【文章內(nèi)容簡介】 8(3) 分配傳動(dòng)比當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速點(diǎn)和電動(dòng)機(jī)軸（驅(qū)動(dòng)軸）轉(zhuǎn)速點(diǎn)都已確定位置，定比傳動(dòng)副的傳動(dòng)比也初步確定，分配各變速組的傳動(dòng)比時(shí)需符合級(jí)比規(guī)律，滿足傳動(dòng)比的限制條件，中間各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速點(diǎn)位置，可在有限范圍內(nèi)選定，從而構(gòu)成多種不同的轉(zhuǎn)速圖方案。但隨著轉(zhuǎn)速圖的改變，傳動(dòng)副的傳動(dòng)比值及其相關(guān)傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速值也發(fā)生改變。為了減小傳動(dòng)件結(jié)構(gòu)尺寸和改善傳動(dòng)性能，應(yīng)遵循一般原則和需要，選定出合理方案。分配各變速組的傳動(dòng)比，通常是按“由后向前” 的原則進(jìn)行，即與傳動(dòng)順序相反，先分配最后變速組的傳動(dòng)比，再順次向前分配。分配傳動(dòng)比時(shí)應(yīng)注意有特殊要求的傳動(dòng)副（如臥式車床的擴(kuò)大螺距傳動(dòng)副） ；重要傳動(dòng)副（如傳動(dòng)主軸的傳動(dòng)副，車床摩擦片離合器軸上的傳動(dòng)副）和最后擴(kuò)大組傳動(dòng)副（變速范圍大，對(duì)結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)性能有較大影響） 。分配方法：a）分配第四變速級(jí)（ IVV 軸間）的傳動(dòng)比由結(jié)構(gòu)式 可知，第四變速組即第三擴(kuò)大組的傳動(dòng)副數(shù) 2，級(jí)比指數(shù)1261243??12。所以可在 V 軸上找到 12 格的兩個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)。b）分配第三變速級(jí)（ⅢⅣ軸間）的傳動(dòng)比XXXX 機(jī) 電 工 程 系 2022 屆 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 9第三變速組即第二擴(kuò)大組的傳動(dòng)副數(shù) 2，級(jí)比指數(shù) 6，其兩條傳動(dòng)線拉開 6 格。所以先在Ⅳ軸上找到相距 6 格的兩個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)。選定變速組在Ⅲ軸上相應(yīng)主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn) E 的位置以確定該兩副的傳動(dòng)比。根據(jù)傳動(dòng)比 1/4≤i≤2， =，則該點(diǎn)只能有唯一 E 的位置（如?圖） ，其升速和降速傳動(dòng)比皆為極限值，即 ，?????。??c）分配第二變速組（ Ⅱ Ⅲ軸間）的傳動(dòng)比第二變速組即第一擴(kuò)大組有三個(gè)傳動(dòng)副，兩條傳動(dòng)線拉開 3 格?？捎散筝S上的 D 點(diǎn)往上數(shù) 3 格定出 D1 點(diǎn)。再由 D1 點(diǎn)往上數(shù) 3 格定出 D2 點(diǎn)。根據(jù)傳動(dòng)比限制條件及降速傳動(dòng)原則，綜合考慮，確定Ⅱ軸上相應(yīng)主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn) C 的位置為圖中的 C 點(diǎn)位置，其傳動(dòng)比， ， 。??????10??bid）分配第一變速組（ⅠⅡ軸間）的傳動(dòng)比第一變速組即基本組有三個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)線各拉開 1 格，故于Ⅱ軸上取相鄰三點(diǎn)分別為 C、 、 。通過考慮結(jié)構(gòu)尺寸和傳動(dòng)性能，以及帶輪軸（Ⅰ軸）上的轉(zhuǎn)速要求，確12定 B 點(diǎn)是適宜的。綜上所述，確定變速組主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)的位置是分配各變速組的傳動(dòng)比的關(guān)鍵，即根據(jù)級(jí)比指數(shù)和傳動(dòng)比極限值，確定主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)的選擇范圍；再根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和傳動(dòng)性能的具體要求，轉(zhuǎn)速適中，將轉(zhuǎn)速點(diǎn)定于適當(dāng)位置。（4）畫全傳動(dòng)線XXXX 機(jī) 電 工 程 系 2022 屆 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 10按照傳動(dòng)順序“ 由前向后”地把各變速組的傳動(dòng)線畫完整。該圖上僅有電動(dòng)機(jī)軸、主軸及各傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，各副傳動(dòng)比。 普通 V 帶型號(hào)及帶輪直徑的選擇普通 V 帶設(shè)計(jì)功率已知：電動(dòng)機(jī)選用 Y160M4 n=1450rpm1）計(jì)算功率 （kW） ——工況系數(shù)，查表取 ；cAPK??AK故 ?2）選帶型 根據(jù) 和 n，查表應(yīng)選用普通 A 型 V 帶cXXXX 機(jī) 電 工 程 系 2022 屆 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 113）傳動(dòng)比 ?4）小帶輪基準(zhǔn)直徑 查表取 130dm?5）大帶輪基準(zhǔn)直徑 ）（ ???2n式中： ——小帶輪轉(zhuǎn)速（r/min）1n——大帶輪轉(zhuǎn)速（ r/min）2——滑動(dòng)率 =??= 130（1—）=225mm2d4508故取大帶輪基準(zhǔn)直徑 為 230mm2d6) 帶速 ： v ??1/(60)?????7）初選中心距 ＝1000mm, 由機(jī)床總體布局確定。 過小，增加帶彎曲次數(shù)； 過大，0aa0a0a易引起振動(dòng)。8）帶基準(zhǔn)長度210120()2() ma????查表取 ＝2800mm；帶撓曲次數(shù) ＝1000mv/ = 40?0dL?1s?9）實(shí)際中心距 2aAB其中： 1()????? 22158dB故 ???10）驗(yàn)算小帶輪包角 （適用）????? ??11）單根 V 帶的基本額定功率 ，查表取 ；1P12）額定功率增量值由表可得 ??13）V 帶根數(shù) z：單根 V 帶的基本額定功率增量 11()buPnK??? ——彎曲影響系數(shù)，?XXXX 機(jī) 電 工 程 系 2022 屆 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 12 ——傳動(dòng)比系數(shù)，查表取 故 ；??帶的根數(shù) 1()cLPz??? ——包角修正系數(shù)，查表取 ；K? ——帶長修正系數(shù)，查表取 ；L 故 (.806)???? 所以圓整 z 取 414）單根帶初拉力 ()caPFqvvzK??q——帶每米長質(zhì)量，查表取 ；可得 ＝15）帶對(duì)軸壓力 10 N?????16）卸荷裝置電動(dòng)機(jī)經(jīng) V 帶將運(yùn)動(dòng)傳至Ⅰ軸左端帶輪上時(shí)對(duì)軸產(chǎn)生徑向壓力，使軸產(chǎn)生彎曲變形，因此需要卸荷裝置。帶輪與花鍵套用螺釘連接成一體，支承在法蘭內(nèi)的兩個(gè)向心球軸承上，法蘭固定在主軸箱體上。這樣，帶輪可以通過花鍵套帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，帶的拉力則經(jīng)過軸承和法蘭傳至箱體。軸上的花鍵部分只傳遞扭矩，從而避免因皮帶拉力而使軸產(chǎn)生彎曲變形。帶輪及卸荷裝置如圖 1圖 1XXXX 機(jī) 電 工 程 系 2022 屆 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 13 確定各變速組齒輪的齒數(shù) 齒輪齒數(shù)確定的原則和要求：1）齒輪的齒數(shù)和 不能太大，以免因過大的齒輪尺寸而增加兩軸間的中心距，造成機(jī)床zS結(jié)構(gòu)增大；此外，齒數(shù)的增加還會(huì)使齒輪的線速度提高而產(chǎn)生噪聲。一般推薦齒數(shù)和≤100~120，常選用在 100 之內(nèi)。zS2）受兩軸組件結(jié)構(gòu)限制的最小中心距若齒數(shù)和太小，則過小的中心距將導(dǎo)致兩軸上的軸承或其他結(jié)構(gòu)元件之間的距離過近或相碰。3）齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過小，應(yīng)考慮：（a）受傳動(dòng)性能限制的最小齒數(shù)為了保證最小齒輪不產(chǎn)生根切以及主傳動(dòng)具有較好的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，一般取最小齒數(shù) ≥1820，主軸上小齒輪 =20；高速齒輪取 =25，而運(yùn)動(dòng)minzminzminz平穩(wěn)性要求不高的齒輪可取 =14（允許有少量根切） 。i(b) 受齒輪結(jié)構(gòu)限制的最小齒數(shù)齒輪（尤其是最小齒輪）應(yīng)能可靠的安裝到軸上或進(jìn)行套裝，特別要注意齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽處的壁厚不能過小，應(yīng)保證齒輪的最小壁厚 b≥2m（m 為模數(shù)） ，保證有足夠的強(qiáng)度，以防出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。4) 傳動(dòng)比要求分配各齒輪副齒數(shù)應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比要求。機(jī)床的主傳動(dòng)屬于外聯(lián)系傳動(dòng)鏈，實(shí)際傳動(dòng)比（齒輪齒數(shù)之比）與理論傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)速圖給定）之間允許有誤差，但不能過大。由于分配齒數(shù)所造成主軸轉(zhuǎn)速的相對(duì)誤差，一般不應(yīng)超出其允許值 = ，即?????%10???≤ = 論 理 論實(shí) 際 n?????%10? 確定齒輪齒數(shù)（應(yīng)用查表法）基本組傳動(dòng)比： ????????1) 首 先 找 到 出 現(xiàn) 最 小 齒 數(shù) 的 傳 動(dòng) 比 ， 因 為 最 小 齒 輪 一 定 在 最 小 降 速 比 齒 輪 副 中 ， 故 最 小 齒 輪必 在 這 對(duì) 齒 輪 副 中 。ai2） 為 了 避 免 根 切 現(xiàn) 象 和 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 的 需 要 ， 取 =38。minz3） 找 出 的 倒 數(shù) 這 一 行 中 找 到 =38 時(shí) ， 查 到 最 小 齒 數(shù) 和 =94。1/.ai?i minSXXXX 機(jī) 電 工 程 系 2022 屆 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 144） 找 出 可 能 采 用 的 齒 數(shù) 和 的 各 種 數(shù) 值 。 這 些 數(shù) 值 必 須 同 時(shí) 滿 足 各 傳 動(dòng) 比 要 求 的 齒 輪 齒 數(shù) ， 從zS=94 向 右 查 表 ， 同 時(shí) 存 在 滿 足 兩 個(gè) 傳 動(dòng) 比 要 求 的 齒 數(shù) 和 共 有 =94， 95minS zS5）確定合理的齒數(shù)和 ，并根據(jù)它決定各齒輪的齒數(shù) =94z由 的倒數(shù) 的一行中找出 z1=38，則 z2= z1=9438=56。1/.6ai?由 的倒數(shù) 的一行中找出 z3=43，則 z4= z3=9443=51。25 S為了使滑移齒輪在越過某個(gè)固定齒輪時(shí)避免齒頂相碰，要求同軸上相鄰兩齒輪的齒數(shù)差不小于 4，在本設(shè)計(jì)中都滿足此要求。同理可得其他齒輪如下表所示：變速組第一變速組 第二變速組 第三變速組第四變速組齒數(shù)和94 80 100 100齒輪1Z234Z567Z8910Z123Z齒數(shù)56 38 51 43 39 41 30 50 22 58 22 58 63齒輪14Z5167Z18920Z12齒數(shù)50 50 20 80 50 20 80 26 58 主軸轉(zhuǎn)速系列的驗(yàn)算主 軸 轉(zhuǎn) 速 在 使 用 上 不 要 求 十 分 準(zhǔn) 確 ， 轉(zhuǎn) 速 的 高 低 并 無 太 大 影 響 ， 但 銘 牌 上 標(biāo) 準(zhǔn) 數(shù) 列 的 數(shù) 值一 般 不 允 許 與 實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 相 差 太 大 。由于確定的齒輪齒數(shù)所得的實(shí)際轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)設(shè)計(jì)理論值難以完全相符，需要驗(yàn)算主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速，根據(jù)式 ≤ = 論 理 論實(shí) 際 n?????%10?若存在誤差，則要求根據(jù)誤差的正負(fù)以及引起誤差的主要環(huán)節(jié)，重新調(diào)整齒數(shù)，使轉(zhuǎn)速數(shù)列得到改善。計(jì)算主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速并與理論轉(zhuǎn)速比較列出，見下表（皮帶的傳動(dòng)效率 ） 。XXXX 機(jī) 電 工 程 系 2022 屆 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 15主軸轉(zhuǎn)速 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 實(shí)際轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速誤差1n1400 1120 900 710 560 500 450 400 315 250 160 200 125 100 80 63 64 50 40 25 20 16 10 經(jīng)驗(yàn)算可知 24 級(jí)轉(zhuǎn)速均符合要求。 齒輪的布置與排列XXXX 機(jī) 電 工 程 系 2022 屆 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì) ） 16齒輪齒數(shù)確定之后，應(yīng)合理布置齒輪排列方式。 滑移齒輪的布置主動(dòng)軸一般比從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速高，所以變速組中的滑移齒輪最好布置在主動(dòng)軸上，這樣可使滑移齒輪的尺寸小，重量輕，滑動(dòng)省力。在一個(gè)變速組內(nèi)，兩個(gè)相隔較遠(yuǎn)齒輪的間距一般大于相應(yīng)兩個(gè)齒輪的寬度是為了避免變速組內(nèi)兩對(duì)不同齒數(shù)的齒輪同時(shí)參與嚙合。 一個(gè)變速組的齒輪軸向排列齒輪的軸向排列，應(yīng)盡量縮短其軸向長度，所以，我們選窄排列。 兩個(gè)變速組的齒輪軸向排列兩個(gè)變速組串聯(lián)工作時(shí)，其中間傳動(dòng)軸既是從動(dòng)軸又是主動(dòng)軸，負(fù)荷較大，因此應(yīng)盡可能縮短其軸向尺寸。在選用并行排列時(shí)，兩個(gè)變速組齒輪占用的軸向尺寸較大，但不受其他條件限制，排列容易。所以，我們選用并行排列。各齒輪的排列布置圖如下：5 主傳動(dòng)的計(jì)算轉(zhuǎn)速 計(jì)算轉(zhuǎn)速的概念傳 動(dòng) 件 在 傳 遞 全 部 功 率 的 最 低 轉(zhuǎn) 速 時(shí) ， 能 夠 傳 遞 最 大 轉(zhuǎn) 矩 ， 因 此 把 傳 動(dòng) 件 傳 遞 全 部 功 率時(shí) 的 最 低 轉(zhuǎn) 速 ， 稱 為 該 傳 動(dòng) 件 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 。 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定主 軸 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 nc 是 主 軸 傳 遞 全 部 功 率 （ 此 時(shí) 電 動(dòng) 機(jī) 為 滿 載 ） 時(shí) 的 最 低 轉(zhuǎn)