机电装备设计第二章().pptVIP

最小进给量大于1μm的装置： 有蜗杆传动、丝杆螺母、齿轮齿条传动、液压传动等，适用于 大行程，进给量、进给速度变化范围宽的机床； 最小进给量小于1μm的进给装置： ① 弹性变形式； ② 热变形式； ③ 流体膜变形式； ④ 磁致伸缩式； ⑤ 电致伸缩式。 上述都是利用材料的物理性能实现微进给。 五种类型中，仅有弹性变形式和电致伸缩式微量进给机构 较适用和成熟。尤其是电致伸缩微量进给装置，可进行自动控 制，有较好的动态特性，可用于误差在线补偿。 2.4.2 机械结构弹性变形微量进给装置 机械结构弹性变形微量进给装置，工作稳定可靠，精度 重复性好，在手动操作时很适用。 图中为双T形弹性变形微进给装置。当驱动螺钉前进时， T形弹簧1变直伸长，因B端固定，C端压向T形弹簧2。T形弹 簧2的D端固定，推动E端可位移刀夹作微位移前进。 特点： ○ 微量进给装置分辨率为0.01μm； ○ 重复精度0.02μm； ○ 最大输出位移是20μm； ○ 输出位移方向的静刚度为70 N/μm。 实际切削刚度足够。 * ★ 直流电机的额定转速为1000～1500r／min。从nd至nmax用 调磁调速；从nmin至nd用调节电枢法调速。 ★ 交流变频电动机额定转速为1500r／min。这两种电动机的 恒功率转速范围常为2～4，恒转矩变速范围则可达100以上。 ★ 变速电动机的功率特性与机床主轴的要求不配。主轴要求 的恒功率变速范围远大于电动机的恒功率变速范围； 在电动机与主轴之间要串联一个分级变速箱，以扩大其恒 功率调速范围。 满足低速大功率切削时对电动机的输出功率的要求。 * 设计分级变速箱时，主要考虑机床结构复杂程度、运转平 稳性。 变速箱公比φf选取有三种情况： 1）取变速箱的公比φf等于电动机的恒功率调速范围RdP，即 φf ＝RdP 特点： 功率特性图是连续、无缺口和无重合的。如变速箱的变速 级数为Z，则主轴的恒功率变速范围有 * 2）为简化变速箱结构，变速级数应少些，变速箱公比可取 大于电动机的恒功率调速范围RdP , 即 φf ＞RdP。 特点：变速箱每档内有部分低转速只能恒转矩变速，主传动系 统功率特性图中出现“缺口”，称之功率降低区。 为保证缺口 处输出功率，电动机的功率应相应增大。主轴的恒功率变速范 围有 * 3）如果数控机床为了恒线速切削需在运转中变速时取 ， φf ＜RdP 特点：主传动系统功率特性图上有小段重合，这时变速箱的变 速级数为， 某一数控机床主轴的最高转速为8000r/min，计算转速为125r/min，最大切削功率为6.5kw，采用交流调频主轴电机，额定转速为1500r/min，最高转速6000～8000r/min 。试设计分级变速箱的传动系统和选用电机功率。 * 2.2 计算转速 承受转矩是结构设计的依据。机电装备上的载荷取决于零件所传递的功率和转速。 机电装备变速传动链内的零件，有的转速是恒定的，有的 转速是变化的，变速传动件应根据哪一个转速进行动力计算？ 2.2.1 机床的功率转矩特性 1）在切削深度和进给量不变的情况下，切削速度对切削力的影响不大。因此，主运动是直线运动的机床（如刨床），执行件（如刨床工作台）在所有转速下承受的转矩也相同，这类机床的主传动为恒转矩传动。 2）主运动作旋转运动的机床（如车床、铣床等），在切削深度和进给量不变的情况下，主轴在所有转速下承受的转矩与工件或刀具的直径基本成正比，即T=Fd，但主轴的转速与工件或刀具的直径成反比，即 。较低转速多用于大直径刀具或加工大直径工件，这时要求的输出转矩增大了，由于P=Tn/9550，所以主运动是旋转运动的机床基本上是恒功率传动。 * ○ 通用机床的应用范围广，变速范围大，使用条件复杂，主 轴的转速和传递的功率是经常变化的。 ○ 通用车床主轴转速的低速段，用来切削螺纹、铰孔或精车 等，消耗功率较少，计算时如按传递全部功率算，会使传动件 的尺寸不必要的增大，造成浪费。 ○ 在主轴转速的高速段，受电动机功率的限制，背吃刀量和 进给量不能太大，传动件所受的转矩随转速的增加而减少。 主轴或各传动件传递全部功率的最低转速为计算转nj。 计算转速 * 从最高转速nmax→nj间，主轴能传递全部功率。该区域内，主轴最大输出转矩应随转速的降低而加大，→恒功率区 从nj → nmin，该区域内各级转速无需传递全部功率。主轴输出转矩不随转速的降低而加大，保持nj时