【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 扭矩變速，主傳動(dòng)系功率特性圖中出現(xiàn)“缺口”，稱之功率降低區(qū)。使用“缺口”范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速時(shí)，為限制扭矩過(guò)大，得不到電動(dòng)機(jī)輸出的全部功率。為保證缺口處的輸出功率，電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)相應(yīng)增大。這就是說(shuō)，簡(jiǎn)化變速箱是以選擇較大功率的電機(jī)作為代價(jià)的。若級(jí)數(shù)取小些，則根據(jù)式()計(jì)算出公比： （）⑶ 如果數(shù)控機(jī)床為了恒線速切削需在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速時(shí)，取變速箱公比小于電動(dòng)機(jī)恒功率的調(diào)速范圍，即，在主傳動(dòng)系功率特性圖上有小段重合，這時(shí)變速箱的變速級(jí)數(shù)仍可由式(）算出?！　∪鱾鲃?dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)　 1．轉(zhuǎn)速圖的擬定　 分析和設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)須應(yīng)用一種特殊線圖，稱為轉(zhuǎn)速圖?！　∞D(zhuǎn)速圖能夠清楚的表達(dá)出：傳動(dòng)軸的數(shù)目，主軸及各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)、轉(zhuǎn)速值及其傳動(dòng)路線，變速組的個(gè)數(shù)、傳動(dòng)順序及擴(kuò)大順序，各變速組的傳動(dòng)副數(shù)及其傳動(dòng)比數(shù)值，變速規(guī)律等。　　首先根據(jù)最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速確定變速范圍，選擇合適的公比后再確定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，繪制轉(zhuǎn)速圖。現(xiàn)舉例說(shuō)明：例21 ：已知機(jī)床的轉(zhuǎn)速范圍在10r/min~1800r/min，電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為6000 r/min，額定轉(zhuǎn)速為1500 r/min，電動(dòng)機(jī)的額定功率P=11kW，確定主軸箱結(jié)構(gòu)．（1）確定主軸的變速范圍 （2）確定主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 由于數(shù)控機(jī)床主軸的變速范圍大，計(jì)算轉(zhuǎn)速應(yīng)比計(jì)算值高些，所以圓整取計(jì)算轉(zhuǎn)速nc=。（3）確定主軸的恒功率變速范圍 （4）確定電動(dòng)機(jī)所能夠提供的恒功率變速范圍 由于RnpRdp，電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸不能滿足恒功率變速要求，因此需要串聯(lián)一個(gè)有級(jí)變速箱，以滿足主軸的恒功率調(diào)速范圍。（5）確定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)取，則 對(duì)于數(shù)控車床，為了加工端面時(shí)滿足恒線速度切削的要求，應(yīng)使轉(zhuǎn)速有一些重復(fù)，故取。（6）圖 在設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)，需要全面考慮，特別要注意結(jié)構(gòu)尺寸和傳動(dòng)性能的影響，以便擬定出更加完善合理的轉(zhuǎn)速圖方案。 2．齒輪齒數(shù)的確定 ⑴ 確定齒輪齒數(shù)應(yīng)注意的問(wèn)題： ① 齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)大，以免加大兩軸之間的中心距，使機(jī)床的機(jī)構(gòu)龐大；同時(shí)，增加齒數(shù)和，還會(huì)提高齒輪的線速度而加大噪音。一般推薦齒數(shù)和。 ②齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)小，應(yīng)考慮：　 ，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，一般取最小齒數(shù)?！? （尤其是最小齒輪），應(yīng)能可靠地裝到軸上或進(jìn)行套裝；齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽的厚度 (為模數(shù)），以保證有足夠的強(qiáng)度，避免出現(xiàn)變形或斷裂現(xiàn)象?！? 。若齒數(shù)和太小，則中心距過(guò)小，將導(dǎo)致兩軸上的軸承及其他結(jié)構(gòu)之間的距離過(guò)近或相碰。③確定齒輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比的要求。實(shí)際傳動(dòng)比（齒輪齒數(shù)之比）與理論傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)速圖上給定的傳動(dòng)比）之間允許有誤差，但不應(yīng)過(guò)大。由于確定齒輪齒數(shù)所造成的主軸轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差，一般于允許超過(guò)。即 式中 ——主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速； 　　——主軸的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速； 　　 ——公比。⑵ 確定齒輪齒數(shù)（變速組內(nèi)齒輪模數(shù)相同時(shí)齒輪齒數(shù)的定）： 確定齒輪齒數(shù)時(shí)，首先必須確定出各變速組內(nèi)齒輪副的模數(shù)，以便根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸判斷其最小齒輪齒數(shù)或齒數(shù)和是否適宜。在同一變速組內(nèi)的齒輪可取相同的模數(shù)，也可取不同的模數(shù)。 后者只有在一些特殊的情況下，如最后擴(kuò)大組或背輪傳動(dòng)中，因各齒輪副的速度變化大，受力情況相差也較大，在同一變速組內(nèi)才采用不同的模數(shù)。在本課程設(shè)計(jì)中，同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)。在同一變速組內(nèi)，各對(duì)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(dòng)比?！　∮?jì)算公式為： （） （）式中 ——分別為齒輪副的主動(dòng)與從動(dòng)齒輪的齒數(shù)； ——齒輪副的傳動(dòng)比； 　　——齒輪副的齒數(shù)和。確定變速組的齒數(shù)和時(shí)，一般地說(shuō)主要是受最小齒輪的限制。顯然最小齒輪是在變速組內(nèi)降速比或升速比最大的一對(duì)齒輪中，因此可先假定該小齒輪的齒數(shù)，根據(jù)傳動(dòng)比求出齒數(shù)和，然后按各齒輪副的傳動(dòng)比，再分配其他齒輪副的齒數(shù)；如果傳動(dòng)比誤差較大，應(yīng)重新調(diào)整齒數(shù)和，再按傳動(dòng)比分配齒數(shù)。例：在例21中，根據(jù)轉(zhuǎn)速圖確定的傳動(dòng)比可初步確定各軸的齒輪的齒數(shù)如下： 　 根據(jù)轉(zhuǎn)速圖確定的傳動(dòng)比可初步確定各軸的齒輪如下：（1）Ⅰ軸與Ⅱ軸的中間齒輪的齒數(shù)取 根據(jù)上式求得 且，所以滿足要求。（2）Ⅱ軸與Ⅲ軸之間齒輪的齒數(shù)取 根據(jù)上式求得 且，所以滿足要求。（3）Ⅲ軸與Ⅳ軸之間齒輪的齒數(shù)取 根據(jù)上式求得 且，所以滿足要求。（4）Ⅳ軸與Ⅴ軸之間齒輪的齒數(shù) 取 根據(jù)式求得 且，所以滿足要求。 聯(lián)立上面兩式求得：Z5=55, 。３．繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖根據(jù)上述求出的齒輪齒數(shù)繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖如下：4．主軸及各傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定： (1) 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定：根據(jù)轉(zhuǎn)速圖得中型車床主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。(2) 各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速確定后，就可以從轉(zhuǎn)速圖上得出各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，對(duì)于上述轉(zhuǎn)速圖可得各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下：Ⅰ軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：Ⅱ軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：Ⅲ軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：Ⅳ軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：5．估算各傳動(dòng)軸軸徑：根據(jù)傳動(dòng)軸傳動(dòng)的功率大小，用扭轉(zhuǎn)剛度公式進(jìn)行初步的計(jì)算。 式中 d——受扭部分的最小直徑（mm），計(jì)算值應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列； K——鍵槽系數(shù)，按表選取； A——根據(jù)許用扭轉(zhuǎn)角確定的系數(shù)，； d——傳動(dòng)軸受扭部分的直徑（mm）； P——電動(dòng)機(jī)額定功率 （kW）； η——從電動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的軸的機(jī)械效率，見(jiàn)表2 ——被估算的傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（）。 估算軸徑時(shí)A和K值[]12A130110928377K無(wú)鍵單鍵雙鍵花鍵軸內(nèi)徑1~~類別傳動(dòng)件平均機(jī)械效率齒輪傳動(dòng)直齒圓柱齒輪，磨齒帶傳動(dòng)V帶滾動(dòng)軸承滾子軸承由于各傳動(dòng)軸屬于一般傳動(dòng)軸，所以取[]，所對(duì)應(yīng)的，電動(dòng)機(jī)的額定功率。（1）Ⅰ軸軸徑的估算由于Ⅰ軸上一平鍵，所以取且 圓整后?。?）Ⅱ軸軸徑的估算由于Ⅱ軸上一平鍵，所以取且 圓整后取（3）Ⅲ軸軸徑的估算由于Ⅲ軸為花鍵軸，所以取且 圓整后取（4） Ⅳ軸軸徑的估算由于Ⅳ軸為花鍵軸，所以取 圓整后?。?）Ⅴ軸軸徑的估算Ⅴ軸為主軸，其前軸徑的尺寸，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定功率，應(yīng)在90~120之間，取。則后軸徑為：圓整后取6. 齒輪模數(shù)的估算 初步計(jì)算齒輪模數(shù)時(shí)，按簡(jiǎn)化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行。一般同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪進(jìn)行計(jì)算。從等強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，可減小其它齒輪的寬度，使齒輪基本上處于在相近的接觸應(yīng)力或彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作。這樣一來(lái)，還可以縮短該傳動(dòng)組的軸向尺寸。模數(shù)的估算公式如式()