金屬切削機床第7章主傳動設(shè)計

1、第七章第七章 主傳動設(shè)計主傳動設(shè)計 第一節(jié) 機床主要參數(shù)的確定一、尺寸參數(shù)的確定 尺寸參數(shù)主要是確定影響機床加工性能機的一些尺寸。其中包括機床的尺寸參數(shù)主要是確定影響機床加工性能機的一些尺寸。其中包括機床的主參數(shù)、第二主參數(shù)和其他一些尺寸參數(shù)。主參數(shù)、第二主參數(shù)和其他一些尺寸參數(shù)。 機床的主參數(shù)是代表機床規(guī)格大小的一種參數(shù)，各類機床以什么尺寸作機床的主參數(shù)是代表機床規(guī)格大小的一種參數(shù)，各類機床以什么尺寸作為主參數(shù)已有統(tǒng)一的規(guī)定。為主參數(shù)已有統(tǒng)一的規(guī)定。 如臥式車床是床身上工件的最大回轉(zhuǎn)直徑，有的機床，一個主參數(shù)還不如臥式車床是床身上工件的最大回轉(zhuǎn)直徑，有的機床，一個主參數(shù)還不足以確定機床的規(guī)格

2、，還需第二主參數(shù)加以補充。如車床的第二主參數(shù)是最足以確定機床的規(guī)格，還需第二主參數(shù)加以補充。如車床的第二主參數(shù)是最大工件長度。大工件長度。 當(dāng)主參數(shù)、第二主參數(shù)和其他一些尺寸參數(shù)確定后，就基本上確定了該當(dāng)主參數(shù)、第二主參數(shù)和其他一些尺寸參數(shù)確定后，就基本上確定了該機床所能加工或安裝的最大工件的尺寸。機床所能加工或安裝的最大工件的尺寸。 機床的尺寸參數(shù)，是根據(jù)零件的尺寸確定的。機床的尺寸參數(shù)，是根據(jù)零件的尺寸確定的。二、運動參數(shù)的確定 運動參數(shù)是指機床執(zhí)行件，如主軸、工作臺、刀架等的運動速度。運動參數(shù)是指機床執(zhí)行件，如主軸、工作臺、刀架等的運動速度。 1.主運動參數(shù)的確定 主運動為回轉(zhuǎn)運動的機床

3、，主運動參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速，它與切削速度的關(guān)主運動為回轉(zhuǎn)運動的機床，主運動參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速，它與切削速度的關(guān)系是系是 1000vndr/min式中式中 n- - 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速(r/min) v-切削速度切削速度(m/min) d- - 工件（或刀具）直徑工件（或刀具）直徑(mm) 主運動是直線運動的機床，主運動參數(shù)是刀具的每分鐘雙行程數(shù)（次主運動是直線運動的機床，主運動參數(shù)是刀具的每分鐘雙行程數(shù)（次/分）。分）。 通用機床是為適應(yīng)多種零件加工而設(shè)計制造的，主軸需要變速。因此需確通用機床是為適應(yīng)多種零件加工而設(shè)計制造的，主軸需要變速。因此需確定它的變速范圍，即最低與最高轉(zhuǎn)速。定它的變速范圍，即最低與最高轉(zhuǎn)

4、速。 1) 1) 主軸最高和最低轉(zhuǎn)速的確定主軸最高和最低轉(zhuǎn)速的確定 根據(jù)公式有：根據(jù)公式有： nmax和和nmin的比值是變速范圍的比值是變速范圍Rn:maxminmin1000dvnminmaxmax1000dvnminmaxnnRn 應(yīng)當(dāng)指出，通用機床的應(yīng)當(dāng)指出，通用機床的 和和 并不是機床上可能加工的最大和最小直并不是機床上可能加工的最大和最小直徑，而是指常用的經(jīng)濟加工的最大和最小直徑（即不是理論上的最大和最小直徑，而是指常用的經(jīng)濟加工的最大和最小直徑（即不是理論上的最大和最小直徑）。對于通用機床，一般?。簭剑?。對于通用機床，一般?。?最大加工直徑最大加工直徑dmax =( 0.5-0.

5、6)D 最小加工直徑最小加工直徑dmin=(0.2-0.25)dmax 2) 2) 主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列 目前，在機床中應(yīng)用最廣泛的還是有級變速，極限轉(zhuǎn)速確定后，還需確目前，在機床中應(yīng)用最廣泛的還是有級變速，極限轉(zhuǎn)速確定后，還需確定中間轉(zhuǎn)速。定中間轉(zhuǎn)速。 如某機床的分級變速機構(gòu)共有如某機床的分級變速機構(gòu)共有 級，其中級，其中 ， ， 級轉(zhuǎn)速級轉(zhuǎn)速分別為：分別為： ， ， ， ， ， 。如果加工某一工件所如果加工某一工件所需要的最有利的切削速度為需要的最有利的切削速度為 ,則相應(yīng)的轉(zhuǎn)速位則相應(yīng)的轉(zhuǎn)速位 。通常，分級變速機構(gòu)不能。通常，分級變速機構(gòu)不能恰好得到這個轉(zhuǎn)速，而是恰好得到這個轉(zhuǎn)速，而

6、是 處于某兩極轉(zhuǎn)速處于某兩極轉(zhuǎn)速 與與 之間：之間： 如果采用較高的轉(zhuǎn)速如果采用較高的轉(zhuǎn)速 ，必將提高切削速度，刀具的耐用度將要降低。，必將提高切削速度，刀具的耐用度將要降低。為了不降低刀具耐用度，以采用較低的轉(zhuǎn)速為了不降低刀具耐用度，以采用較低的轉(zhuǎn)速 為宜。這時轉(zhuǎn)速的損失為為宜。這時轉(zhuǎn)速的損失為Z1minnnmaxznn1n2n3njn1jnznZvnmaxdmindmaxdk DminmaxdddRnjn1jnnjn1jn1jnjnnjn - - ，相對轉(zhuǎn)速損失率為：，相對轉(zhuǎn)速損失率為： jnnAn最大的相對轉(zhuǎn)速損失率是當(dāng)所需的轉(zhuǎn)速最大的相對轉(zhuǎn)速損失率是當(dāng)所需的轉(zhuǎn)速 趨近于趨近于 時，也就

7、是：時，也就是： n1jn11max11lim1jjjjjnnjjnnnnnAnnn 在其他條件（直徑、進給、切深）不變的情況下，轉(zhuǎn)速的損失就反映了在其他條件（直徑、進給、切深）不變的情況下，轉(zhuǎn)速的損失就反映了生產(chǎn)率的損失。對于普通機床，如果認(rèn)為每個轉(zhuǎn)速的使用機會都相等，那么生產(chǎn)率的損失。對于普通機床，如果認(rèn)為每個轉(zhuǎn)速的使用機會都相等，那么應(yīng)使應(yīng)使 為一定值，即：為一定值，即： = =constconst 或 =const=const= 從這里可以看出，任意兩極轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系應(yīng)為：從這里可以看出，任意兩極轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系應(yīng)為：即機床的轉(zhuǎn)速應(yīng)該按等比數(shù)列即機床的轉(zhuǎn)速應(yīng)該按等比數(shù)列( (幾何級數(shù)幾何

8、級數(shù)) )分級。其公比為分級。其公比為 ，各級轉(zhuǎn)速應(yīng)為，各級轉(zhuǎn)速應(yīng)為 maxAmax11jjnAn 1jjnn11jjnn1minnn21nn2321nnn 最大相對轉(zhuǎn)速損失率為：最大相對轉(zhuǎn)速損失率為：變速范圍為：變速范圍為： 等比數(shù)列同樣適用于直線往復(fù)主運動等比數(shù)列同樣適用于直線往復(fù)主運動( (刨床、插床刨床、插床) )的往復(fù)次數(shù)數(shù)列、的往復(fù)次數(shù)數(shù)列、進給數(shù)列以及尺寸和功率參數(shù)系列。進給數(shù)列以及尺寸和功率參數(shù)系列。 111maxzzznnnnmax111100%100%A11max1min1zznnnRnn 3) 3) 公比的標(biāo)準(zhǔn)值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列公比的標(biāo)準(zhǔn)值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列 機床轉(zhuǎn)速是從小到大

9、遞增的，因此機床轉(zhuǎn)速是從小到大遞增的，因此 。為使最大相對轉(zhuǎn)速損失率不超。為使最大相對轉(zhuǎn)速損失率不超過過50%50%，即，即 ，則，則 。 由此得出：由此得出： 為便于設(shè)計和使用機床，規(guī)定了七個標(biāo)準(zhǔn)公比為便于設(shè)計和使用機床，規(guī)定了七個標(biāo)準(zhǔn)公比, ,，分別為：，分別為：1.061.06，1.121.12，1.261.26，1.411.41，1.581.58，1.781.78，2 2。 當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)公比后，轉(zhuǎn)速數(shù)列可從表當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)公比后，轉(zhuǎn)速數(shù)列可從表7.17.1中直接查出。表中給出了以中直接查出。表中給出了以1.061.06為為公比的從公比的從1 11000010000的數(shù)值。其中的數(shù)值。其中1.

10、12=1.061.12=1.062 2 ，1.26=1.061.26=1.064 4 ，1.41=1.061.41=1.066 6 ，1.58=1.061.58=1.068 8 ，1.78=1.061.78=1.061010 ，2=1.062=1.061212 。 例如，設(shè)計一臺例如，設(shè)計一臺2424級轉(zhuǎn)速的臥式車床，其中級轉(zhuǎn)速的臥式車床，其中 =12.5 =12.5 ， =1.26 =1.26 。查表。查表7 71 1，首先找到最低轉(zhuǎn)速，首先找到最低轉(zhuǎn)速12.512.5，然后，因為，然后，因為1.26=1.061.26=1.064 4，每隔，每隔3 3個數(shù)取一個值，個數(shù)取一個值，可得下列數(shù)列

11、：可得下列數(shù)列：12.512.5、1616、2020、2525、31.531.5、4040、5050、6363、8080、100100、125125、160160、200200、250250、315315、400400、500500、630630、800800、10001000、12501250、16001600、20002000、25002500等等2424級。級。11100%50%212minn 表表7.1 7.1 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表 4) 4) 選用標(biāo)準(zhǔn)公比的一般原則和經(jīng)驗數(shù)據(jù)選用標(biāo)準(zhǔn)公比的一般原則和經(jīng)驗數(shù)據(jù) （1 1）對于通用機床，為使轉(zhuǎn)速損失不大，機床結(jié)構(gòu)又不過于復(fù)雜，一般?。τ?/p>

12、通用機床，為使轉(zhuǎn)速損失不大，機床結(jié)構(gòu)又不過于復(fù)雜，一般取=1.26=1.26或或1.411.41。 （2 2）對于大批、大量生產(chǎn)的專用機床、自動化機床，公比應(yīng)取小一些。因）對于大批、大量生產(chǎn)的專用機床、自動化機床，公比應(yīng)取小一些。因這些機床的生產(chǎn)率較高，轉(zhuǎn)速損失的影響較顯著。一般取這些機床的生產(chǎn)率較高，轉(zhuǎn)速損失的影響較顯著。一般取=1.12=1.12或或1.261.26。 （3 3）對于大型機床，公比應(yīng)取小一些。因在大型機床上的切削加工時間較長，）對于大型機床，公比應(yīng)取小一些。因在大型機床上的切削加工時間較長，轉(zhuǎn)速損失的影響較顯著。一般取轉(zhuǎn)速損失的影響較顯著。一般取=1.26=1.26或或1.

13、121.12及及1.061.06。 （4 4）對于非自動化小型機床，公比應(yīng)取大一些。因在這些機床上，輔助時間）對于非自動化小型機床，公比應(yīng)取大一些。因在這些機床上，輔助時間較多，而切削加工時間所占的比例不大，轉(zhuǎn)速損失的影響不很顯著。一般取較多，而切削加工時間所占的比例不大，轉(zhuǎn)速損失的影響不很顯著。一般取=1.58=1.58、1.781.78或或2 2。2.進給運動參數(shù)的確定 進給傳動鏈為外聯(lián)系傳動鏈時，為使相對損失為一定值，則進給量的數(shù)列也進給傳動鏈為外聯(lián)系傳動鏈時，為使相對損失為一定值，則進給量的數(shù)列也應(yīng)取等比數(shù)列。對于往復(fù)主運動機床，如刨床、插床，進給運動是間歇的，為應(yīng)取等比數(shù)列。對于往復(fù)

14、主運動機床，如刨床、插床，進給運動是間歇的，為使進給機構(gòu)簡單，采用了棘輪機構(gòu)，進給量由每次往復(fù)轉(zhuǎn)過的齒數(shù)而定，是等使進給機構(gòu)簡單，采用了棘輪機構(gòu)，進給量由每次往復(fù)轉(zhuǎn)過的齒數(shù)而定，是等差數(shù)列。對于大批、大量生產(chǎn)用的自動和半自動車床，常用交換齒輪來調(diào)整進差數(shù)列。對于大批、大量生產(chǎn)用的自動和半自動車床，常用交換齒輪來調(diào)整進給量，這時可以不按一定的規(guī)則，用交換齒輪選擇最有利的進給量。臥式車床給量，這時可以不按一定的規(guī)則，用交換齒輪選擇最有利的進給量。臥式車床因為要車螺紋，進給分級就應(yīng)根據(jù)螺紋標(biāo)準(zhǔn)而定，它不是一個等比數(shù)列，而是因為要車螺紋，進給分級就應(yīng)根據(jù)螺紋標(biāo)準(zhǔn)而定，它不是一個等比數(shù)列，而是一個分段的

15、等差數(shù)列。一個分段的等差數(shù)列。 三、動力參數(shù)確定 動力參數(shù)包括電動機的功率，液壓缸的牽引力，液壓馬達、伺服電動機動力參數(shù)包括電動機的功率，液壓缸的牽引力，液壓馬達、伺服電動機或步進電動機的額定轉(zhuǎn)矩等?；虿竭M電動機的額定轉(zhuǎn)矩等。 各傳動件的參數(shù)各傳動件的參數(shù)( (軸或絲杠的直徑、齒輪與蝸輪的模數(shù)等軸或絲杠的直徑、齒輪與蝸輪的模數(shù)等) )都是根據(jù)動力都是根據(jù)動力參數(shù)設(shè)計計算的。如果動力參數(shù)定得過大，將使機床過于笨重，浪費材料和參數(shù)設(shè)計計算的。如果動力參數(shù)定得過大，將使機床過于笨重，浪費材料和電力；如果定得過小，又將影響機床的性能。動力參數(shù)可以通過調(diào)查研究、電力；如果定得過小，又將影響機床的性能。動

16、力參數(shù)可以通過調(diào)查研究、試驗和計算方法進行確定。試驗和計算方法進行確定。 1. 主傳動功率的確定 在主傳動的結(jié)構(gòu)方案尚未確定之前，可用式在主傳動的結(jié)構(gòu)方案尚未確定之前，可用式 進行估算。進行估算。 式中：式中： 主傳動電機功率（主傳動電機功率（ ）；）； 消耗于切削的功率（消耗于切削的功率（ ）；）； 主傳動鏈的總效率。主傳動鏈的總效率。 對于通用機床一般可取對于通用機床一般可取 =0.75=0.750.850.85。機構(gòu)簡單和主軸轉(zhuǎn)速較低時取。機構(gòu)簡單和主軸轉(zhuǎn)速較低時取大值；相反，機構(gòu)復(fù)雜和主軸較高時取小值。大值；相反，機構(gòu)復(fù)雜和主軸較高時取小值。 當(dāng)主傳動的結(jié)構(gòu)方案確定后，可用式當(dāng)主傳動的

17、結(jié)構(gòu)方案確定后，可用式 進行估算：進行估算：式中：式中： 消耗于空轉(zhuǎn)的功率損失（消耗于空轉(zhuǎn)的功率損失（ ）；）； 主傳動鏈的總機械效率。主傳動鏈的總機械效率。 式中：式中： 、 為主傳動鏈中各傳動副的機械效率。為主傳動鏈中各傳動副的機械效率。 PP切主總P主P切總kwkw總PPP切主空機kwP空機123. 機12 機床的空轉(zhuǎn)功率損失只隨主軸和其它各軸轉(zhuǎn)速的變化而變化。中型機床機床的空轉(zhuǎn)功率損失只隨主軸和其它各軸轉(zhuǎn)速的變化而變化。中型機床主傳動鏈的空轉(zhuǎn)功率損失可用下列的實驗公式進行估算：主傳動鏈的空轉(zhuǎn)功率損失可用下列的實驗公式進行估算：63.510aikPdncd n空主主式中：式中： 主傳動鏈

18、中除主軸外所有傳動軸的軸頸的平均直徑。如果主傳動鏈主傳動鏈中除主軸外所有傳動軸的軸頸的平均直徑。如果主傳動鏈的結(jié)構(gòu)尺寸尚未確定，初步可按電動機功率的結(jié)構(gòu)尺寸尚未確定，初步可按電動機功率P P取：?。?當(dāng)當(dāng) 1.51.5 2.82.8（kwkw） =30 (mm)=30 (mm) 2.5 2.5 7.57.5（kwkw） =35 (mm)=35 (mm) 7.5 7.5 14 14 （kwkw） =40 (mm)=40 (mm) 主軸前后軸頸的平均值主軸前后軸頸的平均值( (mm)mm)； 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為 時，傳動鏈內(nèi)除主軸外各傳動軸的轉(zhuǎn)速之和。如傳時，傳動鏈內(nèi)除主軸外各傳動軸的轉(zhuǎn)速之

19、和。如傳動鏈內(nèi)有不傳遞載荷而也隨之作空運轉(zhuǎn)的軸時，這些軸的轉(zhuǎn)速也應(yīng)計入；動鏈內(nèi)有不傳遞載荷而也隨之作空運轉(zhuǎn)的軸時，這些軸的轉(zhuǎn)速也應(yīng)計入； -主軸轉(zhuǎn)速（主軸轉(zhuǎn)速（rpmrpm），通常，計算的是最大空轉(zhuǎn)功率，則），通常，計算的是最大空轉(zhuǎn)功率，則 為主軸最為主軸最高轉(zhuǎn)速；高轉(zhuǎn)速； c c系數(shù)。兩支承的滾動軸承或滑動軸承，系數(shù)。兩支承的滾動軸承或滑動軸承，c=8.5c=8.5；三支承滾動軸承；三支承滾動軸承=10=10； k k潤滑油粘度影響的修正系數(shù)。用潤滑油粘度影響的修正系數(shù)。用N46N46號機油時，號機油時，k=1k=1；用；用N32N32號機油號機油時，時，k=0.9k=0.9；用；用N15N

20、15號機油時，號機油時，k=0.75k=0.75； adPPPadadadd主inn主n主n主2. 進給傳動功率的確定 在進給傳動和主傳動共用一個電機的通用機床上，如普通車床和鉆床，由在進給傳動和主傳動共用一個電機的通用機床上，如普通車床和鉆床，由于進給傳動所消耗的功率與主傳動相比是很小的，因此可以忽略進給所需的功于進給傳動所消耗的功率與主傳動相比是很小的，因此可以忽略進給所需的功率。在進給傳動與空行程傳動共用一個電機的機床上，也不必單獨考慮進給所率。在進給傳動與空行程傳動共用一個電機的機床上，也不必單獨考慮進給所需的功率。需的功率。 對于進給傳動采用單獨電動機驅(qū)動的機床，需要確定進給傳動所需

21、的功率。對于進給傳動采用單獨電動機驅(qū)動的機床，需要確定進給傳動所需的功率。 進給功率可根據(jù)進給牽引力進給功率可根據(jù)進給牽引力 (N),(N),進給速度進給速度 (m/min)(m/min)和機械效率和機械效率 決定決定: :3. 空行程功率的確定 空行程功率的確定應(yīng)參考同類型機床，輔之以計算，最好再經(jīng)實驗驗證?？招谐坦β实拇_定應(yīng)參考同類型機床，輔之以計算，最好再經(jīng)實驗驗證?？招谐屉妱訖C的功率（空行程電動機的功率（kwkw）為：）為：式中：式中：p p1 1克服慣性需要的功率克服慣性需要的功率 p p2 2-克服重量和摩擦力需要的功率克服重量和摩擦力需要的功率QFsvsQ60000sssF vP

22、12PPP空第二節(jié) 主傳動方案選擇 機床的主傳動用來實現(xiàn)機床主運動的，它對機床的使用性能、結(jié)構(gòu)和制造機床的主傳動用來實現(xiàn)機床主運動的，它對機床的使用性能、結(jié)構(gòu)和制造成本都有明顯的影響。成本都有明顯的影響。 一、主傳動布局選擇 主傳動的布局形式取決于機床的用途、類型和尺寸等因素。主傳動的布局形式取決于機床的用途、類型和尺寸等因素。 1. 集中傳動式 優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊，便于實現(xiàn)集中操縱，箱體數(shù)少。優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊，便于實現(xiàn)集中操縱，箱體數(shù)少。 缺點是：傳動機構(gòu)運轉(zhuǎn)中的振動和發(fā)熱會直接影響主軸的工作精度缺點是：傳動機構(gòu)運轉(zhuǎn)中的振動和發(fā)熱會直接影響主軸的工作精度。 適用于主運動為旋轉(zhuǎn)運動的普通精度的中

23、、大型機床。適用于主運動為旋轉(zhuǎn)運動的普通精度的中、大型機床。 2. 分離傳動式 優(yōu)點是：變速箱所產(chǎn)生的振動和熱量不傳給或少傳給主軸，從而減少了優(yōu)點是：變速箱所產(chǎn)生的振動和熱量不傳給或少傳給主軸，從而減少了主軸的振動和熱變形；高速時不用齒輪傳動，而由皮帶直接傳動主軸，運轉(zhuǎn)平主軸的振動和熱變形；高速時不用齒輪傳動，而由皮帶直接傳動主軸，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加工光潔度高，適應(yīng)精密加工的要求；當(dāng)采用背輪機構(gòu)時，高速傳動鏈短，穩(wěn)，加工光潔度高，適應(yīng)精密加工的要求；當(dāng)采用背輪機構(gòu)時，高速傳動鏈短，傳動效率較高，轉(zhuǎn)動慣量小，便于啟動和制動；低速時經(jīng)背輪機構(gòu)傳動，扭矩傳動效率較高，轉(zhuǎn)動慣量小，便于啟動和制動；低速時經(jīng)背

24、輪機構(gòu)傳動，扭矩大，適應(yīng)粗加工的要求。大，適應(yīng)粗加工的要求。 缺點是：有兩個箱體，箱體加工成本較高；低速時皮帶負荷大，皮帶根缺點是：有兩個箱體，箱體加工成本較高；低速時皮帶負荷大，皮帶根數(shù)多，容易打滑；當(dāng)皮帶安裝在主軸中段時，調(diào)整、檢修都不方便。數(shù)多，容易打滑；當(dāng)皮帶安裝在主軸中段時，調(diào)整、檢修都不方便。 適用于中、小型高速精密機床。適用于中、小型高速精密機床。二、變速方式選擇 1. 交換齒輪變速機構(gòu) 這種變速機構(gòu)的構(gòu)造簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，主要用于大批大量生產(chǎn)中的自動這種變速機構(gòu)的構(gòu)造簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，主要用于大批大量生產(chǎn)中的自動或半自動機床、專用機床及組合機床等上?；虬胱詣訖C床、專用機床及組合機床

25、等上。 2. 滑移齒輪變速機構(gòu) 優(yōu)點是：變速范圍優(yōu)點是：變速范圍大，變速級數(shù)也較多；變速方便又節(jié)省時間；在較大大，變速級數(shù)也較多；變速方便又節(jié)省時間；在較大的變速范圍內(nèi)可傳遞較大的功率和扭矩；不工作的齒輪不嚙合，因而空載功的變速范圍內(nèi)可傳遞較大的功率和扭矩；不工作的齒輪不嚙合，因而空載功率損失較小等。率損失較小等。 缺點是：變速箱的構(gòu)造復(fù)雜，不能在運轉(zhuǎn)中變速，為使滑移齒輪容易進缺點是：變速箱的構(gòu)造復(fù)雜，不能在運轉(zhuǎn)中變速，為使滑移齒輪容易進入嚙合，多用直齒圓柱齒輪傳動，傳動平穩(wěn)性不如斜齒輪傳動等。入嚙合，多用直齒圓柱齒輪傳動，傳動平穩(wěn)性不如斜齒輪傳動等。 應(yīng)用于通用機床廣泛應(yīng)用于通用機床和一部分

26、專用機床中。應(yīng)用于通用機床廣泛應(yīng)用于通用機床和一部分專用機床中。3. 離合器變速機構(gòu) 在離合器變速機構(gòu)中，應(yīng)用較多的牙嵌式離合器、齒輪式離合器以及摩在離合器變速機構(gòu)中，應(yīng)用較多的牙嵌式離合器、齒輪式離合器以及摩擦片式離合器。擦片式離合器。 當(dāng)變速機構(gòu)為斜齒或人字齒圓柱齒輪時，不便用滑移齒輪變速，則需用當(dāng)變速機構(gòu)為斜齒或人字齒圓柱齒輪時，不便用滑移齒輪變速，則需用牙嵌式或齒輪式離合器變速。牙嵌式或齒輪式離合器變速。 優(yōu)點是：軸向尺寸??；可傳遞較大的扭矩；傳動比準(zhǔn)確；變速時齒輪不優(yōu)點是：軸向尺寸?。豢蓚鬟f較大的扭矩；傳動比準(zhǔn)確；變速時齒輪不移動，故可采用斜齒或人字齒傳動，使傳動平穩(wěn)；變速時；移動離

27、合器比移移動，故可采用斜齒或人字齒傳動，使傳動平穩(wěn)；變速時；移動離合器比移動滑移齒輪輕便，操縱省力。動滑移齒輪輕便，操縱省力。 缺點是：不能在運轉(zhuǎn)中變速；各對齒輪經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，磨損較大，缺點是：不能在運轉(zhuǎn)中變速；各對齒輪經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，磨損較大，傳動效率低。傳動效率低。 摩擦離合器多用于自動或半自動機床中，這類機床往往須在運轉(zhuǎn)過程中摩擦離合器多用于自動或半自動機床中，這類機床往往須在運轉(zhuǎn)過程中變換主軸轉(zhuǎn)速，而機床主軸轉(zhuǎn)速又較高，故宜采用摩擦離合器變速機構(gòu)、多變換主軸轉(zhuǎn)速，而機床主軸轉(zhuǎn)速又較高，故宜采用摩擦離合器變速機構(gòu)、多速電動機或無級變速器等。速電動機或無級變速器等。 在設(shè)計時，對于安

28、排離合器的位置應(yīng)注意以下幾個方面。在設(shè)計時，對于安排離合器的位置應(yīng)注意以下幾個方面。 1 1）盡量減小離合器的尺寸。）盡量減小離合器的尺寸。 2 2）避免出現(xiàn)超速現(xiàn)象。）避免出現(xiàn)超速現(xiàn)象。 3 3）要考慮到結(jié)構(gòu)上的因素。）要考慮到結(jié)構(gòu)上的因素。 4 4）各種變速機構(gòu)的組合。）各種變速機構(gòu)的組合。 摩擦離合器變速機構(gòu)摩擦離合器變速機構(gòu) 三、開停方式選擇 開停裝置用來控制主運動執(zhí)行件的啟動與停止。開停裝置用來控制主運動執(zhí)行件的啟動與停止。 1. 直接開停電動機 優(yōu)點是：操作方便，可簡化機床的機械結(jié)構(gòu)，得到廣泛應(yīng)用。優(yōu)點是：操作方便，可簡化機床的機械結(jié)構(gòu)，得到廣泛應(yīng)用。 缺點是：電動機功率大、開停頻

29、繁的情況下，將導(dǎo)致電動機發(fā)熱、燒壞，缺點是：電動機功率大、開停頻繁的情況下，將導(dǎo)致電動機發(fā)熱、燒壞，甚至因啟動電流大而影響車間電網(wǎng)正常供電甚至因啟動電流大而影響車間電網(wǎng)正常供電。 2. 采用離合器開停 在不停止電動機運轉(zhuǎn)的情況下，可用離合器實現(xiàn)主運動執(zhí)行件的啟動或在不停止電動機運轉(zhuǎn)的情況下，可用離合器實現(xiàn)主運動執(zhí)行件的啟動或停止。停止。 1 1）錐式、片式摩擦離合器：可用于高速運轉(zhuǎn)的離合，離合過程比較平穩(wěn)，）錐式、片式摩擦離合器：可用于高速運轉(zhuǎn)的離合，離合過程比較平穩(wěn)，并能兼起過載保護作用；但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因尺寸關(guān)系，傳遞扭矩不宜過大。并能兼起過載保護作用；但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因尺寸關(guān)系，傳遞扭矩不宜

30、過大。 2 2）滑移齒輪、齒輪式離合器及牙嵌式離合器：可用于低速運轉(zhuǎn)的離合，）滑移齒輪、齒輪式離合器及牙嵌式離合器：可用于低速運轉(zhuǎn)的離合，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，能夠傳遞大扭矩；但在離合過程中，齒（牙）端有沖結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，能夠傳遞大扭矩；但在離合過程中，齒（牙）端有沖擊和磨損，有些立式多軸半自動車床的主軸就采用這種開停方式。擊和磨損，有些立式多軸半自動車床的主軸就采用這種開停方式。 離合器在傳動鏈中的位置是很重要的，若將離合器放置在轉(zhuǎn)速較高的傳離合器在傳動鏈中的位置是很重要的，若將離合器放置在轉(zhuǎn)速較高的傳動軸上，則傳遞扭矩較小，結(jié)構(gòu)緊湊；將它放置在傳動鏈中前端，即靠近動動軸上，則傳遞扭矩較小

31、，結(jié)構(gòu)緊湊；將它放置在傳動鏈中前端，即靠近動力源的傳動軸上，停車后可使傳動鏈的大部分運動件停止不動，能夠減少空力源的傳動軸上，停車后可使傳動鏈的大部分運動件停止不動，能夠減少空載功率損失。因此，除了結(jié)構(gòu)上特殊需要外，這種開停裝置一般宜放置在傳載功率損失。因此，除了結(jié)構(gòu)上特殊需要外，這種開停裝置一般宜放置在傳動鏈前端轉(zhuǎn)速較高的軸上。動鏈前端轉(zhuǎn)速較高的軸上。 四、制動方式選擇 某些機床在裝卸工件、測量被加工面尺寸、更換刀具及調(diào)整機床時，要求某些機床在裝卸工件、測量被加工面尺寸、更換刀具及調(diào)整機床時，要求機床的主運動執(zhí)行件盡快地停止運動。機床的主運動執(zhí)行件盡快地停止運動。 1. 電動機制動 制動時，

32、電動機的轉(zhuǎn)矩方向與電動機的實際旋轉(zhuǎn)方向相反，使其減速而迅制動時，電動機的轉(zhuǎn)矩方向與電動機的實際旋轉(zhuǎn)方向相反，使其減速而迅速停轉(zhuǎn)。一般可采用反接制動、能耗制動及再聲制動等，常見的是反接制動，速停轉(zhuǎn)。一般可采用反接制動、能耗制動及再聲制動等，常見的是反接制動，制動時間短，操縱方便、結(jié)構(gòu)簡單。用于直接開停電動機，制動頻率低電機功制動時間短，操縱方便、結(jié)構(gòu)簡單。用于直接開停電動機，制動頻率低電機功率不大的機床。率不大的機床。 2. 機械制動 1 1）閘帶式制動器）閘帶式制動器 結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸小，操縱方便，但制動時閘輪受到較大的單側(cè)壓力，結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸小，操縱方便，但制動時閘輪受到較大的單側(cè)壓力

33、，對所在傳動軸有不良影響，故用于中小型機床。設(shè)計閘帶制動裝置時，應(yīng)注意對所在傳動軸有不良影響，故用于中小型機床。設(shè)計閘帶制動裝置時，應(yīng)注意分析閘輪的轉(zhuǎn)動方向及閘帶的受力狀態(tài)，操縱杠桿應(yīng)作用于閘帶的松邊，使操分析閘輪的轉(zhuǎn)動方向及閘帶的受力狀態(tài)，操縱杠桿應(yīng)作用于閘帶的松邊，使操縱力小且制動平穩(wěn)?？v力小且制動平穩(wěn)。 2 2）閘瓦式制動器）閘瓦式制動器 單塊閘瓦式制動器的結(jié)構(gòu)較簡單，操縱較方便，制動時間短，但制動時單塊閘瓦式制動器的結(jié)構(gòu)較簡單，操縱較方便，制動時間短，但制動時閘輪也受到較大的單側(cè)壓力，單塊閘瓦式制動器可采用機械、液壓或電磁等閘輪也受到較大的單側(cè)壓力，單塊閘瓦式制動器可采用機械、液壓或電

34、磁等方式操縱。為了不使單塊閘瓦式制動器單側(cè)壓力過大，可采用雙塊閘瓦式制方式操縱。為了不使單塊閘瓦式制動器單側(cè)壓力過大，可采用雙塊閘瓦式制動器，作用于閘輪的對稱位置，使側(cè)壓力平衡，但結(jié)構(gòu)尺寸較大，一般放在動器，作用于閘輪的對稱位置，使側(cè)壓力平衡，但結(jié)構(gòu)尺寸較大，一般放在變速箱的外面。變速箱的外面。 3 3）片式制動器）片式制動器 片式制動器與片式摩擦離合器相似，兩者不同點是：后者是將停止的被片式制動器與片式摩擦離合器相似，兩者不同點是：后者是將停止的被動件與正在運轉(zhuǎn)的運動件相結(jié)合；前者則是將慣性運轉(zhuǎn)的運動件與靜止不動動件與正在運轉(zhuǎn)的運動件相結(jié)合；前者則是將慣性運轉(zhuǎn)的運動件與靜止不動的固定件相結(jié)合

35、。片式制動器在制動時，沒有單側(cè)壓力，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸的固定件相結(jié)合。片式制動器在制動時，沒有單側(cè)壓力，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸較大，且產(chǎn)生較大的軸向力。向尺寸較大，且產(chǎn)生較大的軸向力。 4 4）制動器的位置）制動器的位置 要求：放在高速軸上，制動力矩較小，結(jié)構(gòu)緊湊，制動平穩(wěn)，制動要求：放在高速軸上，制動力矩較小，結(jié)構(gòu)緊湊，制動平穩(wěn)，制動 器與開停裝置中必須有連鎖關(guān)系。器與開停裝置中必須有連鎖關(guān)系。 分為兩種：電機停止和電機不停制動。分為兩種：電機停止和電機不停制動。 不停電機時，必須放在切開動源以后的主動鏈的傳動件上不停電機時，必須放在切開動源以后的主動鏈的傳動件上 電機停止制動，可裝在任意位置

36、上。電機停止制動，可裝在任意位置上。 五、換向方式選擇 多數(shù)機床的主運動執(zhí)行件（如主軸、工作臺）需要有正反兩個方向的運動。多數(shù)機床的主運動執(zhí)行件（如主軸、工作臺）需要有正反兩個方向的運動。主運動執(zhí)行件的換向，除了某些直線運動機床是由傳動機構(gòu)本身實現(xiàn)外，多數(shù)主運動執(zhí)行件的換向，除了某些直線運動機床是由傳動機構(gòu)本身實現(xiàn)外，多數(shù)機床須設(shè)置專門的換向裝置。機床須設(shè)置專門的換向裝置。 機床上常用的換向裝置有下列幾種機床上常用的換向裝置有下列幾種： 1. 電動機換向 變換電動機的轉(zhuǎn)向，使主運動執(zhí)行件的運動方向改變，這種換向方式可簡化機床變換電動機的轉(zhuǎn)向，使主運動執(zhí)行件的運動方向改變，這種換向方式可簡化機床

37、的機的機械結(jié)構(gòu)、操作簡單省力且容易實現(xiàn)自動化，在可能的條件下應(yīng)采用這種方式。械結(jié)構(gòu)、操作簡單省力且容易實現(xiàn)自動化，在可能的條件下應(yīng)采用這種方式。 2. 機械換向 目前，在主傳動系統(tǒng)中主要采用圓柱齒輪目前，在主傳動系統(tǒng)中主要采用圓柱齒輪- -多片摩擦離合器式換向機構(gòu)，多片摩擦離合器式換向機構(gòu)，它可以在高速運轉(zhuǎn)中平穩(wěn)地換向，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。它可以在高速運轉(zhuǎn)中平穩(wěn)地換向，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 換向裝置在傳動鏈中的位置是很重要的，一般遵循下列原則：換向裝置在傳動鏈中的位置是很重要的，一般遵循下列原則： 1 1）為了提高正向傳動的效率，減少其功率損失，換向機構(gòu)的中間齒輪放）為了提高正向傳動的效率，減少其功率損失

38、，換向機構(gòu)的中間齒輪放在反向傳動中。在反向傳動中。 2 2）換向時先使運動減速或制動，在接通另一方向的運動，可減少換向的）換向時先使運動減速或制動，在接通另一方向的運動，可減少換向的能量損失，以為大多數(shù)機床所采用。能量損失，以為大多數(shù)機床所采用。 3 3）換向機構(gòu)的安放位置，一般對于傳動減少，慣性小的傳動鏈，換向機）換向機構(gòu)的安放位置，一般對于傳動減少，慣性小的傳動鏈，換向機構(gòu)宜放在前面；對于平穩(wěn)性要求較高、能量損失要曉得，宜放在后面。構(gòu)宜放在前面；對于平穩(wěn)性要求較高、能量損失要曉得，宜放在后面。 第三節(jié) 主傳動運動設(shè)計 一、轉(zhuǎn)速圖、結(jié)構(gòu)網(wǎng)與結(jié)構(gòu)式分析 1.轉(zhuǎn)速圖 以表格和連線的方式繪制而成的

39、。以表格和連線的方式繪制而成的。 表達主軸每一級轉(zhuǎn)速是通過哪些傳動表達主軸每一級轉(zhuǎn)速是通過哪些傳動副得到的，這些傳動副之間的關(guān)系如何，各傳動軸的轉(zhuǎn)速等。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。 1.1.用途：用途：. .用轉(zhuǎn)速圖對現(xiàn)有的機床傳動鏈進行分析和比較。用轉(zhuǎn)速圖對現(xiàn)有的機床傳動鏈進行分析和比較。 . .設(shè)計新的機床的傳動鏈。設(shè)計新的機床的傳動鏈。 2.2.繪制方法繪制方法: : (1).(1).距離相等的一組豎線代表各軸。軸號按順序用大寫距離相等的一組豎線代表各軸。軸號按順序用大寫 羅馬數(shù)字寫在上面。豎線間的距離不代表中心距羅馬數(shù)字寫在上面。豎線間的距離不代表中心距。 (

40、2).(2).距離相等的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, ,采用對數(shù)坐標(biāo)。采用對數(shù)坐標(biāo)。 (3).(3).豎線與水平線的交點豎線與水平線的交點( (圓圈圓圈),),表示傳動軸上實際具有表示傳動軸上實際具有 的轉(zhuǎn)速。的轉(zhuǎn)速。 (4).(4).各軸之間的連線的傾斜方式代表傳動副的傳動比。各軸之間的連線的傾斜方式代表傳動副的傳動比。 (5).(5).a、b、c表示傳動組表示傳動組 設(shè)有一中型車床，傳動系統(tǒng)圖如圖示。主軸轉(zhuǎn)速共設(shè)有一中型車床，傳動系統(tǒng)圖如圖示。主軸轉(zhuǎn)速共1212級：級：31.531.5，4545，6363，9090，125125，180180，250250，35

41、5355，500500，710710，10001000，1400r1400rminmin。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)共五根軸：傳動系統(tǒng)內(nèi)共五根軸：電動機軸和軸電動機軸和軸至至。其中軸其中軸為主軸。為主軸。軸軸之間為傳動組之間為傳動組a a，-和和之間之間分別為傳動組分別為傳動組b b和和c c。 分析轉(zhuǎn)速圖表示分析轉(zhuǎn)速圖表示分析轉(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)

42、的等比數(shù)列條件下，所需的傳動組數(shù)和每個傳在主軸得到連續(xù)的等比數(shù)列條件下，所需的傳動組數(shù)和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，傳往被動軸相鄰兩連即主動軸上同一點，傳往被動軸相鄰兩連線代表傳動組內(nèi)相鄰兩個傳動比，它們與被動軸交點之間相距的格數(shù)，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)，代表相鄰兩傳動比之比值代表相鄰兩傳動比之比值 的指數(shù)的指數(shù)x，稱為級比指數(shù)。，稱為級比指數(shù)。 (4).基本組和擴大組，要使主軸轉(zhuǎn)速為連續(xù)的等比數(shù)列，必須有一基本組和擴大組，要使主軸轉(zhuǎn)速為連續(xù)的等比數(shù)列，必須有一個傳動比的級比指

43、數(shù)為個傳動比的級比指數(shù)為1，這個傳動組稱為，這個傳動組稱為基本組基本組。指級比大于。指級比大于的稱的稱為為擴大組擴大組，按變速范圍大小順序排列為一擴組，二擴組。，按變速范圍大小順序排列為一擴組，二擴組。 (5).各傳動組的變速范圍，變速組中最大與最小傳動比的比值。各傳動組的變速范圍，變速組中最大與最小傳動比的比值。 2.結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 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。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。 作作 用：運動設(shè)計時，對各種不同的傳動方案進行分析比較，以確用：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。定合理的傳動方案。 注注

44、意：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)意：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。速的絕對值。 把結(jié)構(gòu)網(wǎng)寫成結(jié)構(gòu)式；把結(jié)構(gòu)網(wǎng)寫成結(jié)構(gòu)式；1212級為例級為例 12=312=31 1 2 23 32 26 6 從結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式中說明下列問題：從結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式中說明下列問題： 1 1）傳動鏈的組成和傳動順序）傳動鏈的組成和傳動順序 12=3 12=3 2 2 2 2 2 2）各傳動組的級比指數(shù)，即下標(biāo)為）各傳動組的級比指數(shù)，即下標(biāo)為1 1、3 3、6 6 3 3）擴大順序：基本組、一擴組、二擴組。從級比指數(shù)看）擴大順序：基本組、一擴組、二擴組。從級比指數(shù)看 出。

45、出。 4 4）各變速范圍）各變速范圍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) 3.主傳動鏈轉(zhuǎn)速圖的擬訂 以以1212級主軸變速為例。級主軸變速為例。 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=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）. . 基本組和擴大組的排列順序基本組和擴大組的排列順序 在在12=3 2 2中，因基本組和擴大組排列順序的不同而有不

46、同的中，因基本組和擴大組排列順序的不同而有不同的方案，一般采取基本組在前，一擴組，二擴組方案，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為傳動付數(shù)為傳動付數(shù) 則：基本組中則：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：級比指數(shù)等于前面各傳動付數(shù)的乘積。即：級比指數(shù)等于前面各傳動付數(shù)的乘積。 這就是這就是“前密后疏前密后疏”的原則。的原則。 3 3）. .傳動組的變速范圍

47、和傳動時的極限傳動比傳動組的變速范圍和傳動時的極限傳動比 同一變速中變速范圍是變速組中最大與最小傳動比的比值同一變速中變速范圍是變速組中最大與最小傳動比的比值 即：即：R=R=(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。 (1).(1).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)的徑向影響機構(gòu)的徑向 尺寸。降速時尺寸。降速時 UminUmin 1/4 1/4 升速時為傳動平穩(wěn)，減少噪聲升速時為傳動平穩(wěn)，減少噪聲Umax2Umax2 斜齒傳動斜齒傳動Umax2.5Umax2.

48、5 1/4U2-2.5 1/4U2-2.5 最大傳動組的變速范圍：最大傳動組的變速范圍：RmaxRmax= Umax/ UminUmax/ Umin=8-10=8-10 (2). (2).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, ,可以放寬可以放寬限制限制 1/5U2.8 1/5U2.8 RmaxRmax= Umax/ UminUmax/ Umin=14 =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組就可以了。只檢查最后一個擴大組就可以了。 4 4）. .分配傳動比的原則分配傳動比的原則 (1

49、)(1)各傳動副的傳動比應(yīng)盡可能不超出極限傳動比各傳動副的傳動比應(yīng)盡可能不超出極限傳動比UminUmin和和UmaxUmax. (2)(2) 各中間傳動軸的最低轉(zhuǎn)速適當(dāng)高些。各中間傳動軸的最低轉(zhuǎn)速適當(dāng)高些。 即：即： Uamin UbminUcminUamin UbminUcmin 這就是這就是“前緩后急前緩后急”的原則。的原則。 5 5）. .傳動比的選取傳動比的選取 盡量選取傳動比是標(biāo)準(zhǔn)公比的正次方冪，即盡量選取傳動比是標(biāo)準(zhǔn)公比的正次方冪，即 U=U=E E ， E E為正數(shù)，為正數(shù)，此時中間轉(zhuǎn)速可直接從轉(zhuǎn)速圖中讀出。此時中間轉(zhuǎn)速可直接從轉(zhuǎn)速圖中讀出。 4.設(shè)計步驟 設(shè)計的已知條件為機床的

50、類型，極限轉(zhuǎn)速，設(shè)計的目的，擬訂傳動設(shè)計的已知條件為機床的類型，極限轉(zhuǎn)速，設(shè)計的目的，擬訂傳動系統(tǒng)圖。系統(tǒng)圖。 （1）選定公比）選定公比，計算轉(zhuǎn)速級數(shù)，計算轉(zhuǎn)速級數(shù)Z，并選擇各級轉(zhuǎn)速，并選擇各級轉(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”的原則擬訂結(jié)構(gòu)式的原則擬訂結(jié)構(gòu)式 （3）根據(jù)）根據(jù)“前緩后急前緩后急”的原則擬訂轉(zhuǎn)速圖。的原則擬訂轉(zhuǎn)速圖。 （4）確定帶輪直徑和齒輪齒數(shù)。）確定帶輪直徑和齒輪齒數(shù)。 （5）擬訂傳動系統(tǒng)圖。）擬訂傳動系統(tǒng)圖。二、齒輪齒數(shù)的確定 1.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的中心

51、。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。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，在不產(chǎn)生根切情況下，一般取最小、最小齒輪的齒數(shù)要盡可能小，在不產(chǎn)生根切情況下，一般取最小齒數(shù)齒數(shù)Zmin18-20Zmin18-20。為保證齒輪的強度，鍵槽到齒根圓的壁厚。為保證齒輪的強度，鍵槽到齒根圓的壁厚a2ma2m。 c c、兩軸最小中心距應(yīng)取得適當(dāng)，若、兩軸最小中心距應(yīng)取得適當(dāng)，若SzSz太小，則中心距過小，將導(dǎo)致太小，則中心距過小，將導(dǎo)致兩軸上的軸承及其它結(jié)構(gòu)之間的距離過近或相碰。兩軸上的軸承及其它結(jié)構(gòu)之間的距離過近或相碰。 d d、同一變速組內(nèi)齒輪的摸數(shù)要盡

52、量相同，因為可以簡化設(shè)計和制造，、同一變速組內(nèi)齒輪的摸數(shù)要盡量相同，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。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)速圖傳動比可以有誤差一般不超過、實際傳動比與轉(zhuǎn)速圖傳動比可以有誤差一般不超過1010（-1-1）% %。 f f、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。避免齒頂相碰。避免齒頂相碰。 g g、聯(lián)，聯(lián)，聯(lián)滑移齒輪必須有安放撥叉的位置，結(jié)構(gòu)上有整體和組聯(lián)滑移齒輪必須有安放撥叉的位置，結(jié)構(gòu)上有整體和組裝式。裝式。 2.同一變速組內(nèi)模數(shù)相同時，齒輪齒數(shù)的確定 1 1、計算法、計算

53、法 2 2、查表法：條件：傳動比采用標(biāo)準(zhǔn)公比整數(shù)次方時應(yīng)用。、查表法：條件：傳動比采用標(biāo)準(zhǔn)公比整數(shù)次方時應(yīng)用。P136P136頁。頁。 3.同一變速組內(nèi)模數(shù)不同時，齒輪齒數(shù)的確定 在同一變速組內(nèi)，由于傳遞的扭矩差別很大時，為了合理利用金屬在同一變速組內(nèi)，由于傳遞的扭矩差別很大時，為了合理利用金屬 材料，可以采用不同模數(shù)，但只能有兩種模數(shù)材料，可以采用不同模數(shù)，但只能有兩種模數(shù)m m，根據(jù)兩軸中心距，根據(jù)兩軸中心距A A相等。相等。 A=mA=m1 1(Z(Z1 1+Z+Z1 1)/2=m)/2=m2 2(Z(Z2 2+Z+Z2 2)/2)/2 m m1 1s s1 1=m=m2 2s s2 2

54、 s s1 1/s/s2 2=m=m2 2/m/m1 1=e=e1 1/e/e2 2=k=k e e1 1,e,e2 2 -無公因數(shù)的整數(shù)。無公因數(shù)的整數(shù)。 則則 s s1 1=ke=ke2 2 s s2 2=ke=ke1 1 k k 為整數(shù)。為整數(shù)。 4.聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù) 齒輪采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，必須保證：齒輪采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，必須保證： 1/2 m(Z1/2 m(Z2 2+2)+1/2 m(Z+2)+1/2 m(Z3 3+2)A+2)A 因為：因為： A=1/2 m(ZA=1/2 m(Z3 3+Z+Z3 3) 代入上式得代入上式得: Z: Z2 2+Z+Z3 3+4Z+444 即三聯(lián)滑移齒輪中，最大

55、和次大齒輪之間齒數(shù)差應(yīng)大于即三聯(lián)滑移齒輪中，最大和次大齒輪之間齒數(shù)差應(yīng)大于4 4三、齒輪的布置 滑移齒輪在軸上的布置 a、變速組中的滑移齒輪最好布置在主動軸上，一般主動為高速，可以、變速組中的滑移齒輪最好布置在主動軸上，一般主動為高速，可以 減小齒輪的尺寸，重量，操縱有力。若結(jié)構(gòu)上有要求，有時須放在減小齒輪的尺寸，重量，操縱有力。若結(jié)構(gòu)上有要求，有時須放在 被動軸上。被動軸上。 b、為便于操縱，可以將相臨的兩個變速組的滑移齒輪放在一個軸上。、為便于操縱，可以將相臨的兩個變速組的滑移齒輪放在一個軸上。 c、在一變速組中，必須當(dāng)一對、在一變速組中，必須當(dāng)一對 齒輪完全脫開嚙合時，另一齒輪完全脫開嚙

56、合時，另一 對齒輪才能進入嚙合，即兩對齒輪才能進入嚙合，即兩 固定齒輪的間距大于移動齒輪固定齒輪的間距大于移動齒輪 的寬度的寬度=（12）mmLL+Z 2.一個變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列 要求：盡量縮短軸向尺寸。要求：盡量縮短軸向尺寸。 多聯(lián)齒輪滑塊分為寬式和窄式兩種。多聯(lián)齒輪滑塊分為寬式和窄式兩種。 窄式：軸向尺寸小，多為應(yīng)用。窄式：軸向尺寸小，多為應(yīng)用。 寬式：根據(jù)結(jié)構(gòu)要求進行應(yīng)用。寬式：根據(jù)結(jié)構(gòu)要求進行應(yīng)用。 寬式齒輪使軸向長度大，傳動寬式齒輪使軸向長度大，傳動軸的長度大，相同載荷下軸徑大軸的長度大，相同載荷下軸徑大, , 三三聯(lián)齒輪的排列；要求相鄰的齒輪差大于聯(lián)齒輪的排列；要求相鄰的齒

57、輪差大于4 4。 若相鄰齒數(shù)差小于若相鄰齒數(shù)差小于4 4，則用寬齒輪方案。，則用寬齒輪方案。 為了縮短軸向尺寸，可將三聯(lián)、四聯(lián)齒輪折組進行排列。為了縮短軸向尺寸，可將三聯(lián)、四聯(lián)齒輪折組進行排列。 3.兩變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列 兩個變速組內(nèi)的齒輪進行排列方式：總長度為兩變速組長度之和。兩個變速組內(nèi)的齒輪進行排列方式：總長度為兩變速組長度之和。 4、縮小徑向尺寸 不但要縮小軸向尺寸，還要縮小徑向尺寸，但他們之間要相互考不但要縮小軸向尺寸，還要縮小徑向尺寸，但他們之間要相互考 慮，使結(jié)構(gòu)尺寸最小。慮，使結(jié)構(gòu)尺寸最小。 （1 1） 縮小軸間距離；在強度條件允許的情況下，盡量采用較小的縮小軸間距離；在強度條件允許的情況下，盡量采用較小的 齒數(shù)和，降速齒數(shù)和，降速u1/4.u1/4. （2 2）采用軸線相互重合。如采用軸線相互重合。如CA6140CA6140型主軸箱的背輪機構(gòu)。型主軸箱的背輪機構(gòu)。 （3 3）合理安排變速箱內(nèi)各軸位置，在不發(fā)生干涉的條件下，盡可合理安排變速箱內(nèi)各軸位置，在不發(fā)生干涉的條件下，盡可 能安排的緊湊些。能安排的緊湊些。 5、滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式 1 1）整體式：一般為寬型多聯(lián)齒輪。整體式：一般為寬型多聯(lián)齒輪。 裝配式：多用于窄式多聯(lián)齒輪；加工后裝配在