第八章傳動設計

1、第八章第八章 傳動設計傳動設計主要設計：外聯(lián)傳動鏈、內聯(lián)傳動鏈主要設計：外聯(lián)傳動鏈、內聯(lián)傳動鏈設計外聯(lián)傳動鏈時設計外聯(lián)傳動鏈時, ,主要考慮保證要求的速度主要考慮保證要求的速度（或轉速（或轉速) )和所傳遞的功率。和所傳遞的功率。 設計內聯(lián)傳動鏈時設計內聯(lián)傳動鏈時, ,主要考慮保證傳動精度。主要考慮保證傳動精度。主傳動功用及組成主傳動功用及組成: :1. 1. 把一定功率從運動源傳遞給執(zhí)行器官；把一定功率從運動源傳遞給執(zhí)行器官；2 2保證執(zhí)行器官的一定轉速和一定的調速范圍；保證執(zhí)行器官的一定轉速和一定的調速范圍；3 3根據需要，能夠方便地進行運動的啟動、停止、根據需要，能夠方便地進行運動的啟動

2、、停止、換向和制動，方便地進行運動的轉換。換向和制動，方便地進行運動的轉換。 組成：組成：1 1定比傳動結構：常采用齒輪、膠帶、鏈傳動；定比傳動結構：常采用齒輪、膠帶、鏈傳動；2 2變速裝置（適應一定工藝范圍要求）；變速裝置（適應一定工藝范圍要求）；3 3主軸組件：它是執(zhí)行件。它由主軸、主軸支承主軸組件：它是執(zhí)行件。它由主軸、主軸支承 和主軸上的傳動件組成；和主軸上的傳動件組成；4 4開停裝置：控制主運動執(zhí)行件的啟動和停止，開停裝置：控制主運動執(zhí)行件的啟動和停止， 通常采用離合器或電機直接開停；通常采用離合器或電機直接開停；5 5制動裝置：機械、液壓、電氣；制動裝置：機械、液壓、電氣；6 6換

3、向；換向；7 7操縱；操縱；8 8潤滑與密封；潤滑與密封；9 9箱體。箱體。主傳動設計原則主傳動設計原則:1 1機床的主軸須有足夠的變速范圍和轉速級數；機床的主軸須有足夠的變速范圍和轉速級數；2 2主電動機和傳動機構須能供給和傳遞足夠的功率主電動機和傳動機構須能供給和傳遞足夠的功率 和轉矩，并且有較高的傳動效率；和轉矩，并且有較高的傳動效率；3 3執(zhí)行件（如主軸組件）須有足夠的精度、剛度、執(zhí)行件（如主軸組件）須有足夠的精度、剛度、 抗振性和小于許可限度的熱變形和溫升；抗振性和小于許可限度的熱變形和溫升；4 4噪聲應在許可范圍內；噪聲應在許可范圍內；5 5操縱要輕便靈活、迅速、安全、可靠，并便于

4、調操縱要輕便靈活、迅速、安全、可靠，并便于調 整和維修；整和維修；6 6結構簡單，潤滑與密封良好，便于加工和裝配，結構簡單，潤滑與密封良好，便于加工和裝配， 成本低成本低。第一節(jié)第一節(jié) 分級變速傳動鏈設計分級變速傳動鏈設計分級變速機構的轉速圖和結構圖分級變速機構的轉速圖和結構圖1轉速圖轉速圖傳動系統(tǒng)圖，它對于分析結構比較直觀，但是它不傳動系統(tǒng)圖，它對于分析結構比較直觀，但是它不能確切地表達主軸每一種轉速是通過哪些齒輪傳動的，以能確切地表達主軸每一種轉速是通過哪些齒輪傳動的，以及各對齒輪的傳動比之間的內在聯(lián)系。實際上，在設計過及各對齒輪的傳動比之間的內在聯(lián)系。實際上，在設計過程中是先有轉速圖，后

5、有傳動系統(tǒng)圖的。程中是先有轉速圖，后有傳動系統(tǒng)圖的。1212級級：31.531.5、 4545、 6363、 9090、 125125、 180180、250250、 355 500355 500、 710710、 10001000、 1400 r/min1400 r/min=1.41n=1440r/min包括電機軸包括電機軸,一共五根軸，一共五根軸，為主軸。為主軸。 有有a a、b b、c c三個傳動組：三個傳動組： 距離相等的一組豎線代表各軸，軸號寫在上面，豎線間的距距離相等的一組豎線代表各軸，軸號寫在上面，豎線間的距 離不代表中心距；離不代表中心距； 距離相等的一組水平線代表各級轉速，與

6、各豎線交點各軸的距離相等的一組水平線代表各級轉速，與各豎線交點各軸的轉速，由于分級變速機構的轉速是按等比數列排列的，故轉速采轉速，由于分級變速機構的轉速是按等比數列排列的，故轉速采用了對數坐標。為方便起見，習慣上轉速圖不寫用了對數坐標。為方便起見，習慣上轉速圖不寫lglg符號，而直符號，而直接寫出轉速值。還應指出，相鄰兩轉速如果相差一格，表示接寫出轉速值。還應指出，相鄰兩轉速如果相差一格，表示它們之間相差它們之間相差 倍。倍。n n2 2= n= n1 1 lgn lgn2 2= lgn= lgn1 1 + lg + lg 各軸之間連線的傾斜線代表傳動副的傳各軸之間連線的傾斜線代表傳動副的傳動

7、比。動比。如電動機軸與軸如電動機軸與軸1 1之間的連線代表皮帶定比傳之間的連線代表皮帶定比傳動，其傳動比為動，其傳動比為 i=126 i=126256125612=12=11.41=11.41=1故連線向下傾斜兩格，故連線向下傾斜兩格，軸軸1 1的轉速為的轉速為 n n1 1 = 1440 = 1440126/256 = 710 r/min126/256 = 710 r/min 其它傳動組傳動比如下：其它傳動組傳動比如下： a傳動組傳動組b傳動組傳動組i=1i=1i=i=i=c傳動組傳動組i=i=1a36361b42422a423041. 1113a482421212b62222182. 21

8、311c306012122c72184141轉速圖表示：轉速圖表示： 主軸各級轉速的傳動路線；主軸各級轉速的傳動路線； 在主軸得到連續(xù)等比數列條件下，所在主軸得到連續(xù)等比數列條件下，所 需的傳動組數和每個傳動組中的傳動副需的傳動組數和每個傳動組中的傳動副 數數 3 32 22 2； 傳動組的級比指數：主動軸上同一點傳傳動組的級比指數：主動軸上同一點傳 往被動軸相鄰兩連線代表傳動組內相鄰往被動軸相鄰兩連線代表傳動組內相鄰 兩個傳動比，它們與被動軸交點之間相兩個傳動比，它們與被動軸交點之間相 距的格數，代表相鄰兩傳動比值距的格數，代表相鄰兩傳動比值 的指的指 數數x x稱傳動組的級比指數。稱傳動組

9、的級比指數。x基本組和擴大組基本組和擴大組 傳動組的級比指數x=1為基本組，其余為擴大組。 一般說，擴大順序并不一定要與傳動順序相同。故今后0代表基本組，1代表第一擴大組若用p代表傳動副個數，其級比指數 基本組 x0=1 第一 擴大組 x1=x0p0=p0 第二擴大組 x2=x1p1 即按擴大順序，后一傳動組的級比指數等于前一傳動組的級比指數與傳動副數之積。 xn=xn-1pn-1各傳動組變速范圍各傳動組變速范圍)1(nnPXR= R= 叫基型傳動系統(tǒng)或常規(guī)傳叫基型傳動系統(tǒng)或常規(guī)傳動系統(tǒng)。動系統(tǒng)。既無空缺又無重復的常規(guī)傳動系統(tǒng)既無空缺又無重復的常規(guī)傳動系統(tǒng), , 必須遵必須遵守級比規(guī)律！守級比

10、規(guī)律！2. 2. 結構網和結構式結構網和結構式 表示傳動比的相對關系而不表示轉速數值的線表示傳動比的相對關系而不表示轉速數值的線圖稱為圖稱為結構網。結構網。結構式：結構式： 12= 312= 31 12 23 32 26 6說明下列問題說明下列問題: : 各傳動組的傳動副數傳動組的傳動副數 各傳動組的級比指數各傳動組的級比指數 擴大順序及傳動順序擴大順序及傳動順序8.1.2 8.1.2 主運動鏈轉速圖的擬定主運動鏈轉速圖的擬定例：例：已知：類型已知：類型 Z Z 、 n n 、 n n電、電、設計：設計：確定有幾個傳動組、各傳動組的傳動副、擬定結確定有幾個傳動組、各傳動組的傳動副、擬定結構網和

11、表達式、擬定轉速圖。構網和表達式、擬定轉速圖。1.1.傳動組和傳動副數的確定傳動組和傳動副數的確定第一行第一行12= 412= 43 12= 33 12= 34 4 優(yōu)點：省一個軸優(yōu)點：省一個軸第二行第二行12= 312= 32 22 12= 22 12= 23 32 12= 22 12= 22 23 3 當傳動件傳遞的功率一定時，轉速較高時傳當傳動件傳遞的功率一定時，轉速較高時傳遞的扭矩較小，軸、齒輪等傳動件的尺寸相應可遞的扭矩較小，軸、齒輪等傳動件的尺寸相應可以小一些。在較多情況下，變速傳動系統(tǒng)從電機以小一些。在較多情況下，變速傳動系統(tǒng)從電機到主軸之間的總趨勢是降速傳動，靠近電動機的到主軸

12、之間的總趨勢是降速傳動，靠近電動機的最低轉速較高，靠近主軸的傳動件轉速較低。按最低轉速較高，靠近主軸的傳動件轉速較低。按“前多后少前多后少”原則排列各變速組，可以使小尺寸原則排列各變速組，可以使小尺寸齒輪多。齒輪多。 2.結結構網或結結構式各種方案的選擇選擇 如圖8-4 12級結構網的各種方案（1 1） 傳動副的極限傳動比和變速組的變速范圍傳動副的極限傳動比和變速組的變速范圍 設計機床主傳動系統(tǒng)時要考慮兩種情況設計機床主傳動系統(tǒng)時要考慮兩種情況： 降速傳動應避免被動齒輪過大而增加變速箱的徑向尺降速傳動應避免被動齒輪過大而增加變速箱的徑向尺寸，一般限制降速傳動比的最小值寸，一般限制降速傳動比的最

13、小值i iminmin ；升速傳動應；升速傳動應避免擴大傳動誤差和減少振動，一般限制直齒升速傳動的避免擴大傳動誤差和減少振動，一般限制直齒升速傳動的最大值最大值i imaxmax 2 2，進給傳動鏈比較平穩(wěn)可適當放寬，進給傳動鏈比較平穩(wěn)可適當放寬i iminmin i imaxmax 2.8 2.8，主傳動組的最大變速范圍：，主傳動組的最大變速范圍：Rmaxmax= 2= 22.5/(1/4)=82.5/(1/4)=81010，R R進進maxmax= 2.8/(1/5)=14= 2.8/(1/5)=14Rn= Rn= 4151) 1( nnPX 因為最后一個擴大組變速范圍大，所以只檢驗因為最

14、后一個擴大組變速范圍大，所以只檢驗最后一個擴大組。最后一個擴大組。R R2 2擴擴= = (1.41)= = (1.41)6 6= 8= 8 可見，大多數機床最后一個傳動副取可見，大多數機床最后一個傳動副取2 2是是有道理的！有道理的！612=32212=31232612=31262312=312=34 42 21 12 22 212=342221R2=1612=32212612=322623) 1(22PX) 13(48 （2）.基本組和擴大組的排列順序（基本組和擴大組的排列順序（P P132132） 一般性情況下，采用基本組在前，第一擴大組、第二擴大組的一般性情況下，采用基本組在前，第一擴

15、大組、第二擴大組的順序順序 ： X X0 0X X1 1 X X2 2 X X3 3 在計算傳動件剛度或強度時，要根據低轉速來進行，因為在計算傳動件剛度或強度時，要根據低轉速來進行，因為這時這時 零件所受定扭矩大。零件所受定扭矩大。 擴大順序與傳動順序一致。擴大順序與傳動順序一致。 看結構網時表現(xiàn)在看結構網時表現(xiàn)在“前密后疏前密后疏”： 12 = 312 = 31 12 23 32 26 63.擬定轉速圖4. 4. 各中間軸轉速（注意空載功率損失）各中間軸轉速（注意空載功率損失） 電動機和主軸的轉速確定之后，在分配電動機和主軸的轉速確定之后，在分配傳動比的同時，就確定了中間軸的轉速，中傳動比的

16、同時，就確定了中間軸的轉速，中間軸的轉速能高一些，傳動件尺寸就可以小間軸的轉速能高一些，傳動件尺寸就可以小一些，但是中間軸如果轉速過高，將會引起一些，但是中間軸如果轉速過高，將會引起振動、發(fā)熱和噪聲振動、發(fā)熱和噪聲, ,最高不要超過最高不要超過n n電電。 先升后降先升后降! !變速系統(tǒng)設計變速系統(tǒng)設計：一個規(guī)律：一個規(guī)律：級比規(guī)律級比規(guī)律兩個限制：兩個限制：齒輪極限傳動比限制齒輪極限傳動比限制imax22.5，imin，齒輪變速組的變速范圍，齒輪變速組的變速范圍Ri=810；三項原則：三項原則：傳動副傳動副“前多后少前多后少”，傳動線，傳動線“前前密后疏密后疏”，降速，降速“前慢后快前慢后快

17、”；四項注意：四項注意：傳動鏈短，轉速和小，齒輪線速小，傳動鏈短，轉速和小，齒輪線速小，空轉件少；空轉件少；415. 5. 選用標準選用標準傳動比傳動比 傳動比盡可能取傳動比盡可能取 整數次方。整數次方。E 上述原則是從力求節(jié)約原則定的：上述原則是從力求節(jié)約原則定的： 節(jié)省材料、節(jié)省工時節(jié)省材料、節(jié)省工時 運用則要從實際出發(fā)運用則要從實際出發(fā), ,例：例： CA6140 CA6140 ：級數：級數 24= 224= 2(1+3)= 24(1+3)= 24 在車床的軸裝有摩擦離合器，從局部在車床的軸裝有摩擦離合器，從局部看不符合看不符合“前多后少前多后少”，但從整體上看則，但從整體上看則縮短了軸

18、向尺寸縮短了軸向尺寸; ;采用多速電機、雙公用采用多速電機、雙公用齒輪不符齒輪不符“前密后疏前密后疏”原則，從局部不符，原則，從局部不符，整體經濟合理。整體經濟合理。設計步驟：設計步驟： 根據機床特點，定根據機床特點，定 、計算、計算Z Z、 n n； 根據根據“前多后少前多后少”、“前密后疏前密后疏”的原的原則，則， 擬定結構式；擬定結構式； 根據根據“升早降晚升早降晚”的原則，擬定轉速圖；的原則，擬定轉速圖； 根據轉速圖擬定傳動系統(tǒng)圖。根據轉速圖擬定傳動系統(tǒng)圖。例：例： 1818級級18= 318= 33 32 18= 32 18= 31 13 33 32 29 918= 318= 32

19、23 18= 33 18= 31 13 36 62 23 318= 218= 23 33 18= 33 18= 36 63 31 12 23 318= 318= 36 18= 36 18= 33 33 31 12 29 918= 618= 63 18= 33 18= 32 23 36 62 21 118= 218= 29 18= 39 18= 34 42 22 22 21 1補充：補充：改善傳動性能注意事項：改善傳動性能注意事項：1. 1. 為降低噪音應考慮的原則為降低噪音應考慮的原則 隨著工業(yè)技術發(fā)展和現(xiàn)代化，對機床噪聲隨著工業(yè)技術發(fā)展和現(xiàn)代化，對機床噪聲的要求日益提高，噪聲已成為評價機床設

20、計與的要求日益提高，噪聲已成為評價機床設計與制造技術水平的重要指標之一。為此，在設計制造技術水平的重要指標之一。為此，在設計傳動系統(tǒng)中應重視和降低機床的噪聲。傳動系統(tǒng)中應重視和降低機床的噪聲。（1 1）簡化機床傳動系統(tǒng)，減少傳動齒輪對數，）簡化機床傳動系統(tǒng)，減少傳動齒輪對數，尤其是高速運轉時，傳動鏈盡可能短，空轉尤其是高速運轉時，傳動鏈盡可能短，空轉齒輪盡可能脫開。齒輪盡可能脫開。（2 2）避免較大的升速傳動。較大的升速傳動會）避免較大的升速傳動。較大的升速傳動會引起較大的嚙合沖擊，從而產生噪聲，特別引起較大的嚙合沖擊，從而產生噪聲，特別是傳動鏈開始時齒輪副，如果采用較大的升是傳動鏈開始時齒輪

21、副，如果采用較大的升速傳動，則產生嚙合沖擊和齒面摩擦將引起速傳動，則產生嚙合沖擊和齒面摩擦將引起以后的各級傳動引起的噪音。以后的各級傳動引起的噪音。（3 3）適當降低齒輪圓周運動速度。機床噪）適當降低齒輪圓周運動速度。機床噪聲與齒輪圓周運動速度有較大關系，實驗聲與齒輪圓周運動速度有較大關系，實驗表明，一對齒輪的圓周運動速度提高一倍表明，一對齒輪的圓周運動速度提高一倍時，噪聲將增大時，噪聲將增大6 6分貝左右。分貝左右。2. 2. 為減少空載功率損失應考慮的原則為減少空載功率損失應考慮的原則 機床的空載功率也是評價機床設計和機床的空載功率也是評價機床設計和制造技術水平的重要指標之一。制造技術水平

22、的重要指標之一。 如前所述，從節(jié)約材料，減少零件尺寸出如前所述，從節(jié)約材料，減少零件尺寸出發(fā)，最好適當提高中間傳動軸的轉速，但發(fā)，最好適當提高中間傳動軸的轉速，但n n空空n n軸軸。因此，在擬定轉速圖時，選擇中間軸的。因此，在擬定轉速圖時，選擇中間軸的轉速要適當，應兼顧結構尺寸和減少空載功率轉速要適當，應兼顧結構尺寸和減少空載功率的要求。的要求。齒輪齒數的確定齒輪齒數的確定 擬定轉速圖后，可根據各傳動副的傳動比確定齒擬定轉速圖后，可根據各傳動副的傳動比確定齒輪齒數。關于定比傳動帶輪直徑或齒輪齒數的確定，輪齒數。關于定比傳動帶輪直徑或齒輪齒數的確定，已在機械設計課講過，不重復。已在機械設計課講

23、過，不重復。1 1確定齒輪齒數時應注意以下問題：確定齒輪齒數時應注意以下問題： 齒輪的齒數和齒輪的齒數和S S不應過大，以免加大兩軸之間的中心不應過大，以免加大兩軸之間的中心距，使機床結構龐大。一般推薦齒數和距，使機床結構龐大。一般推薦齒數和S100S100120120。同時，增加齒數和還會提高齒輪線速度，而增大噪音。同時，增加齒數和還會提高齒輪線速度，而增大噪音。最小齒輪要盡可能小，但應該考慮到最小齒輪要盡可能小，但應該考慮到: : 最小齒最小齒輪不產生根切現(xiàn)象，機床變速箱中，對標準直齒輪不產生根切現(xiàn)象，機床變速箱中，對標準直齒圓柱齒輪，一般取最小齒數圓柱齒輪，一般取最小齒數Z18Z1820

24、20。 受結構限制的最小齒數的各齒輪，應盡可能可受結構限制的最小齒數的各齒輪，應盡可能可靠地裝到軸上進行套裝，齒輪的齒槽到孔壁或鍵靠地裝到軸上進行套裝，齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽的壁厚槽的壁厚a2m(ma2m(m為模數為模數) )，以保證有足夠的強度，以保證有足夠的強度避免出現(xiàn)變形和斷裂現(xiàn)象，避免出現(xiàn)變形和斷裂現(xiàn)象，Z Zminmin6. 5 +6. 5 +T:T:齒輪鍵槽頂面到軸心線的距離齒輪鍵槽頂面到軸心線的距離。mT2 兩軸間最小中心距應取得適當，若齒數和兩軸間最小中心距應取得適當，若齒數和S Sz z太小，太小，則中心距過小，將導致兩軸軸承及其它結構的距離過則中心距過小，將導致兩軸軸承及其

25、它結構的距離過近或相碰。近或相碰。 另外，確定齒數時，應符合轉速圖上傳動比的要另外，確定齒數時，應符合轉速圖上傳動比的要求，實際傳動比與理論傳動比之間允許誤差，但不過求，實際傳動比與理論傳動比之間允許誤差，但不過大。大。n= 10 ( -1)n= 10 ( -1)理實理nnn2 2變速組內齒輪模數相同時，齒輪齒數的確定變速組內齒輪模數相同時，齒輪齒數的確定在同一變速組內的齒輪可取相同的模數，也可取在同一變速組內的齒輪可取相同的模數，也可取不同的模數。后者只有在一些特殊情況下，如最不同的模數。后者只有在一些特殊情況下，如最后擴大組或背輪傳動中，因各齒輪副的速度變化后擴大組或背輪傳動中，因各齒輪副

26、的速度變化大，受力情況相差也較大，在同一變速組內中采大，受力情況相差也較大，在同一變速組內中采用不同模數。用不同模數。 為了便于設計與制造，主傳動系統(tǒng)中所采用為了便于設計與制造，主傳動系統(tǒng)中所采用的齒輪模數的種類盡可能少一些。的齒輪模數的種類盡可能少一些。（1 1）計算法）計算法 = U Z= U ZA A= S= S Z ZA A+Z+ZB B= S Z= S ZB B= S= S BAZZuu1u11一般說，一般說，Sz主要受最小齒輪的限制。顯然，最小齒輪是在變速主要受最小齒輪的限制。顯然，最小齒輪是在變速組內降速比或升速比最大的一對齒輪中，因此先確定該小齒輪的齒組內降速比或升速比最大的一

27、對齒輪中，因此先確定該小齒輪的齒數數Zmin，根據傳動比求，根據傳動比求S，然后按各齒輪副，再分配其它齒輪副的，然后按各齒輪副，再分配其它齒輪副的齒數。齒數。U1=U2=U3=1Zmin=Z1Z1=24(視具體情況視具體情況)Z=242=48Sz=24+48=72Z2=Sz=72=30Z=72-30=42Z3=Z=3611ZZ212)41. 1 (12122ZZ141. 1133ZZ111uZ221uu41. 11141. 1123（2）查表法）查表法分級變速的幾種特殊情況分級變速的幾種特殊情況 1. 交換齒輪的傳動鏈交換齒輪（又稱配換齒輪掛輪）交換齒輪的傳動鏈交換齒輪（又稱配換齒輪掛輪） 變

28、速的特點是結構簡單，不需要操縱機構；軸變速的特點是結構簡單，不需要操縱機構；軸向尺寸小，變速箱結構緊湊。變換齒輪適用于不需向尺寸小，變速箱結構緊湊。變換齒輪適用于不需要經常變速或變速時間的長短對生產率影響不大，要經常變速或變速時間的長短對生產率影響不大，卻要求結構簡單、緊湊的機床，如用于成批或大量卻要求結構簡單、緊湊的機床，如用于成批或大量生產的某些自動或半自動機床、專用機床及組合機生產的某些自動或半自動機床、專用機床及組合機床。床。 交換齒輪一般放在傳動鏈前面，交換齒輪及傳交換齒輪一般放在傳動鏈前面，交換齒輪及傳動軸尺寸小、結構緊湊動軸尺寸小、結構緊湊。 2多速電機變速多速電機變速電變速組電

29、變速組：在傳動系統(tǒng)中，多速電機就相當于具：在傳動系統(tǒng)中，多速電機就相當于具 兩個三個傳動副的變速組。兩個三個傳動副的變速組。 當當n n電電=2=2時時，傳動系統(tǒng)的公比，傳動系統(tǒng)的公比 只能是只能是 1.061.06、 1.121.12、 1.261.26、1.411.41和和 2 2，因為這些公，因為這些公比的整數次方等于比的整數次方等于2 2。 n n電電= 2= 1.41= 2= 1.412 2 =1.26=1.263 3 ， 所以，電變速組通所以，電變速組通常為第一擴大組。常為第一擴大組。3 3采用公用齒輪的傳動系統(tǒng)采用公用齒輪的傳動系統(tǒng) 在傳動系統(tǒng)中，既是前變速組的從動齒輪，又是在傳

30、動系統(tǒng)中，既是前變速組的從動齒輪，又是后一變速組的主動齒輪，這種同時可與前、后傳動軸后一變速組的主動齒輪，這種同時可與前、后傳動軸上兩個齒輪嚙合的齒輪叫公用齒輪。上兩個齒輪嚙合的齒輪叫公用齒輪。優(yōu)點優(yōu)點：可減少齒輪個數，簡化傳動結構，縮短了可減少齒輪個數，簡化傳動結構，縮短了軸向尺寸。軸向尺寸。缺點缺點：可能引起徑向尺寸增大，并且由于公用齒輪使可能引起徑向尺寸增大，并且由于公用齒輪使用機會較多，齒輪磨損較快。用機會較多，齒輪磨損較快。4具有雙公比的傳動鏈具有雙公比的傳動鏈 優(yōu)點優(yōu)點：變速范圍大，級數少。關鍵：基本組的：變速范圍大，級數少。關鍵：基本組的 級比指數不再是級比指數不再是 1 而是增

31、加主軸空掉的轉速級而是增加主軸空掉的轉速級 數。數。 232224 252224 擴大變速范圍的方法擴大變速范圍的方法如果最后一個擴大組由兩個傳動副組成，則如果最后一個擴大組由兩個傳動副組成，則R=R8最后一個傳動鏈是兩個傳動副組成，則最后一個傳動鏈是兩個傳動副組成，則=1.41時時Z=12=1.26時時Z=18Rn=1.4145Rn=1.26502Z1Z11171Z 不能滿足不能滿足RnRn可達可達140140至至200200的要求，要的要求，要用別的方法擴大變速范圍。用別的方法擴大變速范圍。 第二節(jié)第二節(jié) 計算轉速計算轉速 機床上的許多零件，特別是傳動件，在設計時應機床上的許多零件，特別是

32、傳動件，在設計時應核算其強度，決定零件強度的條件之一是該零件所受的核算其強度，決定零件強度的條件之一是該零件所受的載荷。載荷。 載荷取決于零件所傳遞的功率和轉速。載荷取決于零件所傳遞的功率和轉速。 如如:同一個傳動副，在一個軸上有幾種轉速，究竟同一個傳動副，在一個軸上有幾種轉速，究竟按哪一個算為合適？按哪一個算為合適？ 這就是本節(jié)要討論的計算轉速問題這就是本節(jié)要討論的計算轉速問題。一、一、 機床的功率扭矩特性機床的功率扭矩特性從從切削原理切削原理中可以知道，切削速度對切中可以知道，切削速度對切削力的影響是不大的。因此，作直線運動的執(zhí)行削力的影響是不大的。因此，作直線運動的執(zhí)行器官，可以認為不論

33、在什么速度下，都有可能承器官，可以認為不論在什么速度下，都有可能承受最大切削力，對于拖動直線運動執(zhí)行器官的傳受最大切削力，對于拖動直線運動執(zhí)行器官的傳動件，就是在任意轉速下都可能出現(xiàn)最大扭矩，動件，就是在任意轉速下都可能出現(xiàn)最大扭矩，因此因此,就認為是恒扭矩傳動。就認為是恒扭矩傳動。執(zhí)行器官作旋轉運動的傳動鏈則有所不執(zhí)行器官作旋轉運動的傳動鏈則有所不同。同。主軸轉速不僅決定于切削速度而且還決主軸轉速不僅決定于切削速度而且還決定于工件或刀具的直徑定于工件或刀具的直徑較低轉速多用于大直較低轉速多用于大直徑刀具或加工大直徑工件，這時要求的輸出徑刀具或加工大直徑工件，這時要求的輸出扭矩增大了。因此，旋

34、轉主運動鏈的變速機扭矩增大了。因此，旋轉主運動鏈的變速機構，輸出扭矩與轉速成反比，基本上是恒功構，輸出扭矩與轉速成反比，基本上是恒功率。率。 二、機床主要傳動件計算轉速的確定二、機床主要傳動件計算轉速的確定1. 1. 主運動鏈主運動鏈2. 2. 進給運動鏈進給運動鏈 直線運動進給鏈是在恒扭矩的條件下工作的。直線運動進給鏈是在恒扭矩的條件下工作的。即對于拖動直線運動執(zhí)行器官的轉動件，在任何即對于拖動直線運動執(zhí)行器官的轉動件，在任何情況下可能出現(xiàn)最大扭矩情況下可能出現(xiàn)最大扭矩, ,所以是恒扭矩傳動。則所以是恒扭矩傳動。則同一傳動組內，不同轉速下出現(xiàn)的功率值是不同同一傳動組內，不同轉速下出現(xiàn)的功率值

35、是不同的，從設計角度講應滿足最大功率的使用要求。的，從設計角度講應滿足最大功率的使用要求。 P=FP=F切切V V 機床加工零件時，切削力越大，切削機床加工零件時，切削力越大，切削速度越高則要求機床的功率越大。速度越高則要求機床的功率越大。 從以上分析，可以看出，既然各軸是從以上分析，可以看出，既然各軸是恒轉矩傳動，則如使各軸有較多機會在低恒轉矩傳動，則如使各軸有較多機會在低轉速下工作，就有利于降低齒輪、軸承等轉速下工作，就有利于降低齒輪、軸承等傳動件的工作循環(huán)次數。傳動件的工作循環(huán)次數。1fdnf/ ZRRR 5 . 78/60/ dnfRRR52. 7894. 094. 0 dfR dfR

36、 dfR)97. 090. 0( 1fdnf/ ZRRR 252. 7lg/5 . 7lg1 Z 第四節(jié)第四節(jié) 主軸箱主軸箱齒輪在軸上的布置和排列齒輪在軸上的布置和排列 在變速傳動組內，應盡量使較小的在變速傳動組內，應盡量使較小的齒輪成為滑移齒輪，使滑移省力。齒輪成為滑移齒輪，使滑移省力。 第五節(jié)第五節(jié) 傳動件疲勞強度設計傳動件疲勞強度設計 開式、閉式開式、閉式 軟齒面、硬齒面軟齒面、硬齒面 開式、硬齒面開式、硬齒面-彎曲彎曲 閉式、軟齒面閉式、軟齒面-接觸、彎曲接觸、彎曲 閉式、硬齒面閉式、硬齒面-彎曲、接觸彎曲、接觸疲勞強度疲勞強度HPtHHVAEHHuubdFKKKKZZZZ 11 校核

37、式：校核式： 設計式設計式：321112 HPEHdHHVAZZZZuuTKKKKd 修正系數修正系數工作載荷工作載荷尺寸參數尺寸參數許用許用FPSaFantFFVAFYYYYbmFKKKK 32121cos2 YYYYzTKKKKmSaFaFPdFFVAn 第六節(jié)第六節(jié) 主軸箱的溫升主軸箱的溫升 主軸箱在工作時，由于傳動件的機械摩擦、潤滑主軸箱在工作時，由于傳動件的機械摩擦、潤滑油的飛濺、攪拌作用等而發(fā)熱，油的飛濺、攪拌作用等而發(fā)熱， 使主軸箱的溫度升使主軸箱的溫度升高，產生熱變形。熱變形的影響，主要有下面幾方面高，產生熱變形。熱變形的影響，主要有下面幾方面： 改變各執(zhí)行器官的相對位置改變各

38、執(zhí)行器官的相對位置 改變主軸的幾何位置改變主軸的幾何位置 改變軸承的間隙改變軸承的間隙 改變潤滑條件改變潤滑條件8.6.1 8.6.1 熱平衡與溫度場熱平衡與溫度場8.6.2 8.6.2 減少熱變形的途徑減少熱變形的途徑1.減少發(fā)熱量減少發(fā)熱量盡量簡化傳動系統(tǒng)盡量簡化傳動系統(tǒng)主軸高速運轉時，某些不參加工作的軸和齒輪如主軸高速運轉時，某些不參加工作的軸和齒輪如背輪機構應脫開，不使它隨著空轉。背輪機構應脫開，不使它隨著空轉。在傳動系統(tǒng)中，不要使某些軸轉速過高在傳動系統(tǒng)中，不要使某些軸轉速過高。避免采用機械效率低的傳動副。避免采用機械效率低的傳動副。較長的傳動軸盡量在一端軸向固定。較長的傳動軸盡量在一端軸向固定。潤滑方式得當。潤滑方式得當。2.散熱和隔熱散熱和隔熱3.均熱均熱 第七節(jié)第七節(jié) 內鏈傳動鏈的設計內鏈傳動鏈的設計原則：原則：保證傳動精度，在內聯(lián)傳動鏈中各傳動副的傳動保證傳動精度，在內聯(lián)傳動鏈中各傳動副的傳動比必須準確，不應有磨擦傳動或是瞬時傳動比變化的傳比必須準確，不應有磨擦傳動或是瞬時傳動比變化的傳動件。動件。一、一、傳動誤差的