【正文】 滑移齒輪一般布置在主軸上，為了避免同一滑移齒輪變速組 內(nèi)兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合，兩個(gè)固定齒輪的間距應(yīng)大于滑移齒輪的總寬度，即留有一定的間隙（ 12mm), 如無特殊情況，應(yīng)盡量縮小齒輪軸向排列尺寸。滑移齒輪的軸向位置排列通常有窄式和寬式兩種，一般窄式排列軸向長(zhǎng)度較?。? 為了減小變速箱的尺寸，既需縮短軸向尺寸，又要縮短徑向尺寸，它們之間往往是相互聯(lián)系的，應(yīng)該根據(jù)具體情況考慮全局，恰當(dāng)?shù)亟鉀Q齒輪布置題目； 在強(qiáng)度答應(yīng)的條件下，盡量選取較小的齒數(shù)和并使齒輪的降速傳動(dòng)比大于 1/4。這樣，既縮小了本變速組的軸間間隔，又不妨礙其它變速組的軸間間隔。 主傳動(dòng)的開停、制動(dòng)裝置 開停裝置 開停裝置是用來控制主軸的啟動(dòng)與停止的機(jī)構(gòu)，開停方式有直接開、停電動(dòng)機(jī)和離合器開、停兩種。當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率較少時(shí)，可直接開停電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率較大時(shí)，可以用離合器實(shí)現(xiàn)主軸的啟動(dòng)和停止。 制動(dòng)裝置 在裝卸工件、丈量被加工面尺寸、更換刀具及調(diào)整機(jī)床時(shí)，常?？礄C(jī)床主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件盡快停止運(yùn)動(dòng)。所以主傳動(dòng)系統(tǒng)必須安裝制動(dòng)裝置，一般可采用電機(jī)反接制動(dòng)，閘帶制動(dòng)，閘瓦制動(dòng)。 車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 40 頁 機(jī)床技術(shù)參數(shù)有 主參數(shù)和基本參數(shù)， 它們是結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)的依據(jù)?；\(yùn)動(dòng)參數(shù) 、尺寸參數(shù)和 動(dòng)力參數(shù) 構(gòu)成基本參數(shù) 。 主軸的最高轉(zhuǎn)速與 最低轉(zhuǎn)速 的確定 ，應(yīng)該在分析所設(shè)計(jì)機(jī)床幾種典型加工方式的切削用量和參考現(xiàn)有同類型機(jī)床的技術(shù)性能的基礎(chǔ)上，并按照“技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理”的原則進(jìn)行。 由于通用性機(jī)床加工對(duì)象很廣，不同工序所采用的切削用量相差懸殊，而且加工零件的尺寸變換也很大，所以要合理地確定其極限轉(zhuǎn)速是一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，必須對(duì)有關(guān)加工工序和切削用量進(jìn)行分析，在分析切削用量的過程中，應(yīng)特別注意下列幾點(diǎn)： ，但所選的切削用量不應(yīng) 該是個(gè)別記錄，而應(yīng)該具有普遍性。 。例如普通車到在大多數(shù)情況下已經(jīng)采用硬質(zhì)合金，目前陶瓷刀具也已開始應(yīng)用等情況。 。還應(yīng)該和先進(jìn)的同類機(jī)床比較，因?yàn)檫^大的轉(zhuǎn)速范圍不僅不能充分發(fā)揮其性能，而且還可能使結(jié)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)。在傳動(dòng)系統(tǒng)擬定好以后，驗(yàn)算各主要傳動(dòng)件的最大圓周速度應(yīng)不超過允許值。 通常主軸只須一種固定轉(zhuǎn)速 ： n = dv?1000 (rpm) 其中： n —— 主軸 轉(zhuǎn)速（ m/min）； 車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 40 頁 v —— 切削速度（ m/min）； d —— 工件或刀具 直徑。 對(duì)于通用機(jī)床由于完成工序較廣，又要適應(yīng)一定 范圍的不同尺寸 和不同材質(zhì)零件的加工需要。要求主軸具有不同的轉(zhuǎn)速（即應(yīng)實(shí)現(xiàn)變速），故需確定主軸的變速范圍，主運(yùn)動(dòng)可采用無級(jí)變速，也可采用有級(jí)變速，還應(yīng)確定級(jí)數(shù)。 普通車床采用最大速度 maxv 的典型工序一般為用硬質(zhì)合金車刀精車或半精車鋼質(zhì)軸類工件的外圓，取 maxv =200m/min。 采用最小速度 minv 的典型工序又以下幾種情況： ，要求獲得粗糙度小于 m； ； ，對(duì)鑄鐵材料的盤類工件進(jìn)行粗車端面工作，取minv =。 一般取計(jì)算直徑： maxd = mind =(~) maxd 式中 D為最大工件回轉(zhuǎn)直徑，即主參數(shù) (mm)。 當(dāng)?shù)湫凸ば驗(yàn)殂q孔或加工螺紋時(shí)，應(yīng)按在車床上常用最大鉸孔直徑或經(jīng)常加工 的 最 大 螺 紋 直 徑 作 為 最 大 計(jì) 算 直 徑 maxd ， 根 據(jù) 調(diào) 研 可 推 薦 ：maxd 1D ,( 1D 為刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑） 故 maxn =minmax1000dv? = 502021000??? =1273r/min， 取 maxn =1500 r/min； minn =maxmin1000dv? = ??? =， 取 minn =3r/min； 與本次設(shè)計(jì)給定的參數(shù)相差不大，取計(jì)算值。 車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 40 頁 2. 主動(dòng)參數(shù)的擬定 確定傳動(dòng)公比 ? 根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 78P 公式（ 32）因?yàn)橐阎? ??? znR ? ∴ Z=?lglgnR+1 ∴ ? = )1( ?Z nR =11 = 根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 77P 表 35 標(biāo)準(zhǔn)公比 ? 。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列 ? =. 因?yàn)?? == ，根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 77P 表 36標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最小極限轉(zhuǎn)速 3，再每跳過 5個(gè)數(shù)（ = ）取一個(gè)轉(zhuǎn)速，即可得到公比為 的數(shù)列： 、 、 、 、 1 、 、 、 6 9 13190、 26 37 5 750、 1060、 1500。 主電動(dòng)機(jī)的選擇 合理的確定電機(jī)功率 P，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。 現(xiàn)在以常見的中碳鋼為工件材料，取 45號(hào)鋼，正火處理，車削外圓 ，表面粗糙度 aR =。采用車刀具，可轉(zhuǎn)位外圓車刀，刀桿尺寸： 16mm?25mm。刀具幾何參數(shù)： 0? =15o ， 0? =6o ， r? =75o ， r?? =15o ， ? =0o ， 01? =10o ， b1r =，re =1mm。 現(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設(shè)計(jì)： ① 確定背吃刀量 pa 和進(jìn)給量 f，根據(jù)《切削加 工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》 444P 表 850， pa 取 4mm， f 取 1 rmm 。 ② 確定切削速度，參《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》 448P 表 857，取 Vc =2 sm 。 ③ 機(jī)床功率的計(jì)算， 主切削力的計(jì)算 根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》 449P 450P 表 859和表 860，車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 40 頁 主切削力的計(jì)算公式及有關(guān)參數(shù)： FZ =? F60 ? FcC ? FcZa ? FcZf ? FcZv ? FcK =? ? ?270?4? ? ? ?? =（ N） 切削功率的計(jì)算 cP = cF ? cv ? 310? = 2 310? =9kw； 取機(jī)床的效率為 ， )( 9 kwpP zZ ??? ? 根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 167P 表 121 Y 系列（ IP44）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù) ,Y 系列（ IP44）電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動(dòng)機(jī)，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)， B 級(jí)絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過 +40℃，相對(duì)濕度不超過 95%，海拔高度不超過 1000m，額定電壓380V，頻率 50Hz。適用于無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床，泵，風(fēng)機(jī)，攪拌機(jī)，運(yùn)輸機(jī)，農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 根據(jù)以上要求，選取 Y160M4 型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率 11kW,滿載轉(zhuǎn)速 1460 minr ，質(zhì)量 123kg。 根據(jù)以上的計(jì)算和設(shè)計(jì)任務(wù)書可得到本次設(shè)計(jì)車床的基本參數(shù)： 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表 工件最大回轉(zhuǎn)直徑 maxD (mm) 最高轉(zhuǎn)速 maxn ( minr ) 最低轉(zhuǎn)速 minn ( minr ) 電機(jī)功率 P（ kW） 公比? 轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z 200 1500 3 12 分級(jí)變速主傳動(dòng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟如下：根據(jù)已確定的主變速傳動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，擬定結(jié)構(gòu)式 ， 轉(zhuǎn)速圖， 包括變速型式的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操縱車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 40 頁 等整個(gè)變速系統(tǒng)的確定。 合理分配各變速組中各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，確定齒輪齒數(shù)和 帶輪直徑等，繪制主變速傳動(dòng)系圖。 變速方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，確定變速方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng) 一考慮。 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目 級(jí)數(shù)為 Z 的變速系統(tǒng)由若干個(gè)順序的變速組組成，各變速組分別有 ?Z 、?Z ??個(gè)變速副。即 ??321 ZZZZ ? 變速副中由于結(jié)構(gòu)的限制以 2或 3為合適，即變速級(jí)數(shù) Z應(yīng)為 2和 3的因子：baZ 32 ?? ，可以有三種方案： 322122321222312????????? 結(jié)構(gòu)式的擬定 對(duì)于 12=3 2 2傳動(dòng)式，有 6種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為 ： 631 22312 ??? 361 22312 ??? 612 22312 ??? 214 22312 ??? 262 22312 ??? 124 22312 ??? 根據(jù)主變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則： ※ 傳動(dòng)副前多后少的原則； 主變速傳動(dòng)系從電動(dòng)機(jī)到主軸，通常為降速傳動(dòng)，接近電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)轉(zhuǎn)速較高， 傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩較小，尺寸小一些，反之，靠近主軸的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，尺寸就較大。因此在擬定主變速傳動(dòng)系時(shí)，應(yīng)盡可能將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面，傳動(dòng)副數(shù)少的變速組放在后面，使主變速傳動(dòng)系中更多的傳動(dòng)件在高速范圍內(nèi)工作，尺寸小一些，以節(jié)省變速箱的造價(jià)，減小變速箱的外形尺寸； ※ 傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則； 車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 40 頁 比較兩組變速方案 631 22312 ??? 和 612 22312 ??? 結(jié)構(gòu)圖如下頁： 631 22312 ??? 車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 40 頁 612 22312 ??? 通過兩種方案的比較，后一種方案因第一擴(kuò)大組在最前面，Ⅱ軸的轉(zhuǎn)速范圍比前種方案大，如兩種方案Ⅱ軸的最高轉(zhuǎn)速一樣，后一種方案Ⅱ軸的最低轉(zhuǎn)速較低，在傳遞相等功率的情況下，受的轉(zhuǎn)矩較大，傳動(dòng)件的尺寸也就比前種方案大。 ※ 變速組的降速要前慢后快，中間軸的速度不易超過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； 根據(jù)以上的原則我們最終確定的傳動(dòng)方案是： 631 22312 ??? 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 根據(jù)中間變速軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下： 車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 40 頁 傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)網(wǎng) 各變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比 傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍：在降速傳動(dòng)時(shí)，為防止被動(dòng)齒輪的直徑過大而使進(jìn)徑向尺寸過大，常限制最小傳動(dòng)比， mini ? 1/4，升速傳動(dòng)時(shí)， 為防止產(chǎn)生過大的振動(dòng)和噪音，常限制最大傳動(dòng)比 2max?i ，斜齒輪比較平穩(wěn)，可取 ?i ，故變速組的最大變速范圍為 ?maxR maxi /mini ≤ 8～ 10。 主軸的變速范圍應(yīng)等于住變速傳動(dòng)系中各個(gè)變速組變速范圍的乘積，即： in RRRRR ?210? 檢查變速組的變速范圍是否超過極限值時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因?yàn)槠渌兯俳M的變速范圍都比最后擴(kuò)大組的小，只要最后擴(kuò)大組的變速范圍不超過極限值，其他變速組就不會(huì)超過極限值。 ? ?1222 ???? PXR ? 其中， ?? 62?X ， 22?P 車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 40 頁 ∴ )10~8( ?????R ，符合要求 確定各軸的轉(zhuǎn)速 ?總降速變速比 的分配 總降速變速比 4 6 0/45/min ??? dnni 又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 min/1460rnd ? 不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一定比變速副。 ②確定變速軸軸數(shù) 變速軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比變速副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。 ③在五根軸中，除去電動(dòng)機(jī)軸，其余四軸按變速順序依次設(shè)為 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（主軸）。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ軸之間的變速組分別設(shè)為 a、 b、 c?，F(xiàn)由Ⅳ（主軸）開始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速。 ⑴先來確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速 變速組 c 的變速范圍為 ]10,8[ m a x66 ???? R? ，故兩個(gè)傳動(dòng)副的傳 動(dòng)比必然是兩個(gè)極限值：41 141 ???CI 、 112 22 ???CI結(jié)合結(jié)構(gòu)式， Ⅲ軸轉(zhuǎn)速 有 以下幾 種可能： 180、 250、 35 500、 7 1000 ⑵ Ⅱ 軸 轉(zhuǎn)速 的確定 變速組 b 的級(jí)比指數(shù)為 3，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致