金属切削机床设计习题答案1

第三章 金属切削机床设计习题答案

1.在滚齿机上加工直齿圆柱齿轮：

(1) 分析零件导线、母线的形状，加工方法及所需运动； (2) 画出传动原理图，写出所需传动链。

解：对于直齿圆柱齿轮的加工：工件和刀具模拟一对相互啮合的螺旋齿轮。工件是一个螺旋角为0的圆柱齿轮，而刀具相当于一个斜齿圆柱齿轮（滚刀）。范成运动是一个复合运动，由滚刀的旋转运动C P 和工件旋转运动C f 复合而成。 ①母线：渐开线，范成法，范成运动C P C f 。

②导线：直线，相切法，所需运动：C P ，Z f 。

③传动原理图

④传动链

● 主传动链（外）：电机n 电 滚刀n 刀转（作用是驱动主运动，即提供给主运动以运动和动力） 1 U v 2

● 范成传动链(母线，内)：滚刀1/K 转 工件转1/Z 转（联

4

系两个单元运动，组成复合运动） 2 U x 3

进给传动链（导线，外）：工件1转 刀架下降fmm （使毛坯不断的投入切削）

3 U f 4

进给运动是一个独立的运动，可以单独电机驱动，也可与主运动共用一台电动机，驱动进给运动Z f 。

2.某机床主轴转速为n ＝100～1120r/min ，转速级数Z ＝8，电动机转速n 电＝1440r/min ，试设计该机床主传动系，包括拟定结构式和转速图，画出传动系统图，求各轴和各齿轮副的计算转速。 解：①求R n ，ϕ

2.11100

1120

min max ===

n n R n

41

.17181=⇒===--ϕϕϕϕZ n R 6

06.141.1==ϕ

查P 73表3-3得主轴转速分别为：100，140，200，280，400，560，800，1120（r/min ）。

②拟定结构式（原则：传动付，前多后少，基前扩后，极限变

速范围，前慢后快） 结构式：8＝212224

校核953.341.141.14)12(4)1(22

2

====--P x R ϕ＜8 合适

③画转速图

分配传动比：

76.71min 1

1440100)(ϕ

＝＝电总n n u =

3

2276.01111111ϕϕϕϕ⨯⨯⨯=⨯⨯⨯c b a u u u u 定＝

故有：76.0-ϕ＝定u （n I ≥700r/min ）

u a1=ϕ-2，u a2=ϕ-1 u b1=ϕ-2， u b2=ϕ0

u c1=ϕ-3，u c2=ϕ1

画转速图如下：

④画传动系统图如下：

⑤各轴和各齿轮副的计算转速

560

800 400 280

200 100

140

3.已知n 1=25r/min ，ϕ=1.41，Z=13，n 电＝720/1440 r/min ，写结构式，画出转速图，传动系统图，求各轴和各齿轮副的计算转速。 解：①求主轴转速

因为ϕ=1.41＝1.066，故查表3-3得主轴转速为：25，35.5，50，71，100，140，200，280，400，560，800，1120，1600

②拟定结构式（原则：传动付，前多后少，基前扩后，极限变

速范围，前慢后快）

双速电机电传动组传动付P 电＝2，又1.412＝2，故X 电＝2， P 0

＝2。属于转速重合。 结构式：13＝22212425

校核573.541.15)12(53===-ϕR ＜8，合适。

③画转速图 分配传动比：

78.91min 1

72025)(ϕ＝＝电总n n u =

43278.01111111ϕ

ϕϕϕ⨯⨯⨯=⨯⨯⨯c b a u u u u 定＝ 故有：78.0-ϕ＝定u （n I ≥700r/min ） u a1=ϕ-2，u a2=ϕ-1 u b1=ϕ-3， u b2=ϕ1

u c1=ϕ-4，u c2=ϕ1

画转速图如下：

④画传动系统图如下：

⑤各轴和各齿轮副的计算转速

560

800 400 280 200 100 140 71

25

35.5 50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1

4.按图3-171主轴部件说明轴向力如何传递？间隙如何调整？

解：（1）轴向力传递：

①向前的轴向力（向左）：1 10 9 8的内圈7

的紧边7的滚动体7的松边箱体6

②向后的轴向力（向右）：轴1 5的紧边5的滚动

体5的松边箱体6

（2）间隙调整

3：取隔套2修磨；松开锁紧螺母4并旋转消除间隙，重新锁

紧。

5、8：修磨垫片9，拧紧10，调5、8间隙，因为此时轴向后

运动