【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0250000），且在傳動(dòng)比很大的情況下，仍具有較高的效率； 2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕（與一般齒輪減速器相比，零件可減少約 50 %，體積可減少 20%50%）； 3）由于同時(shí)嚙合的輪齒對(duì)數(shù)多，齒面相對(duì)滑動(dòng)速度低，加上多齒嚙合的平均效應(yīng)，承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)動(dòng)精度高。 4）還能實(shí)現(xiàn)密封空間的運(yùn)動(dòng)傳遞。 諧波齒輪傳動(dòng)的 缺點(diǎn) 是柔輪易發(fā)生疲勞損壞，起動(dòng)力矩大。 動(dòng)畫仿真 諧波齒輪傳動(dòng) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)的執(zhí)行件的轉(zhuǎn)速或速度需要在一定范圍內(nèi)變化，而又允許有一定的轉(zhuǎn)速損失時(shí)，基于經(jīng)濟(jì)性考慮，可采用有級(jí)變速系統(tǒng)，而機(jī)床有級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、原則比較系統(tǒng)而成熟。因此，以下介紹機(jī)床有級(jí)變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循的原則和規(guī)律，其他機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，可參照進(jìn)行。 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng) 對(duì)于通用機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行件 (如普通車床 )，一般都有 若干個(gè)按等比數(shù)列排列的轉(zhuǎn)速 (為什么按等比數(shù)列排列？ )，當(dāng)采用普通交流異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，它只能提供一個(gè) (或二、三個(gè) )轉(zhuǎn)速。在該傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，要解決的主要問(wèn)題是應(yīng)遵循一些什么原則和規(guī)律，才能使執(zhí)行件 (主軸組件 )獲得按等比數(shù)列排列的若干級(jí)轉(zhuǎn)速。 例如：如何得到 12級(jí)轉(zhuǎn)速？ 、 45rpm、 63rpm、 90rpm、 125rpm、 180rpm、250rpm、 355rpm、 500rpm、 710rpm、 1000rpm、 1400rpm 分布特點(diǎn)：低轉(zhuǎn)速分布較高轉(zhuǎn)速密集 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 如果加工某一工件所需要的合理切削速度為 v，則相應(yīng)的轉(zhuǎn)速為 n。通常，有級(jí)變速機(jī)構(gòu)不能恰好得到這個(gè)轉(zhuǎn)速，而是 n處于某兩級(jí)轉(zhuǎn)速 nj與 nj+1之間 （比如理論轉(zhuǎn)速為 1200rpm，車床轉(zhuǎn)速有 1000和 1400rpm） ： nj＜ n＜ nj+1 如果采用較高的轉(zhuǎn)速 nj+1，則必將提高切削速度，刀具的耐用度將要降低。為了不降低刀具耐用度，以采用較低的轉(zhuǎn)速 nj為宜。這時(shí)轉(zhuǎn)速的損失為 nnj，相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為： A=（ nnj） /n 最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率是當(dāng)所需的轉(zhuǎn)速 n趨近于 nj+1而實(shí)際卻選用了 nj時(shí) : 111m a x 1l i m1 ??????????? jjjjjnnnnn nnnnnA jj等比數(shù)列的比值 —— 傳動(dòng)公比： 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 、 45rpm、 63rpm、 90rpm、 125rpm、 180rpm、250rpm、 355rpm、 500rpm、 710rpm、 1000rpm、 1400rpm 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 指最高轉(zhuǎn)速是最低轉(zhuǎn)速的多少倍 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 通過(guò)以上的介紹，我們了解了一下信息： ① 機(jī)床的轉(zhuǎn)速是按等比數(shù)列排列的 ② 等比數(shù)列的比值就是傳動(dòng)公比 ③ 為了使最大轉(zhuǎn)速損失率不大于 50%，傳動(dòng)公比應(yīng)該大于 1，且小于等于 2 ④ 為了便于設(shè)計(jì)和使用機(jī)床，規(guī)定了 7個(gè)傳動(dòng)公比 ⑤ 傳動(dòng)公比的選用原則和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 轉(zhuǎn)速圖 為什么要引入轉(zhuǎn)速圖？ 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 給出了明確的傳動(dòng)關(guān)系 從圖中可知： ① 它有五根軸：電機(jī)軸和 Ⅰ Ⅳ 軸， Ⅳ 軸為主軸 ② Ⅰ Ⅱ 軸之間有一傳動(dòng)組 a，它有三對(duì)傳動(dòng)副 ③ Ⅱ Ⅲ 軸之間有傳動(dòng)組 b(二對(duì)傳動(dòng)副 ) ④ Ⅲ Ⅳ 軸之間分傳動(dòng)組 c(二對(duì)傳動(dòng)副 ) ⑤ 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1440r/min ⑥ Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 軸分別有 12個(gè)轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)系統(tǒng)圖雖然直觀地表達(dá)了該傳動(dòng)系統(tǒng)的組成，但卻有許多關(guān)鍵的東西并沒(méi)有描述清楚，而且畫起來(lái)比較麻煩。在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，用它來(lái)進(jìn)行方案對(duì)比并不是最好的工具。于是出現(xiàn)了將上述內(nèi)容完全表示清楚的線圖，稱為轉(zhuǎn)速圖。 但是，每根軸的轉(zhuǎn)速值、傳動(dòng)組內(nèi)傳動(dòng)比之間的關(guān)系以及公比 φ值等均不知道。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 給出了各軸的傳動(dòng)關(guān)系、轉(zhuǎn)速及速比 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 轉(zhuǎn)速圖 普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)有五根軸：電動(dòng)機(jī)軸和 Ⅰ ~Ⅳ 軸，其中 Ⅳ 為主軸，電機(jī)軸為輸入軸。 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 給出了明確的傳動(dòng)關(guān)系 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 轉(zhuǎn)速圖 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 轉(zhuǎn)速圖是由“三線一點(diǎn)”組成： 軸線 、 轉(zhuǎn)速線 、 傳動(dòng)線 和 轉(zhuǎn)速點(diǎn) 。 轉(zhuǎn)速圖表示了軸的數(shù)目、主軸及傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)、轉(zhuǎn)速值及其傳動(dòng)路線、變速組組數(shù)及傳動(dòng)順序、各變速組的傳動(dòng)副數(shù)及傳動(dòng)比值。還表示了傳動(dòng)組內(nèi)各傳動(dòng)比之間的關(guān)系以及傳動(dòng)組之間的傳動(dòng)比的關(guān)系等。 轉(zhuǎn)速圖作用： 1）對(duì)現(xiàn)有機(jī)床傳動(dòng)鏈進(jìn)行分析比較； 2）設(shè)計(jì)新的傳動(dòng)鏈 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 轉(zhuǎn)速圖 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 （ 1）轉(zhuǎn)速圖的概念 ①軸線 軸線是用來(lái)表示軸的一組間距相等的豎線。從左向右依次畫出五條間距相等的豎線，并標(biāo)上與傳動(dòng)系統(tǒng)圖對(duì)應(yīng)的軸號(hào) (電動(dòng)機(jī)軸號(hào)為 0)。豎線間的間距相等是為了使線圖清晰，并不表示軸的中心距相等 。 軸線 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 轉(zhuǎn)速圖 ② 轉(zhuǎn)速線 轉(zhuǎn)速線是一組 間距相等 的水平線，用它來(lái)表示各級(jí)轉(zhuǎn)速，與各豎線的交點(diǎn)代表各軸轉(zhuǎn)速。 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 轉(zhuǎn)速線 注意： 按等比數(shù)列排列的轉(zhuǎn)速 ,如果對(duì)轉(zhuǎn)速取對(duì)數(shù)，繪制其對(duì)數(shù)坐標(biāo)，則相鄰兩條水平線間距離相等。 ?, ??? 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速圖 轉(zhuǎn)速點(diǎn) 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 轉(zhuǎn)速圖 ③轉(zhuǎn)速點(diǎn) 轉(zhuǎn)速點(diǎn)是指在軸線上畫的圓點(diǎn) (或圓圈 )，用它來(lái)表示該軸所具有的轉(zhuǎn)速值。 在 Ⅳ 軸 (主軸 )上畫 12個(gè)圓點(diǎn) (或圓圈 )，它們都落在水平線與豎線的交點(diǎn)上，表示主軸的 12級(jí)轉(zhuǎn)速值，并將數(shù)值寫在圓點(diǎn) (或圓圈 )右邊。 主軸轉(zhuǎn)速?gòu)? 1400r/min，相鄰轉(zhuǎn)速的比值是 φ（ 傳動(dòng)公比 φ =） 有時(shí)，轉(zhuǎn)速點(diǎn)不落在水平線上，則應(yīng)標(biāo)出轉(zhuǎn)速值。如電動(dòng)機(jī)軸 (0軸 )的轉(zhuǎn)速為 1440r/min 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 升速 降速 等速 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 轉(zhuǎn)速圖 ④傳動(dòng)線 傳動(dòng)線是指軸線間轉(zhuǎn)速點(diǎn)的連線，它表示相應(yīng)傳動(dòng)副及其傳動(dòng)比值 傳動(dòng)線 (傳動(dòng)比線 )的傾斜方向和傾斜程度分別表示傳動(dòng)比的升降和大小 傳動(dòng)比 i 按機(jī)床中的慣例來(lái)排比，即 i=主動(dòng)輪 /被動(dòng)輪 （齒數(shù)） 傳動(dòng)比線是水平的，表示等速傳動(dòng)， i=1 傳動(dòng)比線向右上方傾斜，表示升速傳動(dòng)， i＞ 1 傳動(dòng)比線向右下方傾斜，表示降速傳動(dòng)， i＜ 1 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 轉(zhuǎn)速圖 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 電機(jī)軸與 I軸之間的帶傳動(dòng)為固定傳動(dòng)比傳動(dòng) : i=125/254≈1/2 ≈1/=1/φ2 為降速傳動(dòng)，在轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)線向右下方傾斜兩格 I軸轉(zhuǎn)速 710r/min ④傳動(dòng)線 傳動(dòng)線是指軸線間轉(zhuǎn)速點(diǎn)的連線，它表示相應(yīng)傳動(dòng)副及其傳動(dòng)比值 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 轉(zhuǎn)速圖 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 I軸與 II軸之間有三個(gè)傳動(dòng)副 ia1=24/48≈1/2 ≈1/ =1/φ2 ia2=30/42≈1/ ≈1/ =1/φ ia3=36/36≈1/1 ≈1/ =1/φ0 在轉(zhuǎn)速圖上 I— II軸之間有三條傳動(dòng)線，分別為： 水平、 向右下方傾斜一格（降速） 向右下方傾斜兩格（降速） 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 轉(zhuǎn)速圖 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 II軸與 III軸之間有兩個(gè)傳動(dòng)副 ib1=22/62≈1/ ≈1/=1/φ3 ib2=42/42≈1/1 ≈1/=1/φ0 在轉(zhuǎn)速圖上 II— III軸之間有兩條傳動(dòng)線，分別為： 水平、 向右下方傾斜三格（降速） 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 轉(zhuǎn)速圖 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 III軸與 IV軸之間有兩個(gè)傳動(dòng)副 ic1=21/84≈1/4 ≈1/=1/φ4 ic2=70/35 =2/1 ≈ 在轉(zhuǎn)速圖上 III— IV軸之間有兩條傳動(dòng)線，分別為： 向右上方傾斜兩格（升速） 向右下方傾斜四格（降速） 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 變速組的級(jí)比和級(jí)比指數(shù) 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 22321 ::11:1:1:: ???? ??aaa iii變速組 a的級(jí)比指數(shù) (傳動(dòng)特性 )用 x0表示，級(jí)比 φx0=φ1，故級(jí)比指數(shù) x0=1 變速組的級(jí)比 指 主動(dòng)軸上同一點(diǎn)傳往從動(dòng)軸 相鄰 兩條傳動(dòng)線 速比的比值 ，用 φxi表示。 Φxi中的指數(shù) xi稱為 級(jí)比指數(shù) ，它相當(dāng)于轉(zhuǎn)速圖上上述相鄰兩條傳動(dòng)線與從動(dòng)軸交點(diǎn)之間相距的格數(shù)。 變速組 a的級(jí)比及級(jí)比指數(shù) 13636,14230,14824 3221 ?????? aaa iii ?? 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2變速組的級(jí)比和級(jí)比指數(shù) 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 3321 :11:1: ?? ??bb ii變速組 b的級(jí)比指數(shù) (傳動(dòng)特性 )用 x1表示，級(jí)比 φx1=φ3，故級(jí)比指數(shù) x1=3 變速組 b的級(jí)比及級(jí)比指數(shù) 14242,16222 231 ???? bb ii ? 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2變速組的級(jí)比和級(jí)比指數(shù) 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 62421 :1:1: ??? ??cc ii變速組 c的級(jí)比指數(shù) (傳動(dòng)特性 )用 x2表示，級(jí)比 φx2=φ6，故級(jí)比指數(shù) x1=6 變速組 c的級(jí)比及級(jí)比指數(shù) ,23570,148421 2241 ?? ?????? cc ii 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 基本組和擴(kuò)大組 ①基本組 變速組 a有 3個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)比比值為： 223213221::11:1:1::111???????????aaaaaaiiiiii則由此可見，在變速組 a中，相鄰傳動(dòng)比連線之間相差一個(gè)公比 φ，各傳動(dòng)比值是以 φ為公比的等比數(shù)列，通過(guò)這三個(gè)傳動(dòng)比的作用，使 Ⅱ 軸獲得的三個(gè)轉(zhuǎn)速 355r/min、 500r/min、 710r/min，仍是以 φ為公比的等比數(shù)列。主軸能夠獲得按等比數(shù)列排列的轉(zhuǎn)速是因?yàn)檫@個(gè)變速組首先起作用的結(jié)果，實(shí)質(zhì)上，它使主軸獲得了以 φ為公比的三個(gè)轉(zhuǎn)速。因此，這個(gè)變速組是必不可少的最基本的變速組，稱它為基本組。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 基本組和擴(kuò)大組 12級(jí)主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 ①基本組 22321 ::11:1:1:: ???? ??aaa iii 將下式寫成通式的形式，得到傳動(dòng)比分配方程： iiiixpxpiii )1(21 :::1:: ???????? ???該傳動(dòng)組