第八章傳動設計

1、傳動設計傳動設計 本章本章基本要求與重點基本要求與重點： 1 1、理解轉(zhuǎn)速圖，根據(jù)轉(zhuǎn)速圖和公比求出各傳動比、理解轉(zhuǎn)速圖，根據(jù)轉(zhuǎn)速圖和公比求出各傳動比的數(shù)值；的數(shù)值； 2 2、能根據(jù)給定條件，畫出結構網(wǎng)及轉(zhuǎn)速圖；、能根據(jù)給定條件，畫出結構網(wǎng)及轉(zhuǎn)速圖； 3 3、掌握主傳動運動設計要點；、掌握主傳動運動設計要點； 4 4、掌握計算轉(zhuǎn)速的概念及計算轉(zhuǎn)速的確定方法；、掌握計算轉(zhuǎn)速的概念及計算轉(zhuǎn)速的確定方法； 5 5、了解無級變速系統(tǒng)和進給傳動系統(tǒng)的設計特點，、了解無級變速系統(tǒng)和進給傳動系統(tǒng)的設計特點，以及齒輪的布置方法。以及齒輪的布置方法。 本章本章難點難點：計算轉(zhuǎn)速的確定。：計算轉(zhuǎn)速的確定。傳動設計傳

2、動設計圖圖8-1 X61328-1 X6132萬能升降臺銑床主傳動系統(tǒng)裝配圖萬能升降臺銑床主傳動系統(tǒng)裝配圖傳動設計傳動設計功功用用組組成成動力傳遞；動力傳遞；速度傳遞；速度傳遞；滿足運動的需要。滿足運動的需要。定比傳動機構定比傳動機構變速機構變速機構開停裝置開停裝置制動裝置制動裝置換向裝置換向裝置潤滑裝置潤滑裝置密封裝置密封裝置操縱機構操縱機構主軸組件主軸組件箱體箱體傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計轉(zhuǎn)速線傳動軸線轉(zhuǎn)速點傳動線傳動設計傳動設計第二擴大組第二擴大組c c級比：級比： 6 6x x2 26 6，r r2 2 6 6第一擴大組第一擴大組b b級比：級比： 3 3x x1 13 3，r

3、r1 1 3 3基本組基本組a a，級比：級比： x x0 01 1，r r0 0 2 2傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計0 x 基本組級比指數(shù)基本組級比指數(shù) 第一擴大組級比指數(shù)第一擴大組級比指數(shù) 第二擴大組級比指數(shù)第二擴大組級比指數(shù) 第第j j擴大組級比指數(shù)擴大組級比指數(shù)01Px102PPx1210jjPPPPx10 x01Px 102PPx 1210jjPPPPx傳動設計傳動設計00) 1(0 xPrminmaxiir 基本組的變速范圍：基本組的變速范圍： 第一擴大組的變速范圍：第一擴大組的變速范圍： 第二擴大組的變速范圍：第二擴大組的變速范圍： 主軸的變速范圍：主軸的變速范圍：11) 1

4、(1xPr22)1(2xPrinrrrrr210傳動設計傳動設計126 25624 4822 6218 72傳動設計傳動設計二、結構網(wǎng)和結構式二、結構網(wǎng)和結構式傳動設計傳動設計2.2.結構網(wǎng)結構網(wǎng)( (式式) )表達的內(nèi)容表達的內(nèi)容12312326傳動設計傳動設計10825. 05 . 22minmaxmaxuur 進給傳動變速組的最大變速范圍為進給傳動變速組的最大變速范圍為: :142 . 08 . 2minmaxmaxuur傳動設計傳動設計826. 126. 19)12(33)1(2210pppr81626. 126. 112)13(23)1(2210pppr 合乎要求。合乎要求。又如，又

5、如，18=318=31 1336 6223 3， =1.26=1.26，其最后擴大組的變速范圍：其最后擴大組的變速范圍： 則則超出允許值超出允許值。 最后擴大組的傳動副一般取最后擴大組的傳動副一般取P Pj j=2=2較適宜。較適宜。傳動設計傳動設計minminmincbauuumcbaxxxx 應遵守的原則。應遵守的原則。 (1)(1)變速組的傳動副要變速組的傳動副要“前多后少前多后少” 18=318=33 32 2，18=318=32 23 3，18=218=23 33 3 (3)(3)變速組的降速要變速組的降速要“前慢后快前慢后快” )(9550mNnPTc (2)(2)變速組的傳動線要

6、變速組的傳動線要“前密后疏前密后疏”傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計四項措施四項措施傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計3 3、示例、示例原始依據(jù)：原始依據(jù)：傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計 常規(guī)傳動系統(tǒng)由于極限變速范圍的限制，其最常規(guī)傳動系統(tǒng)由于極限變速范圍的限制，其最后擴大組通常是由兩個傳動副組成，變速范圍不太后擴大組通常是由兩個傳動副組成，變速范圍不太大（當大（當 1.26或或 1.41時，時，Rn4550），往往），往往不能滿足現(xiàn)代通用機床發(fā)展的要求。例如，有些新不能滿足現(xiàn)代通用機床發(fā)展的要求。

7、例如，有些新型車床和鏜床的主軸變速范圍甚至達到或超過型車床和鏜床的主軸變速范圍甚至達到或超過200，因此，需采用相應的措施來擴大機床傳動系統(tǒng)的變因此，需采用相應的措施來擴大機床傳動系統(tǒng)的變速范圍。速范圍。 傳動設計傳動設計1.1.增加變速組的傳動系統(tǒng)增加變速組的傳動系統(tǒng)依據(jù)：依據(jù)： RnRa Rb Rc Rm。 特點：特點：轉(zhuǎn)速重疊，傳動副不能得到充分利用。轉(zhuǎn)速重疊，傳動副不能得到充分利用。原因：原因：變速組的變速范圍受到極限變速范圍的限制。變速組的變速范圍受到極限變速范圍的限制。 例：例：公比公比 1.41的常規(guī)傳動系統(tǒng)的常規(guī)傳動系統(tǒng)最后擴大組的極限變速范圍最后擴大組的極限變速范圍r2 z/

8、2 1.416 8主軸轉(zhuǎn)速的最大變速范圍：主軸轉(zhuǎn)速的最大變速范圍：Rmax z-11.4111= 45主軸轉(zhuǎn)速的最大變速級數(shù)：主軸轉(zhuǎn)速的最大變速級數(shù)：Zmax12相應的結構式：相應的結構式：12312326傳動設計傳動設計 現(xiàn)增加一個變速組，設其傳動副數(shù)為現(xiàn)增加一個變速組，設其傳動副數(shù)為2 2，則按轉(zhuǎn)速，則按轉(zhuǎn)速圖的基本規(guī)律，該傳動系統(tǒng)的結構式變?yōu)椋簣D的基本規(guī)律，該傳動系統(tǒng)的結構式變?yōu)椋?4312326212 該傳動系統(tǒng)最后擴大組的變速范圍為：該傳動系統(tǒng)最后擴大組的變速范圍為：措施：將新增加的變速組的變速范圍縮小到極限值，措施：將新增加的變速組的變速范圍縮小到極限值，即即R Rn n 6 68

9、 8。這時，有。這時，有6 6級轉(zhuǎn)速出現(xiàn)重復，主軸級轉(zhuǎn)速出現(xiàn)重復，主軸轉(zhuǎn)速只有轉(zhuǎn)速只有1818級（即級（即24246 6）。）。 Rn 1264810傳動設計傳動設計6 6級轉(zhuǎn)速重復的結構網(wǎng)級轉(zhuǎn)速重復的結構網(wǎng)6 6級轉(zhuǎn)速重復級轉(zhuǎn)速重復31 23 26 2(12-6)傳動設計傳動設計2.2.采用背輪機構采用背輪機構( (單回曲機構單回曲機構) ) 離合器離合器M軸軸 軸軸 4321ZZZZ整個背輪機構整個背輪機構 一個變速組，則一個變速組，則該該變速組變速組的極限變速范圍為的極限變速范圍為:16114141max4321ZZZZr傳動設計傳動設計注意點注意點: 1）如果采用分離式傳動，主軸箱和變

10、速箱之間）如果采用分離式傳動，主軸箱和變速箱之間用皮帶傳動，高速時可以直接傳動主軸減少主軸振動，用皮帶傳動，高速時可以直接傳動主軸減少主軸振動，提高傳動平穩(wěn)性；并可縮短高速傳動鏈，提高傳動效提高傳動平穩(wěn)性；并可縮短高速傳動鏈，提高傳動效率。同時應盡可能提高皮帶傳遞的最低轉(zhuǎn)速，以避免率。同時應盡可能提高皮帶傳遞的最低轉(zhuǎn)速，以避免皮帶輪尺寸太大。皮帶輪尺寸太大。 2）合上離合器后，應使背輪脫開，也就是）合上離合器后，應使背輪脫開，也就是Z3/Z4傳動副脫開，否則在主軸高速旋轉(zhuǎn)時，通過傳動副脫開，否則在主軸高速旋轉(zhuǎn)時，通過Z3/Z4傳動傳動副將使副將使軸以高于主軸的轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)，增加機床空載功軸以高于主

11、軸的轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)，增加機床空載功率損失，同時又增加齒輪噪聲并加劇磨損。率損失，同時又增加齒輪噪聲并加劇磨損。傳動設計傳動設計)%1(nnn (2)(2)齒輪的齒數(shù)和不應過大，齒輪的齒數(shù)和不應過大，Sz100Sz100120120； (3)(3)齒輪的齒數(shù)和不應過??；齒輪的齒數(shù)和不應過??； 1)1)最小齒輪不產(chǎn)生根切現(xiàn)象，一般取最小最小齒輪不產(chǎn)生根切現(xiàn)象，一般取最小齒數(shù)齒數(shù)Z Zminmin18201820。 2)2)受結構限制的各齒輪受結構限制的各齒輪( (尤其是最小齒輪尤其是最小齒輪) )。傳動設計傳動設計mTDi221min)5 . 2(minminZmDimTZ25 . 6min傳動設計傳動

12、設計jjjuZZ/ZjjjSuuZ1ZjjSZZZjjSuZ11傳動設計傳動設計2141. 11122111ZZu41. 111222ZZu1333ZZu482/124111uZZ72482411ZZSZ 例例: :傳動設計傳動設計3041. 1727241. 1/1141. 1/11222ZSuuZ42307222ZSZZ36272721111333ZSuuZ36367233ZSZZ傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計2121ZZSmSm121221eemmSSZZ1111121)(21ZSmZZmA2222221)(21ZSmZZmAKeSeSZZ122121KeSZ12KeS

13、Z傳動設計傳動設計43121221eemmSSZZ 選取選取K=30K=30，則，則 根據(jù)齒輪副的傳動比齒數(shù)分配如下：根據(jù)齒輪副的傳動比齒數(shù)分配如下：9033021 KeSZ12043012 KeSZ711941161u3882232u傳動設計傳動設計)(2133ZZmAAZmZm)2(21)2(2132423ZZ傳動設計傳動設計目的：確定傳動件的結構尺寸并核算其強度。目的：確定傳動件的結構尺寸并核算其強度。計算依據(jù)：計算依據(jù)：nPT9550P P傳動件所傳遞的功率；傳動件所傳遞的功率；n n傳動件的轉(zhuǎn)速。傳動件的轉(zhuǎn)速。傳動設計傳動設計一、機床的功率和轉(zhuǎn)矩特性一、機床的功率和轉(zhuǎn)矩特性定義：功率

14、或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關系。定義：功率或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關系。nPT9550傳動設計傳動設計機床主軸在整個變速機床主軸在整個變速范圍內(nèi)，以計算轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，以計算轉(zhuǎn)速為界，可分為圖示兩為界，可分為圖示兩個區(qū)域：個區(qū)域： n nminminn nc c為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)為恒轉(zhuǎn)矩區(qū) n nc cn nmaxmax為恒功率區(qū)為恒功率區(qū)計算轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速 傳遞全功率的最低轉(zhuǎn)速。傳遞全功率的最低轉(zhuǎn)速。傳動設計傳動設計)13(minZcnn)14(minZcnn25. 0)(minminmaxnncnn35. 0)(minminmaxnncnn)3(minZcnn3 . 0)(minminmaxnncnn 二、主軸計算轉(zhuǎn)

15、速的確定二、主軸計算轉(zhuǎn)速的確定傳動設計傳動設計傳動設計傳動設計三、其他傳動件計算轉(zhuǎn)速三、其他傳動件計算轉(zhuǎn)速確定方法：確定方法：可根據(jù)主軸的計算轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速圖來確定?？筛鶕?jù)主軸的計算轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速圖來確定。傳動設計傳動設計(2)(2)齒輪的計算轉(zhuǎn)速齒輪的計算轉(zhuǎn)速傳動設計傳動設計2 2）各傳動軸計算轉(zhuǎn)速）各傳動軸計算轉(zhuǎn)速1）主軸計算轉(zhuǎn)速）主軸計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)經(jīng)驗公式：根據(jù)經(jīng)驗公式：njnmin (Z/3-1)得得 nj=31.51.41(4 1) = 90 r.p.m 125355710傳動設計傳動設計傳動組傳動組cba傳動副傳動副60/3018/7222/6224/48齒輪齒數(shù)齒輪齒數(shù)30182224計算轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速3 3）傳動齒輪計算轉(zhuǎn)速的確定）傳動齒輪計算轉(zhuǎn)速的確定當有轉(zhuǎn)速重復時，應選用傳動當有轉(zhuǎn)速重復時，應選用傳動件計算轉(zhuǎn)速較高的傳動路線，件計算轉(zhuǎn)速較高的傳動路線，并由操縱機構來保證。并由操縱機構來保證。710355355250傳動設計傳動設計1 1、無級變速機構的類型、無級變速機構的類型傳動設計傳動設計2 2、無級變速系統(tǒng)的設計特點、無級變速系統(tǒng)的設計特點（1 1）直線主運動機床）直線主運動機床 直接利用調(diào)速電動機的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍，將電動機直接或直接利用調(diào)速電動機的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍，將電動機直接或通過定比減速齒輪拖動