图图1一一2 (a)所示，平面是由直线所示，平面是由直线1(母线母线)沿直线沿直线2(导线导线)运动而形成运动而形成;图图1-2(b),(c)所示圆柱面和圆锥面是由直线所示圆柱面和圆锥面是由直线1(母线母线)沿着沿着
6、圆圆2(导线导线)运动而形成运动而形成;图图1-2(d)为圆柱螺纹的螺旋面，是为圆柱螺纹的螺旋面，是由由“八八”形成线形成线1(母线母线)沿螺纹线沿螺纹线2(导线导线)运动而成运动而成;图图1-2(e)为直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面，是由渐开线为直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面，是由渐开线1(母线母线)沿直线沿直线2(导线导线)运动而形成的。运动而形成的。在上述举例中不难发现，有些表面，其母线和导线可以互在上述举例中不难发现，有些表面，其母线和导线可以互换，如圆柱面和直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面等，称为可换，如圆柱面和直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面等，称为可逆表面。而有些表面，其母线和导线不可互换，
7、如圆锥面、逆表面。而有些表面，其母线和导线不可互换，如圆锥面、螺纹面，称为不可逆表面。一般说来，可逆表面可采用的加螺纹面，称为不可逆表面。一般说来，可逆表面可采用的加工方法，要多于不可逆表面。工方法，要多于不可逆表面。上一页 下一页返回相关知识相关知识 机床上加工零件时，零件所需形状的表面是通过刀具和工机床上加工零件时，零件所需形状的表面是通过刀具和工件的相对运动，用刀具的切削刃切削出来的，其实质就是借件的相对运动，用刀具的切削刃切削出来的，其实质就是借助于一定形状的切削刃以及切削刃与被加工表面之间按一定助于一定形状的切削刃以及切削刃与被加工表面之间按一定规律的相对运动，形成所需的母线和导线。
8、由于加工方法和规律的相对运动，形成所需的母线和导线。由于加工方法和使用的刀具切削刃形状的不同，机床上形成发生线的方法和使用的刀具切削刃形状的不同，机床上形成发生线的方法和所需运动也不同，归纳起来有以下四种所需运动也不同，归纳起来有以下四种:轨迹法、成型法、相轨迹法、成型法、相切法、展成法，如切法、展成法，如图图1-3所示。所示。上一页 下一页返回相关知识相关知识 1.轨迹法轨迹法 轨迹法就是利用刀具做一定规律的轨迹运动对工件进行加轨迹法就是利用刀具做一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法。切削刃与被加工表面为点接触工的方法。切削刃与被加工表面为点接触(实际是在很短一段实际是在很短一段长度上的弧
9、线接触长度上的弧线接触)，因此切削刃可被看做是一个点。为了获，因此切削刃可被看做是一个点。为了获得所需发生线，切削刃必须沿着发生线做轨迹运动。得所需发生线，切削刃必须沿着发生线做轨迹运动。图图1-3 (a)所示例子中，刨刀沿箭头所示例子中，刨刀沿箭头A，方向所做直线运动，形成，方向所做直线运动，形成了直线形的母线，刨刀沿箭头了直线形的母线，刨刀沿箭头Az方向所做曲线运动，形成了方向所做曲线运动，形成了曲线形的导线。显然，采用轨迹法形成发生线，需要一个独曲线形的导线。显然，采用轨迹法形成发生线，需要一个独立的运动。立的运动。上一页 下一页返回相关知识相关知识 2.成型法成型法 成型法就是利用成型
10、刀具对工件进行加工的方法。如成型法就是利用成型刀具对工件进行加工的方法。如图图1-3 (b)所示，切削刃是一条与所需形成的发生线完全吻合的所示，切削刃是一条与所需形成的发生线完全吻合的切削线，因此加工时不需要任何运动，便可获得所需发生线。切削线，因此加工时不需要任何运动，便可获得所需发生线。曲线形母线由成型刨刀的切削刃直接形成，直线形的导线则曲线形母线由成型刨刀的切削刃直接形成，直线形的导线则由轨迹法形成。由轨迹法形成。3.相切法相切法 相切法就是利用刀具边旋转边做轨迹运动对工件进行加工相切法就是利用刀具边旋转边做轨迹运动对工件进行加工的方法。如的方法。如图图1-3(c)所示，切削刃可被看做是
11、点，当该切所示，切削刃可被看做是点，当该切削点绕着刀具轴线做旋转运动削点绕着刀具轴线做旋转运动B,，同时刀具轴线沿着发生线，同时刀具轴线沿着发生线的等距线做轨迹运动的等距线做轨迹运动A2时，切削点运动轨迹的包络线，便是时，切削点运动轨迹的包络线，便是所需的发生线。因此，采用相切法形成发生线，需要所需的发生线。因此，采用相切法形成发生线，需要2个独个独立的成型运动，即刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律运立的成型运动，即刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律运动。动。上一页 下一页返回相关知识相关知识 4.展成法展成法(范成法范成法)利用刀具和工件做展成切削运动的加工方法，切削刃是一利用刀具和工件做展
12、成切削运动的加工方法，切削刃是一条与需要形成的发生线共扼的切削线。加工时，刀具与工件条与需要形成的发生线共扼的切削线。加工时，刀具与工件按确定的运动关系做相对运动，切削刃与被加工表面相切，按确定的运动关系做相对运动，切削刃与被加工表面相切，切削刃各瞬时位置的包络线就是所需的发生线。用展成法形切削刃各瞬时位置的包络线就是所需的发生线。用展成法形成发生线时，刀具和工件之间的相对运动通常由两个运动成发生线时，刀具和工件之间的相对运动通常由两个运动(旋旋转转+旋转或旋转旋转或旋转+移动移动)组合而成，这两个运动之间必须保持组合而成，这两个运动之间必须保持严格的运动关系，彼此不能独立，它们共同组成一个复
13、合的严格的运动关系，彼此不能独立，它们共同组成一个复合的运动，这个运动称为展成运动。如运动，这个运动称为展成运动。如图图1-3 (d)所示，工件所示，工件旋转运动凡旋转运动凡2和刀具旋转和刀具旋转B12(或刀具直线移动或刀具直线移动B21)是形成是形成渐开线的展成运动，它们必须保持严格的传动比关系。渐开线的展成运动，它们必须保持严格的传动比关系。上一页 下一页返回相关知识相关知识(二二)机床的运动机床的运动 在机床上，为了获得所需的工件表面形状，必须形成一定在机床上，为了获得所需的工件表面形状，必须形成一定形状的发生线形状的发生线(母线和导线母线和导线)。除成型法外，发生线的形成都。除成型法外
14、，发生线的形成都是靠刀具和工件做相对运动实现的。这种运动称为表面成型是靠刀具和工件做相对运动实现的。这种运动称为表面成型运动。此外，还有多种辅助运动。运动。此外，还有多种辅助运动。表面成型运动表面成型运动(简称成型运动简称成型运动)是保证得到工件要求的表面是保证得到工件要求的表面形状的运动。表面成型运动是机床上最基本的运动，是机床形状的运动。表面成型运动是机床上最基本的运动，是机床上刀具和工件为了形成表面发生线而做的相对运动。例如，上刀具和工件为了形成表面发生线而做的相对运动。例如，图图1-4 (a)是用尖头车刀车削外圆柱面。形成母线和导线是用尖头车刀车削外圆柱面。形成母线和导线的方法，属于轨
15、迹法。工件的旋转运动的方法，属于轨迹法。工件的旋转运动B，产生母线，产生母线(圆圆)，刀具的纵向直线运动刀具的纵向直线运动A2产生导线产生导线(直线直线)。运动。运动B，和，和A2就就是两个表面成型运动。是两个表面成型运动。上一页 下一页返回相关知识相关知识 1.成型运动按其组成情况分类成型运动按其组成情况分类 成型运动按其组成情况不同，可分为简单的和复杂的两种。成型运动按其组成情况不同，可分为简单的和复杂的两种。如果一个独立的成型运动是有单独的旋转运动或直线运动构如果一个独立的成型运动是有单独的旋转运动或直线运动构成的，则此成型运动称为简单成型运动。在机床上，简单成成的，则此成型运动称为简单
16、成型运动。在机床上，简单成型运动一般是主轴的旋转，刀架和工作台的直线移动。通常型运动一般是主轴的旋转，刀架和工作台的直线移动。通常用符号用符号A表示直线运动，用符号表示直线运动，用符号B表示旋转运动。例如，用尖表示旋转运动。例如，用尖头车刀车削外圆柱面时头车刀车削外圆柱面时(见见图图1-4(a)，工件的旋转运动，工件的旋转运动B，和刀具的直线移动和刀具的直线移动Az就是两个简单运动。就是两个简单运动。如果一个独立的成型运动，是由两个或两个以上的旋转运如果一个独立的成型运动，是由两个或两个以上的旋转运动或线运动，按照某种确定的运动关系组合而成，则称此成动或线运动，按照某种确定的运动关系组合而成，
17、则称此成型运动为复合成型运动。型运动为复合成型运动。上一页 下一页返回相关知识相关知识例如，车削螺纹时例如，车削螺纹时(见见图图1-4(b)，形成螺旋形发生线所需的，形成螺旋形发生线所需的刀具和工件之间的相对螺旋轨迹运动，通常将其分解为工件刀具和工件之间的相对螺旋轨迹运动，通常将其分解为工件的等速旋转运动的等速旋转运动B,，和刀具的等速直线移动，和刀具的等速直线移动A,2 0B,，和，和A,2彼此不能独立，它们之间必须保证严格的运动关系，即彼此不能独立，它们之间必须保证严格的运动关系，即工件每转工件每转1转时，刀具直线移动的距离应等于螺纹的一个导转时，刀具直线移动的距离应等于螺纹的一个导程，从
18、而程，从而B,，和，和A,2这两个单元运动组成一个复合运动。这两个单元运动组成一个复合运动。由复合成型运动分解的各个部分，虽然都是直线运动或旋由复合成型运动分解的各个部分，虽然都是直线运动或旋转运动，与简单运动相像，但本质是不同的。前者是复合运转运动，与简单运动相像，但本质是不同的。前者是复合运动的一部分，各个部分必然保持严格的相对运动关系，是互动的一部分，各个部分必然保持严格的相对运动关系，是互相依存，而不是独立的。而简单运动之间是互相独立的，没相依存，而不是独立的。而简单运动之间是互相独立的，没有严格的相对运动关系。有严格的相对运动关系。上一页 下一页返回相关知识相关知识 2.成型运动按在
19、切削过程中的作用分类成型运动按在切削过程中的作用分类 成型运动按其在切削过程中所起的作用，又可分为主运动成型运动按其在切削过程中所起的作用，又可分为主运动和进给运动。和进给运动。1)主运动主运动 主运动是指直接切除工件上多余材料主运动是指直接切除工件上多余材料(切削层切削层)，使之转变，使之转变为切屑，以形成工件新表面的运动。金属切削过程中，无论为切屑，以形成工件新表面的运动。金属切削过程中，无论哪种切削运动，主运动只有一个，且它的速度较高、功率消哪种切削运动，主运动只有一个，且它的速度较高、功率消耗也较大，约占功率消耗的耗也较大，约占功率消耗的90%。主运动可以由工件完成，。主运动可以由工件
20、完成，如车削加工时工件的旋转运动如车削加工时工件的旋转运动;也可以由刀具完成，如铣削、也可以由刀具完成，如铣削、钻削加工中的铣刀、钻头的旋转运动，刨削加工时刨刀的直钻削加工中的铣刀、钻头的旋转运动，刨削加工时刨刀的直线运动。线运动。上一页 下一页返回相关知识相关知识2)进给运动进给运动 进给运动是不断地把切削层投入切削，以逐渐切出整个工进给运动是不断地把切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动。切削运动中，进给运动可以是一个件表面的运动。切削运动中，进给运动可以是一个(如钻削加如钻削加工时工时)或多个或多个(如磨削加工时如磨削加工时)，也可能没有，也可能没有(如拉削加工时如拉削加工时)。进
21、给运动通常速度较低、功率消耗较小，可以是连续的，也进给运动通常速度较低、功率消耗较小，可以是连续的，也可以是间断的。例如，车削外圆时，纵向进给运动是连续的，可以是间断的。例如，车削外圆时，纵向进给运动是连续的，横向进给运动是间断的，刀具进给运动仅消耗切削总功率的横向进给运动是间断的，刀具进给运动仅消耗切削总功率的10%左右。主运动和进给运动可能是简单的成型运动，也左右。主运动和进给运动可能是简单的成型运动，也可能是复合成型运动。可能是复合成型运动。表面成型运动是机床上最基本的运动，其轨迹、数目、行表面成型运动是机床上最基本的运动，其轨迹、数目、行程和方向在很大程度上决定着机床的传动和结构形式。
22、显然，程和方向在很大程度上决定着机床的传动和结构形式。显然，采用不同工艺方法加工不同形状的表面，所需要的表面成型采用不同工艺方法加工不同形状的表面，所需要的表面成型运动是不同的，从而产生了各种不同类型的机床。运动是不同的，从而产生了各种不同类型的机床。上一页 下一页返回相关知识相关知识然而，即使是用同一种工艺方法和刀具结构加工相同表面，然而，即使是用同一种工艺方法和刀具结构加工相同表面，由于具体加工条件不同，表面成型运动在刀具和工件之间的由于具体加工条件不同，表面成型运动在刀具和工件之间的分配也往往不同。例如，车削圆柱面，绝大多数情况下表面分配也往往不同。例如，车削圆柱面，绝大多数情况下表面成
23、型运动是工件旋转和刀具直线移动。但根据工件形状、尺成型运动是工件旋转和刀具直线移动。但根据工件形状、尺寸和坯料形式等具体条件不同，表面成型运动也可以是工件寸和坯料形式等具体条件不同，表面成型运动也可以是工件旋转并直线移动，或刀具旋转和工件直线移动，或者刀具旋旋转并直线移动，或刀具旋转和工件直线移动，或者刀具旋转并直线移动转并直线移动(见见图图1-5)。表面成型运动在刀具和工件之间。表面成型运动在刀具和工件之间的分配情况不同，机床结构也不一样，这就决定了机床结构的分配情况不同，机床结构也不一样，这就决定了机床结构形式的多样化。形式的多样化。上一页 下一页返回相关知识相关知识 3)辅助运动辅助运动
24、 机床的运动除了切削运动外，还有一些实现机床切削过程机床的运动除了切削运动外，还有一些实现机床切削过程的辅助工作而必须进行的辅助运动，该运动不直接参与切削的辅助工作而必须进行的辅助运动，该运动不直接参与切削运动，但为切削加工的工件运动创造了加工的必要条件，是运动，但为切削加工的工件运动创造了加工的必要条件，是不可缺少的。它的种类很多，主要包括以下几种。不可缺少的。它的种类很多，主要包括以下几种。(1)切入运动。刀具相对工件切入一定深度，以保证工件切入运动。刀具相对工件切入一定深度，以保证工件获得一定的加工尺寸。获得一定的加工尺寸。(2)分度运动。加工若十个完全相同的均匀分布的表面时，分度运动。
25、加工若十个完全相同的均匀分布的表面时，为使表面成型运动得以周期性地继续进行的运动称为分度运为使表面成型运动得以周期性地继续进行的运动称为分度运动。例如，多工位工作台、刀架等的周期性转位或移位，以动。例如，多工位工作台、刀架等的周期性转位或移位，以便依次加工工件上的各有关表面，或依次使用不同刀具对工便依次加工工件上的各有关表面，或依次使用不同刀具对工件进行顺序加工。件进行顺序加工。上一页 下一页返回相关知识相关知识 (3)操纵和控制运动。操纵和控制运动包括启动、停止、操纵和控制运动。操纵和控制运动包括启动、停止、变速、换向、部件与工件的夹紧、松开、转位以及自动换刀、变速、换向、部件与工件的夹紧、
26、松开、转位以及自动换刀、自动检测等。自动检测等。(4)调位运动。加工开始前机床移动有关部件，以调整刀调位运动。加工开始前机床移动有关部件，以调整刀具和工件之间的正确相对位置。具和工件之间的正确相对位置。(5)各种空行程运动。空行程运动是指进给前后的快速运各种空行程运动。空行程运动是指进给前后的快速运动。例如，在装卸工件时为避免碰伤操作者或划伤已加工表动。例如，在装卸工件时为避免碰伤操作者或划伤已加工表面，刀具与工件应相对退离。在进给开始之前刀具快速引进，面，刀具与工件应相对退离。在进给开始之前刀具快速引进，使刀具与工件接近。进给结束后刀具应快速退回。例如车床使刀具与工件接近。进给结束后刀具应快
27、速退回。例如车床的刀架或铣床的工作台，在进给前后都有快进或快退运动。的刀架或铣床的工作台，在进给前后都有快进或快退运动。上一页 下一页返回相关知识相关知识(三三)机床的传动联系和传动原理图机床的传动联系和传动原理图 1.机床传动的组成机床传动的组成 为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须有执行件、为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须有执行件、运动源和传动装置三个基本部分。运动源和传动装置三个基本部分。1)执行件执行件 执行件是执行机床运动的部件，如主轴、刀架、工作台等。执行件是执行机床运动的部件，如主轴、刀架、工作台等。其任务是装夹刀具或工件，并直接带动其完成一定形式的运其任务是装夹
28、刀具或工件，并直接带动其完成一定形式的运动并保持其准确的运动轨迹。动并保持其准确的运动轨迹。2)动力源动力源 动力源是为执行件提供动力和运动的装置，如交流异步电动力源是为执行件提供动力和运动的装置，如交流异步电动机、直流或交流调速电动机和伺服电动机等。动机、直流或交流调速电动机和伺服电动机等。上一页 下一页返回相关知识相关知识 3)传动装置传动装置 传动装置是传递运动和动力的装置，通过它把执行件和运传动装置是传递运动和动力的装置，通过它把执行件和运动源或有关的执行件之间联系起来，使执行件获得一定速度动源或有关的执行件之间联系起来，使执行件获得一定速度和方向的运动，并使有关执行件之间保持某种确定
29、的相对运和方向的运动，并使有关执行件之间保持某种确定的相对运动关系。动关系。2.机床的传动联系和传动链机床的传动联系和传动链 在机床上，为了得到所需要的运动，需要通过一系列的传在机床上，为了得到所需要的运动，需要通过一系列的传动件动件(轴、带、齿轮副、蜗杆副、丝杠螺母机构和齿轮齿条机轴、带、齿轮副、蜗杆副、丝杠螺母机构和齿轮齿条机构等构等)把执行件和动力源把执行件和动力源(如主轴和电动机如主轴和电动机)，或者把执行件，或者把执行件和执行件和执行件(如主轴和刀架如主轴和刀架)联系起来，以构成传动联系。构成联系起来，以构成传动联系。构成一个传动联系的一系列传动件，称为传动链。一个传动联系的一系列传
30、动件，称为传动链。上一页 下一页返回相关知识相关知识 传动链中的传动机构可分为定比传动机构和换置机构两种。传动链中的传动机构可分为定比传动机构和换置机构两种。定比传动机构的传动比不变，如带传动、定比齿轮副和丝杠定比传动机构的传动比不变，如带传动、定比齿轮副和丝杠螺母副等。换置机构可根据需要改变传动比或传动方向，如螺母副等。换置机构可根据需要改变传动比或传动方向，如滑移齿轮变速机构、挂轮机构及各种换向机构等。滑移齿轮变速机构、挂轮机构及各种换向机构等。根据传动联系的性质不同，传动链还可分为外联系传动链根据传动联系的性质不同，传动链还可分为外联系传动链和内联系传动链。和内联系传动链。1)外联系传动
31、链外联系传动链 外联系传动链是动力源外联系传动链是动力源(如电动机如电动机)与机床执行件与机床执行件(如主轴、如主轴、刀架、工作台等刀架、工作台等)之间的传动链。它可使执行件得到预定速度之间的传动链。它可使执行件得到预定速度的运动，且传递一定的动力。此外，外联系传动链还包括变的运动，且传递一定的动力。此外，外联系传动链还包括变速机构和换向速机构和换向(改变运动方向改变运动方向)机构等。外联系传动链传动比机构等。外联系传动链传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响发生线的性质。的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响发生线的性质。上一页 下一页返回相关知识相关知识 传动链中的传动机构可分为
32、定比传动机构和换置机构两种。传动链中的传动机构可分为定比传动机构和换置机构两种。定比传动机构的传动比不变，如带传动、定比齿轮副和丝杠定比传动机构的传动比不变，如带传动、定比齿轮副和丝杠螺母副等。换置机构可根据需要改变传动比或传动方向，如螺母副等。换置机构可根据需要改变传动比或传动方向，如滑移齿轮变速机构、挂轮机构及各种换向机构等。滑移齿轮变速机构、挂轮机构及各种换向机构等。根据传动联系的性质不同，传动链还可分为外联系传动链根据传动联系的性质不同，传动链还可分为外联系传动链和内联系传动链。和内联系传动链。1)外联系传动链外联系传动链 外联系传动链是动力源外联系传动链是动力源(如电动机如电动机)与
33、机床执行件与机床执行件(如主轴、如主轴、刀架、工作台等刀架、工作台等)之间的传动链。它可使执行件得到预定速度之间的传动链。它可使执行件得到预定速度的运动，且传递一定的动力。此外，外联系传动链还包括变的运动，且传递一定的动力。此外，外联系传动链还包括变速机构和换向速机构和换向(改变运动方向改变运动方向)机构等。外联系传动链传动比机构等。外联系传动链传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响发生线的性质。的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响发生线的性质。上一页 下一页返回相关知识相关知识因此，外联系传动链不要求动力源与执行件之间有严格的传因此，外联系传动链不要求动力源与执行件之间有严格的传
34、动比关系。例如，在车床上用轨迹法车削圆柱面时，主轴的动比关系。例如，在车床上用轨迹法车削圆柱面时，主轴的旋转和刀架的移动是两个互相独立的成型运动，有两条外联旋转和刀架的移动是两个互相独立的成型运动，有两条外联系传动链。主轴的转速和刀架的移动速度，只影响生产率和系传动链。主轴的转速和刀架的移动速度，只影响生产率和工件表面粗糙度，不影响圆柱面的形成工件表面粗糙度，不影响圆柱面的形成(即不影响发生线的性即不影响发生线的性质质)。传动链的传动比不要求很精确，工件的旋转和刀架的移。传动链的传动比不要求很精确，工件的旋转和刀架的移动之间，也没有严格的相对速度关系。动之间，也没有严格的相对速度关系。2)内联
35、系传动链内联系传动链 内联系传动链联系的是复合运动中的多个分量，也就是说内联系传动链联系的是复合运动中的多个分量，也就是说它所联系的是有严格运动关系的两执行件，以获得准确的加它所联系的是有严格运动关系的两执行件，以获得准确的加工表面形状及较高的加工精度。工表面形状及较高的加工精度。上一页 下一页返回相关知识相关知识有了内联系传动链，机床工作时，由其所联系的两个执行件有了内联系传动链，机床工作时，由其所联系的两个执行件就按照规定的运动关系做相对运动，但是内联系传动链本身就按照规定的运动关系做相对运动，但是内联系传动链本身并不能提供运动，为使执行件得到运动，还需要外联系传动并不能提供运动，为使执行
36、件得到运动，还需要外联系传动链将运动传到内联系传动上来。例如，在车床上用螺纹车刀链将运动传到内联系传动上来。例如，在车床上用螺纹车刀车削螺纹时，为了保证所加工螺纹的导程值，主轴车削螺纹时，为了保证所加工螺纹的导程值，主轴(工件工件)每每转转1转，车刀必须直线移动一个螺纹导程。此时联系主轴和转，车刀必须直线移动一个螺纹导程。此时联系主轴和刀架之间的螺纹传动链，就是一条传动比有严格要求的内联刀架之间的螺纹传动链，就是一条传动比有严格要求的内联系传动链。假如传动比不准确，则车螺纹就不能得到要求的系传动链。假如传动比不准确，则车螺纹就不能得到要求的螺纹导程螺纹导程;加工齿轮时就不能展成正确的渐开线齿形
37、。因此，加工齿轮时就不能展成正确的渐开线齿形。因此，内联系传动链中不能有传动比不确定或瞬时传动比有变化的内联系传动链中不能有传动比不确定或瞬时传动比有变化的传动机构，如带传动、摩擦传动和链传动等。传动机构，如带传动、摩擦传动和链传动等。上一页 下一页返回相关知识相关知识 通过以上对机床运动的分析，可以看出通过以上对机床运动的分析，可以看出:每一个运动，不每一个运动，不论是简单的还是复杂的，必须有一条外联系传动链论是简单的还是复杂的，必须有一条外联系传动链;只有复合只有复合运动才有内联系传动链。如果一个复合运动分解为两个部分运动才有内联系传动链。如果一个复合运动分解为两个部分则必有一条内联系传动
38、链。外联系传动链不影响发生线的性则必有一条内联系传动链。外联系传动链不影响发生线的性质，只影响发生线形成的速度质，只影响发生线形成的速度;内联系传动链影响发生线的性内联系传动链影响发生线的性质和执行件运动的轨迹。内联系传动链只能保证执行件具有质和执行件运动的轨迹。内联系传动链只能保证执行件具有正确的运动轨迹，要使执行件运动起来，还须通过外联系传正确的运动轨迹，要使执行件运动起来，还须通过外联系传动链把动力源和执行件联系起来，使执行件得到一定的运动动链把动力源和执行件联系起来，使执行件得到一定的运动速度和动力。速度和动力。上一页 下一页返回相关知识相关知识 3.机床的传动原理图机床的传动原理图
39、通常，传动链包括各种机构，如带传动、齿轮齿条、蜗轮通常，传动链包括各种机构，如带传动、齿轮齿条、蜗轮蜗杆、丝杠螺母、滑移齿轮变速机构、交换齿轮变速机构、蜗杆、丝杠螺母、滑移齿轮变速机构、交换齿轮变速机构、离合器变速机构、交换齿轮或挂轮架以及各种电的、液压的离合器变速机构、交换齿轮或挂轮架以及各种电的、液压的和机械的无级变速机构等。在考虑传动路线时，通常把上述和机械的无级变速机构等。在考虑传动路线时，通常把上述机构分成两大类机构分成两大类:一类是传动比和传动方向固定不变的传动机一类是传动比和传动方向固定不变的传动机构，如带传动、定比齿轮副、蜗轮蜗杆副、丝杠螺母副等，构，如带传动、定比齿轮副、蜗轮
40、蜗杆副、丝杠螺母副等，称为定比传动机构称为定比传动机构;另一类是能根据需要变换传动比和传动方另一类是能根据需要变换传动比和传动方向的传动机构，如交换齿轮、滑移齿轮变速机构等，称为换向的传动机构，如交换齿轮、滑移齿轮变速机构等，称为换置机构。置机构。上一页 下一页返回相关知识相关知识 为了便于研究机床的传动联系，常用一些简明的符号把传为了便于研究机床的传动联系，常用一些简明的符号把传动原理和传动线路表示出来，这就是传动原理图，在图中仅动原理和传动线路表示出来，这就是传动原理图，在图中仅表示与形成某一表面直接有关的运动及其传动联系。表示与形成某一表面直接有关的运动及其传动联系。图图1-6是传动原理
41、图经常使用的一部分符号。其中表示执行件的符是传动原理图经常使用的一部分符号。其中表示执行件的符号，还没有统一的规定，一般采用较直观的圆形表示。为了号，还没有统一的规定，一般采用较直观的圆形表示。为了把运动分析的理论推广到数控机床，图中引人数控机床传动把运动分析的理论推广到数控机床，图中引人数控机床传动原理图时所需要用的一些符号，如电的联系、脉冲发生器等。原理图时所需要用的一些符号，如电的联系、脉冲发生器等。下面举例说明传动原理图的画法和所表示的内容。下面举例说明传动原理图的画法和所表示的内容。例例1.1卧式车床传动原理图。卧式车床传动原理图。上一页 下一页返回相关知识相关知识 卧式车床用螺纹车
42、刀车削螺纹时的传动原理如卧式车床用螺纹车刀车削螺纹时的传动原理如图图1-7所示。所示。图中由主轴至刀架的传动联系为两个执行件之间的传动联系，图中由主轴至刀架的传动联系为两个执行件之间的传动联系，由此保证刀具与工件间的相对运动关系。这个运动是复合运由此保证刀具与工件间的相对运动关系。这个运动是复合运动。它将其分解为两部分动。它将其分解为两部分:主轴的旋转主轴的旋转B和车刀的纵向移动和车刀的纵向移动A。因此，车床应有两条传动链。因此，车床应有两条传动链。(1)主轴一主轴一4一一5一一u一一6一一7一丝杠一丝杠:该传动链是复合运动该传动链是复合运动A和和B的内联系传动链，的内联系传动链，u表示螺纹传
43、动链的换置机构，如交表示螺纹传动链的换置机构，如交换齿轮架上的交换齿轮和进给箱中的换齿轮架上的交换齿轮和进给箱中的滑移齿轮变速机构等，可通过调整滑移齿轮变速机构等，可通过调整u来得到被加工螺纹的导来得到被加工螺纹的导程。程。上一页 下一页返回相关知识相关知识(2)动力源一动力源一1一一2一一u一一3一一4一主轴一主轴:该传动链是联系动该传动链是联系动力源与复合运动力源与复合运动A和和B的外联系传动链，外联系传动链可由动的外联系传动链，外联系传动链可由动力源联系复合运动中的任意环节。力源联系复合运动中的任意环节。u 表示主运动传动链的换表示主运动传动链的换置机构，如滑移齿轮变速机构和离合器变速机
44、构等，通过置机构，如滑移齿轮变速机构和离合器变速机构等，通过u可调整主轴的转速，以适应切削速度的需要。可调整主轴的转速，以适应切削速度的需要。在卧式车床上车削圆柱面时，由表面成型原理可知，主轴在卧式车床上车削圆柱面时，由表面成型原理可知，主轴的旋转和刀具的移动是两个独立的简单运动。这时车床应有的旋转和刀具的移动是两个独立的简单运动。这时车床应有两条外联系传动链，如图两条外联系传动链，如图1-7所示，其中一条为所示，其中一条为:电动机一电动机一1一一2一一一一3一一 4一主轴一主轴;另一条为另一条为:电动机一电动机一12一一u一一3一一4一一5一一u5一一6一一7一丝杠。其中一丝杠。其中1一一2
45、一一u一一3一一4是两条传动链的是两条传动链的公共段。公共段。u、为刀架移动速度换置机构的传动比，它实际上、为刀架移动速度换置机构的传动比，它实际上与与u、是同一变换机构。、是同一变换机构。上一页 下一页返回相关知识相关知识这样，虽然车削螺纹和车削外圆柱时运动的数量和性质不同，这样，虽然车削螺纹和车削外圆柱时运动的数量和性质不同，但可共用一个传动原理图。其差别仅在于但可共用一个传动原理图。其差别仅在于:当车削螺纹时，当车削螺纹时，u必须计算和调整精确必须计算和调整精确;当车削外圆时，不需要准确。当车削外圆时，不需要准确。例例1.2数控车床的传动原理图。数控车床的传动原理图。数控车床的传动原理图
46、基本上与卧式车床相同，所不同的数控车床的传动原理图基本上与卧式车床相同，所不同的是数控车床多以电气控制，如是数控车床多以电气控制，如图图1-8所示。车削螺纹时，脉所示。车削螺纹时，脉冲发生器冲发生器P通过机械传动装置通过机械传动装置(通常是一对齿数相等的齿轮通常是一对齿数相等的齿轮)与主轴相联系。主轴每转与主轴相联系。主轴每转1转，脉冲发生器转，脉冲发生器P发出发出u个脉冲。个脉冲。经经3一一4传至纵向快速调整换置机构传至纵向快速调整换置机构u.。和伺服系统。和伺服系统5一一6，控制伺服电动机控制伺服电动机M,，它可以经机械传动装置，它可以经机械传动装置7一一8或直接与或直接与滚珠丝杠连接，使
47、刀架做纵向直线移动滚珠丝杠连接，使刀架做纵向直线移动A,，并保证主轴每转，并保证主轴每转一转，刀架纵向移动一个工件螺纹的导程。改变一转，刀架纵向移动一个工件螺纹的导程。改变y.i，可使，可使脉冲发生器脉冲发生器P输出脉冲发生变化，以满足车削不同导程螺纹输出脉冲发生变化，以满足车削不同导程螺纹的要求。的要求。上一页 下一页返回相关知识相关知识 车削螺纹时，脉冲发生器车削螺纹时，脉冲发生器P发出的脉冲经发出的脉冲经9一一10一一u.2一一11一一12一一M2一一13-14一丝杠，使刀具做横向移动一丝杠，使刀具做横向移动AZ。车削成型曲面时，主轴每转一转，脉冲发生器车削成型曲面时，主轴每转一转，脉冲
48、发生器P发出的脉冲发出的脉冲同时控制刀架纵向直线移动同时控制刀架纵向直线移动A。和刀具横向移动。和刀具横向移动Az。这时，。这时，传动链为传动链为A,一纵向丝杠一一纵向丝杠一g一一7一一M6一一5一一u.,一一 4一一3一一P一一9一一10一一u11一一12一一M2一一13一一14一横向丝杠一一横向丝杠一Az，形，形成一条内联系传动链，同时不断变化，保证刀尖沿着要求的成一条内联系传动链，同时不断变化，保证刀尖沿着要求的轨迹运动，以便得到所需的工件表面形状，并使刀架纵向直轨迹运动，以便得到所需的工件表面形状，并使刀架纵向直线移动线移动A。和刀具横向移动。和刀具横向移动Az的合成线速度的大小基本保
49、持的合成线速度的大小基本保持恒定。恒定。车削圆柱面或端面时，主轴的转动车削圆柱面或端面时，主轴的转动B,、刀架的纵向直线移、刀架的纵向直线移动动A。和刀具的横向移动。和刀具的横向移动A2是是3个独立的简单运动，个独立的简单运动，u.i.u.a用以调整主轴的转速和刀具的进给量。用以调整主轴的转速和刀具的进给量。返回上一页任务实施任务实施(一一)机床传动系统分析机床传动系统分析 实现机床加工过程中全部成型运动和辅助运动的各传动链，实现机床加工过程中全部成型运动和辅助运动的各传动链，组成一台机床的传动系统。根据执行件所完成运动的作用不组成一台机床的传动系统。根据执行件所完成运动的作用不同，传动系统中
50、各传动链分为主运动传动链、进给运动传动同，传动系统中各传动链分为主运动传动链、进给运动传动链、范成运动传动链和分度运动传动链。链、范成运动传动链和分度运动传动链。为便于了解和分析机床的传动结构及运动传递情况，把传为便于了解和分析机床的传动结构及运动传递情况，把传动原理图所表示的传动关系用一种简单的示意图形式，即传动原理图所表示的传动关系用一种简单的示意图形式，即传动系统图体现出来。动系统图体现出来。下一页返回任务实施任务实施它是表示实现机床全部运动的一种示意图，图中将每条传动链它是表示实现机床全部运动的一种示意图，图中将每条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号表示中的具体传动机构用简单的规定
