【正文】 )13( ? ?? ： 931 23318 ??? 913 23318 ??? )13( ? 注意： （ 1） 公比 ? 應為 ir 的整數(shù)方根 （ 2） 把第一擴大組提到基本組之前 優(yōu)點：減少傳動組數(shù)，簡化傳動機構 缺點： （ 1） 高速下功率不能完全輸出 如： 750/1500r/min， （ 2） 擴大組在前，不適合“前密后疏”的原則 3. 具有公用齒輪的傳動鏈 公用齒輪：既是前一傳動組的被動齒輪，又是后一傳動組的主動輪 優(yōu)點：減少齒輪數(shù)目，減少軸向尺寸 缺點：設計中不易實現(xiàn)，徑向尺寸可能增大 4. 具有雙公比（混合公 比）的傳動鏈 如： 421 2228 ??? ?? 423 2228 ??? ?? 兩端的公比值大，相對速度損失率比較大，不常用 優(yōu)點：可減少轉速級數(shù)，簡化結構 注意問題： （ 1） 基本組的級指數(shù) x應為奇數(shù)，否則會出現(xiàn)轉速重復 （ 2） Z’=8 為實際級數(shù) Z=10 為理論計算級數(shù)， 1?? znR ? 5. 某些結構上的原因引起轉速圖的變化 摩擦片離合器 如： CA6140（ 1）結構式： )23(32 3121 ?? ，（ 2）電機：先降后升 注意：（ 1）軸向尺寸（ 2）摩擦片轉速（ 3）摩擦片徑向尺寸大（齒輪大） 五、擴大變速系統(tǒng)調(diào)速范圍的辦法 如果最后一個擴大組由二個傳動副組成，則： 2/znr ?? 86 ???nr （ 1） ?? ， Z=12 級 111 ??? ?znR ? （ 2） ?? ， Z=18 級 171 ??? ?znR ? 例如：普通車床， 200~140?nR ，某些新型設備 0?nR ，擴大變速范圍的方法有以下幾種： 1. 轉速重合 《機械系統(tǒng)設計》 電子教案 段鐵群 教授 20 即：增加一個傳動組 ?? ： 272233 9931 ?????Z 級，重復中間 9 級轉速 26 ??nR 缺點：會出現(xiàn)轉速重復 2. 背輪機構（回曲機構） P148 圖 極限傳動比：16141414321m in ????? ZZZZi 注意問題： （ 1） 合上離合器： 應使背輪機構脫離傳動，防止背輪轉速升高，導致振動和噪聲增大，發(fā)熱。 （ 2） 如果主軸箱與變速箱間用皮帶傳動，應盡可能提高皮帶所傳遞的最低轉速，防止尺寸過大。 3. 采用分支傳動 )221(3224 6621 ????? 可以看作是“并聯(lián)” 優(yōu)點：高速下，短傳動鏈具有機械效率高，振動小，精度高。 4. 采用混合公比 擴大范圍小 六、齒輪齒數(shù)的確定： 1. 確定齒輪齒數(shù)要注意的問題： （ 1） 轉速誤差： )%1(1039。 ??? ?n nn 式中： n’—— 實際輸出轉速 n—— 標準（理論）轉速 （ 2） 齒數(shù)和 Sz 不宜過大： Sz≤ 100120 1） 防止尺寸過大 2） 降低齒面線速度 （ 3） 齒數(shù)和 Sz 不宜過小： 1） 根切的問題 Zmin≥ 1820 2） 保證輪鼓強度 a≥ 2m P149 圖 （ 4） 三聯(lián)滑移齒輪的滑移干涉 P149 圖 2. 齒輪齒數(shù)的確定 （ 1） 相同模數(shù)傳動組 查表 P150 表 （ 2） 不同模數(shù)傳動組 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。 （ 2） 防止滑移干涉 必須使嚙合齒輪完全脫離嚙合后，另一個齒輪進入嚙合。 P154 圖 1） 雙聯(lián)滑移齒輪塊 P154 圖 （左圖） 2） 三聯(lián)滑移齒輪塊 P154 圖 （上排左圖） 《機械系統(tǒng)設計》 電子教案 段鐵群 教授 21 （ 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. 一個傳動組內(nèi)齒輪的排列 （ 1） 雙聯(lián)滑移齒輪塊 P154 圖 （ 2） 三聯(lián)滑移齒輪塊 P154 圖 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） 兩個傳動組統(tǒng)一安排 P154 圖 八、計算轉速的確定 1. 設備的功率和轉矩特性： （ 1） 功率扭矩特性曲線 P155 圖 （ 2） 計算轉速：傳遞最大功率的最低轉速。 2. 設備主軸的計算轉速值 （ 1） 直線運動： maxn （工作在恒功率段）。 （ 2） 旋轉運動： P156 表 【例 】 P157 圖 3. 注意的問題：若計算轉速（主軸）在二轉速之間 （ 1） 安全角度考慮：取小值 （ 2） 材料發(fā)展的角度：取大值 4. 轉速圖的進一步分析 （ 1） 旋轉運動主運動系統(tǒng) （ 2） 恒扭矩設備的計算轉速 （ 3） 高傳動件計算轉速的方法 九、無級變速傳動系統(tǒng)設計： 1. 直流和交流調(diào)速電動機的功率扭矩特性 P158 圖 （ 1） 調(diào)速電動機的恒功率區(qū)間： 1） 直流并激電動機： 4~2nnR rm axp ?? 2） 交流調(diào)速電動機： 5~3nnR rm axp ?? 式中： rn —— 額定轉速 （ 2） 注意的問題： 1） 用于恒扭矩設備：恒扭矩段 較 寬，可以適用。 2） 旋轉主運動傳動鏈：要擴大電動機的恒功率區(qū)間。 2. 擴大恒功率區(qū)間 方法：利用有級變速擴大恒功率區(qū)間。 （ 1） 有級變速公比 u? 與電動機恒功率調(diào)速范圍 pR 相等 可以有效利用電機功率。 【例 】 P158 P159 圖 欲設計一臺數(shù)控機床。主軸的最高轉速 n 主 max=4000r/min，最低轉速為 30r/min， 《機械系統(tǒng)設計》 電子教案 段鐵群 教授 22 計算轉速為 nj=145r/min，最大切削功率為 。擬采用交流調(diào)頻主軸電動機，額定轉速 nr=1500r/min，最高轉速 nmax=4500r/min，試擬定有級變速傳動系統(tǒng)并選擇電動機的功率和型號。 解： 主軸要求的恒功率調(diào)速范圍為 a x ??? jinp nnR 電動機的恒功率調(diào)速范圍為 3150 0450 0m a x ??? rp nnR 令 3?? pu R? 則 ： zupzupunp RRrR ?? ???? ?1 33lg ??? unpRZ ? （級） 電機功率 ： kWPP ??? ?出，選 。 （ 2） 有級變速公比 u? 大于電機恒功率調(diào)速范圍 pR 電機功率增大（浪費），但可以簡化機械變速機構。 【例 】 P159 P160 圖 欲設計一臺數(shù)控機床。主軸的最高轉速 max主n =4000r/min，最低轉速為 30r/min，計算轉速為 jn =145r/min，最大切削功率為 。擬采用交流調(diào)頻主軸電動機，額定轉速 nr=1500r/min，最高轉速 maxn =4500r/min，為了簡化變速箱和操縱機構，改串聯(lián)的滑移齒輪為雙聯(lián)，試設計其傳動系統(tǒng)，并選擇電動機功率。 解： 主軸要求的恒功率調(diào)速范圍為 a x ??? jinp nnR 電動機的恒功率調(diào)速范圍為 3150 0450 0m a x ??? rp nnR 因為 ： pzupunp RRrR 1???? ? 所以 ： 3 )12(1 ??? ??z pnpu RR? 最大輸出功率 ： P160 圖 1） 76/44： 4000~1330r/min 2） 30/90： 773~257r/min kWPP ??? ?出 《機械系統(tǒng)設計》 電子教案 段鐵群 教授 23 電機功率 ： 87015 ???P，選 15kW。 （ 3） 有級變速公比 u? 小于電機恒功率調(diào)速范圍 pR 連續(xù)工作變速區(qū)間較寬，有利于設備工作，但機械變速裝置較復雜。 【例 】 P160 圖 見【例 】，恒功率連續(xù)切削： m in/2021~500 rn ?主 解 ： 主軸要求的恒功 率調(diào)速范圍為 a x ??? jinp nnR 電動機的恒功率調(diào)速范圍為 3150 0450 0m a x ??? rp nnR 因為 ： pzupunp RRrR 1???? ? 所以 ： 3 )14(1 ??? ??z pnpu RR? 最大輸出功率 ： 1） 76/44： 4000~1330r/min 2） 54/66： 1900~630r/min 3） 34/86： 900~300r/min 4） 19/101： 425~145r/min （ 4） 注意問題： 1） 變速箱有不同的公比，級數(shù) Z（通常為 4 級），功率 —— 形成系列化； 2） 變速箱，操作機構 ，潤滑系統(tǒng)已由專門廠家生產(chǎn)。 3. 機械無級變速器 （ 1） 機械無級變速器的類型（機械特性） 1） 恒功率型 2） 恒轉矩型 3） 變功率變轉矩型 （ 2） 擴大恒功率的方法：加機械有級變速 upnp rRR ?? 或pnpu RRr ? P161 圖 左圖 考慮到摩擦副的滑動，應使 u? 略小于 pR 值，取值： pu R)~(?? 又因為： 1?? Zuur ? 1lglg ?? uurZ ? 《機械系統(tǒng)設計》 電子教案 段鐵群 教授 24 則： 1)~ ( lg ?? pu RrZ P161 圖 右圖 【 例 】 P162 內(nèi)聯(lián)傳動系統(tǒng)的設計原則 一、誤差的來源 各傳動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鏈的傳動精度。 包括：傳動件的徑向和軸向跳動， （ P163 圖 圖 ） 齒輪和蝸輪的齒形誤差，周節(jié)誤差和周節(jié)累積誤差 （ P162 圖 ） ，絲杠，螺母和蝸桿的半角誤差，導程誤差和導程累積誤差等。 二、誤差的傳遞規(guī)律 P164 圖 動力輸入 ：?????? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??工作臺滾刀ⅧⅦⅥⅠⅡⅢⅣⅤ651234 iii iiiix 主軸誤差： 4i 的誤差 4?? ： 1234 iii?? 3i 的誤差 3?? ： 123 ii?? 2i 的誤差 2?? ： 12i?? 1i 的誤差 1?? ： 1?? 工作臺的誤差： 5i 的誤差 5?? ： 65 iix?? xi 的誤差 x?? ： 6ix?? 6i 的誤差 6?? ： 6?? 三、提高傳動精度的措施和內(nèi)聯(lián)傳動系統(tǒng)的設計原則 1. 縮短傳動鏈 2. 采用降速傳動 P164 圖 右側轉速圖 3. 合理分配各傳動副的傳動比 4. 合理選擇傳動件 5. 合理確定傳動副的精度 6. 采用校正裝置 P166 圖 [作業(yè) 題 與 思考題 ] 1. 內(nèi)聯(lián)傳動鏈與外聯(lián)傳動鏈有何區(qū)別？ 2. 傳動系統(tǒng)由哪些部分組成？ 3. 什么是基本組，什么是擴大組？ 4. 我們把級比指數(shù)為 1 的傳動組稱為基本組，是否基本組的級比指數(shù)一定等于 1？ 5. 什么叫級比指數(shù)？ 6. 轉速圖設計有哪些原則，進給傳動鏈設計具有什么特點 ？ 7. 擴大變速范圍的方法有哪些？ 《機械系統(tǒng)設計》 電子教案 段鐵群 教授 25 8. 什么叫計算轉速？試繪制出設備的功率 — 扭矩特性曲線？ 9. 提高計算轉速有哪些措施？ 10. 利用電動機進行無級變速傳動系統(tǒng)設計時具有什么樣的特點？ 11. 提高傳動精度有哪些方法和措施？（內(nèi)聯(lián)傳動鏈設計原則） 12. 試擬定 6 級變速傳動系統(tǒng)的結構網(wǎng)和對應的結構式。 13. 某車床其輸出轉速級數(shù) z=18 級，最高轉速 maxn =1400r/min，公比 ? =。試計算 minn ， nR 值，并繪轉速圖，配置各齒輪齒數(shù)，計算各傳動件的計算轉速。 14. 某車床的傳動系統(tǒng)如下圖所示，試計算 maxn ， minn ， nR ， Z 的值，并繪出轉速圖，求出各傳動件的計算轉速。 15. 有一高速升降臺銑床， minn =45r/min， ? =， Z=1