【文章內(nèi)容簡介】 個 9 聯(lián)齒輪，增加了軸向尺，故選前一種方案。15⑵ 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 在降速傳動中，為防止被動齒輪的直徑過大而使徑向尺寸太大，常限制最小傳動比 。升速時，為防止過大的震動和噪聲常限制最大傳動比 ，傳動鏈最41min? 2max?i大變速范圍一般為 。對于進(jìn)給傳動鏈，轉(zhuǎn)速較低尺寸小。108minaxa??uR，故， .?進(jìn)i 4ax進(jìn)檢查最后一個擴(kuò)大組 ??max1Rnpxn???? , 31?x1p , 可行。???? 由結(jié)構(gòu)式畫出如圖 21 所示結(jié)構(gòu)網(wǎng)：圖 21 進(jìn)給傳動結(jié)構(gòu)網(wǎng)（3） 擬定轉(zhuǎn)速圖 中間軸的轉(zhuǎn)速不宜超過電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，由前向后推，得勁給傳動轉(zhuǎn)速圖。如圖22 所示。16圖 22 進(jìn)給傳動轉(zhuǎn)速圖擬定進(jìn)給傳動系統(tǒng)圖：Ⅴ軸Ⅳ軸Ⅲ軸圖 23 進(jìn)給箱的傳系統(tǒng)圖（部分）： 17 計(jì)算轉(zhuǎn)速和齒輪齒數(shù)的確定 計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定⑴ 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速由nj=nmin 24/31=nmin 7=n6=50r/min?⑵ 各傳動軸計(jì)算轉(zhuǎn)速Ⅴ軸共有 18 級轉(zhuǎn)速，其中轉(zhuǎn)速 475r/min，通過斜齒輪使主軸獲得轉(zhuǎn)速：50r/m。既主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，能傳遞全部功率，故Ⅴ軸 475r/min 轉(zhuǎn)速也能傳遞全部功率，是計(jì)算轉(zhuǎn)速。Ⅳ軸共有 12 級轉(zhuǎn)速，其中轉(zhuǎn)速 750r/min 通過兩聯(lián)齒輪中的一組 20/80 使Ⅴ軸獲得112r/min 的計(jì)算轉(zhuǎn)速均能傳遞全部功率，故Ⅳ軸的 750r/min 轉(zhuǎn)速也能傳遞全部功率，是計(jì)算轉(zhuǎn)速。其余依次類推，各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速如下：各齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速：各變速組內(nèi)一般只計(jì)算組內(nèi)最小的，也是強(qiáng)度最薄弱的齒輪，故也只需確定最小齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪 Z23 的計(jì)算轉(zhuǎn)速：齒輪 23 裝在 5 軸上，從轉(zhuǎn)速圖可看出 23 共有 9 級轉(zhuǎn)速，經(jīng)齒輪副 2324 傳動主軸得到 18 級轉(zhuǎn)速，但其中 11 級能夠傳遞全功率，其中最低轉(zhuǎn)速為475r/min，既為齒輪 23 的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪 24 的計(jì)算轉(zhuǎn)速： 24 裝在主軸上，共有 9 級轉(zhuǎn)速，其中只有 50500r/min 能傳遞全部功率，故齒輪 24 的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 50r/min。齒輪 21 的計(jì)算轉(zhuǎn)速： 齒輪 21 裝在 4 軸上，共有 12 級轉(zhuǎn)速，其中 4501120r/min 能傳遞全部功率，故齒輪 21 的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 450r/min。其余依次類推各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速如表 21：轉(zhuǎn)速序號 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 1410 950 375 750 475 47518表 21 齒輪轉(zhuǎn)速表齒輪序號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11計(jì)算轉(zhuǎn)速 805 1120 805 900 900 900 900 560 1120 450 450齒輪序號 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22計(jì)算轉(zhuǎn)速 450 450 112 112 112 450 112 356 450 112 50 齒輪齒數(shù)的確定機(jī)床轉(zhuǎn)速圖擬定后，則各變速組的傳動比也就確定了，即可進(jìn)一步確定各變速組中傳動副的齒輪齒數(shù)，皮帶輪的直徑等，在確定齒數(shù)時要注意下列幾點(diǎn)：① 齒輪的齒數(shù)和 SZ 不能太大，以免齒輪尺寸過大而引起機(jī)床結(jié)構(gòu)增大。一般推薦齒數(shù)和 SZ≤ 100120，常選在 100 以內(nèi)。② 同一變速組中的各對齒輪，其中心距必須保證相等。③ 最小齒輪餓齒數(shù)應(yīng)保證不產(chǎn)生根切，對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其最小齒數(shù)Zmin≥17（變位齒輪除外） 。④ 應(yīng)保證最小齒輪的齒數(shù)裝在軸上或軸套筒上具有足夠的強(qiáng)度。⑤ 保證主軸的轉(zhuǎn)速誤差在規(guī)定的范圍之內(nèi)。⑥ 應(yīng)保證轉(zhuǎn)速圖上傳動比的要求。所確定的齒輪齒數(shù)之比為實(shí)際傳動比，它與理論傳動比一般存在誤差，因而造成主軸轉(zhuǎn)速的誤差，只要轉(zhuǎn)速誤差不超過177。10（ψ1）%是允許的，即 ︱（n`n ）/n ︱≤10（φ1）%式中 n`：主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速 r/min, n： 主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 r/min, ψ：選用的公比三聯(lián)滑移齒輪順利通過的條件。 變速組內(nèi)有三對傳動副時，應(yīng)檢查三聯(lián)滑移齒輪齒數(shù)之間的關(guān)系，以確定其左右滑移時能順利通過。最大與次大的齒輪差應(yīng)大于 4?；窘M的傳動比為 ia1 = ia1= 查傳動比為 和 的兩行，有數(shù)字者既為可能的方案。結(jié)果如下： ia1= Sz=…….,86,87,88,90,92,94,96,97,98,99,100,……ia2= Sz=……90,92,94,97,98,99,100……在以上兩組可以挑出：Sz=90，92，94，98，99，10019我們?nèi)?Sz=94，從表中可查出小齒輪齒數(shù)分別為 43，38則可確定出大齒輪齒數(shù)分別為：9438=56 9443=51即 ia1=Z1/Z1`=56/38。ia2=51/43 Zmin=3818,Sz=94100120 Z1`Z2`=43384 故滿足要求。根據(jù)同樣原理，第一擴(kuò)大組中 ib1=1/ ib2=1/ ib3=1/查表得：Sz=80第二擴(kuò)大組中 ic1=1 ic2=1/4 查表得：Sz=100第三擴(kuò)大組中 id1=1 id2=1/4查表得：Sz=100表 22 各組齒輪齒數(shù)列表齒輪組 基本組 第一擴(kuò)大組齒輪 Z1 Z1` Z3 Z3` Z4 Z4` Z5 Z5` Z6 Z6`齒數(shù) 56 38 51 43 39 41 30 50 22 58齒數(shù)和 94 80齒輪組 第二擴(kuò)大組 第三擴(kuò)大組齒輪 Z7 Z7` Z8 Z8` Z9 Z9` Z10 Z10`齒數(shù) 50 50 20 80 50 50 20 80齒數(shù)和 100 100 傳動裝置運(yùn)動參數(shù)計(jì)算 各軸功率計(jì)算電機(jī)軸功率：P 0 = 第一軸功率：P Ⅰ =Pη 1η 2η 1：聯(lián)軸器或帶傳動功率；V 帶傳動：η 1=η 2：軸承效率；η 2=PⅠ =Pη 1η 2==第二軸功率：P Ⅱ = PⅠ η 2η 3 η 2= η 3=20 PⅡ ==第三軸效率：P Ⅲ = PⅡ η 2η 3 PⅢ ==第四軸效率：P Ⅳ = PⅢ η 2η 3 PⅣ == kw第五軸效率：P Ⅴ = = kw 各軸扭拒計(jì)算電機(jī)軸扭矩：T 0=9550P0/n0=?m第一軸扭矩：T 1=9550?m第二軸扭矩：T 2max=9550?m 第三軸扭矩：T 3max=9550 /750=?m第四軸扭矩：T 4max=9550?m第五軸扭矩：T 4max=9550?m第六軸扭矩：T 4max=9550?m第七軸扭矩：T 7max=9550?m第八軸扭矩：T 8max=9550?m 表 23 各軸轉(zhuǎn)速軸號 轉(zhuǎn)速n(r/min)扭矩 T(N?m) 輸出功率 P(kw)電機(jī)軸 1410 Ⅰ軸 950 Ⅱ軸 375 Ⅲ軸 750 Ⅳ軸 475 Ⅴ軸 475 21第 3 章 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 概述 操縱機(jī)構(gòu)的功用和要求 機(jī)床操縱機(jī)構(gòu)的功用是控制機(jī)床各執(zhí)行件運(yùn)動的啟動、停止、制動、變速、換向以及控制各種輔助運(yùn)動，如轉(zhuǎn)位、定位、送料以及夾緊等。操縱機(jī)構(gòu)雖不直接參與機(jī)床的工作運(yùn)動，對機(jī)床的剛度和精度無直接影響，但對機(jī)床性能的發(fā)揮和操作者的勞動強(qiáng)度有一定的影響。因此對操縱機(jī)構(gòu)的要求是：（1） 操縱要靈活省力，以減輕工人的勞動強(qiáng)度。在正常操作時，轉(zhuǎn)動手輪，手柄的力不得超過國家關(guān)于金屬切削機(jī)床操縱力的規(guī)定，并且在全行程范圍內(nèi)應(yīng)均勻。為了減少操縱力，可采用電氣、液壓或氣動裝置，或借助增大操縱機(jī)構(gòu)的降速比、增大手柄力臂辦法。（2） 操縱要方便。常用操縱件應(yīng)布置在便于操縱的區(qū)域，不應(yīng)過高、過低或過遠(yuǎn)。為了減少差錯和防止事故，應(yīng)盡量減少操縱機(jī)構(gòu)的數(shù)目，如采用集中操縱機(jī)構(gòu)。完成不同作用的操縱件應(yīng)盡可能有不同的標(biāo)記或形狀，以便于操作或記憶。操作方向與被操作件的運(yùn)動方向應(yīng)一致或遵循一定的習(xí)慣。（3） 操縱機(jī)構(gòu)工作安全可靠。每個操縱件周圍須留有充分的操作空間，以免碰撞。在接通狀態(tài)下轉(zhuǎn)速較高的手輪脫開不轉(zhuǎn)。變速及換向用的操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)可靠的定位，以免機(jī)床工作過程中自動松開。對于相互干涉的運(yùn)動，應(yīng)有互鎖裝置，以免干涉。 此外，根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，對操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)有不同的要求。如對于微量進(jìn)給操縱機(jī)構(gòu)要求操作準(zhǔn)確；對于高生產(chǎn)率機(jī)床或在加工過程中須頻繁操縱的機(jī)構(gòu)，要求操作速度快等。 操縱機(jī)構(gòu)的組成 一般操縱機(jī)構(gòu)由操縱件、傳動裝置、控制單元與執(zhí)行件四部分組成。操縱件如手輪、按鈕等，大部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，可選用標(biāo)準(zhǔn)件。傳動裝置有機(jī)械的、電氣的、氣動的、液動的。傳動裝置常用機(jī)械的，如杠桿、凸輪、齒輪齒條、絲杠螺母機(jī)構(gòu)等。控制單元有孔盤、公用凸輪、液壓預(yù)選閥等。執(zhí)行件有撥叉、滑塊和銷子等。22a)Oc)OABCRb) 圖 31 為幾種常用的操縱機(jī)構(gòu)形式。圖 31a 為擺桿操縱機(jī)構(gòu)，手柄裝在軸 4 上，通過擺桿 滑塊 2 控制滑移齒輪 1。圖 31b 為齒輪齒條操縱機(jī)構(gòu)，手柄通過齒輪 齒條軸套 撥叉 2，控制滑移齒輪 1。圖 31c 為凸輪操縱機(jī)構(gòu)，由凸輪 杠桿 滑塊 2控制滑移齒輪。圖 31 擺桿式操作機(jī)構(gòu) 操縱機(jī)構(gòu)的分類⑴ 按一個操縱件所控制的被操縱件數(shù)目可分為單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)和集中操縱機(jī)構(gòu)一個操縱件只控制一個被操縱件的機(jī)構(gòu)稱為單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、廣泛用于被操縱件少、操縱不太頻繁的機(jī)床上。缺點(diǎn)是當(dāng)被操縱件較多時，操縱手柄也相應(yīng)增多 ，使用不便，操縱時間長。 一個操縱件控制兩個以上被操縱件的機(jī)構(gòu)稱為集中操縱機(jī)構(gòu)。這種操縱機(jī)構(gòu)使用方便，操作輔助時間短，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。集中變速操縱機(jī)構(gòu)有順序變速操縱機(jī)構(gòu)（如凸輪式） 、選擇變速操縱機(jī)構(gòu)（如孔盤式） 、預(yù)選變速操縱機(jī)構(gòu)（如液壓式）三種。⑵ 按執(zhí)行件撥動被操縱件的方式可分為移動式操縱機(jī)構(gòu)和擺動式操縱機(jī)構(gòu)。移動式操縱機(jī)構(gòu)是通過帶導(dǎo)向桿或帶導(dǎo)向孔的撥叉、軸心拉桿撥銷來撥動被操縱件的，這種操縱機(jī)構(gòu)用與操縱行程較大的滑移齒輪。擺動式操縱機(jī)構(gòu)是通過擺桿、滑塊撥動被操縱件的。⑶ 按被操縱件的受力狀況可分為偏側(cè)作用式操縱機(jī)構(gòu)和對稱作用式操縱機(jī)構(gòu)。⑷ 按執(zhí)行件與被執(zhí)行件間的摩擦性質(zhì)可分為滑動摩擦式和滾動摩擦式操縱機(jī)構(gòu)。 操縱機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)在機(jī)床的設(shè)計(jì)中，常用的操縱機(jī)構(gòu)有擺動式操縱機(jī)構(gòu)、凸輪操縱機(jī)構(gòu)和移動式操縱機(jī)構(gòu)等。 擺動式操縱機(jī)構(gòu)常用的擺動式操縱機(jī)構(gòu)見圖 3－2。手柄 4 轉(zhuǎn)動軸 擺桿 滑塊 2 使滑移齒輪 1 沿花鍵軸移動。擺桿擺動時，其端部滑塊的運(yùn)動軌跡是半徑為 R 的圓弧，因此滑塊在齒輪環(huán)行槽內(nèi)相對于滑移齒輪軸線有偏移量 a（見圖 3－2a） 。R 和偏移量 a 越大，操縱越費(fèi)力。23如果偏移量太大，滑塊還有可能脫離齒輪的環(huán)槽。因此在設(shè)計(jì)這種操縱機(jī)構(gòu)時，應(yīng)力求減小偏移量 a。設(shè)計(jì)時注意如下幾點(diǎn)：（1）正確確定擺桿轉(zhuǎn)軸的位置，見圖 3－3。O 為轉(zhuǎn)軸的軸線，即擺桿的擺動中心。A，B，C 表示擺桿 3 撥動齒輪 1 移動的三個位置，即滑塊 2 移動的三個位置。為了保證偏移量 a 最小，擺桿轉(zhuǎn)軸 O 最好位于滑塊兩極限位置A，C 的中點(diǎn)，使滑塊上下偏移量相等，如圖 a。只有當(dāng)機(jī)床結(jié)構(gòu)不允許時，才使擺桿偏置，但偏置量 e 不宜過大，如圖 b。 （2）合理確定擺動半徑 R，見圖 c，在確定 H/L 值時應(yīng)保證擺角 a 在 60176。~90176。范圍內(nèi)，擺動半徑 R 略大于 H。 （3）為了保證擺桿撥動齒輪時不蹩勁，在齒輪環(huán)槽內(nèi)的滑塊 2 與擺桿 3 必須為活動連接，即滑塊與擺桿的軸銷為間隙配合。同時滑塊軸銷的中心線必須與擺桿轉(zhuǎn)軸的中心線平行。 凸輪操縱機(jī)構(gòu)圖 33 為平面凸輪集中操縱的四級變速傳動原理圖。軸Ⅱ上有兩個雙聯(lián)滑移齒輪 A與 B。這兩個滑移齒輪由一個平面凸輪上的一條或兩條曲線槽同時控制。如果由一條凸輪曲線同時控制幾個滑移齒輪，則稱公用凸輪曲線。圖中所示公用凸輪曲線為理論輪廓曲線。a 、 b 表示兩個滾子中心，4 表示凸輪上四個變速位置。當(dāng)轉(zhuǎn)動凸輪時，從動件受凸輪曲線槽的控制，使滑移齒輪移動。滾子中心 a 在凸輪曲線槽中的定位半徑為長半徑時，滑移齒輪 A 在右位，如圖所示的位置，短半徑時在左位；滾子中心 b 在凸輪曲線槽中的定位半徑為長半徑時，滑移齒輪 B 在右位，短半徑時在左位。這樣兩個從動件可以公用一個凸輪曲線槽就能實(shí)現(xiàn)對滑移齒輪 A 和 B 的控制。24圖 33 凸輪式操作機(jī)構(gòu) 移動式操縱機(jī)構(gòu)當(dāng)移動件移動距離較長時，用擺動式操縱機(jī)構(gòu)會使偏移 a 太大或擺桿長度太長，這時采用移動式操縱機(jī)構(gòu)較適宜。圖 3－4 所示為齒輪——齒條機(jī)構(gòu)。抬起手柄 10 將定位銷 9 從孔中拔出，轉(zhuǎn)動手柄 10，通過銷子 軸 7 帶動齒條 15 轉(zhuǎn)動，從而使齒條 4 帶動撥塊 2 沿導(dǎo)向軸 3 移動，帶動滑移齒輪 1 在軸 16 上移動，實(shí)現(xiàn)變速。 為了使操縱機(jī)構(gòu)盡量集中在一起，有時還可以把兩個轉(zhuǎn)軸套裝，使兩個操縱手柄安裝在同一個軸線上，如上圖所示。手柄 11 通過銷子 1軸套 14 和齒輪 13，使撥叉 5 沿導(dǎo)向軸 6 軸向移動。 為保證齒輪能正確嚙合，在設(shè)計(jì)操縱機(jī)構(gòu)時必須考慮