【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 取得低些，但結(jié)構(gòu)尺寸會(huì)有所增大。四、分級(jí)變速的幾種特殊情況1. 具有交換齒輪的傳動(dòng)鏈（1） 交換齒輪的傳動(dòng)比：設(shè)計(jì)成對(duì)稱分布（2） 優(yōu)點(diǎn)：減少交換齒輪的數(shù)目（3） 缺點(diǎn)：升速傳動(dòng)比高（且在高速下），噪聲高，振動(dòng)大。2. 具有多速異步電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)鏈（1） 750/1500r/min（8/4級(jí)） 1500/3000r/min（4/2級(jí)） （2） 1000/1500r/min（6/4級(jí)） （在設(shè)計(jì)中一般不用）（3） 750/1500/3000r/min（8/4/2級(jí)） 分析：情況（1）： ： 情況（2）： ： 注意：（1） 公比應(yīng)為的整數(shù)方根（2） 把第一擴(kuò)大組提到基本組之前優(yōu)點(diǎn)：減少傳動(dòng)組數(shù)，簡(jiǎn)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：（1） 高速下功率不能完全輸出 如：750/1500r/min，（2） 擴(kuò)大組在前，不適合“前密后疏”的原則3. 具有公用齒輪的傳動(dòng)鏈公用齒輪：既是前一傳動(dòng)組的被動(dòng)齒輪，又是后一傳動(dòng)組的主動(dòng)輪優(yōu)點(diǎn)：減少齒輪數(shù)目，減少軸向尺寸缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)中不易實(shí)現(xiàn)，徑向尺寸可能增大4. 具有雙公比（混合公比）的傳動(dòng)鏈如： 兩端的公比值大，相對(duì)速度損失率比較大，不常用優(yōu)點(diǎn)：可減少轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)注意問(wèn)題：（1） 基本組的級(jí)指數(shù)x應(yīng)為奇數(shù)，否則會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速重復(fù)（2） Z’=8為實(shí)際級(jí)數(shù)Z=10為理論計(jì)算級(jí)數(shù)，5. 某些結(jié)構(gòu)上的原因引起轉(zhuǎn)速圖的變化摩擦片離合器如：CA6140（1）結(jié)構(gòu)式：，（2）電機(jī)：先降后升注意：（1）軸向尺寸（2）摩擦片轉(zhuǎn)速（3）摩擦片徑向尺寸大（齒輪大）五、擴(kuò)大變速系統(tǒng)調(diào)速范圍的辦法如果最后一個(gè)擴(kuò)大組由二個(gè)傳動(dòng)副組成，則： （1），Z=12級(jí) （2），Z=18級(jí) 例如：普通車床，某些新型設(shè)備，擴(kuò)大變速范圍的方法有以下幾種：1. 轉(zhuǎn)速重合即：增加一個(gè)傳動(dòng)組：級(jí)，重復(fù)中間9級(jí)轉(zhuǎn)速缺點(diǎn)：會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速重復(fù)2. 背輪機(jī)構(gòu)（回曲機(jī)構(gòu)） 極限傳動(dòng)比：注意問(wèn)題：（1） 合上離合器：應(yīng)使背輪機(jī)構(gòu)脫離傳動(dòng)，防止背輪轉(zhuǎn)速升高，導(dǎo)致振動(dòng)和噪聲增大，發(fā)熱。（2） 如果主軸箱與變速箱間用皮帶傳動(dòng)，應(yīng)盡可能提高皮帶所傳遞的最低轉(zhuǎn)速，防止尺寸過(guò)大。3. 采用分支傳動(dòng) 可以看作是“并聯(lián)”優(yōu)點(diǎn)：高速下，短傳動(dòng)鏈具有機(jī)械效率高，振動(dòng)小，精度高。4. 采用混合公比擴(kuò)大范圍小六、齒輪齒數(shù)的確定：1. 確定齒輪齒數(shù)要注意的問(wèn)題：（1） 轉(zhuǎn)速誤差：式中：n’——實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速 n——標(biāo)準(zhǔn)（理論）轉(zhuǎn)速（2） 齒數(shù)和Sz不宜過(guò)大：Sz≤1001201） 防止尺寸過(guò)大2） 降低齒面線速度（3） 齒數(shù)和Sz不宜過(guò)?。?） 根切的問(wèn)題 Zmin≥18202） 保證輪鼓強(qiáng)度 a≥2m （4） 三聯(lián)滑移齒輪的滑移干涉 2. 齒輪齒數(shù)的確定（1） 相同模數(shù)傳動(dòng)組 （2） 不同模數(shù)傳動(dòng)組七、齒輪的布置與排列1. 基本要求（1） 滑移省力盡可能使小齒輪塊滑動(dòng)。（2） 防止滑移干涉必須使嚙合齒輪完全脫離嚙合后，另一個(gè)齒輪進(jìn)入嚙合。 1） 雙聯(lián)滑移齒輪塊 （左圖）2） 三聯(lián)滑移齒輪塊 （上排左圖）（3） 變速操縱方便1） 盡量靠近“前”箱面（操作位置）2） 兩相鄰變速組的滑移齒輪放在同一根軸上2. 一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)齒輪的排列（1） 雙聯(lián)滑移齒輪塊 （2） 三聯(lián)滑移齒輪塊 3. 縮短軸向尺寸的方法（1） 采用窄式排列（2） 三聯(lián)齒輪塊“一分為二”（3） 兩個(gè)傳動(dòng)組統(tǒng)一安排 八、計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定1. 設(shè)備的功率和轉(zhuǎn)矩特性：（1） 功率扭矩特性曲線 （2） 計(jì)算轉(zhuǎn)速：傳遞最大功率的最低轉(zhuǎn)速。2. 設(shè)備主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速值（1） 直線運(yùn)動(dòng)：（工作在恒功率段）。（2） 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)： 【】 3. 注意的問(wèn)題：若計(jì)算轉(zhuǎn)速（主軸）在二轉(zhuǎn)速之間（1） 安全角度考慮：取小值（2） 材料發(fā)展的角度：取大值4. 轉(zhuǎn)速圖的進(jìn)一步分析（1） 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（2） 恒扭矩設(shè)備的計(jì)算轉(zhuǎn)速（3） 高傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速的方法九、無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：1. 直流和交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)的功率扭矩特性 （1） 調(diào)速電動(dòng)機(jī)的恒功率區(qū)間：1） 直流并激電動(dòng)機(jī)：2） 交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)：式中：——額定轉(zhuǎn)速（2） 注意的問(wèn)題：1） 用于恒扭矩設(shè)備：恒扭矩段較寬，可以適用。2） 旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈：要擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)的恒功率區(qū)間。2. 擴(kuò)大恒功率區(qū)間方法：利用有級(jí)變速擴(kuò)大恒功率區(qū)間。（1） 有級(jí)變速公比與電動(dòng)機(jī)恒功率調(diào)速范圍相等可以有效利用電機(jī)功率?！尽縋158 欲設(shè)計(jì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。主軸的最高轉(zhuǎn)速n主max=4000r/min，最低轉(zhuǎn)速為30r/min，計(jì)算轉(zhuǎn)速為nj=145r/min。擬采用交流調(diào)頻主軸電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速nr=1500r/min，最高轉(zhuǎn)速nmax=4500r/min，試擬定有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)并選擇電動(dòng)機(jī)的功率和型號(hào)。解：主軸要求的恒功率調(diào)速范圍為電動(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速范圍為令則： （級(jí)）電機(jī)功率：。（2） 有級(jí)變速公比大于電機(jī)恒功率調(diào)速范圍電機(jī)功率增大（浪費(fèi)），但可以簡(jiǎn)化機(jī)械變速機(jī)構(gòu)?！尽縋159 欲設(shè)計(jì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。主軸的最高轉(zhuǎn)速=4000r/min，最低轉(zhuǎn)速為30r/min，計(jì)算轉(zhuǎn)速為=145r/min。擬采用交流調(diào)頻主軸電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速nr=1500r/min，最高轉(zhuǎn)速=4500r/min，為了簡(jiǎn)化變速箱和操縱機(jī)構(gòu)，改串聯(lián)的滑移齒輪為雙聯(lián)，試設(shè)計(jì)其傳動(dòng)系統(tǒng)，并選擇電動(dòng)機(jī)功率。解：主軸要求的恒功率調(diào)速范圍為電動(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速范圍為因?yàn)椋核裕鹤畲筝敵龉β剩?） 76/44：4000~1330r/min2） 30/90：773~257r/min電機(jī)功率：，選15kW。（3） 有級(jí)變速公比小于電機(jī)恒功率調(diào)速范圍連續(xù)工作變速區(qū)間較寬，有利于設(shè)備工作，但機(jī)械變速裝置較復(fù)雜?！尽恳?jiàn)【】，恒功率連續(xù)切削：解：主軸要求的恒功率調(diào)速范圍為電動(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速范圍為因?yàn)椋核裕鹤畲筝敵龉β剩?） 76/44：4000~1330r/min2） 54/66：1900~630r/min3） 34/86：900~300r/min4） 19/101：425~145r/min（4） 注意問(wèn)題：1） 變速箱有不同的公比，級(jí)數(shù)Z（通常為4級(jí)），功率——形成系列化；2） 變速箱，操作機(jī)構(gòu)，潤(rùn)滑系統(tǒng)已由專門廠家生產(chǎn)。3. 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器（1） 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的類型（機(jī)械特性）1） 恒功率型2） 恒轉(zhuǎn)矩型3） 變功率變轉(zhuǎn)矩型（2） 擴(kuò)大恒功率的方法：加機(jī)械有級(jí)變速或 考慮到摩擦副的滑動(dòng)，應(yīng)使略小于值，取值：又因?yàn)椋? 則： 【】P162一、誤差的來(lái)源各傳動(dòng)件的制造和裝配誤差，因受力和因溫度變化而產(chǎn)生的變形等都影響傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)精度。包括：傳動(dòng)件的徑向和軸向跳動(dòng)，（）齒輪和蝸輪的齒形誤差，周節(jié)誤差和周節(jié)累積誤差（），絲杠，螺母和蝸桿的半角誤差，導(dǎo)程誤差和導(dǎo)程累積誤差等。二、誤差的傳遞規(guī)律 動(dòng)力輸入： 主軸誤差：的誤差：的誤差：的誤差：的誤差：工作臺(tái)的誤差：的誤差：的誤差：的誤差：三、提高傳動(dòng)精度的措施和內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則1. 縮短傳動(dòng)鏈2. 采用降速傳動(dòng) 右側(cè)轉(zhuǎn)速圖3. 合理分配各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比4. 合理選擇傳動(dòng)件5. 合理確定傳動(dòng)副的精度6. 采用校正裝置 [作業(yè)題與思考題]1. 內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈與外聯(lián)傳動(dòng)鏈有何區(qū)別？2. 傳動(dòng)系統(tǒng)由哪些部分組成？3. 什么是基本組，什么是擴(kuò)大組？4. 我們把級(jí)比指數(shù)為1的傳動(dòng)組稱為基本組，是否基本組的級(jí)比指數(shù)一定等于1？5. 什么叫級(jí)比指數(shù)？6. 轉(zhuǎn)速圖設(shè)計(jì)有哪些原則，進(jìn)給傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)具有什么特點(diǎn)？7. 擴(kuò)大變速范圍的方法有哪些？8. 什么叫計(jì)算轉(zhuǎn)速？試?yán)L制出設(shè)備的功率—扭矩特性曲線？9. 提高計(jì)算轉(zhuǎn)速有哪些措施？10. 利用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)具有什么樣的特點(diǎn)？11. 提高傳動(dòng)精度有哪些方法和措施？（內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)原則）12. 試擬定6級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)式。13. 某車床其輸出轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z=18級(jí)，最高轉(zhuǎn)速=1400r/min，公比=。試計(jì)算，值，并繪轉(zhuǎn)速圖，配置各齒輪齒數(shù)，計(jì)算各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速。14. 某車床的傳動(dòng)系統(tǒng)如下圖所示，試計(jì)算，，Z的值，并繪出轉(zhuǎn)速圖，求出各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速。15. 有一高速升降臺(tái)銑床，=45r/min，=，Z=12，試寫(xiě)出它的轉(zhuǎn)速數(shù)列。16. 按下圖所示傳動(dòng)系統(tǒng)圖繪制轉(zhuǎn)速圖。17. 有一普通車床，=1600r/min，=，取=，n電=1440r/min。擬定其轉(zhuǎn)速圖。18. 用于成批生產(chǎn)的車床，主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列為4690、12180、250、35500，為簡(jiǎn)化構(gòu)造采用雙速電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速為1440/720r/min，畫(huà)出該車床的轉(zhuǎn)速圖與傳動(dòng)系統(tǒng)圖。第四章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)：執(zhí)行軸，執(zhí)行軸支承，執(zhí)行軸傳動(dòng)件，執(zhí)行軸組件計(jì)算，普通滑動(dòng)導(dǎo)軌，普通滑動(dòng)導(dǎo)軌計(jì)算。難點(diǎn)：執(zhí)行軸組件的計(jì)算，滑動(dòng)導(dǎo)軌計(jì)算中力學(xué)模型簡(jiǎn)化過(guò)程和疊加。講授提示與方法：引入工程力學(xué)中彈性模量、慣性矩、角應(yīng)變、強(qiáng)度和剛度等相關(guān)概念，考慮實(shí)際工作中的摩擦、發(fā)熱、受力、變形和振動(dòng)等因素影響，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)實(shí)例分項(xiàng)分析、比較和總結(jié)（或經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)和計(jì)算），得出結(jié)論。、功能及分類執(zhí)行系統(tǒng)：是指在系統(tǒng)中能直接完成預(yù)期工作任務(wù)的子系統(tǒng)。一、執(zhí)行系統(tǒng)的組成：是由執(zhí)行末端件和與之相聯(lián)接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。1. 執(zhí)行末端件：是直接與工作對(duì)象接觸并完成一定工作（夾持、移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等）或在工作對(duì)象上完成一定動(dòng)作（切削、鍛壓、清洗等）的零部件。2. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：是為執(zhí)行末端件提供所需的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。 、二、執(zhí)行系統(tǒng)的功能： 1. 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)規(guī)律變換的功能（主要功能）（1） 預(yù)期固定軌跡或簡(jiǎn)單可調(diào)軌跡 【】（2） 勻速運(yùn)動(dòng)（平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)）與非勻速運(yùn)動(dòng)（平動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)）的變換（3） 連續(xù)運(yùn)動(dòng)與間歇式的轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)的變換 【】2. 實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)、聯(lián)鎖和檢測(cè)等的功能 【】（1） 運(yùn)動(dòng)的離合或開(kāi)停（2） 換向、超越或反向止動(dòng)（3） 聯(lián)鎖、過(guò)載保護(hù)、安全制動(dòng)（4） 鎖止、定位、夾壓等（5） 測(cè)量、放大、比較、顯示、記錄、運(yùn)算等3. 實(shí)現(xiàn)程序控制的功能 、【】4. 實(shí)現(xiàn)施力功能 【】 三、執(zhí)行系統(tǒng)的分類：1. 按執(zhí)行系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的不同要求可分為： （1） 動(dòng)作型（2） 動(dòng)力型（3） 動(dòng)作——?jiǎng)恿π?. 按執(zhí)行系統(tǒng)所完成的任務(wù)可分為：（1） 單一型（2） 相互獨(dú)立型（3） 相互聯(lián)系型3. 按執(zhí)行末端件的運(yùn)動(dòng)形式可分為：（1） 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（2） 直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)的主要運(yùn)動(dòng)參數(shù)： 執(zhí)行系統(tǒng)的常用機(jī)構(gòu)性能特點(diǎn)： 應(yīng)滿足的基本要求：1. 保證設(shè)計(jì)時(shí)提出的功能目標(biāo)2. 足夠的使用壽命和強(qiáng)度3. 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)結(jié)構(gòu)合理、配合協(xié)調(diào)。一、執(zhí)行軸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（一） 執(zhí)行軸機(jī)構(gòu)的組成及基本要求1. 執(zhí)行軸機(jī)構(gòu)的組成：由執(zhí)行軸、傳動(dòng)件（齒輪、帶輪等）、支承（軸承、調(diào)整元件等）和密封件、固定元件（螺釘、螺母等）等組成。【】【】2. 執(zhí)行軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求：（1） 旋轉(zhuǎn)精度：是指裝配后，在無(wú)載荷、低速轉(zhuǎn)動(dòng)（手動(dòng)或低速機(jī)動(dòng)）的條件下，主軸安裝工件或刀具部位（相對(duì)）的徑向和軸向跳動(dòng)及角度擺動(dòng)。運(yùn)動(dòng)精度：運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下（工作轉(zhuǎn)速）的旋轉(zhuǎn)精度值。（2） 靜剛度：是指機(jī)械系統(tǒng)或零部件抵抗靜態(tài)外載荷引起變形的能力。彎曲剛度：K=F/ N/m 扭轉(zhuǎn)剛度： 注意：絕大多數(shù)執(zhí)行軸用彎曲剛度來(lái)衡量，在有套筒卸載條件下采用扭轉(zhuǎn)剛度衡量，如：鉆、鏜等。（3） 抗振性：是指主軸受交變載荷時(shí)，能夠平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)而不發(fā)生振動(dòng)的能力。振動(dòng)：自激振動(dòng)和受迫振動(dòng)。影響因素：靜剛度、質(zhì)量分布和阻尼（特別是主軸前軸承的阻尼）。（4） 溫升和熱變形：溫升使主軸組件的形狀和位置發(fā)生畸變。改變各執(zhí)行件的位置改變主軸的幾何位置改變軸承的間隙 改變潤(rùn)滑條件（5） 耐磨性：是指其長(zhǎng)期保持原始精度的能力。即精度保持性。部位：軸承、錐孔、定心軸頸等。（二） 執(zhí)行軸（主軸）1. 執(zhí)行軸（主軸）的尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（1） 外部形狀：1） 階梯軸 2） 一般結(jié)構(gòu)形狀 （2） 中空結(jié)構(gòu)：通過(guò)棒料，取出頂尖，裝拉桿（刀盤(pán)、自動(dòng)卡盤(pán)等）等（3） 主軸頭部結(jié)構(gòu)：裝刀具或夾具，頂尖 作用：定位、夾緊、傳遞扭矩。2. 材料和熱處理：幾何形狀和尺寸一定時(shí)，主軸的剛度取決于材料的彈性模量E，各種鋼材的彈性模量E的差別甚微小，故剛度不是選材的依據(jù)。（1） 無(wú)特殊要求：優(yōu)質(zhì)中碳鋼：45或60 調(diào)質(zhì)HB220~250 有耐磨要求處，高頻淬硬 HRC50~60（2） 精密機(jī)械：希望淬火處的應(yīng)力小，變形小40Cr、45MnB等中碳合金鋼20Cr、16MnCr12CrNi2A等低碳合金鋼（3） 高耐磨要求：滲氮鋼（38CrMoAlA）氮化處理（HRC69~72）HV1100~1200 3. 主軸