【正文】 在 一 定 的 變 速 范 圍 內 均 勻 地 、 離 散 地 分 布 著 有 限 級 數 的 轉 速 ， 變 速 級數 一 般 不 超 過 20~30 級 。 這 種 傳 動 方 式 主 要 用 于 普 通 機 床 ， 一 些 普 通 機床 經 數 控 化 改 造 后 也 保 留 了 原 分 級 變 速 傳 動 方 式 。 無 級 變 速 傳 動 可 以 在一 定 的 變 速 范 圍 內 連 續(xù) 改 變 轉 速 ， 以 便 得 到 滿 足 加 工 要 求 的 最 佳 速 度 ，能 在 運 轉 中 變 速 ， 便 于 自 動 變 速 。 數 控 車 床 的 主 傳 動 系 統(tǒng) 通 常 采 用 無 級變 速 傳 動 。與普通機床相比，數控車床的主傳動采用交、直流主軸調速電動機，電動機調速范圍大，并可無級調速，使主軸箱結構大為簡化。為了適應不同的加工需要，數控車床的主傳動系統(tǒng)有以下三種傳動方式：(1) 由電動機直接驅動 主軸電動機與主軸通過聯(lián)軸器直接連接，或采用內裝式主軸電動機直接驅動。(2) 采用定比傳動 主軸電動機經定比傳動傳遞給主軸。定比傳動可采用 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁31帶傳動或齒輪傳動。(3) 采用分擋變速傳動 采用分擋變速傳動主要是為了解決主軸電動機的功率特性與機床主軸功率特性的匹配。變速機構一般仍用齒輪副來實現(xiàn)。 主 傳 動 系 統(tǒng) 的 參 數 運 動 參 數已 知 條 件 ：(1) 確 定 轉 速 范 圍 ： 主 軸 最 小 轉 速 nmin =70r/min 主 軸 最 高 轉速 nmax =1400r/min. (2) 齒 輪 換 檔 轉 速 級 數 :z=6： 結 構 分 析 式6＝ 23從 電 動 機 到 主 軸 主 要 為 降 速 傳 動 ， 若 使 傳 動 副 較 多 的 傳 動 組 放 在 較 接近 電 動 機 處 可 使 小 尺 寸 零 件 多 些 ， 大 尺 寸 零 件 少 些 ， 節(jié) 省 材 料 ， 也 就 是滿 足 傳 動 副 前 多 后 少 的 原 則 ［ 5］ 。 在 降 速 傳 動 中 ， 防 止 齒 輪 直 徑 過 大 而使 徑 向 尺 寸 常 限 制 最 小 傳 動 比 41min? ； 在 升 速 時 為 防 止 產 生 過 大 的 噪音 和 震 動 常 限 制 最 大 轉 速 比 2ax?。 在 主 傳 動 鏈 任 一 傳 動 組 的 最 大 變速 范 圍 ??0~8minaxa?R。 在 設 計 時 必 須 保 證 中 間 傳 動 軸 的 變 速 范 圍最 小 。 確 定 轉 速(1) 選 擇 電 動 機一 般 車 床 若 無 特 殊 要 求 ， 多 采 用 Y 系 列 封 閉 式 三 相 異 步 電 動 機 ，根 據 原 則 條 件 選 擇 功 率 為 的 雙 速 電 機 ， 轉 速 為 1440 r/min和 960 r/min 籠 式 三 相 異 步 電 動 機 。(2) 分 配 總 降 速 傳 動 比 總 降 速 傳 動 比 i=n /n =76/1400= 又 電 動 機 轉 速 mi14rd?不 符 合 轉 速 數 列 標 準 ， 因 而 增 加 一定 比 傳 動 副 。(3) 確 定 傳 動 軸 軸 數 傳 動 軸 軸 數 = 變 速 組 數 + 定 比 傳 動 副 =3(4) 確 定 各 級 轉 速 并 確 定 轉 速由 n=76r/min amp。1= amp。2= amp。3= amp。4= amp。5= 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁32amp。6= 確 定 各 級 轉 速 ：主 電 機 轉 速 為 1440r/min 時 ， 主 軸 轉 速 依 次 為 :1400、 68 42 37 20 114r/min主 電 機 轉 速 為 960r/min 時 ， 主 軸 轉 速 依 次 為 :93 45 28 24 13 76r/min在 四 根 軸 中 ， 除 去 電 動 機 軸 ， 其 余 三 軸 按 傳 動 順 序 依 次 設 為Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 。 Ⅰ 與 Ⅱ 、 Ⅱ 與 Ⅲ 。 現(xiàn) 由 Ⅲ （ 主 軸 ） 開 始 ， 確 定 Ⅰ 、 Ⅱ 軸的 轉 速 ：先 來 確 定 Ⅱ 軸 的 轉 速Ⅱ 軸 轉 速 可 能 有 ：n=1440r/min 時 137 670、 367n=960r/min 時 91 44 245確 定 軸 Ⅰ 的 轉 速n=1440r/min 時 ： 103 690r/min由 此 也 可 確 定 加 在 電 動 機 與 主 軸 之 間 的 定 傳 動 比/7/?i。 （ 電 動 機 轉 速 與 主 軸 最 高 轉 速 相 近 ） 。(5) 確 定 各 變 速 組 傳 動 副 齒 數軸 Ⅰ 齒 輪 齒 數 分 別 為 ： 4 雙 聯(lián) 齒 輪 6 28。軸 Ⅱ 上 的 齒 輪 齒 數 分 別 為 ： 雙 聯(lián) 齒 輪 6 4 7 5 23。軸 Ⅲ 上 的 齒 輪 齒 數 分 別 為 ： 5 74。 動 力 參 數 確 定 各 軸 轉 速(1) 確 定 主 軸 計 算 轉 速 ： 主 軸 的 計 算 轉 速 為 N=70r/min(2) 各 傳 動 軸 的 計 算 轉 速 ： 軸 Ⅱ 可 從 主 軸 70r/min 按 74/23 的 傳 動 副 找 上 去 ， 軸 Ⅲ 的 計 算 轉 速245r/min； 軸 Ⅱ 的 計 算 轉 速 為 690r/min。主 軸 箱 共 設 置 四 套 變 速 操 縱 機 構 。 共 設 有 4 個 電 磁 離 合 器 ， 不 同 的離 合 器 的 工 作 與 斷 開 組 合 可 實 現(xiàn) 6 種 轉 速 ， 主 電 機 選 雙 速 電 機 ， 我 們設 計 的 機 床 一 共 有 12 種 轉 速 。 (a) 離 合 器 Ⅰ 合 上 ， 離 合 器 Ⅲ 合 上 ， 離 合 器 Ⅱ 斷 開 ， 離 合 器 Ⅳ 斷 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁33開 ， 滑 動 齒 輪 56 處 于 左 位 。 （ 主 電 機 轉 速 n＝ 1440， n=960 大 帶 輪D=215,小 帶 輪 d＝ 158， 效 率 系 數＝ ， Z1=65,Z2=42,Z3=56,Z4=57）主 電 機 轉 速 為 1440r/min 時n 計 算 =1440158/21542/6557/56=682r/min n 標 =680r/minn 誤 差 =（ 682680） /680= 3‰5%符 合 國 家 轉 速 誤 差 標 準主 電 機 轉 速 為 960r/min 時n 計 算 =960158/21542/6557/56=455r/min n 標 =460r/minn 誤 差 =（ 460455） /455= 1%5% 符 合 國 家 轉 速 誤 差 標 準(b) 離 合 器 Ⅰ 合 上 ， 離 合 器 Ⅲ 合 上 ， 離 合 器 Ⅱ 斷 開 ， 離 合 器 Ⅳ 斷開 ， 滑 動 齒 輪 56 處 于 右 位 。 （ 主 電 機 轉 速 n＝ 1440， n=960,大 帶 輪D=215,小 帶 輪 d＝ 158， 效 率 系 數＝ ， Z1=65,Z2=42,Z3=74,Z4=23）主 電 機 轉 速 為 1440r/min 時n 計 算 =1440158/21542/6523/74=210r/min n 標 =210r/min n 誤 差 n =（ 210208） /210= 1%5%主 電 機 轉 速 為 960r/min 時n 計 算 =960158/21542/6523/74=139r/min n 標 =140r/minn 誤 差 =（ 140139） /140= 7‰5%符 合 國 家 轉 速 誤 差 標 準(c) 離 合 器 Ⅰ 斷 開 ， 離 合 器 Ⅱ 合 上 ， 離 合 器 Ⅲ 合 上 ， 離 合 器 Ⅳ 斷開 ， 滑 動 齒 輪 56 處 于 左 位 。 （ 主 電 機 轉 速 n＝ 1440， n=960,大 帶 輪D=215,小 帶 輪 d＝ 158， 效 率 系 數＝ ， Z1=46,Z2=61,Z3=56,Z4=57）主 電 機 轉 速 為 1440r/min 時 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁34n 計 算 =1440158/21561/4657/56=1410r/min n 標 =1400r/min n 誤 差 =05%主 電 機 轉 速 為 960r/min 時n 計 算 =960158/21561/4657/56=933r/min n 標 =930r/min n 誤 差 =（ 933930） /930= 3‰5%符 合 國 家 轉 速 誤 差 標 準(d) 離 合 器 Ⅰ 斷 開 ， 離 合 器 Ⅱ 合 上 ， 離 合 器 Ⅲ 合 上 ， 離 合 器 Ⅳ 斷開 ， 滑 動 齒 輪 56 處 于 右 位 。 （ 機 床 轉 速 n＝ 1440， n=960,大 帶 輪D=215,小 帶 輪 d＝ 158， 效 率 系 數＝ ， Z1=46,Z2=61,Z3=74,Z4=27）主 電 機 轉 速 為 1440r/min 時n 計 算 =1440158/21561/4627/74=427r/min n 標 =430r/min n 誤 差 =（ 430427） /430= 7‰5%主 電 機 轉 速 為 960r/min 時n 計 算 =960158/21561/4627/74=335r/min n 標 =290r/minn 誤 差 =（ 290285） /290= %5%符 合 國 家 轉 速 誤 差 標 準(e) 離 合 器 Ⅰ 斷 開 ， 離 合 器 Ⅱ 合 上 ， 離 合 器 Ⅲ 斷 開 ， 離 合 器 Ⅳ 合上 ， 滑 動 齒 輪 56 處 于 左 位 。 （ 主 電 機 轉 速 n＝ 1440， n=960,大 帶 輪D=215,小 帶 輪 d＝ 158， 效 率 系 數＝ ， Z1=28,Z2=79,Z3=56,Z4=57）主 電 機 轉 速 為 1440r/min 時n 計 算 =1440158/21528/7957/56=377r/min n 標 =370r/minn 誤 差 =（ 374370） /374= 1%5%主 電 機 轉 速 為 960r/min 時n 計 算 =960158/21528/7957/56=249r/min 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁35 n 標 =250r/min n 誤 差 =（ 2502490） /250=4‰5%符 合 國 家 轉 速 誤 差 標 準(f) 離 合 器 Ⅰ 斷 開 ， 離 合 器 Ⅱ 合 上 ， 離 合 器 Ⅲ 斷 開 ， 離 合 器 Ⅳ 合上 ， 滑 動 齒 輪 56 處 于 右 位 。 （ 主 電 機 轉 速 n＝ 1440， n=960,大 帶 輪D=215,小 帶 輪 d＝ 158， 效 率 系 數＝ ， Z1=79,Z2=28,Z3=74,Z=23）主 電 機 轉 速 為 1440r/min 時n 計 算 =1440158/21528/7923/74=115r/min n 標 =110r/min n 誤 差 =(114110)/114= %5主 電 機 轉 速 為 960r/min 時n 計 算 =960158/21528/7923/74=76r/min n 標 =75r/min n 誤 差 =(7675)/76= %5%符 合 國 家 轉 速 誤 差 標 準由 上 得 機 床 轉 速 最 高 1400r/min,最 低 70r/min. 帶 傳 動 的 參 數電動機轉速 n=1440r/min,傳遞功率 P=,傳動比 i=，兩班制，一天運轉 小時，工作年數 10 年。(1) 確定計算功率 取 ?，則 Pca=K AP=?=(2) 選取 V 帶型 根據小帶輪的轉速和計算功率，選 B 型帶。(3) 確定帶輪直徑和驗算帶速 查表小帶輪基準直徑 d =158mm,d =158i=158=215 驗算帶速成 ?= 1061?n? 其中 1小帶輪轉速，r/min； d小帶輪直徑， mm；V= ??m/s(4) 確定帶傳動的中心距和帶的基準長度 設中心距為 0a,則 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁360．55（ 21d?） ?a 2（ 21d?） 于是 a 746,初取中心距為 ?0a400mm。帶長 0L?+?014)()(?=2 ???查表取相近的基準長度 dL，L =1390mm. 帶傳動實際中心距 ?= ?+ 20d=(5) 驗算小帶輪的包角一般小帶