1、2022年年6月月19日日機械制造裝備設計機械制造裝備設計第二章第二章 機床的傳動設計機床的傳動設計 第二章第二章 機床的傳動設計機床的傳動設計 概概 述述 機床主傳動系組成及分類機床主傳動系組成及分類 第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 第二節第二節 擴大變速范圍的傳動系統設計擴大變速范圍的傳動系統設計 第三節第三節 計算轉速計算轉速 第四節第四節 進給傳動系統設計進給傳動系統設計 第五節第五節 結構設計結構設計 主要概念主要概念 轉速圖、級比、級比指數、基本組、第一擴大組、轉速圖、級比、級比指數、基本組、第一擴大組、第二擴大組、級比規律、轉速圖的擬定原則等。第二擴大

2、組、級比規律、轉速圖的擬定原則等。第二章第二章 機床的傳動設計機床的傳動設計 主要內容主要內容 分級變速主傳動系及其轉速圖設計；分級變速主傳動系及其轉速圖設計； 5 5）滿足機床結構性能要求）滿足機床結構性能要求 主傳動系統主傳動系統調整維修方便，結構調整維修方便，結構簡單合理，便于加工和裝配。簡單合理，便于加工和裝配。 一、主傳動系設計的基本要求一、主傳動系設計的基本要求 1 1）滿足機床使用性能要求）滿足機床使用性能要求 滿足機床的運動特性，設計合理，滿足機床的運動特性，設計合理，操縱方便、迅速、安全可靠。操縱方便、迅速、安全可靠。 2 2）滿足機床傳遞動力要求）滿足機床傳遞動力要求 主電

3、動機和傳動機構能提供和傳主電動機和傳動機構能提供和傳遞足夠的功率和轉矩，傳動效率較高。遞足夠的功率和轉矩，傳動效率較高。 3 3）滿足機床工作性能的要求）滿足機床工作性能的要求 主傳動系所有零部件應有足夠主傳動系所有零部件應有足夠的剛度、精度和抗振性。的剛度、精度和抗振性。 4 4）滿足機床經濟性的要求）滿足機床經濟性的要求 主傳動鏈簡短，傳動件數目少，主傳動鏈簡短，傳動件數目少，以節省材料，降低成本。以節省材料，降低成本。 概概 述述 機床主傳動系統的組成及分類機床主傳動系統的組成及分類 直流電動機直流電動機 單速交流電動機單速交流電動機 交流電動機交流電動機 調速交流電動機調速交流電動機

4、多速交流電動機多速交流電動機 變頻調速電動機變頻調速電動機 主傳動系由動力源（電動機）、變速裝置、執行件（主軸、主傳動系由動力源（電動機）、變速裝置、執行件（主軸、刀架）、啟動、停止、換向和制動機構組成。刀架）、啟動、停止、換向和制動機構組成。 二、主傳動系的組成、分類和傳動方式二、主傳動系的組成、分類和傳動方式 （1 1）按驅動電機類型分類）按驅動電機類型分類 2. 2. 主傳動系分類主傳動系分類 1. 1. 主傳動系組成主傳動系組成概概 述述 機床主傳動系統的組成及分類機床主傳動系統的組成及分類 （2 2） 按傳動裝置類型分類按傳動裝置類型分類 機械傳動、液壓傳動、電氣傳動和組合傳動。機械

5、傳動、液壓傳動、電氣傳動和組合傳動。 （3 3）按變速的連續性分類按變速的連續性分類 分級變速主傳動、分級變速主傳動、 無級變速主傳動無級變速主傳動 分級變速主傳動分級變速主傳動 利用滑移齒輪、交換齒輪和離合器實現變速，在一定的變速利用滑移齒輪、交換齒輪和離合器實現變速，在一定的變速范圍內得到級數為范圍內得到級數為Z Z202030 的轉數。的轉數。 特點特點 傳遞功率大，變速范圍廣，傳動比準確。但有速度損傳遞功率大，變速范圍廣，傳動比準確。但有速度損失，不能在工作中變速。失，不能在工作中變速。 廣泛應用于中小型通用機床或專用機床。廣泛應用于中小型通用機床或專用機床。概概 述述 機床主傳動系統

6、的組成及分類機床主傳動系統的組成及分類滑移齒輪滑移齒輪 機械無級變速裝置機械無級變速裝置 結構簡單、使用可靠。結構簡單、使用可靠。常用于中小常用于中小型車床、銑床的主傳動。型車床、銑床的主傳動。 液壓無級變速裝置液壓無級變速裝置 傳動平穩、運動換向沖擊小，易于實傳動平穩、運動換向沖擊小，易于實現直線運動。現直線運動。常用于直線主運動機床如拉床、刨床的主運動。常用于直線主運動機床如拉床、刨床的主運動。 電氣無級變速裝置電氣無級變速裝置 采用交流變頻調速電動機，簡化結構，采用交流變頻調速電動機，簡化結構，能實現自動、連續和負載下變速。能實現自動、連續和負載下變速。常用于數控機床的主傳動。常用于數控

7、機床的主傳動。 無級變速主傳動無級變速主傳動 可在變速范圍內，在運轉及負載下連續而自動改變轉速。可在變速范圍內，在運轉及負載下連續而自動改變轉速。 特點特點 便于保持恒定的切削速度，滿足生產效率和加工質量的便于保持恒定的切削速度，滿足生產效率和加工質量的要求。要求。概概 述述 機床主傳動系統的組成及分類機床主傳動系統的組成及分類 （1 1） 集中傳動方式集中傳動方式 主傳動及其變速傳動機構集中在同一個主軸箱內的傳動方式。主傳動及其變速傳動機構集中在同一個主軸箱內的傳動方式。 如圖，某銑床主變速傳動系，如圖，某銑床主變速傳動系，其利用立式床身作為變速箱體，主其利用立式床身作為變速箱體，主傳動及變

8、速機構都裝在床身中。傳動及變速機構都裝在床身中。 優點：優點：結構緊湊，便于實現集結構緊湊，便于實現集中操縱，安裝調整方便。中操縱，安裝調整方便。 3. 3. 主傳動的傳動方式主傳動的傳動方式概概 述述 機床主傳動系統的組成及分類機床主傳動系統的組成及分類 缺點：缺點：在主傳動系中，高速運在主傳動系中，高速運轉的傳動件在運轉過程中所產生轉的傳動件在運轉過程中所產生的振動和熱變，會直接影響主軸的振動和熱變，會直接影響主軸的運轉平穩性，使主軸產生熱變的運轉平穩性，使主軸產生熱變形和回轉軸線偏離，而影響加工形和回轉軸線偏離，而影響加工精度。精度。 應用：應用：主要用于普通精度的大、中型機床。主要用于

9、普通精度的大、中型機床。 概概 述述 機床主傳動系統的組成及分類機床主傳動系統的組成及分類 （2 2） 分離傳動方式分離傳動方式 主傳動系大部分的傳動件和變速機構裝在遠離主軸的單獨變主傳動系大部分的傳動件和變速機構裝在遠離主軸的單獨變速箱中，通過帶傳動將運動傳到主軸箱。速箱中，通過帶傳動將運動傳到主軸箱。 如圖，如圖，C6132C6132型車床主傳動系。型車床主傳動系。主軸箱中只裝有主軸和背輪機構。主軸箱中只裝有主軸和背輪機構。 特點：特點：變速箱各傳動件所產生變速箱各傳動件所產生的振動和熱量不直接傳給或少傳給的振動和熱量不直接傳給或少傳給主軸。有利于提高主軸的工作精度。主軸。有利于提高主軸的

10、工作精度。概概 述述 機床主傳動系統的組成及分類機床主傳動系統的組成及分類 根據已確定的主變速傳動系的運動參數和動力參數根據已確定的主變速傳動系的運動參數和動力參數 1 1）擬定傳動結構式；擬定傳動結構式； 2 2）擬定傳動系轉速圖；擬定傳動系轉速圖； 3 3）分配各變速組及各傳動副的傳動比；分配各變速組及各傳動副的傳動比； 4 4）確定齒輪齒數和帶輪直徑；確定齒輪齒數和帶輪直徑； 5 5）繪制主變速傳動系統圖。繪制主變速傳動系統圖。 機床分級變速主傳動系統設計內容機床分級變速主傳動系統設計內容第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 1.1.轉速圖的概念轉速圖的概念 表示傳

11、動軸的數目，傳動軸之間的傳動關系，主軸的各級轉表示傳動軸的數目，傳動軸之間的傳動關系，主軸的各級轉速值和傳動路線，各傳動軸的轉速分級和轉數值，各傳動副的傳速值和傳動路線，各傳動軸的轉速分級和轉數值，各傳動副的傳動比等。動比等。 一、轉速圖一、轉速圖 轉數圖轉數圖是設計和分析是設計和分析分級變速主傳動系統的分級變速主傳動系統的一個重要工具。一個重要工具。 第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 2. 2.轉速圖的組成轉速圖的組成 轉速點轉速點 表示主軸和各傳動軸的轉速值表示主軸和各傳動軸的轉速值( (對數值對數值) )的小圓點。的小圓點。 轉速線轉速線 間距相等的水平線。間距

12、相等的水平線。相鄰轉速線間距為相鄰轉速線間距為lg 。 傳動軸線傳動軸線 距離相等的鉛垂線。距離相等的鉛垂線。從左到右按傳動順序排列。從左到右按傳動順序排列。傳動線傳動線 傳動軸間傳動軸間轉速轉速點的連線，點的連線，表示兩軸間一對傳動副的傳動比。表示兩軸間一對傳動副的傳動比。一個主轉速點一個主轉速點引出的傳動線數目，引出的傳動線數目，代表兩軸間的傳動副數。代表兩軸間的傳動副數。轉速圖轉速圖第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 例：例：一中型車床，主軸轉速級數一中型車床，主軸轉速級數 Z=12，公比公比 =1.41，主主軸轉軸轉速速 n = 31.5 1400 r/min，

13、如圖示。，如圖示。 1212級轉速圖級轉速圖1212級轉速的傳動系統圖級轉速的傳動系統圖第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計軸軸的轉速的轉速min/7102561261440r n 傳動軸的轉速傳動軸的轉速 傳動比傳動比22141. 11256126 i電機軸與軸電機軸與軸的傳動比的傳動比 傳動線與傳動副的關系傳動線與傳動副的關系 在軸在軸-之間，軸之間，軸轉速點轉速點引出三條傳動線，表示軸引出三條傳動線，表示軸-的的變速組有三對傳動副，且各傳動變速組有三對傳動副，且各傳動線在軸線在軸上相距一格。上相距一格。 電機軸與軸電機軸與軸間的傳動線向下間的傳動線向下傾斜傾斜2格，

14、顯示軸格，顯示軸的轉速在的轉速在710 轉速線上。轉速線上。 傳動線位置與轉速的關系傳動線位置與轉速的關系第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 按動力的傳遞順序，變速組依次設為第一變速組、第二變速組、按動力的傳遞順序，變速組依次設為第一變速組、第二變速組、第三變速組第三變速組，分別用，分別用a、b、c表示。傳動副數用表示。傳動副數用P 表示，變表示，變速范圍用速范圍用r 表示。表示。 1 1）級比）級比 變速組中兩相鄰的變速組中兩相鄰的轉速或兩相鄰的傳動比之比。轉速或兩相鄰的傳動比之比。 級比用公比冪形式表示，級比用公比冪形式表示，如如 3 2 2）級比指數）級比指數 是

15、級比的冪指是級比的冪指數，用數，用x 表示。表示。 如級比如級比 3中的冪指數為中的冪指數為 x=3。 3. 3.轉速圖原理轉速圖原理第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 第一變速組第一變速組 a（軸（軸-之間）之間） Pa=3；傳動比分別是傳動比分別是211214824 ai 141.1142302 ai136363 ai 在轉速圖變速組在轉速圖變速組a a中中 三條傳三條傳動線分別是：下降動線分別是：下降2格，下降格，下降1 1格，水平。格，水平。1223:aaaaiiii即即 級比為級比為 ， 級比指數為級比指數為 xa = 1。第一節第一節 分級變速主傳動系統設計

16、分級變速主傳動系統設計 3 3）基本組）基本組 是指級比等于公比或級比指數等于是指級比等于公比或級比指數等于1的變速組。其的變速組。其傳動副數用傳動副數用P0 表示，級比指數用表示，級比指數用x0 表示。表示。 如圖：如圖： 第一變速組第一變速組a為基本組，為基本組，P0=3， x0=1。變速范圍為。變速范圍為22)13(1)1(000 Pxr 傳動系經過基本組的變速，傳動系經過基本組的變速，使軸使軸得到得到P0 （3級級）級等比數）級等比數列轉速。列轉速。第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 第二變速組第二變速組b（軸（軸-之間）之間） Pb=2，其，其傳動比分別是：傳

17、動比分別是：331141. 1182. 216222 bi142422 bi 傳動線傳動線Lb1下降三格，下降三格，Lb2 b2 水平。水平。級比為級比為 3，級比指數級比指數 xb= 3。 傳動線傳動線 Lb2 的最低轉速點必須與的最低轉速點必須與Lb1的最低轉速點相距的最低轉速點相距P0 =3格，才能格，才能使軸使軸得到連續不重復的等比數列得到連續不重復的等比數列轉速。轉速。 級比指數為級比指數為 xb=P0=3 傳動線傳動線 Lb1 可作可作P0 =3條平行線。條平行線。第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 圖中，第二變速組圖中，第二變速組b 即即為第為第一擴大組，

18、一擴大組，P1=2，x1=3=P0，其其變速范圍為：變速范圍為：28. 23)12(3)1()1(11011 PPPxr 傳動系經第一擴大組后，軸傳動系經第一擴大組后，軸得到得到P0 P1 級連續而不重復級連續而不重復的等比數列轉速。的等比數列轉速。 4 4）第一擴大組）第一擴大組 是指級比指數等于基本組傳動副數的變速組。是指級比指數等于基本組傳動副數的變速組。其傳動副數用其傳動副數用P1 表示，級比指數用表示，級比指數用x1 表示。表示。第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 第三變速組第三變速組 c（軸（軸-之間）之間）Pc= 2，傳動比分別是傳動比分別是: :4114

19、17218 ci2223060 ci 傳動線傳動線 Lc1下降下降4格格、Lc2 上升上升 2 格。格。級比為級比為 6，級比指數為，級比指數為 xc= 6。 傳動線傳動線Lc1 可作可作P0P1 條平行線。條平行線。傳動線傳動線Lc2 的最低轉速點與的最低轉速點與Lc1 的最的最低轉速點相距低轉速點相距P0P1 格，使軸格，使軸得得到連續而不重復的等比數列轉速。到連續而不重復的等比數列轉速。 級比指數為級比指數為62310 PPxc第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 5 5）第二擴大組）第二擴大組 是指級比指數等于是指級比指數等于P0P1 的變速組。其傳動的變速組。其

20、傳動副數、級比指數、變速范圍分別用副數、級比指數、變速范圍分別用P2、x2、r2表示。表示。 變速組變速組c為第二擴大組，為第二擴大組，P2=2， x2=x1P1=P0P1= 6，變速范圍為，變速范圍為 86)12(23)1()1(221022 PPPPxr 傳動系經第二擴大組的擴大，軸傳動系經第二擴大組的擴大，軸得到得到Z=322=12 級連續等比數級連續等比數列的轉速，總變速范圍為：列的轉速，總變速范圍為：451121)1P()1(1210210100 ZPPPPPrrrR第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計小結小結 擴大順序擴大順序 是指變速組級比指是指變速組級比指

21、數數 x由小到大的排列順序。由小到大的排列順序。 一個等比數列變速系統中，必須有基本組、第一擴大組、一個等比數列變速系統中，必須有基本組、第一擴大組、 第二擴大組、第三擴大組第二擴大組、第三擴大組，并遵循級比規律。，并遵循級比規律。)1()1(jj1)(j210jj PPPPPPxr 第第 j 擴大組的變速范圍為擴大組的變速范圍為 第第 j 擴大組的級比指數為擴大組的級比指數為)1(210 jjPPPPx11j210=210- -ZPPPPrrrrR -j j 系統總變速范圍為系統總變速范圍為第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 結構網結構網 只表示傳動比的相對關系，不表

22、示具體轉速值，并只表示傳動比的相對關系，不表示具體轉速值，并以對稱形式表示的轉速線圖。以對稱形式表示的轉速線圖。 結構式結構式 是是將轉速級數按傳動順序寫成將轉速級數按傳動順序寫成各變速組傳動副數的乘積，級比指數寫在各變速組傳動副數的乘積，級比指數寫在各傳動副數右下腳的表達式。各傳動副數右下腳的表達式。 4. 4.結構網和結構式結構網和結構式 問：問：結構式中第一變速組是結構式中第一變速組是？第？第二變速組是二變速組是？ 第三變速組是第三變速組是？ 如如 結構式結構式 12 = 31 23 26第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 轉速圖的設計步驟轉速圖的設計步驟 根據轉

23、速圖的擬定原則，確定結構式，根據轉速圖的擬定原則，確定結構式，畫出結構網；畫出結構網；分配各傳動組的最小傳動比，畫出轉速圖。分配各傳動組的最小傳動比，畫出轉速圖。 二、主傳動系轉速圖的擬定原則二、主傳動系轉速圖的擬定原則 擬定擬定 原原 則則 極限傳動比和極限變速范圍原則極限傳動比和極限變速范圍原則 傳動順序及傳動副數原則傳動順序及傳動副數原則 擴大順序原則擴大順序原則 最小傳動比原則最小傳動比原則第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 為了防止齒輪傳動比過小而造成從動輪過大，增加變速箱的為了防止齒輪傳動比過小而造成從動輪過大，增加變速箱的尺寸，需要限制最小傳動比，即尺寸，

24、需要限制最小傳動比，即 imin1/ /4。 為了減小傳動系統的振動，提高傳動精度，需要限制最大傳為了減小傳動系統的振動，提高傳動精度，需要限制最大傳動比，即直齒輪的動比，即直齒輪的 imax2，螺旋圓柱齒輪的螺旋圓柱齒輪的 imax2.5。 1.1.極限傳動比、極限變速范圍原則極限傳動比、極限變速范圍原則 結論結論 直齒輪變速組的極限變速范圍是直齒輪變速組的極限變速范圍是 r = 24 = 8 螺旋齒輪變速組的極限變速范圍是螺旋齒輪變速組的極限變速范圍是 r = 2.54 = 10第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 已知變速組的變速范圍已知變速組的變速范圍 ，且且r

25、隨著隨著 j 增增大而增大，因此設計時只需檢查最后擴大組是否超過極限值。大而增大，因此設計時只需檢查最后擴大組是否超過極限值。 如如 12=312326， =1.41，第二擴大組第二擴大組 26 為最后擴大組，則為最后擴大組，則86)12(6)1(222 Pxr（未超極限值）（未超極限值） 如如 18=31 36 23， =1.26，第二變速組第二變速組 36 是第二擴大組，即是第二擴大組，即最后擴大組，則最后擴大組，則81612)13(6)1(222 Pxr（超過極限值）（超過極限值）1jj1)(j210=-PPPPPr 第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 2. 2.

26、傳動順序及傳動副數原則傳動順序及傳動副數原則 例例 一一中型機床，主軸轉速級數中型機床，主軸轉速級數 Z=12， =1.41，nmin=31.5 r/min， nmax=1400r/min，電動機功率電動機功率7.5 kW,額定轉速額定轉速nm=1440 r/min。擬定主傳動順序及傳動副數。擬定主傳動順序及傳動副數。 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 變速變速組和傳動副數的組合方案有組和傳動副數的組合方案有第一節第一節 分

27、級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 方案方案 12=43、 12=34 需要需要3 3根傳動軸，有根傳動軸，有7 7對齒輪對齒輪； 方案方案 12=62 、 12=26 需要需要3 根傳動軸，有根傳動軸，有8對齒輪對齒輪。而而8對齒輪的中間軸軸向尺寸大于對齒輪的中間軸軸向尺寸大于7 7對齒輪的軸向尺寸。對齒輪的軸向尺寸。 故方案故方案、 優于方案優于方案、。、。 方案方案 12=322 、12=232 、12=223 都都有有7對對齒輪齒輪，與方案，與方案、相同，但是傳動軸的數量比方案相同，但是傳動軸的數量比方案、多一多一個，且軸向尺寸短。因此不能直接判斷各方案的優劣。個，且軸向尺寸短

28、。因此不能直接判斷各方案的優劣。 （1 1）比較優劣）比較優劣第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 若傳動副數為若傳動副數為3的變速組是擴大組，則的變速組是擴大組，則1641. 18)13(4)1(111 Pxr（超出極限值）（超出極限值）6 .22=41. 1=91)(43)1(111- Pxr（超出極限值）（超出極限值） 在方案在方案 12=43 、 12=34 中，若傳動副數為中，若傳動副數為4的變速組的變速組是擴大組，則是擴大組，則 粗選方案粗選方案 12=312=32 22 2， 12=212=23 32 2， 12=212=22 23 3 （2 2）極限變速范

29、圍判定）極限變速范圍判定第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 選擇方案為選擇方案為 12=322 在方案在方案 12=322、12=232、12=223中，中，因因機床的機床的 nmax =1400r/min nm=1440r/min，故主傳動系統為降速傳故主傳動系統為降速傳動。傳動件越靠近電動機其轉速越高，所需傳遞的轉矩就越小，動。傳動件越靠近電動機其轉速越高，所需傳遞的轉矩就越小，幾何尺寸也越小。幾何尺寸也越小。 結論結論 盡量使傳動系前面的傳動件多一些，即盡量使傳動系前面的傳動件多一些，即前多后少前多后少，三聯，三聯滑移齒輪在前，二聯滑移齒輪在后。滑移齒輪在前，二聯

30、滑移齒輪在后。 數學表達式為數學表達式為 3PaPbPc。 （3 3）傳動副前多后少）傳動副前多后少第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 在方案在方案 12=322 中，中，有如下擴大方案：有如下擴大方案： 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 在擴大方案在擴大方案 、 中中841. 16)12(6)1(222 Pxr

31、 在擴大方案在擴大方案 、 中中81641. 18)13(4)1(222 Pxr 3. 3.擴大順序原則擴大順序原則 考慮最后變速組（第二擴大組）的變速范圍考慮最后變速組（第二擴大組）的變速范圍第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 結論結論 傳動副數前多后少，擴大順序應前小后大，即傳動副數前多后少，擴大順序應前小后大，即前密后疏前密后疏。級比指數小，傳動線密；級比指數大，傳動線疏。級比指數小，傳動線密；級比指數大，傳動線疏。 選擇擴大方案為選擇擴大方案為 12=312=31 12 23 32 26 6 根據根據8=)1(jj- -Pxjr 當當 一定時一定時, ,傳動副數

32、傳動副數P 取取大值，級比指大值，級比指數數 x 應取小值。應取小值。 cbaxxx數學表達式為數學表達式為第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 4. 4.最小傳動比原則最小傳動比原則 為使傳動件在相對高速下工作，減少變速箱的結構尺寸，提為使傳動件在相對高速下工作，減少變速箱的結構尺寸，提高傳動鏈末端執行件的旋轉精度，在傳動順序、擴大順序的原則高傳動鏈末端執行件的旋轉精度，在傳動順序、擴大順序的原則上，上，最小傳動比應采取最小傳動比應采取“前緩后急前緩后急”，即遞降原則。，即遞降原則。 數學表達式為數學表達式為 ia min ib min ic min 1/4 對傳動比的

33、要求對傳動比的要求 傳動比不能超過極限值；傳動比不能超過極限值； 變速組的最小傳動比盡量為變速組的最小傳動比盡量為公比的整數次冪，以便于設計。公比的整數次冪，以便于設計。第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 最小傳動比確定原則：最小傳動比確定原則：“前緩后急前緩后急”。 擴大順序確定原則：擴大順序確定原則：“前密后疏前密后疏”； 傳動副數確定原則：傳動副數確定原則：“前多后少前多后少”； 極限傳動比、極限變速范圍原則：極限傳動比、極限變速范圍原則： 直齒輪直齒輪 1/ /4 imax2 2， r = 8； 螺旋齒輪螺旋齒輪 1/ /4 imax2.5， r = 10；第一

34、節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 小結小結 如：如：雙速電動機驅動雙速電動機驅動 電動機只能為第一擴大組，傳動順序與擴大順序不一致。電動機只能為第一擴大組，傳動順序與擴大順序不一致。 設計主傳動鏈應遵循設計主傳動鏈應遵循4 4個原則，但具體情況應靈活應用。個原則，但具體情況應靈活應用。第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 如如：CA6140CA6140車床車床 主傳動鏈的主傳動鏈的軸軸安裝有雙向離安裝有雙向離合器，占據一定的軸向長度。因合器，占據一定的軸向長度。因此第一變速組為雙聯滑移齒輪，此第一變速組為雙聯滑移齒輪，第二變速組為三聯滑移齒輪。第二變

35、速組為三聯滑移齒輪。在在傳動順序上，傳動副數不是前多傳動順序上，傳動副數不是前多后少后少。 三、轉速圖的繪制三、轉速圖的繪制 例例 某車床的主軸轉速要求為某車床的主軸轉速要求為 n = 1181320r/min ，轉速級數為轉速級數為8 8級，電機轉速級，電機轉速 n = 1440r/min。試擬定機床試擬定機床的主傳動系結構式，計算各級轉速，畫出轉速圖。的主傳動系結構式，計算各級轉速，畫出轉速圖。 已知：已知：R = 1320 / /118, Z = 8。根據。根據 R = z-1，解解: : 1.1.計算公比計算公比 ,18)1181320lg(1lglg ZR 41. 1 得得第一節第一

36、節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 2.2.確定傳動組、傳動副和擴大順序確定傳動組、傳動副和擴大順序根據傳動組和傳動副擬定原則，可選方案有：根據傳動組和傳動副擬定原則，可選方案有： 8 = 4 2， 8 = 24， 8 = 2 2 2 在方案在方案 ，中有三根傳動軸，比方案中有三根傳動軸，比方案少一根軸，但有一少一根軸，但有一個變速組有四個傳動副，增加了中間傳動軸的軸向長度。個變速組有四個傳動副，增加了中間傳動軸的軸向長度。 傳動組及傳動副方案定為傳動組及傳動副方案定為 8 = 222 根據前密后疏原則，粗選擴大順序為根據前密后疏原則，粗選擴大順序為 8 = 212224 第二擴

37、大組的第二擴大組的最終確定結構式為最終確定結構式為 8 = 212224 第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計84=41. 1=)12(4)1(222- - -Pxr 確定定比傳動比確定定比傳動比 取軸取軸的轉速值為的轉速值為 950 r/min950 r/min，則電機軸則電機軸 與軸與軸的傳動比為的傳動比為1.51.51 1144014409509500 0 i 確定各變速組最小傳動比確定各變速組最小傳動比 從轉速點從轉速點 950 r/min 到到118 r/min 共有共有6格，三個變速組的最小格，三個變速組的最小傳動線平均下降兩格，按照前緩后急原則，第二變速組最

38、小傳動傳動線平均下降兩格，按照前緩后急原則，第二變速組最小傳動線下降線下降2格；第一變速組最小傳動線下降格；第一變速組最小傳動線下降2-1=1格；第三變速組最格；第三變速組最小傳動線下降小傳動線下降2+1=3格。格。3.3.設計轉速圖設計轉速圖 主軸各級轉速主軸各級轉速 118, 170, 236, 335, 475, 670, 950, 1320第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計結構式結構式 8 = 212224 第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 標標 準準 數數 列列 表表 4. 4.繪制轉速圖繪制轉速圖1:1.51:11:11:2.821

39、.41:11:21:1.41結構式結構式 8 = 212224 第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 01320 950 670 475 335 236 170 1181440 8 8級轉速的轉速圖級轉速的轉速圖1:1.51:11:11:2.821.41:11:21:1.41結構式結構式 8 = 212224 第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 8 8級轉速的傳動系統圖級轉速的傳動系統圖結構式結構式 8 = 212224 111112121.4111.411111111.4111.4112.8212.821:1.51:1.5第一節第一節 分級變速主傳動系統設計分級變速主傳動系統設計 四、齒輪齒數的確定四、齒輪齒數的確定 1. 1.齒輪齒數的確定原則齒輪齒數的確定原則 在保證輸出轉速準確的前提下，盡量減少齒數。在保證輸出轉速準確的前提下，盡量減少齒數。 （1）一個一個變速組內齒輪的模數應變速組內齒輪的模數應相同，且為標準齒輪。每個傳動副的相同，且為標準齒輪。每個傳動副的齒數和齒數和Sz 應相等。應相等。 （2）齒輪副的齒數和齒輪副的齒數和 Sz100120。 （3）為保證傳動的平穩性，主傳動為保證傳動的平穩性，主傳動中最小齒輪齒數中最小齒輪齒數 Zmin1820。 （