第二章_机床的传动设计1

1、第二章第二章 机床的传动设计机床的传动设计 第二章第二章 机床的传动设计机床的传动设计 第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 第二节第二节 扩大变速范围的传动系统设计扩大变速范围的传动系统设计 第三节第三节 计算转速计算转速 第四节第四节 无级变速系统设计无级变速系统设计 第五节第五节 进给传动系统设计进给传动系统设计 第六节第六节 结构设计结构设计 有关概念有关概念 变速范围、转速图、变速组的级比、级比指数、基变速范围、转速图、变速组的级比、级比指数、基本组、第一扩大组、第二扩大组等。本组、第一扩大组、第二扩大组等。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 主要内容主要内容 分级变速

2、主传动系统及转速图；分级变速主传动系统及转速图； 转速图的设计；转速图的设计； 齿轮齿数和带轮直径的确定。齿轮齿数和带轮直径的确定。 设计机床主传动系统的基本原则设计机床主传动系统的基本原则 以最经济、合理的方式满足以最经济、合理的方式满足设计要求。设计要求。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 一、主传动系设计应满足的基本要求一、主传动系设计应满足的基本要求 1 1）满足机床使用性能要求）满足机床使用性能要求 满足机床的运动特性，传动系设满足机床的运动特性，传动系设计合理，操纵方便灵活、迅速、安全可靠。计合理，操纵方便灵活、迅速、安全可靠。 2 2）满足机床传递动力要求）满足机床传递动

3、力要求 即主电动机和传动机构能提供和即主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，具有较高的传动效率。传递足够的功率和转矩，具有较高的传动效率。 4 4）满足机床设计经济性的要求）满足机床设计经济性的要求 传动链尽可能简短，传动件传动链尽可能简短，传动件数目尽可能少，以节省材料，降低成本。数目尽可能少，以节省材料，降低成本。 第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 3 3）满足机床工作性能的要求）满足机床工作性能的要求 传动系所有零部件具有足够的传动系所有零部件具有足够的刚度、精度和抗振性和较小的热变形。刚度、精度和抗振性和较小的热变形。 5 5）满足机床结构性能要求）满足机床结构性能

4、要求 传动系传动系调整维修方便，结构简单调整维修方便，结构简单合理，便于加工和装配。合理，便于加工和装配。 主传动系的组成：主传动系的组成： 由动力源（电动机）、变速装置及执行件由动力源（电动机）、变速装置及执行件（主轴、刀架、工作台）、以及开停、换向和制动机构组成。（主轴、刀架、工作台）、以及开停、换向和制动机构组成。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 二、主传动系分类和传动方式二、主传动系分类和传动方式 （一）主传动系分类（一）主传动系分类 1. 1. 按驱动主传动的电机类型分按驱动主传动的电机类型分 直流电动机直流电动机 单速交流电动机单速交流电动机 交流电动机交流电动机 调速交

5、流电动机调速交流电动机 多速交流电动机多速交流电动机 变频调速电动机变频调速电动机 第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 2. 2. 按传动装置类型分按传动装置类型分 机械传动装置、液压传动装置、电气传动装置以及它们的组机械传动装置、液压传动装置、电气传动装置以及它们的组合。合。 3. 3. 按变速的连续性分按变速的连续性分 分级变速传动、无级变速传动分级变速传动、无级变速传动 （1 1）分级变速传动）分级变速传动 即利用滑移齿轮、交换齿轮和离合器实即利用滑移齿轮、交换齿轮和离合器实现变速，在一定的变速范围内得到级数现变速，在一定的变速范围内得到级数Z Z202030级的转数。级的转数。

6、 传递功率大，变速范围广，传动比准确，工作可靠。但有速传递功率大，变速范围广，传动比准确，工作可靠。但有速度损失，不能在运转中变速。度损失，不能在运转中变速。 广泛应用于中小型通用机床。广泛应用于中小型通用机床。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 1 1）机械摩擦无级变速器）机械摩擦无级变速器 结构简单、使用可靠。结构简单、使用可靠。常用于中常用于中小型车床、铣床的主传动。小型车床、铣床的主传动。 2 2）液压无级变速器）液压无级变速器 传动平稳、运动换向冲击小，易于实传动平稳、运动换向冲击小，易于实现直线运动。现直线运动。常用于直线主运动的机床，如拉床、刨床的主运动。常用于直线主运动

7、的机床，如拉床、刨床的主运动。 3 3）电气无级变速器）电气无级变速器 主要有交流变频调速电动机，可极大主要有交流变频调速电动机，可极大简化机械结构，便于实现自动变速、连续变速和负载下变速。简化机械结构，便于实现自动变速、连续变速和负载下变速。广广泛用于数控机床的主传动。泛用于数控机床的主传动。 （2 2）无级变速传动）无级变速传动 可在一定的变速范围内连续改变转速，可在一定的变速范围内连续改变转速，在运转及负载下自动变速。便于保持恒定的切削速度，满足生产在运转及负载下自动变速。便于保持恒定的切削速度，满足生产效率和加工质量要求。效率和加工质量要求。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计

8、1. 1. 集中传动方式集中传动方式 （二）主传动的传动方式（二）主传动的传动方式 是指是指主传动和变速传动机构集中在同一个主轴箱内的传动方式。主传动和变速传动机构集中在同一个主轴箱内的传动方式。 如图示，铣床主变速传动系。利如图示，铣床主变速传动系。利用立式床身作为变速箱体，所有的用立式床身作为变速箱体，所有的传动和变速机构都装在床身中。传动和变速机构都装在床身中。 优点：优点：结构紧凑，便于实现集中结构紧凑，便于实现集中操纵，安装调整方便。操纵，安装调整方便。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 缺点：缺点：传动系中，高速运转传动系中，高速运转的传动件在运转过程中所产生的传动件在运转

9、过程中所产生的振动和热变，会直接影响主的振动和热变，会直接影响主轴的运转平稳性，使主轴产生轴的运转平稳性，使主轴产生热变形和回转轴线偏离，而直热变形和回转轴线偏离，而直接影响加工精度。接影响加工精度。 应用：应用：集中传动方式主要适用于普通精度的大、中型机床。集中传动方式主要适用于普通精度的大、中型机床。 第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 2. 2. 分离传动方式分离传动方式 是指主传动系大部分的传动和变速机构装在远离主轴的单独是指主传动系大部分的传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中，通过带传动将运动传到主轴箱的传动方式。变速箱中，通过带传动将运动传到主轴箱的传动方式。 如图示，

10、卧式车床主传动系。主如图示，卧式车床主传动系。主轴箱中只装有主轴和背轮机构。轴箱中只装有主轴和背轮机构。 特点：特点：变速箱各传动件所产生的变速箱各传动件所产生的振动和热量不直接传给或少传给主振动和热量不直接传给或少传给主轴。有利于提高主轴的工作精度。轴。有利于提高主轴的工作精度。 分级变速主传动系设计的内容和步骤：分级变速主传动系设计的内容和步骤： 根据已确定的主变速传动系的运动参数，根据已确定的主变速传动系的运动参数， 1 1）拟定传动结构式；拟定传动结构式； 2 2）拟定传动系转速图；拟定传动系转速图； 3 3）分配各变速组各传动副的传动比；分配各变速组各传动副的传动比； 4 4）确定尺

11、寸齿数和带轮直径；确定尺寸齿数和带轮直径； 5 5）绘制主变速传动系统图。绘制主变速传动系统图。 三、分级变速主传动系的设计三、分级变速主传动系的设计第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 1.1.转速图转速图 是表示主轴各转速的传递路线和转速值，各传动轴是表示主轴各转速的传递路线和转速值，各传动轴的转速数列及转速大小，各传动副的传动比的线图。的转速数列及转速大小，各传动副的传动比的线图。（1）转速图是由一些互相平行和垂直的格线组成；）转速图是由一些互相平行和垂直的格线组成；（2）距离相等的一组竖线代表各轴；）距离相等的一组竖线代表各轴；（3）距离相等的一组水平线代表各级转速，）距离相等的

12、一组水平线代表各级转速， 与竖线交点代表各轴的转速；与竖线交点代表各轴的转速； 转速点转速点 表示主轴和各传动轴的转速表示主轴和各传动轴的转速值值( (对数值对数值) )的小圆点。的小圆点。 转速线转速线 间距相等的水平线。间距相等的水平线。相邻转相邻转速线间距为速线间距为lg 。 三、转速图三、转速图 传动轴线传动轴线 距离相等的铅垂线。距离相等的铅垂线。从左从左到右按传动顺序排列。到右按传动顺序排列。传动线传动线 两转速两转速点之间的连线。点之间的连线。一个主一个主转速点转速点引出的传动线数目，代表该变速组引出的传动线数目，代表该变速组的传动副数。的传动副数。第一节第一节 主传动系统设计主

13、传动系统设计转速图转速图 例：例：一中型车床，主轴转速级数一中型车床，主轴转速级数 Z=12，公比公比 =1.41，主主轴转轴转速速 n = 31.5 1400 r/min，如图示。，如图示。 1212级转速图级转速图1212级转速的传动系统图级转速的传动系统图分级变速传动系统分级变速传动系统第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计轴轴的转速的转速min/7102561261440r n 传动轴的转速传动轴的转速 传动比传动比04. 204. 2141. 1103. 21256126 i电机与轴电机与轴的传动比的传动比 传动线与传动副的关系传动线与传动副的关系 如如 在轴在轴-之间，轴之间，

14、轴转速转速点上引出三条传动线，表示轴点上引出三条传动线，表示轴-的变速组有三个传动副，各传的变速组有三个传动副，各传动线在轴动线在轴上相距一格。上相距一格。 电机轴与轴电机轴与轴间的传动线向下间的传动线向下倾斜倾斜2.04格，使轴格，使轴的转速位于的转速位于转速值为转速值为710 的转速线上。的转速线上。 传动线位置与转速的关系传动线位置与转速的关系第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 按照动力传递的顺序（从电动机到执行元件的先后顺序），变按照动力传递的顺序（从电动机到执行元件的先后顺序），变速组依次为第一变速组、第二变速组、第三变速组速组依次为第一变速组、第二变速组、第三变速组，分别用

15、，分别用a、b、c表示。传动副数用表示。传动副数用P 表示，变速范围用表示，变速范围用r 表示。表示。 1）级比）级比 变速组中两相邻的变速组中两相邻的转速或两相邻的传动比之比。转速或两相邻的传动比之比。 级比为公比幂的形式。级比为公比幂的形式。如：如： 3 2）级比指数级比指数 指级比的幂指指级比的幂指数，用数，用x 表示。表示。 如：如： 3中的幂指数为中的幂指数为 x=3。 2. 2.转速图原理转速图原理第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 第一变速组第一变速组 a（轴（轴-之间）之间） Pa=3；传动比分别是传动比分别是211214824 ai 141.1142302 ai136

16、363 ai 在转速图变速组在转速图变速组a中中 三条三条传动线分别是：下降传动线分别是：下降2格，下格，下降降1 1格，水平。格，水平。1223:aaaaiiii即即 级比为级比为 ， 级比指数为级比指数为 xa = 1。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 3 3）基本组）基本组 设计传动系时，要使主轴转速为连续的等比数列，设计传动系时，要使主轴转速为连续的等比数列，必须有一个变速组的级比指数为必须有一个变速组的级比指数为“1 1” ”，级比等于公比或级比指数，级比等于公比或级比指数等于等于1的变速组。其传动副数用的变速组。其传动副数用P0 表示，级比指数用表示，级比指数用x0 表示

17、。表示。 如图：如图： 第一变速组第一变速组a为基本组，为基本组，P0=3， x0=1。变速范围为：。变速范围为：22)13(1)1(000 Pxr 传动系经过基本组的变速，传动系经过基本组的变速，使轴使轴得到得到P0 （即即3）级等比数）级等比数列转速。列转速。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 第二变速组第二变速组b（轴（轴-之间）之间） Pb=2，其，其传动比分别是：传动比分别是：331141. 1182. 216222 bi142422 bi 传动线传动线Lb1下降三格，下降三格，Lb2 b2 水平。水平。级比为级比为 3，级比指数级比指数 xb= 3。 传动线传动线 Lb2

18、的最低转速点必须的最低转速点必须与与Lb1 相距相距P0 格，才能使轴格，才能使轴得到得到连续不重复的等比数列转速。连续不重复的等比数列转速。 即级比指数为即级比指数为 xb=P0=3 传动线传动线 Lb1 可作可作P0 条平行线。条平行线。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 图中，第二变速组图中，第二变速组b为第一为第一扩大组，扩大组，P1=2，x1=3=P0，其变其变速范围为：速范围为：28. 23)12(3)1()1(11011 PPPxr 传动系经第一扩大组后，轴传动系经第一扩大组后，轴得到得到P0 P1 级连续而不重复级连续而不重复的等比数列转速。的等比数列转速。 4 4）第

19、一扩大组第一扩大组 基本组后面的变速组起变速扩大作用，统称基本组后面的变速组起变速扩大作用，统称为扩大组。级比指数等于基本组传动副数的变速组称为第一扩大为扩大组。级比指数等于基本组传动副数的变速组称为第一扩大组。其传动副数用组。其传动副数用P1 表示，级比指数用表示，级比指数用x1 表示，表示， X X1 1=P=P0 0 。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 第三变速组第三变速组 c（轴（轴-之间）之间）Pc= 2，传动比分别是传动比分别是: :411417218 ci2223060 ci 传动线传动线 Lc1下降下降4格格、Lc2 上升上升 2 格。格。级比为级比为 6，级比指数为

20、，级比指数为 xc= 6 传动线传动线Lc1 可作可作P0P1 条平行线。条平行线。传动线传动线Lc2 的最低转速点与的最低转速点与Lc1 相距相距P0P1格，使轴格，使轴得到连续而不重得到连续而不重复的等比数列转速，复的等比数列转速，级比指数为：级比指数为：62310 PPxc第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 5 5）第二扩大组第二扩大组 将第一扩大组变速范围进一步扩大，级比指数将第一扩大组变速范围进一步扩大，级比指数等于基本组和第一扩大组传动副数之积，即等于基本组和第一扩大组传动副数之积，即X2=P0P1的变速组。的变速组。其传动副数、级比指数、变速范围分别用其传动副数、级比指数

21、、变速范围分别用P2、x2、r2表示。表示。 变速组变速组c为第二扩大组，为第二扩大组，P2=2， x2=x1P1=P0P1= 6，变速范围为，变速范围为 86)12(23)1()1(221022 PPPPxr 传动系经第二扩大组的扩大，轴传动系经第二扩大组的扩大，轴得到得到Z=322=12 级连续等比数级连续等比数列的转速，总变速范围为：列的转速，总变速范围为：451121)1P()1(1210210100 ZPPPPPrrrR第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 小结小结 变速组级比指变速组级比指数数 x由小到大的排列顺序称为扩大顺序。由小到大的排列顺序称为扩大顺序。 一个等比数列变

22、速系统中，必须有基本组、第一扩大组、一个等比数列变速系统中，必须有基本组、第一扩大组、 第二扩大组、第三扩大组第二扩大组、第三扩大组。)1()1(jj1)(j210jj PPPPPPxr 第第 j 扩大组的变速范围为扩大组的变速范围为 第第 j 扩大组的级比指数为扩大组的级比指数为)1(210 jjPPPPx1)1(j210210 ZPPPPrrrrR j j 变速系统总变速范围为变速系统总变速范围为第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 结构网结构网 只表示传动比的相对关系，不表示具体转速值，并只表示传动比的相对关系，不表示具体转速值，并以对称形式表示的线图。以对称形式表示的线图。 结构

23、式结构式 将转速级数按传动顺序写成各将转速级数按传动顺序写成各变速组传动副数的乘积，级比指数写在各变速组传动副数的乘积，级比指数写在各传动副数右下脚的表达式。传动副数右下脚的表达式。 3.3.结构网和结构式结构网和结构式 问：问：为什么结构式中第一变速组为基为什么结构式中第一变速组为基本组？第二变速组为第一扩大组？本组？第二变速组为第一扩大组？ 第第三变速组为第二扩大组？级比规律？三变速组为第二扩大组？级比规律？ 如：如： 结构式结构式 12 = 31 23 26第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 转速图的拟定步骤转速图的拟定步骤 根据拟定原则，确定结构式，画出结构根据拟定原则，确定结

24、构式，画出结构网；网；分配各传动组的最小传动比，画出转速图。分配各传动组的最小传动比，画出转速图。 二、主传动链转速图的拟订原则二、主传动链转速图的拟订原则 拟拟 定定 原原 则则 极限传动比和变速范围原则极限传动比和变速范围原则 传动顺序及传动副数原则传动顺序及传动副数原则 扩大顺序原则扩大顺序原则 最小传动比原则最小传动比原则第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 为了防止齿轮传动比过小而造成从动轮结构过大，增加变速为了防止齿轮传动比过小而造成从动轮结构过大，增加变速箱的尺寸，需要限制最小传动比，即箱的尺寸，需要限制最小传动比，即 imin1/ /4。 为了减小传动系统的振动，提高传动

25、精度，需要限制最大传为了减小传动系统的振动，提高传动精度，需要限制最大传动比，即直齿轮的动比，即直齿轮的 imax2，螺旋圆柱齿轮的螺旋圆柱齿轮的 imax2.5。 1.1.极限传动比、极限变速范围原则极限传动比、极限变速范围原则 传动系统图传动系统图第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 结论结论 直齿轮变速组的极限变速范围是直齿轮变速组的极限变速范围是 r = 24 = 8 螺旋圆柱齿轮变速组的极限变速范围是螺旋圆柱齿轮变速组的极限变速范围是 r = 2.54 = 10maxmaxmin/(22.5)/0.25810Ruu:主主主8 . 2max进u5/1min进u14max进R进给传

26、动：进给传动： 由于变速组的变速范围由于变速组的变速范围 ，即即r 随着随着 j 增增大而增大，因此设计时只需检查最后扩大组是否超过极限值。大而增大，因此设计时只需检查最后扩大组是否超过极限值。 如如 12=312326， =1.41，第二扩大组第二扩大组26为最后扩大组。则为最后扩大组。则86)12(6)1(222 Pxr（未超极限值）（未超极限值） 如如 18=31 36 23， =1.26，第二变速组的级比指数为第二变速组的级比指数为xb=6，是是第二扩大组（即最后扩大组），则第二扩大组（即最后扩大组），则81612)13(6)1(222 Pxr（超过极限值）（超过极限值）1)(jj1)

27、(j210PPPPPr第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计为使最后扩大组的变速范围不超过允许值，最后扩大为使最后扩大组的变速范围不超过允许值，最后扩大组的传动副一般取组的传动副一般取Pj=2较合适。较合适。 2. 2.传动顺序及传动副数原则传动顺序及传动副数原则 例例 一一中型机床，主轴转速级数中型机床，主轴转速级数 Z=12， =1.41，nmin=31.5 r/min， nmax=1400r/min，电动机功率为电动机功率为7.5 kW,额定转速额定转速 nm=1440 r/min。拟定主传动顺序及传动副数。拟定主传动顺序及传动副数。 12=3 12=32 22 2 12=2 12=

28、23 32 2 12=2 12=22 23 3 12=4 12=43 3 12=3 12=34 4 12=6 12=62 2 12=2 12=26 6 解解 变速变速组和传动副数的组合方案有组和传动副数的组合方案有第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 方案方案 12=43、 12=34 都都有有3 3根轴，根轴，7 7对齿轮对齿轮； 方案方案 12=62 、 12=26 都都有有3根轴，根轴，8对齿轮对齿轮，而，而8对齿对齿轮的轴向尺寸大于轮的轴向尺寸大于7 7对齿轮的轴向尺寸。对齿轮的轴向尺寸。 故方案故方案、 优于优于 、。、。 方案方案 12=322 、12=232 、12=223

29、 都都有有7对对齿轮齿轮，与方案，与方案、相同，但是轴的数量比方案相同，但是轴的数量比方案、多一个，多一个，且轴向尺寸短。因此不能直接判断各方案的优劣。且轴向尺寸短。因此不能直接判断各方案的优劣。 （1 1）比较优劣）比较优劣第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 若传动副数为若传动副数为3的变速组是扩大组，则的变速组是扩大组，则1641. 18)13(4)1(111 Pxr （超出极限值）（超出极限值）6 .2241. 191)(43)1(11 Pxr（超出极限值）（超出极限值） 在方案在方案 12=43 、 12=34 中，若传动副数为中，若传动副数为4的变速组的变速组是扩大组，则是扩

30、大组，则 粗选方案粗选方案 12=312=32 22 2，12=212=23 32 2， 12=212=22 23 3 （2 2）考虑极限变速范围）考虑极限变速范围第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 选择方案为选择方案为 12=322 在方案在方案 12=322、12=232、12=223中，中，因因机床的机床的 nmax =1400r/min nm=1440r/min，故主传动系统为降速传故主传动系统为降速传动。传动件越靠近电动机其转速越高，所需传递的转矩越小，几动。传动件越靠近电动机其转速越高，所需传递的转矩越小，几何尺寸越小。何尺寸越小。 结论结论 尽量使传动系前面的传动件多一些

31、，即尽量使传动系前面的传动件多一些，即“前多后少前多后少”原原则。采用三联滑移齿轮在前，二联滑移齿轮在后的变速组，即则。采用三联滑移齿轮在前，二联滑移齿轮在后的变速组，即 数学表达式为数学表达式为 3PaPbPc。 （3 3）传动副数确定原则）传动副数确定原则第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 在已确定方案在已确定方案 12=322 中，中，有如下扩大方案：有如下扩大方案： 12=312=31 12 23 32 26 6 12=3 12=31 12 26 62 23 3 12=3 12=32 22 21 12 26 6 12=3 12=34 42 21 12 22 2 12=3 12=

32、32 22 26 62 21 1 12=3 12=34 42 22 22 21 1 在扩大方案在扩大方案 、 中中841. 16)12(6)1(222 Pxr 在扩大方案在扩大方案 、 中中111)4 (3 1)811.41168r(xP 3. 3.扩大顺序确定原则扩大顺序确定原则 考虑最后变速组（第二扩大组）的变速范围考虑最后变速组（第二扩大组）的变速范围第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 结论结论 因传动副数是前多后少，故扩大顺序应是前小后大，即因传动副数是前多后少，故扩大顺序应是前小后大，即“前密后疏前密后疏”。级比指数小，传动线密；级比指数大，传动线疏。级比指数小，传动线密；级

33、比指数大，传动线疏。 选择扩大方案为选择扩大方案为 12=312=31 12 23 32 26 6 根据根据,)1(jj Pxjr 当传动副数当传动副数P 大时，级比指大时，级比指数数 x 应取小值。应取小值。得知得知 一定时一定时, , x 和和P 是影响是影响r 的关键因素。的关键因素。 cbaxxx数学表达式为数学表达式为第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 4. 4.最小传动比确定原则最小传动比确定原则 为使传动件在相对高速下工作，减少变速箱的结构尺寸，提为使传动件在相对高速下工作，减少变速箱的结构尺寸，提高传动链末端执行件的旋转精度，在传动顺序、扩大顺序的原则高传动链末端执行件

34、的旋转精度，在传动顺序、扩大顺序的原则上，上，最小传动比采取最小传动比采取“前缓后急前缓后急”的原则，即递降原则。的原则，即递降原则。 数学表达式为数学表达式为 ia min ib min ic min 1/4 对传动比的要求对传动比的要求 传动比不能超过极限值；传动比不能超过极限值； 为设计方便，变速组的最小为设计方便，变速组的最小传动比尽量为公比的整数次幂。传动比尽量为公比的整数次幂。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 最小传动比确定原则：最小传动比确定原则：“前缓后急前缓后急”。 扩大顺序确定原则：扩大顺序确定原则：“前密后疏前密后疏”； 传动副数确定原则：传动副数确定原则：“前

35、多后少前多后少”； 极限传动比、极限变速范围原则：极限传动比、极限变速范围原则： 直齿轮直齿轮 1/ /4 imax2 2，r = 8； 螺旋齿轮螺旋齿轮 1/ /4 imax2.5，r = 10；第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 小结小结 如：如：双速电动机驱动双速电动机驱动 电动机只能为第一扩大组，传动顺序与扩大顺序不一致。电动机只能为第一扩大组，传动顺序与扩大顺序不一致。 如如：CA6140CA6140车床车床 主传动系统的主传动系统的轴轴安装有双向离合器，占据一定的轴向长度。安装有双向离合器，占据一定的轴向长度。因此第一变速组为双联滑移齿轮，第二变速组为三联滑移齿轮。因此第一

36、变速组为双联滑移齿轮，第二变速组为三联滑移齿轮。在传动顺序上，传动副数不是前多后少在传动顺序上，传动副数不是前多后少。 注意注意 设计主传动链应遵循设计主传动链应遵循4 4个原则，但具体情况灵活应用。个原则，但具体情况灵活应用。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 三、转速图的绘制三、转速图的绘制 例例 某车床的主轴转速要求为某车床的主轴转速要求为 n = 1181320r/min ，转转速级数为速级数为8级级，电机转速电机转速 n = 1440r/min。试设计该机床的试设计该机床的主传动系统，即拟定传动结构式，计算各级转速，画出转主传动系统，即拟定传动结构式，计算各级转速，画出转速图

37、。速图。 已知：已知：R = 1320 / /118, Z = 8。根据。根据 R = z-1，解解: : 1.1.计算公比计算公比 ,18)1181320lg(1lglg ZR 41. 1 得得第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 2.2.确定传动组、传动副和扩大顺序确定传动组、传动副和扩大顺序根据传动组和传动副拟定原则，可选方案有：根据传动组和传动副拟定原则，可选方案有： 8 = 4 2， 8 = 2 4， 8 = = 2 2 2 在方案在方案 ，中有三根轴，比方案中有三根轴，比方案少一根轴，但有一个传少一根轴，但有一个传动组内有四个传动副，增加了传动轴的轴向长度，故选择方案动组内有

38、四个传动副，增加了传动轴的轴向长度，故选择方案 8 = 222 根据前密后疏原则，粗选扩大顺序为根据前密后疏原则，粗选扩大顺序为 8 = 212224 因第二扩大组的因第二扩大组的441. 1)12(4)1(222 Pxr 最终确定结构式为最终确定结构式为 8 = 212224 第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 确定定比传动比确定定比传动比 取轴取轴的转速值为的转速值为 950 r/min950 r/min，则电机轴则电机轴 与轴与轴的传动比为的传动比为1 1. .5 51 11 14 44 40 09 95 50 00 0 i 确定各变速组最小传动比确定各变速组最小传动比 从转速点

39、从转速点 950 r/min 到到118 r/min 共有共有6格，三个变速组的最小格，三个变速组的最小传动线平均下降两格，按照前缓后急的原则，第二变速组最小传传动线平均下降两格，按照前缓后急的原则，第二变速组最小传动线下降动线下降2格；第一变速组最小传动线下降格；第一变速组最小传动线下降2-1=1格；第三变速组格；第三变速组最小传动线下降最小传动线下降2+1=3格。格。3.3.设计转速图设计转速图 主轴各级转速主轴各级转速 118, 170, 236, 335, 475, 670, 950, 1320第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计第一节第

40、一节 主传动系统设计主传动系统设计结构式结构式 8 = 212224 111112121.4111.411111111.4111.4112.8212.821:1.51:1.5第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 四、齿轮齿数的确定四、齿轮齿数的确定 1. 1.齿轮齿数的确定原则齿轮齿数的确定原则 在保证输出转速准确的前提下，尽量减少齿数。要求：在保证输出转速准确的前提下，尽量减少齿数。要求： （1）变速组内所有齿轮的模数相变速组内所有齿轮的模数相同，且是标准齿轮，同，且是标准齿轮，该组传动副的齿该组传动副的齿数和数和Sz 应相等。应相等。 （2）齿轮副的齿轮副的齿数和齿数和 Sz1001

41、20。 （3）为保证传动的平稳性，主传动为保证传动的平稳性，主传动中，取最小齿轮齿数中，取最小齿轮齿数 Zmin1820。 （4）变速组内各齿轮副的齿数和不相等时，变速组内各齿轮副的齿数和不相等时，齿数和的差齿数和的差 3。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 如图，变速组如图，变速组a a中，三联滑移中，三联滑移齿轮左移时，要使齿轮左移时，要使4242和和2424齿轮不齿轮不相碰，两齿轮的齿顶圆半径之和相碰，两齿轮的齿顶圆半径之和应小于中心距。应小于中心距。 即即 484842=6442=64。 （6 6）三联滑移齿轮的三联滑移齿轮的最大和次大齿轮的齿数差应最大和次大齿轮的齿数差应4，

42、 以保证以保证滑移时齿轮外圆不相碰。滑移时齿轮外圆不相碰。)%1(10)( nnnn （5）实际转速实际转速n与标准转速与标准转速 n 的相对转速误差的相对转速误差n为为 （7 7）齿轮可装在轴上的条件是齿轮可装在轴上的条件是 齿根圆至齿根圆至键槽顶面的距离键槽顶面的距离a2m，以满足齿轮强度。，以满足齿轮强度。第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 Tmmz25 . 2minm2若齿轮和轴为键联接，则应保证齿根圆至键槽顶面的距离大若齿轮和轴为键联接，则应保证齿根圆至键槽顶面的距离大于两个模数：于两个模数：如果齿轮和轴为花键联接，内花键大径如果齿轮

43、和轴为花键联接，内花键大径为为 ，则最小齿数按下式计算则最小齿数按下式计算jDminz 5 . 6mDj 2. 2.确定齿轮齿数确定齿轮齿数 （1 1）查表法）查表法 对于变速组内齿轮的齿数，传动比是标准公比的整对于变速组内齿轮的齿数，传动比是标准公比的整数次方，则每对齿轮副的齿数和数次方，则每对齿轮副的齿数和Sz、小齿轮的齿数可从、小齿轮的齿数可从机械设计手册（常用传动比适用齿数表）中选取。机械设计手册（常用传动比适用齿数表）中选取。 （2 2）计算法）计算法第一节第一节 主传动系统设计主传动系统设计 在一个变速组中，主动齿轮的齿数用在一个变速组中，主动齿轮的齿数用 表示，被动齿表示，被动齿轮的齿数用轮的齿数用 表示，表示， jzjzzjjjSzz第一节第一