機(jī)械裝備設(shè)計(jì)變速組.ppt
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1、(一)主參數(shù)和尺寸參數(shù),四、 機(jī)床主要參數(shù)的確定,機(jī)床主參數(shù)是代表機(jī)床規(guī)格大小及反映機(jī)床最大工作能力的一種參數(shù)。 通用機(jī)床的主參數(shù)通常都以機(jī)床的最大加工尺寸來(lái)表示,專用機(jī)床的主參數(shù)一般以與通用機(jī)床相對(duì)應(yīng)的主參數(shù)表示。為了更完整地表示機(jī)床的工作能力和加工范圍,可在主參數(shù)后面標(biāo)出第二主參數(shù),如最大工件長(zhǎng)度、最大跨距等。 機(jī)床尺寸參數(shù)是指機(jī)床主要結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)。包括: 1)與工件有關(guān)的尺寸參數(shù);如臥式車床刀架上最大加工直徑,搖臂鉆床的立柱外徑與主軸之間的最大跨距等。 2)與工、夾、量具有關(guān)的尺寸參數(shù)。如臥式車床主軸錐孔及主軸前端尺寸。,(二)運(yùn)動(dòng)參數(shù),1.主運(yùn)動(dòng)參數(shù),指機(jī)床執(zhí)行件如主軸、工件安裝部件
2、(工作臺(tái)、刀架)的運(yùn)動(dòng)速度。,主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí):機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速n(單位為rmin): n=1000v/d n 主軸轉(zhuǎn)速(r/min); v 切削速度(m/min); d 工件或刀具直徑(mm)。,主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí),主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是刀具或工件的每分鐘往復(fù)次數(shù)(單位為次min)。 專用機(jī)床可根據(jù)特定工序?qū)嶋H使用的切削速度和工件(或刀具)的直徑確定主軸轉(zhuǎn)速,且大多數(shù)情況只需一種速度。 通用機(jī)床,為適應(yīng)各種不同的加工要求,主軸應(yīng)有一定的變速范圍和變速方式(有級(jí)或無(wú)級(jí)變速)。,(二)運(yùn)動(dòng)參數(shù),dmax = KD dmin = Rd dmax 式中 D 機(jī)床能加工的最
3、大直徑(mm); K 系數(shù); Rd 計(jì)算直徑范圍。,1.主運(yùn)動(dòng)參數(shù),式中:vmax, vmin,可根據(jù)切削用里手冊(cè)、現(xiàn)有機(jī)床使用情況調(diào)查或者切削試驗(yàn)確定。通用機(jī)床的dmax和dmin并不是指機(jī)床上可能加工的最大和最小直徑,而是指實(shí)際使用情況下,采用vmax和vmin時(shí)常用的經(jīng)濟(jì)加工直徑。對(duì)于通用機(jī)床,一般取,主軸轉(zhuǎn)速和變速范圍,(1) 最低(n min)和最高(n max)轉(zhuǎn)速的確定,,如臥式車床 K = 0.5,搖臂鉆床 K = 1.0, 通常 R d = 0.20.25 。 例如,400mm 臥式車床,確定主軸的最高轉(zhuǎn)速。根據(jù)分析,用硬度合金車刀對(duì)小直徑鋼材半精車外圓時(shí),主軸轉(zhuǎn)速為最高,
4、參考切削用量資料,可取 v max = 200 m/min,對(duì)于通用車床 K = 0.5,R d = 0.25,則: d max = KD = 0.5 400 mm = 200 mm d min = R d d max = 0.25 200mm = 50 mm r/min = 1273r/min,(1) 最低(n min)和最高(n max)轉(zhuǎn)速的確定,通常用高速鋼刀具,精車合金鋼材料的梯形螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)速較低,取v min = 1.5 m/min,在400mm 臥式車床上加工絲杠最大直徑在450 mm 左右,則:,實(shí)際使用中可能使用到 n max 或 n min 的典型工
5、藝不一定只有一種可能,可以多選擇幾種工藝作為確定最低及最高轉(zhuǎn)速的參考。同時(shí)考慮今后技術(shù)發(fā)展的儲(chǔ)備,最后確定 n max = 1600 r/min,n min = 10 r/min 。,(1) 最低(n min)和最高(n max)轉(zhuǎn)速的確定,,(2)轉(zhuǎn)速分級(jí) 主軸轉(zhuǎn)速的合理排列確定了 n max 和 n min 之后,在已知變速范圍內(nèi)若采用有級(jí)變速,則應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速分級(jí);如果采用無(wú)級(jí)變速,有時(shí)也需用分級(jí)變速機(jī)構(gòu)來(lái)擴(kuò)大其無(wú)級(jí)變速范圍。 所謂分級(jí)即在變速范圍內(nèi)確定中間各級(jí)轉(zhuǎn)速。目前,多數(shù)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速是按等比級(jí)數(shù)排列,其公比用符號(hào)表示。則轉(zhuǎn)速數(shù)列為:,n1 = n min,n 2 = n min,n 3
6、 = n min2, ,n Z = n min Z1,1.主運(yùn)動(dòng)參數(shù),主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列呈等比級(jí)數(shù)規(guī)律分布,主要原因是在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速相對(duì)損失均勻。 如 在加工中某一工序要求的合理轉(zhuǎn)速為 n,而在Z級(jí)轉(zhuǎn)速中沒(méi)有這個(gè)最佳轉(zhuǎn)速,而是處于n j 和 n j+1 之間,即 n j < n < n j+1。 若采用n j+1比n轉(zhuǎn)速高,由于過(guò)高的切削速度會(huì)使刀具耐用度下降。 為了不降低刀具耐用度,一般選用n j ,將造成轉(zhuǎn)速損失,其轉(zhuǎn)速損失為(nn j),相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為,(2)轉(zhuǎn)速分級(jí),,,在其它條件(直徑、進(jìn)給、切深)不變的情況下,轉(zhuǎn)速的損失就反映了生產(chǎn)率的損失。對(duì)于普通機(jī)床,如果認(rèn)為每級(jí)轉(zhuǎn)速的使用機(jī)會(huì)
7、都相等,那么應(yīng)使A max為一定值,即:,可見(jiàn)任意兩級(jí)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系應(yīng)為: n j+1 = n j ,此外,應(yīng)用等比級(jí)數(shù)排列的主軸轉(zhuǎn)速,可借助于串聯(lián)若干個(gè)滑移齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。使變速傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單并且設(shè)計(jì)計(jì)算方便。,(2)轉(zhuǎn)速分級(jí),為了使用記憶方便,轉(zhuǎn)速數(shù)列中的轉(zhuǎn)速系是十倍比的,故應(yīng)符合如下關(guān)系 , ,E 1是正整數(shù);如采用多速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),通常電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為3000/1500或3000/1500/750 r/min,故也應(yīng)符合如下關(guān)系, ,E 2 也為正整數(shù)。,(3)標(biāo)準(zhǔn)公比值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定,轉(zhuǎn)速由 n min 至nmax必須遞增,所以公比應(yīng)大于 l;為了限制轉(zhuǎn)速損失
8、的最大值 A max 不大于 50%,則相應(yīng)的公比不大于2,故: 1< 2,為了簡(jiǎn)化機(jī)床設(shè)計(jì)和使用,規(guī)定了幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值,這些數(shù)值是選取2或10的某次方根,1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2。標(biāo)準(zhǔn)公比見(jiàn)表3-2。,(3)標(biāo)準(zhǔn)公比值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定,當(dāng)選定標(biāo)準(zhǔn)公比之后,轉(zhuǎn)速數(shù)列可從表3-3中查出。表中給出了公比為1.06的從115000的數(shù)列,其它公比的數(shù)列可由此派生得到。 表3-2和表3-3均適用于轉(zhuǎn)速、雙行程和進(jìn)給系列,也可以用于機(jī)床尺寸和功率參數(shù)等數(shù)列。,(3)標(biāo)準(zhǔn)公比值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定,表3-2 公比1.06的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列,(3)標(biāo)準(zhǔn)公比值和標(biāo)
9、準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定,(3)標(biāo)準(zhǔn)公比值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定,1.061 1.062 = 1.12 1.064 = 1.122 = 1.26 1.066 = 1.123 = 1.41 1.068 = 1.124 = 1.262 = 1.58 1.0610 = 1.125 = 1.78 1.0612 =1.126 =1.263 =1.412 = 2,七個(gè)公比值之間的關(guān)系,(3)標(biāo)準(zhǔn)公比值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定,1)公比是2的某次方根,其數(shù)列每隔若干項(xiàng)增加或縮小2倍,如 = ,數(shù)列為10、12.5、16、20、25、32、40、,每隔三項(xiàng)增大2倍。 便于采
10、用雙速電動(dòng)機(jī),因?yàn)殡p速電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)同步轉(zhuǎn)速比值是2,例如30001500或1500750等,同時(shí)也便于記憶和寫(xiě)出等比數(shù)列。 2)公比是10的某次方根,其數(shù)列每隔若干項(xiàng)增大或縮小10倍。 這特性符合常用十進(jìn)制習(xí)慣,如 = ,數(shù)列為10、16、25、40、63、100、160、 250、400、630、,每隔五項(xiàng)增大10倍,使數(shù)列整齊好記。,標(biāo)準(zhǔn)公比特性,公比的選取一般原則,從使用性能考慮,選取公比最好小一些,但小,級(jí)數(shù)增多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 大批大量生產(chǎn)的自動(dòng)化與半自動(dòng)化機(jī)床,要求較高的生產(chǎn)率,相對(duì)轉(zhuǎn)速損失要小,因此,要小些,選取1.12或1.25。 大型機(jī)床加工大尺寸工件,機(jī)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),選擇合理的
11、切削速度對(duì)提高生產(chǎn)率作用較大,應(yīng)小些,取1.12、1.25。 中型通用機(jī)床,萬(wàn)能性較大,要求轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)多,但結(jié)構(gòu)又不能過(guò)于復(fù)雜,公比常選取1.25或1.41 小型機(jī)床切削加工時(shí)間常比輔助時(shí)間少,結(jié)構(gòu)要求簡(jiǎn)單,機(jī)動(dòng)時(shí)間短,變速級(jí)數(shù)不多,公比常取1.58或1.78。,1.主運(yùn)動(dòng)參數(shù),(5)變速范圍Rn、公比和級(jí)數(shù)z的關(guān)系 由等比級(jí)數(shù)規(guī)律可則:,已知任意兩個(gè)可求第三個(gè),用公式求出的和Z應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)和整數(shù)。 常用的Z:3,4,6,8,9,12,16,18,24,采用等比數(shù)列的優(yōu)點(diǎn) 對(duì)于某一個(gè)公比,任意兩個(gè)相鄰轉(zhuǎn)速之間的最大相對(duì)速度損失Amax為一個(gè)常數(shù),轉(zhuǎn)速分布的疏密程度均勻合理。 這種轉(zhuǎn)速數(shù)列可由幾
12、個(gè)變速組的不同傳動(dòng)比搭配相乘得到,能用較少的齒輪實(shí)現(xiàn)較多級(jí)的轉(zhuǎn)速,使傳動(dòng)系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化。,1.主運(yùn)動(dòng)參數(shù),2. 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù),機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)多數(shù)是直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)給量用工件或刀具每轉(zhuǎn)位移表示,即mmr;也可以用每一往復(fù)行程的位移表示,即mm行程 。 機(jī)床進(jìn)給量的變換可用無(wú)級(jí)變速(數(shù)控機(jī)床)和有級(jí)變速方法。 采用有級(jí)變速方式時(shí),進(jìn)給量一般為等比數(shù)列。確定方法與主軸轉(zhuǎn)速的確定方法相同。 進(jìn)給量也是等差數(shù)列。而用交換齒輪改變進(jìn)給量大小的自動(dòng)車床,其進(jìn)給量就不是按一定規(guī)則排列的。,螺紋加工機(jī)床和普通車床的進(jìn)給量按照加工標(biāo)準(zhǔn)螺紋導(dǎo)程數(shù)列來(lái)選取,進(jìn)給量數(shù)列為分段等差數(shù)列。 刨床和插床采用棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng),進(jìn)
13、給量大小靠每次撥動(dòng)一齒、二齒或幾個(gè)齒來(lái)改變,進(jìn)給量也是等差數(shù)列。而用交換齒輪改變進(jìn)給量大小的自動(dòng)車床,其進(jìn)給量就不一定按一定規(guī)則。,2. 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù),數(shù)控機(jī)床一般采用電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速形式。其他機(jī)床多采用有級(jí)變速形式或無(wú)級(jí)與有級(jí)變速組合形式。 機(jī)床運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式常用的有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)。 驅(qū)動(dòng)方式的選擇主要根據(jù)機(jī)床的變速形式和運(yùn)動(dòng)特性要求來(lái)確定。,3變速形式與驅(qū)動(dòng)方式選擇,三、動(dòng)力參數(shù),動(dòng)力參數(shù)指主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力消耗,它主要由機(jī)床的切削載荷和驅(qū)動(dòng)的工件質(zhì)量決定。 對(duì)于專用機(jī)床,機(jī)床的功率可根據(jù)特定工序的切削用量計(jì)算或測(cè)定; 對(duì)于通用機(jī)床,目前單純用計(jì)算的方法來(lái)確定功率是困難的
14、,故通常用類比、測(cè)試和近似計(jì)算幾種方法互相校核來(lái)確定。,電動(dòng)機(jī)的功率,定義:電動(dòng)機(jī)功率、液壓缸牽引力、液壓馬達(dá)或步進(jìn)電機(jī)的額定扭矩等。,三、動(dòng)力參數(shù),下面介紹用近似計(jì)算的方法確定機(jī)床動(dòng)力參數(shù)。,,,1、主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率,切削功率P切 主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 空載功率P空 附加機(jī)械摩擦損失功率P機(jī), 切削功率 可按下表計(jì)算,表 常用工序切削功率計(jì)算式,,Fz 切削力 v 切削速度 Mk切削扭矩,, 空載功率 機(jī)床主運(yùn)動(dòng)可空轉(zhuǎn)時(shí)由于傳動(dòng)件摩搽、攪油、空氣阻力等原因電動(dòng)機(jī)要消耗一部份功率,其值隨傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速增大而增加,與傳動(dòng)件預(yù)緊程度及裝配質(zhì)量有關(guān),小型機(jī)床主傳動(dòng)空載功率損失可由下列
15、實(shí)驗(yàn)公式估算:,1、主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率,1、主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率, 附加機(jī)械摩擦損失功率 機(jī)床切削時(shí)由于傳動(dòng)件正壓力加大,則摩擦損失將增加,顯然P輔隨P切的變化而變化。可按下式計(jì)算。,因此,主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為: P主P切P空(P切機(jī)P切)P空P切機(jī),當(dāng)機(jī)床結(jié)構(gòu)尚未確定時(shí),應(yīng)用上式有一定困難。粗略估算可用右列經(jīng)驗(yàn)公式:,其中床為機(jī)床總機(jī)械效率,主運(yùn)功為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí), 床0.7-0.85,主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)時(shí), 床0.6-0.7; 對(duì)于間斷地工作的機(jī)床,由于允許電動(dòng)機(jī)短時(shí)超載工作。故式P主是指電動(dòng)機(jī)在允許的范圍內(nèi)超載時(shí)的功率,電動(dòng)機(jī)的額定功率可按下式計(jì)算: P
16、額定= P主/K,1、主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率,2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率, 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)共用電動(dòng)機(jī) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)消耗的功率遠(yuǎn)小于主運(yùn)動(dòng)。, 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與快速移動(dòng)共用電動(dòng)機(jī) 快速移動(dòng)所消耗的功率進(jìn)給運(yùn)動(dòng)功率 電動(dòng)機(jī)功率確定取決于快速移動(dòng)功率。不必單獨(dú)考慮工作進(jìn)給所需功率。, 單獨(dú)使用電動(dòng)機(jī),確定方法:采用參考同類型機(jī)床和計(jì)算相結(jié)合的方法。由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度較低,空載功率很小,所以在計(jì)算時(shí)可略去 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電機(jī)功率取決于進(jìn)給的有功功率和傳動(dòng)件的機(jī)械效率。即:,2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率,2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率,3、快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率,,P快(P慣P摩)K,快速移動(dòng)電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)的消耗功率最大,此時(shí)須同時(shí)克服慣性力和摩
17、擦力。 啟動(dòng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為:,式中 P快 快速運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率(KW); P摩 克服摩擦力所需的功率(KW); P慣 克服慣性力所需的功率(KW); K 安全系數(shù),K=1.52.5。, P慣的計(jì)算,, P摩的計(jì)算 1)水平運(yùn)動(dòng),2)升降運(yùn)動(dòng),3、快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率,3.4.1 必須滿足的設(shè)計(jì)基本要求 3.4.2 主傳動(dòng)系統(tǒng)分類與傳動(dòng)方式 3.4.3 分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng) 3.4.4 無(wú)級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.4.5 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),第四節(jié) 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),3.4.1 須滿足的設(shè)計(jì)基本要求,1)滿足機(jī)床使用性能要求。機(jī)床的末端執(zhí)行件(如主軸)應(yīng)有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和變速級(jí)數(shù)。
18、 2)機(jī)床的動(dòng)力源和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)能夠輸出和傳遞足夠的功率和轉(zhuǎn)矩,并有較高的傳動(dòng)效率。 3)機(jī)床的傳動(dòng)結(jié)構(gòu),特別是末端執(zhí)行件必須有足夠的精度、剛度、抗振性能和較小的熱變形。 4)應(yīng)該合理地滿足機(jī)床的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率的要求。 5)機(jī)床的操作和控制要靈活,安全可靠,噪聲小,維修方便。機(jī)床的制造要方便,成本要低。,3.4.2主傳動(dòng)系統(tǒng)分類與傳動(dòng)方式,(一)主傳動(dòng)系分類 (1)按驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)類型 可分為交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中又可分單速交流電動(dòng)機(jī)或調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)又有多速交流電動(dòng)機(jī)和無(wú)級(jí)調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 (2)按傳動(dòng)裝置類型 可分為機(jī)械傳動(dòng)裝置
19、、液壓傳動(dòng)裝置、電氣傳動(dòng)裝置以及它們的組合。 (3)按變速的連續(xù)性 可以分為分級(jí)變速傳動(dòng)和無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。,機(jī)械傳動(dòng)裝置分類,,有級(jí)變速,無(wú)級(jí)變速,速度可變,速度恒定,,,,,,機(jī)械無(wú)級(jí)變速,液壓無(wú)級(jí)變速,電氣無(wú)級(jí)變速,滑移齒輪,變換齒輪,交換皮帶輪,速度,分級(jí)變速傳動(dòng)在一定的變速范圍內(nèi)只能得到某些轉(zhuǎn)速,變速級(jí)數(shù)一般不超過(guò)2030級(jí)。傳動(dòng)方式有滑移齒輪變速、交換齒輪變速和離合器(如摩擦式、牙嵌式、齒輪式離合器)變速。傳遞功率較大,變速范圍廣,傳動(dòng)比準(zhǔn)確,工作可靠,廣泛應(yīng)用于通用機(jī)床。缺點(diǎn)是有速度損失,不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行變速。 無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)可以在一定的變速范圍內(nèi)連續(xù)改變轉(zhuǎn)速,以便得到最有利的切削速
20、度;能在運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)載中變速,便于實(shí)現(xiàn)變速自動(dòng)化。無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)可由機(jī)械摩擦無(wú)級(jí)變速器、液壓無(wú)級(jí)變速器和電氣無(wú)級(jí)變速器實(shí)現(xiàn)。,(一)主傳動(dòng)系分類,應(yīng)用:通用機(jī)床中多數(shù)機(jī)床的主變速傳動(dòng)系都采用這種方式。適用于普通精度的大中型機(jī)床。 優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊,便于實(shí)現(xiàn)集中操縱,安裝調(diào)整方便。 缺點(diǎn):運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動(dòng)件在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)、熱量,會(huì)使主軸產(chǎn)生變形,使主軸回轉(zhuǎn)中心線偏離正確位置而直接影響加工精度。,1集中傳動(dòng)方式 主傳動(dòng)系的全部傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)集中裝在同一個(gè)主軸箱內(nèi),稱為集中傳動(dòng)方式。,(二)主傳動(dòng)系的傳動(dòng)方式,2分離傳動(dòng)方式 主傳動(dòng)系中的大部分的傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)裝在遠(yuǎn)離主軸的單獨(dú)變速箱中,然后通過(guò)帶傳動(dòng)將運(yùn)
21、動(dòng)傳到主軸箱的傳動(dòng)方式。,特點(diǎn):變速箱各傳動(dòng)件所產(chǎn)生的振動(dòng)和熱量不能直接傳給或少傳給主軸,減少了主軸的振動(dòng)和熱變形,利于提高機(jī)床的工作精度。 主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由皮帶經(jīng)齒輪離合器直接傳動(dòng),傳動(dòng)鏈短,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),空載損失小;主軸低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由皮帶輪經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng),轉(zhuǎn)速顯著降低,擴(kuò)大了變速范圍。,(二)主傳動(dòng)系的傳動(dòng)方式,3.4.3 分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng),(一)轉(zhuǎn)速圖與結(jié)構(gòu)式 (二)各變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比 (三)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與方法 (四)主傳動(dòng)系統(tǒng)的幾種特殊設(shè)計(jì) (五)擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法 (六)齒輪齒數(shù)的確定 (七)計(jì)算轉(zhuǎn)速 (八)變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算,(一)轉(zhuǎn)速圖與
22、結(jié)構(gòu)式,X2010龍門(mén)銑床,傳動(dòng)系統(tǒng)圖,轉(zhuǎn)速圖,,,傳動(dòng)系統(tǒng)圖,1)距離相等的豎直線代表傳動(dòng)系統(tǒng)的各軸,從左到右依次標(biāo)注、、,。 距離相等豎直線并不意味著中心距相等。 2)距離相等的橫直線代表各級(jí)轉(zhuǎn)速。 距離相等的橫直線并不表示轉(zhuǎn)速差相等。,1.轉(zhuǎn)速圖,橫直線坐標(biāo)取對(duì)數(shù)坐標(biāo),在相交點(diǎn)直接寫(xiě)出轉(zhuǎn)速的數(shù)值。 3)距離相等的橫直線與豎直線的相交點(diǎn)(用圓圈表示),用來(lái)代表各級(jí)轉(zhuǎn)速。 4)相鄰兩軸之間相應(yīng)轉(zhuǎn)速的連線代表相應(yīng)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。,1.轉(zhuǎn)速圖,相鄰兩軸之間的相應(yīng)轉(zhuǎn)速的連線:傳動(dòng)副的傳動(dòng)比 傳動(dòng)比的大小以連線的傾斜方向和傾斜度表示 從左向下斜:降速傳動(dòng) 向上斜: 升速傳動(dòng) 水平連線: 等速傳
23、動(dòng),1.轉(zhuǎn)速圖,X2010龍門(mén)銑床,第一變速組(II-III軸),三對(duì)齒輪,第二變速組(一軸),二對(duì)齒輪,第三變速組(IV-V軸),二對(duì)齒輪,X2010龍門(mén)銑床,等比數(shù)列相乘=等比數(shù)列?,等比數(shù)列110,12.5,16 等比數(shù)列210,20,40 兩個(gè)等比數(shù)列相乘: 100,125,160,200,250, 320,400,500,640,變速的基本規(guī)律,(一)變速系統(tǒng)的變速級(jí)數(shù) 變速系統(tǒng)的變速級(jí)數(shù)Z =各變速組傳動(dòng)副數(shù)的乘積 主軸的變速級(jí)數(shù)為: Z = papbpcpm pa、pb、pc、、pm 分別代表各變速組的傳動(dòng)副數(shù) Z 變速級(jí)數(shù) a、b、c、、m 相應(yīng)的變速
24、組和傳動(dòng)順序, 傳動(dòng)順序電動(dòng)機(jī)、主軸傳動(dòng)的先后排列,(二)總變速范圍 變速組的變速范圍 = 最大傳動(dòng)比和最小傳動(dòng)比之比 總變速范圍 = 各變速組變速范圍的乘積,變速的基本規(guī)律,(三)變速組的傳動(dòng)比之間的關(guān)系,變速組內(nèi)相鄰傳動(dòng)比之間的比值級(jí)比0 變速組的級(jí)比指數(shù)0是指轉(zhuǎn)速圖中變速組內(nèi)主動(dòng)軸上同一點(diǎn)傳往被動(dòng)軸相鄰兩傳動(dòng)線的比值,相當(dāng)于相鄰兩傳動(dòng)線與被動(dòng)軸交點(diǎn)之間相距的格數(shù)(相鄰傳動(dòng)比(線)相間隔的格數(shù))。,0=1,表示間隔1個(gè)格,變速的基本規(guī)律,第一變速組: 相鄰傳動(dòng)比=1::2,即x0=1 三個(gè)傳動(dòng)比的連線相隔1格 變速后,軸可以得到三級(jí)連續(xù)等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速,即500、630、800。 x0 =
25、 1的變速組 “基本組”或“基本變速組”,基 本 組,變速的基本規(guī)律,x1 該變速組的級(jí)比指數(shù),x1=3。 變速組內(nèi)相鄰傳動(dòng)比(線)之間相差3倍,即相差3個(gè)格。 第軸得到6級(jí)連續(xù)的等比數(shù)列。 第二變速組的作用:將基本組的變速范圍進(jìn)行第一次擴(kuò)大 第一擴(kuò)大組。,第二變速組,變速的基本規(guī)律,x2該變速組的級(jí)比指數(shù),x2= 6, 相鄰傳動(dòng)比之間相差6倍 第軸可以得到322= 12級(jí)轉(zhuǎn)速 第二次把基本組的轉(zhuǎn)速范圍擴(kuò)大第二擴(kuò)大組,第三變速組,變速的基本規(guī)律,擴(kuò)大順序,按擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍過(guò)程而排列的基本組、第一擴(kuò)大組、第二擴(kuò)大組的排列順序。,變速的基本規(guī)律,基本組 p0=3 級(jí)比x0 x0=1 第一擴(kuò)大組 p
26、1=2 級(jí)比 x1 x1=3= p0 第二擴(kuò)大組 p2=2 級(jí)比 x2 x2= 6=p0 p1 第三擴(kuò)大組 p3=2 級(jí)比 x3 x3= p0 p1 p2 類推 第j擴(kuò)大組級(jí)比xj xj= p0 p1 p2pj-1,級(jí)比規(guī)律,變速的基本規(guī)律,級(jí)比規(guī)律 如果違背上述規(guī)律,出現(xiàn)情況如下:,變速的基本規(guī)律,變速的基本規(guī)律,變速組的變速范圍rn:變速組中最大與最小傳動(dòng)比的比值。,基本組的變速范圍r0:,第一擴(kuò)大組的變速范圍r1,第二擴(kuò)大組的變速范圍r 2:,變速的基本規(guī)律,同理,第j 擴(kuò)大組變速范圍rj,主軸的變速范圍Rn,變速的基本規(guī)律,結(jié)論: 以基本組為基礎(chǔ),通過(guò)第一、第二、、擴(kuò)大組把各軸的轉(zhuǎn)速級(jí)
27、數(shù)和變速范圍逐步擴(kuò)大,各變速組相鄰傳動(dòng)比之間遵循級(jí)比規(guī)律,則機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速數(shù)列是連續(xù)的等比數(shù)列。 基本組的級(jí)比等于,級(jí)比指數(shù)x。1;擴(kuò)大組的級(jí)比xj ,級(jí)比指數(shù)xj應(yīng)等于該擴(kuò)大組前面的基本組傳動(dòng)副數(shù)和各擴(kuò)大組傳動(dòng)副數(shù)的乘積。 變速系統(tǒng)的變速級(jí)數(shù)是各變速組傳動(dòng)副數(shù)的乘積。 Z=P0P1P2P3P4 機(jī)床的總變速范圍Rn是各變速組變速范圍的乘積。 Rn=r0r1r2r3r4 ,三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式,1.結(jié)構(gòu)網(wǎng):轉(zhuǎn)速圖的對(duì)稱形式 二軸間連線: 僅表示傳動(dòng)關(guān)系。 軸上各圓點(diǎn): 不表示該軸的具體轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)速圖有一致的變速特性,一個(gè)轉(zhuǎn)速圖對(duì)應(yīng)一個(gè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)。 一個(gè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)可以畫(huà)出很多不同的轉(zhuǎn)速圖。,1
28、2 = 312326,三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式,2.結(jié)構(gòu)式,結(jié)構(gòu)網(wǎng)又可以簡(jiǎn)化為結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)式:專門(mén)用來(lái)表示變速系統(tǒng)特性的式子。,12 轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) 3、2、2 變速組的傳動(dòng)副數(shù)和傳動(dòng)順序 1、3、6 各變速組級(jí)比指數(shù),,x0,x1,x2 31--基本組,x0=1,p03 23--第一擴(kuò)大組, x13、p12 26--第二擴(kuò)大組,x2=6,p2= 2,各組變速范圍分別為2、3、 6等,它和結(jié)構(gòu)網(wǎng)一樣只表示變速特性的相對(duì)關(guān)系。,三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式,結(jié)構(gòu)式簡(jiǎn)單、直觀,能清楚地顯示出變速傳動(dòng)系中主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z、各變速組的傳動(dòng)順序、傳動(dòng)副數(shù)和各變速組的級(jí)比指數(shù),一般表達(dá)式為,1傳動(dòng)副前多后少原則 根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式(單
29、位Nm)T= 9550P/n 當(dāng)機(jī)床的傳動(dòng)功率P為定值時(shí),轉(zhuǎn)速n越高,轉(zhuǎn)矩T就小,零件尺寸就較小。 主變速傳動(dòng)系從電動(dòng)機(jī)到主軸,通常為降速傳動(dòng),接近電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較高,傳遞的扭矩較小,尺寸小一些;反之,靠近主軸的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較低,傳遞的扭矩較大,尺寸就較大。 所以應(yīng)該盡量選擇傳動(dòng)副數(shù)多的變速組放在傳動(dòng)順序前面的高速范圍,而把變速組傳動(dòng)副數(shù)少的放在傳動(dòng)順序的后面。從而能節(jié)省材料和減少變速箱外形尺寸。,四、主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則,2傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則(前密后疏),,四、主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則,圖b第一擴(kuò)大組在最前面,軸的轉(zhuǎn)速范圍比圖a大。 兩方案軸的最高轉(zhuǎn)速一樣,圖b中軸的最低轉(zhuǎn)
30、速較低,在傳遞相等功率的情況下,受的扭矩較大,傳動(dòng)件的尺寸也就比前方案大。 將圖3-14a所示方案與其它多種擴(kuò)大順序方案相比,可以得出同樣的結(jié)論。,3變速組的降速要前慢后快(前慢后快) 從電動(dòng)機(jī)到主軸之間的總趨勢(shì)是降速傳動(dòng),在分配各變速組傳動(dòng)比時(shí),為使中間傳動(dòng)軸具有較高的轉(zhuǎn)速,以減小傳動(dòng)件的尺寸,前面的變速組降速要慢些,后面變速組降速要快些,但中間軸的轉(zhuǎn)速不應(yīng)過(guò)高,以免產(chǎn)生振動(dòng)、發(fā)熱和噪聲。 中間軸的最高轉(zhuǎn)速不超過(guò)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 上述原則在設(shè)計(jì)主變速傳動(dòng)系時(shí)一般應(yīng)該遵循。但有時(shí)還須根據(jù)具體情況加以靈活運(yùn)用。,,四、主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則,4.變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比,四、主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的
31、基本原則,變速組的極限傳動(dòng)比 一般限制降速的最小傳動(dòng)比umin14,對(duì)升速的最大傳動(dòng)比umax22.5。主傳動(dòng)系統(tǒng)各變速組的變速范圍限制在r810之間。 在變速級(jí)數(shù)Z一定時(shí),減少變速組個(gè)數(shù)勢(shì)必增加各變速組的傳動(dòng)副數(shù),并且降速過(guò)快而導(dǎo)致齒輪的徑向尺寸增大,為使變速箱中的齒輪個(gè)數(shù)最少,每個(gè)變速組的傳動(dòng)副數(shù)最好取23個(gè)。 為使最后傳動(dòng)組的變速范圍不超出允許值,最后擴(kuò)大組的傳動(dòng)副一般取P=2較合適。,I軸上裝有雙向摩擦片式離合器,軸向尺寸較長(zhǎng),為使結(jié)構(gòu)緊湊,第一變速組采用了雙聯(lián)齒輪,而不是按照前多后少的原則采用三個(gè)傳動(dòng)副。,X62W銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)分析,主軸轉(zhuǎn)速范圍為301500rmin,主軸18級(jí)轉(zhuǎn)
32、速,公比126。 共三個(gè)變速組。 主傳動(dòng)系統(tǒng)的總降速比為l48。 增加一對(duì)2654的降速傳動(dòng)齒輪副,使中間的兩個(gè)變速組降速得以緩慢一些,齒輪的徑向尺寸可小一些。,X62W銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)分析,五、轉(zhuǎn)速圖的擬定,任務(wù):為了尋找最佳的變速系統(tǒng)方案 方法與步驟: 1)根據(jù)Rn、z、確定變速組個(gè)數(shù)及其傳動(dòng)副數(shù) 2)確定結(jié)構(gòu)式(結(jié)構(gòu)網(wǎng)) 3)畫(huà)出轉(zhuǎn)速圖 4)分配傳動(dòng)比 5)確定齒輪的齒數(shù) 6)畫(huà)出傳動(dòng)系統(tǒng)圖,例題,已知某車床的主軸轉(zhuǎn)速為n=31.51450r/min,公比=1.41,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n電=1440r/min,試擬定該機(jī)床的主傳動(dòng)系。 確定主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和主傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)式; 擬定轉(zhuǎn)速圖; 確定各傳
33、動(dòng)軸與各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 確定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑; 驗(yàn)算轉(zhuǎn)速誤差; 畫(huà)出主傳動(dòng)系統(tǒng)圖。,1. 轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z傳動(dòng)方案的確定,(一)主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和主傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)式的確定,一定變速級(jí)數(shù)的變速系統(tǒng)可由不同數(shù)目的變速組組成。 傳動(dòng)方案有:改變排列順序,可得到不同方案。 126 2;122 6; 124 3;123 4; 123 2 2;122 3 2;122 2 3,1)12=62 需2+6=8對(duì)齒輪 2)12=43 需4+3=7對(duì)齒輪 3)12=322 需3+2+2=7對(duì),,,,,1)、2)方案中變速組中分別有6對(duì)和4對(duì)齒輪嚙合,實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)并互不干涉非常困難,甚至不可
34、能,故舍去。 根據(jù)傳動(dòng)副的“前多后少”原則;傳動(dòng)副數(shù)較多的變速組排在前面的高速軸上,因扭矩小,傳動(dòng)件(如軸、齒輪)的尺寸小,可節(jié)省材料,減少傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。三種不同傳動(dòng)方案12322,12232,12223中, 應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)式 12322,(一)主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和主傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)式的確定,2.結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇,(一)主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和主傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)式的確定,依據(jù)傳動(dòng)副的“前緊后松”和變速組的擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致原則: 選: 12=312326,12= 322的六種方案,12=312326 12=312623 12=322126 12=342122 12=322621 12=34222
35、1,提高該軸的 最低轉(zhuǎn)速,,減少傳動(dòng) 件尺寸,降低該軸的 最高轉(zhuǎn)速,,降低噪聲 和振動(dòng),在轉(zhuǎn)速圖上表現(xiàn)為前面變速組傳動(dòng)比連線分布較密,后面變速組傳動(dòng)比連線分布疏松 目的:使前面的各軸轉(zhuǎn)速范圍較小,(一)主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和主傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)式的確定,結(jié)構(gòu)網(wǎng),結(jié)構(gòu)網(wǎng),結(jié)構(gòu)網(wǎng),降速傳動(dòng)中,主動(dòng)齒輪的最少齒數(shù)受到限制,u min= 1/4;避免被動(dòng)齒輪的直徑過(guò)大。 升速傳動(dòng)比最大值umax2(斜齒傳動(dòng)umax= 2.5)盡量減少振動(dòng)和噪聲。 各變速組的變速范圍r=810之間,變速組的變速范圍,(一)主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和主傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)式的確定,最后擴(kuò)大組的變速范圍最大 只需要檢查最后擴(kuò)大組的變速范圍不超過(guò)限制范圍 第j
36、擴(kuò)大組變速范圍rj,本例 Z=12,1.41 12312326 最后擴(kuò)大組變速范圍 r2=(pj-1)xj=(p2-1)xj =1.41(2-1)6=8 合格,(一)主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和主傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)式的確定,(二)擬定轉(zhuǎn)速圖,繪制轉(zhuǎn)速圖時(shí)的注意點(diǎn):分配傳動(dòng)比,合理安排降速,l)各傳動(dòng)副的最大、最小傳動(dòng)比應(yīng)盡可能不超出極限傳動(dòng)比umax和 umin。 2)uaminubmin ucmin , 而且最后擴(kuò)大組的ujmin一般取極限值,這是在降速傳動(dòng)時(shí)采取“前緩后急”(前慢后快)的原則 3)選用標(biāo)準(zhǔn)的傳動(dòng)比,傳動(dòng)比盡量是取公比的整數(shù)次方,即 u= E(E為整數(shù))。 4)當(dāng)變速系統(tǒng)是降速傳動(dòng)時(shí),要求各中間軸
37、轉(zhuǎn)速適當(dāng)安排高一些,以減少傳動(dòng)件的尺寸。,12=312326,一般從末變速組向前擬定。,從上式中看出:有3個(gè)變速組,需4根傳動(dòng)軸,加上電機(jī)軸,轉(zhuǎn)速圖中共有5條豎線;12級(jí)轉(zhuǎn)速表示圖中有12條橫線。 31是基本組,23是第一擴(kuò)大組,26是第二擴(kuò)大組。 26傳動(dòng)比分配:2表示2個(gè)傳動(dòng)副,6表示2條傳動(dòng)線間隔6格,=1.41,6=8,分配升速2=2,降速u(mài)min= -4=1/4。 其余變速組的umin根據(jù)“前緩后急”的原則。 畫(huà)出各變速組的傳動(dòng)比連線按基本組的級(jí)比指數(shù)x0=1,第一擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)x1=3,第二擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù)x2=6,畫(huà)出各變速組的傳動(dòng)比連線圖,畫(huà)出全部傳動(dòng)比連線圖。,(二)擬定轉(zhuǎn)速
38、圖,是否需要增加降速的定比傳動(dòng)副,總降速比為31.5/1450=146, 最小降速比為1/4,則總降速比為(1/4)3 =1/64,小于1/46,不需增加降速的定比傳動(dòng)副。,注意:主軸上的齒輪希望大一些,能起到飛輪的作用,最后一個(gè)變速組的umin一般取極限值14。,(二)擬定轉(zhuǎn)速圖,(二)擬定轉(zhuǎn)速圖,,轉(zhuǎn)速圖,(三)計(jì)算轉(zhuǎn)速,計(jì)算轉(zhuǎn)速nj:主軸或各傳動(dòng)件傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。 主軸從最高轉(zhuǎn)速到計(jì)算轉(zhuǎn)速之間應(yīng)傳遞全部功率,而其輸出扭矩隨轉(zhuǎn)速的降低而增大,稱之為恒功率區(qū)。 從計(jì)算轉(zhuǎn)速到最低轉(zhuǎn)速之間,主軸不必傳遞全部功率,輸出的扭矩不再隨轉(zhuǎn)速的降低而增大,保持計(jì)算轉(zhuǎn)速時(shí)的扭矩不變,傳遞的功率則隨轉(zhuǎn)
39、速的降低而降低,稱之為恒扭矩區(qū)。 大型機(jī)床,由于應(yīng)用范圍很廣, 調(diào)速范圍很寬,計(jì)算轉(zhuǎn)速可取得 高些。 對(duì)于精密機(jī)床、滾齒機(jī),由于應(yīng) 用范圍較窄,調(diào)速范圍小,計(jì)算 轉(zhuǎn)速可取得低一些。,(三)計(jì)算轉(zhuǎn)速,2.變速傳動(dòng)系中傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定: 變速傳動(dòng)系中的傳動(dòng)件包括軸和齒輪,它們的計(jì)算轉(zhuǎn)速可根據(jù)主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速圖確定。 確定的順序:通常是先定出主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速,再順次由后往前,定出各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速,然而再確定齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 如:軸計(jì)算轉(zhuǎn)速185; 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速315;軸計(jì)算轉(zhuǎn)速1440,(三)計(jì)算轉(zhuǎn)速,計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定,主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為: Z/3=12/3=4 注:計(jì)算結(jié)果有小數(shù)時(shí)圓整
40、即為第四級(jí)轉(zhuǎn)速:90 能夠傳遞全功率的: 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為:125 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為:355 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為:710,,,,,,各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速,計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定,各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速,,,,,(三)計(jì)算轉(zhuǎn)速作業(yè),(四)齒輪齒數(shù)的確定,對(duì)于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)和帶輪直徑,可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦的計(jì)算方法確定。 對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù),如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí),變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和Sz及小齒輪的齒數(shù)可從表36中選取。 表中所列值是傳動(dòng)副的被動(dòng)齒輪齒數(shù);齒數(shù)和Sz減去被動(dòng)齒輪齒數(shù)就是主動(dòng)齒輪齒數(shù)。 表中所列的u值全大于1,即全是升速傳動(dòng)。對(duì)于降速傳動(dòng)副,可取其倒數(shù)查表,查出的齒數(shù)則是主動(dòng)齒輪齒數(shù)。,,,,(
41、四)齒輪齒數(shù)的確定,各變速組的傳動(dòng)比確定后,可確定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑。 確定齒輪齒數(shù)的方法:有計(jì)算法和查表法。 為了便于設(shè)計(jì)和制造,齒輪模數(shù)的種類盡可能少。 同一個(gè)變速組采用相同的模數(shù)。,步驟: 找出不產(chǎn)生根切的最少齒Z min 確定最合適的齒數(shù)和Sz 根據(jù)傳動(dòng)比,確定其它齒輪的齒數(shù),(一)同一變速組內(nèi)模數(shù)相同時(shí),(四)齒輪齒數(shù)的確定,1.計(jì)算法,各對(duì)齒輪模數(shù)相同,不采用變位齒輪,則各對(duì)齒輪的齒數(shù)和也必然相等。 zj +zj= sz=常數(shù) zj/ zj = uj,,舉 例:,(四)齒輪齒數(shù)的確定,zmin在降速比最大的傳動(dòng)副u1中,即z1=zmin 若取不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù) z1=24,則z1
42、=242=48 則:Sz=z1+ z1=24+48=72,2查表法 表3-6 見(jiàn)P88-P89頁(yè),(四)齒輪齒數(shù)的確定,橫行Sz :表示齒數(shù)和。 縱列 u :表示一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比。 表中間的數(shù)值: 表示一對(duì)小齒輪齒數(shù)。 當(dāng)u1時(shí):升速傳動(dòng),小齒輪為從動(dòng)輪。 當(dāng)u1時(shí):降速傳動(dòng),小齒輪為主動(dòng)輪,用傳動(dòng)比u的倒數(shù)來(lái)查表。 表中數(shù)值:小齒輪齒數(shù)。大齒輪齒數(shù)= Sz-小齒輪齒數(shù)。 表中空白格,表示沒(méi)有合適的齒數(shù)。,例如:u1=1/2,u2=1/1.41,u3=1。,查表的步驟如下: 1)在u1、u2、u3中找到出現(xiàn)zmin的傳動(dòng)比u1。 2)避免根切和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要,取Zmin = 22。 3)找出u1
43、=1/2的倒數(shù)2一行中找到Zmin = 22時(shí),查到Smin66。 4)按u=1、1.41、2查表,找出可能采用的齒數(shù)和Sz各種數(shù)值。必須同時(shí)滿足各傳動(dòng)比要求 u1=1 Sz= 60,62,64,66,68,70,72,74,。 u2=1.41 Sz= 60,63,65,67,68,70,72,73,。 u3=2 Sz= 60,63, 66,69, 72,75,。,(四)齒輪齒數(shù)的確定(例題),5)確定合理的齒數(shù)和 Sz ,并根據(jù)它決定各齒輪的齒數(shù)。 Sz= 72 由u1=2.00的一行中找出z124, 則z1 = Sz - z1= 72-24= 48; 由u2= 1.41的一行中
44、找出z2= 30, 則z 2 = Sz - z2= 72-30= 42; 由u3= 1的一行中找出z3= 36, 則z 3 = Sz -z3= 72-36=36。,(四)齒輪齒數(shù)的確定,(二)同一變速組中齒輪的模數(shù)不同,齒輪齒數(shù)的確定,Sz1、Sz2 分別為m1、m2兩傳動(dòng)副的齒數(shù)和。 Sz1/Sz2 = m2/ m1 = e2/e1 或 Sz1= ke2; Sz2= ke1 e1、e2無(wú)公因數(shù)的整數(shù); k 整數(shù)。,當(dāng)變速組的齒輪傳動(dòng)比相差很大時(shí),各傳動(dòng)副上受力差別也很大,如最后擴(kuò)大組或背輪傳動(dòng)中,齒輪副的速度變化大,受力差別也大。為了得到合理的結(jié)構(gòu)尺寸,可以采用不同模數(shù)的
45、齒輪副,最多只采用二種模數(shù)。,(四)齒輪齒數(shù)的確定,在確定不同模數(shù)的齒輪傳動(dòng)副的齒數(shù)時(shí)常常需要幾次試算才能決定,其步驟大致如下: 1)估算傳動(dòng)副的模數(shù)m1、m2; 2)選擇k值,計(jì)算Sz1、Sz2,在選擇k值時(shí)應(yīng)注意使Sz100,以免軸間尺寸過(guò)大; 3)按傳動(dòng)比分配齒數(shù)。,(四)齒輪齒數(shù)的確定,傳動(dòng)比u1=1/4、u2=2分別取m1= 4、m2 = 3。 Sz1/Sz2 = m2/ m1 = e2/e13/4 取k 30 Sz1 = ke2= 30390 Sz2 = ke1= 304120 按傳動(dòng)比將齒數(shù)分配如下: u1=1/4=18/7219/71 u2=2=80/4082/38,例如:X6
46、2w銑床主傳動(dòng)中IV-V軸間的兩對(duì)齒輪,(四)齒輪齒數(shù)的確定(例題),總結(jié): 齒輪模數(shù)的設(shè)定:應(yīng)參考同類型機(jī)床的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。 如齒輪模數(shù)設(shè)定得過(guò)小,齒輪經(jīng)不起沖擊,易磨損; 如設(shè)定得過(guò)大,齒數(shù)和將較少,使變速組內(nèi)的最小齒輪齒數(shù)小于17,產(chǎn)生根切現(xiàn)象,最小齒輪也有可能無(wú)法套裝到軸上。 為簡(jiǎn)化工藝,變速傳動(dòng)系內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣,通常不超過(guò)23種模數(shù)。 越后面的變速組的齒數(shù)和模數(shù)選擇較大值。,,(四)齒輪齒數(shù)的確定,確定齒輪齒數(shù):關(guān)鍵是選取合理的齒數(shù)和。確定有時(shí)需經(jīng)過(guò)多次反復(fù)。即初選齒數(shù)和,確定主、被動(dòng)齒輪齒數(shù),計(jì)算齒輪模數(shù),如模數(shù)過(guò)大應(yīng)增大齒數(shù)和,反之則減少齒數(shù)和。 為減少反復(fù)次數(shù),按傳
47、遞扭矩要求可先初選中心距,設(shè)定齒輪模數(shù),再算出齒數(shù)和。 有時(shí)在希望的齒數(shù)和范圍內(nèi),找不到變速組各傳動(dòng)副相同的齒數(shù)和,可選擇齒數(shù)和不等,但差數(shù)一般小于13的方案,然后采用齒輪變位的方法使各傳動(dòng)副的中心距相等。 齒輪齒數(shù)確定后,還應(yīng)驗(yàn)算一下實(shí)際傳動(dòng)比(齒輪齒數(shù)之比)與理論傳動(dòng)比(轉(zhuǎn)速圖上給定的傳動(dòng)比)之間的轉(zhuǎn)速誤差是否在允許范圍之內(nèi)。,(四)齒輪齒數(shù)的確定,(四)齒輪齒數(shù)的確定,采用三聯(lián)滑移齒輪時(shí),應(yīng)檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系: 三聯(lián)滑移齒輪的最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于4。保證滑移時(shí),Z3 的齒頂不碰撞Z2 的齒頂不相碰。,Z3 -Z2 =4 可使次大齒輪的齒頂圓減小一點(diǎn)。 Z3 -Z
48、2 <4 在不加大齒數(shù)和時(shí),可從齒輪的排列上解決。 雙聯(lián)齒輪不存在此問(wèn)題。,確定齒數(shù)時(shí)注意: 齒輪的齒數(shù)和Sz常選用在100之內(nèi) 一般推薦Sz 100120。 同一變速組中的各對(duì)齒輪,其中 心距必須保證相等。 不產(chǎn)生根切的最小齒輪齒數(shù)。 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪, Z min 18 20 應(yīng)保證最小齒輪裝到軸上或套筒上具有足夠的強(qiáng)度。 為保證輪齒受力后和熱處理之后,齒根部分不致于斷裂,一般推薦a2m,(四)齒輪齒數(shù)的確定,例如: n12實(shí)=1440 =31.4365,,(五)主軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差,n12合格,同理計(jì)算其余11級(jí)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差。,擬定萬(wàn)能臥式中型銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖
49、主軸的轉(zhuǎn)速范圍為301500rmin,常用為1.26或1.41,異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速1440rmin,1選定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z,選定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z和各級(jí)轉(zhuǎn)速 中型通用機(jī)床,本例選定 = 1.26。 Rn =nmax/nmin = 1500/30= 50 Z=1+lgRn/lg1+lg50/lg1.26=17.9,取Z=18,例2:,2選擇傳動(dòng)式與結(jié)構(gòu)式,1)確定變速組和傳動(dòng)副數(shù)目 18= 332 18= 323 18= 233 2)確定各變速組的排列次序 根據(jù)“前多后少”的原則 選擇18= 332的方案,轉(zhuǎn)速數(shù)列: 30, 37.5,47.5,60, 75,95, 118, 150, 190,
50、235,300,375, 475, 600,750,950,1180,1500,例2:,3)確定變速組的擴(kuò)大順序。 18= 313329 18= 313623 18= 333129 18= 363123 18= 323621 18= 363221 根據(jù)“前密后疏”的原則,選擇結(jié)構(gòu)式 18= 313329 4)驗(yàn)算最后擴(kuò)大組的變速范圍,在允許的變速范圍之內(nèi) r2 = (pj-1)xj = 91 =1.269 = 8 max 5) 畫(huà)出結(jié)構(gòu)網(wǎng),例2:,,例2:,3是否需要增加降速的定比傳動(dòng)副,總降速比為301450=148, 最小降速比為14,則總降速比為(14)3 =164,不需增加降速的
51、定比傳動(dòng)副 為使中間的二個(gè)變速組降速緩慢,減少結(jié)構(gòu)的徑向尺寸,在軸I到軸II間增加一對(duì)2654的降速傳動(dòng) 有利于變型機(jī)床的設(shè)計(jì),例2:,例2:,4.分配各變速組的最小傳動(dòng)比, 擬定轉(zhuǎn)速圖,(1)軸 IV-V 的最小傳動(dòng)比:主軸上的齒輪希望大一些,能起到飛輪的作用,最后一個(gè)變速組的umin取極限值14,公比=1.26,1.266=4, (2)其余變速組的umin根據(jù)“前緩后急”的原則。 (3)畫(huà)出各變速組的傳動(dòng)比連線按基本組的級(jí)比指數(shù)x0=1,第一擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)x1=3,第二擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù)x2=9,畫(huà)出各變速組的傳動(dòng)比連線圖,畫(huà)出全部傳動(dòng)比連線圖。,例2:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
52、,,,,例2:,,,,,,,,,例2:轉(zhuǎn)速圖,例2:傳動(dòng)系統(tǒng)圖,六、齒輪的布置,當(dāng)轉(zhuǎn)速圖和齒輪齒數(shù)確定之后,變速箱的結(jié)構(gòu)基本確定(如齒輪個(gè)數(shù),軸數(shù),支承數(shù))。 為使變速箱結(jié)構(gòu)緊湊,齒輪是否合理布置直接影響到變速箱的尺寸,變速操縱的方便性和結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可能性等問(wèn)題。 在考慮主軸適當(dāng)?shù)闹С芯嗪蜕釛l件下,一般應(yīng)盡可能減少變速箱尺寸 變速箱的軸向尺寸和徑向尺寸經(jīng)常不可能同時(shí)縮小 一般 L=2B + 24mm,六、齒輪的布置,1.滑移齒輪布置: 滑移齒輪最好布置在主動(dòng)軸上,轉(zhuǎn)速高(降速傳動(dòng)時(shí)),尺寸小,重量輕,操縱省力。,“空檔”位置:滑移齒輪必須具有“空檔”位置,即只有當(dāng)一對(duì)齒輪完全脫開(kāi)嚙合之后,
53、才允許另一對(duì)齒輪開(kāi)始進(jìn)入嚙合。即兩個(gè)相隔較遠(yuǎn)齒輪的間距,須大于相應(yīng)兩個(gè)嚙合齒輪的寬度。,影響:如果無(wú)空檔位置,則一對(duì)齒輪未脫開(kāi)嚙合,另一對(duì)齒輪往往因頂齒而無(wú)法進(jìn)入;即使進(jìn)入嚙合,也有可能使變速組內(nèi)兩對(duì)不同齒數(shù)的齒輪同時(shí)參與嚙合,一旦起動(dòng)將造成重大設(shè)備事故,因此滑移齒輪具有空檔位置是一項(xiàng)重要的安全措施。,六、齒輪的布置,間隙量:軸向間隙量=14mm,通常為=12mm。 對(duì)于到位控制準(zhǔn)確的滑移齒輪,為了縮短軸向尺寸,可=0mm 。因?yàn)辇X端有12倒角,實(shí)際上兩個(gè)齒輪在齒端處仍有間隙存在。,六、齒輪的布置,,六、齒輪的布置,為便于設(shè)計(jì)操縱機(jī)構(gòu),也可把兩個(gè)相鄰的滑移齒輪放在同一根軸上?;讫X輪在從動(dòng)軸上
54、還可降低齒輪嚙合沖擊噪聲。,2.一個(gè)變速組內(nèi)齒輪軸向排列 齒輪的軸向排列,無(wú)特殊原因,應(yīng)盡量縮短其軸向長(zhǎng)度。齒輪排列方式有下列幾種:,六、齒輪的布置,1)窄排列與寬排列。 窄排列:一般應(yīng)采用窄排列,即滑移齒輪相互靠近使之軸向尺寸窄小,因此占用的軸向長(zhǎng)度較小,如圖所示。,寬排列:寬排列的滑移齒輪相互遠(yuǎn)離使之軸向尺寸寬大,故占用的軸向長(zhǎng)度較大,如圖所示。,六、齒輪的布置,這在相同負(fù)荷條件下會(huì)加大傳動(dòng)軸及齒輪的徑向尺寸。因此,除非結(jié)構(gòu)要求固定齒輪必須緊靠,一般不采用寬排列。,2)小齒數(shù)差排列 當(dāng)三聯(lián)滑移齒輪相鄰齒數(shù)差小于4時(shí),除用其他解決的措施以外,還可采用如圖所的小齒數(shù)差排列方式。,六、齒輪的布置
55、,即:滑移齒輪的最小齒輪越過(guò)最小固定齒輪,其最大齒輪與最小齒輪的齒數(shù)差不小于4即可,而其他兩齒輪的齒數(shù)差可小于4。 但這種排列方式的軸向尺寸較大。,3)順序變換排列 上述三聯(lián)齒輪變速組的排列方式,其轉(zhuǎn)速的變換順序不是由小到大或由大到小,而是混雜變換的;這還會(huì)使一對(duì)將要嚙合的齒輪造成較大的線速度差,從而增加變速的困難。因此,如果要求轉(zhuǎn)速按大小順序進(jìn)行變換時(shí),齒輪可采用如圖所示的順序變換排列。 但占用的軸向尺寸較大。,六、齒輪的布置,4)分組排列。 將二聯(lián)或四聯(lián)滑移齒輪拆成兩組進(jìn)行排列,如圖所示,可減小齒輪滑移距離并縮短變速組占用的軸向長(zhǎng)度,且對(duì)齒數(shù)差沒(méi)有要求。但為了防止兩組齒輪同時(shí)嚙合,必須有聯(lián)
56、鎖裝置,操縱機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。,六、齒輪的布置,3.兩個(gè)變速組內(nèi)齒輪軸向排列 兩個(gè)變速組串聯(lián)工作時(shí),其中間傳動(dòng)軸既是從動(dòng)軸又是主動(dòng)軸,故負(fù)荷較大,因此應(yīng)盡可能縮短其軸向尺寸。齒輪排列方式有下列幾種。,六、齒輪的布置,1)并行排列 圖為兩個(gè)變速組齒輪的并行排列方式,其占用的軸向長(zhǎng)度較大,但不受其他條件限制,排列容易。,2)交錯(cuò)排列 圖為兩個(gè)變速組齒輪的交錯(cuò)排列方式.其總的軸向長(zhǎng)度較小,但對(duì)齒數(shù)差有要求。,六、齒輪的布置,3)公用齒輪排列 如圖所示,采用公用齒輪不僅減小了齒輪個(gè)數(shù),還可縮短軸向尺寸,雙公用齒輪比單公用齒輪排列的軸向尺寸更短。,六、齒輪的布置,4)折回式排列 兩個(gè)變速組的軸心距離相等或相
57、近采用變位齒輪)時(shí),可將其中的兩根軸布置在同一軸線上,如圖所示,雖然軸向尺寸稍大,但徑向尺寸明顯縮小,而且減少了箱體孔的排數(shù),使其加工工藝性得到改善,這時(shí)需注意同心度誤差要小,避免運(yùn)動(dòng)干涉現(xiàn)象,以降低噪聲。,六、齒輪的布置,(一)縮小軸間尺寸,1)采用合理的滑移齒輪塊在軸上的排列結(jié)構(gòu):窄式和寬式 2)采用公用齒輪:節(jié)省齒輪個(gè)數(shù),縮短軸向尺寸。 3)當(dāng)小齒輪的直徑相同時(shí),升速比越小或降速比越大,軸間距越小,當(dāng)兩軸變速組中的最大傳動(dòng)比(umax)與最小傳動(dòng)比(umin)互為倒數(shù),即umax umin = 1時(shí),在轉(zhuǎn)速圖中umax和umin呈對(duì)稱分布。,,六、齒輪的布置,4)相鄰變速組的主動(dòng)和被動(dòng)齒
58、輪交錯(cuò)排列,如果在同軸上相鄰變速組的主動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪都固定在軸上,則可交錯(cuò)排列這些齒輪以縮短軸向尺寸,六、齒輪的布置,5)盡量使各軸在空間布置緊湊,為了壓縮變速箱徑向的面積,在各個(gè)齒輪和軸之間不發(fā)生碰撞的情況下,應(yīng)在設(shè)計(jì)剖面圖時(shí),使各軸在空間的布置盡量緊湊。,六、齒輪的布置,可以減少軸向尺寸 但軸的數(shù)目和支承的數(shù)目相應(yīng)增多,且徑向尺寸增大。,6)增加定比傳動(dòng),六、齒輪的布置,(二)縮小徑向尺寸,有些機(jī)床如臥式鏜床,龍門(mén)銑床等的變速箱連同主軸一起沿立柱(或橫梁)導(dǎo)軌移動(dòng),為了不使變速箱懸出過(guò)多,減少變速箱對(duì)導(dǎo)軌的顛覆力矩,提高機(jī)床的剛度和運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性,應(yīng)使變速箱的重心和主軸盡可能靠近導(dǎo)軌面,這
59、就要求縮小變速箱的徑向尺寸。,1.盡可能選用較小的齒數(shù)和; 2.盡可能少用u1/4的傳動(dòng)比,可用u=1/21/2方案,六、齒輪的布置,3使傳動(dòng)軸中某些軸線相互重合,同軸使相鄰變速組的軸間距相等 可以大大縮小徑向尺寸 減少箱體上孔的排數(shù),改進(jìn)了鏜孔工藝性,六、齒輪的布置,七、主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì),1.具有多速電動(dòng)機(jī)的主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì),缺點(diǎn)就是當(dāng)電動(dòng)機(jī)在高速時(shí),沒(méi)有完全發(fā)揮其能力。,可簡(jiǎn)化機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu),使用方便,并可在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速,適于半自動(dòng)、自動(dòng)機(jī)床及普通機(jī)床。,1.具有多速電動(dòng)機(jī)的主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì),七、主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì),機(jī)床主傳動(dòng)采用多速交流異步電動(dòng)機(jī)變速時(shí),通常選用雙速或三速
60、電動(dòng)機(jī),其同步轉(zhuǎn)速為750/1150、 1500/3000r/min或750/1500/3000r/min,即同步轉(zhuǎn)速之比為E=2。,也有采用同步轉(zhuǎn)速為1000 / 1500 r/min或750/1000/1500 r/min的多速電動(dòng)機(jī),其同步轉(zhuǎn)速之比為 E=1.5 ,但主軸轉(zhuǎn)速不能得到標(biāo)準(zhǔn)公比的等比數(shù)列。,由于電動(dòng)機(jī)參與變速,本身具有兩級(jí)或三級(jí)轉(zhuǎn)速。因此在傳動(dòng)系統(tǒng)中,多速電動(dòng)機(jī)就相當(dāng)于有兩個(gè)或三個(gè)傳動(dòng)副(pE=2或3)的變速組,故又稱之為“電變速組”。 采用多速電動(dòng)機(jī)變速時(shí),因其轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)較少,一般還要與其他變速方式組合使用,其變速系統(tǒng)也符合級(jí)比規(guī)律,但有下述一些特點(diǎn)。 (1)擴(kuò)大順序:多速
61、電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速之比E就等于這個(gè)電變速組的級(jí)比 xE即 E = xE,1.具有多速電動(dòng)機(jī)的主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì),1.具有多速電動(dòng)機(jī)的主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì),電變速組的級(jí)比指數(shù)xE為一正整數(shù),由上式可知,它與電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速之比E、主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比有關(guān)。 當(dāng)E =2時(shí),公比不能任意選擇,由表可見(jiàn),變速系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)公比只能是 =1.06,1. 12, 1. 26, 1. 41和2值, xE與這些公比的關(guān)系為: xE = 2 = 1.0612 = 1. 126 = 1. 263 = 1. 412 根據(jù)級(jí)比指數(shù)xE即可斷定它的擴(kuò)大順序。其中,常用的公比是 =1. 26, 1. 41,若 =1. 26 ,則電變速
62、組的級(jí)比xE =1. 263 ,可見(jiàn)是擴(kuò)大組,由于級(jí)比指數(shù)xE =3,只能是第一擴(kuò)大組(x1=xE=3),因此還必須有一個(gè)傳動(dòng)副數(shù)為p0=x1=3的基本組。,如圖所示,若 =1. 41,則電變速組的級(jí)比 xE =1. 412 ,也只能是第一擴(kuò)大組,級(jí)比指數(shù)x1=xE=2,亦須有一個(gè)傳動(dòng)副數(shù)為p0=x1=2。 結(jié)構(gòu)網(wǎng)中電變速組的傳動(dòng)線用虛線表示。 電變速組為第一擴(kuò)大組時(shí), 基本組的傳動(dòng)副數(shù)是限定的。 若 =1. 26 xE =1. 263 則:p0=x1=3 若 =1. 416 xE =1. 412 則:p0=x1=2,1.具有多速電動(dòng)機(jī)的主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì),(2)傳動(dòng)順序 多速電動(dòng)
63、機(jī)總是在傳動(dòng)鏈的最前面,按傳動(dòng)順序而言,這個(gè)電變速組是第一變速組,而基本組在它的后面。 采用多速電動(dòng)機(jī)的變速系統(tǒng),通常擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序不一致(公比 = 2者除外),不符合傳動(dòng)線“前緊后松”的原則 (3)轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z與電變速組級(jí)比指數(shù)xE的關(guān)系 采用多速電動(dòng)機(jī)( = 2)與變速箱串聯(lián)使用的傳動(dòng)系統(tǒng),主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z為 Z=pEZ1 Z1-變速箱的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù),1.具有多速電動(dòng)機(jī)的主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì),2.具有交換齒輪的變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì),對(duì)于成批生產(chǎn)用的機(jī)床,加工中一般不需要變速或僅在較小范圍內(nèi)變速;但換一批工件加工,需要變換成別的轉(zhuǎn)速或在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行加工。為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),常采用
64、交換齒輪變速方式,或?qū)⒔粨Q齒輪與其它變速方式(如滑移齒輪、多速電動(dòng)機(jī)等)組合應(yīng)用。交換齒輪用于每批工件加工前的變速調(diào)整,,七、主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì),優(yōu)點(diǎn):可用少量齒輪,得到多級(jí)轉(zhuǎn)速,不需要操縱機(jī)構(gòu),變速箱結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。 缺點(diǎn):是更換交換齒輪較費(fèi)時(shí)費(fèi)力;如果裝在變速箱外,潤(rùn)滑密封較困難,如裝在變速箱內(nèi),則更換麻煩。,2.具有交換齒輪的變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì),七、主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì),為了減少交換齒輪的數(shù)量,相嚙合的兩齒輪可互換位置安裝,即互為主、被動(dòng)齒輪。反映在轉(zhuǎn)速圖上,交換齒輪的變速組應(yīng)設(shè)計(jì)成對(duì)稱分布的。,3.采用公用齒輪的傳動(dòng)系設(shè)計(jì),七、主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì),公用齒輪:即是前一變速
65、組被動(dòng)齒輪,又是后一變速組主動(dòng)齒輪。 優(yōu)點(diǎn):可減少齒輪的數(shù)目,簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),縮短軸向尺寸。 類型:按相鄰變速組內(nèi)公用齒輪的數(shù)目,常用的有單公用和雙公用齒輪。,條件:采用公用齒輪時(shí),兩個(gè)變速組的模數(shù)必須相同。 原因:公用齒輪輪齒受的彎曲應(yīng)力屬于對(duì)稱循環(huán),彎曲疲勞許用應(yīng)力比非公用齒輪要低,因此應(yīng)盡可能選擇變速組內(nèi)較大的齒輪作為公用齒輪。,3.采用公用齒輪的傳動(dòng)系設(shè)計(jì),七、主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì),1)增加變速組 由于受變速組極限傳動(dòng)比的限制,增加的變速組的級(jí)比指數(shù)往往不得不小于理論值,并導(dǎo)致部分轉(zhuǎn)速的重復(fù)。 例如:=1.41,12=312326 增加一個(gè)變速組后: 24=312326212 因末級(jí)變
66、速范圍8,故改為: 24-6=312326212-6 表示:主軸得到18級(jí)轉(zhuǎn)速,并有6級(jí)轉(zhuǎn)速重復(fù)。,七、主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì),4.擴(kuò)大變速范圍的幾種方法,2)采用背輪機(jī)構(gòu) 又稱回曲機(jī)構(gòu)。 在機(jī)床上應(yīng)用得較多。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意當(dāng)高速直聯(lián)傳動(dòng)時(shí)(圖例為離合器M接通),應(yīng)使背輪脫開(kāi),以減少空載功率損失,噪聲和發(fā)熱,以及避免超速現(xiàn)象。 圖示的背輪機(jī)構(gòu)不符合上述要求。,,七、主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì),機(jī)床在使用中,每級(jí)轉(zhuǎn)速使用的機(jī)會(huì)不太相同。經(jīng)常使用的轉(zhuǎn)速一般是在轉(zhuǎn)速范圍的中段,轉(zhuǎn)速范圍的高、低段使用較少。 針對(duì)這一情況,設(shè)計(jì)主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列分兩個(gè)公比,轉(zhuǎn)速范圍中經(jīng)常使用的中段采用小公比,不經(jīng)常使用的高、低段用大公比。,3)采用雙公比的傳動(dòng)系,七、主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì),,七、主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì),雙公比變速傳動(dòng)系是在常規(guī)變速傳動(dòng)系基礎(chǔ)上,通過(guò)改變基本組的級(jí)比指數(shù)演變來(lái)的。 如要演變成雙公比變速傳動(dòng)系,基本組的傳動(dòng)副數(shù)常選為2。將基本組的級(jí)比指數(shù)X1增大到“1+2n”,n是大于1的正整數(shù)。,3)采用雙公比的傳動(dòng)系,3)采用雙公比的傳動(dòng)系,七、主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì),例如:12212
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