02209机械制造装备设计重要知识点复习3

九、主传动系设计

1、主传动系的要求：满足机床使用性能要求，传递动力，工作性能、产品设计的要求，另外维修方便。

2、主传动分类：有级变速和无级变速，机械传动、液压传动、电气传动，交流和直流电动机驱动。

3、主传动系传动方式：集中传动和分离传动

4、分级变速主传动系的设计（转速图、转速的设计、例题）见书P84—P93

5、无级变速主传动系的设计（变速电动机、机械无级变速装置、液压无级变速装置）

   无级变速的范围Rf=Rn/Rd 例题计算题是重点，参见教材P103—P108

十、进给传动系设计

1、进给传动系由（动力源、变速机构、换向机构、运动分配机构、过载保护机构、运动转换机构和执行机构组成）

2、进给传动系的要求

具有足够的静刚度和动刚度；快速响应性；抗振性好；具有足够宽的调速范围；传动精度和定位精度高；结构简单，加工和装配工艺性好，调整维修方便，操作灵活等。

1、 电气伺服进给系统

步进电动机步距角a=360/PZK；P步进电机相数，Z步进电机转子步数，K为通电方式，三相三拍K=1，三相六拍K=2.

开环降速比：u=àL/360Q  à步距角    L滚珠丝杠导程    Q脉冲当量

闭环降速比：u=ndmaxL/Vmax    ndmax驱动电机最大转速    L滚珠丝杠导程  Vmax工作台最大移动速度

2、 滚珠丝杠及其支撑

滚珠丝杠是将旋转运动转变为直线运动的转换机构，通常由三种支撑方式：一端固定，一端自由（短丝杠和数值丝杠），一端固定，一端简支（较长的卧式），两端固定（长丝杠和高速）

  .丝杠的拉压刚度：见教材P118

  .滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧：见教材P119

  .滚珠丝杠的预拉伸：见教材P119

十一、主轴部件设计（主轴、支撑轴承、传动件、密封件、定位元件）

1、主轴部件满足的要求

旋转精度  刚度  抗震性  温升和热变形  精度保持性

2、主轴部件传动方式

齿轮传动   带传动  电动机直接驱动

3、主轴部件的结构

（1）主轴部件的支撑数目

.多数主轴采用前、后两个支撑，有的采用三个支撑。

（2）推力轴承位置配置形式

前端配置   后端配置    两端配置    中间配置

（3）主轴传动件位置的合理布置

（4）主轴主要结构参数的确定

.主轴前轴颈直径的选取D后=（0.7—0.85）D前   .主轴内空直径d的确定（查表）

.主轴前端玄伸量                               .主轴主要支撑间跨距的确定

（5）主轴

.构造，安装刀具、夹具、传动件的位置

.主轴材料和热处理                      .主轴技术要求

4、主轴滚动轴承

角接触球轴承、双列短圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力轴承、双向推力角接触球轴承、陶瓷滚动轴承、磁浮轴承。主轴的配置形式：速度型、刚度型、速度刚度型。机床主轴的精度P2、P4、P5、P6、SP、UP

5、主轴滑动轴承

动压轴承、液体静压轴承、气体静压轴承

十二、支承件设计（床身、立柱、横梁、底座等大件）

1、支承件的要求

应具有足够的刚度和刚度—质量比；足够好的动态特性；热稳定性好；排屑通常、吊运安全等。

2、支承件结构设计

.形状：箱体类、板块类、梁类

.截面形状：支承件的空心截面、圆形截面、封闭截面的刚度和强度都要强于实心、方形、开环截面

.支承件筋板设计

.支承件合理选择壁厚

3、支承件的材料

4、提高支承件结构性的措施

提高支承件的静刚度和固有频率；提高动态特性（改善阻尼特性、采用新材料）；提高热稳定性（控制温升、采用热对称结构、采用热补偿装置）

十三、导轨设计（承受载荷和导向）

1、导轨的分类：动导轨和静导轨；开式导轨和闭式导轨；滑动导轨（普通滑动导轨、静压导轨、卸荷导轨）和滚动导轨。

2、导轨的要求：导向精度；承载能力大，刚度好；精度保持性好；低速运动平稳性；结构简单，工艺好。

3、导轨截面形状的选择

.矩形导轨（镶条调隙）  .三角形导轨（自动补偿间隙）  .燕尾形导轨  .圆柱形导轨

4、导轨调隙：压板、镶条、导向调整板

5、提高导轨精度、刚度和耐磨性的措施

.合理选择导轨的材料和热处理（铸铁导轨、镶钢导轨、有色金属、塑料导轨）

.导轨的预紧       .导轨的润滑与防护     .导轨的磨损

十四、机床刀架和自动换刀装置（P164—P196）

十五、机床控制系统设计

.控制系统就是机床能自动进行攻坚的定位、夹紧和松开；控制切削液，排屑等辅助操作的装置。

.要求：节省辅助时间；缩短加工时间；提高劳动生产率；提高机床使用率；改善加工质量

1、机床的时间控制

2、机床的程序控制

3、机床的数字控制P200