《金属切削机床》第七章机床总体设计及传动系统的设计课后习题答案

第七章机床总体设计及传动系统的设计

第五节分级变速主传动系统设计(1)

课后习题

1.转速图的绘制原理：

答：(1)采用对数坐标表格

(2)竖线表示传动轴

(3)横线表示转速，间距为1g巾

(4)二竖线间连线表示传动副，

(5)斜率表示传动比

(6)连线与竖线交点圆圈表示该轴的转速值

2.转速图的功用是什么？

答：从转速图上可看出：传动轴数、变速组数、变速组中传动副数、传动比、

主轴的转速级数、转速值、变速组的转速范围、级比、级比指数。

3.某中型卧式车床，主轴转速级数Z=12,公比6=1.41,电机转速1440r/min

主轴转速n=31.5~1400r/min,主传动系统图如下所示。

要求：分析此传动系统，画出主传动系转速图。

解：(1)根据已知条件查主轴的转速为:

31,545639012518025035550071010001400r/min

（2）电动机轴与I轴之间为传动带定比传动,

U=126/256%%=1/L4P=1/4>2<1

其传动比是：

为降速传动，传动线向右下方倾斜两格，

I轴的转速为：n1=1440*126/256=710r/min

（3）轴I—II轴间的变速组a有3个传动副，其传动比分别为：

Ual=36/36=l/l=l/q）0=1（传动线一水平）

Ua2=30/42=l/1.41=l/4><1（传动线一向右下方降一格）

Ua3=24/48=l/2=l/4>2<1（传动线一向右下方降两格）

（4）轴H—IH轴间的变速组b,有2个传动副，其传动比分别为：

Ubl=42/42=1/1=1/60=1（传动线一水平）

Ub2=22/62=l/2.82=l/@3<1（传动线一向右下方降三格）

在转速图上，II轴的每一转速都有两条传动线与III轴相连。

故III轴共得到3*2=6级转速

（5）在HI—IV轴之间的变速组C,有两个传动副，其传动比分别为:

Ucl=60/30=2/1=e2/1>1（传动线一向右上方升两格）

Uc2=18/72=%=1/e4V1（传动线一向右下方降四格）

在转速图上，III轴的每一转速都有两条传动线与IV轴相连。

故IV轴共得到3*2*2=12级转速。

（6）绘制转速图：

4.分级变速主传动系设计应遵循的一般原则是什么？

答：(1)传动副前多后少的原则

(2)传动顺序和扩大顺序相一致的原则

(3)变速组的降速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过电机转速

(4)极限传动比、极限变速范围的原则。

5.已知某等比数列中，n7=80r/min,试计算确定n6,ni2

%=%I0=80/1.416=10.18

n6=〃炉=10.18x1.415=57

解：%2=M=10.18X1.41"=446r/min.

第七章机床总体设计及传动系统的设计

第五节分级变速主传动系统设计(2)

课后习题

1.什么是变速组的级比和级比指数？常规变速主传动系各变速组的级比指数有

什么规律？

答：级比一主动轴上同一转速点传往从动轴上相邻两传动副传动比之比。

级比为公比基的形式，用＜pXi表示。

级比中的指数值X],称为级比指数，

级比规律：

(1)基本组的级比指数必等于1,即x0=l

(2)任一扩大组的级比指数必大于1,且等于基本组传动副数与该扩大组之

前(按扩大顺序计)各扩大组的传动副数的乘积，即xj=PoPiP2…PH

2.分析补全下面的结构式，并指出其传动顺序与扩大顺序是否一致？

①16=2[21-2[4]-2[U-2[»]传动顺序与扩大顺序不一致;

②12=2[3]-2[61-3tn传动顺序与扩大顺序不一致。

③18=2[9]*3[3]<3[|]扩大顺序与传动顺序是不一致

④12=2t।],2[2],3t4]扩大顺序与传动顺序是一致

3.已知某机床的主轴转速为n=100~1120r/min,转速级数Z=8,电动机转速

nd=1440r/mino

试根据机床主传动系统的设计原则，完成:

1.拟定传动系统的结构式；

2.设计转速图；

3.画出转速图

解：1.计算公比小

1120

Rn=-------Q2-1

已知：100,Z=8.根据欢二°:则:

|go=LglL19^1,41

Z-18-1即："=14]

2.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：

①Z=4x2；②Z=2x4；③Z=2x2x2

在方案①，②中，可减少一根轴，但有一个传动组内有四个传动副，增加传动轴

轴向长度，所以选择方案③：Z=2x2x2

根据前密后疏原则，选择结构式为：

8=2ix22X24

验算变速范围：R2=1.414(2-1)=4<8合格

3.转速图绘制设计

①主轴各级转速为：100,140,200,280,400,560,800,1120r/min

②确定定比传动比：取轴I的转速值为800r/min,

则电机轴与轴的传动比为：

8001

U=------=--------

14401.8

③确定各变速组最小传动比

从转速点800r/min到100r/min共有6格，三个变速组的最小传动线平均下

降两格，按照降速前缓后急的原则，第二变速组最小传动线下降2格；第一变速

组最小传动线下降2-1=1格；第三变速组最小传动线下降2+1=3格。

④绘制转速图:

4.某车床的主轴转速范围为45~2000r/min,电动机转速n电=1440r/min,

nl=lOOOr/mino试完成下述内容：

①求出机床主轴的变速范围Rn；确定主轴的变速级数Z；

②查表确定主轴各级转速；并确定一个合理的结构式；

③绘制转速图。

-1800”“

解：①/?„==----=44.4（2分）

«,»in45

由R,="ZT）

得z=^^+l=^^+l=12

lg。lgl.41

②查表得各级转速为：45、63、90、125、180、20、355、500、710、1000、

1400、2000r/mino

合理的结构式为：结构式12=3,X23X26

第七章机床总体设计及传动系统的设计

第六节计算转速

课后习题

1.计算转速的定义：

答：主轴或各传动件传递全部功率的最低转速。

2.计算转速确定顺序是什么？主轴和各传动件计算转速确定的依据是什么？

答：（1）1）主轴计算转速确定；

2）各传动轴计算转速确定（由后往前确定）；

3）齿轮计算转速确定（一般只计算变速组中强度最薄弱的小齿轮）。

（2）1）主轴是根据各类机床主轴计算转速列表计算；

2）传动轴计算转速确定：根据主轴计算转速逐轴确定

3）齿轮计算转速确定：从动齿轮计算转速根据所在轴确定（即所

在轴的计算转速），主动齿轮计算转速根据从动轮确定，变速组齿轮模数

相同时，仅需确定最小齿轮计算转速。

3.如图某车床主传动系转速图，试确定：

（1）计算主轴的计算转速；

（2）计算各传动轴的计算转速。

（3）分别计算Zu,Z5Zi三个小齿轮的计算转速。

解：（1）主轴的计算转速：

由表7-5（P148）查得：

nj=ni<pz/3>ni（p=m：i=m

主轴计算转速是第一个（低的）1/3变速范围的最高一级转速，为山

即：nj=125r/min.

（2）i轴III—6级转速，其最低转速为180r/min通过双联齿轮使主轴获得

两级转速：45、355r/min,355r/min比主轴的计算转速高，需传递全部功率，故

III轴的』80r/min转速也应能传递全部功率，即为计算转速。

ii轴II—2级转速，其最低转速为355r/min通过三联齿轮使III轴获得三级

转速：180、250、355r/min,这三级转速均需传递全部功率，故H轴的355r/min

转速也应能传递全部功率，即为计算转速。

iii轴I同理，710r/min是I轴的计算转速。

（3）各齿轮的计算转速：

各变速组内一般只计算组内最小的，也是强度最薄弱的齿轮，故也只需确

定最小齿轮的计算转速。

轴III—IV之间变速组的齿轮Zu：经该齿轮传动，使主轴获得6级转速45、

63、90、125、180、250r/min,主轴的计算转速是125r/min,故Zu的齿轮在500r/min

时应该传递全部功率，因此500r/min是计算转速。

轴II—III间变速组的齿轮Z5：经该齿轮传动，使m轴获得2级转速180、

500r/min,III轴的计算转速是180r/min,故Z5的齿轮在355r/min时应该传递全

部功率，因此355r/min是计算转速。