第二章机床的传动设计(1).

1、2022年年6月月20日日机械制造装备设计机械制造装备设计第二章第二章 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 概概 述述 机床主传动系组成及分类机床主传动系组成及分类 第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 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 进给传动系统设计进给传动系统设计 第五节第五节 结构设计结构设计 主要概念主要概念 转速图、级比、级比指数、基本组、第一扩大组、转速图、级比、级比指数、基本组、第一扩大组、第二扩大组、级比规律、转速图的拟定原则等。第二扩大

2、组、级比规律、转速图的拟定原则等。第二章第二章 机床的传动设计机床的传动设计 主要内容主要内容 分级变速主传动系及其转速图设计；分级变速主传动系及其转速图设计； 5 5）满足机床结构性能要求）满足机床结构性能要求 主传动系统主传动系统调整维修方便，结构调整维修方便，结构简单合理，便于加工和装配。简单合理，便于加工和装配。 一、主传动系设计的基本要求一、主传动系设计的基本要求 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，设计合理，满足机床的运动特性，设计合理，操纵方便、迅速、安全可靠。操纵方便、迅速、安全可靠。 2 2）满足机床传递动力要求）满足机床传递动力要求 主电

3、动机和传动机构能提供和传主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，传动效率较高。递足够的功率和转矩，传动效率较高。 3 3）满足机床工作性能的要求）满足机床工作性能的要求 主传动系所有零部件应有足够主传动系所有零部件应有足够的刚度、精度和抗振性。的刚度、精度和抗振性。 4 4）满足机床经济性的要求）满足机床经济性的要求 主传动链简短，传动件数目少，主传动链简短，传动件数目少，以节省材料，降低成本。以节省材料，降低成本。 概概 述述 机床主传动系统的组成及分类机床主传动系统的组成及分类 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 调速交流电动机调速交流电动机

4、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 主传动系由动力源（电动机）、变速装置、执行件（主轴、主传动系由动力源（电动机）、变速装置、执行件（主轴、刀架）、启动、停止、换向和制动机构组成。刀架）、启动、停止、换向和制动机构组成。 二、主传动系的组成、分类和传动方式二、主传动系的组成、分类和传动方式 （1 1）按驱动电机类型分类）按驱动电机类型分类 2. 2. 主传动系分类主传动系分类 1. 1. 主传动系组成主传动系组成概概 述述 机床主传动系统的组成及分类机床主传动系统的组成及分类 （2 2） 按传动装置类型分类按传动装置类型分类 机械传动、液压传动、电气传动和组合传动。机械

5、传动、液压传动、电气传动和组合传动。 （3 3）按变速的连续性分类按变速的连续性分类 分级变速主传动、分级变速主传动、 无级变速主传动无级变速主传动 分级变速主传动分级变速主传动 利用滑移齿轮、交换齿轮和离合器实现变速，在一定的变速利用滑移齿轮、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为范围内得到级数为Z Z202030 的转数。的转数。 特点特点 传递功率大，变速范围广，传动比准确。但有速度损传递功率大，变速范围广，传动比准确。但有速度损失，不能在工作中变速。失，不能在工作中变速。 广泛应用于中小型通用机床或专用机床。广泛应用于中小型通用机床或专用机床。概概 述述 机床主传动系统

6、的组成及分类机床主传动系统的组成及分类滑移齿轮滑移齿轮 机械无级变速装置机械无级变速装置 结构简单、使用可靠。结构简单、使用可靠。常用于中小常用于中小型车床、铣床的主传动。型车床、铣床的主传动。 液压无级变速装置液压无级变速装置 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。常用于直线主运动机床如拉床、刨床的主运动。常用于直线主运动机床如拉床、刨床的主运动。 电气无级变速装置电气无级变速装置 采用交流变频调速电动机，简化结构，采用交流变频调速电动机，简化结构，能实现自动、连续和负载下变速。能实现自动、连续和负载下变速。常用于数控机床的主传动。常用于数控

7、机床的主传动。 无级变速主传动无级变速主传动 可在变速范围内，在运转及负载下连续而自动改变转速。可在变速范围内，在运转及负载下连续而自动改变转速。 特点特点 便于保持恒定的切削速度，满足生产效率和加工质量的便于保持恒定的切削速度，满足生产效率和加工质量的要求。要求。概概 述述 机床主传动系统的组成及分类机床主传动系统的组成及分类 （1 1） 集中传动方式集中传动方式 主传动及其变速传动机构集中在同一个主轴箱内的传动方式。主传动及其变速传动机构集中在同一个主轴箱内的传动方式。 如图，某铣床主变速传动系，如图，某铣床主变速传动系，其利用立式床身作为变速箱体，主其利用立式床身作为变速箱体，主传动及变

8、速机构都装在床身中。传动及变速机构都装在床身中。 优点：优点：结构紧凑，便于实现集结构紧凑，便于实现集中操纵，安装调整方便。中操纵，安装调整方便。 3. 3. 主传动的传动方式主传动的传动方式概概 述述 机床主传动系统的组成及分类机床主传动系统的组成及分类 缺点：缺点：在主传动系中，高速运在主传动系中，高速运转的传动件在运转过程中所产生转的传动件在运转过程中所产生的振动和热变，会直接影响主轴的振动和热变，会直接影响主轴的运转平稳性，使主轴产生热变的运转平稳性，使主轴产生热变形和回转轴线偏离，而影响加工形和回转轴线偏离，而影响加工精度。精度。 应用：应用：主要用于普通精度的大、中型机床。主要用于

9、普通精度的大、中型机床。 概概 述述 机床主传动系统的组成及分类机床主传动系统的组成及分类 （2 2） 分离传动方式分离传动方式 主传动系大部分的传动件和变速机构装在远离主轴的单独变主传动系大部分的传动件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。速箱中，通过带传动将运动传到主轴箱。 如图，如图，C6132C6132型车床主传动系。型车床主传动系。主轴箱中只装有主轴和背轮机构。主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的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。主轴。有利于提高主轴的

10、工作精度。概概 述述 机床主传动系统的组成及分类机床主传动系统的组成及分类 根据已确定的主变速传动系的运动参数和动力参数根据已确定的主变速传动系的运动参数和动力参数 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）分配各变速组及各传动副的传动比；分配各变速组及各传动副的传动比； 4 4）确定齿轮齿数和带轮直径；确定齿轮齿数和带轮直径； 5 5）绘制主变速传动系统图。绘制主变速传动系统图。 机床分级变速主传动系统设计内容机床分级变速主传动系统设计内容第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 1.1.转速图的概念转速图的概念 表示传

11、动轴的数目，传动轴之间的传动关系，主轴的各级转表示传动轴的数目，传动轴之间的传动关系，主轴的各级转速值和传动路线，各传动轴的转速分级和转数值，各传动副的传速值和传动路线，各传动轴的转速分级和转数值，各传动副的传动比等。动比等。 一、转速图一、转速图 转数图转数图是设计和分析是设计和分析分级变速主传动系统的分级变速主传动系统的一个重要工具。一个重要工具。 第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 2. 2.转速图的组成转速图的组成 转速点转速点 表示主轴和各传动轴的转速值表示主轴和各传动轴的转速值( (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

12、相等的水平线。相邻转速线间距为相邻转速线间距为lg 。 传动轴线传动轴线 距离相等的铅垂线。距离相等的铅垂线。从左到右按传动顺序排列。从左到右按传动顺序排列。传动线传动线 传动轴间传动轴间转速转速点的连线，点的连线，表示两轴间一对传动副的传动比。表示两轴间一对传动副的传动比。一个主转速点一个主转速点引出的传动线数目，引出的传动线数目，代表两轴间的传动副数。代表两轴间的传动副数。转速图转速图第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 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，

13、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第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速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22141. 11256126 i电机轴与轴电机轴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 在轴在轴-之间，轴之间，轴转速点转速点引出三条传动线，表示轴引出三条传动线，表示轴-的的变速组有三对传动副，且各传动变速组有三对传动副，且各传动线在轴线在轴上相距一格。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格，

14、显示轴格，显示轴的转速在的转速在710 转速线上。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 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 按动力的传递顺序，变速组依次设为第一变速组、第二变速组、按动力的传递顺序，变速组依次设为第一变速组、第二变速组、第三变速组第三变速组，分别用，分别用a、b、c表示。传动副数用表示。传动副数用P 表示，变表示，变速范围用速范围用r 表示。表示。 1 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。 级比用公比幂形式表示，级比用公比幂形式表示，如如 3 2 2）级比指数）级比指数 是

15、级比的幂指是级比的幂指数，用数，用x 表示。表示。 如级比如级比 3中的幂指数为中的幂指数为 x=3。 3. 3.转速图原理转速图原理第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 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 ai136363 ai 在转速图变速组在转速图变速组a a中中 三条传三条传动线分别是：下降动线分别是：下降2格，下降格，下降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 分级变速主传动系统设

16、计分级变速主传动系统设计 3 3）基本组）基本组 是指级比等于公比或级比指数等于是指级比等于公比或级比指数等于1的变速组。其的变速组。其传动副数用传动副数用P0 表示，级比指数用表示，级比指数用x0 表示。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 （3级级）级等比数）级等比数列转速。列转速。第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 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：

17、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 的最低转速点必须与的最低转速点必须与Lb1的最低转速点相距的最低转速点相距P0 =3格，才能格，才能使轴使轴得到连续不重复的等比数列得到连续不重复的等比数列转速。转速。 级比指数为级比指数为 xb=P0=3 传动线传动线 Lb1 可作可作P0 =3条平行线。条平行线。第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 图中，第二变速组图中，第二变速组b 即即为第为第一扩大组

18、，一扩大组，P1=2，x1=3=P0，其其变速范围为：变速范围为：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）第一扩大组）第一扩大组 是指级比指数等于基本组传动副数的变速组。是指级比指数等于基本组传动副数的变速组。其传动副数用其传动副数用P1 表示，级比指数用表示，级比指数用x1 表示。表示。第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 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: :411

19、417218 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，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 的最的最低转速点相距低转速点相距P0P1 格，使轴格，使轴得得到连续而不重复的等比数列转速。到连续而不重复的等比数列转速。 级比指数为级比指数为62310 PPxc第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 5 5）第二扩大组）第二扩大组 是指级比指数等于是指级比指数等于P0P1 的变速组。其传动的变速组。

20、其传动副数、级比指数、变速范围分别用副数、级比指数、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 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计小结小结 扩大顺序扩大顺序 是指变速组级比指是指变速组级比

21、指数数 x由小到大的排列顺序。由小到大的排列顺序。 一个等比数列变速系统中，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，并遵循级比规律。，并遵循级比规律。)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 jjPPPPx11j210=210- -ZPPPPrrrrR -j j 系统总变速范围为系统总变速范围为第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 结构网结构网 只表示传动比的相对关系，不

22、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转速线图。以对称形式表示的转速线图。 结构式结构式 是是将转速级数按传动顺序写成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。各传动副数右下脚的表达式。 4. 4.结构网和结构式结构网和结构式 问：问：结构式中第一变速组是结构式中第一变速组是？第？第二变速组是二变速组是？ 第三变速组是第三变速组是？ 如如 结构式结构式 12 = 31 23 26第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 转速图的设计步骤转速图的设计步骤 根据

23、转速图的拟定原则，确定结构式，根据转速图的拟定原则，确定结构式，画出结构网；画出结构网；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、主传动系转速图的拟定原则二、主传动系转速图的拟定原则 拟定拟定 原原 则则 极限传动比和极限变速范围原则极限传动比和极限变速范围原则 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 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 为了防止齿轮传动比过小而造成从动轮过大，增加变速箱的为了防止齿轮传动比过小而造成从动轮过大，增加变速箱的尺寸，需要限制最小传动比，即尺寸

24、，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 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 螺旋齿轮变速组的极限变速范围是螺旋齿轮变速组的极限变速范围是 r = 2.54 = 10第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 已知变速组的变速范围已知变速组的变速范围 ，且且r

25、 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，第二变速组第二变速组 36 是第二扩大组，即是第二扩大组，即最后扩大组，则最后扩大组，则81612)13(6)1(222 Pxr（超过极限值）（超过极限值）1jj1)(j210=-PPPPPr 第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 2. 2

26、.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，电动机功率电动机功率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=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

27、分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 方案方案 12=43、 12=34 需要需要3 3根传动轴，有根传动轴，有7 7对齿轮对齿轮； 方案方案 12=62 、 12=26 需要需要3 根传动轴，有根传动轴，有8对齿轮对齿轮。而而8对齿轮的中间轴轴向尺寸大于对齿轮的中间轴轴向尺寸大于7 7对齿轮的轴向尺寸。对齿轮的轴向尺寸。 故方案故方案、 优于方案优于方案、。、。 方案方案 12=322 、12=232 、12=223 都都有有7对对齿轮齿轮，与方案，与方案、相同，但是传动轴的数量比方案相同，但是传动轴的数量比方案、多一多一个，且轴向尺寸短。因此不能直接判断各方案的优劣。个，且轴向尺寸

28、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 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 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 .22=41. 1=91)(43)1(111- 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）极限变速

29、范围判定）极限变速范围判定第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 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，所需传递的转矩就越小，动。传动件越靠近电动机其转速越高，所需传递的转矩就越小，几何尺寸也越小。几何尺寸也越小。 结论结论 尽量使传动系前面的传动件多一些，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，三联，三联滑移齿轮在前，二联滑移齿轮在后。滑移齿轮在前，二

30、联滑移齿轮在后。 数学表达式为数学表达式为 3PaPbPc。 （3 3）传动副前多后少）传动副前多后少第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 在方案在方案 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 22 26 62 21 1 12=312=34 42 22 22 21 1 在扩大方案在扩大方案 、 中中841. 16)12(6)1(222 Px

31、r 在扩大方案在扩大方案 、 中中81641. 18)13(4)1(222 Pxr 3. 3.扩大顺序原则扩大顺序原则 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 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 结论结论 传动副数前多后少，扩大顺序应前小后大，即传动副数前多后少，扩大顺序应前小后大，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8=)1(jj- -Pxjr 当当 一定时一定时, ,传动副

32、数传动副数P 取取大值，级比指大值，级比指数数 x 应取小值。应取小值。 cbaxxx数学表达式为数学表达式为第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 4. 4.最小传动比原则最小传动比原则 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的旋转精度，在传动顺序、扩大顺序的原则上，上，最小传动比应采取最小传动比应采取“前缓后急前缓后急”，即递降原则。，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

33、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； 变速组的最小传动比尽量为变速组的最小传动比尽量为公比的整数次幂，以便于设计。公比的整数次幂，以便于设计。第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 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

34、一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 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。 设计主传动链应遵循设计主传动链应遵循4 4个原则，但具体情况应灵活应用。个原则，但具体情况应灵活应用。第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 如如：CA6140CA6140车床车床 主传动链的主传动链的轴轴安装有双向离安装有双向离合器，占据一定的轴向长度。因合器，占据一定的轴向长度。因此第一变速组为双联滑移齿轮，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。第二

35、变速组为三联滑移齿轮。在在传动顺序上，传动副数不是前多传动顺序上，传动副数不是前多后少后少。 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 ，转速级数为转速级数为8 8级，电机转速级，电机转速 n = 1440r/min。试拟定机床试拟定机床的主传动系结构式，计算各级转速，画出转速图。的主传动系结构式，计算各级转速，画出转速图。 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

36、一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 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 = 24， 8 = 2 2 2 在方案在方案 ，中有三根传动轴，比方案中有三根传动轴，比方案少一根轴，但有一少一根轴，但有一个变速组有四个传动副，增加了中间传动轴的轴向长度。个变速组有四个传动副，增加了中间传动轴的轴向长度。 传动组及传动副方案定为传动组及传动副方案定为 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 第二

37、扩大组的第二扩大组的最终确定结构式为最终确定结构式为 8 = 212224 第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计84=41. 1=)12(4)1(222- - -Pxr 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1.51.51 1144014409509500 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，按照前缓后急原则，第二变速组

38、最小传动传动线平均下降两格，按照前缓后急原则，第二变速组最小传动线下降线下降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；第三变速组最格；第三变速组最小传动线下降小传动线下降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 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计结构式结构式 8 = 212224 第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计12481631.563125250500100020001.062.124.258.51733

39、.567132265530106021201.122.244.59.01835.571140280560112022401.182.364.759.51937.575150300600118023601.252.55.010204080160315630125025001.322.655.310.621.242.585170335670132026501.42.85.611.222.44590180355710140028001.53.06.011.823.647.595190375750150030001.63.156.312.52550100200400800160031501.73.35

40、6.713.226.553106212425850170033501.83.557.1142856112224450900180035501.93.757.515306011823647595019003750 标标 准准 数数 列列 表表 4. 4.绘制转速图绘制转速图1:1.51:11:11:2.821.41:11:21:1.41结构式结构式 8 = 212224 第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 01320 950 670 475 335 236 170 1181440 8 8级转速的转速图级转速的转速图1:1.51:11:11:2.821.41:11:21:1

41、.41结构式结构式 8 = 212224 第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 8 8级转速的传动系统图级转速的传动系统图结构式结构式 8 = 212224 111112121.4111.411111111.4111.4112.8212.821:1.51:1.5第一节第一节 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 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。在保证输出转速准确的前提下，尽量减少齿数。 （1）一个一个变速组内齿轮的模数应变速组内齿轮的模数应相同，且为标准齿轮。每个传动副

42、的相同，且为标准齿轮。每个传动副的齿数和齿数和Sz 应相等。应相等。 （2）齿轮副的齿数和齿轮副的齿数和 Sz100120。 （3）为保证传动的平稳性，主传动为保证传动的平稳性，主传动中最小齿轮齿数中最小齿轮齿数 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 分级变速主传动系统设计分级变速主传动系统设计 如图，变速组如图，变速组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，即应小于中心距，即 4842=64。 （7 7）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， 才能才能保证滑移时齿轮外圆不相碰。保证滑移时齿轮外圆不相碰。)%1(10)( nnnn （5 5）实际转速实际转速n与标准转速与标准转速 n 的相对误差的相对误差n为为 （6 6）齿轮可装在轴上的条件：齿根圆至齿轮可装在轴上的条件：齿根圆至 键槽顶面的距离键槽顶面的距离a2m