第2章_機(jī)床主傳動系設(shè)計(jì)

1、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)2. 1 主傳動系統(tǒng)功用、組成及設(shè)計(jì)要求主傳動系統(tǒng)功用、組成及設(shè)計(jì)要求2. 2 主傳動系分類和傳動方式主傳動系分類和傳動方式2. 3 有級變速主傳動系的設(shè)計(jì)有級變速主傳動系的設(shè)計(jì)2. 4 無級變速主傳動系的設(shè)計(jì)無級變速主傳動系的設(shè)計(jì)第二章第二章 機(jī)床主傳動系設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動系設(shè)計(jì)2. 1 主傳動系統(tǒng)功用、組成及設(shè)計(jì)要求主傳動系統(tǒng)功用、組成及設(shè)計(jì)要求 （一）功用（一）功用 實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動，屬于外聯(lián)系傳動鏈。實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動，屬于外聯(lián)系傳動鏈。 1動力源動力源執(zhí)行件（主軸、工作臺）；執(zhí)行件（主軸、工作臺）； 2保證執(zhí)行件具有一定的轉(zhuǎn)速或速度和足夠的轉(zhuǎn)速范圍；保證執(zhí)行件具

2、有一定的轉(zhuǎn)速或速度和足夠的轉(zhuǎn)速范圍； 3實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動的開停、變速、換向和制動。實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動的開停、變速、換向和制動。（二）組成（二）組成定比傳動機(jī)構(gòu)定比傳動機(jī)構(gòu) 變速裝置變速裝置 主軸部件主軸部件 開停裝置開停裝置 制動裝置制動裝置 換向裝置換向裝置 操縱機(jī)構(gòu)操縱機(jī)構(gòu) 潤滑和密封裝置潤滑和密封裝置 箱體箱體 多速電動機(jī)變多速電動機(jī)變速速 、離合器變速、離合器變速齒輪變速機(jī)構(gòu)齒輪變速機(jī)構(gòu)液壓無極變速液壓無極變速機(jī)械無極變速機(jī)械無極變速滑移齒輪滑移齒輪交換齒輪交換齒輪 多速電動機(jī)變多速電動機(jī)變速速 、離合器變速、離合器變速齒輪變速機(jī)構(gòu)齒輪變速機(jī)構(gòu)動力源動力源（三）主傳動系設(shè)計(jì)的基本要求（三）主傳動系設(shè)

3、計(jì)的基本要求1使用性能要求使用性能要求2傳遞動力要求傳遞動力要求3工作性能要求工作性能要求4經(jīng)濟(jì)性的要求經(jīng)濟(jì)性的要求5調(diào)整維修方便；結(jié)構(gòu)簡單緊湊；便于加工和裝配。調(diào)整維修方便；結(jié)構(gòu)簡單緊湊；便于加工和裝配。2. 2 主傳動系統(tǒng)的分類和傳動方式主傳動系統(tǒng)的分類和傳動方式（一）主傳動系分類：（一）主傳動系分類：可按不同特征分類可按不同特征分類1按驅(qū)動主運(yùn)動的電動機(jī)類型：按驅(qū)動主運(yùn)動的電動機(jī)類型： 交流電動機(jī)、直流電動機(jī)；交流電動機(jī)、直流電動機(jī)；2按傳動裝置類型：按傳動裝置類型：機(jī)械傳動裝置、液壓傳動機(jī)械傳動裝置、液壓傳動 裝置、電氣傳動裝置及其組合；裝置、電氣傳動裝置及其組合；3按變速的連續(xù)性：按

4、變速的連續(xù)性： 無級變速傳動、有級（無級變速傳動、有級（分級分級）變速傳動）變速傳動（1）無級變速傳動：）無級變速傳動： 在一定速度在一定速度(或轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速)范圍內(nèi)能連續(xù)、任意改變范圍內(nèi)能連續(xù)、任意改變 速度速度 (或轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速)。 能獲得最合適的切削速度能獲得最合適的切削速度無速度損失；易于無速度損失；易于 實(shí)現(xiàn)自動化，生產(chǎn)率高；實(shí)現(xiàn)自動化，生產(chǎn)率高； 可在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，可在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，輔助時間；輔助時間； 操縱方便；操縱方便； 傳動平穩(wěn)。傳動平穩(wěn)。 實(shí)現(xiàn)無級變速的裝置或機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)無級變速的裝置或機(jī)構(gòu) ：機(jī)械摩擦無級變速器：機(jī)械摩擦無級變速器：靠摩擦傳遞轉(zhuǎn)矩，通過靠摩擦傳遞轉(zhuǎn)矩，通過 摩擦傳動副

5、工作半徑的變化實(shí)現(xiàn)無級變速。摩擦傳動副工作半徑的變化實(shí)現(xiàn)無級變速。工作半徑變化靠改工作半徑變化靠改變摩擦錐的軸向位變摩擦錐的軸向位置實(shí)現(xiàn)。置實(shí)現(xiàn)。液壓無級變速器液壓無級變速器 通過改變單位時間內(nèi)輸入液壓缸或液動機(jī)中的通過改變單位時間內(nèi)輸入液壓缸或液動機(jī)中的液體量來實(shí)現(xiàn)無級變速。液體量來實(shí)現(xiàn)無級變速。 變速范圍大，傳動平穩(wěn)，運(yùn)動換向時沖擊小，變速范圍大，傳動平穩(wěn)，運(yùn)動換向時沖擊小，變速方便。變速方便。電氣無級變速器電氣無級變速器 采用直流或交流調(diào)速電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)變速。主要采用直流或交流調(diào)速電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)變速。主要用于用于數(shù)控機(jī)床、精密和大型機(jī)床數(shù)控機(jī)床、精密和大型機(jī)床。可以與機(jī)械。可以與機(jī)械分級變速

6、裝置串聯(lián)使用。分級變速裝置串聯(lián)使用。直流調(diào)速電動機(jī)直流調(diào)速電動機(jī)采用調(diào)壓和調(diào)磁方式來得到采用調(diào)壓和調(diào)磁方式來得到主軸所需要的轉(zhuǎn)速：主軸所需要的轉(zhuǎn)速： 恒功率調(diào)速段恒功率調(diào)速段額定轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速之間是用額定轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速之間是用調(diào)節(jié)磁場的方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速；調(diào)節(jié)磁場的方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速； 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速段恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速段最低轉(zhuǎn)速到額定轉(zhuǎn)速之間是用最低轉(zhuǎn)速到額定轉(zhuǎn)速之間是用調(diào)節(jié)電樞電壓的方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速。調(diào)節(jié)電樞電壓的方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速。交流調(diào)速電動機(jī)交流調(diào)速電動機(jī)通常采用變頻調(diào)速方式進(jìn)行通常采用變頻調(diào)速方式進(jìn)行調(diào)速。調(diào)速性能好、效率高，調(diào)速范圍寬，結(jié)構(gòu)調(diào)速。調(diào)速性能好、效率高，調(diào)速范圍寬，結(jié)構(gòu)上無電刷和換向器。上無電刷和換向

7、器。（2）有級變速傳動）有級變速傳動-通用機(jī)床通用機(jī)床 在若干固定速度在若干固定速度(或轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速)級內(nèi)不連續(xù)變速。級內(nèi)不連續(xù)變速。 傳遞功率大；傳遞功率大； 變速范圍大；變速范圍大； 傳動比準(zhǔn)確，工作可靠；傳動比準(zhǔn)確，工作可靠； 有速度損失，傳動平穩(wěn)性有速度損失，傳動平穩(wěn)性。 實(shí)現(xiàn)有級變速的裝置或機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)有級變速的裝置或機(jī)構(gòu)滑移齒輪變速：多采用雙聯(lián)和三聯(lián)滑移齒輪滑移齒輪變速：多采用雙聯(lián)和三聯(lián)滑移齒輪 。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：變速范圍大，變速級數(shù)多；變速范圍大，變速級數(shù)多；變速方便又節(jié)省時間；變速方便又節(jié)省時間；在較大的變速范圍內(nèi)可傳遞較大功率和轉(zhuǎn)矩；在較大的變速范圍內(nèi)可傳遞較大功率和轉(zhuǎn)矩；不工作的齒

8、輪不嚙合，空載功率損失較??；不工作的齒輪不嚙合，空載功率損失較??；變速結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；變速結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；采用直齒圓柱齒輪，承載能力、傳動平穩(wěn)性差；采用直齒圓柱齒輪，承載能力、傳動平穩(wěn)性差；不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。交換齒輪變速交換齒輪變速結(jié)構(gòu)簡單，不用操縱機(jī)構(gòu)；結(jié)構(gòu)簡單，不用操縱機(jī)構(gòu)；軸向尺寸小，變速箱結(jié)構(gòu)緊湊；軸向尺寸小，變速箱結(jié)構(gòu)緊湊；主動、被動齒輪對調(diào)使用，齒輪數(shù)量少；主動、被動齒輪對調(diào)使用，齒輪數(shù)量少；更換齒輪費(fèi)時費(fèi)力；更換齒輪費(fèi)時費(fèi)力；裝于懸臂軸端、箱體外，剛性差，潤滑困難。裝于懸臂軸端、箱體外，剛性差，潤滑困難。多速電動機(jī)變速：多速電動機(jī)變速：雙速或三速交流異步電動機(jī)實(shí)現(xiàn)變速。

9、雙速或三速交流異步電動機(jī)實(shí)現(xiàn)變速。能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速；能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速；變速箱結(jié)構(gòu)簡單；變速箱結(jié)構(gòu)簡單；在高、低速時輸出功率不同，按低速小功率選用在高、低速時輸出功率不同，按低速小功率選用電動機(jī)，高速大功率不能完全發(fā)揮能力；電動機(jī)，高速大功率不能完全發(fā)揮能力；體積大，價格高。體積大，價格高。 離合器變速：離合器變速： 牙嵌式離合器或齒輪式離合器牙嵌式離合器或齒輪式離合器 變速機(jī)構(gòu)為斜齒、人字型圓柱齒輪或重型機(jī)床的傳變速機(jī)構(gòu)為斜齒、人字型圓柱齒輪或重型機(jī)床的傳動齒輪大而重用。動齒輪大而重用。 結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸?。唤Y(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸??； 不打滑，傳動比準(zhǔn)確；不打滑，傳動比準(zhǔn)確； 能傳遞較大轉(zhuǎn)矩；能傳遞

10、較大轉(zhuǎn)矩； 不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。片式摩擦離合器：片式摩擦離合器：用于自動或半自動機(jī)床。用于自動或半自動機(jī)床?？蓪?shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，接合平穩(wěn)，沖擊小；可實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，接合平穩(wěn)，沖擊小；結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，摩擦片間有相對滑動，發(fā)熱較大。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，摩擦片間有相對滑動，發(fā)熱較大。（二）主傳動系的傳動方式（二）主傳動系的傳動方式1集中傳動方式集中傳動方式 主傳動系的全部傳動和變速機(jī)構(gòu)集中裝在同一個主傳動系的全部傳動和變速機(jī)構(gòu)集中裝在同一個主軸箱主軸箱內(nèi)。內(nèi)。普通精度的通用機(jī)床普通精度的通用機(jī)床 結(jié)構(gòu)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)集中操作；結(jié)構(gòu)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)集中操作； 箱體數(shù)量少，安裝、調(diào)整方便；箱體數(shù)量少，安裝

11、、調(diào)整方便； 傳動件的振動和發(fā)熱直接影響主軸的工作精傳動件的振動和發(fā)熱直接影響主軸的工作精 度，度，加工質(zhì)量。加工質(zhì)量。l銑床主變速傳動銑床主變速傳動系統(tǒng)圖系統(tǒng)圖2分離傳動方式分離傳動方式 主傳動系中的大部分的傳動和變速機(jī)構(gòu)裝在遠(yuǎn)離主傳動系中的大部分的傳動和變速機(jī)構(gòu)裝在遠(yuǎn)離 主軸的單獨(dú)主軸的單獨(dú)變速箱變速箱內(nèi)，然后通過帶傳動傳到內(nèi)，然后通過帶傳動傳到主軸主軸 箱箱的傳動方式。的傳動方式。中小型高速或精密機(jī)床中小型高速或精密機(jī)床 主軸的振動和熱變形主軸的振動和熱變形，機(jī)床工作精度高；，機(jī)床工作精度高； 主軸通過帶傳動直接得到高速，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；主軸通過帶傳動直接得到高速，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)； 箱體數(shù)量多，加工

12、、裝配工作量箱體數(shù)量多，加工、裝配工作量，成本，成本； 帶傳動低速時，傳遞轉(zhuǎn)矩小，易打滑；帶傳動低速時，傳遞轉(zhuǎn)矩小，易打滑； 更換傳動帶麻煩。更換傳動帶麻煩。l分離傳動主變速傳動系統(tǒng)圖分離傳動主變速傳動系統(tǒng)圖 2. 3 有級（分級）變速主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有級（分級）變速主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 擬定結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)速圖擬定結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)速圖確定各傳動副的傳動比確定各傳動副的傳動比確定帶輪直徑、齒輪齒數(shù)確定帶輪直徑、齒輪齒數(shù)布置、排列齒輪布置、排列齒輪繪制傳動系統(tǒng)圖繪制傳動系統(tǒng)圖明確機(jī)床應(yīng)滿足的要求明確機(jī)床應(yīng)滿足的要求主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）擬定轉(zhuǎn)速圖和結(jié)構(gòu)式（一）擬定轉(zhuǎn)速圖和結(jié)構(gòu)式1轉(zhuǎn)速圖（三線

13、一點(diǎn)圖）轉(zhuǎn)速圖（三線一點(diǎn)圖）u概念：概念：表示主軸各轉(zhuǎn)速的傳遞路線和轉(zhuǎn)速值，各傳表示主軸各轉(zhuǎn)速的傳遞路線和轉(zhuǎn)速值，各傳動軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列及轉(zhuǎn)速大小，各傳動副的傳動比的動軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列及轉(zhuǎn)速大小，各傳動副的傳動比的線圖。線圖。傳動軸數(shù)目及傳動軸之間的傳遞關(guān)系；傳動軸數(shù)目及傳動軸之間的傳遞關(guān)系；主軸的各級轉(zhuǎn)速值及其傳動路線；主軸的各級轉(zhuǎn)速值及其傳動路線；各傳動軸的轉(zhuǎn)速分級和轉(zhuǎn)速值；各傳動軸的轉(zhuǎn)速分級和轉(zhuǎn)速值；各傳動副的傳動比。各傳動副的傳動比。u作用：作用： 分析和設(shè)計(jì)分級主傳動系統(tǒng)的工具。分析和設(shè)計(jì)分級主傳動系統(tǒng)的工具。臥式車床臥式車床 主傳系統(tǒng)圖主傳系統(tǒng)圖臥式車床轉(zhuǎn)速圖臥式車床轉(zhuǎn)速圖組成組成 “三線

14、一點(diǎn)圖三線一點(diǎn)圖” 傳動軸格線、轉(zhuǎn)速格線、傳動線、轉(zhuǎn)速點(diǎn)傳動軸格線、轉(zhuǎn)速格線、傳動線、轉(zhuǎn)速點(diǎn) 傳動軸格線：傳動軸格線： 間距相等的一組間距相等的一組豎直格線豎直格線，表示各傳動軸，從，表示各傳動軸，從 左左右分別用右分別用“電電”或或0、 、 表示，與傳動系統(tǒng)圖中各軸對應(yīng)。表示，與傳動系統(tǒng)圖中各軸對應(yīng)。 轉(zhuǎn)速格線轉(zhuǎn)速格線： 間距相等的間距相等的水平格線水平格線，表示轉(zhuǎn)速相同的對數(shù)坐標(biāo)。，表示轉(zhuǎn)速相同的對數(shù)坐標(biāo)。 由由 ， ， 任意兩相鄰轉(zhuǎn)速的對數(shù)之差均為任意兩相鄰轉(zhuǎn)速的對數(shù)之差均為 ，轉(zhuǎn)速坐標(biāo)，轉(zhuǎn)速坐標(biāo) 換成對數(shù)坐標(biāo)換成對數(shù)坐標(biāo), 則各轉(zhuǎn)速構(gòu)成等差數(shù)列。則各轉(zhuǎn)速構(gòu)成等差數(shù)列。12nn23nn1

15、ZZnnlglglg1ZZnnlg轉(zhuǎn)速點(diǎn)：轉(zhuǎn)速點(diǎn)： 傳動軸格線上的圓點(diǎn)（圓圈），表示該軸的轉(zhuǎn)速。傳動軸格線上的圓點(diǎn)（圓圈），表示該軸的轉(zhuǎn)速。 -傳動軸格線與轉(zhuǎn)速格線的交點(diǎn)。傳動軸格線與轉(zhuǎn)速格線的交點(diǎn)。傳動線：傳動線： 傳動軸格線間的轉(zhuǎn)速點(diǎn)連線，表示兩軸間一對傳動傳動軸格線間的轉(zhuǎn)速點(diǎn)連線，表示兩軸間一對傳動 副的傳動比。副的傳動比。 傳動線的高差表明傳動比的數(shù)值。傳動線的高差表明傳動比的數(shù)值。 傳動線的傾斜程度反映傳動比的大?。簜鲃泳€的傾斜程度反映傳動比的大?。?水平傳動線水平傳動線等速傳動等速傳動，u=1； 向下方傾斜的傳動線向下方傾斜的傳動線降速傳動降速傳動，u1。 傳動比數(shù)值用傳動線的高差

16、來表示（從動轉(zhuǎn)速點(diǎn)與傳動比數(shù)值用傳動線的高差來表示（從動轉(zhuǎn)速點(diǎn)與 主動轉(zhuǎn)速點(diǎn)相差格數(shù)）：主動轉(zhuǎn)速點(diǎn)相差格數(shù)）： 01113636au141. 1142302au223141. 114824au 一個一個主主 動轉(zhuǎn)速點(diǎn)引出的傳動線數(shù)目表示該變速動轉(zhuǎn)速點(diǎn)引出的傳動線數(shù)目表示該變速 組不同傳動比的傳動副數(shù)。組不同傳動比的傳動副數(shù)。 兩條傳動軸格線間相互平行的傳動線表示兩條傳動軸格線間相互平行的傳動線表示同一同一 傳動副傳動副的傳動比。的傳動比。 2. 轉(zhuǎn)速圖原理轉(zhuǎn)速圖原理 基型變速系統(tǒng)（常規(guī)變速傳動系統(tǒng)）：基型變速系統(tǒng)（常規(guī)變速傳動系統(tǒng)）： 以單速電動機(jī)驅(qū)動，由若干個變速組串聯(lián)起來的、以單速電動機(jī)驅(qū)

17、動，由若干個變速組串聯(lián)起來的、 使主軸得到既不重復(fù)又排列均勻的等比數(shù)列的變速使主軸得到既不重復(fù)又排列均勻的等比數(shù)列的變速 系統(tǒng)。系統(tǒng)。 變速組的級比：變速組的級比： 變速組中相鄰兩傳動比比值（大于變速組中相鄰兩傳動比比值（大于1）；）； 級比指數(shù)：級比指數(shù)： 級比值的指數(shù)，即組內(nèi)相鄰兩傳動線拉開格數(shù)。級比值的指數(shù)，即組內(nèi)相鄰兩傳動線拉開格數(shù)。 如圖所示：將傳動系統(tǒng)中的三個變速組，按如圖所示：將傳動系統(tǒng)中的三個變速組，按 運(yùn)動順序分別稱為變速組運(yùn)動順序分別稱為變速組a、b、c： 基本組變速特性基本組變速特性 變速組變速組a：三個傳動比是公比為：三個傳動比是公比為 的等比數(shù)列，的等比數(shù)列，即：即：

18、 03113636ai141. 1142302ai221141. 114824ai41. 122321:11:1:1:aaaiii ： 使使軸得到三級轉(zhuǎn)速（軸得到三級轉(zhuǎn)速（355、500、710）均相差一格，）均相差一格， 在其它變速組不改變傳動比的條件下，使主軸得到三級在其它變速組不改變傳動比的條件下，使主軸得到三級 公比為公比為 的轉(zhuǎn)速。的轉(zhuǎn)速。 基本變速組基本變速組 實(shí)現(xiàn)等比轉(zhuǎn)速數(shù)列的基本的、必不可缺的變速組。實(shí)現(xiàn)等比轉(zhuǎn)速數(shù)列的基本的、必不可缺的變速組。 基本組的級比基本組的級比 ，級比指數(shù)，級比指數(shù) 基本變速組變速特性基本變速組變速特性： 級比級比=公比，級比指數(shù)公比，級比指數(shù) 基型變

19、速系統(tǒng)必有一個基本組基型變速系統(tǒng)必有一個基本組10X10X10X第一擴(kuò)大組的變速特性第一擴(kuò)大組的變速特性變速組變速組b ： 級比：級比： 級比指數(shù)：級比指數(shù)： 02114242bi331141. 116222bi3321:11:1:bbii31X 第一擴(kuò)大組：第一擴(kuò)大組： 在基本組基礎(chǔ)上，該變速組起到第一次擴(kuò)大變速在基本組基礎(chǔ)上，該變速組起到第一次擴(kuò)大變速作用。作用。第一擴(kuò)大變速特性第一擴(kuò)大變速特性： 級比指數(shù)等于基本組傳動副級比指數(shù)等于基本組傳動副 數(shù)數(shù) ，相，相鄰兩條傳動線鄰兩條傳動線拉開的格數(shù)拉開的格數(shù)，等于基本組的，等于基本組的傳動副數(shù)傳動副數(shù)。01PX 第二擴(kuò)大組的變速特性第二擴(kuò)大組

20、的變速特性 變速組變速組c 級比級比 級比指數(shù)級比指數(shù) 2223060ci411417218ci62421:1:1:ccii62X第二擴(kuò)大組：第二擴(kuò)大組：使主軸得到使主軸得到12級轉(zhuǎn)速，級轉(zhuǎn)速， 起到第二次擴(kuò)大變速的作用。起到第二次擴(kuò)大變速的作用。第二擴(kuò)大組變速特性第二擴(kuò)大組變速特性： 級比指數(shù)級比指數(shù)X2等于基本組傳動副數(shù)等于基本組傳動副數(shù)第一擴(kuò)大組傳動副數(shù)第一擴(kuò)大組傳動副數(shù) 相鄰相鄰 兩條傳動線兩條傳動線拉開的格數(shù)拉開的格數(shù)等于基本組的等于基本組的傳動副數(shù)和傳動副數(shù)和 第一擴(kuò)大傳動副數(shù)乘積第一擴(kuò)大傳動副數(shù)乘積。 第三、第四擴(kuò)第三、第四擴(kuò) 依次類推得到：依次類推得到： 102PPX1210.

21、iiPPPPX 級比指數(shù)規(guī)律：級比指數(shù)規(guī)律：基型變速系統(tǒng)變速規(guī)律基型變速系統(tǒng)變速規(guī)律 基本組的級比指數(shù)基本組的級比指數(shù) （且必須為（且必須為1）；）； 任一擴(kuò)大組的級比指數(shù)任一擴(kuò)大組的級比指數(shù) ， ， 且且小結(jié)：小結(jié)： 機(jī)床傳動系統(tǒng)通常由機(jī)床傳動系統(tǒng)通常由n個變速組串聯(lián)組成，其中以個變速組串聯(lián)組成，其中以基本組為基礎(chǔ)，然后通過第一、二、基本組為基礎(chǔ)，然后通過第一、二、擴(kuò)大組把各軸擴(kuò)大組把各軸n級轉(zhuǎn)速和變速范圍逐步擴(kuò)大，若各級相鄰傳動比遵守本級轉(zhuǎn)速和變速范圍逐步擴(kuò)大，若各級相鄰傳動比遵守本節(jié)所述原則，則：主軸轉(zhuǎn)速是連續(xù)不重復(fù)的等比數(shù)列節(jié)所述原則，則：主軸轉(zhuǎn)速是連續(xù)不重復(fù)的等比數(shù)列這樣的傳動系統(tǒng)稱

22、為常規(guī)傳動系統(tǒng)。這樣的傳動系統(tǒng)稱為常規(guī)傳動系統(tǒng)。 10X1iX 2 , 1i1210.iiPPPPX3結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式 用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示傳動系統(tǒng)的傳動關(guān)系。用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示傳動系統(tǒng)的傳動關(guān)系。 作用作用: 主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)；變速組數(shù)；各變速組的傳主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)；變速組數(shù)；各變速組的傳動副數(shù)；各變速組級比指數(shù)；傳動順序。動副數(shù)；各變速組級比指數(shù)；傳動順序。 一般表達(dá)式一般表達(dá)式:如：普通車床如：普通車床 icbaXiXcXbXaPPPPZ)()()()( 63122312Z結(jié)構(gòu)式與轉(zhuǎn)速圖的區(qū)別：結(jié)構(gòu)式與轉(zhuǎn)速圖的區(qū)別： 轉(zhuǎn)速圖表達(dá)變速特性更具體、完整，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖表達(dá)變速特性更具體、完整，轉(zhuǎn) 速和傳動比是速和傳

23、動比是絕對值絕對值； 結(jié)構(gòu)式表達(dá)變速特性較簡單、直觀，轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)式表達(dá)變速特性較簡單、直觀，轉(zhuǎn) 速和傳動比是速和傳動比是相對數(shù)值相對數(shù)值；結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖（二）變速組變速范圍和極限傳動比（二）變速組變速范圍和極限傳動比 1變速組的變速范圍：變速組的變速范圍： 變速組中最大傳動比與最小傳動比的比值，變速組中最大傳動比與最小傳動比的比值， 主軸的變速范圍主軸的變速范圍：各變速組變速范圍的乘積，：各變速組變速范圍的乘積， 主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)：)1(.)1(minmax1min1maxminmax)1(10.jjiipppppXiiiiiiinininnr1.minmax210210jppppjnn

24、nrrrrRjppppZ 210圖圖3-13所示：所示： 63122312)1(23100041. 148243636PXaaiir10X30P)1(32111141. 162224242PXbbiir301 PX21P )1(62122241. 172183060PXcciir455 .31140041. 141. 141. 1minmax632210nnrrrrRjn6102PPX22P 2齒輪變速組傳動比的變速范圍限制齒輪變速組傳動比的變速范圍限制-極限傳動比極限傳動比 對傳動比限制對傳動比限制 降速傳動：降速傳動： 避免從動齒輪過大，增加箱體徑向尺寸；避免從動齒輪過大，增加箱體徑向尺寸

25、； 升速傳動升速傳動： 直齒輪直齒輪避免擴(kuò)大傳動誤差，減少振動和噪聲；避免擴(kuò)大傳動誤差，減少振動和噪聲； 斜齒輪斜齒輪避免擴(kuò)大傳動誤差，減少振動和噪聲。避免擴(kuò)大傳動誤差，減少振動和噪聲。41minu2maxu5 . 2maxu 對變速組變速范圍限制對變速組變速范圍限制 最后擴(kuò)大組的變速范圍最后擴(kuò)大組的變速范圍 jr10825. 05 . 22minmax)1()1(1210 iirjjjjppppppXj（三）主變速傳動系設(shè)計(jì)的一般原則（三）主變速傳動系設(shè)計(jì)的一般原則 減小傳動件結(jié)構(gòu)尺寸減小傳動件結(jié)構(gòu)尺寸 主傳動系屬于恒功率傳動。主傳動系屬于恒功率傳動。 傳遞功率一定時，傳遞功率一定時，傳動件

26、轉(zhuǎn)速傳動件轉(zhuǎn)速 ，傳遞轉(zhuǎn)矩，傳遞轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)件尺寸尺寸。)(95509550mNnPnPTcEc1確定傳動順序及傳動副數(shù)的原則確定傳動順序及傳動副數(shù)的原則變速組變速組傳動副傳動副“前多后少前多后少”主變速系統(tǒng)從電機(jī)主變速系統(tǒng)從電機(jī)主軸總趨勢為主軸總趨勢為降速傳動降速傳動，傳，傳動鏈前面的轉(zhuǎn)速較高，當(dāng)傳遞功率一定時，動鏈前面的轉(zhuǎn)速較高，當(dāng)傳遞功率一定時，傳動件轉(zhuǎn)傳動件轉(zhuǎn)速速 ，傳遞轉(zhuǎn)矩，傳遞轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)件尺寸。結(jié)構(gòu)件尺寸。jcbapppp 2傳動順序與擴(kuò)大順序相一致原則傳動順序與擴(kuò)大順序相一致原則 變速組傳動線變速組傳動線“前緊后松前緊后松”或或“前密后疏前密后疏” 傳動順序依次為基本組、第一

27、擴(kuò)大組、第二傳動順序依次為基本組、第一擴(kuò)大組、第二 擴(kuò)大組、擴(kuò)大組、，中間軸轉(zhuǎn)速。中間軸轉(zhuǎn)速。 例如例如: 圖（圖（a） 圖（圖（b） 傳遞同轉(zhuǎn)矩，（傳遞同轉(zhuǎn)矩，（b）結(jié)構(gòu)尺寸大。）結(jié)構(gòu)尺寸大。jXXXX 2106312231261222312 二種二種12級轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速圖級轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速圖3變速組的降速要變速組的降速要“前緩后急前緩后急”的原則的原則 保證中間軸有適當(dāng)高的轉(zhuǎn)速，當(dāng)傳遞功率一保證中間軸有適當(dāng)高的轉(zhuǎn)速，當(dāng)傳遞功率一定，定， T，傳動件的尺寸；傳動件的尺寸； 中間軸最高轉(zhuǎn)速中間軸最高轉(zhuǎn)速電機(jī)轉(zhuǎn)速，電機(jī)轉(zhuǎn)速，振動、發(fā)熱、噪聲。振動、發(fā)熱、噪聲。 minminmincbauuu4極限傳動比、

28、極限變速范圍原則極限傳動比、極限變速范圍原則 41minu2maxu5 . 2maxu10825. 05 . 22minmax)1()1(1210 uurjjjjppppppXj（四）結(jié)構(gòu)式與轉(zhuǎn)速圖擬定（四）結(jié)構(gòu)式與轉(zhuǎn)速圖擬定1結(jié)構(gòu)式擬定結(jié)構(gòu)式擬定（1）確定變速組的個數(shù)和傳動副數(shù)）確定變速組的個數(shù)和傳動副數(shù) 可采用可采用雙聯(lián)、三聯(lián)雙聯(lián)、三聯(lián)、或四聯(lián)滑移齒輪變速組。、或四聯(lián)滑移齒輪變速組。（2）確定傳動順序方案：）確定傳動順序方案：各變速組在傳動鏈中先后順序。各變速組在傳動鏈中先后順序。 一般根據(jù)一般根據(jù)傳動副傳動副“前多后少前多后少”原則原則; 結(jié)構(gòu)或使用上特殊要求可采用其它傳動順序方案。結(jié)構(gòu)

29、或使用上特殊要求可采用其它傳動順序方案。（3）確定擴(kuò)大順序方案：）確定擴(kuò)大順序方案： 各變速組的級比指數(shù)由小到大的排列順序各變速組的級比指數(shù)由小到大的排列順序前前緩后急。緩后急。 一般根據(jù)變速組的一般根據(jù)變速組的“擴(kuò)大順序與傳動順序相一致擴(kuò)大順序與傳動順序相一致” 原則；原則； 采用其它擴(kuò)大順序方案，應(yīng)進(jìn)行分析比較。采用其它擴(kuò)大順序方案，應(yīng)進(jìn)行分析比較。（4）檢驗(yàn)最后擴(kuò)大組的變速范圍）檢驗(yàn)最后擴(kuò)大組的變速范圍（5）寫出結(jié)構(gòu)式）寫出結(jié)構(gòu)式108)1()1(210 jjjpppppXjr 2轉(zhuǎn)速圖擬定轉(zhuǎn)速圖擬定確定確定V帶傳動帶傳動 軸轉(zhuǎn)速不能過低（結(jié)構(gòu)尺寸）；軸轉(zhuǎn)速不能過低（結(jié)構(gòu)尺寸）； 軸轉(zhuǎn)速

30、不能過高（振動、噪聲）。軸轉(zhuǎn)速不能過高（振動、噪聲）。畫轉(zhuǎn)速圖格線畫轉(zhuǎn)速圖格線 傳動軸格線、轉(zhuǎn)速格線、轉(zhuǎn)速點(diǎn)。傳動軸格線、轉(zhuǎn)速格線、轉(zhuǎn)速點(diǎn)。分配傳動比分配傳動比 第三變速組第三變速組第二變速組第二變速組第一變速組第一變速組畫全傳動線。畫全傳動線。 多次修改多次修改例：例：X62W銑床主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)：主軸轉(zhuǎn)速范圍：銑床主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)：主軸轉(zhuǎn)速范圍：301500r/min，Z=18，=1.26，n電電=1450r/min。（五）主變速傳動系統(tǒng)的幾種特殊設(shè)計(jì)（五）主變速傳動系統(tǒng)的幾種特殊設(shè)計(jì)l多速電動機(jī)傳動多速電動機(jī)傳動l交換齒輪傳動交換齒輪傳動l公用齒輪傳動公用齒輪傳動u 采用多速異步電動機(jī)和齒輪

31、變速組聯(lián)合使用，采用多速異步電動機(jī)和齒輪變速組聯(lián)合使用，可簡化機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使用方便，并可在運(yùn)轉(zhuǎn)可簡化機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使用方便，并可在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，適用于半自動、自動機(jī)床及普通機(jī)床。中變速，適用于半自動、自動機(jī)床及普通機(jī)床。 常采用：常采用：1采用多速電動機(jī)的變速傳動系統(tǒng)采用多速電動機(jī)的變速傳動系統(tǒng) 雙速或三速交流異步電動機(jī)變速：雙速或三速交流異步電動機(jī)變速：同步轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速為750/1500r/min、1500/3000r/min、750/1500/3000r/min：同步轉(zhuǎn)速之比：同步轉(zhuǎn)速之比2；同步轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速為1000/1500r/min、750/1000/1500r/min：同步

32、轉(zhuǎn)速之比為：同步轉(zhuǎn)速之比為1.5，主，主軸轉(zhuǎn)速不能得到標(biāo)準(zhǔn)公比的等比數(shù)列。軸轉(zhuǎn)速不能得到標(biāo)準(zhǔn)公比的等比數(shù)列。 “電變速組電變速組” 多速電動機(jī)的變速，相當(dāng)于兩對或三對多速電動機(jī)的變速，相當(dāng)于兩對或三對傳動副傳動副 總是放在齒輪變速組傳動系統(tǒng)前面?？偸欠旁邶X輪變速組傳動系統(tǒng)前面。32或EP（1）擴(kuò)大順序）擴(kuò)大順序 (以雙速電動機(jī)為例以雙速電動機(jī)為例)同步轉(zhuǎn)速之比為同步轉(zhuǎn)速之比為2（變速范圍（變速范圍2）：）： 根據(jù)根據(jù) 確定它的擴(kuò)大順序：確定它的擴(kuò)大順序： 第一擴(kuò)大組第一擴(kuò)大組 2Ex241. 126. 112. 106. 1EX41. 1241. 1Ex2EX21EXX210 Xp 結(jié)論結(jié)論:

33、“電變速組電變速組”為第一擴(kuò)大組時，基本組的傳動副是為第一擴(kuò)大組時，基本組的傳動副是既定的（既定的（P0=2或或3）。）。310 XP26. 1226. 1Ex31EXX222Ex3EX1EX10EXX20P（2）傳動順序：）傳動順序： “電變速組電變速組”為第一變速組，通常擴(kuò)大順為第一變速組，通常擴(kuò)大順 序與傳動順序不一致，不符合傳動線序與傳動順序不一致，不符合傳動線“前緊后松前緊后松”原則。原則。 多刀半自動車床的傳動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速圖多刀半自動車床的傳動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速圖 采用雙速電動機(jī)和滑移齒輪組合變速采用雙速電動機(jī)和滑移齒輪組合變速 結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)式： “電變速組電變速組”為第一擴(kuò)大組，為第一擴(kuò)大

34、組， 41. 121EXX210 Xp21Epp4122228（3）Z與與XE的關(guān)系的關(guān)系 多速電動機(jī)與變速箱串聯(lián)使用時，多速電動機(jī)與變速箱串聯(lián)使用時， PE多速電動機(jī)轉(zhuǎn)速級數(shù)；多速電動機(jī)轉(zhuǎn)速級數(shù)； Z主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)；主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)； Z1齒輪齒輪變速箱的轉(zhuǎn)速級數(shù)。變速箱的轉(zhuǎn)速級數(shù)。1ZpZE “電變速組電變速組”為擴(kuò)大組，級比指數(shù)等于一個變速組的為擴(kuò)大組，級比指數(shù)等于一個變速組的傳動副數(shù)或若干個傳動副數(shù)的乘積傳動副數(shù)或若干個傳動副數(shù)的乘積 當(dāng)當(dāng) 、 Z 設(shè)定，為使主軸轉(zhuǎn)速得到標(biāo)準(zhǔn)公比的等比設(shè)定，為使主軸轉(zhuǎn)速得到標(biāo)準(zhǔn)公比的等比 數(shù)列，則多速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速級數(shù)并非任意選定。數(shù)列，則多速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速級數(shù)

35、并非任意選定。EKXZ 1EEKpxZ1ZpZE 應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例： 已知主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)已知主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) Z=12， ，采用，采用 多速電動機(jī)（同步轉(zhuǎn)速之比為多速電動機(jī)（同步轉(zhuǎn)速之比為2）。試擬定結(jié)構(gòu)式？）。試擬定結(jié)構(gòu)式？ 解：解： 確定電變速組的級比指數(shù)確定電變速組的級比指數(shù)XE ： 確定多速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速級數(shù)確定多速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速級數(shù)PE ： 若若K=3， PE =2；若；若K=2， PE =3 擬定結(jié)構(gòu)式：擬定結(jié)構(gòu)式： 雙速電動機(jī)：雙速電動機(jī)： 三速電動機(jī)：三速電動機(jī)：4123221241. 1241. 1Ex2EX212EEKPXZ142232126122231216222312檢驗(yàn)最后擴(kuò)

36、大組的變速范圍檢驗(yàn)最后擴(kuò)大組的變速范圍r2 ： 雙速電動機(jī)：雙速電動機(jī)： 三速電動機(jī)：三速電動機(jī)： 故允許選用三速電動機(jī)，根據(jù)故允許選用三速電動機(jī)，根據(jù)“前緊后松前緊后松”原則，原則，結(jié)構(gòu)式應(yīng)為結(jié)構(gòu)式應(yīng)為81641. 1)13(4)1(222pXr841. 1)12(6)1(222pXr612223122采用交換齒輪的變速傳動系統(tǒng)采用交換齒輪的變速傳動系統(tǒng) 具有交換齒輪的變速傳動系統(tǒng)對于大批量生產(chǎn)的具有交換齒輪的變速傳動系統(tǒng)對于大批量生產(chǎn)的專用機(jī)床（自動、半自動專用機(jī)床，齒輪加工機(jī)床），專用機(jī)床（自動、半自動專用機(jī)床，齒輪加工機(jī)床），加工中加工中一般不變速或僅在小范圍內(nèi)變速一般不變速或僅在小范

37、圍內(nèi)變速，為減化結(jié)構(gòu)，為減化結(jié)構(gòu)，采用交換齒輪變速。采用交換齒輪變速。 為了減少交換齒輪的數(shù)量，相嚙合的兩齒輪可互為了減少交換齒輪的數(shù)量，相嚙合的兩齒輪可互換位置安裝，換位置安裝，即互為主、被動齒輪即互為主、被動齒輪。l圖：圖： 液壓多刀半自動車床主變速傳動系液壓多刀半自動車床主變速傳動系l軸間采用了交換齒輪，軸間采用了交換齒輪，軸間采用雙軸間采用雙聯(lián)滑移齒輪。一對交換齒輪互換位置安裝，在聯(lián)滑移齒輪。一對交換齒輪互換位置安裝，在軸上軸上可得到兩級轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)速圖上對稱分布?？傻玫絻杉夀D(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)速圖上對稱分布。l主傳動系統(tǒng)的交換齒輪，通常安裝在軸心距固定主傳動系統(tǒng)的交換齒輪，通常安裝在軸心距固定的

38、兩的兩 根傳動軸的根傳動軸的軸端軸端。l優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：可用少量齒輪，得到多級轉(zhuǎn)速，不需操作：可用少量齒輪，得到多級轉(zhuǎn)速，不需操作機(jī)構(gòu)，變速箱結(jié)構(gòu)大大簡化。機(jī)構(gòu)，變速箱結(jié)構(gòu)大大簡化。l 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：更換齒輪費(fèi)時費(fèi)力，裝在箱外密封、潤滑：更換齒輪費(fèi)時費(fèi)力，裝在箱外密封、潤滑困難；裝在箱內(nèi)，更換麻煩。困難；裝在箱內(nèi)，更換麻煩。 （1）傳動線對稱分布：）傳動線對稱分布： 主動齒輪與被動齒輪倒換位置主動齒輪與被動齒輪倒換位置得到兩得到兩種不同的傳種不同的傳 動比，且互為倒數(shù)關(guān)系，在轉(zhuǎn)速動比，且互為倒數(shù)關(guān)系，在轉(zhuǎn)速圖上傳動線是對稱布的。圖上傳動線是對稱布的。（2）傳動順序與擴(kuò)大順序（一般為擴(kuò)大組）傳動順序與擴(kuò)大

39、順序（一般為擴(kuò)大組） 單獨(dú)采用交換齒輪變速單獨(dú)采用交換齒輪變速 用于每批工件加工前的用于每批工件加工前的 變速調(diào)整；變速調(diào)整； 與其它變速方式組合使用（滑移齒輪、多速電機(jī)）與其它變速方式組合使用（滑移齒輪、多速電機(jī)） 交換齒輪可為基本組或擴(kuò)大組；與滑移齒輪組合，交換齒輪可為基本組或擴(kuò)大組；與滑移齒輪組合，通常放在傳動鏈的前面，即通常放在傳動鏈的前面，即: 傳動順序多為第一變速組。傳動順序多為第一變速組?；讫X輪用于加工中滑移齒輪用于加工中 變速調(diào)整。變速調(diào)整。 CA7620型液壓多刀半自動車床主傳動系統(tǒng)：型液壓多刀半自動車床主傳動系統(tǒng)： 采用了交換齒輪采用了交換齒輪 結(jié)構(gòu)式為結(jié)構(gòu)式為 雙聯(lián)滑移

40、齒輪變速組為基本組，用于加工中變速調(diào)整；雙聯(lián)滑移齒輪變速組為基本組，用于加工中變速調(diào)整； 交換齒輪變速組為擴(kuò)大組，用于每批工件加工前的變速調(diào)整。交換齒輪變速組為擴(kuò)大組，用于每批工件加工前的變速調(diào)整。)46:29(29:4612224CA7620型液壓多刀半自動車床主傳動系型液壓多刀半自動車床主傳動系3 3采用公用齒輪的變速傳動系統(tǒng)采用公用齒輪的變速傳動系統(tǒng) 在傳動系統(tǒng)中的某個齒輪，既是前一變速組的被動齒在傳動系統(tǒng)中的某個齒輪，既是前一變速組的被動齒輪，又是后一變速組的主動齒輪。輪，又是后一變速組的主動齒輪。 公用齒輪公用齒輪同時可與前后傳動軸上的兩個齒輪相嚙合同時可與前后傳動軸上的兩個齒輪相嚙

41、合 的齒輪。的齒輪。 單公用或雙公用齒輪單公用或雙公用齒輪 特點(diǎn)：特點(diǎn)：齒輪數(shù)目，簡化結(jié)構(gòu)，縮短軸向尺寸。齒輪數(shù)目，簡化結(jié)構(gòu)，縮短軸向尺寸。 四級雙公用齒輪四級雙公用齒輪注：注：用公用齒輪，兩變速用公用齒輪，兩變速組齒輪模數(shù)相等。為改善組齒輪模數(shù)相等。為改善受力，用變速組內(nèi)較大的受力，用變速組內(nèi)較大的齒輪作公用齒輪，（彎曲齒輪作公用齒輪，（彎曲應(yīng)為對稱循環(huán)、彎曲疲勞應(yīng)為對稱循環(huán)、彎曲疲勞許用應(yīng)力比非公用齒輪低，許用應(yīng)力比非公用齒輪低，減少循環(huán)次數(shù)）減少循環(huán)次數(shù)） 例：例：Z2=23，Z5=35為公用齒輪為公用齒輪 注意：注意： 降速傳動降速傳動： 前一個變速組為擴(kuò)大組，后一個變速組作為基本組；

42、前一個變速組為擴(kuò)大組，后一個變速組作為基本組； 升速傳動升速傳動： 前一個變速組為基本組，后一個變速組為擴(kuò)大組；前一個變速組為基本組，后一個變速組為擴(kuò)大組； 變速組的模數(shù)必須相等；變速組的模數(shù)必須相等； 選用變速組內(nèi)較大的齒輪作為公用齒輪選用變速組內(nèi)較大的齒輪作為公用齒輪。 （六）擴(kuò)大變速范圍的傳動系統(tǒng)（六）擴(kuò)大變速范圍的傳動系統(tǒng)111210zPPPPPnjjR)1()1(1210jjjjPxPPPPPiR由于極限傳動比的限制由于極限傳動比的限制 Rj8（10）=1.416=1.269變速范圍變速范圍 ,當(dāng)當(dāng)1ZnR4541. 15026. 1 1218 41. 126. 1112118nRZ

43、則l 上述的變速范圍常不能滿足通用機(jī)上述的變速范圍常不能滿足通用機(jī)床的要求，一些通用性較高的車床和鏜床床的要求，一些通用性較高的車床和鏜床的變速范圍在的變速范圍在140200，甚至超過，甚至超過200。l 采取措施：采取措施：l 增加變速組增加變速組l 采用背輪機(jī)構(gòu)采用背輪機(jī)構(gòu)l 采用雙公比傳動采用雙公比傳動l 采用分支傳動采用分支傳動l 1、增加變速組、增加變速組l 在原有的變速傳動系內(nèi)再增加一個在原有的變速傳動系內(nèi)再增加一個變速組，是擴(kuò)大變速范圍最簡便的方法；變速組，是擴(kuò)大變速范圍最簡便的方法；l 由于受變速組極限傳動比的限制，由于受變速組極限傳動比的限制，增加的變速組的級比指數(shù)往往不得不

44、小于增加的變速組的級比指數(shù)往往不得不小于理論值，并導(dǎo)致部分轉(zhuǎn)速的重復(fù)；理論值，并導(dǎo)致部分轉(zhuǎn)速的重復(fù)；擴(kuò)大主軸變速范圍擴(kuò)大主軸變速范圍 通過增加變速組實(shí)現(xiàn)通過增加變速組實(shí)現(xiàn) 如如 可增加一個變速組作為最后擴(kuò)大組，進(jìn)一步擴(kuò)大主軸的變速可增加一個變速組作為最后擴(kuò)大組，進(jìn)一步擴(kuò)大主軸的變速 范圍，增加主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)，范圍，增加主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)，如如 超出極限值，無法實(shí)現(xiàn)。超出極限值，無法實(shí)現(xiàn)。 若新增擴(kuò)大組的變速范圍限制在極限值內(nèi)：級比指數(shù)為若新增擴(kuò)大組的變速范圍限制在極限值內(nèi)：級比指數(shù)為6 變速范圍變速范圍R3=1.416=1.41（12-6）=7.861。對降速傳動，取倒數(shù)查對降速傳動，取倒數(shù)查表，查出

45、的為主動齒輪的齒數(shù)表，查出的為主動齒輪的齒數(shù)Z主主。 例：例：P80 圖圖3-13b 變速組變速組a 有三個傳動副：降速傳動有三個傳動副：降速傳動 ua1=36/36=1 ua2=30/42=1.41-1=1/1.41 i1 ua3=24/48=1.41-2=1/2 取其倒數(shù)（降速傳動），取其倒數(shù)（降速傳動），按按i=1，1.41，2，在合適的齒數(shù)和在合適的齒數(shù)和SZ范圍內(nèi)查表范圍內(nèi)查表3-6得得 ia1=1 Sz=60，62，64，66，68，70，72，74， ia2=1.41 Sz=60，63，65，67，68，70，72，73，75， ia3=2 Sz=60，63，66，69，72，7

46、5， 如變速組內(nèi)所有齒輪的如變速組內(nèi)所有齒輪的m（模數(shù)）相同，模數(shù)）相同，且為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，則三對轉(zhuǎn)動副的齒數(shù)和且為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，則三對轉(zhuǎn)動副的齒數(shù)和Sz相相等等,（齒輪中心距（齒輪中心距= （z1+z2）= mSz）符符合上述條件的有合上述條件的有Sz=60或或 Sz=72。 取取Sz=72，從表中查出主動齒輪齒數(shù)分從表中查出主動齒輪齒數(shù)分別為別為36，30，24。被動齒輪齒數(shù)為。被動齒輪齒數(shù)為36，42，48。2m21 傳動比為傳動比為: ia1=36/36=1， ia2=30/42=1/1.41， ia3=24/48=1.41-2=1/2。 注：注： 確定輪齒數(shù)時，選取合理的齒數(shù)和確定輪齒數(shù)時，

47、選取合理的齒數(shù)和Sz是是關(guān)鍵。關(guān)鍵。 齒輪的中心距取決于傳遞的扭矩。一般講，齒輪的中心距取決于傳遞的扭矩。一般講，主變速傳動系統(tǒng)是降速傳動，越后面的變速主變速傳動系統(tǒng)是降速傳動，越后面的變速組扭矩越大，因此中心距越大。為簡化工藝，組扭矩越大，因此中心距越大。為簡化工藝，各變速組齒輪模數(shù)最好一樣，最多不超過各變速組齒輪模數(shù)最好一樣，最多不超過23種模數(shù)，且后面的齒數(shù)和種模數(shù)，且后面的齒數(shù)和Sz選大值。選大值。 齒數(shù)和的確定有時需經(jīng)多次反復(fù)。齒數(shù)和的確定有時需經(jīng)多次反復(fù)。初選齒數(shù)和，確定主被動齒輪齒數(shù)，計(jì)初選齒數(shù)和，確定主被動齒輪齒數(shù)，計(jì)算齒輪模數(shù)。算齒輪模數(shù)。 m過大，應(yīng)使過大，應(yīng)使SZ增加，中

48、心距增加；反之減少增加，中心距增加；反之減少SZ。m應(yīng)參考同類機(jī)床。應(yīng)參考同類機(jī)床。 m過小，齒輪經(jīng)不起沖擊，易磨損過小，齒輪經(jīng)不起沖擊，易磨損 m過大，過大，SZ減少，會導(dǎo)致最小齒數(shù)減少，會導(dǎo)致最小齒數(shù)Zmin17產(chǎn)產(chǎn)生根切，無法裝配生根切，無法裝配 齒輪的齒根到孔壁或鍵槽底部的最小壁厚齒輪的齒根到孔壁或鍵槽底部的最小壁厚a2m(即即:a大于大于2倍模數(shù)倍模數(shù)) 圖圖3-21 齒數(shù)過少，影響傳動平穩(wěn)性，一般齒數(shù)過少，影響傳動平穩(wěn)性，一般Zmin1820（1）找出各齒輪副的傳動比值）找出各齒輪副的傳動比值i。 變速組變速組a：（2）確定最小齒輪齒數(shù)）確定最小齒輪齒數(shù) 及最小齒數(shù)和及最小齒數(shù)和

49、該變速組內(nèi)的最小齒輪必在該變速組內(nèi)的最小齒輪必在 一行一行minz136361ai41. 141. 1142302uia241. 11482423uiaminS23iia20minz41. 141. 1122uia11ai74727068666462601zS7573727068676563602zS241. 11323uia81787572696663603zS（3）找出可能采用的齒數(shù)和找出可能采用的齒數(shù)和S諸數(shù)值諸數(shù)值滿足該變速組三個傳動比要求的齒輪齒數(shù)滿足該變速組三個傳動比要求的齒輪齒數(shù)（4）確定合理的齒數(shù)和）確定合理的齒數(shù)和 可選用結(jié)構(gòu)允許較小的齒數(shù)和可選用結(jié)構(gòu)允許較小的齒數(shù)和反復(fù)多次

50、。反復(fù)多次。 初選齒數(shù)和初選齒數(shù)和確定主、被動齒輪齒數(shù)確定主、被動齒輪齒數(shù)計(jì)算齒輪模數(shù)計(jì)算齒輪模數(shù)模數(shù)過模數(shù)過大，增加齒數(shù)和大，增加齒數(shù)和模數(shù)過小，減少齒數(shù)和；模數(shù)過小，減少齒數(shù)和；或按傳遞扭矩，初選中心距或按傳遞扭矩，初選中心距 設(shè)定齒輪模數(shù)設(shè)定齒輪模數(shù)計(jì)算齒輪和。計(jì)算齒輪和。7260zSzS（5）確定各齒輪副的齒數(shù)）確定各齒輪副的齒數(shù) 60zS30301au35252au40203au72zS36361au42302au48243au變速組內(nèi)齒輪模數(shù)不同變速組內(nèi)齒輪模數(shù)不同設(shè)一個變速組內(nèi)有兩對齒輪副設(shè)一個變速組內(nèi)有兩對齒輪副 齒數(shù)和齒數(shù)和 對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，則對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，則 設(shè)設(shè) 無公因數(shù)整

51、數(shù)，無公因數(shù)整數(shù)，K整數(shù)。整數(shù)。11zz1m22zz2m1zS2zS1212212211eemmSSSmSmzzzz試算確定12211221KeSKeSKeSeSzzzz1e2e2三聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù)關(guān)系三聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù)關(guān)系 變速組采用三聯(lián)滑移齒輪時變速組采用三聯(lián)滑移齒輪時檢查相鄰齒輪的齒數(shù)關(guān)系，檢查相鄰齒輪的齒數(shù)關(guān)系， 保證左右移動時能順利通過，齒輪外圓不相碰。保證左右移動時能順利通過，齒輪外圓不相碰。 若若 ，標(biāo)準(zhǔn)齒輪，模數(shù)相同時，則，標(biāo)準(zhǔn)齒輪，模數(shù)相同時，則 三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪齒數(shù)三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪齒數(shù)Z3與次大齒輪齒數(shù)與次大齒輪齒數(shù)Z2的齒數(shù)的齒數(shù)差應(yīng)大于（或等于）差應(yīng)大于（或

52、等于）4。123ZZZ)2(21)2(2123zmzma)(2133zzma423 zz（八）主傳動系統(tǒng)的計(jì)算轉(zhuǎn)速（八）主傳動系統(tǒng)的計(jì)算轉(zhuǎn)速 1機(jī)床的功率轉(zhuǎn)矩特性：機(jī)床的功率轉(zhuǎn)矩特性： 恒功率工作范圍恒功率工作范圍： 間所有轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率。間所有轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率。 扭矩扭矩T則隨轉(zhuǎn)速的增加而減?。▌t隨轉(zhuǎn)速的增加而減小（n，T） 。 恒扭矩工作范圍恒扭矩工作范圍：各級轉(zhuǎn)速所能傳遞的扭：各級轉(zhuǎn)速所能傳遞的扭 矩與主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速矩與主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 時的扭矩相等。時的扭矩相等。 功率隨轉(zhuǎn)速的降低而減?。üβ孰S轉(zhuǎn)速的降低而減小（n，T）。）。jnnminmaxnnjjn機(jī)床主軸的功率和轉(zhuǎn)矩特性機(jī)床

53、主軸的功率和轉(zhuǎn)矩特性 對專用機(jī)床：對專用機(jī)床： 工藝條件固定，各傳動件所傳遞的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩一定；工藝條件固定，各傳動件所傳遞的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩一定；對通用機(jī)床：對通用機(jī)床：使用條件復(fù)雜，轉(zhuǎn)速范圍較大，各傳動件使用條件復(fù)雜，轉(zhuǎn)速范圍較大，各傳動件所傳遞的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩是變化的。所傳遞的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩是變化的。若將傳動件的傳遞轉(zhuǎn)矩定的偏小或過大（不可靠、不經(jīng)濟(jì)若將傳動件的傳遞轉(zhuǎn)矩定的偏小或過大（不可靠、不經(jīng)濟(jì) 的），的），這一類機(jī)床只是以某一轉(zhuǎn)速開始，才有可能用到電這一類機(jī)床只是以某一轉(zhuǎn)速開始，才有可能用到電動機(jī)的全部功率。動機(jī)的全部功率。 計(jì)算轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速：主軸或各傳動件傳遞全部功率的最

54、低轉(zhuǎn)速。：主軸或各傳動件傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。 2主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 確定確定 ：主軸傳遞全部功率時最低轉(zhuǎn)速（電動機(jī)滿載）。：主軸傳遞全部功率時最低轉(zhuǎn)速（電動機(jī)滿載）。（1）專用機(jī)床：）專用機(jī)床： 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速是按特定工藝中所需要的主軸轉(zhuǎn)速來確定。主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速是按特定工藝中所需要的主軸轉(zhuǎn)速來確定。（2）通用機(jī)床及專門化機(jī)床：）通用機(jī)床及專門化機(jī)床： 不同機(jī)床的主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速不同不同機(jī)床的主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速不同調(diào)查測定統(tǒng)計(jì)調(diào)查測定統(tǒng)計(jì)得出。得出。jnjn中型通用機(jī)床和用途較廣的半自動機(jī)床中型通用機(jī)床和用途較廣的半自動機(jī)床 等公比等公比 混合公比或無級變速混合公比或無級變速 立式鉆床、搖臂鉆床、滾

55、齒機(jī)立式鉆床、搖臂鉆床、滾齒機(jī)等公比等公比 混合公比或無級變速混合公比或無級變速 13minZjnn3 . 0min3 . 0minmaxmin)(njRnnnnn14minZjnn25. 0min25. 0minmaxmin)(nnjRnnnn大型機(jī)床大型機(jī)床 等公比等公比 混合公比或無級變速混合公比或無級變速高精度和精密機(jī)床高精度和精密機(jī)床 等公比等公比 混合公比或無級變速混合公比或無級變速5 . 2minZjnn3minZjnn35. 0minnjRnn 4 . 0minnjRnn 落地式鏜銑床（落地式鏜銑床（ ）、主軸箱可移動的落）、主軸箱可移動的落 地式鏜銑床（地式鏜銑床（ ） 等公

56、比等公比 混合公比或無級變速混合公比或無級變速26016030012514minZjnn25. 0min25. 0minmaxmin)(nnjRnnnn3其它傳動件計(jì)算轉(zhuǎn)速確定其它傳動件計(jì)算轉(zhuǎn)速確定 傳動件的計(jì)算轉(zhuǎn)速傳動件的計(jì)算轉(zhuǎn)速 齒輪、傳動軸及其它傳動件傳遞全部齒輪、傳動軸及其它傳動件傳遞全部 功率的最低轉(zhuǎn)速。功率的最低轉(zhuǎn)速。依據(jù)依據(jù) 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速圖。主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速圖。順序順序 （由后向前）（由后向前）各傳動軸計(jì)算轉(zhuǎn)速各傳動軸計(jì)算轉(zhuǎn)速各齒輪各齒輪 的計(jì)算轉(zhuǎn)速（變速組小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速）。的計(jì)算轉(zhuǎn)速（變速組小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速）。步驟步驟 該傳動件共有幾級實(shí)際工作轉(zhuǎn)速；該傳動件共有幾

57、級實(shí)際工作轉(zhuǎn)速；查找能夠傳遞全部功率的各級轉(zhuǎn)速；查找能夠傳遞全部功率的各級轉(zhuǎn)速；能夠傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速能夠傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速傳動件計(jì)算轉(zhuǎn)速。傳動件計(jì)算轉(zhuǎn)速。jn示例示例車床的轉(zhuǎn)速圖，車床的轉(zhuǎn)速圖，結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式 631223123060主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： 取主軸第一個（低的）三分之一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最高一級轉(zhuǎn)取主軸第一個（低的）三分之一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最高一級轉(zhuǎn) 速速 ，或，或 在轉(zhuǎn)速圖用在轉(zhuǎn)速圖用黑點(diǎn)黑點(diǎn)表示。表示。4nnj4131213minmin9041. 15 .31nrnnZj傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： 軸：軸：6級實(shí)際工作轉(zhuǎn)速（級實(shí)際工作轉(zhuǎn)速（125710r/mi

58、n）；）； 主軸主軸 （a）經(jīng)）經(jīng) （b）經(jīng)）經(jīng) min71012530601413rzzmin90rnj)7101050093558(250718061255nnnnnnmin71035572181211rzz7101050093558nnn能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速為能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速為 ， 同樣方法：同樣方法：5nmin1255rnnIIImin71010rnnImin3558rnnII齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速：各變速組內(nèi)小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速：各變速組內(nèi)小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 軸間變速組軸間變速組c的齒輪：變速組的齒輪：變速組c的小齒輪的小齒輪 125710r/min : n5、n6、

59、n7、n8、n9、n10 ；經(jīng)經(jīng) 傳動，主軸得到傳動，主軸得到31.5180r/min:n1、n2、n3、n4、n5、n6對應(yīng)對應(yīng) ： n8、n9、n10 ； 1831z721818)3(1z min355831rnnz間變速組間變速組b的齒輪：變速組的齒輪：變速組b的小齒輪的小齒輪355710r/min ， n8、n9、n10 ；經(jīng)經(jīng) 傳動，傳動，軸得到軸得到125250r/min三級轉(zhuǎn)速，三級轉(zhuǎn)速， n5、n6、n7（能傳遞全部功率）（能傳遞全部功率） 對應(yīng)對應(yīng) ： n8、n9、n10 ； 2221z6222 2221z min355821rnnz（九）主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（九）主傳動系統(tǒng)

60、的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1變速箱內(nèi)各傳動軸的空間布置變速箱內(nèi)各傳動軸的空間布置 原則原則：滿足機(jī)床總體布局對：滿足機(jī)床總體布局對變速箱的形狀和尺寸變速箱的形狀和尺寸的限制；的限制；考慮各軸受力情況、裝配調(diào)整和操縱維修的方便。考慮各軸受力情況、裝配調(diào)整和操縱維修的方便。（1）主軸位置的確定）主軸位置的確定- 總體方案設(shè)計(jì)時給出總體方案設(shè)計(jì)時給出 受機(jī)床主參數(shù)和主要性能所限定。受機(jī)床主參數(shù)和主要性能所限定。 臥式車床臥式車床車床中心高（主軸到床身導(dǎo)軌面間距離）；車床中心高（主軸到床身導(dǎo)軌面間距離）； 立式鉆床、搖臂鉆床、龍門銑床及臥式銑鏜床立式鉆床、搖臂鉆床、龍門銑床及臥式銑鏜床 主軸到導(dǎo)軌面距離主軸到導(dǎo)軌面距