1、第二章 機床的運動分析1 1 工件的加工表面及其形成方法工件的加工表面及其形成方法2 2 機床的運動機床的運動3 3 機床的傳動聯系和傳動原理圖機床的傳動聯系和傳動原理圖4 4 機床常用傳動機構機床常用傳動機構5 5 機床運動的調整機床運動的調整一、被加工工件的表面形狀 可以看出，工件表面是由幾個表面元素組可以看出，工件表面是由幾個表面元素組成的，如圖所示。成的，如圖所示。平面平面直線成直線成形表面形表面圓柱面圓柱面圓錐面圓錐面球面球面圓環面圓環面螺旋面螺旋面二、工件表面的形成方法 任何表面都可以看作是一條線任何表面都可以看作是一條線( (稱為稱為母母線線) )沿著另一條線沿著另一條線( (稱

2、為稱為導線導線) )運動的軌跡。運動的軌跡。母線和導線統稱為形成表面的母線和導線統稱為形成表面的發生線發生線。 按形成表面時母線和導線是否可以互換，按形成表面時母線和導線是否可以互換，有有可逆表面可逆表面和和不可逆表面不可逆表面之分。之分。 常見的工件表面，按其形狀可分為三類。常見的工件表面，按其形狀可分為三類。1 1、旋轉表面、旋轉表面轉動而形成轉動而形成 圓柱面圓柱面 由平行于軸線的直線由平行于軸線的直線1 1沿沿著著v v方向轉動，而形成圓柱面；方向轉動，而形成圓柱面； 圓錐面圓錐面 由不平行于軸線，但與軸由不平行于軸線，但與軸線相交的直線線相交的直線1 1沿著沿著V V方向轉動，方向轉

3、動，而形成圓錐面；而形成圓錐面；可逆表面不可逆表面 球面球面 由圓由圓1 1沿著沿著V V方向轉動，而方向轉動，而形成球面；形成球面；說明：在車床、鉆床、鏜床、外圓磨床等說明：在車床、鉆床、鏜床、外圓磨床等機床加工的表面是旋轉表面。機床加工的表面是旋轉表面。2 2、縱向表面、縱向表面-直線移動而直線移動而形成或沿直線移動而形成形成或沿直線移動而形成 平面平面 由直線由直線1 1沿著另一直線沿著另一直線2 2方向方向V V移動，而形成平面；移動，而形成平面； 直線成形面直線成形面由直線由直線1 1沿著曲線沿著曲線2 2移動，移動，而形成縱向曲面；而形成縱向曲面；說明：在刨床、插床、銑床、平面磨床

4、等機說明：在刨床、插床、銑床、平面磨床等機床上加工的表面是縱向表面。床上加工的表面是縱向表面。 螺旋面螺旋面 由直線由直線1 1沿著螺旋線沿著螺旋線2 2運動，即邊作旋轉運動運動，即邊作旋轉運動v,v,邊作軸線方向移動邊作軸線方向移動vv而而形成螺旋面。形成螺旋面。 3 3、特形表面、特形表面-復雜運動而形成復雜運動而形成三、發生線的形成方法 ( (一一) )切削刃的形狀與發生線的關系，切削刃的形狀與發生線的關系， 發生線是由刀具的切削刃與工件間的相發生線是由刀具的切削刃與工件間的相對運動得到的，所以工件表面的成形與刀具對運動得到的，所以工件表面的成形與刀具切削刃的形狀有著極其密切的關系。切削

5、刃的形狀有著極其密切的關系。 切削刃的形狀是指刀刃與工件形成表面切削刃的形狀是指刀刃與工件形成表面相接觸部分的形狀相接觸部分的形狀。 刀刃是一個點刀刃是一個點( (實際是很短的一段線實際是很短的一段線) )，切削時刀，切削時刀刃作軌跡運動；刃作軌跡運動； 刀刃是一段曲線，其輪廓與工件發生線吻合，在刀刃是一段曲線，其輪廓與工件發生線吻合，在切削加工時，刀刃與被成形的表面作線接觸切削加工時，刀刃與被成形的表面作線接觸 ； 刀刃是一段曲線，其輪廓與工件發生線不吻合，刀刃是一段曲線，其輪廓與工件發生線不吻合，切削加工時，刀具切削刃與被成形的表面相切。切削加工時，刀具切削刃與被成形的表面相切。切削刃相對

6、工件滾動切削刃相對工件滾動( (即展成運動即展成運動) )，刀具與工件，刀具與工件間需要有共軛的展成運動。間需要有共軛的展成運動。由刀刃包絡成形的漸開線齒形( (二二) )形成發生線的方法及所需運動形成發生線的方法及所需運動 1 1成形法成形法：是利用成形刀：是利用成形刀具對工件進行加工的方法。具對工件進行加工的方法。因此形成發生線因此形成發生線2 2不需運動。不需運動。2 2展成法展成法：是利用工件和：是利用工件和刀具作展成切削運動的加刀具作展成切削運動的加工方法。工方法。用展成法形成發用展成法形成發生線需要一個成形運動生線需要一個成形運動(展展成運動成運動)。 3 3軌跡法軌跡法：是利用刀

7、具作一：是利用刀具作一定規律的軌跡運動來對工件定規律的軌跡運動來對工件進行加工的方法。采用軌跡進行加工的方法。采用軌跡法形成發生線需要一個成形法形成發生線需要一個成形運動。運動。4 4相切法相切法：是利用刀具邊旋轉邊作軌跡運：是利用刀具邊旋轉邊作軌跡運動來對工件進行加工的方法。動來對工件進行加工的方法。四、表面的形成 表面的形成過程，是其母線與導線形成過程的表面的形成過程，是其母線與導線形成過程的組合。表面形成方法是母線形成方法和導線形組合。表面形成方法是母線形成方法和導線形成方法的組合成方法的組合 1).1).同一種工件形狀的表面，可有多種形成方法；同一種工件形狀的表面，可有多種形成方法；2

8、).2).同一種方法，可以形成多種表面形狀；同一種方法，可以形成多種表面形狀；3).3).刀刃的形狀愈復雜，加工所需的運動愈少。刀刃的形狀愈復雜，加工所需的運動愈少。 應當指出，被形應當指出，被形成的表面形狀，不僅取成的表面形狀，不僅取決于刀刃形狀及表面形決于刀刃形狀及表面形成方法，而且還取決于成方法，而且還取決于發生線的原始位置。發生線的原始位置。第二章 機床的運動分析1 1 工件的加工表面及其形成方法工件的加工表面及其形成方法2 2 機床的運動機床的運動3 3 機床的傳動聯系和傳動原理圖機床的傳動聯系和傳動原理圖4 4 機床常用傳動機構機床常用傳動機構5 5 機床運動的調整機床運動的調整一

9、、表面成形運動 表面成形運動表面成形運動( (簡稱成形運動簡稱成形運動) )是保證得到是保證得到工件要求的表面形狀的運動。工件要求的表面形狀的運動。 1、成形運動的種類 簡單成形運動簡單成形運動 復合成形運動復合成形運動簡單成形運動 工件回轉和刀具直線移動是速度各自獨立工件回轉和刀具直線移動是速度各自獨立的運動，最簡單，也最容易得到。用符號的運動，最簡單，也最容易得到。用符號A A表示直線運動，用符號表示直線運動，用符號B B表示旋轉運動。表示旋轉運動。復合成形運動 例：用螺紋車刀切削螺紋例：用螺紋車刀切削螺紋。螺紋車刀是成。螺紋車刀是成形刀具，其形狀相當于螺紋溝槽的截面。形刀具，其形狀相當于

10、螺紋溝槽的截面。因此，形成螺旋面只需一個運動：車刀相因此，形成螺旋面只需一個運動：車刀相對于工件作螺旋運動。對于工件作螺旋運動。 把這個螺旋運動分解成等速旋轉運動把這個螺旋運動分解成等速旋轉運動和等速直線運動。分別以和等速直線運動。分別以B11和和A12代表。代表。這樣的運動稱為復合的表面成形運動或簡這樣的運動稱為復合的表面成形運動或簡稱復合成形運動。稱復合成形運動。復合成形運動 例：用螺紋車刀切削螺紋例：用螺紋車刀切削螺紋。螺紋車刀是成。螺紋車刀是成形刀具，其形狀相當于螺紋溝槽的截面。形刀具，其形狀相當于螺紋溝槽的截面。因此，形成螺旋面只需一個運動：車刀相因此，形成螺旋面只需一個運動：車刀相

11、對于工件作螺旋運動。對于工件作螺旋運動。2、零件表面成形所需的成形運動 母線和導線是形成零件表面的兩條發母線和導線是形成零件表面的兩條發生線。因此，生線。因此，形成表面所需要的成形運動，形成表面所需要的成形運動，就是形成其母線及導線所需要的成形運動就是形成其母線及導線所需要的成形運動的總和的總和。為了加工出所需的零件表面，機。為了加工出所需的零件表面，機床就必須具備這些成形運動。床就必須具備這些成形運動。 例：用齒輪滾刀加工直齒圓柱齒輪齒面 母線母線漸開線，由展成法漸開線，由展成法形成，需一個成形運動，是形成，需一個成形運動，是復合運動。復合運動。 導線導線直線，由相切法形直線，由相切法形成，

12、需兩個獨立的成形運動，成，需兩個獨立的成形運動，即滾刀的旋轉運動和滾刀沿即滾刀的旋轉運動和滾刀沿工件的軸向移動工件的軸向移動A A2 2。其中滾。其中滾刀旋轉運動與復合展成運動刀旋轉運動與復合展成運動的一部分的一部分B B1111重合。重合。因此，形成表面所因此，形成表面所需的成形運動的總需的成形運動的總數只有兩個：一個數只有兩個：一個是復合的成形運動是復合的成形運動B11Bl2，另一個是簡，另一個是簡單的成形運動單的成形運動A2。 形成某種形狀表面時所需機床提供的成形形成某種形狀表面時所需機床提供的成形運動的形式和數目決定于采用的加工方法運動的形式和數目決定于采用的加工方法和刀具結構。和刀具

13、結構。二、輔助運動1 1各種空行程運動各種空行程運動 2 2、切入運動、切入運動3 3分度運動分度運動 4 4操縱和控制運動操縱和控制運動二、輔助運動1 1各種空行程運動各種空行程運動 2 2、切入運動、切入運動3 3分度運動分度運動 4 4操縱和控制運動操縱和控制運動空行程運動空行程運動是是指指進給前進給前后的后的快速運動快速運動和各種和各種調調位運動位運動。調位運動是在調整機床調位運動是在調整機床的過程中，把機床的有的過程中，把機床的有關部件移到要求的位置。關部件移到要求的位置。 二、輔助運動1 1各種空行程運動各種空行程運動 2 2、切入運動切入運動3 3分度運動分度運動 4 4操縱和控

14、制運動操縱和控制運動使刀具切入工件，以獲使刀具切入工件，以獲得進行成形運動所需的得進行成形運動所需的工件和刀具位置的運動，工件和刀具位置的運動，稱為切入運動稱為切入運動 。切入運動用于保證被加切入運動用于保證被加工表面獲得所需要的尺工表面獲得所需要的尺寸。寸。 二、輔助運動1 1各種空行程運動各種空行程運動 2 2、切入運動、切入運動3 3分度運動分度運動 4 4操縱和控制運動操縱和控制運動加工若干個完全相同的加工若干個完全相同的均勻分布的表面時，為均勻分布的表面時，為使表面成形運動得以周使表面成形運動得以周期地繼續進行的運動稱期地繼續進行的運動稱為分度運動。為分度運動。 二、輔助運動1 1各

15、種空行程運動各種空行程運動 2 2、切入運動、切入運動3 3分度運動分度運動 4 4操縱和控制運動操縱和控制運動操縱和控制運動包操縱和控制運動包括起動、停止、變括起動、停止、變速、換向、部件與速、換向、部件與工件的夾緊、松開、工件的夾緊、松開、轉位以及自動換刀、轉位以及自動換刀、自動測量、自動補自動測量、自動補償等償等。 三、主運動和進給運動 主運動主運動 主運動是產生切削的運動。主運動可能是主運動是產生切削的運動。主運動可能是簡單的成形運動，也可能是復合的成形運簡單的成形運動，也可能是復合的成形運動。動。 進給運動進給運動 進給運動是維持切削得以繼續的運動。進進給運動是維持切削得以繼續的運動

16、。進給運動可是簡單運動，也可是復合運動。給運動可是簡單運動，也可是復合運動。 對旋轉主運動，其主軸轉速的單位以對旋轉主運動，其主軸轉速的單位以r/min r/min 表示；對直線往復主運動，其直線往復速表示；對直線往復主運動，其直線往復速度的單位以雙行程度的單位以雙行程/min/min表示。表示。 進給運動速度的單位用下列方法表示：進給運動速度的單位用下列方法表示：mm/rmm/r，如車床、鉆床、鏜床等；，如車床、鉆床、鏜床等；mm/minmm/min，如銑床等；，如銑床等；mm/mm/雙行程，如刨床等。雙行程，如刨床等。 在表面成形運動中，在表面成形運動中，必須有而且只能必須有而且只能有一個

17、主運動。有一個主運動。如果只有一個表面成形運如果只有一個表面成形運動，則這個運動就是主運動。動，則這個運動就是主運動。 進給運動進給運動則可能是一個，也則可能是一個，也可能沒有可能沒有或多于一個。無論是主運動還是進給運動，或多于一個。無論是主運動還是進給運動，都可能是簡單運動或復合運動。都可能是簡單運動或復合運動。第二章 機床的運動分析1 1 工件的加工表面及其形成方法工件的加工表面及其形成方法2 2 機床的運動機床的運動3 3 機床的傳動聯系和傳動原理圖機床的傳動聯系和傳動原理圖4 4 機床常用傳動機構機床常用傳動機構5 5 機床運動的調整機床運動的調整一、機床的傳動聯系每個運動，都有以下三

18、個基本部分每個運動，都有以下三個基本部分 執行件執行件：它們是執行運動的部件，其任務：它們是執行運動的部件，其任務是帶工件或刀具完成旋轉或直線運動，并是帶工件或刀具完成旋轉或直線運動，并保持準確的運動軌跡。保持準確的運動軌跡。 動力源動力源：它是提供動力的裝置。：它是提供動力的裝置。 傳動裝置傳動裝置：它是傳遞動力和運動的裝置。：它是傳遞動力和運動的裝置。通過它把動源的動力傳遞給執行件或把一通過它把動源的動力傳遞給執行件或把一個執行件的運動傳遞給另一個執行件。個執行件的運動傳遞給另一個執行件。 傳動裝置通常還包括改變傳動比、改變運傳動裝置通常還包括改變傳動比、改變運動方向和改變運動形式等機構。

19、動方向和改變運動形式等機構。 動力源傳動裝置執行件或執行件動力源傳動裝置執行件或執行件傳傳動裝置動裝置執行件，構成傳動聯系。執行件，構成傳動聯系。二、機床的傳動鏈 機床上為了得到所需要的運動，需要通機床上為了得到所需要的運動，需要通過一系列的傳動件把執行件和動源，或者把過一系列的傳動件把執行件和動源，或者把執行件和執行件連接起來，以構成傳動聯系。執行件和執行件連接起來，以構成傳動聯系。構成一個傳動聯系的一系列傳動件，稱為傳構成一個傳動聯系的一系列傳動件，稱為傳動鏈。動鏈。 根據傳動聯系的性質，傳動鏈有根據傳動聯系的性質，傳動鏈有外聯外聯系傳動鏈系傳動鏈和和內聯系傳動鏈內聯系傳動鏈。 外聯系傳動

20、鏈 外聯系傳動鏈聯系動源和機床執行件外聯系傳動鏈聯系動源和機床執行件，使，使執行件得到預定速度的運動，并傳遞一定執行件得到預定速度的運動，并傳遞一定的動力。此外，外聯系傳動鏈還包括變速的動力。此外，外聯系傳動鏈還包括變速機構和換向機構等。機構和換向機構等。 外聯系傳動鏈傳動比的變化，只影響生產外聯系傳動鏈傳動比的變化，只影響生產率或表面粗糙度，不影響發生線的性質。率或表面粗糙度，不影響發生線的性質。因此，外聯系傳動鏈不要求動源與執行件因此，外聯系傳動鏈不要求動源與執行件間有嚴格的傳動比關系。間有嚴格的傳動比關系。 2內聯系傳動鏈 內聯系傳動鏈聯系復合運動之內的各個運內聯系傳動鏈聯系復合運動之內

21、的各個運動分量動分量，因而傳動鏈所聯系的執行件之間，因而傳動鏈所聯系的執行件之間的相對速度的相對速度( (及相對位移量及相對位移量) )有嚴格的要求，有嚴格的要求，用來保證運動的軌跡。用來保證運動的軌跡。 內聯系傳動鏈有嚴格的傳動比要求，否則內聯系傳動鏈有嚴格的傳動比要求，否則就不能保證被加工表面的性質就不能保證被加工表面的性質 為了保證準確的傳動比，在內聯系傳動鏈為了保證準確的傳動比，在內聯系傳動鏈中不能用摩擦傳動或瞬時傳動比有變化的中不能用摩擦傳動或瞬時傳動比有變化的傳動件，如鏈傳動。傳動件，如鏈傳動。 三、傳動原理圖 定比機構定比機構 換置器官換置器官 傳動原理圖傳動原理圖 為了便于研究

22、機床的傳動聯系，常用一些簡明的為了便于研究機床的傳動聯系，常用一些簡明的符號把傳動原理和傳動路線表示出來符號把傳動原理和傳動路線表示出來傳動原理圖與傳動系統圖的主要區別傳動原理圖與傳動系統圖的主要區別： 傳動系統圖上表示該機床所有的執行運動傳動系統圖上表示該機床所有的執行運動及其傳動聯系；而傳動原理圖則主要表示及其傳動聯系；而傳動原理圖則主要表示與表面成形有直接關系的運動及其傳動聯與表面成形有直接關系的運動及其傳動聯系。系。 傳動系統圖具體表示了傳動鏈中各傳動件傳動系統圖具體表示了傳動鏈中各傳動件的結構形式；而傳動原理圖則僅用一些簡的結構形式；而傳動原理圖則僅用一些簡單的符號來表示運動源與執行

23、件，執行件單的符號來表示運動源與執行件，執行件與執行件之間的傳動聯系。與執行件之間的傳動聯系。 機床傳動原理圖的畫法：機床傳動原理圖的畫法：1).(1).(畫出工件、刀具示意圖及其運動畫出工件、刀具示意圖及其運動) )； 2).2).畫出主軸、刀架、絲桿螺母；畫出主軸、刀架、絲桿螺母； 3).3).畫出運動源（電動機）；畫出運動源（電動機）； 4).4).畫出該機床上的特殊機構符號，如畫出該機床上的特殊機構符號，如i iv v、i if f等；等； 5).5).用虛線代表傳動比不變的傳動鏈，把它們之間用虛線代表傳動比不變的傳動鏈，把它們之間關聯的部分聯接起來。關聯的部分聯接起來。 其它的中間傳

24、動件則一概不畫，這樣就得到其它的中間傳動件則一概不畫，這樣就得到了一幅簡潔明了的圖形，這種圖形表示了機床傳了一幅簡潔明了的圖形，這種圖形表示了機床傳動最基本的特征。動最基本的特征。 臥式車床的傳動原理圖 例 數控車床的傳動原理圖第二章 機床的運動分析1 1 工件的加工表面及其形成方法工件的加工表面及其形成方法2 2 機床的運動機床的運動3 3 機床的傳動聯系和傳動原理圖機床的傳動聯系和傳動原理圖4 4 機床常用傳動機構機床常用傳動機構5 5 機床運動的調整機床運動的調整一、定比傳動副 定比傳動副主要包括齒輪副、帶輪副、定比傳動副主要包括齒輪副、帶輪副、齒輪齒條副、蝸桿蝸輪副和絲杠螺母副等。齒輪

25、齒條副、蝸桿蝸輪副和絲杠螺母副等。 這些傳動副的共同特點是傳動比不變，這些傳動副的共同特點是傳動比不變，齒輪齒條副和絲杠螺母副主要用于將旋轉運齒輪齒條副和絲杠螺母副主要用于將旋轉運動變為直線運動。動變為直線運動。（一）同步帶傳動 同步帶傳動是帶傳動中的一種，它利用同步帶傳動是帶傳動中的一種，它利用同步帶的輪齒與帶輪的輪齒依次相嚙合傳遞同步帶的輪齒與帶輪的輪齒依次相嚙合傳遞運動和動力，因而兼有普通帶傳動、齒輪傳運動和動力，因而兼有普通帶傳動、齒輪傳動和鏈傳動的優點，可用于高速傳動；作用動和鏈傳動的優點，可用于高速傳動；作用于軸和軸承等上的載荷小，傳動效率高，在于軸和軸承等上的載荷小，傳動效率高，在數控機床上廣泛應用。數控機床上廣泛應用。（二）滾珠絲杠螺母副 滾珠絲杠螺母副可實現回轉運動與直線滾珠絲杠螺母副可實現回轉運動與直線運動相互轉換，這種新型的傳動結構在數控運動相互轉換，這種新型的傳動結構在數控機床上得到了廣泛的使用。它的結構特點是機床上得到了廣泛的使用。它的結構特點是在具有螺旋槽的絲杠螺母中裝有滾珠作為中在具有螺旋槽的絲杠螺母中裝有滾珠作為中間傳動元件，以減少摩擦。間傳動元件，以減少摩擦。二、變速組 變速是機床傳動系統的主要功能。在數變速是機床傳