【文章內(nèi)容簡介】 速精密機床的傳動結(jié)構(gòu)方案。 ? 3. 采用雙公比的傳動系統(tǒng) ? 主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列有兩個公比，中段轉(zhuǎn)速采用小公比，高、低段轉(zhuǎn)速采用大公比。 ? 雙公比變速傳動系統(tǒng)是在常規(guī)變速傳動系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過 改變基本組的級比指數(shù) 演變而來的。 ? 一般應(yīng)?。? ? （ n為大于 1 的正整數(shù)） 20 ?Pnx 210 ??? 該傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖的特點為： ? 在主軸轉(zhuǎn)速范圍的高、低段各出現(xiàn) n 個轉(zhuǎn)速空格，即這兩段轉(zhuǎn)速值的公比為 ? 此時 2? 1919 ??? ?nR 圖 320 采用雙公比的轉(zhuǎn)速圖 ? 4. 采用分支傳動 ? 分支傳動是指在串聯(lián)形式變速傳動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加 并聯(lián)分支 以擴大變速范圍。 ? 如一串聯(lián)型變速傳動系統(tǒng)實例： ，其結(jié)構(gòu)式為： ? 使主軸得到 10 ~ 500r/min共 18 級轉(zhuǎn)速。 ??? ?612621 223218 ?????? 另在第二變速組后增加一升速傳動副，構(gòu)成 高速分支傳動 ，又使主軸得到 450 ~ 1400r/min的共 6級高轉(zhuǎn)速。 ? 本例中， ? 該分支傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式為： 140101400 ??nR? ?612621 2213224 ?????? 圖 320 CA6140型普通車床的 主傳動系統(tǒng)圖 ? （七）齒輪齒數(shù)的確定 ? 1. 確定變速組內(nèi)齒輪齒數(shù)應(yīng)注意的問題 ? （ 1） 齒輪的齒數(shù)和 不應(yīng)過大 ，一般推薦 ? （ 2） 齒輪的齒數(shù)和 不應(yīng)過小 ，應(yīng)考慮： ? ① 最小齒輪不發(fā)生根切 ，對于標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪： ZS1 2 0~1 0 0?ZSZS20~18m in ?Z? ② 保證最小齒輪有足夠的強度 ，應(yīng)使齒輪齒槽到孔壁或鍵槽底部的壁厚 （ m為齒輪模數(shù)），即 ? 小齒輪可套裝在軸上的 條件如右圖所示。 ? ③ 兩軸間最小中心距應(yīng)適宜 。 ma 2?mTZ m in ??圖 321 小齒輪的壁厚條件 ? （ 3）確定齒輪齒數(shù)時， 應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動比的要求 ? 實際傳動比與理論傳動比之間允許有小的誤差，由確定齒輪齒數(shù)所造成的主軸轉(zhuǎn)速相對誤差，一般不允許超過 ，即 ? 式中 —— 主軸實際轉(zhuǎn)速； ? —— 主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 ? ?%110 ―?? ? %110≤ ―― ? n nn ?nn?? 2. 變速組內(nèi) 齒輪模數(shù)相同 時齒輪齒數(shù)的確定 ? 確定齒輪齒數(shù)時，首先需定出各變速組內(nèi)齒輪副的模數(shù)，以便根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸判斷最小齒輪的齒數(shù)或齒數(shù)和是否適宜。 ? 在同一變速組內(nèi)的齒輪可取相同或不同的模數(shù)，為便于設(shè)計、制造和簡化工藝， 主變速傳動系統(tǒng)中所采用齒輪模數(shù)的種類盡可能少些，一般不超過 2 ~ 3種 。 ? （ 1）查表法 ? 若轉(zhuǎn)速圖上 齒輪副傳動比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方 ，且 變速組內(nèi)齒輪模數(shù)相同 時，變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和 Sz及小齒輪的齒數(shù)可從表 3－ 6中選取。 ? 在表 36中，橫坐標(biāo)是齒數(shù)和 Sz(40 ~ 120) ；縱坐標(biāo)是傳動副的傳動比 u(1 ~ )； ? 表中所列值是傳動副的被動齒輪齒數(shù)；齒數(shù)和 Sz 減去被動齒輪齒數(shù)就是主動齒輪齒數(shù)。 ? 表中所列的 u值全大于 1，即全是升速傳動。對于降速傳動副，可取其倒數(shù)查表，查出的齒數(shù)則是主動齒輪齒數(shù)。 ? 利用 查表法 確定齒輪齒數(shù)的步驟如下 ： ? 1）找出在同一變速組中各齒輪副出現(xiàn)最小齒數(shù)的傳動比； ? 2）避免根切和結(jié)構(gòu)需要，確定 ； ? 3）根據(jù) ，查出 ； ? 4）查找滿足變速組中各傳動比要求的所有 ； ? 5）確定合理的 , 并據(jù)此來決定各齒輪的齒數(shù)。 minZSminZminZZSZS? 現(xiàn)舉例說明利用查表法來確定如下圖所示的 a 變速組中各傳動副的齒輪齒數(shù)。 ? 解法與步驟 ： ? 1. 2/1,1321???aaauuu? 其中： ； ? ； ? ； 2/13m in ?? aa uu20m in ?Z60m in ?ZS表 36 各種常用傳動比的適用齒數(shù)（局部） SZ u 60 72 84 90 30 36 42 45 32 37 25 30 35 37 23 28 35 20 24 28 30 ? 4. 按 u = 1, 和 2 查表，查出同時存在上述三個傳動比的齒數(shù)和 分別有： ? 5. 取 ，則 ?? 90,84,72,60ZS72?ZS48/24,42/30,36/36321???aaauuuZS? （ 2）計算法 ? 在同一變速組內(nèi)， 各對齒輪的齒數(shù)之比必須滿足轉(zhuǎn)速圖上已經(jīng)確定的傳動比 。 ? 當(dāng)各對齒輪的模數(shù)相同且不采用變位齒輪時，則 各對齒輪的齒數(shù)和必須相等 。 ? 依據(jù)上述條件，可列出 ? 式中 ， —— 齒輪副的主動和被動齒輪齒數(shù)； ? —— i 齒輪副的傳動比； ? —— 齒輪副的齒數(shù)和。 iii uZZ =′Zii SZZ =′+iZ iZ′iuZS? 由以上兩式可得 ? 因此， 選定了齒數(shù)和，便可按上式計算各齒輪的齒數(shù) 。 Ziii SuuZ ?+= 1Zii SuZ ?+=′ 11? 3. 變速組內(nèi) 齒輪模數(shù)不同 時齒輪齒數(shù)的確定 ? 在 最后一個擴大組 或 背輪機構(gòu) 中，因各齒輪副的線速度差別很大，所應(yīng)傳遞的轉(zhuǎn)矩差別也較大。 ? 為合理利用材料，在同一變速組內(nèi)可采用不同的模數(shù)。但 在同一變速組內(nèi)通常只限于兩種模數(shù) 。 ? 由于 同一變速組內(nèi)的各傳動副的中心距必須相等 ： ? 即 ? 所以 ? 或 ? 上式中 、 為無公因數(shù)的整數(shù)， K 為整數(shù)。 2211 ZZ SmSm ?121221 eemmSS ZZ ??????????1221KeSKeSZZ1e 2e? ? ? ?222111 ZZ21ZZ21 ?????? mma? 4. 三聯(lián)滑移齒輪齒數(shù)的確定 ? 在采用三聯(lián)滑移齒輪變速時，在確定其齒數(shù)之后，應(yīng)檢查其相鄰齒輪的齒數(shù)關(guān)系，以確保其左右移動時能順利通過，不致相碰。 ? 如圖所示三聯(lián)滑移齒輪能順利滑移的條件是： 4― 23 ZZ? ? ? ? ? ?*a*a h+Zm+h+ZmZ+Zm 22122121 3233 ??? 故 要求三聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù)為 ： ? 注：三聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù)為 Z3 Z2 Z1。 ? 三聯(lián)滑移齒輪能順利滑移變速的條件是： ? 三聯(lián)滑移齒輪的最大和次大齒輪之間齒數(shù)差應(yīng)大于 4。 ? 齒輪齒數(shù)的確定，往往需反復(fù)多次計算才能確定，合理與否還要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中進一步檢驗，必要時還須改變。 ? 若按傳動比要求，按上述方法確定的齒數(shù)和過大以及傳動比誤差過大時， 可采用變位齒輪的方法來湊中心距 ，以獲得要求的傳動比值。 ? （八）計算轉(zhuǎn)速 ? 機床上的傳動件在設(shè)計時應(yīng)該校核其強度， 決定零件強度的條件之一是零件所受的載荷，而載荷則取決于零件所傳遞的功率和轉(zhuǎn)速 。機床變速傳動鏈中的零件，有的轉(zhuǎn)速是恒定的，有的轉(zhuǎn)速則是變化的。 ? 下面將討論變速傳動件應(yīng)根據(jù)哪個轉(zhuǎn)速進行動力計算的問題。 ? ? 從 《 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 》 課程中得知，在背吃刀量和進給量不變的情況下，切削速度對切削力的影響較小。因此，作直線運動機床的執(zhí)行機構(gòu)，可以認(rèn)為不論在什么速度下都可能出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩，即 主運動為直線運動的機床主傳動應(yīng)屬于恒轉(zhuǎn)矩傳動 。 ? 而執(zhí)行機構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運動的機床主傳動鏈則有所不同。其 主軸轉(zhuǎn)速不僅取決于切削速度的高低，還取決于工件或刀具直徑的大小 。 ? 對于主運動為旋轉(zhuǎn)運動的通用機床，其較低的轉(zhuǎn)速多用于大直徑的刀具或加工大直徑的工件，此時要求輸出較大的轉(zhuǎn)矩，即 輸出轉(zhuǎn)矩與主軸轉(zhuǎn)速成反比 ，基本上是屬于 恒功率的。 ? 但由于主軸最低的幾級轉(zhuǎn)速常用于光整加工、車螺紋、鉸大孔、精鏜等，并不需要傳遞全部功率，即主軸一般在最低轉(zhuǎn)速段所消耗的功率都較小。 ? 而主軸在高轉(zhuǎn)速段又由于受到電動機功率的限制，傳動件所受的轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的增高而減小。 ? 由以上分析得知，主運動為旋轉(zhuǎn)運動的通用機床主軸雖然是在很多級不同的轉(zhuǎn)速下工作的，但 主軸并不是在所有的轉(zhuǎn)速下都傳遞著全部功率 。 ? 機床主軸所傳遞的功率或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，稱為 機床的功率轉(zhuǎn)矩特性 。 ? 綜上所述， 主運動為旋轉(zhuǎn)運動的通用機床 主軸或傳動件在傳遞全部功率時的最低轉(zhuǎn)速，能夠傳遞最大轉(zhuǎn)矩。因此， 將傳遞全部功率時的最低轉(zhuǎn)速，稱為該主軸或傳動件的 計算轉(zhuǎn)速 。 ? 主運動 是直線運動的機床主傳動屬 恒轉(zhuǎn)矩傳動 ；而主運動是旋轉(zhuǎn)運動的機床基本上屬 恒功率傳動 。 圖 322 主軸的功率轉(zhuǎn)矩特性圖 ? 從機床的“ 主軸的功率轉(zhuǎn)矩特性圖 ”中可見，主軸從 nj 起至 nmax間的所有轉(zhuǎn)速下都能傳遞全部功率（即電動機為滿載），而 nj 是主軸傳遞全 ? 部功率時的最低轉(zhuǎn)速，而其輸出的轉(zhuǎn)矩則隨轉(zhuǎn)速的增加而減少，此為 恒功率區(qū) ； 圖 322 主軸的功率轉(zhuǎn)矩特性圖 ? 低于主軸 nj的各級轉(zhuǎn)速所能輸出的轉(zhuǎn)矩與主軸在 nj 時輸出的轉(zhuǎn)矩相等，即為該機床的最大輸 圖 322 主軸的功率轉(zhuǎn)矩特性圖 ? 出轉(zhuǎn)矩，而傳遞的功率則隨轉(zhuǎn)速的減低而減少，此為 恒轉(zhuǎn)矩區(qū) 。 ? 不同類型機床主軸的計算轉(zhuǎn)速選取是不同的 。對于大型機床，由于應(yīng)用范圍很廣，調(diào)速范圍很寬，計算轉(zhuǎn)速可取得高一些；對于精密機床、鉆床、滾齒機等，由于應(yīng)用范圍較窄，調(diào)速范圍較小，計算轉(zhuǎn)速應(yīng)取得低一些；通用機床及專門化機床可根據(jù)調(diào)查分析和測定。 ? 各類機床主軸的計算轉(zhuǎn)速統(tǒng)計公式見表 37。 表 37 各類機床的主軸計算轉(zhuǎn)速（ 部分 ） 機床類型 計算轉(zhuǎn)速 等公比傳動 中型通用機床和使用較廣的半自動機床 車床、轉(zhuǎn)塔車床、升降臺銑床、半自動車床、自動車床、臥式鏜銑床等 為主軸第一個（低的）三分之一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高一級轉(zhuǎn)速 立式鉆床、搖臂鉆床、滾齒機 為主軸第一個（低的）四分之一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高一級轉(zhuǎn)速 jn13m in?? Zj nn ?14m in?? Zj nn ?jnjn? 2. 變速傳動系統(tǒng)中傳動件計算轉(zhuǎn)速的確定 ? 主軸從