【正文】 x?主軸的變速范圍 Rn ?變速的基本規(guī)律 ?結(jié)論： ?以基本組為基礎(chǔ)，通過第一、第二、 … 、擴(kuò)大組把各軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)和變速范圍逐步擴(kuò)大，各變速組相鄰傳動比之間遵循級比規(guī)律，則機(jī)床傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速數(shù)列是連續(xù)的等比數(shù)列。 ?第 Ⅲ 軸得到 6級連續(xù)的等比數(shù)列。 ? 常數(shù)????????nnnnnnnnnzzzzlglglg,111212 ??? ??相鄰兩軸之間的相應(yīng)轉(zhuǎn)速的連線：傳動副的傳動比 ?傳動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 ? 向上斜： 升速傳動 ? 水平連線： 等速傳動 ? 13535113931114327321 2????????aaauuu???X2022龍門銑床 ?第一變速組（ IIIII軸），三對齒輪 ?第二變速組（ Ⅱ 一 Ⅲ 軸），二對齒輪 13939121522621 3?????bbuu ?212850115424????????ccuu?第三變速組（ IVV軸），二對齒輪 ?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)的變速級數(shù) 變速系統(tǒng)的變速級數(shù) Z =各變速組傳動副數(shù)的乘積 主軸的變速級數(shù)為： Z = papbpc…p m ? pa、 pb、 pc、 … 、 pm ——分別代表各變速組的傳動副數(shù) ? Z ——變速級數(shù) ? a、 b、 c、 … 、 m ——相應(yīng)的變速組和傳動順序， ?傳動順序 ——電動機(jī)、主軸傳動的先后排列 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 = 最大傳動比和最小傳動比之比 ?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）變速組的傳動比之間的關(guān)系 ?變速組內(nèi)相鄰傳動比之間的比值 ——級比 ??0 ?變速組的級比指數(shù) ?0——是指轉(zhuǎn)速圖中變速組內(nèi)主動軸上同一點(diǎn)傳往被動軸相鄰兩傳動線的比值，相當(dāng)于相鄰兩傳動線與被動軸交點(diǎn)之間相距的格數(shù)（相鄰傳動比（線）相間隔的格數(shù)）。 ?距離相等的橫直線并不表示轉(zhuǎn)速差相等。 ?主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，由皮帶經(jīng)齒輪離合器直接傳動，傳動鏈短，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，空載損失??；主軸低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，由皮帶輪經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)傳動，轉(zhuǎn)速顯著降低，擴(kuò)大了變速范圍。 ?缺點(diǎn)： 運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動件在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的振動、熱量，會使主軸產(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。無級變速傳動可由機(jī)械摩擦無級變速器、液壓無級變速器和電氣無級變速器實(shí)現(xiàn)。傳動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。調(diào)速交流電動機(jī)驅(qū)動又有多速交流電動機(jī)和無級調(diào)速交流電動機(jī)驅(qū)動。 ? 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)床的末端執(zhí)行件 (如主軸 )應(yīng)有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和變速級數(shù)。由于進(jìn)給運(yùn)動的速度較低，空載功率很小，所以在計(jì)算時可略去 ?進(jìn)給運(yùn)動電機(jī)功率取決于進(jìn)給的有功功率和傳動件的機(jī)械效率。故式 P主是指電動機(jī)在允許的范圍內(nèi)超載時的功率，電動機(jī)的額定功率可按下式計(jì)算： ? P額定 = P主 /K 主運(yùn)動電動機(jī)功率 空機(jī)切主 PKPP ???進(jìn)給運(yùn)動電動機(jī)功率 ? ⑴ 進(jìn)給運(yùn)動與主運(yùn)動共用電動機(jī) ? 進(jìn)給運(yùn)動消耗的功率遠(yuǎn)小于主運(yùn)動。 車、鏜、磨等工序 鉆、擴(kuò)等工序 60 0 00vFP Z ??切9550nMP K ??切 主運(yùn)動電動機(jī)功率 切削功率 P切 主運(yùn)動電動機(jī)功率 空載功率 P空 附加機(jī)械摩擦損失功率 P機(jī) ⑴ 切削功率 可按下表計(jì)算 表 常用工序切削功率計(jì)算式 Fz — 切削力 v — 切削速度 Mk— 切削扭矩 ? ?平均主主平均空 ddCCCnnKdP1i955000 ??? ??⑵ 空載功率 ?機(jī)床主運(yùn)動可空轉(zhuǎn)時由于傳動件摩搽、攪油、空氣阻力等原因電動機(jī)要消耗一部份功率，其值隨傳動件轉(zhuǎn)速增大而增加，與傳動件預(yù)緊程度及裝配質(zhì)量有關(guān)，小型機(jī)床主傳動空載功率損失可由下列實(shí)驗(yàn)公式估算： 主運(yùn)動電動機(jī)功率 主運(yùn)動電動機(jī)功率 ?⑶ 附加機(jī)械摩擦損失功率 機(jī)床切削時．由于傳動件正壓力加大，則摩擦損失將增加，顯然 P輔隨 P切的變化而變化。 3．變速形式與驅(qū)動方式選擇 三、動力參數(shù) ?動力參數(shù)指主運(yùn)動、進(jìn)給運(yùn)動和輔助運(yùn)動的動力消耗，它主要由機(jī)床的切削載荷和驅(qū)動的工件質(zhì)量決定。 2. 進(jìn)給運(yùn)動參數(shù) ?數(shù)控機(jī)床一般采用電動機(jī)無級變速形式。而用交換齒輪改變進(jìn)給量大小的自動車床，其進(jìn)給量就不是按一定規(guī)則排列的。 ?機(jī)床進(jìn)給量的變換可用無級變速（數(shù)控機(jī)床）和有級變速方法。 1m inm a x ??? zn nnR ? 1?? znR??lg)1(lg ?? zR n1lglg ?? ?nRz ?(5)變速范圍 Rn、公比 ?和級數(shù) z的關(guān)系 ? 由等比級數(shù)規(guī)律可則： ?已知任意兩個可求第三個，用公式求出的 ?和 Z應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)和整數(shù)。 3 25 10?標(biāo)準(zhǔn)公比特性 ?公比的選取一般原則 ? 從使用性能考慮，選取公比 ?最好小一些，但 ?小，級數(shù)增多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)公比 φ 值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定 3 6 表 32 公比 ?＝ 10 14 15 16 17 18 19 20 25 28 30 40 45 50 53 56 60 63 67 71 75 80 85 90 95 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)公比 φ 值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)公比 φ 值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定 = = = = = = = = = = = = = = 2 ?七個公比值之間的關(guān)系 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)公比 φ 值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定 ? 1）公比是 2的某次方根，其數(shù)列每隔若干項(xiàng)增加或縮小 2倍，如 ? = ，數(shù)列為 、 1 2 3 … ，每隔三項(xiàng)增大 2倍。 標(biāo)準(zhǔn)公比見表 32。對于普通機(jī)床，如果認(rèn)為每級轉(zhuǎn)速的使用機(jī)會都相等，那么應(yīng)使 A max為一定值，即： ?可見任意兩級轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系應(yīng)為： ? n j+1 = n j φ ?此外，應(yīng)用等比級數(shù)排列的主軸轉(zhuǎn)速，可借助于串聯(lián)若干個滑移齒輪來實(shí)現(xiàn)。則轉(zhuǎn)速數(shù)列為： n1 = n min， n 2 = n minφ， n 3 = n minφ2， … ， n Z = n minφ Z－ 1 ?主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列呈等比級數(shù)規(guī)律分布，主要原因是在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速相對損失均勻。同時考慮今后技術(shù)發(fā)展的儲備，最后確定 n max = 1600 r/min， n min = 10 r/min 。通用機(jī)床的 dmax和 dmin并不是指機(jī)床上可能加工的最大和最小直徑，而是指實(shí)際使用情況下，采用 vmax和 vmin時常用的經(jīng)濟(jì)加工直徑。 ?專用機(jī)床 可根據(jù)特定工序?qū)嶋H使用的切削速度和工件 (或刀具)的直徑確定主軸轉(zhuǎn)速，且大多數(shù)情況只需一種速度。 如臥式車床主軸錐孔及主軸前端尺寸。為了更完整地表示機(jī)床的工作能力和加工范圍，可在主參數(shù)后面標(biāo)出 第二主參數(shù)， 如最大工件長度、最大跨距等。 ?通用機(jī)床 的主參數(shù)通常都以機(jī)床的最大加工尺寸來表示， 專用機(jī)床 的主參數(shù)一般以與通用機(jī)床相對應(yīng)的主參數(shù)表示。 ?2）與工、夾、量具有關(guān)的尺寸參數(shù)。 ?主運(yùn)動為往復(fù)直線運(yùn)動時 ，主運(yùn)動參數(shù)是刀具或工件的每分鐘往復(fù)次數(shù) (單位為次／ min)。 ?式中： vmax， vmin， 可根據(jù)切削用里手冊、現(xiàn)有機(jī)床使用情況調(diào)查或者切削試驗(yàn)確定。根據(jù)分析，用硬度合金車刀對小直徑鋼材半精車外圓時，主軸轉(zhuǎn)速為最高，參考切削用量資料，可取 v max = 200 m/min，對于通用車床 K = ， R d = ，則： ? d max = KD = 400 mm = 200 mm ? d min = R d d max = 200mm = 50 mm ? r/min = 1273r/min ?（ 1） 最低（ n min）和最高（ n max）轉(zhuǎn)速的確定 ?通常用高速鋼刀具，精車合金鋼材料的梯形螺紋時主軸轉(zhuǎn)速較低，取 v min = m/min，在￠ 400mm 臥式車床上加工絲杠最大直徑在￠ 4?￠ 50 mm 左右，則： m i n/ i n/50 i n rrn ?? ?? ??實(shí)際使用中可能使用到 n max 或 n min 的典型工藝不一定只有一種可能，可以多選擇幾種工藝作為確定最低及最高轉(zhuǎn)速的參考。 目前，多數(shù)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速是按等比級數(shù)排列，其公比用符號 ?表示。 ?為了不降低刀具耐用度，一般選用 n j ，將造成轉(zhuǎn)速損失，其轉(zhuǎn)速損失為（ n－ n j），相對轉(zhuǎn)速損失率為 （ 2）轉(zhuǎn)速分級 c on s tnnAjj ???? 1m a x 1?11???c ons tnnjj?在其它條件（直徑、進(jìn)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。 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)公比 φ 值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定 1 10E??2 2E???轉(zhuǎn)速由 n min 至 nmax必須遞增，所以公比應(yīng)大于 l；為了限制轉(zhuǎn)速損失的最大值 A max 不大于 50%，則相應(yīng)的公比 φ不大于 2，故： 1 φ ?2 ?為了簡化機(jī)床設(shè)計(jì)和使用，規(guī)定了幾個標(biāo)準(zhǔn)值，這些數(shù)值是選取 2或 10的某次方根， 、 、 、 、 、 2。 ?表 32和表 33均適用于轉(zhuǎn)速、雙行程和進(jìn)給系列，也可以用于機(jī)床尺寸和功率參數(shù)等數(shù)列。 ?這特性符合常用十進(jìn)制習(xí)慣，如 ? = ，數(shù)列為 12 6 100、 160、 250、 400、 6 … ，每隔五項(xiàng)增大 10倍，使數(shù)列整齊好記。 ?中型通用機(jī)床，萬能性較大，要求轉(zhuǎn)速級數(shù)多，但結(jié)構(gòu)又不能過于復(fù)雜，公比 ?常選取 ?小型機(jī)床切削加工時間常比輔助時間少，結(jié)構(gòu)要求簡單，機(jī)動時間短，變速級數(shù)不多，公比 ?常取 。 2. 進(jìn)給運(yùn)動參數(shù) ?機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動多數(shù)是直