第八章傳動設(shè)計

1、 第八章第八章 傳傳 動動 設(shè)設(shè) 計計 第一節(jié)第一節(jié) 分級變速傳動鏈設(shè)計分級變速傳動鏈設(shè)計 一、分級變速機構(gòu)的轉(zhuǎn)速圖、結(jié)構(gòu)網(wǎng)一、分級變速機構(gòu)的轉(zhuǎn)速圖、結(jié)構(gòu)網(wǎng)1. 1.轉(zhuǎn)速圖轉(zhuǎn)速圖 以表格和連線的方式繪制而成的。以表格和連線的方式繪制而成的。 表達表達主軸每一級主軸每一級轉(zhuǎn)速是通過哪些傳動副得到的，這些傳動副之間的關(guān)系如轉(zhuǎn)速是通過哪些傳動副得到的，這些傳動副之間的關(guān)系如何，各傳動軸的轉(zhuǎn)速等何，各傳動軸的轉(zhuǎn)速等。 1)1)用途：用途： . .用轉(zhuǎn)速圖對現(xiàn)有的機床傳動鏈進行用轉(zhuǎn)速圖對現(xiàn)有的機床傳動鏈進行分析和比較分析和比較。 . .設(shè)計設(shè)計新的機床的傳動鏈。新的機床的傳動鏈。例：例： 設(shè)有一中型車床

2、，傳動系統(tǒng)圖如圖示。設(shè)有一中型車床，傳動系統(tǒng)圖如圖示。主軸轉(zhuǎn)速共主軸轉(zhuǎn)速共1212級：級：31.531.5，4545，6363，9090，125125，180180，250250，355355，500500，710710，10001000，1400r1400rminmin。公比。公比=1=14141。電動機轉(zhuǎn)速為電動機轉(zhuǎn)速為1440r1440rminmin。傳動系統(tǒng)內(nèi)傳動系統(tǒng)內(nèi)共四根軸共四根軸：電動機軸和電動機軸和軸軸至至。其中軸其中軸為主軸為主軸。軸軸之間為之間為傳動組傳動組a a，-和和之間之間分別為分別為傳動組傳動組b b和和c c。 2) 繪制方法繪制方法: (1).距離相等的一組豎線

3、代表各距離相等的一組豎線代表各軸。軸。軸號按順序用大寫羅馬數(shù)軸號按順序用大寫羅馬數(shù)字寫在上面。豎線間的距離不字寫在上面。豎線間的距離不代表中心距代表中心距。(2).距離相等的一組水平線代表距離相等的一組水平線代表各級轉(zhuǎn)速各級轉(zhuǎn)速,采用對數(shù)坐標。采用對數(shù)坐標。(3).豎線與水平線的豎線與水平線的交點交點(圓圈圓圈),表示傳動軸上實際具有表示傳動軸上實際具有 的的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速。(4).各軸之間的連線的傾斜方式各軸之間的連線的傾斜方式代表傳動副的代表傳動副的傳動比傳動比。 (5).a、b、c 表示表示傳動組傳動組第二變速第二變速b組組 （軸（軸間），間）， Pb=2, 傳動比傳動比分別是分別是 :142

4、4241.1182.216222231bbii第一變速第一變速 a組組（軸（軸之間），之間）， Pa=3 ； 傳動比傳動比分分 別是別是:13636141.11423012148243221aaaiii 電動機軸與軸電動機軸與軸之間的連線代之間的連線代表表皮帶定比傳動皮帶定比傳動，其，其傳動比傳動比為：為：i 126 256 = 12 = 12N1=1440 126 256 r rmin min =710r0rmin min 2241230601417218ccii第三變速第三變速c組組 的變速范圍的變速范圍 ：6 = 1.416 = 8 = Rn（軸（軸之間）之間） Pc=2 傳動比傳動比分

5、別是：分別是： 分析轉(zhuǎn)速圖可知：分析轉(zhuǎn)速圖可知： (1).主軸各級轉(zhuǎn)速的傳動路線主軸各級轉(zhuǎn)速的傳動路線 在圖上就是從電動機起，通過哪些在圖上就是從電動機起，通過哪些連線傳到主軸的。連線傳到主軸的。 (2).在主軸得到連續(xù)的等比數(shù)列條件下，所需的在主軸得到連續(xù)的等比數(shù)列條件下，所需的傳動組數(shù)傳動組數(shù)和和每個傳每個傳動組中的傳動副數(shù)動組中的傳動副數(shù)。 (3).傳動組的級比指數(shù)傳動組的級比指數(shù)， 即主動軸上同一點，傳往被動即主動軸上同一點，傳往被動軸相鄰兩連線代表傳動組內(nèi)相鄰兩個傳動比，它們與被軸相鄰兩連線代表傳動組內(nèi)相鄰兩個傳動比，它們與被動軸交點之間相距的格數(shù)，代表動軸交點之間相距的格數(shù)，代表相

6、鄰兩傳動比之比值相鄰兩傳動比之比值 的指數(shù)的指數(shù)x，稱為稱為級比指數(shù)級比指數(shù)。 (4).基本組和擴大組基本組和擴大組，要使，要使主軸轉(zhuǎn)速為連續(xù)的等比數(shù)列，主軸轉(zhuǎn)速為連續(xù)的等比數(shù)列，必須有一個必須有一個傳動比的級比指傳動比的級比指數(shù)為數(shù)為1，這個傳動組稱為，這個傳動組稱為基基本組本組。指級比大于。指級比大于的稱為的稱為擴大組擴大組，按變速范圍大小順，按變速范圍大小順序排列為一擴組，二擴組。序排列為一擴組，二擴組。 一般采取基本組在前，一擴組，二擴組一般采取基本組在前，一擴組，二擴組的順序的順序 。 基本組和擴大組的關(guān)系：基本組和擴大組的關(guān)系： X為級比指數(shù)，為級比指數(shù)，P為傳動副數(shù)則：為傳動副數(shù)

7、則：基本組中基本組中 X0=1一擴組中一擴組中 X1=X0P0=P0 二擴組中二擴組中 X2=X1P1=X0P0P1=P0P1 三擴組中三擴組中 X3= X2P2= X1P1P2=P0P1P2 即：即：級比指數(shù)等于前面各傳動副數(shù)的乘積。級比指數(shù)等于前面各傳動副數(shù)的乘積。 這就是這就是“前密后疏前密后疏”的原則。的原則。(5).各傳動組的變速范圍各傳動組的變速范圍，變速組變速組中最大與中最大與 最小傳動比的比值：最小傳動比的比值：Rn = Rn = Umax/ UminUmax/ Umin 2. 2.結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)網(wǎng)：結(jié)構(gòu)網(wǎng)：用對稱的形式，將傳動比的相對關(guān)系畫成線圖。用對稱的

8、形式，將傳動比的相對關(guān)系畫成線圖。 作作 用：用：運動設(shè)計時，對各種不同的傳動方案進行分析運動設(shè)計時，對各種不同的傳動方案進行分析比較，以確定合理的傳動方案。比較，以確定合理的傳動方案。 注注 意：意：結(jié)構(gòu)網(wǎng)只表示傳動比的相對關(guān)系，而不表示傳結(jié)構(gòu)網(wǎng)只表示傳動比的相對關(guān)系，而不表示傳動比和轉(zhuǎn)速的絕對值。動比和轉(zhuǎn)速的絕對值。 把結(jié)構(gòu)網(wǎng)寫成把結(jié)構(gòu)網(wǎng)寫成結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式: : 以以1212級為例級為例 12 = 312 = 31 1 2 23 3 2 26 6 1212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)1）傳動鏈的組成和傳動順）傳動鏈的組成和傳動順序序 12 = 3 2 22）各傳動組的級比指數(shù)，）各傳

9、動組的級比指數(shù)，即下標為即下標為 1、3、63）擴大順序：）擴大順序：基本組基本組、一擴組一擴組、二擴組二擴組。 從級比指數(shù)看從級比指數(shù)看 出。出。4）各變速范圍：）各變速范圍：變速組中最變速組中最大與最小傳動比的比值。大與最小傳動比的比值。Rn Rn = = Umax/ UminUmax/ Umin結(jié)構(gòu)網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)和和結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式說明下列問題：說明下列問題：以以1212級主軸變速為例：級主軸變速為例： 二二. .主傳動鏈轉(zhuǎn)速圖的擬訂主傳動鏈轉(zhuǎn)速圖的擬訂 1 1、傳動組和傳動副數(shù)的確定傳動組和傳動副數(shù)的確定 傳動組和傳動副數(shù)可能的方案有：傳動組和傳動副數(shù)可能的方案有： a: 12 = 4 3 12

10、 = 3 4 b: 12=3 2 2 12=2 3 2 12=2 2 3 通過分析取通過分析取 12 = 3 2 2 的方案為好。的方案為好。 這就是這就是“前多后少前多后少”的原則。的原則。 2 2、 結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式各種方案的選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式各種方案的選擇 在在 12 = 3 2 2 中，因基本組和擴大組排列順序的不同中，因基本組和擴大組排列順序的不同而有不同的方案?？赡艿牧N方案，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式見下圖。而有不同的方案?？赡艿牧N方案，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式見下圖。在這些方案中，可根據(jù)下列原則選擇最佳方案。在這些方案中，可根據(jù)下列原則選擇最佳方案。 （1）傳動副的極限傳動比和傳動組的極限變速范

11、圍傳動副的極限傳動比和傳動組的極限變速范圍 同一變速組中同一變速組中變速范圍是變速組中最大與最小傳動比的比值變速范圍是變速組中最大與最小傳動比的比值 即：即：R = R = nmax / / nmin = = Umax/ Umin Umax/ Umin = = (P(P1)X 1)X 系統(tǒng)最后一根軸的變速范圍等于各變速范圍的乘積系統(tǒng)最后一根軸的變速范圍等于各變速范圍的乘積。 在主運動傳動時在主運動傳動時, ,為防止被動齒輪直徑過大為防止被動齒輪直徑過大, ,影響機構(gòu)的徑影響機構(gòu)的徑向尺寸。向尺寸。降速時降速時 Umin 1/4Umin 1/4 升速時為傳動平穩(wěn)，升速時為傳動平穩(wěn)，減少噪聲減少噪

12、聲 Umax2Umax2 斜齒傳動斜齒傳動 Umax2.5Umax2.5 1/4U 2-2.5 1/4U 2-2.5 最大傳動組的變速范圍：最大傳動組的變速范圍：RmaxRmax= Umax/ Umin=8-10Umax/ Umin=8-10 進給運動傳動時進給運動傳動時, ,由于傳動功率小由于傳動功率小, ,轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)速低, ,尺寸較小尺寸較小, ,可可以放寬限制以放寬限制 1/5U2.8 1/5U2.8 RmaxRmax= Umax/ Umin=14Umax/ Umin=14 一般檢查傳動組的變速范圍時，一般檢查傳動組的變速范圍時，只檢查最后一個擴大只檢查最后一個擴大組就可以了。組就可以了。

13、方案方案 a、b、 c、e 的第二擴大組的第二擴大組 X26，p22， 則則 R2 6 （2-1） = 6 。 141，則，則 R2= 1.416 = 8 = Rmax，是，是可行可行的。的。方案方案 d 和和 f 的第二擴大組的第二擴大組 x24，p23, R2 4 （3-1） = 8 16Rmax，是，是不可行不可行的。的。（2）基本組和擴大組的排列順序）基本組和擴大組的排列順序n 在可行的四種結(jié)構(gòu)網(wǎng)（式）方案在可行的四種結(jié)構(gòu)網(wǎng)（式）方案 a、b、c、e 中，中，還要進行比較以選擇最佳方案。原則是選擇中間傳動軸還要進行比較以選擇最佳方案。原則是選擇中間傳動軸(本例如軸本例如軸 、 ) 變速

14、范圍最小變速范圍最小的方案。的方案。 因為如果各方案同號傳動軸的最高轉(zhuǎn)速相同，則變速因為如果各方案同號傳動軸的最高轉(zhuǎn)速相同，則變速范圍小的，最低轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)矩較小，傳動件的尺寸也范圍小的，最低轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)矩較小，傳動件的尺寸也就可以小些。就可以小些。 比較圖比較圖84的方案的方案a、b、c、e，方案方案a的中間傳動的中間傳動軸變速范圍最小，故方案軸變速范圍最小，故方案 a 最佳最佳。即如果沒有別的要求，。即如果沒有別的要求，則應盡量使則應盡量使擴大順序與傳動傾序一致擴大順序與傳動傾序一致。n3擬定轉(zhuǎn)速圖擬定轉(zhuǎn)速圖n 電動機和主軸的轉(zhuǎn)速是已定的，當選定了結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)電動機和主軸的轉(zhuǎn)速是已定的，當

15、選定了結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式后，就可分配各傳動紀的傳動比并確定中間軸的轉(zhuǎn)速。再式后，就可分配各傳動紀的傳動比并確定中間軸的轉(zhuǎn)速。再加上定比傳動，就可畫出轉(zhuǎn)速圖。中間軸的轉(zhuǎn)速如果能高一加上定比傳動，就可畫出轉(zhuǎn)速圖。中間軸的轉(zhuǎn)速如果能高一些，傳動件的尺寸也就可以小一些。但是，些，傳動件的尺寸也就可以小一些。但是，中間軸如果轉(zhuǎn)速中間軸如果轉(zhuǎn)速過高，將會引起過大的振動、發(fā)熱和噪聲過高，將會引起過大的振動、發(fā)熱和噪聲。通常，希望齒輪。通常，希望齒輪的線速度不超過的線速度不超過1215ms。對于小型車、鉆、銑等機床，。對于小型車、鉆、銑等機床，中間軸的最高轉(zhuǎn)速不宜超過電動機的轉(zhuǎn)速中間軸的最高轉(zhuǎn)速不宜超過電動機的轉(zhuǎn)

16、速。對于小型機床相。對于小型機床相精密機床，由于功率較小，傳動件不會太大。這時振動、發(fā)精密機床，由于功率較小，傳動件不會太大。這時振動、發(fā)熱和噪聲是應該考慮的主要問題。因此，更要注重限制中間熱和噪聲是應該考慮的主要問題。因此，更要注重限制中間軸的轉(zhuǎn)速，不使過高。軸的轉(zhuǎn)速，不使過高。 轉(zhuǎn)速圖繪制實例轉(zhuǎn)速圖繪制實例12Z41.1min/5 .31minrn 中型車床主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列中型車床主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列31.5456390125180250355500710 1000 140012232126例：中型車床例：中型車床。n結(jié)構(gòu)式有三個傳動組，需結(jié)構(gòu)式有三個傳動組，需4軸。加上電機軸共軸。加上電機軸共5

17、軸。故轉(zhuǎn)軸。故轉(zhuǎn)速圖需速圖需5條豎線條豎線。主軸共。主軸共12級轉(zhuǎn)速，電機軸轉(zhuǎn)速與主軸級轉(zhuǎn)速，電機軸轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近，故需最高轉(zhuǎn)速相近，故需12條橫線條橫線。n注明主軸的各級轉(zhuǎn)速。電機轉(zhuǎn)速也在電機軸上注明。注明主軸的各級轉(zhuǎn)速。電機轉(zhuǎn)速也在電機軸上注明。n中間各軸的轉(zhuǎn)速可從電機軸開始往后推，也可從主軸開中間各軸的轉(zhuǎn)速可從電機軸開始往后推，也可從主軸開始往前推。通常前推比較方便。即先決定軸始往前推。通常前推比較方便。即先決定軸的轉(zhuǎn)速。的轉(zhuǎn)速。第三變速組第三變速組 c 的變速范圍的變速范圍 ：6 = 1.416 = 8 = Rmax（軸（軸之間的變速組）之間的變速組） Pc=2 傳動比分別是：

18、傳動比分別是： ic114 14 ；ic221 = 21 這樣就確定了軸這樣就確定了軸的六種轉(zhuǎn)速只有一種可能，即為的六種轉(zhuǎn)速只有一種可能，即為125、180、250、 710 rmin 。 決定軸決定軸的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速。傳動組。傳動組b的級比指數(shù)為的級比指數(shù)為3，在傳動比極，在傳動比極限位的范圍內(nèi)，軸限位的范圍內(nèi)，軸的轉(zhuǎn)速最高可為的轉(zhuǎn)速最高可為500、710、1000 rmin ，最低以為，最低以為180、250、355 rmin 。為了避免升速，。為了避免升速，又不使傳動比太小，可取又不使傳動比太小，可取:ib113 =1/2.8 =1/2.8；ib2 10 =1/ /1；第一變速第一變速 a組

19、（軸組（軸間），間）， Pa=3 ；傳動比分；傳動比分 別是別是:ia112 = 12 ； ia211 = 11.41 ；ia310 =11 ； 這樣確定了軸這樣確定了軸的轉(zhuǎn)速為的轉(zhuǎn)速為 710 rmin。 電機軸與軸電機軸與軸間為帶傳動傳動比按近間為帶傳動傳動比按近 1 2= 12 。在圖上補足各連線，就可得到如圖在圖上補足各連線，就可得到如圖82的轉(zhuǎn)速圖。的轉(zhuǎn)速圖。 還可以有另外一些方案。例如還可以有另外一些方案。例如把軸把軸、的轉(zhuǎn)速都降的轉(zhuǎn)速都降低一格低一格。這樣的轉(zhuǎn)速圖見圖。這樣的轉(zhuǎn)速圖見圖86。這個方案的。這個方案的優(yōu)點是優(yōu)點是軸軸、 、 的最高轉(zhuǎn)速和為的最高轉(zhuǎn)速和為(500+500

20、+710)rmin 1710rmin，比圖，比圖82所示方案的所示方案的 710 x 3 = 2130rmin降低降低了約了約20，有利于減少發(fā)熱和降低噪聲。，有利于減少發(fā)熱和降低噪聲。 缺點是缺點是軸軸、的最的最低轉(zhuǎn)速要低一些，故這兩根低轉(zhuǎn)速要低一些，故這兩根軸及傳動組軸及傳動組 a 和和 b 的齒輪的齒輪模數(shù)都有可能要略大一些。模數(shù)都有可能要略大一些。被動帶輪直徑也要大一些。被動帶輪直徑也要大一些。n也可選擇下圖也可選擇下圖a）的方案。皮帶傳）的方案。皮帶傳動副的傳動比仍為動副的傳動比仍為1： ，但改變，但改變傳動組傳動組a的傳動比。這個方案避免的傳動比。這個方案避免了被動帶輪直徑加大的缺

21、點，傳動了被動帶輪直徑加大的缺點，傳動軸最高轉(zhuǎn)速和比圖軸最高轉(zhuǎn)速和比圖82的方案低，的方案低，但比圖但比圖86的方案高。帶來的缺點的方案高。帶來的缺點是傳動組是傳動組a的最大被動齒輪較大的最大被動齒輪較大。此外，還可以有其它方案。例如保留圖此外，還可以有其它方案。例如保留圖86中各傳動組不變，改用六極中各傳動組不變，改用六極電動機，轉(zhuǎn)速為電動機，轉(zhuǎn)速為960rmin 。這樣帶傳動的傳動比仍為。這樣帶傳動的傳動比仍為1： 。缺點是。缺點是電動機的體積要大一些，貴一些。從這里可以看出，設(shè)計方案是很多的，電動機的體積要大一些，貴一些。從這里可以看出，設(shè)計方案是很多的，各有利弊。設(shè)計時應權(quán)衡得失，根據(jù)

22、具體情況，進行選擇各有利弊。設(shè)計時應權(quán)衡得失，根據(jù)具體情況，進行選擇。四、齒輪齒數(shù)的確定四、齒輪齒數(shù)的確定 1. 1.原則原則 a a 、一對齒輪副的齒數(shù)和一對齒輪副的齒數(shù)和Sz100Sz100120120。若過大會加大兩軸向。若過大會加大兩軸向的中心距，使機床結(jié)構(gòu)龐大，并產(chǎn)生噪音。的中心距，使機床結(jié)構(gòu)龐大，并產(chǎn)生噪音。 b b、最小齒輪的齒數(shù)要盡可能小最小齒輪的齒數(shù)要盡可能小，在不產(chǎn)生根切情況下，一般，在不產(chǎn)生根切情況下，一般取最小齒數(shù)取最小齒數(shù)Zmin18-20Zmin18-20。為保證齒輪的強度，。為保證齒輪的強度，鍵槽到齒根圓的壁鍵槽到齒根圓的壁厚厚a2ma2m。 擬訂擬訂轉(zhuǎn)速圖轉(zhuǎn)速圖

23、后，確定后，確定帶輪直徑帶輪直徑和和齒輪齒數(shù)齒輪齒數(shù)。 c c、兩軸最小中心距應取得適當兩軸最小中心距應取得適當，若，若SzSz太小，則中心距太小，則中心距過小，將導致兩軸上的軸承及其它結(jié)構(gòu)之間的距離過近或過小，將導致兩軸上的軸承及其它結(jié)構(gòu)之間的距離過近或相碰。相碰。 d d、同一變速組內(nèi)齒輪的摸數(shù)要盡量相同同一變速組內(nèi)齒輪的摸數(shù)要盡量相同，因為可以簡，因為可以簡化設(shè)計和制造，同一組內(nèi)的齒輪副的受力和速度差異不大。化設(shè)計和制造，同一組內(nèi)的齒輪副的受力和速度差異不大。 e e、實際傳動比與轉(zhuǎn)速圖傳動比誤差實際傳動比與轉(zhuǎn)速圖傳動比誤差, ,一般不超過一般不超過1010（-1-1）% %。 f f、

24、三聯(lián)齒輪相臨齒輪的齒數(shù)差必須大于三聯(lián)齒輪相臨齒輪的齒數(shù)差必須大于4 4。避免齒頂。避免齒頂相碰。相碰。 g g、聯(lián)，聯(lián)，聯(lián)滑移齒輪必須有安放撥叉的位置聯(lián)滑移齒輪必須有安放撥叉的位置，結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)上有整體和組裝式。上有整體和組裝式。2 2變速組內(nèi)齒輪模數(shù)相同時齒輪齒數(shù)的確定變速組內(nèi)齒輪模數(shù)相同時齒輪齒數(shù)的確定 在同一變速組內(nèi)的齒輪可取相同的模數(shù)，也可取不同在同一變速組內(nèi)的齒輪可取相同的模數(shù)，也可取不同的模數(shù)。后者只有在一些特殊情況下，如最后擴大組或背的模數(shù)。后者只有在一些特殊情況下，如最后擴大組或背輪傳動中，因各齒輪副的速度變化大，受力情況相差也較輪傳動中，因各齒輪副的速度變化大，受力情況相差也較

25、大，在同一變速組內(nèi)中采用不同模數(shù)。大，在同一變速組內(nèi)中采用不同模數(shù)。 為了便于設(shè)計與制造，主傳動系統(tǒng)中所采用的齒輪為了便于設(shè)計與制造，主傳動系統(tǒng)中所采用的齒輪模數(shù)的種類盡可能少一些。模數(shù)的種類盡可能少一些。 1 1）查表法）查表法：若轉(zhuǎn)速圖上齒輪副的若轉(zhuǎn)速圖上齒輪副的傳動比是標準公比的傳動比是標準公比的整數(shù)次方整數(shù)次方，變速組內(nèi)的齒輪模數(shù)相同時，齒數(shù)和以及小齒輪的齒，變速組內(nèi)的齒輪模數(shù)相同時，齒數(shù)和以及小齒輪的齒數(shù)可從數(shù)可從P162P162頁頁表表7-2中查得中查得.例如圖所示的傳動組例如圖所示的傳動組a中中。ua13636111 ua2364211.4111ua32448121 4. 4.設(shè)

26、計步驟設(shè)計步驟 設(shè)計的已知條件為機床的類型，極限轉(zhuǎn)速，設(shè)計設(shè)計的已知條件為機床的類型，極限轉(zhuǎn)速，設(shè)計的目的，擬訂的目的，擬訂傳動系統(tǒng)圖傳動系統(tǒng)圖。 （1）選定）選定公比公比，計算轉(zhuǎn)速，計算轉(zhuǎn)速級數(shù)級數(shù)Z，并選擇，并選擇各級轉(zhuǎn)速各級轉(zhuǎn)速 。 （2）根據(jù)）根據(jù)“前多后少前多后少”，“前密后疏前密后疏”的原則擬訂的原則擬訂結(jié)結(jié)構(gòu)式構(gòu)式 。 （3）根據(jù)）根據(jù)“前緩后急前緩后急”的原則擬訂的原則擬訂轉(zhuǎn)速圖轉(zhuǎn)速圖。 （4）確定）確定帶輪直徑帶輪直徑和和齒輪齒數(shù)齒輪齒數(shù)。 （5）擬訂）擬訂傳動系統(tǒng)圖傳動系統(tǒng)圖。五、 計算轉(zhuǎn)速M 傳動件所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩傳動件所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩 目目 的：的：確定傳動件的結(jié)構(gòu)尺寸

27、并核算其強度。確定傳動件的結(jié)構(gòu)尺寸并核算其強度。計算依據(jù)：計算依據(jù)：nNM9550N傳動件所傳遞的功率；傳動件所傳遞的功率；n傳動件的轉(zhuǎn)速。傳動件的轉(zhuǎn)速。一、一、 機床的功率轉(zhuǎn)矩特性機床的功率轉(zhuǎn)矩特性定義：功率或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。定義：功率或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。1、直線運動機床的功率轉(zhuǎn)矩特性、直線運動機床的功率轉(zhuǎn)矩特性切削速度對切削力的影響不大。切削速度對切削力的影響不大。作直線運動的作直線運動的執(zhí)行件執(zhí)行件在任意速度下，在任意速度下，都有可能承受最大切削力。都有可能承受最大切削力。 拖動直線運動執(zhí)行件的拖動直線運動執(zhí)行件的傳動件傳動件，在，在任意轉(zhuǎn)速下都可能出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩。任意轉(zhuǎn)速下都可

28、能出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩。 功率轉(zhuǎn)矩特性是功率轉(zhuǎn)矩特性是恒扭矩恒扭矩的的 2、旋轉(zhuǎn)運動機床的功率轉(zhuǎn)矩特性、旋轉(zhuǎn)運動機床的功率轉(zhuǎn)矩特性低轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)速大直徑刀具大直徑刀具大直徑工件大直徑工件要求輸出的轉(zhuǎn)矩要求輸出的轉(zhuǎn)矩 高轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)速小直徑刀具小直徑刀具小直徑工件小直徑工件要求輸出的轉(zhuǎn)矩要求輸出的轉(zhuǎn)矩功率轉(zhuǎn)矩特性是功率轉(zhuǎn)矩特性是恒功率恒功率的的nNM9550轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比關(guān)系轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比關(guān)系 機床主軸在整個機床主軸在整個變速范圍內(nèi)，以計算變速范圍內(nèi)，以計算轉(zhuǎn)速為界，可分為圖轉(zhuǎn)速為界，可分為圖示兩個區(qū)域：示兩個區(qū)域： nminnj為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)為恒轉(zhuǎn)矩區(qū) njnmax為恒功率區(qū)為恒功率區(qū)n3、主軸計算轉(zhuǎn)、主軸計

29、算轉(zhuǎn)速速計算轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速 傳遞傳遞全功率全功率的的最低轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速。確定順序：確定順序：1）確定出位于傳動鏈末端）確定出位于傳動鏈末端(接近主軸接近主軸)的傳動件的計算的傳動件的計算 轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速；2）順次由傳動鏈后端）順次由傳動鏈后端前端定出各傳動件的計算轉(zhuǎn)速。前端定出各傳動件的計算轉(zhuǎn)速。確定方法：確定方法： 專用機床專用機床主軸計算轉(zhuǎn)速根據(jù)特定工藝所要求的主軸計算轉(zhuǎn)速根據(jù)特定工藝所要求的主軸轉(zhuǎn)速來確定。主軸轉(zhuǎn)速來確定。 通用機床通用機床主軸計算轉(zhuǎn)速，可根據(jù)經(jīng)驗公式計算主軸計算轉(zhuǎn)速，可根據(jù)經(jīng)驗公式計算。4、其他傳動件計算轉(zhuǎn)速、其他傳動件計算轉(zhuǎn)速確定方法：確定方法：可根據(jù)主軸的計算轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速圖來

30、確定?？筛鶕?jù)主軸的計算轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速圖來確定。5、示例、示例 確定確定1212級轉(zhuǎn)速普通車床主傳動系統(tǒng)的主軸、各傳級轉(zhuǎn)速普通車床主傳動系統(tǒng)的主軸、各傳動軸和齒輪的計算轉(zhuǎn)速。動軸和齒輪的計算轉(zhuǎn)速。2 2）各傳動軸計算轉(zhuǎn)速）各傳動軸計算轉(zhuǎn)速1）主軸計算轉(zhuǎn)速）主軸計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)經(jīng)驗公式：根據(jù)經(jīng)驗公式：njnmin (Z/3-1)得得 nj=31.51.41(4 1) = 90 r.p.m 傳動軸傳動軸計算轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速軸軸軸軸軸軸125355710注意：注意：各齒輪的計算轉(zhuǎn)速與所在軸計算各齒輪的計算轉(zhuǎn)速與所在軸計算轉(zhuǎn)速的數(shù)值可能不同。轉(zhuǎn)速的數(shù)值可能不同。傳動組傳動組cba傳動副傳動副60/3018/722

31、2/6224/48齒輪齒數(shù)齒輪齒數(shù)30182224計算轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速3 3）傳動齒輪計算轉(zhuǎn)速的確定）傳動齒輪計算轉(zhuǎn)速的確定當有轉(zhuǎn)速重復時，應選用傳動件計當有轉(zhuǎn)速重復時，應選用傳動件計算轉(zhuǎn)速較高的傳動路線，并由操縱機算轉(zhuǎn)速較高的傳動路線，并由操縱機構(gòu)來保證。構(gòu)來保證。710355355250五、計算轉(zhuǎn)速五、計算轉(zhuǎn)速 計算轉(zhuǎn)速：能夠傳遞全部功率時的最低轉(zhuǎn)速稱為計算轉(zhuǎn)速。計算轉(zhuǎn)速：能夠傳遞全部功率時的最低轉(zhuǎn)速稱為計算轉(zhuǎn)速。 作用：對傳動件進行計算和強度校核。作用：對傳動件進行計算和強度校核。 在計算時要按傳遞全部功率時最低轉(zhuǎn)速進行計算，才能得出傳動件所在計算時要按傳遞全部功率時最低轉(zhuǎn)速進行計算，才能得

32、出傳動件所承受的最大轉(zhuǎn)矩承受的最大轉(zhuǎn)矩 - 傳動件的計算轉(zhuǎn)速傳動件的計算轉(zhuǎn)速 N -傳動件所傳遞的功率傳動件所傳遞的功率 Nd -主電機的額定功率主電機的額定功率 -從電機到傳動件的傳動功率從電機到傳動件的傳動功率 1. 主軸計算轉(zhuǎn)速的確定 主軸計算轉(zhuǎn)速：主軸傳遞全部功率時的最低轉(zhuǎn)速。主軸計算轉(zhuǎn)速：主軸傳遞全部功率時的最低轉(zhuǎn)速。 2.其他傳動件計算轉(zhuǎn)速的確定 主軸的計算轉(zhuǎn)速確定之后，按主軸的計算轉(zhuǎn)速來確定其他傳動件的主軸的計算轉(zhuǎn)速確定之后，按主軸的計算轉(zhuǎn)速來確定其他傳動件的 計算轉(zhuǎn)速。計算轉(zhuǎn)速。 有傳動軸和齒輪的計算轉(zhuǎn)速。有傳動軸和齒輪的計算轉(zhuǎn)速。mnnNnN9550Mjdjnjn8 8、采用

33、無極變速的傳動系統(tǒng)、采用無極變速的傳動系統(tǒng) 采用無極變速傳動，采用無極變速傳動，不僅可以獲得最有利的切削速度，不僅可以獲得最有利的切削速度，而且能在運轉(zhuǎn)中變速，便于實現(xiàn)機床變速自動化而且能在運轉(zhuǎn)中變速，便于實現(xiàn)機床變速自動化，這對于提，這對于提高機床生產(chǎn)率和被加工零件的質(zhì)量，都具有重要意義。高機床生產(chǎn)率和被加工零件的質(zhì)量，都具有重要意義。 選擇無極變速傳動方案時，必須注意無極變速機構(gòu)的選擇無極變速傳動方案時，必須注意無極變速機構(gòu)的功功率特性率特性和和扭矩特性扭矩特性要同傳動的要同傳動的工作要求相適應工作要求相適應。如機床的主。如機床的主運動要求運動要求恒功率傳動恒功率傳動，而機床的進給運動則要

34、求，而機床的進給運動則要求恒扭矩傳動恒扭矩傳動。因此，對于主傳動應選擇恒功率無極變速機構(gòu)。因此，對于主傳動應選擇恒功率無極變速機構(gòu)。 機床上采用的無極變速機構(gòu)的類型很多，主要有機床上采用的無極變速機構(gòu)的類型很多，主要有機械無機械無極變速機構(gòu)極變速機構(gòu)、電氣無極變速機構(gòu)電氣無極變速機構(gòu)和和液壓無極變速機構(gòu)液壓無極變速機構(gòu)3 3大類，大類，下面介紹無極變速機構(gòu)在機床上應用時傳動鏈設(shè)計應遵循的下面介紹無極變速機構(gòu)在機床上應用時傳動鏈設(shè)計應遵循的原則。原則。1）如果無極變速機構(gòu)的功率特性和扭矩特性符合傳動鏈如果無極變速機構(gòu)的功率特性和扭矩特性符合傳動鏈的要求，的要求，調(diào)速范圍也能滿足傳動鏈的要求，則可直接或調(diào)速范圍也能滿足傳動鏈的要求，則可直接或經(jīng)某些定比傳動副驅(qū)動執(zhí)行器件。經(jīng)某些定比傳動副驅(qū)動執(zhí)行器件。 如如龍門刨床龍門刨床用直流電動機經(jīng)減速齒輪、齒輪齒條機用直流電動機經(jīng)減速齒輪、齒輪齒條機構(gòu)或蝸桿齒條機構(gòu)驅(qū)動工作臺；構(gòu)或蝸桿齒條機構(gòu)驅(qū)動工作臺； 落地鏜銑床和龍門銑床落地鏜銑床和龍門銑床進給鏈由直接電動機經(jīng)減速進給鏈由直接電動機經(jīng)減速齒輪、蝸輪蝸條機構(gòu)驅(qū)動立柱或工作臺以及其他部件。齒輪、蝸輪蝸條機構(gòu)驅(qū)動立柱或工作臺以及其他部件。2）如果無極變速機構(gòu)的功率特性和扭矩特性符合傳動鏈的要求，如果無