第七章 機(jī)床主要參數(shù)的確定

1、第一節(jié)、第一節(jié)、 尺寸參數(shù)尺寸參數(shù)第二節(jié)、第二節(jié)、 運(yùn)動(dòng)參數(shù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)第三節(jié)、第三節(jié)、 動(dòng)力參數(shù)動(dòng)力參數(shù)第七章第七章 機(jī)床主要參數(shù)的確定機(jī)床主要參數(shù)的確定第一節(jié)、第一節(jié)、 尺尺 寸寸 參參 數(shù)數(shù) 機(jī)床尺寸參數(shù)的確定，主要是確定影響機(jī)床加工性機(jī)床尺寸參數(shù)的確定，主要是確定影響機(jī)床加工性能的一些尺寸。其中包括機(jī)床的能的一些尺寸。其中包括機(jī)床的主參數(shù)主參數(shù)、第二主參數(shù)第二主參數(shù)和和其他一些尺寸參數(shù)其他一些尺寸參數(shù)。 當(dāng)主參數(shù)、第二主參數(shù)和其他一些尺寸參數(shù)確定后，當(dāng)主參數(shù)、第二主參數(shù)和其他一些尺寸參數(shù)確定后，就基本上確定了該機(jī)床所能加工或安裝的最大工件的尺就基本上確定了該機(jī)床所能加工或安裝的最大工件的尺

2、寸。機(jī)床的尺寸參數(shù)是根據(jù)零件尺寸確定的。寸。機(jī)床的尺寸參數(shù)是根據(jù)零件尺寸確定的。 前面進(jìn)行了機(jī)床的研究分析，下面開(kāi)始討論機(jī)床的設(shè)計(jì)。前面進(jìn)行了機(jī)床的研究分析，下面開(kāi)始討論機(jī)床的設(shè)計(jì)。第七章第七章 機(jī)床主要參數(shù)的確定機(jī)床主要參數(shù)的確定 機(jī)床的主參數(shù)是代表機(jī)床規(guī)格大小的一種參數(shù)，各類(lèi)機(jī)機(jī)床的主參數(shù)是代表機(jī)床規(guī)格大小的一種參數(shù)，各類(lèi)機(jī)床以什么尺寸作為主參數(shù)已有統(tǒng)一的規(guī)定。床以什么尺寸作為主參數(shù)已有統(tǒng)一的規(guī)定。 臥式車(chē)床臥式車(chē)床是床身上工件的最大回轉(zhuǎn)直徑；是床身上工件的最大回轉(zhuǎn)直徑； 齒輪加工機(jī)床齒輪加工機(jī)床是最大工件直徑；是最大工件直徑； 外圓磨床和無(wú)心磨床外圓磨床和無(wú)心磨床是最大磨削直徑；是最大磨

3、削直徑； 龍門(mén)刨、銑床，升降臺(tái)銑床和矩形工作臺(tái)平面磨床龍門(mén)刨、銑床，升降臺(tái)銑床和矩形工作臺(tái)平面磨床 是工作臺(tái)工作面寬度；是工作臺(tái)工作面寬度； 臥式銑鏜床臥式銑鏜床是主軸直徑；是主軸直徑； 立式鉆床和搖臂鉆床立式鉆床和搖臂鉆床是最大鉆孔直徑；是最大鉆孔直徑； 牛頭刨床和插床牛頭刨床和插床是最大刨削和插削長(zhǎng)度是最大刨削和插削長(zhǎng)度 也有的機(jī)床不用尺寸作為主參數(shù)，如也有的機(jī)床不用尺寸作為主參數(shù)，如拉床拉床的主參數(shù)是額的主參數(shù)是額定拉力等。定拉力等。 有的機(jī)床，一個(gè)主參數(shù)還不足以確定機(jī)床的規(guī)格，還有的機(jī)床，一個(gè)主參數(shù)還不足以確定機(jī)床的規(guī)格，還需需第二主參數(shù)第二主參數(shù)加以補(bǔ)充：加以補(bǔ)充： 車(chē)床車(chē)床的第二主

4、參數(shù)是最大工件長(zhǎng)度；的第二主參數(shù)是最大工件長(zhǎng)度； 銑床和龍門(mén)刨床銑床和龍門(mén)刨床是工作臺(tái)工作面長(zhǎng)度；是工作臺(tái)工作面長(zhǎng)度； 搖臂鉆床搖臂鉆床是最大跨距等。是最大跨距等。 此外，還要確定此外，還要確定其他一些尺寸參數(shù)其他一些尺寸參數(shù)： 車(chē)床車(chē)床常常還要確定在刀架上工件的最大回轉(zhuǎn)直徑和主常常還要確定在刀架上工件的最大回轉(zhuǎn)直徑和主軸孔允許通過(guò)的最大棒料直徑等；軸孔允許通過(guò)的最大棒料直徑等； 龍門(mén)銑床龍門(mén)銑床還應(yīng)確定橫梁的最高和最低位置等；還應(yīng)確定橫梁的最高和最低位置等； 搖臂鉆床搖臂鉆床還要確定主軸下端面到底座間的最大和最小還要確定主軸下端面到底座間的最大和最小距離，其中包括了搖臂的升降距離和主軸的最大

5、伸出量等。距離，其中包括了搖臂的升降距離和主軸的最大伸出量等。 運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指機(jī)床執(zhí)行件，如主軸、工作臺(tái)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指機(jī)床執(zhí)行件，如主軸、工作臺(tái)、刀架等的運(yùn)動(dòng)速度。刀架等的運(yùn)動(dòng)速度。1、主運(yùn)動(dòng)參數(shù)、主運(yùn)動(dòng)參數(shù) 回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速?；剞D(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)速（r/min）與切削速度的關(guān)系）與切削速度的關(guān)系是：是：式中：式中： n 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)速（ r/min )； v 切削速度（切削速度（ m/min )； d 工件（或刀具）直徑（工件（或刀具）直徑（mm）。）。第二節(jié)、第二節(jié)、 運(yùn)運(yùn) 動(dòng)動(dòng) 參參 數(shù)數(shù)1 0 0 0 vnd 主運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)直線(xiàn)運(yùn)

6、動(dòng)的機(jī)床，如插床或刨床，主運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，如插床或刨床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是參數(shù)是每分鐘的往復(fù)次數(shù)每分鐘的往復(fù)次數(shù)。 對(duì)于不同的機(jī)床，對(duì)于不同的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)有不同的要求主運(yùn)動(dòng)參數(shù)有不同的要求。 專(zhuān)用機(jī)床和組合機(jī)床專(zhuān)用機(jī)床和組合機(jī)床是為某一特定工序而設(shè)計(jì)制是為某一特定工序而設(shè)計(jì)制造的，每根主軸一般造的，每根主軸一般只須有一個(gè)轉(zhuǎn)速只須有一個(gè)轉(zhuǎn)速，根據(jù)最有利的切，根據(jù)最有利的切削速度和直徑而定，故削速度和直徑而定，故沒(méi)有變速要求沒(méi)有變速要求。 通用機(jī)床通用機(jī)床是為適應(yīng)多種零件加工而設(shè)計(jì)制造的，是為適應(yīng)多種零件加工而設(shè)計(jì)制造的，主軸需要變速主軸需要變速。因此需確定它的變速范圍，即。因此需確定它的變速范圍，即最

7、低與最最低與最高轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)速。如果采用分級(jí)變速，則還應(yīng)確定。如果采用分級(jí)變速，則還應(yīng)確定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)。1）主軸最低（）主軸最低（nmin）和最高（）和最高（nmax）轉(zhuǎn)速的確定：）轉(zhuǎn)速的確定： 應(yīng)當(dāng)指出，通用機(jī)床的應(yīng)當(dāng)指出，通用機(jī)床的 和和 并不是機(jī)床上可能加工并不是機(jī)床上可能加工的最大和最小直徑，而是指常用的經(jīng)濟(jì)加工的最大和最小直徑（即不的最大和最小直徑，而是指常用的經(jīng)濟(jì)加工的最大和最小直徑（即不是理論上的最大和最小直徑）。對(duì)于通用機(jī)床，一般?。菏抢碚撋系淖畲蠛妥钚≈睆剑?duì)于通用機(jī)床，一般?。?最大加工直徑最大加工直徑dmax =( 0.5-0.6)D （D可能加工的最大直徑） 最小加工

8、直徑最小加工直徑dmin=(0.2-0.25)dmax nmin和和nmax的比值是變速范圍：的比值是變速范圍：maxdk DminmaxdddRmaxdm ind（Rd 計(jì)算直徑范圍） 在確定切削速度時(shí)應(yīng)考慮到多種工藝的需要。切在確定切削速度時(shí)應(yīng)考慮到多種工藝的需要。切削速度主要與刀具和工件的材料有關(guān)。削速度主要與刀具和工件的材料有關(guān)。常用的刀具材料常用的刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金和陶瓷等。有高速鋼、硬質(zhì)合金和陶瓷等。工件材料可以是鋼、鑄工件材料可以是鋼、鑄鐵以及銅鋁等有色金屬。切削速度可通過(guò)切削試驗(yàn)、查鐵以及銅鋁等有色金屬。切削速度可通過(guò)切削試驗(yàn)、查切削用量手冊(cè)和通過(guò)調(diào)查得到。切削用量手冊(cè)

9、和通過(guò)調(diào)查得到。 在確定了在確定了 nmax 和和 nmin 后，如采用分級(jí)變速（大多數(shù)后，如采用分級(jí)變速（大多數(shù)普通機(jī)床），則應(yīng)進(jìn)行普通機(jī)床），則應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速分級(jí)轉(zhuǎn)速分級(jí)； 如采用如采用變速電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)變速變速電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)變速（大多數(shù)數(shù)控和重（大多數(shù)數(shù)控和重型機(jī)床），有時(shí)型機(jī)床），有時(shí)也需用分級(jí)變速機(jī)構(gòu)也需用分級(jí)變速機(jī)構(gòu)來(lái)擴(kuò)大其調(diào)速范圍。來(lái)擴(kuò)大其調(diào)速范圍。 2） 主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列：主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列： 如某機(jī)床的分級(jí)變速機(jī)構(gòu)共有如某機(jī)床的分級(jí)變速機(jī)構(gòu)共有 Z 級(jí)，其中級(jí)，其中 n1 = nmin, nz= nmax , Z 級(jí)轉(zhuǎn)速分別為：級(jí)轉(zhuǎn)速分別為： nl , n2 , n3,， nj , nj

10、+ l , nz 如果加工某一工件所需要的最有利的切削速度為如果加工某一工件所需要的最有利的切削速度為 v ，則相應(yīng)的轉(zhuǎn)速為則相應(yīng)的轉(zhuǎn)速為n。通常，分級(jí)變速機(jī)構(gòu)不能恰好得到這通常，分級(jí)變速機(jī)構(gòu)不能恰好得到這個(gè)轉(zhuǎn)速，而是個(gè)轉(zhuǎn)速，而是 n 處于某兩級(jí)轉(zhuǎn)速處于某兩級(jí)轉(zhuǎn)速 nj , nj + l之間：之間： nj n nj+l 。 如果采用較高的轉(zhuǎn)速如果采用較高的轉(zhuǎn)速nj+l ，必將提高切削速度，刀，必將提高切削速度，刀具的耐用度將要降低。為了不降低刀具耐用度，以采用較具的耐用度將要降低。為了不降低刀具耐用度，以采用較低的轉(zhuǎn)速低的轉(zhuǎn)速 nj 為宜。為宜。 這時(shí)轉(zhuǎn)速的損失為這時(shí)轉(zhuǎn)速的損失為 n-nj ，

11、相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為：相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為： 最大的相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率最大的相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率是當(dāng)所需的轉(zhuǎn)速是當(dāng)所需的轉(zhuǎn)速 n 趨近于趨近于 nj + l時(shí)，也就是：時(shí)，也就是： 在其他條件（直徑、進(jìn)給、切深）不變的情況下，轉(zhuǎn)在其他條件（直徑、進(jìn)給、切深）不變的情況下，轉(zhuǎn)速的損失就反映了速的損失就反映了生產(chǎn)率的損失生產(chǎn)率的損失。對(duì)于普通機(jī)床，如果認(rèn)對(duì)于普通機(jī)床，如果認(rèn)為每個(gè)轉(zhuǎn)速的使用機(jī)會(huì)都相等，那么應(yīng)使為每個(gè)轉(zhuǎn)速的使用機(jī)會(huì)都相等，那么應(yīng)使 Amax為一定值，為一定值，即：即： 從這里可看出，從這里可看出，任意兩級(jí)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系應(yīng)為：任意兩級(jí)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系應(yīng)為： n j十十1 = nj 最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為：最

12、大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為： 變速范圍為：變速范圍為： 機(jī)床的轉(zhuǎn)速應(yīng)該按等比數(shù)列（幾何級(jí)數(shù)）分級(jí)。機(jī)床的轉(zhuǎn)速應(yīng)該按等比數(shù)列（幾何級(jí)數(shù)）分級(jí)。其其公比公比為為，各級(jí)轉(zhuǎn)速應(yīng)為，各級(jí)轉(zhuǎn)速應(yīng)為 例：例：有一臺(tái)車(chē)床，主軸轉(zhuǎn)速（有一臺(tái)車(chē)床，主軸轉(zhuǎn)速（r/min）共）共12級(jí)，分別為：級(jí)，分別為：31.5、45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、1400，公比為，公比為 = 1.41，則最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率：，則最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率： 變速范圍：變速范圍： 等比數(shù)列等比數(shù)列同樣適用于同樣適用于直線(xiàn)往復(fù)主運(yùn)動(dòng)（刨床、插床）直線(xiàn)往復(fù)主運(yùn)動(dòng)（刨床、插床）的的往復(fù)次數(shù)數(shù)列往復(fù)次數(shù)數(shù)列、進(jìn)給數(shù)

13、列進(jìn)給數(shù)列以及以及尺寸尺寸和和功率參數(shù)系列功率參數(shù)系列。大部分機(jī)床的進(jìn)給量用工件或刀具每轉(zhuǎn)的位移表示，大部分機(jī)床的進(jìn)給量用工件或刀具每轉(zhuǎn)的位移表示，即單位為即單位為mm/r，如車(chē)床、鉆床、鏜床及滾齒機(jī)等。如車(chē)床、鉆床、鏜床及滾齒機(jī)等。 直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，如直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，如刨、插床刨、插床，以每一往復(fù)的，以每一往復(fù)的位移表示。位移表示。 銑床和磨床；由于使用的是多刃刀具，銑床和磨床；由于使用的是多刃刀具，進(jìn)給量常以進(jìn)給量常以每分鐘的位移量表示，即單位為每分鐘的位移量表示，即單位為r/ min 。 在其他條件（切速、切深等）不變的情況下，進(jìn)給在其他條件（切速、切深等）不變的情況下，進(jìn)給量的

14、損失也反映了生產(chǎn)率的損失。量的損失也反映了生產(chǎn)率的損失。2 2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù) 數(shù)控機(jī)床和重型機(jī)床的進(jìn)給為數(shù)控機(jī)床和重型機(jī)床的進(jìn)給為無(wú)級(jí)調(diào)整無(wú)級(jí)調(diào)整；普通機(jī)床多；普通機(jī)床多采用采用分級(jí)調(diào)整分級(jí)調(diào)整。如進(jìn)給鏈為外聯(lián)系傳動(dòng)鏈，為使相對(duì)損失。如進(jìn)給鏈為外聯(lián)系傳動(dòng)鏈，為使相對(duì)損失為一定值，則為一定值，則進(jìn)給量的數(shù)列也應(yīng)取等比數(shù)列進(jìn)給量的數(shù)列也應(yīng)取等比數(shù)列。 有的有的往復(fù)主運(yùn)動(dòng)機(jī)床往復(fù)主運(yùn)動(dòng)機(jī)床，例如刨床和插床，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是，例如刨床和插床，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是間歇的，為使進(jìn)給機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用了棘輪機(jī)構(gòu)，進(jìn)給量由間歇的，為使進(jìn)給機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用了棘輪機(jī)構(gòu)，進(jìn)給量由每次往復(fù)轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)而定，則是每次往復(fù)轉(zhuǎn)過(guò)的齒

15、數(shù)而定，則是等差數(shù)列等差數(shù)列。 供大量生產(chǎn)用的供大量生產(chǎn)用的自動(dòng)和半自動(dòng)車(chē)床，自動(dòng)和半自動(dòng)車(chē)床，常用交換齒輪來(lái)常用交換齒輪來(lái)調(diào)整進(jìn)給量。這時(shí)調(diào)整進(jìn)給量。這時(shí)可以不按一定的規(guī)則可以不按一定的規(guī)則，而用交換齒輪選而用交換齒輪選擇最有利的進(jìn)給量。擇最有利的進(jìn)給量。臥式車(chē)床因?yàn)橐?chē)螺紋，進(jìn)給箱的分臥式車(chē)床因?yàn)橐?chē)螺紋，進(jìn)給箱的分級(jí)應(yīng)根據(jù)螺紋標(biāo)準(zhǔn)而定。螺紋標(biāo)準(zhǔn)不是一個(gè)等比數(shù)列，而級(jí)應(yīng)根據(jù)螺紋標(biāo)準(zhǔn)而定。螺紋標(biāo)準(zhǔn)不是一個(gè)等比數(shù)列，而是一個(gè)分段的等差數(shù)列。是一個(gè)分段的等差數(shù)列。 3 3、標(biāo)準(zhǔn)公比、標(biāo)準(zhǔn)公比和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列 機(jī)床轉(zhuǎn)速是從小到大遞增的，因此機(jī)床轉(zhuǎn)速是從小到大遞增的，因此 1 1 。 為

16、使最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率不超過(guò)為使最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率不超過(guò) 50 % 50 % ，即，即 則，則，2 2 。 因此因此 1 1 2 2 為方便起見(jiàn)，規(guī)定了公比的標(biāo)準(zhǔn)值：為方便起見(jiàn)，規(guī)定了公比的標(biāo)準(zhǔn)值： 1.06 ,1.12 ,1.26 ,1.41 ,1.58 , 21.06 ,1.12 ,1.26 ,1.41 ,1.58 , 2。 當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)公比后，轉(zhuǎn)速數(shù)列可從當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)公比后，轉(zhuǎn)速數(shù)列可從 （書(shū)（書(shū)123123頁(yè)）表頁(yè)）表 7-1 7-1 中中直接查出。表中給出了以直接查出。表中給出了以 1.06 1.06 為公比的從為公比的從 1-10000 1-10000 的數(shù)值。的數(shù)值。 1.12 = 1

17、.061.12 = 1.062 2, 1.26 = 1.06, 1.26 = 1.064 4, , 1.41 = 1.06 1.41 = 1.066 6, 1.58 = 1.06, 1.58 = 1.068 8, , 2 = 1.06 2 = 1.061212 。 此表不僅可用于此表不僅可用于轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速、雙行程數(shù)雙行程數(shù)和和進(jìn)給量數(shù)列進(jìn)給量數(shù)列，而且也，而且也可用于可用于機(jī)床尺寸機(jī)床尺寸和和功率參數(shù)等數(shù)列功率參數(shù)等數(shù)列。表中的數(shù)列應(yīng)優(yōu)先選用。表中的數(shù)列應(yīng)優(yōu)先選用。 4、公比的選用、公比的選用 當(dāng)確定了最高與最低轉(zhuǎn)速以后，就應(yīng)選取公比當(dāng)確定了最高與最低轉(zhuǎn)速以后，就應(yīng)選取公比。 從使用性能方面考慮，

18、公比最好選得小一些，以便從使用性能方面考慮，公比最好選得小一些，以便減少相對(duì)轉(zhuǎn)速損失。減少相對(duì)轉(zhuǎn)速損失。 但公比越小，級(jí)數(shù)就越多，將使機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。但公比越小，級(jí)數(shù)就越多，將使機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。選用標(biāo)準(zhǔn)公比的一般原則和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選用標(biāo)準(zhǔn)公比的一般原則和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) （1）對(duì)于）對(duì)于通用機(jī)床，為使轉(zhuǎn)速損失不大，機(jī)床結(jié)構(gòu)又通用機(jī)床，為使轉(zhuǎn)速損失不大，機(jī)床結(jié)構(gòu)又不過(guò)于復(fù)雜，不過(guò)于復(fù)雜，一般取一般取=1.26或或1.41。 （2）對(duì)于）對(duì)于大批、大量生產(chǎn)的專(zhuān)用機(jī)床、自動(dòng)化機(jī)床，公比大批、大量生產(chǎn)的專(zhuān)用機(jī)床、自動(dòng)化機(jī)床，公比應(yīng)取小一些應(yīng)取小一些。因這些機(jī)床的生產(chǎn)率較高，轉(zhuǎn)速損失的影響。因這些機(jī)床的生產(chǎn)率較高，

19、轉(zhuǎn)速損失的影響較顯著。一般取較顯著。一般取=1.12或或1.26。 （3）對(duì)于）對(duì)于大型機(jī)床，公比應(yīng)取小一些大型機(jī)床，公比應(yīng)取小一些。因在大型機(jī)床上。因在大型機(jī)床上的切削加工時(shí)間較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速損失的影響較顯著。一般取的切削加工時(shí)間較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速損失的影響較顯著。一般取=1.26或或1.12及及1.06。 （4）對(duì)于）對(duì)于非自動(dòng)化小型機(jī)床，公比應(yīng)取大一些。非自動(dòng)化小型機(jī)床，公比應(yīng)取大一些。因在這因在這些機(jī)床上，輔助時(shí)間較多，而切削加工時(shí)間所占的比例不些機(jī)床上，輔助時(shí)間較多，而切削加工時(shí)間所占的比例不大，轉(zhuǎn)速損失的影響不很顯著。一般取大，轉(zhuǎn)速損失的影響不很顯著。一般取=1.58、1.78或或2。第第三三節(jié)

20、、節(jié)、 動(dòng)動(dòng) 力力 參參 數(shù)數(shù) 動(dòng)力參數(shù)包括動(dòng)力參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的功率，液壓缸的牽引力，液壓馬達(dá)、電動(dòng)機(jī)的功率，液壓缸的牽引力，液壓馬達(dá)、伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)或或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩等。等。 各傳動(dòng)件的參數(shù)（各傳動(dòng)件的參數(shù)（軸或絲杠的直徑、齒輪與蝸輪的模數(shù)軸或絲杠的直徑、齒輪與蝸輪的模數(shù)等）等）都是根據(jù)動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算的。都是根據(jù)動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算的。 如果動(dòng)力參數(shù)定得如果動(dòng)力參數(shù)定得過(guò)大，將使機(jī)床過(guò)于笨重，浪費(fèi)材料和過(guò)大，將使機(jī)床過(guò)于笨重，浪費(fèi)材料和電力電力；如果定得；如果定得過(guò)小，又將影響機(jī)床的性能過(guò)小，又將影響機(jī)床的性能。動(dòng)力參數(shù)可以通。動(dòng)力參數(shù)可以通過(guò)調(diào)查、試驗(yàn)和計(jì)算的

21、方法進(jìn)行確定。過(guò)調(diào)查、試驗(yàn)和計(jì)算的方法進(jìn)行確定。1 1、主傳動(dòng)功率的確定主傳動(dòng)功率的確定 機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的功率，包括機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的功率，包括切削功率切削功率、空轉(zhuǎn)功率損失空轉(zhuǎn)功率損失和和附附加機(jī)械摩擦損失加機(jī)械摩擦損失三部分。三部分。 進(jìn)行切削加工時(shí)，要消耗切削功率進(jìn)行切削加工時(shí)，要消耗切削功率P切。它與刀具材料、切。它與刀具材料、工件材料和所選用的切削用量的大小有關(guān)。工件材料和所選用的切削用量的大小有關(guān)。 如果是如果是專(zhuān)用機(jī)床專(zhuān)用機(jī)床，則工作條件比較固定，也就是刀具，則工作條件比較固定，也就是刀具與工件的材料和切削用量的變化范圍較小。這時(shí)與工件的材料和切削用量的變化范圍較小。這時(shí)計(jì)算值也比計(jì)算值也

22、比較接近實(shí)際情況較接近實(shí)際情況。 若是若是普通機(jī)床普通機(jī)床，則刀具與工件的材料和切削用量的變化，則刀具與工件的材料和切削用量的變化都相當(dāng)大。通常，可都相當(dāng)大。通常，可根據(jù)機(jī)床檢驗(yàn)時(shí)所要求的重負(fù)荷切削條根據(jù)機(jī)床檢驗(yàn)時(shí)所要求的重負(fù)荷切削條件來(lái)確定。件來(lái)確定。 機(jī)床主運(yùn)動(dòng)空轉(zhuǎn)時(shí)，要消耗電動(dòng)機(jī)的一部分功率，這機(jī)床主運(yùn)動(dòng)空轉(zhuǎn)時(shí)，要消耗電動(dòng)機(jī)的一部分功率，這部分消耗稱(chēng)為空轉(zhuǎn)功率損失，用部分消耗稱(chēng)為空轉(zhuǎn)功率損失，用P空空（kw）表示。）表示。 機(jī)床的空轉(zhuǎn)功率損失只隨主軸和其他各軸轉(zhuǎn)速的變化機(jī)床的空轉(zhuǎn)功率損失只隨主軸和其他各軸轉(zhuǎn)速的變化而改變。而改變。 引起空轉(zhuǎn)損失的主要因素是：引起空轉(zhuǎn)損失的主要因素是：各傳

23、動(dòng)件在空轉(zhuǎn)時(shí)的摩各傳動(dòng)件在空轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦，由于加工和裝配誤差而加大的摩擦以及攪油，空氣阻擦，由于加工和裝配誤差而加大的摩擦以及攪油，空氣阻力和其他動(dòng)載荷等。力和其他動(dòng)載荷等。 中型機(jī)床主傳動(dòng)鏈的空轉(zhuǎn)功率損失可用下列的試驗(yàn)公中型機(jī)床主傳動(dòng)鏈的空轉(zhuǎn)功率損失可用下列的試驗(yàn)公式進(jìn)行估算：式進(jìn)行估算： d da a 主運(yùn)動(dòng)鏈中除主軸外所有傳動(dòng)軸軸頸的平均直徑。如果主運(yùn)動(dòng)鏈中除主軸外所有傳動(dòng)軸軸頸的平均直徑。如果 主運(yùn)動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)尺寸尚未確定，初步按電動(dòng)機(jī)功率主運(yùn)動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)尺寸尚未確定，初步按電動(dòng)機(jī)功率P P選?。哼x?。篸 d 主主 主軸前后軸頸的平均值（主軸前后軸頸的平均值（mm); mm); nini 當(dāng)

24、主軸轉(zhuǎn)速為當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為n n主主時(shí)，傳動(dòng)鏈內(nèi)除主軸外各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)鏈內(nèi)除主軸外各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn) 速之和。如傳動(dòng)鏈內(nèi)有不傳遞載荷但也隨之作空運(yùn)轉(zhuǎn)速之和。如傳動(dòng)鏈內(nèi)有不傳遞載荷但也隨之作空運(yùn)轉(zhuǎn) 的軸時(shí)，這些軸的轉(zhuǎn)速也應(yīng)計(jì)入（的軸時(shí)，這些軸的轉(zhuǎn)速也應(yīng)計(jì)入（r/min) ; r/min) ; n n主主 主軸轉(zhuǎn)速（主軸轉(zhuǎn)速（r/min) ; r/min) ; k kl l 潤(rùn)滑油粘度影響的修正系數(shù)。潤(rùn)滑油粘度影響的修正系數(shù)。 N46 N46 號(hào)機(jī)械油，號(hào)機(jī)械油，k kl l= 1= 1； N32N32號(hào)機(jī)械油，號(hào)機(jī)械油，k kl l= 0.9= 0.9；N15 N15 號(hào)機(jī)械油，號(hào)機(jī)械油，k kl

25、l= 0.75 ; = 0.75 ; k k2 2 系數(shù)。主軸用兩支承的滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承，系數(shù)。主軸用兩支承的滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承，k k2 28.5 8.5 ； 三支承滾動(dòng)軸承，三支承滾動(dòng)軸承，k k2 2=10=10 機(jī)床在切削時(shí)，齒輪、軸承等零件上的正壓力加大了機(jī)床在切削時(shí)，齒輪、軸承等零件上的正壓力加大了，功率的損耗也加大了。比，功率的損耗也加大了。比 P空空 多出來(lái)的那部分功率損耗多出來(lái)的那部分功率損耗，稱(chēng)為附加機(jī)械摩擦損失功率，稱(chēng)為附加機(jī)械摩擦損失功率 P機(jī)機(jī)。切削功率越大，這部。切削功率越大，這部分損失也越大。綜上所述，主電動(dòng)機(jī)功率（分損失也越大。綜上所述，主電動(dòng)機(jī)功率（kw）為

26、：）為： 式中式中l(wèi)、2、3 主運(yùn)動(dòng)鏈中各傳動(dòng)副的機(jī)械效率，見(jiàn)主運(yùn)動(dòng)鏈中各傳動(dòng)副的機(jī)械效率，見(jiàn)表表 7-2 。pppppp 切切主空空機(jī)機(jī)123機(jī) 圖圖 7-1 表示主運(yùn)動(dòng)鏈在某一轉(zhuǎn)速下所消耗表示主運(yùn)動(dòng)鏈在某一轉(zhuǎn)速下所消耗的各項(xiàng)功率之間的關(guān)系。當(dāng)開(kāi)動(dòng)機(jī)床尚未切的各項(xiàng)功率之間的關(guān)系。當(dāng)開(kāi)動(dòng)機(jī)床尚未切削時(shí)，就需要消耗部分功率削時(shí)，就需要消耗部分功率P空空（圖（圖 7-1的的OB ）。隨著）。隨著P切切的增加，的增加，P機(jī)機(jī)也在增加。也在增加。P主主沿沿AB上升，直到上升，直到A點(diǎn)。這時(shí)機(jī)床滿(mǎn)載，點(diǎn)。這時(shí)機(jī)床滿(mǎn)載， 在圖在圖 7-1 中就是中就是 OA 聯(lián)線(xiàn)與水平軸夾角聯(lián)線(xiàn)與水平軸夾角 的的余切，余

27、切，總總ctg。當(dāng)。當(dāng) P切切 從從 0上升到上升到P切切max時(shí)，時(shí)，P主主 是沿是沿OBA折線(xiàn)上升的。因此，折線(xiàn)上升的。因此，總總僅對(duì)滿(mǎn)載僅對(duì)滿(mǎn)載時(shí)有效。時(shí)有效。當(dāng)當(dāng)P切切P切切max時(shí)，根據(jù)時(shí)，根據(jù)總總總算出的電總算出的電動(dòng)機(jī)功率將小于實(shí)際值。動(dòng)機(jī)功率將小于實(shí)際值。ppppp切max切max主max空機(jī)max總 在主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)方案尚未確定之前在主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)方案尚未確定之前， 可用式可用式 進(jìn)行估算進(jìn)行估算。 式中：式中： 主傳動(dòng)電機(jī)功率（ ）； 消耗于切削的功率（ ）； 主傳動(dòng)鏈的總效率。 對(duì)于通用機(jī)床一般可取對(duì)于通用機(jī)床一般可取 = 0.650.80。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單和主軸轉(zhuǎn)速較。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單和主

28、軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)取大值；相反，機(jī)構(gòu)復(fù)雜和主軸較高時(shí)取小值。低時(shí)取大值；相反，機(jī)構(gòu)復(fù)雜和主軸較高時(shí)取小值。 當(dāng)主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)方案確定后，當(dāng)主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)方案確定后，可用式可用式 進(jìn)行估算：進(jìn)行估算：式中：式中： 消耗于空轉(zhuǎn)的功率損失（ ）； 主傳動(dòng)鏈的總機(jī)械效率。 式中：式中： 、 為主傳動(dòng)鏈中各傳動(dòng)副的機(jī)械效率。為主傳動(dòng)鏈中各傳動(dòng)副的機(jī)械效率。 PP切主總kwkwkwPPP切主空機(jī)123. 機(jī)P空機(jī)12P主總P切總2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)功率的確定、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)功率的確定 1)在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)共用一個(gè)電動(dòng)機(jī)的普通機(jī)床上在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)共用一個(gè)電動(dòng)機(jī)的普通機(jī)床上，如臥式車(chē)床和鉆床，由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)所消耗的功率與主運(yùn)動(dòng)如

29、臥式車(chē)床和鉆床，由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)所消耗的功率與主運(yùn)動(dòng)相比是很小的，因此可以相比是很小的，因此可以忽略忽略進(jìn)給所需的功率。進(jìn)給所需的功率。 2)在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與空行程運(yùn)動(dòng)共用一個(gè)電動(dòng)機(jī)的機(jī)床上在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與空行程運(yùn)動(dòng)共用一個(gè)電動(dòng)機(jī)的機(jī)床上，如升降臺(tái)銑床，也如升降臺(tái)銑床，也不必單獨(dú)考慮不必單獨(dú)考慮進(jìn)給所需的功率，因?yàn)槭惯M(jìn)給所需的功率，因?yàn)槭股蹬_(tái)快速上升所需的空行程運(yùn)動(dòng)功率比進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的功率升降臺(tái)快速上升所需的空行程運(yùn)動(dòng)功率比進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的功率大得多。大得多。 3) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用單獨(dú)的普通電動(dòng)機(jī)的機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用單獨(dú)的普通電動(dòng)機(jī)的機(jī)床，如升，如升降臺(tái)銑床和龍門(mén)銑床，以及用液壓缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)給的機(jī)床，降臺(tái)銑床和龍門(mén)銑床，

30、以及用液壓缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)給的機(jī)床，如仿形車(chē)床、多刀半自動(dòng)車(chē)床和組合機(jī)床等，如仿形車(chē)床、多刀半自動(dòng)車(chē)床和組合機(jī)床等，都需要確都需要確定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)所需的功率。定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)所需的功率。 通常用參考同類(lèi)型機(jī)床和計(jì)算相結(jié)合的辦法確定通常用參考同類(lèi)型機(jī)床和計(jì)算相結(jié)合的辦法確定。注意比較傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)短和低效率傳動(dòng)副（絲杠螺母、蝸?zhàn)⒁獗容^傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)短和低效率傳動(dòng)副（絲杠螺母、蝸桿蝸輪）的數(shù)量。進(jìn)給傳動(dòng)鏈的機(jī)械效率，桿蝸輪）的數(shù)量。進(jìn)給傳動(dòng)鏈的機(jī)械效率，s會(huì)低至?xí)椭?0.15-0.2。 進(jìn)給功率（進(jìn)給功率（kwkw）可根據(jù)進(jìn)給牽引力）可根據(jù)進(jìn)給牽引力F FQ Q（N)N)，進(jìn)給，進(jìn)給速度速度v vs s(m/min(m/

31、min）和機(jī)械效率）和機(jī)械效率s s，滑動(dòng)導(dǎo)軌進(jìn)給牽引力滑動(dòng)導(dǎo)軌進(jìn)給牽引力 F FQ Q 的估算公式如下：的估算公式如下：三角形或三角形與矩形綜合導(dǎo)軌：三角形或三角形與矩形綜合導(dǎo)軌：矩形導(dǎo)軌：矩形導(dǎo)軌：燕尾形導(dǎo)軌：燕尾形導(dǎo)軌：鉆床主軸：鉆床主軸： 式中式中 ：G 移動(dòng)部件的重力（N），G = mg ; Fx、FY、Fz切削力的三向分力。其中 Fz 沿導(dǎo)軌的縱向（導(dǎo)軌的縱向（N)，見(jiàn)下圖，見(jiàn)下圖 。 f 當(dāng)量摩擦系數(shù)； f 一一 鉆床主軸套筒上的摩擦系數(shù)； k 考慮顛覆力矩影響的系數(shù)； d 主軸直徑（mm) ; T 主軸上的轉(zhuǎn)矩（Nmm）導(dǎo)軌上的作用力導(dǎo)軌上的作用力3 3、空行程功率的確定、空行程功率的確定 空行程功率的確定應(yīng)參考同類(lèi)型機(jī)床，輔之以計(jì)算，最好再經(jīng)試空行程功率的確定應(yīng)參考同類(lèi)型機(jī)床，輔之以計(jì)算，最好再經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證。驗(yàn)驗(yàn)證。 快速（空）行程電動(dòng)機(jī)往往是滿(mǎn)載起動(dòng)，移動(dòng)件較重，加速度也快速（空）行程電動(dòng)機(jī)往往是滿(mǎn)載起動(dòng)，移動(dòng)件較重，加速度也較大，因此計(jì)算時(shí)必須考慮慣性力。較大，因此計(jì)算時(shí)必須考慮慣性力。 各運(yùn)動(dòng)件在電機(jī)軸上的當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（各運(yùn)動(dòng)件在電機(jī)軸上的當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kgkgm m2 2），可根據(jù)動(dòng)能守恒），可根據(jù)動(dòng)能守恒定理，由式?jīng)Q定：定理，由式?jīng)Q定：式中：式中：J Jk k 旋轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（旋轉(zhuǎn)