第二章习题答案参考

2024-07-28 作者:

第二章 金属切削机床设计

22.

什么是传动组的级比和级比指数？常规变速传动系的各传动组的级比指数有传动组的级比是指主动轴上同一点传往被动轴相邻两传动线的比值，用xi 表

什么规律性？

示。级比xi中的指数Xi值称为级比指数，它相当于由上述相邻两传动线与被动轴交点之间相距的格数。

设计时要使主轴转速为连续的等比数列，必须有一个变速组的级比指数为1，此变速组称为基本组。基本组的级比指数用X0表示，即X0

＝ 1，后面变速组因起变速扩大作用，所以统称为扩大组。第一扩大组的级比指数X1一般等于基本组的传动副数P0，即X1

＝ P0。第二扩大组的作用是将第一扩大组扩大的变速范围第二次扩大，其级比指数X2等于基本组的传动副数和第一扩大组传动副数的乘积，即X2

＝ P0×P1。如有更多的变速组，则依次类推。上述设计是传动顺序和扩大顺序相一致的情况，若将基本组和各扩大组采取不同的传动顺序，还有许多方案。

25.

某机床主轴转速n＝100～1120 r/min，转速级数z＝8，电动机转速n电＝解：

Rnnmax112011.2

nmin1001440 r/min ，试设计该机床主传动系，包括拟定结构式和转速图，画出主传动系图。

Z1Rn711.21.41

查表可获得8级转速为 100，140，200，280，400，560，800，1120

拟定8级转速的结构式：根据级比规律和传动副前多后少、传动线前密后疏的的原则确定8212224

1u主max11.411.412 符合要求

1/4符合要求

8符合要求

u主min31.4131/2.82最后扩大组的变速范围：Rixi(Pi1)1.414(21)4绘制传动系统图如下：

26.

试从＝1.26，z＝18级变速机构的各种传动方案中选出其最佳方案，并写

出结构式，画出转速图和传动系图。

解：根据级比规律和传动副前多后少、传动线前密后疏的的原则确定

18313329

u主max31.2632u主min61.2661/42 符合要求

1/4符合要求

8符合要求

最后扩大组的变速范围：Rixi(Pi1)1.269(21)8

27.

用于成批生产的车床，主轴转速n电＝45～500 r/min ，为简化机构采用解：采用双速电机时公比一般取1.41和1.26 本例中取1.41

Rnnmax50011.11

nmin45双速电动机，n电＝720/1440 r/min ，试画出该机床的转速图和传动系图。

ZlgRnlg11.11118

lglg1.41

查表可获得8级转速为45，63，90，125，180，250，360，500

拟定8级转速的结构式：选用多速电机是将多速电机作为第一扩大组放在前面，基本组放在第一扩大组的后面，即确定的结构式为：8222124

u11.411主max1.412 符合要求

u主min31.4131/2.821/4符合要求

最后扩大组的变速范围：Rixi(Pi1)1.414(21)4

8符合要求

29.

求图2－61所示的车床各轴、各齿轮的计算转速。

传动轴计算转速为各传动轴能满足传递全部功率要求的最低转速。首先根据公式

njnminZ13计算得到III轴计算转速为185r/min; II轴-315 r/min、

I轴-710 r/min。

各齿轮的计算转速依次为： II轴-III轴变速组中:

n88-185r/min, n26-640 r/min,n54-345 r/min, n59-315 r/min ,

I轴-II轴变速组中：n81-315 r/min ,n36-710 r/min ，

n70-438 r/min ，n45-710 r/min。

30.

求图2－62中各齿轮、各轴的计算转速。

传动轴计算转速为各传动轴能满足传递功率要求的最低转速。首先根据公式

njnminZ13计算得到V轴计算转速为63r/min;依次可以得到其他各轴的计算转速IV

轴-63 r/min、 III轴-180 r/min、 II轴-710 r/min、I轴-1440 r/min。

各齿轮的计算转速依次为：IV轴-V轴变速组中：

n70-63 r/min、n25180 r/min 、n67-63 r/min、n67-63 r/min、

II轴-Ⅴ轴中： n67-500 r/min、n47-710 r/min ，

III轴-IV轴中： n67-63 r/min、n24-180 r/min ，

II轴-III轴中：n60-180 r/min ，n15-710 r/min、 n44-500n r/min、n 31-710 r/min、

I轴-II轴中：n31-1440 r/min 、n31-1440 r/min 、n37-1000 r/min 、

n26-1440 r/min n40-710 r/min、n20-1440 r/min。

36.

试述滚珠丝杠螺母机构的特点，其支承方式有哪几种？

滚珠丝杠螺母机构是将旋转运动转换成执行件的直线运动的运动转换机构，对

丝杠轴承的轴向精度和刚度要求较高，采用角接触轴承或双向推力园柱滚子与滚针轴承的组合。滚珠丝杠的支承方式有：

1、一端固定，一端自由：用于短丝杠与竖直丝杠

2、一端固定，一端简支：用于较长的卧式安装丝杠

3、两端固定：用于长丝杠或高转速，要求高抗压刚度场合

39.

简述数控机床开环和闭环伺服系统的工作原理。

开环伺服驱动系统发出指令后，不检查执行部件是否完成相应的操作，继续发

出下一个指令。

其工作原理如下图所示，

数控系统发出的一个步进信号，通过环形分配器和电机驱动电路控制步进电机往设定方向转动一定的角度。通过减速器带动丝杠转动，从而使工作台移动一个步距长度。

闭环控制系统中，位置检测传感器直接安装在机床的最终执行部件上，如下图所示，

直接测量出执行部件的实际位移，与输入的指令位移进行比较，比较后的差值反馈给控制系统，对执行部件的移（转）动进行补偿，使机床向减小差值的方向运行，最终使差值等于零或接近于零。为提高系统的稳定性，闭环系统除了检测执行部件的位移量外，还检测其速度。