傳動系統(tǒng)設(shè)計 ppt課件

1、1-4機(jī)床主傳動系統(tǒng)設(shè)計概述機(jī)床主傳動系統(tǒng)設(shè)計概述本節(jié)教學(xué)目的：本節(jié)教學(xué)目的：1、會分析機(jī)床的傳動系統(tǒng)、能繪制傳、會分析機(jī)床的傳動系統(tǒng)、能繪制傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖2、會計算主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)、會計算主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)3、會對分級變速主傳動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、會對分級變速主傳動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計4、了解幾種常見的特殊形式的分級主、了解幾種常見的特殊形式的分級主變速系統(tǒng)變速系統(tǒng)重點：重點：傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖的繪制傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖的繪制會主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)的計算會主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)的計算難點：難點：分級變速主傳動系統(tǒng)的設(shè)計分級變速主傳動系統(tǒng)的設(shè)計第四節(jié)第四節(jié) 機(jī)床主傳動系統(tǒng)設(shè)計概述機(jī)床主傳動系統(tǒng)設(shè)計概述 1.1、傳動系統(tǒng)的作用

2、是將動力機(jī)的、傳動系統(tǒng)的作用是將動力機(jī)的動力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以滿足執(zhí)行機(jī)動力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)對轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的要求。構(gòu)對轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的要求。 機(jī)床主傳動系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)機(jī)床的主機(jī)床主傳動系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)機(jī)床的主運動，將動力機(jī)的動力傳遞給機(jī)床主軸部運動，將動力機(jī)的動力傳遞給機(jī)床主軸部件，使其獲得所需的轉(zhuǎn)速和功率。件，使其獲得所需的轉(zhuǎn)速和功率。 一、機(jī)床主傳動系統(tǒng)的功用和組成及要一、機(jī)床主傳動系統(tǒng)的功用和組成及要求求1.2組成：有級變速的主傳動系統(tǒng)通常包含：電動機(jī)、主軸部件、各種傳動機(jī)構(gòu)傳動機(jī)構(gòu)有哪些？ 定比傳動機(jī)構(gòu)、 分級傳動機(jī)構(gòu)、 換向機(jī)構(gòu) 開停裝置1.3、要求有足夠的轉(zhuǎn)速級數(shù)、變速范

3、圍和運動精度；并能夠傳遞足夠的功率和扭矩且有高的傳動效率，噪聲??；結(jié)構(gòu)簡單緊湊，便于操作和維修二、分級變速主傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖二、分級變速主傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖 在設(shè)計有級變速傳動系統(tǒng)時，除可用傳動系統(tǒng)圖外，在設(shè)計有級變速傳動系統(tǒng)時，除可用傳動系統(tǒng)圖外，常用到轉(zhuǎn)速圖。使用轉(zhuǎn)速圖可以直觀地表達(dá)出傳動系常用到轉(zhuǎn)速圖。使用轉(zhuǎn)速圖可以直觀地表達(dá)出傳動系統(tǒng)中各軸轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律和傳動副的速比關(guān)系。統(tǒng)中各軸轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律和傳動副的速比關(guān)系。 對于三聯(lián)滑移齒輪變速組，可實現(xiàn)對于三聯(lián)滑移齒輪變速組，可實現(xiàn)3級變速。若要級變速。若要求輸出軸的轉(zhuǎn)速按等比級數(shù)排列，則一個變速組內(nèi)各求輸出軸的轉(zhuǎn)速按等比級數(shù)排列，則一個變速組

4、內(nèi)各對齒輪的傳動比必須符合等比級數(shù)排列。對齒輪的傳動比必須符合等比級數(shù)排列。 i3:i2:i1=1:2 為標(biāo)準(zhǔn)公比，為標(biāo)準(zhǔn)公比，有有1.06，1.12，1.26，1.41，1.58，1.78，2.0共共7個數(shù)值。個數(shù)值。 圖示為某車床主軸變速箱的傳動系統(tǒng)圖和轉(zhuǎn)速圖。從圖中可知，主軸共有12級轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速范 圍 為 3 1 . 5 1400rmin，公比=1.41，主電動機(jī)轉(zhuǎn)速為 1440rmin。 在轉(zhuǎn)速圖中：在轉(zhuǎn)速圖中： l距離相等的一組堅線代表傳動系統(tǒng)的距離相等的一組堅線代表傳動系統(tǒng)的各軸，軸號寫在上面。豎線間的距離不代表各軸，軸號寫在上面。豎線間的距離不代表中心中心 距。距。 2距離相等的

5、一組水平線代表各級轉(zhuǎn)速，距離相等的一組水平線代表各級轉(zhuǎn)速，自下而上依次表示從低到高排列的各級轉(zhuǎn)速；自下而上依次表示從低到高排列的各級轉(zhuǎn)速；與各豎線的相交點的小圓代表各軸的轉(zhuǎn)速。與各豎線的相交點的小圓代表各軸的轉(zhuǎn)速。由于轉(zhuǎn)速的分級是按等比級數(shù)排列的，相鄰由于轉(zhuǎn)速的分級是按等比級數(shù)排列的，相鄰兩水平線之間的比值為轉(zhuǎn)速公比，通常習(xí)慣兩水平線之間的比值為轉(zhuǎn)速公比，通常習(xí)慣在轉(zhuǎn)速圖上直接寫出轉(zhuǎn)速的數(shù)值。在轉(zhuǎn)速圖上直接寫出轉(zhuǎn)速的數(shù)值。 3相鄰兩軸各小圓之間的連線代表相應(yīng)相鄰兩軸各小圓之間的連線代表相應(yīng)傳動副的傳動比。傳動副的傳動比。 傳動比的大小以連線的傾斜方向和傾斜度表示，從左向下斜表示降速傳動，向上斜

6、表式升速傳動，而水平連線則表示等速傳動。 從轉(zhuǎn)速圖可見，該傳動系統(tǒng)有三個相互串聯(lián)的變速組，電機(jī)軸與軸之間為皮帶傳動，其傳動比：22141. 1121256126u211214824au141. 1142302au136363au 軸、之間為第一變速組，由三對齒輪組成，其傳動比分別為： 31182. 216222bu142422bu 軸、之間為第二變速組，由兩對齒輪組成，其傳動比為： 軸、之間為第三變速組，由兩對齒輪組成，其傳動比為：411417218cu22123060cu根據(jù)上述分析，可以得出：根據(jù)上述分析，可以得出：l傳動系統(tǒng)的變速級數(shù)是各變速組傳傳動系統(tǒng)的變速級數(shù)是各變速組傳動副數(shù)的乘積

7、。動副數(shù)的乘積。 如上述傳動系統(tǒng)，其變速級數(shù)為如上述傳動系統(tǒng)，其變速級數(shù)為 322=12 在結(jié)構(gòu)上，變速組按照從電機(jī)到主在結(jié)構(gòu)上，變速組按照從電機(jī)到主軸傳動的先后排列順序稱為傳動順序。軸傳動的先后排列順序稱為傳動順序。 系統(tǒng)總的變速級數(shù)為按照傳動順序系統(tǒng)總的變速級數(shù)為按照傳動順序各變速組的傳動副數(shù)之積。各變速組的傳動副數(shù)之積。002xx22a3a2111111uu：au0 x0 x 2變速組傳動比之間有如下關(guān)系：變速組傳動比之間有如下關(guān)系： 在第一變速組的三個傳動比之間在第一變速組的三個傳動比之間 變速組內(nèi)相鄰傳動比之間的比值變速組內(nèi)相鄰傳動比之間的比值 稱為級比。稱為級比。 級比的指數(shù)級比的

8、指數(shù) 稱為變速組的級比指數(shù)。稱為變速組的級比指數(shù)。 級比指數(shù)在轉(zhuǎn)速圖中表現(xiàn)為相鄰傳動比相間隔級比指數(shù)在轉(zhuǎn)速圖中表現(xiàn)為相鄰傳動比相間隔的格數(shù)。的格數(shù)。 第一變速組相鄰傳動比之間存在第一變速組相鄰傳動比之間存在 1:2 的的關(guān)系，即關(guān)系，即 x0=1，三個傳動比的連線間隔一格，三個傳動比的連線間隔一格，所以通過變速后，所以通過變速后，軸可以得到三級連續(xù)的轉(zhuǎn)軸可以得到三級連續(xù)的轉(zhuǎn)速。速。 這種具有級比指數(shù)這種具有級比指數(shù)x0=1的變速組稱為基本的變速組稱為基本變速組，簡稱基本組。變速組，簡稱基本組。 在第二變速組的兩個傳動比之間在第二變速組的兩個傳動比之間 ub1:ub2=1/3:1=1:3=1:x

9、1式中式中 x1-該變速組的級比指數(shù)，該變速組的級比指數(shù)，x1=3。 其相鄰傳動比之間相差其相鄰傳動比之間相差3倍，所以通倍，所以通過它變速后第過它變速后第軸得到軸得到6級連續(xù)的轉(zhuǎn)速。級連續(xù)的轉(zhuǎn)速。第二變速組的作用就是將基本組的變速第二變速組的作用就是將基本組的變速范圍進(jìn)行第一次擴(kuò)大，稱第一擴(kuò)大組。范圍進(jìn)行第一次擴(kuò)大，稱第一擴(kuò)大組。 同理，第三變速組由兩對齒輪組成，同理，第三變速組由兩對齒輪組成，其傳動比之間的關(guān)系為其傳動比之間的關(guān)系為 ：2x624c21111u：cu式中式中x2該變速組的級比指數(shù)，該變速組的級比指數(shù)，x2=6。 變速組內(nèi)相鄰傳動比之間相差變速組內(nèi)相鄰傳動比之間相差6倍，倍，

10、通過其變速后，第通過其變速后，第 IV軸可得到軸可得到322=12級轉(zhuǎn)速。它把基本組的變速級轉(zhuǎn)速。它把基本組的變速范圍進(jìn)行第二次擴(kuò)大，稱為第二擴(kuò)大組。范圍進(jìn)行第二次擴(kuò)大，稱為第二擴(kuò)大組。 如果還有更多的變速組，則依此類推。如果還有更多的變速組，則依此類推。 由上可知，若用由上可知，若用xn和和pn分別表示各變分別表示各變速組的級比指數(shù)和傳動付數(shù)，則后一變速速組的級比指數(shù)和傳動付數(shù)，則后一變速組的級比指數(shù)等于前一變速組的級比指數(shù)組的級比指數(shù)等于前一變速組的級比指數(shù)與傳動付數(shù)之積與傳動付數(shù)之積 xn=xn-1pn-1 為了獲得連續(xù)的等比級數(shù)的轉(zhuǎn)速，必須為了獲得連續(xù)的等比級數(shù)的轉(zhuǎn)速，必須使幾個變速組

11、串聯(lián)而成的傳動系統(tǒng)符合等使幾個變速組串聯(lián)而成的傳動系統(tǒng)符合等比級數(shù)的規(guī)律，否則會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速重復(fù)或空比級數(shù)的規(guī)律，否則會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速重復(fù)或空缺的現(xiàn)象。缺的現(xiàn)象。 3) 各變速組的變速范圍是該變速組內(nèi)傳動副的最大傳動比和最小傳動比的比值，即 minmaxuur 因此，基本組的變速范圍為因此，基本組的變速范圍為 )1(221300011pxaauur第一擴(kuò)大組的變速范圍為第一擴(kuò)大組的變速范圍為 )1(331211111pxbbuur第二擴(kuò)大組的變速范圍為第二擴(kuò)大組的變速范圍為 )1(642122221pxccuur 同理，第同理，第j擴(kuò)大組的變速范圍為擴(kuò)大組的變速范圍為)1(jjpxjr 而傳動系統(tǒng)總的變

12、速范圍則等于各變而傳動系統(tǒng)總的變速范圍則等于各變速組變速范圍的乘積，即速組變速范圍的乘積，即 nnrrrrnnR 210minmax 在設(shè)計傳動系統(tǒng)時，一般均應(yīng)遵循上述規(guī)律，這樣，傳動系統(tǒng)所得到的轉(zhuǎn)速級數(shù)是連續(xù)的等比級數(shù)，這種傳動系統(tǒng)稱為正常傳動系統(tǒng)。 （二結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式（二結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 只表示傳動比的相對關(guān)系而不表只表示傳動比的相對關(guān)系而不表示轉(zhuǎn)速數(shù)值的線圖稱為結(jié)構(gòu)網(wǎng)。結(jié)構(gòu)示轉(zhuǎn)速數(shù)值的線圖稱為結(jié)構(gòu)網(wǎng)。結(jié)構(gòu)網(wǎng)也可看成是轉(zhuǎn)速圖的對稱形式，因網(wǎng)也可看成是轉(zhuǎn)速圖的對稱形式，因結(jié)構(gòu)網(wǎng)只表示傳動關(guān)系，而不表示轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)網(wǎng)只表示傳動關(guān)系，而不表示轉(zhuǎn)速數(shù)值，故可畫成對稱形式。但結(jié)構(gòu)速數(shù)值，故可畫成對稱形式。但

13、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖有一致的變速特性，一個網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖有一致的變速特性，一個轉(zhuǎn)速圖將對應(yīng)一個結(jié)構(gòu)網(wǎng)，如圖轉(zhuǎn)速圖將對應(yīng)一個結(jié)構(gòu)網(wǎng)，如圖416所示為所示為12級傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。級傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。 結(jié)構(gòu)網(wǎng)表示出了各變速組的傳動副數(shù)和各結(jié)構(gòu)網(wǎng)表示出了各變速組的傳動副數(shù)和各變速組的級比指數(shù)，還表示出其傳動順序和擴(kuò)變速組的級比指數(shù)，還表示出其傳動順序和擴(kuò)大順序。大順序。 結(jié)構(gòu)網(wǎng)又可以簡化為結(jié)構(gòu)式，如圖結(jié)構(gòu)網(wǎng)又可以簡化為結(jié)構(gòu)式，如圖416所所示的結(jié)構(gòu)網(wǎng)可用示的結(jié)構(gòu)網(wǎng)可用12=312326的結(jié)構(gòu)式表示，的結(jié)構(gòu)式表示，其中其中12代表轉(zhuǎn)速級數(shù)，代表轉(zhuǎn)速級數(shù)，3、2、2表示變速組的表示變速組的傳動副數(shù)和傳動順序，下標(biāo)

14、傳動副數(shù)和傳動順序，下標(biāo)1、3、6表示各對表示各對應(yīng)變速組的級比指數(shù)。結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式表達(dá)的應(yīng)變速組的級比指數(shù)。結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式表達(dá)的內(nèi)容是相同的，但結(jié)構(gòu)網(wǎng)更加直觀。內(nèi)容是相同的，但結(jié)構(gòu)網(wǎng)更加直觀。 （三轉(zhuǎn)速圖的擬定（三轉(zhuǎn)速圖的擬定 通過對轉(zhuǎn)速圖的擬定和分析可找出通過對轉(zhuǎn)速圖的擬定和分析可找出最佳的傳動系統(tǒng)方案，它是傳動系統(tǒng)最佳的傳動系統(tǒng)方案，它是傳動系統(tǒng)設(shè)計中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。設(shè)計中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。 1變速組及其傳動副數(shù)的確定變速組及其傳動副數(shù)的確定 一定變速級數(shù)的傳動系統(tǒng)可由不同一定變速級數(shù)的傳動系統(tǒng)可由不同數(shù)目的變速組組成。減少變速組的數(shù)數(shù)目的變速組組成。減少變速組的數(shù)目可以縮短傳動鏈

15、，但在總變速級數(shù)目可以縮短傳動鏈，但在總變速級數(shù)一定的情況下，勢必會增加各變速組一定的情況下，勢必會增加各變速組內(nèi)傳動副數(shù)目，并且降速過快，因而內(nèi)傳動副數(shù)目，并且降速過快，因而導(dǎo)致齒輪的徑向尺寸增大。導(dǎo)致齒輪的徑向尺寸增大。 現(xiàn)以現(xiàn)以 18級轉(zhuǎn)速的傳動系統(tǒng)為例，其組成級轉(zhuǎn)速的傳動系統(tǒng)為例，其組成方案有下列三種：方案有下列三種： 18=92；18=63；18=332。 為使傳動系統(tǒng)中齒輪總個數(shù)為最少，每為使傳動系統(tǒng)中齒輪總個數(shù)為最少，每個變速組的傳動副數(shù)最好取個變速組的傳動副數(shù)最好取p=2或或3，并采，并采用雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪進(jìn)行變速。而上述方案用雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪進(jìn)行變速。而上述方案中，方案中，方案需

16、需 9+2=11對齒輪，方案對齒輪，方案需需6+3=9對齒輪，方案對齒輪，方案只需只需3+3+2=8對齒輪，對齒輪，雖然增加了一個變速組，且相應(yīng)多了一根雖然增加了一個變速組，且相應(yīng)多了一根軸，但總的結(jié)構(gòu)尺寸卻可以減小，并且結(jié)軸，但總的結(jié)構(gòu)尺寸卻可以減小，并且結(jié)構(gòu)也比較合理。構(gòu)也比較合理。2確定傳動順序確定傳動順序 傳動順序是指從動力機(jī)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)各傳動順序是指從動力機(jī)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)各變速組傳動副數(shù)的排列順序。在傳動系統(tǒng)變速組傳動副數(shù)的排列順序。在傳動系統(tǒng)中，如果對各變速組的順序進(jìn)行不同的排中，如果對各變速組的順序進(jìn)行不同的排列，則可以得到若干不同的傳動方案。例列，則可以得到若干不同的傳動方案。例如上

17、述如上述18級轉(zhuǎn)速的傳動系統(tǒng)，按傳動順序級轉(zhuǎn)速的傳動系統(tǒng)，按傳動順序排列可得：排列可得： 18=332 18=323 18=233 為了能從這些方案中確定出最佳方案，一般應(yīng)遵循“前多后少的原則，即傳動副數(shù)較多的變速組安排在傳動順序前面，傳動副數(shù)較少的變速組安排在后面。這是由于傳動系統(tǒng)一般為降速傳動，如果把傳動副數(shù)較多的變速組安排在前面，可使其轉(zhuǎn)速較高，從而轉(zhuǎn)矩較小，因此可減小傳動件的尺寸，并可以節(jié)省材料，減少傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量。因此應(yīng)選結(jié)構(gòu)式18=332的方案為好。 3確定變速順序 變速順序是指基本組和擴(kuò)大組的排列順序。 在確定變速順序時，一般應(yīng)采用基本組在前，擴(kuò)大組在后的方案。這時各變速組的

18、變速范圍逐漸增大，在轉(zhuǎn)速圖上表現(xiàn)為前面變速組的傳動比連線分布較緊密，而后面變速組的傳動比連線分布疏松，即“前密后疏” 的原則。它的優(yōu)點是可使前面的各軸轉(zhuǎn)速范圍較小，使最低轉(zhuǎn)速較高并降低最高轉(zhuǎn)速，因此可以減小傳動件的尺寸，并降低噪聲和振動。 如如 12級傳動系統(tǒng)，在級傳動系統(tǒng)，在 12=322中，按基本組和擴(kuò)大組排列順序的不中，按基本組和擴(kuò)大組排列順序的不同可有以下六種方案，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)同可有以下六種方案，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式見圖構(gòu)式見圖417所示。所示。 圖圖417a所示方案的擴(kuò)大順序與所示方案的擴(kuò)大順序與傳動順序一致，其中間軸的變速范圍傳動順序一致，其中間軸的變速范圍較小，最低轉(zhuǎn)速較高，傳遞的轉(zhuǎn)

19、矩較較小，最低轉(zhuǎn)速較高，傳遞的轉(zhuǎn)矩較小，方案最佳。小，方案最佳。4確定各變速組的傳動比確定各變速組的傳動比 對應(yīng)于一個結(jié)構(gòu)式可以有多個轉(zhuǎn)速對應(yīng)于一個結(jié)構(gòu)式可以有多個轉(zhuǎn)速圖方案，因為結(jié)構(gòu)式只能表示傳動順圖方案，因為結(jié)構(gòu)式只能表示傳動順序和變速順序，而并不能確定各個變序和變速順序，而并不能確定各個變速組傳動比的具體數(shù)值。如圖速組傳動比的具體數(shù)值。如圖4-18所所示兩個轉(zhuǎn)速圖中，基本組的三個傳動示兩個轉(zhuǎn)速圖中，基本組的三個傳動比都相鄰一格，擴(kuò)大組的兩個傳動比比都相鄰一格，擴(kuò)大組的兩個傳動比都相鄰三格，這兩個轉(zhuǎn)速圖的結(jié)構(gòu)式都相鄰三格，這兩個轉(zhuǎn)速圖的結(jié)構(gòu)式相同，但各變速組傳動比的數(shù)值不同。相同，但各變速

20、組傳動比的數(shù)值不同。在確定傳動比時應(yīng)考慮以下幾點：在確定傳動比時應(yīng)考慮以下幾點：1各傳動副的傳動比不應(yīng)超出極限傳各傳動副的傳動比不應(yīng)超出極限傳動比。動比。 在降速傳動中，為防止被動齒輪的在降速傳動中，為防止被動齒輪的直徑過大，常限制最小傳動比直徑過大，常限制最小傳動比 umin1/4 ；在升速傳動中，為防止產(chǎn)生；在升速傳動中，為防止產(chǎn)生過大的振動和噪聲，常限制最大傳動比過大的振動和噪聲，常限制最大傳動比 umax2；如用斜齒輪傳動，則；如用斜齒輪傳動，則umax2.5。因此，傳動系統(tǒng)各變速組的。因此，傳動系統(tǒng)各變速組的變速范圍一般為變速范圍一般為 r=umax/umin810。 對于傳動功率較

21、小，傳動件轉(zhuǎn)速對于傳動功率較小，傳動件轉(zhuǎn)速較低、尺寸較小的傳動系統(tǒng)，如進(jìn)較低、尺寸較小的傳動系統(tǒng)，如進(jìn)給傳動系統(tǒng)等，上述范圍可放寬到給傳動系統(tǒng)等，上述范圍可放寬到 umin1/5，umax 2.8，故變速范圍，故變速范圍 r 14。 2盡量提高中間軸的最低轉(zhuǎn)速。 分配降速傳動比時，應(yīng)遵循“前緩后急” 的原則使各變速組逐步降速，即按傳動順序前面的變速組降速慢一些，后面的變速組降速快一些。按照這一原則，可使中間軸的最低轉(zhuǎn)速較高，有利于減小傳動件的尺寸。3分配傳動比時也應(yīng)避免較大的升速傳分配傳動比時也應(yīng)避免較大的升速傳動，因為升速傳動使傳動誤差擴(kuò)大，并引動，因為升速傳動使傳動誤差擴(kuò)大，并引起較大的嚙

22、合沖擊和噪聲。如果在傳動鏈起較大的嚙合沖擊和噪聲。如果在傳動鏈的始端就采用較大的升速齒輪傳動，則將的始端就采用較大的升速齒輪傳動，則將使整個傳動系統(tǒng)的噪聲增大。使整個傳動系統(tǒng)的噪聲增大。 在滿足機(jī)械運動要求的前提下，盡量在滿足機(jī)械運動要求的前提下，盡量縮短傳動鏈?？s短傳動鏈可以減少傳動零縮短傳動鏈。縮短傳動鏈可以減少傳動零件、簡化結(jié)構(gòu)、減小傳動鏈的積累誤差、件、簡化結(jié)構(gòu)、減小傳動鏈的積累誤差、減小傳動鏈的轉(zhuǎn)動慣量。對高速傳動系統(tǒng)減小傳動鏈的轉(zhuǎn)動慣量。對高速傳動系統(tǒng)更應(yīng)盡量采用短的傳動鏈。更應(yīng)盡量采用短的傳動鏈。例題：已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速例題：已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速nm=1460r/min，執(zhí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求三

23、級變速，公比行機(jī)構(gòu)要求三級變速，公比=1.58，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速值分別為值分別為95、150、236r/min，確定轉(zhuǎn)速圖，確定轉(zhuǎn)速圖方案。方案。（1計算總降速比計算總降速比 執(zhí)行構(gòu)件的最低轉(zhuǎn)速執(zhí)行構(gòu)件的最低轉(zhuǎn)速n1=95，n1比電動比電動機(jī) 轉(zhuǎn) 速 低 很 多 ， 所 以 是 降 速 傳 動 。機(jī) 轉(zhuǎn) 速 低 很 多 ， 所 以 是 降 速 傳 動 。umax=nm/n1=1460/95=15.4。 （2確定傳動副數(shù)目確定傳動副數(shù)目 采用一個三聯(lián)齒輪變速組，由于一對齒輪許采用一個三聯(lián)齒輪變速組，由于一對齒輪許用的最大降速比為用的最大降速比為4，至少需要再用一對齒輪，至少需要再用一對齒輪降速。降速。

24、（3確定各對傳動副的傳動比確定各對傳動副的傳動比 如果電動機(jī)與變速箱之間用聯(lián)軸器連接時，如果電動機(jī)與變速箱之間用聯(lián)軸器連接時，可采用三軸二級串聯(lián)降速?？刹捎萌S二級串聯(lián)降速。-軸之間為三軸之間為三聯(lián)齒輪變速組，聯(lián)齒輪變速組，-軸之間為定比齒輪傳動。軸之間為定比齒輪傳動。變速組在前可減小三聯(lián)齒輪尺寸。傳動比變速組在前可減小三聯(lián)齒輪尺寸。傳動比u1=1/3，u2= 1/2， u3= 1/，定比傳動齒，定比傳動齒輪傳動比輪傳動比u4= 1/3。 如果電動機(jī)與變速箱之間用帶傳動，如果電動機(jī)與變速箱之間用帶傳動，增加一級減速，減速比為增加一級減速，減速比為，則傳動比，則傳動比分別為分別為u1=1/2，u

25、2=1/，u3=1，定比，定比傳動齒輪傳動比傳動齒輪傳動比u4= 1/3。此方案優(yōu)。此方案優(yōu)于上一方案，輸入軸轉(zhuǎn)速較低，降低于上一方案，輸入軸轉(zhuǎn)速較低，降低噪聲，三聯(lián)齒輪最小傳動比大于噪聲，三聯(lián)齒輪最小傳動比大于1/4。可減小軸距?？蓽p小軸距。（四齒輪齒數(shù)的確定（四齒輪齒數(shù)的確定 轉(zhuǎn)速圖確定后，可以根據(jù)各對傳動轉(zhuǎn)速圖確定后，可以根據(jù)各對傳動副的傳動比計算齒輪的齒數(shù)或帶輪的直副的傳動比計算齒輪的齒數(shù)或帶輪的直徑。在確定齒數(shù)時應(yīng)注意以下幾點：徑。在確定齒數(shù)時應(yīng)注意以下幾點： 1齒輪副的齒數(shù)和中心距不能太大，齒輪副的齒數(shù)和中心距不能太大，以免齒輪尺寸過大。一般推薦齒數(shù)和以免齒輪尺寸過大。一般推薦齒數(shù)

26、和Sz100120，選用在，選用在100以內(nèi)。以內(nèi)。 2同一變速中的各對齒輪，其中心距同一變速中的各對齒輪，其中心距必須保證相等。必須保證相等。 3最小齒輪的齒數(shù)應(yīng)保證不產(chǎn)生根切。最小齒輪的齒數(shù)應(yīng)保證不產(chǎn)生根切。 4應(yīng)保證最小齒輪裝到軸上應(yīng)具有足應(yīng)保證最小齒輪裝到軸上應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。為保證齒輪的強(qiáng)度，齒根到夠的強(qiáng)度。為保證齒輪的強(qiáng)度，齒根到孔壁或鍵槽的壁厚應(yīng)有足夠的厚度，一孔壁或鍵槽的壁厚應(yīng)有足夠的厚度，一般推薦該厚度值等于或大于般推薦該厚度值等于或大于2倍齒輪模數(shù)。倍齒輪模數(shù)。由此可知，在確定最小齒輪齒數(shù)時，要由此可知，在確定最小齒輪齒數(shù)時，要先估算傳動軸的直徑。先估算傳動軸的直徑。1變速

27、組內(nèi)模數(shù)相同時齒數(shù)的確定變速組內(nèi)模數(shù)相同時齒數(shù)的確定 由于同一變速組內(nèi)各對齒輪的中心距由于同一變速組內(nèi)各對齒輪的中心距應(yīng)相等，當(dāng)模數(shù)相同時，若采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，應(yīng)相等，當(dāng)模數(shù)相同時，若采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，則各對齒輪的齒數(shù)和也相等。降速傳動時，則各對齒輪的齒數(shù)和也相等。降速傳動時，齒數(shù)和應(yīng)由最小傳動比的一對齒輪副確定；齒數(shù)和應(yīng)由最小傳動比的一對齒輪副確定；升速傳動時，應(yīng)由最大傳動比的一對齒輪升速傳動時，應(yīng)由最大傳動比的一對齒輪副確定。根據(jù)同一變速組內(nèi)各對齒輪的中副確定。根據(jù)同一變速組內(nèi)各對齒輪的中心距及齒數(shù)和相等的原理。首先根據(jù)最小心距及齒數(shù)和相等的原理。首先根據(jù)最小傳動比或最大傳動比的一對齒輪副確定最傳

28、動比或最大傳動比的一對齒輪副確定最小齒輪的齒數(shù)及齒數(shù)和，然后確定其他傳小齒輪的齒數(shù)及齒數(shù)和，然后確定其他傳動比的齒輪副的齒數(shù)。動比的齒輪副的齒數(shù)。 2變速組內(nèi)模數(shù)不同時齒數(shù)的確定變速組內(nèi)模數(shù)不同時齒數(shù)的確定 在同一變速組內(nèi)，若不同的嚙合在同一變速組內(nèi)，若不同的嚙合齒輪副采用不同的模數(shù)，確定齒數(shù)時，齒輪副采用不同的模數(shù)，確定齒數(shù)時，必須保證齒輪副的中心距相等。在確必須保證齒輪副的中心距相等。在確定不同模數(shù)的齒輪齒數(shù)時，常需經(jīng)過定不同模數(shù)的齒輪齒數(shù)時，常需經(jīng)過幾次試算才能最后確定。幾次試算才能最后確定。 二、無級變速傳動系統(tǒng)的運動設(shè)計 無級變速傳動系統(tǒng)的類型很多，主要有下列三類： 1電氣無級變速。

29、如直流調(diào)速電動機(jī)、交流調(diào)速電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)及伺服電動機(jī)。 2液力及液氣壓變速。前者采用液力液力及液氣壓變速。前者采用液力變矩器實現(xiàn)無級變速，后者采用節(jié)流調(diào)速或變矩器實現(xiàn)無級變速，后者采用節(jié)流調(diào)速或容積調(diào)速實現(xiàn)無級變速，如液壓缸和液壓馬容積調(diào)速實現(xiàn)無級變速，如液壓缸和液壓馬達(dá)。達(dá)。3機(jī)械無級變速。機(jī)械無級變速機(jī)構(gòu)的類機(jī)械無級變速。機(jī)械無級變速機(jī)構(gòu)的類型很多，但多數(shù)都是利用摩擦傳動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)型很多，但多數(shù)都是利用摩擦傳動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)的。的。 對于調(diào)速范圍大，功率和轉(zhuǎn)矩特性難于對于調(diào)速范圍大，功率和轉(zhuǎn)矩特性難于直接匹配的情況?？偸窃跓o級調(diào)速之后串聯(lián)直接匹配的情況?？偸窃跓o級調(diào)速之后串聯(lián)機(jī)械有級變速傳動，

30、以滿足調(diào)速范圍和轉(zhuǎn)矩機(jī)械有級變速傳動，以滿足調(diào)速范圍和轉(zhuǎn)矩特性的要求。特性的要求。三、三、 傳動件的計算轉(zhuǎn)速傳動件的計算轉(zhuǎn)速 為保證傳動系統(tǒng)零件的強(qiáng)度和壽命，為保證傳動系統(tǒng)零件的強(qiáng)度和壽命，應(yīng)根據(jù)傳動零件工作時的最大負(fù)載進(jìn)行承應(yīng)根據(jù)傳動零件工作時的最大負(fù)載進(jìn)行承載能力計算。載能力計算。 對恒轉(zhuǎn)矩特性的機(jī)械，應(yīng)由工作機(jī)械對恒轉(zhuǎn)矩特性的機(jī)械，應(yīng)由工作機(jī)械的轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性確定各傳動零件的最大負(fù)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性確定各傳動零件的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。載轉(zhuǎn)矩。 在設(shè)計可調(diào)傳動比的傳動系統(tǒng)時，應(yīng)在設(shè)計可調(diào)傳動比的傳動系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)機(jī)械的作業(yè)特點進(jìn)行具體分析，確定根據(jù)機(jī)械的作業(yè)特點進(jìn)行具體分析，確定傳動零件的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩

31、。不少機(jī)械已有傳動零件的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。不少機(jī)械已有行業(yè)設(shè)計規(guī)范和方法，設(shè)計時要采用。行業(yè)設(shè)計規(guī)范和方法，設(shè)計時要采用。 普通，應(yīng)按傳遞動力機(jī)全部功率時各普通，應(yīng)按傳遞動力機(jī)全部功率時各級轉(zhuǎn)速中的最低轉(zhuǎn)速計算零件的最大負(fù)級轉(zhuǎn)速中的最低轉(zhuǎn)速計算零件的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。通常把傳遞動力機(jī)全部功率時載轉(zhuǎn)矩。通常把傳遞動力機(jī)全部功率時的最低轉(zhuǎn)速，稱為該傳動零件的計算轉(zhuǎn)的最低轉(zhuǎn)速，稱為該傳動零件的計算轉(zhuǎn)速速nj。 舉例：中型通用機(jī)床車床、銑床舉例：中型通用機(jī)床車床、銑床和用途較廣的半自動機(jī)床主軸計算轉(zhuǎn)速和用途較廣的半自動機(jī)床主軸計算轉(zhuǎn)速為：為： nj=nmin(Z/3-1)nmin主軸最低轉(zhuǎn)速，主軸最低轉(zhuǎn)速，Z

32、級數(shù)級數(shù) 上式表示，如把主軸的全部轉(zhuǎn)速上式表示，如把主軸的全部轉(zhuǎn)速Z分為三分為三等分，則從低速起的第一個三分之一轉(zhuǎn)速級等分，則從低速起的第一個三分之一轉(zhuǎn)速級數(shù)中的最高一級轉(zhuǎn)速作為主軸的計算轉(zhuǎn)速。數(shù)中的最高一級轉(zhuǎn)速作為主軸的計算轉(zhuǎn)速。從計算轉(zhuǎn)速開始的以上各級轉(zhuǎn)速都能傳遞動從計算轉(zhuǎn)速開始的以上各級轉(zhuǎn)速都能傳遞動力機(jī)的全部功率，低于計算轉(zhuǎn)速的各級轉(zhuǎn)速力機(jī)的全部功率，低于計算轉(zhuǎn)速的各級轉(zhuǎn)速都不能傳遞動力機(jī)的全部功率。都不能傳遞動力機(jī)的全部功率。 傳動系統(tǒng)中其余中間傳動零件的計算轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)中其余中間傳動零件的計算轉(zhuǎn)速為能實現(xiàn)傳遞動力機(jī)全部功率的各級轉(zhuǎn)速速為能實現(xiàn)傳遞動力機(jī)全部功率的各級轉(zhuǎn)速中的最低轉(zhuǎn)速。

33、中的最低轉(zhuǎn)速。 下圖某通用車床的轉(zhuǎn)速圖中，下圖某通用車床的轉(zhuǎn)速圖中，1.26，主軸（，主軸（軸的計算轉(zhuǎn)速軸的計算轉(zhuǎn)速為為nj=95r/min， 軸的計算轉(zhuǎn)速軸的計算轉(zhuǎn)速為為118r/min， 軸的計算轉(zhuǎn)速為軸的計算轉(zhuǎn)速為300r/min， 軸的計算轉(zhuǎn)速為軸的計算轉(zhuǎn)速為750r/min，軸計算轉(zhuǎn)速為軸計算轉(zhuǎn)速為1450r/min。如圖某通用車床的轉(zhuǎn)速圖中，如圖某通用車床的轉(zhuǎn)速圖中，主軸（主軸（軸的計算轉(zhuǎn)速為軸的計算轉(zhuǎn)速為 nj=451.41(6/3-1)=63r/min軸的計算轉(zhuǎn)速為軸的計算轉(zhuǎn)速為250r/min， 軸的計算轉(zhuǎn)速為軸的計算轉(zhuǎn)速為500r/min， 軸的計算轉(zhuǎn)速為軸的計算轉(zhuǎn)速為10

34、00r/min。 四、四、 變速箱設(shè)計概述變速箱設(shè)計概述（一變速箱的組成和要求（一變速箱的組成和要求 將變速裝置、起停和換向裝置、制動將變速裝置、起停和換向裝置、制動裝置及安全保護(hù)裝置裝在一個箱體中，并裝置及安全保護(hù)裝置裝在一個箱體中，并根據(jù)變速要求設(shè)置相應(yīng)的操縱機(jī)構(gòu)和潤滑根據(jù)變速要求設(shè)置相應(yīng)的操縱機(jī)構(gòu)和潤滑系統(tǒng)，就構(gòu)成了變速箱。系統(tǒng)，就構(gòu)成了變速箱。 變速箱的設(shè)計依據(jù)是傳動系統(tǒng)的運動變速箱的設(shè)計依據(jù)是傳動系統(tǒng)的運動設(shè)計，一般應(yīng)滿足如下要求：設(shè)計，一般應(yīng)滿足如下要求： 1運動方面的要求：如變速范圍、變運動方面的要求：如變速范圍、變速級數(shù)、轉(zhuǎn)速等。速級數(shù)、轉(zhuǎn)速等。 2使用性能和聯(lián)接尺寸上的要求：

35、使用性能和聯(lián)接尺寸上的要求：使用性能包括幾何精度、剛度、抗振性、使用性能包括幾何精度、剛度、抗振性、噪聲、傳動效率以及操作是否省力方便噪聲、傳動效率以及操作是否省力方便等。聯(lián)接尺寸包括技術(shù)參數(shù)尺寸、安裝等。聯(lián)接尺寸包括技術(shù)參數(shù)尺寸、安裝尺寸和外廓尺寸等。尺寸和外廓尺寸等。 3結(jié)構(gòu)工藝性能的要求：包括毛坯結(jié)構(gòu)工藝性能的要求：包括毛坯制造工藝性和熱處理工藝性、機(jī)械加工制造工藝性和熱處理工藝性、機(jī)械加工工藝性、裝配工藝性以及檢驗、調(diào)整和工藝性、裝配工藝性以及檢驗、調(diào)整和維修的方便性。維修的方便性。 4遵守標(biāo)準(zhǔn)化和通用化原則。遵守標(biāo)準(zhǔn)化和通用化原則。 （二箱內(nèi)各軸線的布置及軸的安裝（二箱內(nèi)各軸線的布置

36、及軸的安裝 1.箱內(nèi)各軸線的布置箱內(nèi)各軸線的布置 不同類型的機(jī)械其功用不同，要求不不同類型的機(jī)械其功用不同，要求不同，總體布局及結(jié)構(gòu)也不同。變速箱的同，總體布局及結(jié)構(gòu)也不同。變速箱的設(shè)計除應(yīng)滿足前述要求外，還應(yīng)考慮機(jī)設(shè)計除應(yīng)滿足前述要求外，還應(yīng)考慮機(jī)械的總體布局，即變速箱的安裝位置、械的總體布局，即變速箱的安裝位置、大小形狀以及工作要求。在布置箱內(nèi)各大小形狀以及工作要求。在布置箱內(nèi)各軸線時通常應(yīng)考慮如下幾點：軸線時通常應(yīng)考慮如下幾點：1應(yīng)考慮各軸線的傳動順序。應(yīng)考慮各軸線的傳動順序。2考慮各軸的空間位置，盡量縮小徑向考慮各軸的空間位置，盡量縮小徑向尺寸，同時應(yīng)考慮加工工藝性。為了縮尺寸，同時應(yīng)

37、考慮加工工藝性。為了縮小徑向尺寸和簡化工藝，可使箱體內(nèi)某小徑向尺寸和簡化工藝，可使箱體內(nèi)某些軸線重合。些軸線重合。3)考慮操縱方式對軸線布置的影響。當(dāng)考慮操縱方式對軸線布置的影響。當(dāng)采用機(jī)械方式對裝在軸上的離合器、滑采用機(jī)械方式對裝在軸上的離合器、滑移齒輪、制動器等進(jìn)行操縱時，為方便移齒輪、制動器等進(jìn)行操縱時，為方便操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計，應(yīng)使這些軸盡量靠近操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計，應(yīng)使這些軸盡量靠近操縱機(jī)構(gòu)，并且應(yīng)留有一定的空間以便操縱機(jī)構(gòu)，并且應(yīng)留有一定的空間以便于調(diào)整。于調(diào)整。 2軸的安裝軸的安裝 軸在箱體內(nèi)的安裝，一般用軸承支承。軸軸在箱體內(nèi)的安裝，一般用軸承支承。軸承的類型可根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速和所承受的載荷

38、來選承的類型可根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速和所承受的載荷來選擇。軸的轉(zhuǎn)速高時，應(yīng)選用滾動軸承；載荷較擇。軸的轉(zhuǎn)速高時，應(yīng)選用滾動軸承；載荷較大時，應(yīng)選用圓柱滾子軸承。當(dāng)軸有可能承受大時，應(yīng)選用圓柱滾子軸承。當(dāng)軸有可能承受軸向載荷時還應(yīng)對軸進(jìn)行軸向固定。軸向固定軸向載荷時還應(yīng)對軸進(jìn)行軸向固定。軸向固定的方法有兩種，一種是一端固定，另一種是兩的方法有兩種，一種是一端固定，另一種是兩端固定。一端固定可使軸受熱后自由延伸，不端固定。一端固定可使軸受熱后自由延伸，不會產(chǎn)生熱應(yīng)力，因此宜用于長軸。會產(chǎn)生熱應(yīng)力，因此宜用于長軸。 另外，還應(yīng)注意軸向定位，每一根軸必須另外，還應(yīng)注意軸向定位，每一根軸必須雙向定位。否則，有可能發(fā)生軸向串動。雙向定位。否則，有可能發(fā)生軸向串動。（三齒輪在軸上的布置與排列（三齒輪在軸上的布置與排列 在變速傳動組內(nèi)，應(yīng)盡量以較小的齒在變速傳動組內(nèi)，應(yīng)盡量以較小的齒輪作為滑移齒輪，使滑移省力。輪作為滑移齒輪，使滑移省力。 齒輪滑移時必須使原處于嚙合狀態(tài)的齒輪滑移時必須使原處于嚙合狀態(tài)的齒輪完全脫開后，才能與另一齒輪進(jìn)入齒輪完全脫開后，才能與另一齒輪進(jìn)入嚙合。因此，雙聯(lián)滑移齒輪傳動組占用嚙合。因此，雙聯(lián)滑移齒輪傳動組占用的軸向長度為的軸向長度為B