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1、数控车床结构与维护 -精品课程课件,德州职业技术学院 德州技师学院,机械工程系数控技术教研室数控车床结构与维护课程组编制,情境二 数控车床主传动系统结构与维护,任务2 数控车床主运动传动装置结构与维护,任务2 数控车床主运动传动装置结构与维护,教学目标,知识目标,能力目标,素养目标,掌握同步齿形带的特点； 熟悉同步齿形带的主要参数； 掌握直齿、斜齿、锥齿轮传动间隙的调整方法。,熟悉同步带传动中常见的失效形式，并能对其进行维护； 能调整齿轮传动间隙，并对其进行维护。,提高自主学习、分析问题、解决问题的能力； 能与小组成员协调配合、分工合作。,任务2 数控车床主运动传动装置结构与维护,任务描述：
2、了解一下数控车床主运动传动装置的类型和工作原理 对数控车床主运动传动装置进行维护,一同步齿形带的维护,数控机床的主轴传动系统常用同步齿形带传动，同步齿形带的结构和传动如图所示。带的工作面及带轮外圆上均制成齿形，通过带轮与轮齿相嵌合，作无滑动的啮合传动。,一同步齿形带的维护,1.特点： （1）传动效率高，可达98%以上； （2）无滑动，不需特别张紧，传动比准确，传动 精度高； （3）传动平稳，噪声小，减震性好； （4）带的强度高、厚度小、质量小； （5）使用范围广，速度达50m/s，速比达10左右， 传递功率由几瓦至数千瓦； （6）维修保养方便，不需要润滑； （7）安装时中心距要求严格，带与带轮
3、制造工艺 复杂，成本高。,2.分类 同步齿形带有梯形齿和弧齿两类，梯形齿的功率传递能力低，与齿轮啮合时会产生噪音和震动，只在在转速不高或小功率的动力传动中使用。,一同步齿形带的维护,图1-4 同步齿形带 a 梯形齿 b 圆弧齿,一同步齿形带的维护,梯形齿和弧齿特点及应用场合： 梯形齿的功率传递能力低，与齿轮啮合时会产生 噪音和震动，只在在转速不高或小功率的动力传 动中使用。 弧齿同步带比梯形齿同步带传递功率大，且能防 止啮合过程中齿的干涉。 弧齿同步带耐磨性能好，工作时噪声小，不需润 滑，可用于有粉尘的恶劣环境。,3.结构 由强力层和带体(带齿、带背)两部分组成。,一同步齿形带的维护,图1-4
4、 同步齿形带的结构 1-强力层 2-带齿 3-带背,一同步齿形带的维护,4.主要参数 （1）节距t （2）节线 （3）带的节距Pb （4）带的齿根宽度 （5）模数m,一同步齿形带的维护,4.主要参数 （1）节距t：相邻两齿在节线上的距离。带节距大小决定着同步带和带轮齿各部分尺寸的大小，节距越大，带的各部分尺寸越大，承载能力也随之越高。,一同步齿形带的维护,4.主要参数 （2）节线：强力层的中心线，并以节线的周长L作为齿形带的公称长度。在同步带传动中，带节线长度是一个重要 参数。当传动的中心距已定时，带的节线长度过大过小，都会影响带齿与轮齿的正常啮合，因此在同步带标准中，对梯形齿同步带的各种哨线
5、长度已规定公差值，要求所生产的同步带节线长度应在规定的极限偏差范围之内。,4.主要参数 （3）带的节距Pb：如图4-2所示，同步带相邻两齿对应点沿节线量度所得约长度称为同步带的节距。带节距大小决定着同步带和带轮齿各部分尺寸的大小，节距越大，带的各部分尺寸越大，承载能力也随之越高。因此带节距是同步带最主要参数在节距制同步带系列中以不同节距来区分同步带的型号。,一同步齿形带的维护,一同步齿形带的维护,4.主要参数 （4）带的齿根宽度：一个带齿两侧齿廓线与齿根底部廓线交点之间的距离称为带的齿根宽度，以s表示。带的齿根宽度大，则使带齿抗剪切、抗弯曲能力增强，相应就能传送较大的裁荷。,4.主要参数 （5
6、）模数m：是节距m与之比,一般m=110mm。 齿形带的标注方法:mbz a:小带轮两边装挡边； b:两带轮的不同侧边装挡边； c:主动轮两侧和从动轮下侧 装挡边。,一同步齿形带的维护,图1-5 带轮的形式,一同步齿形带的维护,4.主要参数 （4）带的齿根宽度：一个带齿两侧齿廓线与齿根底部廓线交点之间的距离称为带的齿根宽度，以s表示。带的齿根宽度大，则使带齿抗剪切、抗弯曲能力增强，相应就能传送较大的裁荷。,一同步齿形带的维护,5.啮合要求 齿距相等或模数相等；带轮的齿槽角与齿形带的齿形角（40）相等。,1.直齿圆柱齿轮传动间隙的消除 (1）轴向垫片调整法 1）在加工相互啮合的两个齿轮1、2时，
7、将分度圆柱面制成带有小锥度的圆锥面，使齿轮齿厚在轴向稍有变化，装配时只需改变垫片3的厚度，使齿轮2作轴向移动，调整两齿轮在轴向的相对位置即可达到消除齿侧间隙的目的。,二齿轮传动间隙的调整,图1轴向垫片调整法,1.直齿圆柱齿轮传动间隙的消除 (1）轴向垫片调整法 2）特点：结构比较简单，传动刚性好，调整后的间隙也不能自动补偿。,二齿轮传动间隙的调整,图1轴向垫片调整法,1.直齿圆柱齿轮传动间隙的消除 (2)偏心套调整法 1）电动机1通过偏心套2装到壳体上，通过转动偏心套就能够方便地调整两齿轮的中心距，从而消除齿侧间隙。,二齿轮传动间隙的调整,图2 偏心套调整法,1.直齿圆柱齿轮传动间隙的消除 (
8、2）偏心套调整法 2）特点：结构比较简单，传动刚性好，能传递较大的动力，调整后的间隙不能自动补偿。,二齿轮传动间隙的调整,图2 偏心套调整法,1.直齿圆柱齿轮传动间隙的消除 (3)双片薄齿轮错齿调整法 1）结构：两个相同齿数的薄片齿轮1和2,两薄片齿轮可相对回转。在两个薄片齿轮的端面分别装上凸耳3和8。齿轮1的端面还有另外四个通孔，凸耳8可以在其中穿过，弹簧4的两端分别钩在凸耳3和螺钉7上。弹簧的拉力使薄片齿轮错位，分别贴紧在与之啮合的齿轮左右齿廓面上，从而消除了齿侧间隙。,二齿轮传动间隙的调整,图3 双片薄齿轮错齿调整法,1.直齿圆柱齿轮传动间隙的消除 (3)双片薄齿轮错齿调整法 2）特点：
9、结构比较复杂，传动刚性差，能传递较小的转矩。无论正向或反向旋转因都分别只有一个齿轮承受扭矩，因此承载能力受到限制，设计时须计算弹簧4的拉力，使它能克服最大扭矩。否则起不到消隙作用。这种调整法结构较复杂，传动刚度低，不宜传递大扭矩，对齿轮的齿厚和齿距要求较低，可始终保持啮合无间隙，尤其适用于检测装置。,二齿轮传动间隙的调整,图3 双片薄齿轮错齿调整法,1.直齿圆柱齿轮传动间隙的消除 (3)双片薄齿轮错齿调整法 2）特点： 结构比较复杂，传动刚性差，能传递较小的转矩。无论正向或反向旋转因都分别只有一个齿轮承受扭矩，因此承载能力受到限制，设计时须计算弹簧4的拉力，使它能克服最大扭矩。否则起不到消隙作
10、用。这种调整法结构较复杂，传动刚度低，不宜传递大扭矩，对齿轮的齿厚和齿距要求较低，可始终保持啮合无间隙，尤其适用于检测装置。,二齿轮传动间隙的调整,图3 双片薄齿轮错齿调整法,2.斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除 (1)垫片调整法 1）宽齿轮4同时与两个相同齿数的薄片齿轮 1和2啮合，薄片齿轮经平键与轴连接，相互间无相对回转。斜齿轮1和2间加厚度为t的垫片。用螺母拧紧，使两齿轮1和2的螺旋线产生错位，其后两齿面分别与宽齿轮4的齿面贴紧消除间隙。,二齿轮传动间隙的调整,图4 斜齿轮垫片调整法,2.斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除 (1)垫片调整法 2）特点：调整后的间隙能自动补偿，但结构比较复杂，传动刚性差
11、，能传递较小的转矩。,二齿轮传动间隙的调整,图4 斜齿轮垫片调整法,2.斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除 (2)轴向压簧调整法 1）斜齿轮1和2用键滑套在轴上，斜齿轮1和2同时与宽齿轮5啮合，螺母3调节蝶形弹簧4对齿轮2的轴向压力，使齿轮1和2的螺旋线产生错位，齿侧分别贴紧宽齿轮5的齿槽左右两侧，消除了间隙。,二齿轮传动间隙的调整,图5 斜齿轮压簧调整法,2.斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除 (2)轴向压簧调整法 2）特点：结构较复杂，轴向尺寸大，传动刚度低，同时，传动平稳性差。,二齿轮传动间隙的调整,图5 斜齿轮压簧调整法,3.锥齿圆柱齿轮传动间隙的消除 锥轮1、2相互啮合。锥齿轮1在弹力作用下沿轴向移
12、动，可消除锥齿轮1和2的间隙。,二齿轮传动间隙的调整,任务准备,设备：数控车床 工具：螺丝刀套件、内六角扳手套件 耗材：润滑油、棉纱,任务实施（实训车间）,一同步齿形带的维护 1.在同步带传动中常见的失效形式 (1)同步带的承载绳断裂破坏 同步带在运转过程中承载绳断裂损坏是常见的失效形式。,图4-2 同步带承载绳断裂损坏,任务实施（实训车间）,一同步齿形带的维护 1.在同步带传动中常见的失效形式 (2)同步带的爬齿和跳齿,任务实施（实训车间）,同步带的爬齿和跳齿防止措施： 1）控制同步带所传递的圆周力，使它小于或等于由带型号所决 定的许用圆周力。 2）控制带与带轮间的节距差值，使它位于允许节距
13、误差范围内。 3）适当增大带安装时的初拉力，使带齿不易从轮齿槽滑出。 4）提高同步带基体材料的硬度，减少带的弹性变形，可以减少 爬齿现象的产生。,任务实施（实训车间）,一同步齿形带的维护 1.在同步带传动中常见的失效形式 (3)带齿的剪切破坏 带齿在与带轮齿啮合传力过程中，在剪切和挤压应力作用下带齿表面产生裂纹，此裂纹逐渐向齿根部扩展，并沿承线绳表面延伸，直至整个带齿与带基体脱离，这就是带齿的剪切脱落（见图4-3）。,图4-3 带齿的剪切破坏,任务实施（实训车间）,一同步齿形带的维护 1.在同步带传动中常见的失效形式 (4)带齿的磨损 带齿的磨损（见图4-4）包括带齿工作面及带齿齿顶圆角处和齿
14、谷底部的磨损。造成磨损的原因是过大的张紧力和忻齿和轮齿间的啮合干涉。,图4-4 带齿磨损,任务实施（实训车间）,一同步齿形带的维护 1.在同步带传动中常见的失效形式 减少带齿的磨损方法： 在安装时合理的调整带的张紧力； 在带齿齿形设计时，选用较大的带齿齿顶圆角半径，以减少啮合时轮齿的挤压和刮削； 此外应提高同步带带齿材料的耐磨性。,图4-4 带齿磨损,任务实施（实训车间）,一同步齿形带的维护 1.在同步带传动中常见的失效形式 (5)同步带带背的龟裂 同步带在运转一段时期后，有时在带背会产生龟裂现象(图45)，而使带失效。,图4-5 同步带带背的龟裂,任务实施（实训车间）,一同步齿形带的维护 1
15、.在同步带传动中常见的失效形式 (5)同步带带背的龟裂 同步带在运转一段时期后，有时在带背会产生龟裂现象(图45)，而使带失效。,图4-5 同步带带背的龟裂,任务实施（实训车间）,一同步齿形带的维护 1.在同步带传动中常见的失效形式 (5)同步带带背的龟裂 同步带带背产生龟裂的原因如下， 1）带基体材料的老化所引起； 2）带长期工作在道低的温度下，使带背基体材料产生龟裂。 防止带背龟裂的方法: 1）改进带基体材料的材质，提高材料的耐寒、耐热性和抗老化性能； 2）尽量避免同步带在低温和高温条件下工作。,任务实施（实训车间）,一同步齿形带的维护 1.在同步带传动中常见的失效形式 (5)同步带带背的
16、龟裂 同步带带背产生龟裂的原因如下， 1）带基体材料的老化所引起； 2）带长期工作在道低的温度下，使带背基体材料产生龟裂。 防止带背龟裂的方法: 1）改进带基体材料的材质，提高材料的耐寒、耐热性和抗老化性能； 2）尽量避免同步带在低温和高温条件下工作。,任务实施（实训车间）,一同步齿形带的维护 2.主轴同步齿形带的维护 （1）清洁皮带及皮带轮，应将抹布沾少许不易挥发的液体擦 拭，在清洁剂中浸泡或者使用清洁剂刷洗皮带均是不可 取的。为去除油污及污垢，用砂纸或尖锐的物体刮，显 然也是不可取的。皮带在安装使用前必须保持干燥。,任务实施（实训车间）,一同步齿形带的维护 2.主轴同步齿形带的维护 （2）检查皮带轮是否有异常磨损或裂纹，如果磨损过量，则 必须更换带轮。,任务实施（实训车间）,一同步齿形带的维护 2.主轴同步齿形带的维护 （3）检查带轮是否成直线对称。皮带轮成直线对称于传动带 特别
