【正文】 線運動，進給量用工件或刀具每轉(zhuǎn)位移表示，即 mm／ r；也可以用每一往復(fù)行程的位移表示，即 mm／行程 。 ?進給量也是等差數(shù)列。 而用交換齒輪改變進給量大小的自動車床，其進給量就不一定按一定規(guī)則。 ?驅(qū)動方式的選擇主要根據(jù)機床的變速形式和運動特性要求來確定。 三、動力參數(shù) ?下面介紹用近似計算的方法確定機床動力參數(shù)。粗略估算可用右列經(jīng)驗公式： 床切主 ?PP ??其中 ?床 為機床總機械效率，主運功為回轉(zhuǎn)運動時， ?床 ＝ ，主運動為直線運動時， ?床 ＝ ； ?對于間斷地工作的機床，由于允許電動機短時超載工作。 fffvQP????6000 0⑶ 單獨使用電動機 ?確定方法：采用參考同類型機床和計算相結(jié)合的方法。 ⑴ P慣 的計算 ⑵ P摩 的計算 1） 水平運動 2） 升降運動 ?95 50nMP ?? 慣慣?????60000快摩vfmgP??????600 00)( 快摩vFfmgP快速移動電動機功率 ? 必須滿足的設(shè)計基本要求 ? 主傳動系統(tǒng)分類與傳動方式 ? 分級變速主傳動系統(tǒng) ? 無級變速主運動傳動系統(tǒng)設(shè)計 ? 數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 第四節(jié) 主傳動系統(tǒng)設(shè)計 須滿足的設(shè)計基本要求 ? 1)滿足機床使用性能要求。 ? 4)應(yīng)該合理地滿足機床的自動化程度和生產(chǎn)率的要求。交流電動機驅(qū)動中又可分單速交流電動機或調(diào)速交流電動機驅(qū)動。 機械傳動裝置分類 有級變速 無級變速 速度可變 速度恒定 機械無級變速 液壓無級變速 電氣無級變速 滑移齒輪 變換齒輪 交換皮帶輪 速度 ?分級變速傳動在一定的變速范圍內(nèi)只能得到某些轉(zhuǎn)速，變速級數(shù)一般不超過 20～ 30級。 ?無級變速傳動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；能在運轉(zhuǎn)負載中變速，便于實現(xiàn)變速自動化。 ?優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)緊湊，便于實現(xiàn)集中操縱，安裝調(diào)整方便。 ?特點： 變速箱各傳動件所產(chǎn)生的振動和熱量不能直接傳給或少傳給主軸，減少了主軸的振動和熱變形，利于提高機床的工作精度。 ?2）距離相等的橫直線代表各級轉(zhuǎn)速。 ?4）相鄰兩軸之間相應(yīng)轉(zhuǎn)速的連線代表相應(yīng)傳動副的傳動比。 ?變速組內(nèi)相鄰傳動比（線）之間相差 ?3倍，即相差 3個格。 ?變速的基本規(guī)律 ? 基本組 p0=3 級比 ?x0 x0=1 ? 第一擴大組 p1=2 級比 ?x1 x1=3= p0 ? 第二擴大組 p2=2 級比 ?x2 x2= 6=p0 p1 ? 第三擴大組 p3=2 級比 ?x3 x3= p0 p1 p2 ? 類推 … ? 第 j擴大組級比 ?xj xj= p0 p1 p2… pj1 ?級比規(guī)律 ?變速的基本規(guī)律 ?級比規(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比的比值。 ?變速系統(tǒng)的變速級數(shù)是各變速組傳動副數(shù)的乘積。 ?轉(zhuǎn)速圖有一致的變速特性，一個轉(zhuǎn)速圖對應(yīng)一個結(jié)構(gòu)網(wǎng)。 ?三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 ?結(jié)構(gòu)式簡單、直觀，能清楚地顯示出變速傳動系中主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) Z、各變速組的傳動順序、傳動副數(shù)和各變速組的級比指數(shù)，一般表達式為 icba XiXcXbXa PPPPZ )()()()( ?????1．傳動副前多后少原則 ? 根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式 （ 單位 N 從而能節(jié)省材料和減少變速箱外形尺寸 。 3．變速組的降速要前慢后快（前慢后快） ?從電動機到主軸之間的總趨勢是降速傳動，在分配各變速組傳動比時，為使中間傳動軸具有較高的轉(zhuǎn)速，以減小傳動件的尺寸，前面的變速組降速要慢些，后面變速組降速要快些，但中間軸的轉(zhuǎn)速不應(yīng)過高，以免產(chǎn)生振動、發(fā)熱和噪聲。 ?四、主傳動系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 ?四、主傳動系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 ?變速組的極限傳動比 ?一般限制降速的最小傳動比 umin≥1／ 4，對升速的最大傳動比 umax≤2～ 。 I軸上裝有雙向摩擦片式離合器，軸向尺寸較長，為使結(jié)構(gòu)緊湊，第一變速組采用了雙聯(lián)齒輪，而不是按照前多后少的原則采用三個傳動副。 ? 增加一對 26／ 54的降速傳動齒輪副，使中間的兩個變速組降速得以緩慢一些，齒輪的徑向尺寸可小一些。 .531/1450lg1lglg ????? ? nRz?1. 轉(zhuǎn)速級數(shù) Z傳動方案的確定 ?（一 )主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和主傳動系結(jié)構(gòu)式 的確定 ? 一定變速級數(shù)的變速系統(tǒng)可由不同數(shù)目的變速組組成。三種不同傳動方案 12＝ 3 2 2， 12＝ 2 3 2， 12＝ 2 2 3中， ?應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)式 12＝ 3 2 2 ?（一 )主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和主傳動系結(jié)構(gòu)式 的確定 ? ?（一 )主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和主傳動系結(jié)構(gòu)式 的確定 ?依據(jù)傳動副的 “前緊后松” 和變速組的 擴大順序與傳動順序一致 原則： ?選： 12=31 23 26 ?12= 3 2 2的六種方案 12=31 23 26 12=31 26 23 12=32 21 26 12=34 21 22 12=32 26 21 12=34 22 21 提高該軸的 最低轉(zhuǎn)速 減少傳動 件尺寸 降低該軸的 最高轉(zhuǎn)速 降低噪聲 和振動 ?在轉(zhuǎn)速圖上表現(xiàn)為 ——前面變速組傳動比連線分布較密，后面變速組傳動比連線分布疏松 ?目的：使前面的各軸轉(zhuǎn)速范圍較小 ?（一 )主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和主傳動系結(jié)構(gòu)式 的確定 ?結(jié)構(gòu)網(wǎng) ?結(jié)構(gòu)網(wǎng) ?結(jié)構(gòu)網(wǎng) ? 降速傳動中 ， 主動齒輪的最少齒數(shù)受到限制 ， u min= 1/4；避免被動齒輪的直徑過大 。 E（ E為整數(shù)）。 ? 31是基本組， 23是第一擴大組， 26是第二擴大組。 ?(二 )擬定轉(zhuǎn)速圖 ?是否需要增加降速的定比傳動副 ?總降速比為 ／ 46， ?最小降速比為 1/4，則總降速比為（ 1/4） 3 =1/64，小于 1/46，不需增加降速的定比傳動副。 ?從計算轉(zhuǎn)速到最低轉(zhuǎn)速之間，主軸不必傳遞全部功率，輸出的扭矩不再隨轉(zhuǎn)速的降低而增大，保持計算轉(zhuǎn)速時的扭矩不變，傳遞的功率則隨轉(zhuǎn)速的降低而降低，稱之為恒扭矩區(qū)。 ?確定的順序： 通常是先定出主軸的計算轉(zhuǎn)速，再順次由后往前，定出各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速，然而再確定齒輪的計算轉(zhuǎn)速。 ?表中所列的 u值全大于 1，即全是升速傳動。 ?為了便于設(shè)計和制造，齒輪模數(shù)的種類盡可能少。 ?縱列 u ： 表示一對齒輪的傳動比。 ?表中數(shù)值：小齒輪齒數(shù)。 ?查表的步驟如下： ? 1）在 u u u3中找到出現(xiàn) zmin的傳動比 u1。必須同時滿足各傳動比要求 ? u1=1 Sz= 60， 63， 65， 67， 68， 70， 72， 73， ? Sz= 72 ?由 u1= z1＝ 24， ? 則 z1 ＇ = Sz z1= 7224= 48； ?由 u2= z2= 30， ? 則 z 2 ＇ = Sz z2= 7230= 42； ?由 u3= 1的一行中找出 z3= 36， ? 則 z 3 ＇ = Sz z3= 7236=36。為了得到合理的結(jié)構(gòu)尺寸，可以采用不同模數(shù)的齒輪副，最多只采用二種模數(shù)。 如齒輪模數(shù)設(shè)定得過小，齒輪經(jīng)不起沖擊，易磨損； 如設(shè)定得過大，齒數(shù)和將較少，使變速組內(nèi)的最小齒輪齒數(shù)小于 17，產(chǎn)生根切現(xiàn)象，最小齒輪也有可能無法套裝到軸上。確定有時需經(jīng)過多次反復(fù)。 ?齒輪齒數(shù)確定后，還應(yīng)驗算一下實際傳動比 (齒輪齒數(shù)之比 )與理論傳動比 (轉(zhuǎn)速圖上給定的傳動比 )之間的 轉(zhuǎn)速誤差 是否在允許范圍之內(nèi)。 ? Z3 Z2 4 在不加大齒數(shù)和時，可從齒輪的排列上解決。 ? 不產(chǎn)生根切的最小齒輪齒數(shù)。 ? Rn =nmax/nmin = 1500/30= 50 ? Z=1+lgRn/lg?＝ 1+lg50/=， 取 Z=18 ?例 2： 2．選擇傳動式與結(jié)構(gòu)式 1） 確定變速組和傳動副數(shù)目 18= 3 3 2 18= 3 2 3 18= 2 3 3 2） 確定各變速組的排列次序 根據(jù) “ 前多后少 ” 的原則 選擇 18= 3 3 2的方案 ?轉(zhuǎn)速數(shù)列： ? 30， ， ， 60， 75， 95， 118， 150， 190， 235，300， 375， 475， 600， 750， 950， 1180， 1500 ?例 2： 3）確定變速組的擴大順序。 ?為使變速箱結(jié)構(gòu)緊湊，齒輪是否合理布置直接影響到變速箱的尺寸，變速操縱的方便性和結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的可能性等問題。 ?影響： 如果無空檔位置， 則一對齒輪未脫開嚙合，另一對齒輪往往因頂齒而無法進入；即使進入嚙合，也有可能使變速組內(nèi)兩對不同齒數(shù)的齒輪同時參與嚙合，一旦起動將造成重大設(shè)備事故，因此滑移齒輪具有空檔位置是一項重要的安全措施。 倒角，實際上兩個齒輪在齒端處仍有間隙存在。齒輪排列方式有下列幾種： ?六、齒輪的布置 ? 1)窄排列與寬排列。因此，除非結(jié)構(gòu)要求固定齒輪必須緊靠，一般不采用寬排列。 ? 3)順序變換排列 ?上述三聯(lián)齒輪變速組的排列方式，其轉(zhuǎn)速的變換順序不是由小到大或由大到小，而是混雜變換的；這還會使一對將要嚙合的齒輪造成較大的線速度差，從而增加變速的困難。 ?將二聯(lián)或四聯(lián)滑移齒輪拆成兩組進行排列，如圖所示，可減小齒輪滑移距離并縮短變速組占用的軸向長度，且對齒數(shù)差沒有要求。 ?六、齒輪的布置 ?1)并行排列 ?圖為兩個變速組齒輪的并行排列方式，其占用的軸向長度較大，但不受其他條件限制，排列容易。 ?六、齒輪的布置 （一）縮小軸間尺寸 ? 1）采用合理的滑移齒輪塊在軸上的排列結(jié)構(gòu)：窄式和寬式 ? 2）采用公用齒輪：節(jié)省齒輪個數(shù)，縮短軸向尺寸。 6）增加定比傳動 ?六、齒輪的布置 （二）縮小徑向尺寸 ?有些機床如臥式鏜床，龍門銑床等的變速箱連同主軸一起沿立柱（或橫梁）導(dǎo)軌移動，為了不使變速箱懸出過多，減少變速箱對導(dǎo)軌的顛覆力矩，提高機床的剛度和運動的平穩(wěn)性，應(yīng)使變速箱的重心和主軸盡可能靠近導(dǎo)軌面，這就要求縮小變速箱的徑向尺寸。 ?也有采用同步轉(zhuǎn)速為 1000 / 1500 r/min或 750/1000/1500 r/min的多速電動機，其同步轉(zhuǎn)速之比為 ? E= ，但主軸轉(zhuǎn)速不能得到標(biāo)準公比的等比數(shù)列。 ?（ 1）擴大順序：多速電動機的同步轉(zhuǎn)速之比 ?E就等于這個電變速組的級比 ? xE即 ?E = ? xE ?電變速組的級比指數(shù) xE為一正整數(shù)，由上式可知，它與電動機的同步轉(zhuǎn)速之比 ?E、主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比 ?有關(guān)。 ?結(jié)構(gòu)網(wǎng)中電變速組的傳動線用虛線表示。為簡化結(jié)構(gòu)，常采用交換齒輪變速方式，或?qū)⒔粨Q齒輪與其它變速方式 (如滑移齒輪、多速電動機等 )組合應(yīng)用。反映在轉(zhuǎn)速圖上，交換齒輪的變速組應(yīng)設(shè)計成對稱分布的。 ?條件：采用公用齒輪時，兩個變速組的模數(shù)必須相同。 七、主變速傳動系的幾種特殊設(shè)計 2）采用背輪機構(gòu) ?又稱回曲機構(gòu)。 七、主變速傳動系的幾種特殊設(shè)計 ?機床在使用中，每級轉(zhuǎn)速使用的機會不太相同。 ?如要演變成雙公比變速傳動系，基本組的傳動副數(shù)常選為2。 ?采用分支傳動方式還具有縮短高速傳動路線，提高傳動效率，減少了噪聲的優(yōu)點。 ?首先確定主軸的位置，主要根據(jù)車床的中心高確定；確定傳動主軸的軸，以及與主軸有齒輪嚙合關(guān)系的軸的位置；確定電動機軸或運動輸入軸 (軸 1)的位置；最后確定其它各傳動軸的位置