【文章內(nèi)容簡介】 x )1()1(m i n??? ??? jjjjj ppppppxpjj uur ????第二擴大組的變速范圍 r 2： ?變速的基本規(guī)律 ?同理，第 j 擴大組變速范圍 rj ncbajjccbbaannnrrrruuuuuuuuuuR?????m i nm a xm i nm a xm i nm a xm i nm a xm i nm a x?主軸的變速范圍 Rn ?變速的基本規(guī)律 ?結論： ?以基本組為基礎，通過第一、第二、 … 、擴大組把各軸的轉速級數(shù)和變速范圍逐步擴大，各變速組相鄰傳動比之間遵循級比規(guī)律，則機床傳動系統(tǒng)的轉速數(shù)列是連續(xù)的等比數(shù)列。 ?基本組的級比等于 ?，級比指數(shù) x。＝ 1；擴大組的級比 ?xj ，級比指數(shù) xj應等于該擴大組前面的基本組傳動副數(shù)和各擴大組傳動副數(shù)的乘積。 ?變速系統(tǒng)的變速級數(shù)是各變速組傳動副數(shù)的乘積。 Z=P0P1P2P3P4… ?機床的總變速范圍 Rn是各變速組變速范圍的乘積。 Rn=r0r1r2r3r4 … ?三、結構網(wǎng)和結構式 ?： 轉速圖的 對稱形式 ?二軸間連線 : 僅表示傳動關系。 ?軸上各圓點 : 不表示該軸的具體轉速。 ?轉速圖有一致的變速特性，一個轉速圖對應一個結構網(wǎng)。 ?一個結構網(wǎng)可以畫出很多不同的轉速圖。 12 = 31 23 26 ?三、結構網(wǎng)和結構式 ? ?結構網(wǎng)又可以簡化為結構式 ?結構式：專門用來表示變速系統(tǒng)特性的式子。 ? 12 — 轉速級數(shù) ? 2 — 變速組的傳動副數(shù)和傳動順序 ? 6 — 各變速組級比指數(shù) ? x0， x1， x2 ? 31基本組， x0=1， p0＝ 3 ? 23第一擴大組， x1＝ p1＝ 2 ? 26第二擴大組， x2=6， p2= 2 ?各組變速范圍分別為 ? ? ?6等，它和結構網(wǎng)一樣只表示變速特性的相對關系。 ?三、結構網(wǎng)和結構式 ?結構式簡單、直觀，能清楚地顯示出變速傳動系中主軸轉速級數(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)轉矩公式 （ 單位 Nm） T= 9550P/n ? 當機床的傳動功率 P為定值時 ， 轉速 n越高 ， 轉矩 T就小 ， 零件尺寸就較小 。 ? 主變速傳動系從電動機到主軸 ， 通常為降速傳動 ， 接近電動機的傳動件轉速較高 ， 傳遞的扭矩較小 ， 尺寸小一些；反之 ， 靠近主軸的傳動件轉速較低 ， 傳遞的扭矩較大 ， 尺寸就較大 。 ? 所以應該盡量選擇傳動副數(shù)多的變速組放在傳動順序前面的高速范圍 ， 而把變速組傳動副數(shù)少的放在傳動順序的后面 。 從而能節(jié)省材料和減少變速箱外形尺寸 。 ?四、主傳動系統(tǒng)設計的基本原則 2．傳動順序與擴大順序相一致的原則（前密后疏） ?四、主傳動系統(tǒng)設計的基本原則 ?圖 b第一擴大組在最前面， Ⅱ 軸的轉速范圍比圖 a大。 ?兩方案 Ⅱ 軸的最高轉速一樣，圖 b中 Ⅱ 軸的最低轉速較低，在傳遞相等功率的情況下 受的扭矩較大，傳動件的尺寸也就比前方案大。 ?將圖 314a所示方案與其它多種擴大順序方案相比，可以得出同樣的結論。 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，但中間軸的轉速不應過高，以免產(chǎn)生振動、發(fā)熱和噪聲。 ?中間軸的最高轉速不超過電動機的轉速。 ?上述原則在設計主變速傳動系時一般應該遵循。但有時還須根據(jù)具體情況加以靈活運用 。 ?四、主傳動系統(tǒng)設計的基本原則 ?四、主傳動系統(tǒng)設計的基本原則 ?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～ 。主傳動系統(tǒng)各變速組的變速范圍限制在 r＝ 8～ 10之間。 ?在變速級數(shù) Z一定時，減少變速組個數(shù)勢必增加各變速組的傳動副數(shù)，并且降速過快而導致齒輪的徑向尺寸增大，為使變速箱中的齒輪個數(shù)最少，每個變速組的傳動副數(shù)最好取 2～ 3個。 ?為使最后傳動組的變速范圍不超出允許值，最后擴大組的傳動副一般取 P=2較合適。 I軸上裝有雙向摩擦片式離合器，軸向尺寸較長，為使結構緊湊，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。 X62W銑床的主傳動系統(tǒng)分析 ? 主軸轉速范圍為30～ 1500r／ min，主軸 18級轉速，公比 1． 26。 ? 共三個變速組。 ? 主傳動系統(tǒng)的總降速比為 l／ 48。 ? 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。 X62W銑床的主傳動系統(tǒng)分析 ?五、轉速圖的擬定 ?任務：為了尋找最佳的變速系統(tǒng)方案 ?方法與步驟： ? 1）根據(jù) Rn、 z、 ?確定變速組個數(shù)及其傳動副數(shù) ? 2）確定結構式（結構網(wǎng)） ? 3）畫出轉速圖 ? 4）分配傳動比 ? 5）確定齒輪的齒數(shù) ? 6）畫出傳動系統(tǒng)圖 ?例題 ?已知某車床的主軸轉速為 n=~1450r/min，公比 ?=，電動機轉速為 n電 =1440r/min，試擬定該機床的主傳動系。 ?確定主軸轉速級數(shù)和主傳動系結構式； ?擬定轉速圖； ?確定各傳動軸與各齒輪的計算轉速。 ?確定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑； ?驗算轉速誤差； ?畫出主傳動系統(tǒng)圖。 .531/1450lg1lglg ????? ? nRz?1. 轉速級數(shù) Z傳動方案的確定 ?（一 )主軸轉速級數(shù)和主傳動系結構式 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。 ? 傳動方案有： 改變排列順序，可得到不同方案。 ? 12＝ 6 ? 2； 12＝ 2 ? 6； ? 12＝ 4 ? 3； 12＝ 3 ? 4； ? 12＝ 3 ? 2 ? 2； 12＝ 2 ? 3 ? 2； 12＝ 2 ? 2 ? 3 ? 1） 12=6 2 需 2+6=8對齒輪 ? 2） 12=4 3 需 4+3=7對齒輪 ? 3） 12=3 2 2 需 3+2+2=7對 ?1）、 2）方案中變速組中分別有 6對和 4對齒輪嚙合，實現(xiàn)傳動并互不干涉非常困難，甚至不可能，故舍去。 ?根據(jù)傳動副的 “ 前多后少 ” 原則； 傳動副數(shù)較多的變速組排在前面的高速軸上，因扭矩小，傳動件（如軸、齒輪）的尺寸小，可節(jié)省材料，減少傳動系統(tǒng)的轉動慣量。三種不同傳動方案 12＝ 3 2 2， 12＝ 2 3 2， 12＝ 2 2 3中， ?應選擇結構式 12＝ 3 2 2 ?（一 )主軸轉速級數(shù)和主傳動系結構式 的確定 ? ?（一 )主軸轉速級數(shù)和主傳動系結構式 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 最低轉速 減少傳動 件尺寸 降低該軸的 最高轉速 降低噪聲 和振動 ?在轉速圖上表現(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：使前面的各軸轉速范圍較小 ?（一 )主軸轉速級數(shù)和主傳動系結構式 的確定 ?結構網(wǎng) ?結構網(wǎng) ?結構網(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 。 ? 升速傳動比最大值 umax＝ 2（ 斜齒傳動 umax= ） 盡量減少振動和噪聲 。 ? 各變速組的變速范圍 r=8～ 10之間 ?變速組的變速范圍 ?（一 )主軸轉速級數(shù)和主傳動系結構式 的確定 ?最后擴大組的變速范圍最大 ?只需要檢查最后擴大組的變速范圍不超過限制范圍 ?第 j 擴大組變速范圍 rj 1210m a x )1()1(m i n??? ??? jjjjj pppppxpjj uur ????本例 Z=12， ?＝ ? 12＝ 312326 ?最后擴大組變速范圍 ? r2=?(pj1)xj=?(p21)xj =(21)6=8 ?合格 ?（一 )主軸轉速級數(shù)和主傳動系結構式 的確定 ?(二 )擬定轉速圖 ?繪制轉速圖時的注意點： 分配傳動比，合理安排降速 ? l）各傳動副的最大、最小傳動比應盡可能不超出極限傳動比 umax和 umin。 ? 2） uamin≥ubmin ≥ucmin ≥… ， 而且最后擴大組的 ujmin一般取極限值，這是在降速傳動時采取 “ 前緩后急 ” （前慢后快）的原則 ? 3）選用標準的傳動比，傳動比盡量是取公比的整數(shù)次方，即 u=?177。 E（ E為整數(shù)）。 ? 4）當變速系統(tǒng)是降速傳動時，要求各中間軸轉速適當安排高一些，以減少傳動件的尺寸。 ?12=31 23 26， 一般從末變速組向前擬定。 ?從上式中看出：有 3個變速組，需 4根傳動軸，加上電機軸，轉速圖中共有 5條豎線； 12級轉速表示圖中有 12條橫線。 ? 31是基本組， 23是第一擴大組， 26是第二擴大組。 ? 26傳動比分配： 2表示 2個傳動副， 6表示 2條傳動線間隔 6格， ?=， ?6=8，分配升速 ?2=2，降速 umin= ?4=1/4。 ?其余變速組的 umin根據(jù)“前緩后急”的原則。 ?畫出各變速組的傳動比連線按基本組的級比指數(shù) x0=1，第一擴大組的級比指數(shù) x1=3，第二擴大組級比指數(shù) x2=6，畫出各變速組的傳動比連線圖，畫出全部傳動比連線圖。 ?(二 )擬定轉速圖 ?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。 ?注意： 主軸上的齒輪希望大一些，能起到飛輪的作用，最后一個變速組的 umin一般取極限值 1／ 4。 ?(二 )擬定轉速圖 ?(二 )擬定轉速圖 ?轉速圖 (三 )計算轉速 ?計算轉速 nj：主軸或各傳動件傳遞全部功率的最低轉速。 ?主軸從最高轉速到計算轉速之間應傳遞全部功率，而其輸出扭矩隨轉速的降低而增大，稱之為恒功率區(qū)。 ?從計算轉速到最低轉速之間，主軸不必傳遞全部功率，輸出的扭矩不再隨轉速的降低而增大，保持計算轉速時的扭矩不變，傳遞的功率則隨轉速的降低而降低，稱之為恒扭矩區(qū)。 ?大型機床，由于應用范圍很廣， 調速范圍很寬，計算轉速可取得 高些。 ?對于精密機床、滾齒機，由于應 用范圍較窄，調速范圍小，計算 轉速可取得低一些。 (三 )計算轉速 定： ?變速傳動系中的傳動件包括軸和齒輪，它們的計算轉速可根據(jù)主軸的計算轉速和轉速圖確定。 ?確定的順序： 通常是先定出主軸的計算轉速，再順次由后往前，定出各傳動軸的計算轉速，然而再確定齒輪的計算轉速。 ?如： Ⅲ 軸計算轉速 185； Ⅱ 軸計算轉速 315； Ⅰ 軸計算轉速1440 (三 )計算轉速 ?計算轉速的確定 ?主軸 Ⅳ 計算轉速為： Z/3=12/3=4 注：計算結果有小數(shù)時圓整 即為第四級轉速： 90 能夠傳遞全功率的： ?Ⅲ 軸計算轉速為： 125 ?Ⅱ 軸計算轉速為： 355 ?Ⅰ 軸計算轉速為： 710 ?各軸的計算轉速 ?計算轉速的確定 ?各齒輪的計算轉速 齒輪 72 Ⅳ