第一章 機(jī)床總體設(shè)計(jì) 1

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)第一章金屬切削機(jī)床總體設(shè)計(jì)第一章金屬切削機(jī)床總體設(shè)計(jì)第一節(jié)機(jī)床的基本要求第二節(jié)金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟第三節(jié)機(jī)床的總體布局第四節(jié)機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定第一節(jié)機(jī)床的基本要求

機(jī)床的基本要求

①具有良好的技術(shù)性能，滿足使用要求；②造型美觀，色彩協(xié)調(diào)，有良好的人機(jī)關(guān)系；③經(jīng)濟(jì)適用，質(zhì)量好，成本低。

一、機(jī)床的主要技術(shù)性能工藝范圍柔性加工精度可靠性生產(chǎn)率自動(dòng)化

主要包括

多品種小批生產(chǎn)——要求機(jī)床運(yùn)動(dòng)和刀具數(shù)目多，加工精度及加工效率高，則工藝范圍廣。如：數(shù)控機(jī)床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)。

第一節(jié)機(jī)床的基本要求

工藝范圍

是指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力（或功能）。包括可加工的零件類型、表面形狀和尺寸，加工方法等。

大批量生產(chǎn)——要求加工效率高，則工藝范圍窄，機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單。如：組合機(jī)床。

單件小批生產(chǎn)——要求機(jī)床功能擴(kuò)大，則工藝范圍廣，機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜。如：通用車床，通用鉆床等。1.工藝范圍生產(chǎn)模式與機(jī)床工藝范圍的關(guān)系

第一節(jié)機(jī)床的基本要求

大批量生產(chǎn)采用的組合機(jī)床立、臥三面組合鉆床

第一節(jié)機(jī)床的基本要求

單件小批生產(chǎn)采用的普通機(jī)床車床鉆床磨床鏜床

多品種小批生產(chǎn)采用的自動(dòng)加工裝備

第一節(jié)機(jī)床的基本要求加工中心柔性制造系統(tǒng)

結(jié)構(gòu)柔性

對機(jī)床的某些部件做少量修改或重組，就可迅速構(gòu)成滿足變型產(chǎn)品加工要求的性能。第一節(jié)機(jī)床的基本要求

2.柔性

柔性是機(jī)床適應(yīng)加工對象變化的能力，包括功能柔性和結(jié)構(gòu)柔性。

功能柔性

對機(jī)床的加工控制軟件進(jìn)行調(diào)整或修改，就可改變機(jī)床的功能，適應(yīng)變型零件的加工要求。第一節(jié)機(jī)床的基本要求

零件的加工精度：被加工零件的形狀位置精度、尺寸準(zhǔn)確度、表面粗糙度。3.加工精度

（1）幾何精度

是指機(jī)床不運(yùn)動(dòng)或空載低速運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度。

幾何精度反映機(jī)床主要零部件的幾何形狀精度、相對位置精度、相對運(yùn)動(dòng)軌跡精度，是評(píng)價(jià)機(jī)床的基本指標(biāo)。

幾何精度取決于零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造裝配精度。

機(jī)床的精度

（2）傳動(dòng)精度

是指內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈兩末端執(zhí)行件相對運(yùn)動(dòng)的精度。取決于傳動(dòng)件的制造精度和傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性。第一節(jié)機(jī)床的基本要求

4）定位精度

是指機(jī)床的零部件運(yùn)動(dòng)終了所達(dá)到的位置的準(zhǔn)確性和機(jī)床的調(diào)整精度。

5）精度保持性

是指機(jī)床的加工精度保持的時(shí)間（使用壽命）。

不同類型、不同精度的機(jī)床，其精度保持性的要求不同。

3）運(yùn)動(dòng)精度

是指機(jī)床在額定負(fù)載下運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件的幾何位置精度。

運(yùn)動(dòng)精度是評(píng)價(jià)機(jī)床的重要指標(biāo)，取決于運(yùn)動(dòng)部件的制造精度、機(jī)床零部件的動(dòng)態(tài)剛度和熱變形程度。

大批生產(chǎn)

采用組合機(jī)床、數(shù)控機(jī)床組成自動(dòng)生產(chǎn)線。單件小批生產(chǎn)

采用數(shù)控機(jī)床、加工中心構(gòu)成的柔性制造系統(tǒng)，或柔性制造系統(tǒng)構(gòu)成的自動(dòng)化工廠。第一節(jié)機(jī)床的基本要求

生產(chǎn)率

機(jī)床在單位時(shí)間內(nèi)能加工的工件數(shù)量，包括切削和輔助兩方面。

機(jī)床的生產(chǎn)率是衡量生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)性、生產(chǎn)組織的合理性和工人工作積極性的重要指標(biāo)。

4.生產(chǎn)率和自動(dòng)化

自動(dòng)化

機(jī)床在無人工干預(yù)的情況下，按規(guī)定要求通過機(jī)械、電子或計(jì)算機(jī)的控制，自動(dòng)完成加工的性能。機(jī)床的自動(dòng)化程度越高，加工精度的穩(wěn)定性就越好。第一節(jié)機(jī)床的基本要求

5.可靠性

可靠性的衡量指標(biāo)：平均無故障工作時(shí)間及有效度。

可靠性是評(píng)價(jià)機(jī)床的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，包括兩個(gè)方面：

?機(jī)床在規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的難易程度；

?可修復(fù)機(jī)床失效后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)修復(fù)的難易程度。

1）

固有可靠性——通過設(shè)計(jì)、制造賦予機(jī)床的可靠性能。

2）

使用可靠性——受使用、維護(hù)方式和使用條件的影響。

可靠性

機(jī)床在使用壽命期內(nèi)完成規(guī)定加工功能的能力。

1.信號(hào)指示

顯示方式、顯示器的位置等，應(yīng)該易于操作者無誤的接受。

2.操縱件

符合人的動(dòng)作習(xí)慣，操縱靈活方便、迅速、省力，不易產(chǎn)生誤操作或故障。

3.造型、色彩和噪聲

機(jī)型美觀大方，色彩協(xié)調(diào)，噪聲低。第一節(jié)機(jī)床的基本要求

人機(jī)關(guān)系機(jī)床的整體及操縱應(yīng)符合人的生理和心理特征，能提供舒適、可靠、高效的工作條件。

二、人機(jī)關(guān)系第一節(jié)機(jī)床的基本要求

經(jīng)濟(jì)實(shí)用

機(jī)床在滿足加工功能、可靠性和人機(jī)關(guān)系的前提下，還應(yīng)有良好的經(jīng)濟(jì)性，低成本。

三、經(jīng)濟(jì)實(shí)用

機(jī)床成本貫穿在機(jī)床的整個(gè)生命周期內(nèi)，包括設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用、維護(hù)和報(bào)廢處理等費(fèi)用，是衡量市場競爭力的重要指標(biāo)。

設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，應(yīng)在保證機(jī)床性能要求的前提下，提高其性能價(jià)格比。

數(shù)控分度車床第二節(jié)金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟

機(jī)床設(shè)計(jì)步驟：總體設(shè)計(jì)，技術(shù)設(shè)計(jì)，零件設(shè)計(jì)，樣機(jī)試制，試驗(yàn)鑒定。

加工中心第二節(jié)金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟

1.調(diào)研、檢索和收集各種信息、掌握機(jī)床設(shè)計(jì)依據(jù)。

2.工藝分析——

對資料進(jìn)行工藝分析，初步擬出幾個(gè)方案，進(jìn)行效果預(yù)測對比，找出性能優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)適用的工藝方案。

3.總體布局——

根據(jù)確定的工藝方案，分配機(jī)床運(yùn)動(dòng)，選擇傳動(dòng)和支承形式，安排操作位置，擬訂提高動(dòng)剛度的措施，造型與色彩設(shè)計(jì)。畫出各種傳動(dòng)原理圖、部件結(jié)構(gòu)草圖、操縱控制系統(tǒng)原理圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。

4.確定主要技術(shù)參數(shù)——

主參數(shù)、尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。

一、總體設(shè)計(jì)（總體方案擬定）

◆

繪制機(jī)床零件圖，完善部件裝配圖和總圖。

◆編寫機(jī)床名細(xì)表和機(jī)床設(shè)計(jì)說明書，制訂機(jī)床的驗(yàn)收方法和標(biāo)準(zhǔn)、使用說明書等。第二節(jié)金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟

根據(jù)擬定技術(shù)參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，畫出主傳動(dòng)系統(tǒng)圖、部件裝配圖、液壓傳動(dòng)和電氣操作控制系統(tǒng)圖，完善機(jī)床聯(lián)系尺寸圖等。

二、技術(shù)設(shè)計(jì)

三、零件設(shè)計(jì)及資料編寫1.樣機(jī)試制

跟蹤機(jī)床試制全過程，特別注重關(guān)鍵零件，及時(shí)指導(dǎo)修正其加工和裝配工藝。3.批量生產(chǎn)

進(jìn)行樣機(jī)鑒定。根據(jù)工業(yè)性試驗(yàn)報(bào)告、鑒定意見進(jìn)行改進(jìn)，完善設(shè)計(jì)，投入批量生產(chǎn)。2.試驗(yàn)鑒定

首先進(jìn)行空車試運(yùn)轉(zhuǎn)，再在額定載荷下進(jìn)行工作試驗(yàn)。一段時(shí)間后，檢測其精度，寫出試驗(yàn)總結(jié)。第二節(jié)金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟

四、樣機(jī)試制和鑒定第三節(jié)機(jī)床的總體布局

①

如何實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)；

②何種部件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)；

③工件如何安裝加工；④各種運(yùn)動(dòng)如何控制；

⑤如何設(shè)置合理的操作。

一、機(jī)床的總體布局

根據(jù)已確定的零件加工方法，以及機(jī)床應(yīng)具有的運(yùn)動(dòng)，擬定如下技術(shù)方案：第三節(jié)機(jī)床的總體布局3.運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)有利于提高運(yùn)動(dòng)部件的剛度

運(yùn)動(dòng)應(yīng)分配給剛度高的部件。如：大、小型外圓磨床工作臺(tái)和砂輪架的運(yùn)動(dòng)。4.運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)考慮工件形狀

工件的形狀不同，所需的運(yùn)動(dòng)部件也不一樣。如：圓柱件內(nèi)孔常在車床上加工，工件旋轉(zhuǎn)；箱體件內(nèi)孔常在鏜床上鏜孔，刀具旋轉(zhuǎn)，工件移動(dòng)。2.運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)有利于提高工件的加工精度

運(yùn)動(dòng)部件不同，加工精度不同。如：深孔鉆床上鉆頭的運(yùn)動(dòng)。1.運(yùn)動(dòng)分配給質(zhì)量小的零部件

運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量小，慣性力小，所需驅(qū)動(dòng)力小，機(jī)構(gòu)體積小，制造成本低。如銑床上銑刀的運(yùn)動(dòng)。

一、分配機(jī)床的運(yùn)動(dòng)

③電氣傳動(dòng)

能簡化傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速、連續(xù)變速和負(fù)載下變速。廣泛用于數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)傳動(dòng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。第三節(jié)機(jī)床的總體布局

①機(jī)械傳動(dòng)

依靠滑移齒輪和掛輪變速，傳遞功率大，變速范圍廣，傳動(dòng)比準(zhǔn)確。但存在相對轉(zhuǎn)速損失，工作中不能變速。廣泛用于通用和專用的中小型機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

二、傳動(dòng)形式和支承形式的選擇

②液壓傳動(dòng)

能實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速的直線傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)換向沖擊小。適用于刨床、拉床的主運(yùn)動(dòng)，銑床、磨床及組合機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。1.傳動(dòng)形式第三節(jié)機(jī)床的總體布局

（2）支承形式

是指機(jī)床支承件的形狀，分有臥式支承、立式支承、懸臂支承和龍門支承。

臥式機(jī)床可用臥式支承，也可用立式支承。

（1）機(jī)床形式

是指主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件的設(shè)置狀態(tài)。2.支承形式

臥式支承

重心低，支承剛度大，執(zhí)行件在兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。廣泛用于中小型機(jī)床。第三節(jié)機(jī)床的總體布局

立式機(jī)床的立式支承

立式支承

占地面積小，剛度比臥式差，執(zhí)行件可在縱、橫、垂直三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，常應(yīng)用于中、大型機(jī)床。

龍門支承（框架式）

剛性好，能承受沖擊力。但支承件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。適用于大型工件加工，以及多工件同時(shí)加工。第三節(jié)機(jī)床的總體布局

單臂支承、龍門支承

如：搖臂鉆床，龍門銑床。

單臂支承立柱上增加了可上下移動(dòng)的橫向懸梁，結(jié)構(gòu)簡單，但剛性差。加工時(shí)動(dòng)力頭離立柱越遠(yuǎn)，橫臂根部的彎矩越大。第三節(jié)機(jī)床的總體布局

1.工件的安裝位置適當(dāng)

（1）為便于裝卸工件、觀察加工、檢測工件，工人在操作時(shí)距工件的正常視覺應(yīng)為50~760mm。（2）臥式機(jī)床主軸高度900~1200mm，立式大型機(jī)床工作臺(tái)高度700mm左右，立式中小型機(jī)床工件安裝高度950~1050mm。

2.操作手柄的位置適當(dāng)

保證操作準(zhǔn)確、省力、方便。

（1）單工位中小型機(jī)床，手柄應(yīng)集中設(shè)置在操作者正常活動(dòng)范圍內(nèi)1200mm。

（2）多工位機(jī)床，應(yīng)采用連動(dòng)控制機(jī)構(gòu)。

（3）大型和重型機(jī)床，應(yīng)設(shè)置階梯操作平臺(tái)和懸掛按鈕。

三、合理安排操縱部件第三節(jié)機(jī)床的總體布局

3.操縱件的操縱方向

1）操縱件之間應(yīng)有合理的距離以便旋轉(zhuǎn)。

2）手柄操作方向應(yīng)與運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向相應(yīng)：

?

運(yùn)動(dòng)件作直線運(yùn)動(dòng)——

順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，運(yùn)動(dòng)件應(yīng)作向右、向上等運(yùn)動(dòng)；

?運(yùn)動(dòng)件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)——

手輪的旋向應(yīng)與運(yùn)動(dòng)件一致；

?運(yùn)動(dòng)件作向心徑向運(yùn)動(dòng)——手輪應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。第三節(jié)機(jī)床的總體布局4.信號(hào)源位置及顏色的設(shè)置

1）信號(hào)設(shè)置應(yīng)符合人的視線習(xí)慣——從左到右，從上到下。

2）信號(hào)顏色應(yīng)易于人眼識(shí)別——紅色按鈕代表危險(xiǎn)、禁止；黃色按鈕代表提醒、警告；綠色按鈕代表安全、工作正常。

第三節(jié)機(jī)床的總體布局

抗振性機(jī)床的工作部件在交變載荷下，抵抗受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)變形的能力。

四、提高機(jī)床的動(dòng)剛度1.提高抗振性能

影響機(jī)床動(dòng)剛度的因素

受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)、溫升和熱變形、振動(dòng)摩擦和噪聲

（2）自激振動(dòng)受機(jī)床阻尼比、刀具和切削用量影響而形成的振動(dòng)。

預(yù)防措施：增大機(jī)床主軸組件的阻尼比，調(diào)整切削用量，及時(shí)修磨刀具。

預(yù)防措施：

隔離外振源

主電動(dòng)機(jī)與主軸箱分離，用帶輪驅(qū)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)。

減少傳動(dòng)鏈內(nèi)振源①采用變頻無級(jí)調(diào)速或雙速電動(dòng)機(jī)，縮短傳動(dòng)鏈。②提高傳動(dòng)件的剛度。③設(shè)置動(dòng)平衡或阻尼機(jī)構(gòu)。④提高各部件結(jié)合面精度，增強(qiáng)局部剛度。第三節(jié)機(jī)床的總體布局

（1）受迫振動(dòng)

指機(jī)床部件受到來自機(jī)床以外，或傳動(dòng)系內(nèi)部的振動(dòng)影響而形成的共振。第三節(jié)機(jī)床的總體布局2.減少熱變形

外熱源

電動(dòng)機(jī)、液壓泵、各種控制閥、環(huán)境溫度。

內(nèi)熱源

摩擦熱、切削熱。

自身因素

熱源分布不均，金屬材料不同的熱膨脹系數(shù)。

（1）熱源

床身傾斜于主軸后上方，使切屑在自重作用下落入排屑帶上。第三節(jié)機(jī)床的總體布局

隔離熱源

將電動(dòng)機(jī)、液壓泵和閥、油箱與主機(jī)隔離。

控制環(huán)境溫度

將精密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床安排在恒溫下工作。

強(qiáng)制冷卻熱源

采用切削液冷卻加工部位、壓力潤滑油循環(huán)冷卻主軸軸承；床身設(shè)計(jì)利于排屑。

（2）措施第三節(jié)機(jī)床的總體布局3.降低噪聲

齒輪振動(dòng)影響傳動(dòng)系統(tǒng)的平穩(wěn)性，是機(jī)床工作的主要噪聲源。

產(chǎn)生齒輪振動(dòng)因素：齒輪的基節(jié)偏差和齒形誤差，均由滾刀的制造誤差、安裝誤差以及齒輪的制造誤差造成。

（1）噪聲源

縮短傳動(dòng)鏈，采用小模數(shù)、硬面齒輪，降低傳動(dòng)件的線速度和提高阻尼比，增加齒輪嚙合的重合度和支承組件的剛度。

（2）措施

機(jī)械噪聲、液壓噪聲、空氣噪聲、電磁噪聲第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定

主要技術(shù)參數(shù)：主參數(shù)、尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。

一、主參數(shù)和尺寸參數(shù)

主參數(shù)

是代表機(jī)床規(guī)格大小，并反映機(jī)床最大工作能力的一種參數(shù)。1.主參數(shù)

專用機(jī)床的主參數(shù)：以加工零件或加工面的尺寸參數(shù)來表示。

工件回轉(zhuǎn)的機(jī)床主參數(shù)：工件的最大加工尺寸，如車床、鉆床。

工件移動(dòng)的機(jī)床主參數(shù)：工作臺(tái)面的最大寬度。如銑床。主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床主參數(shù)：最大位移，如刨床。

尺寸參數(shù)

是指機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，包括：

1）與被加工零件有關(guān)的尺寸

如：臥式車床最大加工工件長度。搖臂鉆床的立柱外徑與主軸之間的最大跨距。

2）標(biāo)準(zhǔn)工具或夾具的安裝面尺寸

如：臥式車床主軸錐孔及主軸前端尺寸。

2.尺寸參數(shù)第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定

通用機(jī)床

要求主軸具有不同的轉(zhuǎn)速和一定的變速范圍。如果采用有級(jí)變速，則需確定主軸的級(jí)數(shù)、最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速。第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定

二、運(yùn)動(dòng)參數(shù)

運(yùn)動(dòng)參數(shù)

指機(jī)床執(zhí)行件（主軸或工作臺(tái)、刀架）的運(yùn)動(dòng)速度。

專用機(jī)床和組合機(jī)床用于對某工件進(jìn)行特定工序的加工。其主軸的轉(zhuǎn)速是固定的，其計(jì)算式如下：

主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是每分鐘往復(fù)次數(shù)。

主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床主運(yùn)動(dòng)參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速。第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定式中

vmax、vmin

根據(jù)刀具和工件材料查手冊、切削實(shí)驗(yàn)確定；

dmax、dmin

是指實(shí)際工況下，采用

vmax或

vmin時(shí)，常用的經(jīng)濟(jì)加工直徑，且

dmax=kD，dmin=（0.2~0.25）

dmax。

首先分析機(jī)床可加工的工序，再選擇要求最高、最低轉(zhuǎn)速的典型工序。按工序的切削速度v和刀具（或工件）直徑d，計(jì)算出nmin、nmax

及變速范圍

Rn

。1.最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速的確定第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定

如果已知變速范圍，并采用有級(jí)變速，應(yīng)進(jìn)行主軸轉(zhuǎn)速分級(jí)，即在變速范圍內(nèi)確定中間各級(jí)轉(zhuǎn)速。

主軸轉(zhuǎn)速按等比級(jí)數(shù)列排列的特點(diǎn)：使主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)簡單，使用方便，最大相對轉(zhuǎn)速損失率相等。2.主軸轉(zhuǎn)速的合理排列變速范圍為

多數(shù)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按等比級(jí)數(shù)排列，公比為φ

，轉(zhuǎn)速數(shù)列為：

將四個(gè)等比數(shù)列變速組串聯(lián)，機(jī)床主軸可獲得24種等比數(shù)列轉(zhuǎn)速。設(shè)因子數(shù)列為a,b,c,d

數(shù)列，各數(shù)列的項(xiàng)數(shù)用Pa，Pb，Pc，Pd

表示；各數(shù)列的公比稱為級(jí)比，級(jí)比是公比的整數(shù)次冪；冪指數(shù)稱為級(jí)比指數(shù)，分別用xa，xb，xc，xd

表示。第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定

某機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速是公比為φ

的等比數(shù)列，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z為非質(zhì)數(shù)，且Z=24，則數(shù)列可分解為四個(gè)等比數(shù)列的乘積。

（1）主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)簡單Pa=3Pb=2Pc=2Pd=2第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定

由因子數(shù)列得：

Z=Pa×Pb×Pc×Pd

，將各級(jí)比指數(shù)寫在各項(xiàng)數(shù)的右下角，構(gòu)成機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的結(jié)構(gòu)式：

Pa=3Pb=2Pc=2Pd=2第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定

取對數(shù)得

結(jié)論

由于d的對數(shù)值是v

對數(shù)值的一次函數(shù)，則函數(shù)圖象是與切削速度對數(shù)坐標(biāo)軸成450

的斜線。當(dāng)j=1~Z，可得到Z

條平行間距相等的斜線。

等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速通式為

切削速度與工件（或刀具）直徑關(guān)系為

（2）使用方便第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定

考慮刀具壽命，需選擇較低的轉(zhuǎn)速

nj，則轉(zhuǎn)速損失為n-nj，相對轉(zhuǎn)速損失率為

當(dāng)n

趨近于

nj+1時(shí)，最大相對轉(zhuǎn)速損失率Amax為：

最大相對轉(zhuǎn)速損失率Amax只與公比φ

有關(guān)，即Amax可恒定。

加工某工件的最佳切削速度為

v，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速為

n時(shí)，則

（3）最大相對轉(zhuǎn)速損失率相等

標(biāo)準(zhǔn)公比設(shè)有1.06，1.12，1.26，1.41，1.58，1.78，2等7個(gè)，用于旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)、直線主運(yùn)動(dòng)和等比進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。無級(jí)變速系統(tǒng)也可參考標(biāo)準(zhǔn)公比。第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定

（1）

φ

>1，

機(jī)床要滿足不同工藝需求，需要一系列等比數(shù)列轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)速從

n1

到

nmax

是依次遞增。

（2）

1<φ

≤2，

因?yàn)棣?/p>

增大，

Amax也增大，對機(jī)床生產(chǎn)率影響大，所以規(guī)定Amax≤50%，即3.標(biāo)準(zhǔn)公比

專用機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床取φ=1.12、1.26。因?yàn)橐蟾呱a(chǎn)效率，轉(zhuǎn)速損失率對加工影響大；又不常變速，所以φ小，能使變速箱結(jié)構(gòu)簡化。4.公比選用原則第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定

已知φ

越小，Amax越小，Rn也越小，如要達(dá)到一定的Rn，需增加變速組數(shù)目和傳動(dòng)副個(gè)數(shù)，使整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)系結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

通用機(jī)床取φ

=1.26、1.41。因加工的輔助時(shí)間較長，機(jī)動(dòng)時(shí)間所占比重不大，且受轉(zhuǎn)速損失影響不大，故能使變速箱結(jié)構(gòu)不過于復(fù)雜

非自動(dòng)化小型機(jī)床取φ=1.58、1.78、2，因?yàn)榍邢鲿r(shí)間小于輔助時(shí)間，轉(zhuǎn)速損失率Amax

對工作效率影響小，所以為使機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，φ

取大值。第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定

重型機(jī)床取

φ

=1.26、1.12、1.06，因?yàn)榧庸r(shí)間長，如果取φ

小值，則轉(zhuǎn)速損失率Amax

也小，所以機(jī)床工作效率高。第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定

動(dòng)力參數(shù)

包括驅(qū)動(dòng)機(jī)床的各種電動(dòng)機(jī)功率或轉(zhuǎn)矩，液壓馬達(dá)和液壓缸的牽引力等。動(dòng)力參數(shù)可決定傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，涉及機(jī)床制造成本和使用壽命。

P切

——為消耗于切削的功率,也稱有效功率（kW）；

P空——為空載功率（kW）；

P輔——為隨載荷增加的機(jī)械摩擦耗損功率（kW）。

三、動(dòng)力參數(shù)1.主電動(dòng)機(jī)功率的確定

機(jī)床主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率為

P主=P切+P空+P附第四節(jié)主要技術(shù)參數(shù)的確定

（1）P切

的計(jì)算

主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率為

P主=P切+P空+P附

P切