【正文】 功率 主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 ?⑶ 附加機(jī)械摩擦損失功率 機(jī)床切削時(shí)．由于傳動(dòng)件正壓力加大，則摩擦損失將增加，顯然 P輔隨 P切的變化而變化?？砂聪率接?jì)算。 切機(jī)切機(jī) PPP ????因此，主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為： ? P主 ＝ P切 ＋ P空 ＋ (P切 ／ ?機(jī) － P切 )＝ P空 ＋ P切 ／ ?機(jī) ?當(dāng)機(jī)床結(jié)構(gòu)尚未確定時(shí)，應(yīng)用上式有一定困難。粗略估算可用右列經(jīng)驗(yàn)公式： 床切主 ?PP ??其中 ?床 為機(jī)床總機(jī)械效率，主運(yùn)功為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)， ?床 ＝ ，主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)時(shí)， ?床 ＝ ； ?對(duì)于間斷地工作的機(jī)床，由于允許電動(dòng)機(jī)短時(shí)超載工作。故式 P主是指電動(dòng)機(jī)在允許的范圍內(nèi)超載時(shí)的功率，電動(dòng)機(jī)的額定功率可按下式計(jì)算： ? P額定 = P主 /K 主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 空機(jī)切主 PKPP ???進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 ? ⑴ 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)共用電動(dòng)機(jī) ? 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)消耗的功率遠(yuǎn)小于主運(yùn)動(dòng)。 ? ⑵ 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與快速移動(dòng)共用電動(dòng)機(jī) ? ∵ 快速移動(dòng)所消耗的功率＞＞進(jìn)給運(yùn)動(dòng)功率 ? ∴ 電動(dòng)機(jī)功率確定取決于快速移動(dòng)功率。不必單獨(dú)考慮工作進(jìn)給所需功率。 fffvQP????6000 0⑶ 單獨(dú)使用電動(dòng)機(jī) ?確定方法：采用參考同類型機(jī)床和計(jì)算相結(jié)合的方法。由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度較低，空載功率很小，所以在計(jì)算時(shí)可略去 ?進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電機(jī)功率取決于進(jìn)給的有功功率和傳動(dòng)件的機(jī)械效率。即： 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 P快 ＝ （ P慣 ＋ P摩 ） K ?快速移動(dòng)電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)的消耗功率最大，此時(shí)須同時(shí)克服慣性力 和 摩擦力 。 ?啟動(dòng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為： ? 式中 P快 — 快速運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率（ KW）； ? P摩 — 克服摩擦力所需的功率（ KW）； ? P慣 — 克服慣性力所需的功率（ KW）； ? K — 安全系數(shù)， K=～ 。 ⑴ P慣 的計(jì)算 ⑵ P摩 的計(jì)算 1） 水平運(yùn)動(dòng) 2） 升降運(yùn)動(dòng) ?95 50nMP ?? 慣慣?????60000快摩vfmgP??????600 00)( 快摩vFfmgP快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 ? 必須滿足的設(shè)計(jì)基本要求 ? 主傳動(dòng)系統(tǒng)分類與傳動(dòng)方式 ? 分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng) ? 無(wú)級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ? 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第四節(jié) 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 須滿足的設(shè)計(jì)基本要求 ? 1)滿足機(jī)床使用性能要求。機(jī)床的末端執(zhí)行件 (如主軸 )應(yīng)有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和變速級(jí)數(shù)。 ? 2)機(jī)床的動(dòng)力源和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)能夠輸出和傳遞足夠的功率和轉(zhuǎn)矩，并有較高的傳動(dòng)效率。 ? 3)機(jī)床的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，特別是末端執(zhí)行件必須有足夠的精度、剛度、抗振性能和較小的熱變形。 ? 4)應(yīng)該合理地滿足機(jī)床的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率的要求。 ? 5)機(jī)床的操作和控制要靈活，安全可靠，噪聲小，維修方便。機(jī)床的制造要方便，成本要低。 ?(一 )主傳動(dòng)系分類 ?(1)按驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)類型 ? 可分為交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中又可分單速交流電動(dòng)機(jī)或調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)又有多速交流電動(dòng)機(jī)和無(wú)級(jí)調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 ?(2)按傳動(dòng)裝置類型 ? 可分為機(jī)械傳動(dòng)裝置、液壓傳動(dòng)裝置、電氣傳動(dòng)裝置以及它們的組合。 ?(3)按變速的連續(xù)性 ? 可以分為分級(jí)變速傳動(dòng)和無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。 機(jī)械傳動(dòng)裝置分類 有級(jí)變速 無(wú)級(jí)變速 速度可變 速度恒定 機(jī)械無(wú)級(jí)變速 液壓無(wú)級(jí)變速 電氣無(wú)級(jí)變速 滑移齒輪 變換齒輪 交換皮帶輪 速度 ?分級(jí)變速傳動(dòng)在一定的變速范圍內(nèi)只能得到某些轉(zhuǎn)速，變速級(jí)數(shù)一般不超過(guò) 20～ 30級(jí)。傳動(dòng)方式有滑移齒輪變速、交換齒輪變速和離合器 (如摩擦式、牙嵌式、齒輪式離合器)變速。傳遞功率較大，變速范圍廣，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠，廣泛應(yīng)用于通用機(jī)床。缺點(diǎn)是有速度損失，不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行變速。 ?無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)可以在一定的變速范圍內(nèi)連續(xù)改變轉(zhuǎn)速，以便得到最有利的切削速度；能在運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)載中變速，便于實(shí)現(xiàn)變速自動(dòng)化。無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)可由機(jī)械摩擦無(wú)級(jí)變速器、液壓無(wú)級(jí)變速器和電氣無(wú)級(jí)變速器實(shí)現(xiàn)。 (一 )主傳動(dòng)系分類 ?應(yīng)用： 通用機(jī)床中多數(shù)機(jī)床的主變速傳動(dòng)系都采用這種方式。適用于普通精度的大中型機(jī)床。 ?優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)集中操縱，安裝調(diào)整方便。 ?缺點(diǎn)： 運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動(dòng)件在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)、熱量，會(huì)使主軸產(chǎn)生變形，使主軸回轉(zhuǎn)中心線偏離正確位置而直接影響加工精度。 ?1．集中傳動(dòng)方式 ?主傳動(dòng)系的全部傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)集中裝在同一個(gè)主軸箱內(nèi)，稱為集中傳動(dòng)方式。 (二 )主傳動(dòng)系的傳動(dòng)方式 ?2．分離傳動(dòng)方式 ?主傳動(dòng)系中的大部分的傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)裝在遠(yuǎn)離主軸的單獨(dú)變速箱中，然后通過(guò)帶傳動(dòng)將運(yùn)動(dòng)傳到主軸箱的傳動(dòng)方式。 ?特點(diǎn)： 變速箱各傳動(dòng)件所產(chǎn)生的振動(dòng)和熱量不能直接傳給或少傳給主軸，減少了主軸的振動(dòng)和熱變形，利于提高機(jī)床的工作精度。 ?主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由皮帶經(jīng)齒輪離合器直接傳動(dòng)，傳動(dòng)鏈短，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，空載損失??；主軸低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由皮帶輪經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，轉(zhuǎn)速顯著降低，擴(kuò)大了變速范圍。 (二 )主傳動(dòng)系的傳動(dòng)方式 分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng) ? （一）轉(zhuǎn)速圖與結(jié)構(gòu)式 ? （二）各變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比 ? （三）主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與方法 ? （四）主傳動(dòng)系統(tǒng)的幾種特殊設(shè)計(jì) ? （五）擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法 ? （六）齒輪齒數(shù)的確定 ? （七）計(jì)算轉(zhuǎn)速 ? （八）變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算 （一）轉(zhuǎn)速圖與結(jié)構(gòu)式 X2022龍門銑床 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 轉(zhuǎn)速圖 ?傳動(dòng)系統(tǒng)圖 ?1）距離相等的豎直線代表傳動(dòng)系統(tǒng)的各軸，從左到右依次標(biāo)注 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ ， … 。 ?距離相等豎直線并不意味著中心距相等。 ?2）距離相等的橫直線代表各級(jí)轉(zhuǎn)速。 ?距離相等的橫直線并不表示轉(zhuǎn)速差相等。 ? ?橫直線坐標(biāo)取對(duì)數(shù)坐標(biāo)，在相交點(diǎn)直接寫出轉(zhuǎn)速的數(shù)值。 ?3）距離相等的橫直線與豎直線的相交點(diǎn)（用圓圈表示），用來(lái)代表各級(jí)轉(zhuǎn)速。 ?4）相鄰兩軸之間相應(yīng)轉(zhuǎn)速的連線代表相應(yīng)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。 ? 常數(shù)????????nnnnnnnnnzzzzlglglg,111212 ??? ??相鄰兩軸之間的相應(yīng)轉(zhuǎn)速的連線：傳動(dòng)副的傳動(dòng)比 ?傳動(dòng)比的大小以連線的傾斜方向和傾斜度表示 ? 從左向下斜：降速傳動(dòng) ? 向上斜： 升速傳動(dòng) ? 水平連線： 等速傳動(dòng) ? 13535113931114327321 2????????aaauuu???X2022龍門銑床 ?第一變速組（ IIIII軸），三對(duì)齒輪 ?第二變速組（ Ⅱ 一 Ⅲ 軸），二對(duì)齒輪 13939121522621 3?????bbuu ?212850115424????????ccuu?第三變速組（ IVV軸），二對(duì)齒輪 ?X2022龍門銑床 ?等比數(shù)列相乘 =等比數(shù)列？ ?等比數(shù)列 1—— 10， ， 16 ?等比數(shù)列 2—— 10， 20， 40 ?兩個(gè)等比數(shù)列相乘： ?100， 125， 160， 200， 250， 320， 400， 500， 640 ?變速的基本規(guī)律 ?（一）變速系統(tǒng)的變速級(jí)數(shù) 變速系統(tǒng)的變速級(jí)數(shù) Z =各變速組傳動(dòng)副數(shù)的乘積 主軸的變速級(jí)數(shù)為： Z = papbpc…p m ? pa、 pb、 pc、 … 、 pm ——分別代表各變速組的傳動(dòng)副數(shù) ? Z ——變速級(jí)數(shù) ? a、 b、 c、 … 、 m ——相應(yīng)的變速組和傳動(dòng)順序， ?傳動(dòng)順序 ——電動(dòng)機(jī)、主軸傳動(dòng)的先后排列 mcbamcbamcba rrrruuuuuuuuuunnR???????m i nm i nm i nm i nm a xm a xm a xm a xm i nm a xm i nm a xn.,m i nm a xm i nm a x ?bbaaa uuruurb ???（二）總變速范圍 ?變速組的變速范圍 = 最大傳動(dòng)比和最小傳動(dòng)比之比 ?總變速范圍 = 各變速組變速范圍的乘積 ?變速的基本規(guī)律 0202321::1::11:1:1:: 2xxaaa uuu??????????（三）變速組的傳動(dòng)比之間的關(guān)系 ?變速組內(nèi)相鄰傳動(dòng)比之間的比值 ——級(jí)比 ??0 ?變速組的級(jí)比指數(shù) ?0——是指轉(zhuǎn)速圖中變速組內(nèi)主動(dòng)軸上同一點(diǎn)傳往被動(dòng)軸相鄰兩傳動(dòng)線的比值，相當(dāng)于相鄰兩傳動(dòng)線與被動(dòng)軸交點(diǎn)之間相距的格數(shù)（相鄰傳動(dòng)比（線）相間隔的格數(shù)）。 ? ?0=1，表示間隔 1個(gè)格 ?變速的基本規(guī)律 ?第一變速組： 相鄰傳動(dòng)比 =1： ?： ?2，即 x0=1 ?三個(gè)傳動(dòng)比的連線相隔 1格 ?變速后， Ⅱ 軸可以得到三級(jí)連續(xù)等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速，即 500、6 800。 ? x0 = 1的變速組 ? “基本組”或“基本變速組” ?基 本 組 ?變速的基本規(guī)律 13321 :1:11:1: xbb uu ??? ???? x1 —— 該變速組的級(jí)比指數(shù)， x1=3。 ?變速組內(nèi)相鄰傳動(dòng)比（線）之間相差 ?3倍，即相差 3個(gè)格。 ?第 Ⅲ 軸得到 6級(jí)連續(xù)的等比數(shù)列。 ?第二變速組的作用：將基本組的變速范圍進(jìn)行第一次擴(kuò)大 ——第一擴(kuò)大組。 ?第二變速組 ?變速的基本規(guī)律 ? x2—— 該變速組的級(jí)比指數(shù)，x2= 6， ? 相鄰傳動(dòng)比之間相差 ?6倍 ? 第 Ⅳ 軸可以得到 3 2 2= 12級(jí)轉(zhuǎn)速 ? 第二次把基本組的轉(zhuǎn)速范圍擴(kuò)大 —— 第二擴(kuò)大組 :1:1:1:xcc uu ???? ????第三變速組 ?變速的基本規(guī)律 ?擴(kuò)大順序 ?按擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍過(guò)程而排列的基本組、第一擴(kuò)大組、第二擴(kuò)大組 …… 的排列順序。 ?變速的基本規(guī)律 ? 基本組 p0=3 級(jí)比 ?x0 x0=1 ? 第一擴(kuò)大組 p1=2 級(jí)比 ?x1 x1=3= p0 ? 第二擴(kuò)大組 p2=2 級(jí)比 ?x2 x2= 6=p0 p1 ? 第三擴(kuò)大組 p3=2 級(jí)比 ?x3 x3= p0 p1 p2 ? 類推 … ? 第 j擴(kuò)大組級(jí)比 ?xj xj= p0 p1 p2… pj1 ?級(jí)比規(guī)律 ?變速的基本規(guī)律 ?級(jí)比規(guī)律 ?如果違背上述規(guī)律，出現(xiàn)情況如下： ?變速的基本規(guī)律 m inm a xnnn uur ?00213 )1(201 xpaauur ?????? ???01112 )1()1(33111 ppxpbuur b ??? ????? ?????變速的基本規(guī)律 ?變速組的變速范圍 rn： 變速組中最大與最小傳動(dòng)比的比值。 ?基本組的變速范圍 r0： ?第一擴(kuò)大組的變速范圍 r1 102222 )1()1(64212pppxpcuur c ??? ????? ?????1210m a