【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 滑移齒輪變速廣泛應(yīng)用于通用機(jī)床和一部分專用機(jī)床，其優(yōu)點(diǎn)是：變速范圍大，變速級(jí)數(shù)也較多；變速方便又節(jié)省時(shí)間；在較大的變速范圍內(nèi)可傳遞較大的功率和扭矩；不工作的齒輪不嚙合，因而空載功率損失較小等。其缺點(diǎn)是：變速箱的構(gòu)造較復(fù)雜不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，為使滑移齒輪容易進(jìn)入嚙合，多用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)性不如斜齒輪傳動(dòng)等。 多速電動(dòng)機(jī)變速采用多速電動(dòng)機(jī)，可以簡(jiǎn)化機(jī)床的結(jié)構(gòu)、使用方便、并能在運(yùn)動(dòng)中改變某幾種轉(zhuǎn)速。通常與其他的變速方式聯(lián)合使用。 各種變速機(jī)構(gòu)的組合根據(jù)機(jī)床的不同工作特點(diǎn)，通常機(jī)床的變速機(jī)構(gòu)往往是上述幾種變速機(jī)構(gòu)的組合。本課題設(shè)計(jì)的車床要求變速范圍大，變速級(jí)數(shù)多，能夠傳遞較大的功率和扭矩，所以經(jīng)分析采用滑移齒輪變速。 主傳動(dòng)系統(tǒng)的換向方式 電動(dòng)機(jī)換向變換電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，使主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)方向改變，這種換向方式可以簡(jiǎn)化機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、操作簡(jiǎn)單省力。但若采用交流異步電動(dòng)機(jī)換向，若換向頻繁，易引起電動(dòng)機(jī)過熱。 機(jī)械換向目前主傳動(dòng)系統(tǒng)中主要采用圓柱齒輪多片式摩擦離合器式換向機(jī)構(gòu)，它可以在高速運(yùn)動(dòng)中平穩(wěn)換向，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。本課題設(shè)計(jì)的車床需要正反兩個(gè)方向都用于加工，特別是加工螺紋時(shí)，換向頻繁，而普通車床一般都采用交流異步電動(dòng)機(jī)作為主傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電源，因此，本設(shè)計(jì)采用圓柱齒輪多片式摩擦離合器式換向機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)的換向。如圖所示。1 外支撐盤 2 內(nèi)支撐盤 3 圓柱銷 4 外摩擦片 5 內(nèi)摩擦片 6 壓緊螺母 7 鋼球支撐環(huán) 8 止動(dòng)銷 9 彈簧 10 加力環(huán) 11 鋼球 12 錐面環(huán) 13 圓柱銷圖21 鋼球壓緊式離合器工作原理：鋼球壓緊式離合器，以鋼球代替杠桿機(jī)構(gòu)。使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。圖21為一種雙向工作的鋼球壓緊式離合器。錐面環(huán)12用圓柱銷13固定在傳動(dòng)軸上，鋼球支撐環(huán)7與傳動(dòng)軸用花鍵聯(lián)結(jié)，其端面有數(shù)個(gè)等分的三角形槽，裝入鋼球11，加力環(huán)10滑套在錐面環(huán)上，當(dāng)操縱機(jī)構(gòu)撥動(dòng)加力環(huán)左移時(shí)，鋼球由加力環(huán)的內(nèi)錐面向內(nèi)壓下并左移，壓緊左邊的摩擦片組，左移傳動(dòng)件結(jié)合，的那個(gè)鋼球被壓入加力環(huán)的小直徑內(nèi)圓柱面時(shí)，結(jié)合機(jī)構(gòu)即自鎖，加力環(huán)右移時(shí)，左邊鋼球在離心力作用下脫出，左邊的片組分開，右邊的鋼球被壓入并右移，壓緊右邊片組，與右邊傳動(dòng)件結(jié)合。鋼球式的結(jié)構(gòu)較杠桿式的簡(jiǎn)單，制造方便，但是結(jié)合機(jī)構(gòu)缺乏彈性環(huán)節(jié)，結(jié)合和脫開時(shí)沖擊較大，轉(zhuǎn)矩會(huì)急劇上升。第3章 主傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 確定極限轉(zhuǎn)速 已知主軸最低轉(zhuǎn)速,最高轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍為 確定公比 此機(jī)床為生產(chǎn)率要求較高的普通機(jī)床，減少相對(duì)轉(zhuǎn)速損失是主要的，所以公比取得較小，這里選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比為。 確定主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 確定傳動(dòng)組和傳動(dòng)副數(shù) 12=43 12=3412=322 12=232 12=223在上列兩行方案中，第一行方案有時(shí)可以省掉一根軸。缺點(diǎn)是有一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)有四個(gè)傳動(dòng)副。如果用一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪，剛會(huì)增加軸向尺寸，如果用兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，則操縱機(jī)構(gòu)必須互鎖以防止兩個(gè)滑移齒輪同時(shí)嚙合。所以一般少用。第二行的三個(gè)方案可根據(jù)下述原則比較：從電動(dòng)機(jī)到主軸，一般為降速傳動(dòng)。接近電動(dòng)機(jī)處的零件，轉(zhuǎn)速較高，從而轉(zhuǎn)矩較小，尺寸也就較小。如使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在接近電動(dòng)機(jī)處，則可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。這就是“前多后少”的原則。從這個(gè)角度考慮，以取12=322的方案為好。 結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式各種方案的選擇在12=322中，又因基本組和擴(kuò)大組排列順序的不同而有不同的方案。可能的六種方案，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式見下圖。在這些方案中，可根據(jù)下列原則選擇最佳方案。圖31結(jié)構(gòu)網(wǎng) 傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍在降速傳動(dòng)中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動(dòng)比 ；在升速時(shí)為防止產(chǎn)生過大的噪音和震動(dòng)常限制最大轉(zhuǎn)速比。因此，主傳動(dòng)鏈任一傳動(dòng)組的最大變速范圍。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間傳動(dòng)軸的變速范圍最小。在檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因?yàn)槠渌鼈鲃?dòng)組的變速范圍都比它小。即 （31）圖31中，方案a、b、c、e的第二擴(kuò)大組,則。，則，是可行的。方案d和f, ，，是不可行的。 基本組和擴(kuò)大組的排列順序 在可行的四種結(jié)構(gòu)網(wǎng)方案a、b、c、e中，還要進(jìn)行比較以選擇最佳方案。原則是選擇中間傳動(dòng)軸變速范圍最小的方案。因?yàn)槿绻桨竿?hào)傳動(dòng)軸的最高轉(zhuǎn)速相同，則變速范圍小的，最低轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)矩較小，傳動(dòng)件的尺寸也就可以小些。比較圖31的方案a、b、c、e，方案a的中間傳動(dòng)軸變速范圍最小，故方案a最佳。 繪制轉(zhuǎn)速圖 選定電動(dòng)機(jī)一般金屬切削機(jī)床的驅(qū)動(dòng)，如無特殊性能要求，多采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。Y系列電動(dòng)機(jī)高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠。根據(jù)機(jī)床所需功率選擇Y112M4，其同步轉(zhuǎn)速為。 分配總降速傳動(dòng)比總降速傳動(dòng)比為,為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否需要增加定比傳動(dòng)副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動(dòng)比。然后，將總降速傳動(dòng)比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動(dòng)比。 確定傳動(dòng)軸的軸數(shù)傳動(dòng)軸數(shù)＝變速組數(shù)+定比傳動(dòng)副數(shù)+1=4 （32） 繪制轉(zhuǎn)速圖先按傳動(dòng)軸數(shù)及主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)格距畫出網(wǎng)格，用以繪制轉(zhuǎn)速圖。所選定的結(jié)構(gòu)式共有三個(gè)傳動(dòng)組，變速機(jī)構(gòu)共需4軸。加上電動(dòng)機(jī)軸共5軸。故轉(zhuǎn)速圖需5條豎線，主軸共12速，電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近，故需要12條橫線。注明主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速也應(yīng)在電動(dòng)機(jī)軸上注明。中間各軸的轉(zhuǎn)速可以從電動(dòng)機(jī)軸開始往后推，也可以從主軸開始往前推。通常，以往前推比較方便。即先決定軸Ⅲ的轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)組c的變速范圍為，可知兩個(gè)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比必然是前文敘述的極限值：，這樣就確定了軸Ⅲ的六種轉(zhuǎn)速只有一種可能，即為1200、280、400、560、800r/min。隨后決定軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)軸b的級(jí)比指數(shù)為3，在傳動(dòng)比極限值的范圍內(nèi)，為了避免升速，又不使傳動(dòng)比太小，可取，軸Ⅱ的轉(zhuǎn)帶速確定為400、560、800