分為靜載荷和動(dòng)載荷課件

15.4.2經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

已知拖板重W=2000N，拖板與貼塑導(dǎo)軌間摩擦系數(shù)μ＝0.06，車削時(shí)最大車削負(fù)載Fs＝2150N（與運(yùn)動(dòng)方向相反），y向切削分力Fy＝2Fz＝4300N（垂直于導(dǎo)軌），要求刀具切削時(shí)的進(jìn)給速度ν1＝10～500mm/min，快速行程速度ν2＝3000mm/min，滾珠絲杠名義直徑d0＝32mm，導(dǎo)程tsp＝6mm，絲杠總長(zhǎng)L＝1400mm，拖板最大行程為1150mm，定位精度±0.01mm，試選擇合適的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，并檢查其起動(dòng)特性和工作速度。

15.4.2經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2233445

初選步三相進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角為0.75°/1.5°,當(dāng)三相六拍運(yùn)動(dòng)時(shí)，步距角

解：

（1）脈沖當(dāng)量的選擇

其每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)

根據(jù)脈沖當(dāng)量δ的定義，初選δ＝0.01mm/p，由此可得中間齒輪傳動(dòng)速比i為選小齒輪齒數(shù)Z1＝20，Z2＝25，模數(shù)m＝2mm。5初選步三相進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角為0.75°/1.5°,當(dāng)61）滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js

（2）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算

式中的鋼密度2）拖板運(yùn)動(dòng)慣量換算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JW

3）大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jg2

式中b2＝10mm，為大齒輪寬度61）滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js（2）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算式中的74）小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jg1式中b1＝12mm，為小齒輪寬度折算到電機(jī)軸上總慣性負(fù)載Je為（3）等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算

1)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩

η—絲杠預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，取η＝0.874）小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jg1式中b1＝12mm，為小齒輪寬度82）空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的最大附加力矩

式中η0＝0.9，F(xiàn)p0＝1/3Fz3)空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的最大加速度轉(zhuǎn)矩

取起動(dòng)加速時(shí)間ta＝0.03s82）空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的最大附加力矩式中η0＝09初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)110BYG260B，它的矩頻特性曲線如圖所示。9初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)110BYG260B，它的矩頻特性曲線如10其最大靜轉(zhuǎn)矩Mjmax＝9.5N.m，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jm＝9.7kg.cm2，fm=1600Hz，故有①快速空載起動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩Mq②最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩Mc10其最大靜轉(zhuǎn)矩Mjmax＝9.5N.m，①快速空載起動(dòng)所需11③快速進(jìn)給時(shí)所需轉(zhuǎn)矩Mk

由計(jì)算可知，Mq，Mc，Mk三種工況下以快速空載起動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩最大，以此項(xiàng)作為初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的依據(jù)。（4）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性校驗(yàn)11③快速進(jìn)給時(shí)所需轉(zhuǎn)矩Mk由計(jì)算可知，Mq，M12該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶慣量的最大起動(dòng)頻率步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)最大空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)的最大工作頻率由此與fc對(duì)應(yīng)的Mc按前述的最大靜轉(zhuǎn)矩校核即可。由圖得fq＝5000Hz時(shí)，Mdmk＝8.5N.m，Mq<Mdmk12該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶慣量的最大起動(dòng)頻率步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)最大空載起135．5控制理論方法的基本內(nèi)容和步驟伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程方法包含的基本內(nèi)容和步驟1伺服系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)2擬定伺服系統(tǒng)的原理圖及其元部件的選擇3建立伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型4根據(jù)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行綜合校正以滿足給定性能指標(biāo)135．5控制理論方法的基本內(nèi)容和步驟伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程方14

控制理論方法是根據(jù)經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論和方法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，已經(jīng)形成一個(gè)相當(dāng)完整、內(nèi)容極為豐富的理論和方法體系。

它能解決動(dòng)力學(xué)方法末能解決的問(wèn)題，即對(duì)伺服系統(tǒng)五個(gè)方面的基本要求。對(duì)伺服系統(tǒng)的基本要求：1穩(wěn)定性系統(tǒng)在其工作范圍內(nèi)是穩(wěn)定、可靠的；2精度比較經(jīng)濟(jì)地達(dá)到給定精度的要求；3快速性系統(tǒng)輸出響應(yīng)指令輸入的速度要快；4靈敏度系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化的靈敏度要小，即系統(tǒng)性能不因參數(shù)變化而受到太大的影響；5抗干擾性系統(tǒng)應(yīng)具有良好的抵抗外部負(fù)載干擾和高頻噪聲的能力等。

其原因在于動(dòng)力學(xué)方法是按機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的，因此，是一種近似的設(shè)計(jì)方法。對(duì)于工程實(shí)際，其伺服系統(tǒng)是相當(dāng)復(fù)雜的，通常是由具有眾多機(jī)電參數(shù)的、高階的非線性的控制系統(tǒng)，需要設(shè)定一些基本參數(shù)、根據(jù)具體條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟惦A和線性化，才能便于設(shè)計(jì)計(jì)算，這便形成了伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程方法。14控制理論方法是根據(jù)經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控151）穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)①穩(wěn)定性：經(jīng)典控制論特征根是否位于復(fù)平面左側(cè)，現(xiàn)代控制論判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性采用李亞普諾夫定理（即判斷矩陣是否正定）②動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)常用的描述方法從三個(gè)方面評(píng)價(jià)時(shí)域指標(biāo)：超調(diào)量σp％，調(diào)整時(shí)間，振蕩次數(shù)，上升時(shí)間，峰值時(shí)間，延遲時(shí)間；頻域指標(biāo)：諧振峰值，諧振頻率，通頻帶寬度開(kāi)環(huán)頻率特性（相對(duì)穩(wěn)定性）指標(biāo)：截止頻率，相角裕量，幅值裕量，開(kāi)環(huán)增益，系統(tǒng)類型1．伺服系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)151）穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)1．伺服系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)16●

靜態(tài)誤差：當(dāng)輸入為零時(shí)，輸出與輸入之間的最大位置誤差?！袼俣雀櫿`差：輸入為最大速度(恒速輸入)時(shí)，輸入與輸出之間的位置誤差?！窦铀俣雀櫿`差：輸入為最大等加速度時(shí)的位置誤差?！裨诮o定頻帶的正弦信號(hào)輸入時(shí)，伺服系統(tǒng)的最大允許誤差。以上穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)都可作為對(duì)伺服系統(tǒng)指令輸入時(shí)的精度指標(biāo)。在負(fù)載干擾或噪聲干擾輸入作用下，伺服系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生誤差，其原理與指令輸入產(chǎn)生的誤差相同。2）精度指標(biāo)16●靜態(tài)誤差：當(dāng)輸入為零時(shí)，輸出與輸入之間的最大2）精度173）對(duì)元件參數(shù)變化的靈敏度指標(biāo)

靈敏度則應(yīng)包含在系統(tǒng)精度和穩(wěn)定性要求之內(nèi)。但對(duì)有些伺服系統(tǒng)，如飛機(jī)自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)其對(duì)象(飛機(jī))的參數(shù)會(huì)在大范圍內(nèi)變動(dòng)(指飛行高度和飛行速度)，這就需要分析控制系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化的靈敏度。環(huán)境溫度、濕度、腐蝕性和防爆性等方面的具體指標(biāo)。4）環(huán)境條件的要求2擬定伺服系統(tǒng)的原理圖及其元部件的選擇

根據(jù)具體設(shè)計(jì)任務(wù)要求，擬定系統(tǒng)控制方案及原理圖，正確選擇或設(shè)計(jì)其元部件。既涉及控制原理，也應(yīng)考慮工程實(shí)際問(wèn)題。由于高質(zhì)量的機(jī)電元部件和數(shù)控系統(tǒng)大部分已商品化，通常采用綜合集成技巧，通過(guò)分析、對(duì)比來(lái)進(jìn)行。這給伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了便利，既縮短了制造周期，又能保證系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性。173）對(duì)元件參數(shù)變化的靈敏度指標(biāo)靈敏度則應(yīng)184根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整和校正或補(bǔ)償設(shè)計(jì)，以滿足給定性能指標(biāo)的要求。

以上是伺服系統(tǒng)控制理論方法設(shè)計(jì)計(jì)算的基本內(nèi)容及步驟，當(dāng)然還有具體的工程設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試等。3建立伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型

建立系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的方法有解析法和實(shí)驗(yàn)法，或者兩者混用。解析法建模要進(jìn)行許多工程上的簡(jiǎn)化，所獲得的數(shù)學(xué)模型是近似的，但在工程范圍內(nèi)是允許的。實(shí)驗(yàn)法建模是根據(jù)實(shí)驗(yàn)所獲得的輸入一輸出信號(hào)來(lái)建立其數(shù)學(xué)模型，屬于系統(tǒng)辯識(shí)范疇。實(shí)驗(yàn)法是在已知實(shí)際系統(tǒng)或模型條件下進(jìn)行的，具有簡(jiǎn)單直接的優(yōu)點(diǎn)，但需要相應(yīng)的儀器與設(shè)備。實(shí)驗(yàn)法建模可以驗(yàn)證修正用解析法所建立的數(shù)學(xué)模型，兩者相輔相成的。184根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整和校正或補(bǔ)償設(shè)計(jì)19金屬切削機(jī)床是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備●

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)輔助工程

(CAE)已廣泛應(yīng)用于機(jī)床設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，改變了傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和類比設(shè)計(jì)方法；●由定性設(shè)計(jì)向定量設(shè)計(jì)；●由靜態(tài)和線性分析向動(dòng)態(tài)仿真和非線性分析；●由可行性設(shè)計(jì)向最優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)渡。發(fā)展方向：高精度、自動(dòng)化、柔性化、微型化和集成化19金屬切削機(jī)床是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備●計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(C20計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，使機(jī)床傳動(dòng)與結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化●伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可方便地實(shí)現(xiàn)機(jī)床的多軸聯(lián)動(dòng)，簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；●機(jī)床設(shè)計(jì)向“以系統(tǒng)為主的機(jī)床設(shè)計(jì)”方向發(fā)展,即適應(yīng)FMS等先進(jìn)制造系統(tǒng)的要求；●采用變型設(shè)計(jì)或組合設(shè)計(jì)類型。20計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，使機(jī)床傳動(dòng)與結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變216.1總體設(shè)計(jì)6.1.1機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求

機(jī)床非一般機(jī)電裝備，是用來(lái)生產(chǎn)其他機(jī)械的工作母機(jī)。機(jī)床在精度、剛度、動(dòng)態(tài)特性方面有特殊要求。

1精度

機(jī)床精度分三級(jí)：普通精度級(jí)、精密級(jí)和高精度級(jí)。三種精度等級(jí)允差，如以普通精度級(jí)為1，則它們之間的比例大致為：1：0.4：0．25。機(jī)床的精度包括幾何精度、傳動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)精度和定位精度和工作精度等。第六章金屬切削機(jī)床與數(shù)控化216.1總體設(shè)計(jì)6.1.1機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求1221）幾何精度是機(jī)床在不運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)的精度。由機(jī)床各主要部件的幾何形狀和它們之間的相對(duì)位置與相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的精度所決定的。2）傳動(dòng)精度是指內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈兩末端件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。決定于傳動(dòng)系統(tǒng)中機(jī)件的制造精度和裝配精度以及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。3）運(yùn)動(dòng)精度是指機(jī)床的主要部(組)件以工作狀態(tài)的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度。4）定位精度是指機(jī)床主要部件在運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)所達(dá)到的實(shí)際位置的精度。

5）工作精度

機(jī)床加工規(guī)定的試件所能達(dá)到的加工精度。221）幾何精度是機(jī)床在不運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)的精度。23

除對(duì)機(jī)床本身的精度要求外，還要求機(jī)床及主要零、部件在載荷作用下，具有一定抵抗變形的能力，保證各主要零、部件相對(duì)位置的正確性?！鷦偠?剛度●靜載荷不隨時(shí)間變化或變化極為緩慢的力稱靜載荷，如重力、切削力的靜力部分等?！駝?dòng)載荷隨時(shí)間變化的力，如沖擊振動(dòng)力及切削力的交變部分等稱動(dòng)載荷。

一般所說(shuō)剛度一般指靜剛度。動(dòng)剛度是抗振性的一部分。機(jī)床剛度分為靜剛度及動(dòng)剛度按照載荷的性質(zhì)不同，分為靜載荷和動(dòng)載荷。23除對(duì)機(jī)床本身的精度要求外，還要求機(jī)床及主要零243抗振性

機(jī)床的抗振性包括兩個(gè)方面，抵抗受迫振動(dòng)的能力和抵抗自激振動(dòng)的能力。如果振源的頻率與機(jī)床某主要部件(例如主軸組件、床身)的某一振型(如彎曲振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng))的固有頻率重合時(shí)，就將發(fā)生共振。振幅大增。加工表面的粗糙度將會(huì)大大增加。受迫振動(dòng)的振源可能來(lái)自機(jī)床內(nèi)部，也可能來(lái)源于外部。切削自激振動(dòng)，產(chǎn)生于切削過(guò)程之中。如果切削不穩(wěn)定，則切過(guò)的表面，其波紋度將越來(lái)越大，振動(dòng)越來(lái)越劇烈，將嚴(yán)重影響加工表面的質(zhì)量。自激振動(dòng)的發(fā)生在刀具和工件之間的一種相對(duì)振動(dòng)。機(jī)床在交變載荷作用下抵抗變形的能力。243抗振性機(jī)床的抗振性包括兩個(gè)方面，抵抗254工藝范圍

包括內(nèi)容為：在機(jī)床上能完成的工序種類；加工零件的類型、材料和尺寸范圍；毛坯的種類等。機(jī)床的工藝范圍是指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。5加工精度和表面粗糙度

機(jī)床的加工精度是被加工零件在尺寸形狀和相互位置等方面所能達(dá)到的準(zhǔn)確程度。影響機(jī)床加工精度的主要因素有機(jī)床的精度和靜剛度等。

機(jī)床自動(dòng)化程度，可以用機(jī)床自動(dòng)工作的時(shí)間與全部工作時(shí)間的比值來(lái)表示。根據(jù)自動(dòng)化程度機(jī)床大致可分為自動(dòng)、半自動(dòng)和普通機(jī)床三類。6自動(dòng)化程度254工藝范圍包括內(nèi)容為：在機(jī)床上能完成的工序種類267機(jī)床壽命

隨著技術(shù)設(shè)備更新的加速，對(duì)機(jī)床壽命所要求的時(shí)間也在減短。●中、小型通用機(jī)床，壽命約為八年左右；●專用機(jī)床則要求短些，因?yàn)樗鼘㈦S所加工的產(chǎn)品的更新而廢棄；●大型機(jī)床和精密級(jí)、高精度級(jí)機(jī)床，則要求壽命長(zhǎng)些，因?yàn)檫@些機(jī)床的價(jià)格高，希望能在較長(zhǎng)的時(shí)間里保持精度，以提高經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)床壽命就是機(jī)床保持它應(yīng)具有的加工精度的時(shí)間。267機(jī)床壽命隨著技術(shù)設(shè)備更新的加速，對(duì)機(jī)床278人機(jī)關(guān)系●

機(jī)床應(yīng)操縱方便、省力、容易掌握、不易發(fā)生操作錯(cuò)誤和故障；●

防止機(jī)床對(duì)周圍環(huán)境的污染，噪聲要低，不僅噪聲聲級(jí)要達(dá)到規(guī)定值以下，而且不能對(duì)入耳有強(qiáng)烈的不適感；●

滲、漏油必須避免；●

采用油霧潤(rùn)滑時(shí)，必須保證油霧不得逸散到周圍的環(huán)境中去，以防止對(duì)人體的危害；●

機(jī)床造形要美觀大方，色調(diào)和諧，使操作者感到在一個(gè)舒適的環(huán)境中工作。人機(jī)關(guān)系問(wèn)題，—人機(jī)學(xué)或稱宜人學(xué)(Ergonomics)。278人機(jī)關(guān)系●機(jī)床應(yīng)操縱方便、省力、容易掌握、不易發(fā)286.1.2設(shè)計(jì)步驟機(jī)床設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖→總體方案設(shè)計(jì)包括：(1)運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)(2)基本參數(shù)設(shè)計(jì)(3)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(4)總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)(5)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)286.1.2設(shè)計(jì)步驟機(jī)床設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖→總體方案設(shè)計(jì)包括：296.1.3幾何運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)●機(jī)床是依靠刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加工出一定幾何形狀和尺寸精度的工件表面；●不同的工件幾何表面，采用不同類型的刀具，作不同的表面形成運(yùn)動(dòng)，而成為不同類型的機(jī)床；●車床為獲得圓柱面，應(yīng)有主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng))和刀架溜板的縱向移動(dòng)(進(jìn)給運(yùn)動(dòng))，車端面時(shí)則刀架作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。1工作原理

要進(jìn)行機(jī)床的幾何運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)要了解工件表面形成的幾何方法。296.1.3幾何運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)●機(jī)床是依靠刀具與工件之間的302工作表面的形成○

任何一個(gè)表面都可看作一條曲線(或直線)沿著另一條曲線(或直線)運(yùn)動(dòng)的軌跡?！疬@兩條曲線(或直線)稱為該表面的發(fā)生線，前者稱為母線，后者稱為導(dǎo)線。1）幾何表面的形成302工作表面的形成○任何一個(gè)表面都可看作一條曲線(或312）發(fā)生線的形成

工件加工表面的發(fā)生線是通過(guò)刀具切削刃與工件接觸并產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而形成的。發(fā)生線的形成有如下四種方法。軌跡法成形法

相切法

312）發(fā)生線的形成工件加工表面的發(fā)生線32加工方法與形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)的關(guān)系相切法

范成法●

加工表面的形成是母線形成和導(dǎo)線形成的組合?！窦庸け砻嫘纬伤璧牡毒吲c工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)也是形成母線和導(dǎo)線所需相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組合。3）加工表面的形成32加工方法與形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)的關(guān)系相切法范成法●加工表面的333運(yùn)動(dòng)分類●成形運(yùn)動(dòng)完成表面加工所必需的最基本的運(yùn)動(dòng)稱為表面成形運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱成形運(yùn)動(dòng)。●根據(jù)運(yùn)動(dòng)在表面形成中所完成的功能，成形運(yùn)動(dòng)又分為主運(yùn)動(dòng)和形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)的功能不同，可以分為成形運(yùn)動(dòng)和非成形運(yùn)動(dòng)。1）按運(yùn)動(dòng)的功能分類（1）主運(yùn)動(dòng)

消耗動(dòng)力主要用于切除加工表面上多余的材料，是運(yùn)動(dòng)速度最高的運(yùn)動(dòng)，稱為主運(yùn)動(dòng)（切削運(yùn)動(dòng)）。

333運(yùn)動(dòng)分類●成形運(yùn)動(dòng)完成表面加工所必需的最基本34（2）形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)功能：是用來(lái)形成工件加工表面的發(fā)生線。同樣的加工表面，采用的刀具不同，所需的形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)數(shù)目也不同。圖a）中，用點(diǎn)刃車刀車外圓柱面，形成直母線需要一個(gè)創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)v，形成圓導(dǎo)線需要一個(gè)形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)n，共需兩個(gè)創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)。圖b）中，用寬刃刀車外圓柱面，直母線由刀刃形成，不需創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)，圓導(dǎo)線形成需要一個(gè)創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)n。

34（2）形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)功能：是用來(lái)形成工件加工表面的發(fā)生線。35●非成形運(yùn)動(dòng)

除了上述成形運(yùn)動(dòng)之外，機(jī)床還需設(shè)置一些其他運(yùn)動(dòng)，稱為非成形運(yùn)動(dòng)。如切入運(yùn)動(dòng)(使刀具切入)；分度運(yùn)動(dòng)(當(dāng)工件加工表面由多個(gè)表面組成時(shí)，由一個(gè)表面過(guò)渡到另一個(gè)表面所需的運(yùn)動(dòng))：輔助運(yùn)動(dòng)(如刀具的接近、退刀、返回等)。○獨(dú)立運(yùn)動(dòng)與其他運(yùn)動(dòng)之間無(wú)嚴(yán)格的關(guān)系要求?！饛?fù)合運(yùn)動(dòng)與其他運(yùn)動(dòng)之間有嚴(yán)格的關(guān)系要求。如車螺紋的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。對(duì)機(jī)械傳動(dòng)形式的機(jī)床來(lái)講，復(fù)合運(yùn)動(dòng)是通過(guò)內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)的；對(duì)數(shù)控機(jī)床而言，復(fù)合運(yùn)動(dòng)是通過(guò)運(yùn)動(dòng)軸的聯(lián)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2）按運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系分類35●非成形運(yùn)動(dòng)除了上述成形運(yùn)動(dòng)之外，機(jī)床還需設(shè)置一些其364運(yùn)動(dòng)功能方案設(shè)計(jì)1）工藝分析2）選取坐標(biāo)系參照數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系，沿X、Y、Z軸的直線運(yùn)動(dòng)符號(hào)及運(yùn)動(dòng)量仍用X、Y、Z表示，繞X、Y、Z軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用A、B、C表示，其運(yùn)動(dòng)量用α、β、γ表示。3）寫(xiě)出機(jī)床幾何運(yùn)動(dòng)功能關(guān)系式運(yùn)動(dòng)功能關(guān)系式表示機(jī)床的運(yùn)動(dòng)個(gè)數(shù)、形式(直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))、功能(主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、非成形運(yùn)動(dòng)），分別用下標(biāo)（p、f、a表示)及排列順序。左邊寫(xiě)工件，用W表示；右邊寫(xiě)刀具，用T表示，中間寫(xiě)運(yùn)動(dòng)，按運(yùn)動(dòng)順序排列，并用“／”分開(kāi)。

機(jī)床的幾何運(yùn)動(dòng)功能方案的設(shè)計(jì)方法和步驟如下：364運(yùn)動(dòng)功能方案設(shè)計(jì)1）工藝分析機(jī)床的幾何運(yùn)動(dòng)功能方案的374）畫(huà)出機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖機(jī)床幾何運(yùn)動(dòng)功能關(guān)系式374）畫(huà)出機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖機(jī)床幾何運(yùn)動(dòng)功能關(guān)系式38機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖38機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖395）繪制機(jī)床傳動(dòng)原理圖●機(jī)床的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖只表示運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)、形式、功能及運(yùn)動(dòng)構(gòu)件聯(lián)接關(guān)系，不表示運(yùn)動(dòng)之間的傳動(dòng)關(guān)系?！駥?dòng)力源與執(zhí)行件、不同執(zhí)行件之間的運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)關(guān)系同時(shí)表示出來(lái)，就是傳動(dòng)原理圖。a)合成機(jī)構(gòu)b)傳動(dòng)比可變的變速傳動(dòng)c)傳動(dòng)比不變的傳動(dòng)395）繪制機(jī)床傳動(dòng)原理圖●機(jī)床的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖只表示運(yùn)動(dòng)40機(jī)床傳動(dòng)原理圖40機(jī)床傳動(dòng)原理圖41機(jī)床傳動(dòng)原理圖41機(jī)床傳動(dòng)原理圖424243習(xí)題三已知一數(shù)控直線運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)，參數(shù)如下：

1、工作臺(tái)臺(tái)面尺寸：300×400；

2、工作臺(tái)移動(dòng)尺寸：X×Y＝200×250；

3、夾具和工件總重：1000N；

4、切削負(fù)載：X向300N；Y向400N；Z向550N；

5、最高運(yùn)行速度：空載：1.5m/min，切削：0.5m/min；

6、系統(tǒng)分辨率：0.01mm/step；

7、系統(tǒng)定位精度：模式±0.10mm；采用滾珠絲杠傳動(dòng)方式，導(dǎo)軌用滾動(dòng)導(dǎo)軌塊，試選擇滾珠絲杠螺母副、滾動(dòng)導(dǎo)軌及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并校核所選電機(jī)的特性。（只計(jì)算校核一個(gè)坐標(biāo)方向）43習(xí)題三已知一數(shù)控直線運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)，參數(shù)如下：

1、工作臺(tái)臺(tái)44參考網(wǎng)站：1、漢意精工，（產(chǎn)品：滾珠絲杠、線性滑軌等）2、天津海特傳動(dòng)機(jī)械有限公司，

（產(chǎn)品：滾珠絲杠、線性滑軌等）3、北京斯達(dá)微步控制技術(shù)有限公司：

(產(chǎn)品：步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器)4、步進(jìn)機(jī)電有限公司,：

(產(chǎn)品：步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、交流伺服電機(jī)及系統(tǒng))

44參考網(wǎng)站：455.4.2經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

已知拖板重W=2000N，拖板與貼塑導(dǎo)軌間摩擦系數(shù)μ＝0.06，車削時(shí)最大車削負(fù)載Fs＝2150N（與運(yùn)動(dòng)方向相反），y向切削分力Fy＝2Fz＝4300N（垂直于導(dǎo)軌），要求刀具切削時(shí)的進(jìn)給速度ν1＝10～500mm/min，快速行程速度ν2＝3000mm/min，滾珠絲杠名義直徑d0＝32mm，導(dǎo)程tsp＝6mm，絲杠總長(zhǎng)L＝1400mm，拖板最大行程為1150mm，定位精度±0.01mm，試選擇合適的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，并檢查其起動(dòng)特性和工作速度。

15.4.2經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)46247348449

初選步三相進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角為0.75°/1.5°,當(dāng)三相六拍運(yùn)動(dòng)時(shí)，步距角

解：

（1）脈沖當(dāng)量的選擇

其每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)

根據(jù)脈沖當(dāng)量δ的定義，初選δ＝0.01mm/p，由此可得中間齒輪傳動(dòng)速比i為選小齒輪齒數(shù)Z1＝20，Z2＝25，模數(shù)m＝2mm。5初選步三相進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角為0.75°/1.5°,當(dāng)501）滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js

（2）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算

式中的鋼密度2）拖板運(yùn)動(dòng)慣量換算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JW

3）大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jg2

式中b2＝10mm，為大齒輪寬度61）滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js（2）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算式中的514）小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jg1式中b1＝12mm，為小齒輪寬度折算到電機(jī)軸上總慣性負(fù)載Je為（3）等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算

1)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩

η—絲杠預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，取η＝0.874）小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jg1式中b1＝12mm，為小齒輪寬度522）空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的最大附加力矩

式中η0＝0.9，F(xiàn)p0＝1/3Fz3)空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的最大加速度轉(zhuǎn)矩

取起動(dòng)加速時(shí)間ta＝0.03s82）空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的最大附加力矩式中η0＝053初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)110BYG260B，它的矩頻特性曲線如圖所示。9初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)110BYG260B，它的矩頻特性曲線如54其最大靜轉(zhuǎn)矩Mjmax＝9.5N.m，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jm＝9.7kg.cm2，fm=1600Hz，故有①快速空載起動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩Mq②最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩Mc10其最大靜轉(zhuǎn)矩Mjmax＝9.5N.m，①快速空載起動(dòng)所需55③快速進(jìn)給時(shí)所需轉(zhuǎn)矩Mk

由計(jì)算可知，Mq，Mc，Mk三種工況下以快速空載起動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩最大，以此項(xiàng)作為初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的依據(jù)。（4）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性校驗(yàn)11③快速進(jìn)給時(shí)所需轉(zhuǎn)矩Mk由計(jì)算可知，Mq，M56該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶慣量的最大起動(dòng)頻率步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)最大空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)的最大工作頻率由此與fc對(duì)應(yīng)的Mc按前述的最大靜轉(zhuǎn)矩校核即可。由圖得fq＝5000Hz時(shí)，Mdmk＝8.5N.m，Mq<Mdmk12該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶慣量的最大起動(dòng)頻率步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)最大空載起575．5控制理論方法的基本內(nèi)容和步驟伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程方法包含的基本內(nèi)容和步驟1伺服系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)2擬定伺服系統(tǒng)的原理圖及其元部件的選擇3建立伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型4根據(jù)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行綜合校正以滿足給定性能指標(biāo)135．5控制理論方法的基本內(nèi)容和步驟伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程方58

控制理論方法是根據(jù)經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論和方法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，已經(jīng)形成一個(gè)相當(dāng)完整、內(nèi)容極為豐富的理論和方法體系。

它能解決動(dòng)力學(xué)方法末能解決的問(wèn)題，即對(duì)伺服系統(tǒng)五個(gè)方面的基本要求。對(duì)伺服系統(tǒng)的基本要求：1穩(wěn)定性系統(tǒng)在其工作范圍內(nèi)是穩(wěn)定、可靠的；2精度比較經(jīng)濟(jì)地達(dá)到給定精度的要求；3快速性系統(tǒng)輸出響應(yīng)指令輸入的速度要快；4靈敏度系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化的靈敏度要小，即系統(tǒng)性能不因參數(shù)變化而受到太大的影響；5抗干擾性系統(tǒng)應(yīng)具有良好的抵抗外部負(fù)載干擾和高頻噪聲的能力等。

其原因在于動(dòng)力學(xué)方法是按機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的，因此，是一種近似的設(shè)計(jì)方法。對(duì)于工程實(shí)際，其伺服系統(tǒng)是相當(dāng)復(fù)雜的，通常是由具有眾多機(jī)電參數(shù)的、高階的非線性的控制系統(tǒng)，需要設(shè)定一些基本參數(shù)、根據(jù)具體條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟惦A和線性化，才能便于設(shè)計(jì)計(jì)算，這便形成了伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程方法。14控制理論方法是根據(jù)經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控591）穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)①穩(wěn)定性：經(jīng)典控制論特征根是否位于復(fù)平面左側(cè)，現(xiàn)代控制論判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性采用李亞普諾夫定理（即判斷矩陣是否正定）②動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)常用的描述方法從三個(gè)方面評(píng)價(jià)時(shí)域指標(biāo)：超調(diào)量σp％，調(diào)整時(shí)間，振蕩次數(shù)，上升時(shí)間，峰值時(shí)間，延遲時(shí)間；頻域指標(biāo)：諧振峰值，諧振頻率，通頻帶寬度開(kāi)環(huán)頻率特性（相對(duì)穩(wěn)定性）指標(biāo)：截止頻率，相角裕量，幅值裕量，開(kāi)環(huán)增益，系統(tǒng)類型1．伺服系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)151）穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)1．伺服系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)60●

靜態(tài)誤差：當(dāng)輸入為零時(shí)，輸出與輸入之間的最大位置誤差。●速度跟蹤誤差：輸入為最大速度(恒速輸入)時(shí)，輸入與輸出之間的位置誤差?！窦铀俣雀櫿`差：輸入為最大等加速度時(shí)的位置誤差?！裨诮o定頻帶的正弦信號(hào)輸入時(shí)，伺服系統(tǒng)的最大允許誤差。以上穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)都可作為對(duì)伺服系統(tǒng)指令輸入時(shí)的精度指標(biāo)。在負(fù)載干擾或噪聲干擾輸入作用下，伺服系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生誤差，其原理與指令輸入產(chǎn)生的誤差相同。2）精度指標(biāo)16●靜態(tài)誤差：當(dāng)輸入為零時(shí)，輸出與輸入之間的最大2）精度613）對(duì)元件參數(shù)變化的靈敏度指標(biāo)

靈敏度則應(yīng)包含在系統(tǒng)精度和穩(wěn)定性要求之內(nèi)。但對(duì)有些伺服系統(tǒng)，如飛機(jī)自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)其對(duì)象(飛機(jī))的參數(shù)會(huì)在大范圍內(nèi)變動(dòng)(指飛行高度和飛行速度)，這就需要分析控制系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化的靈敏度。環(huán)境溫度、濕度、腐蝕性和防爆性等方面的具體指標(biāo)。4）環(huán)境條件的要求2擬定伺服系統(tǒng)的原理圖及其元部件的選擇

根據(jù)具體設(shè)計(jì)任務(wù)要求，擬定系統(tǒng)控制方案及原理圖，正確選擇或設(shè)計(jì)其元部件。既涉及控制原理，也應(yīng)考慮工程實(shí)際問(wèn)題。由于高質(zhì)量的機(jī)電元部件和數(shù)控系統(tǒng)大部分已商品化，通常采用綜合集成技巧，通過(guò)分析、對(duì)比來(lái)進(jìn)行。這給伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了便利，既縮短了制造周期，又能保證系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性。173）對(duì)元件參數(shù)變化的靈敏度指標(biāo)靈敏度則應(yīng)624根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整和校正或補(bǔ)償設(shè)計(jì)，以滿足給定性能指標(biāo)的要求。

以上是伺服系統(tǒng)控制理論方法設(shè)計(jì)計(jì)算的基本內(nèi)容及步驟，當(dāng)然還有具體的工程設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試等。3建立伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型

建立系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的方法有解析法和實(shí)驗(yàn)法，或者兩者混用。解析法建模要進(jìn)行許多工程上的簡(jiǎn)化，所獲得的數(shù)學(xué)模型是近似的，但在工程范圍內(nèi)是允許的。實(shí)驗(yàn)法建模是根據(jù)實(shí)驗(yàn)所獲得的輸入一輸出信號(hào)來(lái)建立其數(shù)學(xué)模型，屬于系統(tǒng)辯識(shí)范疇。實(shí)驗(yàn)法是在已知實(shí)際系統(tǒng)或模型條件下進(jìn)行的，具有簡(jiǎn)單直接的優(yōu)點(diǎn)，但需要相應(yīng)的儀器與設(shè)備。實(shí)驗(yàn)法建?？梢则?yàn)證修正用解析法所建立的數(shù)學(xué)模型，兩者相輔相成的。184根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整和校正或補(bǔ)償設(shè)計(jì)63金屬切削機(jī)床是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備●

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)輔助工程

(CAE)已廣泛應(yīng)用于機(jī)床設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，改變了傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和類比設(shè)計(jì)方法；●由定性設(shè)計(jì)向定量設(shè)計(jì)；●由靜態(tài)和線性分析向動(dòng)態(tài)仿真和非線性分析；●由可行性設(shè)計(jì)向最優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)渡。發(fā)展方向：高精度、自動(dòng)化、柔性化、微型化和集成化19金屬切削機(jī)床是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備●計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(C64計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，使機(jī)床傳動(dòng)與結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化●伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可方便地實(shí)現(xiàn)機(jī)床的多軸聯(lián)動(dòng)，簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；●機(jī)床設(shè)計(jì)向“以系統(tǒng)為主的機(jī)床設(shè)計(jì)”方向發(fā)展,即適應(yīng)FMS等先進(jìn)制造系統(tǒng)的要求；●采用變型設(shè)計(jì)或組合設(shè)計(jì)類型。20計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，使機(jī)床傳動(dòng)與結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變656.1總體設(shè)計(jì)6.1.1機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求

機(jī)床非一般機(jī)電裝備，是用來(lái)生產(chǎn)其他機(jī)械的工作母機(jī)。機(jī)床在精度、剛度、動(dòng)態(tài)特性方面有特殊要求。

1精度

機(jī)床精度分三級(jí)：普通精度級(jí)、精密級(jí)和高精度級(jí)。三種精度等級(jí)允差，如以普通精度級(jí)為1，則它們之間的比例大致為：1：0.4：0．25。機(jī)床的精度包括幾何精度、傳動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)精度和定位精度和工作精度等。第六章金屬切削機(jī)床與數(shù)控化216.1總體設(shè)計(jì)6.1.1機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求1661）幾何精度是機(jī)床在不運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)的精度。由機(jī)床各主要部件的幾何形狀和它們之間的相對(duì)位置與相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的精度所決定的。2）傳動(dòng)精度是指內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈兩末端件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。決定于傳動(dòng)系統(tǒng)中機(jī)件的制造精度和裝配精度以及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。3）運(yùn)動(dòng)精度是指機(jī)床的主要部(組)件以工作狀態(tài)的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度。4）定位精度是指機(jī)床主要部件在運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)所達(dá)到的實(shí)際位置的精度。

5）工作精度

機(jī)床加工規(guī)定的試件所能達(dá)到的加工精度。221）幾何精度是機(jī)床在不運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)的精度。67

除對(duì)機(jī)床本身的精度要求外，還要求機(jī)床及主要零、部件在載荷作用下，具有一定抵抗變形的能力，保證各主要零、部件相對(duì)位置的正確性?！鷦偠?剛度●靜載荷不隨時(shí)間變化或變化極為緩慢的力稱靜載荷，如重力、切削力的靜力部分等?！駝?dòng)載荷隨時(shí)間變化的力，如沖擊振動(dòng)力及切削力的交變部分等稱動(dòng)載荷。

一般所說(shuō)剛度一般指靜剛度。動(dòng)剛度是抗振性的一部分。機(jī)床剛度分為靜剛度及動(dòng)剛度按照載荷的性質(zhì)不同，分為靜載荷和動(dòng)載荷。23除對(duì)機(jī)床本身的精度要求外，還要求機(jī)床及主要零683抗振性

機(jī)床的抗振性包括兩個(gè)方面，抵抗受迫振動(dòng)的能力和抵抗自激振動(dòng)的能力。如果振源的頻率與機(jī)床某主要部件(例如主軸組件、床身)的某一振型(如彎曲振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng))的固有頻率重合時(shí)，就將發(fā)生共振。振幅大增。加工表面的粗糙度將會(huì)大大增加。受迫振動(dòng)的振源可能來(lái)自機(jī)床內(nèi)部，也可能來(lái)源于外部。切削自激振動(dòng)，產(chǎn)生于切削過(guò)程之中。如果切削不穩(wěn)定，則切過(guò)的表面，其波紋度將越來(lái)越大，振動(dòng)越來(lái)越劇烈，將嚴(yán)重影響加工表面的質(zhì)量。自激振動(dòng)的發(fā)生在刀具和工件之間的一種相對(duì)振動(dòng)。機(jī)床在交變載荷作用下抵抗變形的能力。243抗振性機(jī)床的抗振性包括兩個(gè)方面，抵抗694工藝范圍

包括內(nèi)容為：在機(jī)床上能完成的工序種類；加工零件的類型、材料和尺寸范圍；毛坯的種類等。機(jī)床的工藝范圍是指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。5加工精度和表面粗糙度

機(jī)床的加工精度是被加工零件在尺寸形狀和相互位置等方面所能達(dá)到的準(zhǔn)確程度。影響機(jī)床加工精度的主要因素有機(jī)床的精度和靜剛度等。

機(jī)床自動(dòng)化程度，可以用機(jī)床自動(dòng)工作的時(shí)間與全部工作時(shí)間的比值來(lái)表示。根據(jù)自動(dòng)化程度機(jī)床大致可分為自動(dòng)、半自動(dòng)和普通機(jī)床三類。6自動(dòng)化程度254工藝范圍包括內(nèi)容為：在機(jī)床上能完成的工序種類707機(jī)床壽命

隨著技術(shù)設(shè)備更新的加速，對(duì)機(jī)床壽命所要求的時(shí)間也在減短?！裰小⑿⌒屯ㄓ脵C(jī)床，壽命約為八年左右；●專用機(jī)床則要求短些，因?yàn)樗鼘㈦S所加工的產(chǎn)品的更新而廢棄；●大型機(jī)床和精密級(jí)、高精度級(jí)機(jī)床，則要求壽命長(zhǎng)些，因?yàn)檫@些機(jī)床的價(jià)格高，希望能在較長(zhǎng)的時(shí)間里保持精度，以提高經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)床壽命就是機(jī)床保持它應(yīng)具有的加工精度的時(shí)間。267機(jī)床壽命隨著技術(shù)設(shè)備更新的加速，對(duì)機(jī)床718人機(jī)關(guān)系●

機(jī)床應(yīng)操縱方便、省力、容易掌握、不易發(fā)生操作錯(cuò)誤和故障；●

防止機(jī)床對(duì)周圍環(huán)境的污染，噪聲要低，不僅噪聲聲級(jí)要達(dá)到規(guī)定值以下，而且不能對(duì)入耳有強(qiáng)烈的不適感；●

滲、漏油必須避免；●

采用油霧潤(rùn)滑時(shí)，必須保證油霧不得逸散到周圍的環(huán)境中去，以防止對(duì)人體的危害；●

機(jī)床造形要美觀大方，色調(diào)和諧，使操作者感到在一個(gè)舒適的環(huán)境中工作。人機(jī)關(guān)系問(wèn)題，—人機(jī)學(xué)或稱宜人學(xué)(Ergonomics)。278人機(jī)關(guān)系●機(jī)床應(yīng)操縱方便、省力、容易掌握、不易發(fā)726.1.2設(shè)計(jì)步驟機(jī)床設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖→總體方案設(shè)計(jì)包括：(1)運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)(2)基本參數(shù)設(shè)計(jì)(3)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(4)總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)(5)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)286.1.2設(shè)計(jì)步驟機(jī)床設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖→總體方案設(shè)計(jì)包括：736.1.3幾何運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)●機(jī)床是依靠刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加工出一定幾何形狀和尺寸精度的工件表面；●不同的工件幾何表面，采用不同類型的刀具，作不同的表面形成運(yùn)動(dòng)，而成為不同類型的機(jī)床；●車床為獲得圓柱面，應(yīng)有主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng))和刀架溜板的縱向移動(dòng)(進(jìn)給運(yùn)動(dòng))，車端面時(shí)則刀架作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。1工作原理

要進(jìn)行機(jī)床的幾何運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)要了解工件表面形成的幾何方法。296.1.3幾何運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)●機(jī)床是依靠刀具與工件之間的742工作表面的形成○

任何一個(gè)表面都可看作一條曲線(或直線)沿著另一條曲線(或直線)運(yùn)動(dòng)的軌跡?！疬@兩條曲線(或直線)稱為該表面的發(fā)生線，前者稱為母線，后者稱為導(dǎo)線。1）幾何表面的形成302工作表面的形成○任何一個(gè)表面都可看作一條曲線(或752）發(fā)生線的形成

工件加工表面的發(fā)生線是通過(guò)刀具切削刃與工件接觸并產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而形成的。發(fā)生線的形成有如下四種方法。軌跡法成形法

相切法

312）發(fā)生線的形成工件加工表面的發(fā)生線76加工方法與形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)的關(guān)系相切法

范成法●

加工表面的形成是母線形成和導(dǎo)線形成的組合?！窦庸け砻嫘纬伤璧牡毒吲c工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)也是形成母線和導(dǎo)線所需相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組合。3）加工表面的形成32加工方法與形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)的關(guān)系相切法范成法●加工表面的773運(yùn)動(dòng)分類●成形運(yùn)動(dòng)完成表面加工所必需的最基本的運(yùn)動(dòng)稱為表面成形運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱成形運(yùn)動(dòng)?！窀鶕?jù)運(yùn)動(dòng)在表面形成中所完成的功能，成形運(yùn)動(dòng)又分為主運(yùn)動(dòng)和形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)的功能不同，可以分為成形運(yùn)動(dòng)和非成形運(yùn)動(dòng)。1）按運(yùn)動(dòng)的功能分類（1）主運(yùn)動(dòng)

消耗動(dòng)力主要用于切除加工表面上多余的材料，是運(yùn)動(dòng)速度最高的運(yùn)動(dòng)，稱為主運(yùn)動(dòng)（切削運(yùn)動(dòng)）。

333運(yùn)動(dòng)分類●成形運(yùn)動(dòng)完成表面加工所必需的最基本78（2）形狀創(chuàng)成運(yùn)