主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件

1、第三章第三章第四節(jié) 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主傳動(dòng)系組成主傳動(dòng)系一般由動(dòng)力源（如電動(dòng)機(jī)）、變速裝置及執(zhí)行主傳動(dòng)系一般由動(dòng)力源（如電動(dòng)機(jī)）、變速裝置及執(zhí)行件（如主軸、刀架、工作臺(tái)），以及開停、換向和制動(dòng)件（如主軸、刀架、工作臺(tái)），以及開停、換向和制動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。機(jī)構(gòu)等組成。 動(dòng)力源：給執(zhí)行件提供動(dòng)力，并使其得到一定的運(yùn)動(dòng)速度和方向；動(dòng)力源：給執(zhí)行件提供動(dòng)力，并使其得到一定的運(yùn)動(dòng)速度和方向； 變速裝置：傳遞動(dòng)力以及變換運(yùn)動(dòng)速度；變速裝置：傳遞動(dòng)力以及變換運(yùn)動(dòng)速度； 執(zhí)行件：執(zhí)行機(jī)床所需的運(yùn)動(dòng)，完成旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行件：執(zhí)行機(jī)床所需的運(yùn)動(dòng)，完成旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)。3.4 3.4 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)F

2、3.4.1 必須滿足的設(shè)計(jì)基本要求F3.4.2 主傳動(dòng)系統(tǒng)分類與傳動(dòng)方式F3.4.3 分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)F3.4.4 無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)F3.4.5 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.4.1 3.4.1 須滿足的設(shè)計(jì)基本要求須滿足的設(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)。 2)機(jī)床傳遞動(dòng)力要求。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)床工作性能要求。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)產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性要求。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

3、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。3.4.23.4.2主傳動(dòng)系統(tǒng)分類與傳動(dòng)方式主傳動(dòng)系統(tǒng)分類與傳動(dòng)方式 (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、-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)和無級(jí)變速傳動(dòng)。3.4.23.4.2主傳動(dòng)系統(tǒng)分類與傳動(dòng)方式主傳動(dòng)系統(tǒng)分類與傳動(dòng)方式 分級(jí)變速傳動(dòng)在一定的變速范圍內(nèi)只

4、能得到某些轉(zhuǎn)速，變速級(jí)數(shù)一般不超過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。無級(jí)變速傳動(dòng)可由機(jī)械摩擦無級(jí)變速器、液壓無級(jí)變速器和電氣無級(jí)變速器實(shí)現(xiàn)。3.4.23.4.2主傳動(dòng)系統(tǒng)分類與傳動(dòng)方式主傳動(dòng)系統(tǒng)分類與傳動(dòng)方式 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。通用機(jī)床中多數(shù)機(jī)床的

5、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。特點(diǎn)是結(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)是運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動(dòng)件在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所產(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。3.4.23.4.2主傳動(dòng)系統(tǒng)分類與傳動(dòng)方式主傳動(dòng)系統(tǒng)分類與傳動(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，然后通過帶傳動(dòng)將運(yùn)動(dòng)傳到主軸箱的傳動(dòng)方式，稱為分離傳動(dòng)方式。特點(diǎn)是變速箱各傳動(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，從而減少主軸的振動(dòng)和熱變形，有利于提高機(jī)床的工作精度。運(yùn)動(dòng)由皮帶經(jīng)齒輪離合器直接傳動(dòng)，主軸傳動(dòng)鏈短，使主軸在高速

6、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比較平穩(wěn)，空載損失??；當(dāng)主軸需作低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)則由皮帶輪經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)的兩對(duì)降速齒輪傳動(dòng)后，轉(zhuǎn)速顯著降低，達(dá)到擴(kuò)大變速范圍的目的。3.4.3 3.4.3 分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)分級(jí)變速主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟：根據(jù)已確定的主變速傳動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，擬定結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)速圖，合理分配各變速組中的傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，確定齒輪數(shù)和帶輪直徑等，繪制主變速傳動(dòng)系圖。（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1.1.轉(zhuǎn)速圖

7、轉(zhuǎn)速圖設(shè)計(jì)和分析主傳動(dòng)系統(tǒng)的工具設(shè)計(jì)和分析主傳動(dòng)系統(tǒng)的工具轉(zhuǎn)速圖的作用：（1）表示出傳動(dòng)軸的數(shù)目；（2）傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)關(guān)系；（3）主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速值及其傳動(dòng)路線；（4）各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速分級(jí)和轉(zhuǎn)速值；（5）各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。轉(zhuǎn)速圖由一組相互平行和垂直的格線組成。 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。 2)距離相等的橫直線與豎直線相交點(diǎn)，代表各級(jí)轉(zhuǎn)速。 3)坐標(biāo)取對(duì)數(shù)坐標(biāo)，在相交點(diǎn)直接寫出轉(zhuǎn)速的數(shù)值。 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，從左向上斜是升速傳動(dòng)，從左向下斜是降速傳動(dòng)。（一）轉(zhuǎn)速圖與結(jié)構(gòu)式（一）轉(zhuǎn)速圖與結(jié)構(gòu)式1.1.轉(zhuǎn)速圖轉(zhuǎn)速圖傳動(dòng)線傳動(dòng)線31.5

8、-1400：12級(jí)級(jí)公比：公比：41. 15 .314522/141. 1/12/1256126u電電-I軸軸I軸軸-II軸：變速組軸：變速組a223112001/141. 1/12/14824/141. 1/141. 1/1423041. 113636aaauuuII軸軸-III軸：變速組軸：變速組b332001/141. 1/182. 2/1622241. 114242bbuuIII軸軸-IV軸：變速組軸：變速組c442221/141. 1/14/1721841. 123060ccuuIV軸轉(zhuǎn)速：軸轉(zhuǎn)速：12223轉(zhuǎn)速圖的基本規(guī)律轉(zhuǎn)速圖的基本規(guī)律 1) 變速系統(tǒng)的變速級(jí)數(shù)是各變速組傳動(dòng)副數(shù)

9、的乘積。 2) 機(jī)床的總變速范圍Rn是各變速組變速范圍的乘積。 3) 變速組的傳動(dòng)比之間關(guān)系變速的基本規(guī)律是變速的基本規(guī)律是: :變速系統(tǒng)是以基本組為基礎(chǔ)，再通過擴(kuò)大變速系統(tǒng)是以基本組為基礎(chǔ)，再通過擴(kuò)大組組( (可以有第一擴(kuò)大組、第二擴(kuò)大組可以有第一擴(kuò)大組、第二擴(kuò)大組)把轉(zhuǎn)速范圍把轉(zhuǎn)速范圍( (級(jí)數(shù)級(jí)數(shù)) )加加以擴(kuò)大。若要求變速系統(tǒng)是一個(gè)連續(xù)的等比數(shù)列，則基本組的以擴(kuò)大。若要求變速系統(tǒng)是一個(gè)連續(xù)的等比數(shù)列，則基本組的級(jí)比等于級(jí)比等于 ，級(jí)比指數(shù)，級(jí)比指數(shù)X。1 1；擴(kuò)大組的級(jí)比；擴(kuò)大組的級(jí)比 xj ，級(jí)比指數(shù)，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)應(yīng)等于該擴(kuò)大組前面

10、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。的乘積。2.2.結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式比較和分析不同傳動(dòng)方案比較和分析不同傳動(dòng)方案 結(jié)構(gòu)式簡單、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)（Pi）和各變速組的級(jí)比指數(shù)Xi，一般表達(dá)式為 12級(jí)轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)方案12312326傳動(dòng)系由傳動(dòng)系由a/b/ca/b/c三個(gè)傳動(dòng)組組成；三個(gè)傳動(dòng)組組成；a a傳動(dòng)組，傳動(dòng)副為傳動(dòng)組，傳動(dòng)副為3 3； b b傳動(dòng)組，傳動(dòng)副為傳動(dòng)組，傳動(dòng)副為2 2； c c傳動(dòng)組，傳動(dòng)組，傳動(dòng)副為傳動(dòng)副為2 2；下標(biāo)表示各變速組的級(jí)比指數(shù)。下標(biāo)表示各變速組的級(jí)比指數(shù)。級(jí)比級(jí)比：主動(dòng)軸上同一點(diǎn)，傳往從動(dòng)軸相鄰兩條傳

11、動(dòng)線的比：主動(dòng)軸上同一點(diǎn)，傳往從動(dòng)軸相鄰兩條傳動(dòng)線的比值，用值，用 xj 表示，其中表示，其中xj，稱為級(jí)比指數(shù)，相當(dāng)于相鄰兩傳，稱為級(jí)比指數(shù)，相當(dāng)于相鄰兩傳動(dòng)線與從動(dòng)軸交點(diǎn)之間相距的格數(shù)。動(dòng)線與從動(dòng)軸交點(diǎn)之間相距的格數(shù)。icbaXiXcXbXaPPPPZ)()()()(2.2.結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式比較和分析不同傳動(dòng)方案比較和分析不同傳動(dòng)方案 以12級(jí)轉(zhuǎn)速為例，傳動(dòng)方案有：124 3；123 4；123 2 2；122 3 2；122 2 3 要使主軸轉(zhuǎn)速為連續(xù)的等比數(shù)列，必須有一個(gè)變速組的級(jí)比指數(shù)為1，此變速組稱為基本組。應(yīng)盡量使變速組的擴(kuò)大順序和傳動(dòng)順序一致。 基本組的級(jí)比指數(shù)用X0表示，即X0=

12、1，（31）； 后面的變速組因起變速擴(kuò)大作用，統(tǒng)稱為擴(kuò)大組； 第一擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)為X1一般等于基本組的傳動(dòng)副數(shù)P0，即X1=P0； 第二擴(kuò)大組的作用是將第一擴(kuò)大組擴(kuò)大的變速范圍第二次擴(kuò)大，其級(jí)比指數(shù)X2等于基本組的傳動(dòng)副數(shù)與第一擴(kuò)大組傳動(dòng)副數(shù)的乘積，即X2=P0P1。（二）各變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比（二）各變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比 (1)變速組中最大與最小傳動(dòng)比的比值，稱為該變速組的變速范圍: (2)變速組的極限傳動(dòng)比 一般限制降速的最小傳動(dòng)比min14，對(duì)升速的最大傳動(dòng)比max22.5。這樣主傳動(dòng)系統(tǒng)各變速組的變速范圍限制在r810之間。 為使最后傳動(dòng)組的變速范圍不超出允許值，最后

13、擴(kuò)大組的傳動(dòng)副一般取P=2較合適。)1(minmax)/()(iiPXiiiuuRjnRRRRR210檢查變速組的變速范圍是否檢查變速組的變速范圍是否超過極限值，只需要檢查最超過極限值，只需要檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。后一個(gè)擴(kuò)大組。變速組變速組c841. 1)12(62R63122312421322121641. 1)13(42R確定左圖的轉(zhuǎn)速圖、結(jié)構(gòu)式及確定左圖的轉(zhuǎn)速圖、結(jié)構(gòu)式及各級(jí)變速范圍各級(jí)變速范圍（三）主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則（三）主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 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

14、的扭矩較大，尺寸就較大。 在擬定主變速傳動(dòng)系時(shí)，應(yīng)盡可能將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面，傳動(dòng)副數(shù)少的變速組放在后面，使主變速傳動(dòng)系中更多的傳動(dòng)件在高速范圍內(nèi)工作，尺寸小一些，以便節(jié)省變速箱的造價(jià)，減小變速箱的外形尺寸。按此原則，123X2X2，122X3X2，122X2X3第一種傳動(dòng)方案中為好。第一種傳動(dòng)方案中為好。 （三）主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則（三）主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 在變速級(jí)數(shù)Z一定時(shí)，減少變速組個(gè)數(shù)勢必增加各變速組的傳動(dòng)副數(shù)，并且降速過快而導(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)。 當(dāng)機(jī)床的傳動(dòng)功率為定值時(shí)，轉(zhuǎn)速n越高，轉(zhuǎn)矩就小，零件尺

15、寸就較小。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。（三）主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則（三）主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則后種方案因第一擴(kuò)大組在最前面，軸的轉(zhuǎn)速范圍比前種方案大。如兩種方案軸的最高轉(zhuǎn)速一樣，后種方案軸的最低轉(zhuǎn)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。（三）主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則（三）主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則v 從電動(dòng)機(jī)到主軸之間的總趨勢是降速傳動(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

16、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)過高，以免產(chǎn)生振動(dòng)、發(fā)熱和噪聲。v 中間軸的最高轉(zhuǎn)速不超過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。v 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。maxmaxmaxcbauuuI軸上裝有雙向摩擦片式離合器，軸向尺寸較長，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。( (四四) )主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì)主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì)多刀半自動(dòng)車床采用雙速電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)變速范圍為2，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)共8級(jí)。公比141，其結(jié)構(gòu)式為電變速組作為第一擴(kuò)大組，I一軸間的變速組為基本組，傳動(dòng)副數(shù)為2，一軸間變速組

17、為第二擴(kuò)大組，傳動(dòng)副數(shù)為2v可簡化機(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。v機(jī)床上常用雙速或三速電動(dòng)機(jī)，多速電動(dòng)機(jī)總是在變速傳動(dòng)系的最前面，作為電變速組。當(dāng)電動(dòng)機(jī)變速范圍為2時(shí)，變速傳動(dòng)系的公比應(yīng)是2的整數(shù)次方根。( (四四) )主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì)主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì)缺點(diǎn)就是當(dāng)電動(dòng)機(jī)在高速時(shí)，沒有完全發(fā)揮其能力。( (四四) )主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì)主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì)v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。v可用少量齒輪，得到多級(jí)轉(zhuǎn)速，不需要操縱

18、機(jī)構(gòu)，變速箱結(jié)構(gòu)大大簡化。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，潤滑密封較困難，如裝在變速箱內(nèi)，則更換麻煩。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。為簡化結(jié)構(gòu)，常采用交換齒輪變速方式，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，( (四四) )主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì)主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì)v在變速傳動(dòng)系中，即是前一變速組被動(dòng)齒輪，又是后一變速組主動(dòng)齒輪，稱為公用齒輪。v可減少齒輪的數(shù)目，簡化結(jié)構(gòu)，縮短軸向尺寸。按相鄰變速組內(nèi)公用齒輪

19、的數(shù)目，常用的有單公用和雙公用齒輪。v采用公用齒輪時(shí)，兩個(gè)變速組的模數(shù)必須相同。因?yàn)楣谬X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。( (五五) )擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法主變速傳動(dòng)系最后一個(gè)擴(kuò)大組的變速范圍為：)1(1210jjPPPPPjR設(shè)主變速傳動(dòng)系總變速級(jí)數(shù)為Z：jjPPPPPZ1210通常最后擴(kuò)大組的變速級(jí)數(shù)為2，則最后擴(kuò)大組的變速范圍為：2/ZjR由于極限傳動(dòng)比的限制，總的變速范圍有限，不能滿足通用機(jī)床的要求。( (五五) )擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法v 是擴(kuò)大變

20、速范圍最簡便的方法。v 但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)。( (五五) )擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法v又稱回曲機(jī)構(gòu).v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)，應(yīng)使背輪脫開，以減少空載功率損失，噪聲和發(fā)熱，以及避免超速現(xiàn)象。( (五五) )擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法v 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)這一情況而設(shè)計(jì)的。v 主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列有兩個(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

21、段用大公比。( (五五) )擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法雙公比變速傳動(dòng)系是在常規(guī)變速傳動(dòng)系基礎(chǔ)上，通過改變基本組的級(jí)比指數(shù)演變來的。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)。( (五五) )擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法v 分支傳動(dòng)是在串聯(lián)型式變速傳動(dòng)系的基礎(chǔ)上，增加并聯(lián)分支以擴(kuò)大變速范圍。v 本例主變速傳動(dòng)系采用分支傳動(dòng)方式，變速范圍擴(kuò)大到R。140010140。v 采用分支傳動(dòng)方式還具有縮短高速傳動(dòng)路線，提高傳動(dòng)效率，減少了噪聲的優(yōu)點(diǎn)。( (六六) )齒輪齒數(shù)的確定齒輪齒數(shù)的確定

22、v 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。v 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3-9中選取。v 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)。v 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)。( (六六) )齒輪齒數(shù)的確定齒輪齒數(shù)的確定1.確定齒輪齒數(shù)的注意問題v 確定齒輪齒數(shù)時(shí)，選取合理的齒數(shù)和Sz是很關(guān)鍵。v 齒輪的中心距取決于傳遞的扭矩。一般來說，主變速傳動(dòng)系是降速傳動(dòng)系，齒輪的中心距取決于傳遞的扭

23、矩。一般來說，主變速傳動(dòng)系是降速傳動(dòng)系，越后面的變速組傳遞的扭矩越大，因此中心距也越大。一般推薦越后面的變速組傳遞的扭矩越大，因此中心距也越大。一般推薦Sz=18。v 受結(jié)構(gòu)限制的最小齒數(shù)的各齒輪（尤其是最小齒輪），應(yīng)能可靠地安裝在軸受結(jié)構(gòu)限制的最小齒數(shù)的各齒輪（尤其是最小齒輪），應(yīng)能可靠地安裝在軸上，或進(jìn)行套裝，齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽的壁厚上，或進(jìn)行套裝，齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽的壁厚a=2m（m為模數(shù)），以為模數(shù)），以保證有足夠的強(qiáng)度，避免出現(xiàn)變形、斷裂。保證有足夠的強(qiáng)度，避免出現(xiàn)變形、斷裂。mTZmZDmTDii25 . 6)5 . 2(221minminminmin( (六六) )齒輪齒

24、數(shù)的確定齒輪齒數(shù)的確定1.確定齒輪齒數(shù)的注意問題v 確定齒輪齒數(shù)時(shí)，選取合理的齒數(shù)和Sz是很關(guān)鍵。v 兩軸間最小中心距應(yīng)取得適當(dāng)，若齒數(shù)和兩軸間最小中心距應(yīng)取得適當(dāng)，若齒數(shù)和SzSz過小，將導(dǎo)致兩軸的軸過小，將導(dǎo)致兩軸的軸承及其它結(jié)構(gòu)之間的距離過近或相碰承及其它結(jié)構(gòu)之間的距離過近或相碰。v 確定齒輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比的要求。實(shí)際傳動(dòng)比（齒確定齒輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比的要求。實(shí)際傳動(dòng)比（齒輪齒數(shù)之比）與理論傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)速圖上要求的傳動(dòng)比）之間允許有輪齒數(shù)之比）與理論傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)速圖上要求的傳動(dòng)比）之間允許有誤差，但需限制在一定范圍內(nèi)，一般不應(yīng)超過誤差，但需限制在一定范圍內(nèi)，一般不應(yīng)

25、超過10(-1)%，即，即%110）（理實(shí)理nnn( (六六) )齒輪齒數(shù)的確定齒輪齒數(shù)的確定2.變速組內(nèi)齒輪模數(shù)相同時(shí)齒輪齒數(shù)的確定v 首先須確定出各變速組內(nèi)齒輪副的模數(shù)，以便根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸判斷其首先須確定出各變速組內(nèi)齒輪副的模數(shù)，以便根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸判斷其最小齒輪齒數(shù)或齒數(shù)和是否適宜最小齒輪齒數(shù)或齒數(shù)和是否適宜。v 同一變速組內(nèi)的齒輪盡可能取相同的模數(shù)，不同模數(shù)只在一些特殊同一變速組內(nèi)的齒輪盡可能取相同的模數(shù)，不同模數(shù)只在一些特殊情況下使用。為了便于設(shè)計(jì)和制造，主傳動(dòng)系統(tǒng)中所采用的齒輪模情況下使用。為了便于設(shè)計(jì)和制造，主傳動(dòng)系統(tǒng)中所采用的齒輪模數(shù)的種類盡可能少些。數(shù)的種類盡可能少些。v 計(jì)算法計(jì)

26、算法v 查表法查表法v傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方、變速組內(nèi)齒輪模數(shù)相同時(shí)使用。傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方、變速組內(nèi)齒輪模數(shù)相同時(shí)使用。( (六六) )齒輪齒數(shù)的確定齒輪齒數(shù)的確定3.變速組內(nèi)模數(shù)不同時(shí)齒輪齒數(shù)的確定4.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。以保證滑移時(shí)，齒輪外圓不相碰。v 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)之間的是否在允許范圍之內(nèi)。v 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

27、方法使各傳動(dòng)副的中心距相等。( (七七) )計(jì)算轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速v 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。v 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)；v 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)速的降低而降低，稱之為恒扭矩區(qū)。v 不同類型機(jī)床主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的選取是不同的。對(duì)于大型機(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。v 各類機(jī)床主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的統(tǒng)計(jì)公式見表3-1

28、0。( (七七) )計(jì)算轉(zhuǎn)速計(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v 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。v 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。v P97，例3-1( (八八) )變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算 變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的空間布置變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的空間布置臥式車床主軸箱的橫截面圖。首先確定主軸的位置，主要根據(jù)車床的中心高確定；確定傳動(dòng)主軸的軸，以及與主軸有齒輪嚙合關(guān)系的軸的位置；確定電動(dòng)機(jī)軸或運(yùn)動(dòng)輸入軸(軸I)的位置；最后確定其它各傳動(dòng)

29、軸的位置。各傳動(dòng)軸常按三角布置。( (八八) )變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算 變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的空間布置變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的空間布置變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的空間布置首先要滿足機(jī)床總體布局對(duì)變速箱的形狀和尺寸的限制，還要考慮各軸受力情況，裝配調(diào)整和操縱維修的方便。其中變速箱的形狀和尺寸限制是影響傳動(dòng)軸空間布置最重要的因素。為縮小徑向尺寸，還可以使箱內(nèi)某些傳動(dòng)軸的軸線重合，如圖324中的、v兩軸。臥式銑床的主變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，利用銑床立式床身作為變速箱體。床身內(nèi)部空間較大，所以各傳動(dòng)軸可以排在一個(gè)鉛直平面內(nèi)，不必過多考慮空間布置的緊湊性，以方便制造、裝配、調(diào)整、維修，和便于布置

30、變速操縱機(jī)構(gòu)。床身較長，為減少傳動(dòng)軸軸承間的跨距，可在中間加一個(gè)支承墻。( (八八) )變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算 變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的軸向固定變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的軸向固定傳動(dòng)軸通過軸承在箱體內(nèi)軸向固定的方法有一端固定和兩端固定兩類。采用單列向心球軸承時(shí)，可一端固定，也可兩端固定；采用圓錐滾子軸承時(shí)，則必須兩端固定。一端固定的優(yōu)點(diǎn)是軸受熱后可以向另一端自由伸長，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，因此，宜用于長軸。( (八八) )變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算 變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的軸向固定變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的軸向固定v圖a用襯套和端蓋將軸承固定，并一起裝到箱

31、壁上，它的優(yōu)點(diǎn)是可在箱壁上鏜通孔，便于加工，但構(gòu)造復(fù)雜，對(duì)襯套又要加工內(nèi)外凸肩。v圖b雖不用襯套，但在箱體上要加工一個(gè)有臺(tái)階的孔，因而在成批生產(chǎn)中較少應(yīng)用。v圖c是用彈性擋圈代替臺(tái)階，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性較好v圖d是兩面都用彈性擋圈的結(jié)構(gòu)，構(gòu)造簡單、安裝方便，適用于批量較大的機(jī)床；( (八八) )變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算 變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的軸向固定變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的軸向固定v圖e的構(gòu)造是在軸承的外圈上有溝槽，將彈性擋圈卡在箱壁與壓蓋之間，箱體孔內(nèi)不用挖槽，構(gòu)造更加簡單，裝配更方便，但需軸承廠專門供應(yīng)這種軸承。v一端固定時(shí)，軸的另一端的構(gòu)造見圖f，軸承用彈性擋圈固

32、定在軸端，外環(huán)在箱體孔內(nèi)軸向不定位。( (八八) )變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算 變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的軸向固定變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的軸向固定v圖327是兩端固定的例子。v圖a通過調(diào)整螺釘2，壓蓋1及鎖緊螺母3來調(diào)整圓錐滾子軸承的間隙，調(diào)整比較方便。v圖b、c是改變墊圈1的厚度調(diào)整軸承的間隙，結(jié)構(gòu)簡單。( (八八) )變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算 各傳動(dòng)軸的估算和驗(yàn)算各傳動(dòng)軸的估算和驗(yàn)算v (1)按扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速的效率從電動(dòng)機(jī)到計(jì)算軸電動(dòng)機(jī)額定功率系數(shù)鍵槽系數(shù)jjnPAKnPKAd4v 軸在彎矩作用下，若產(chǎn)生過大的彎

33、曲變形，則裝在軸上的齒輪因傾角過大而使齒面的壓強(qiáng)分布不均，產(chǎn)生不均勻的磨損和加大噪聲；也會(huì)使?jié)L動(dòng)軸承內(nèi)、外圈產(chǎn)生相對(duì)傾斜，影響軸承使用壽命。v 扭轉(zhuǎn)剛度不夠，則會(huì)引起傳動(dòng)軸扭振。v 設(shè)計(jì)開始時(shí)，要先按扭轉(zhuǎn)剛度估算傳動(dòng)軸直徑，待確定之后，定出軸的跨距，再按彎曲剛度進(jìn)行驗(yàn)算。( (八八) )變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算變速箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置與計(jì)算 各傳動(dòng)軸的估算和驗(yàn)算各傳動(dòng)軸的估算和驗(yàn)算(2)按彎曲剛度驗(yàn)算軸的直徑v 1)進(jìn)行軸受力分析，根據(jù)軸上滑移齒輪不同位置，選出受力變形最嚴(yán)重的位置進(jìn)行驗(yàn)算。如較難準(zhǔn)確判斷滑移齒輪處于那個(gè)位置受力變形最嚴(yán)重，則需多算幾種位置。v 2)如最嚴(yán)重情況時(shí)，齒輪處

34、于軸的中部時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算在齒輪處的撓度；當(dāng)齒輪處于軸的兩端附近時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算齒輪處的傾角。此外還應(yīng)驗(yàn)算軸承處的傾角。v 3)按材料力學(xué)中的公式計(jì)算軸的撓度或傾角，檢查是否超過允許值查出。v 為簡化計(jì)算，也可只驗(yàn)算傾角。當(dāng)支承處的傾角小于齒輪傾角的允許值時(shí)，齒輪的傾角不必計(jì)算。3.4.43.4.4無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 無級(jí)變速是指在一定范圍內(nèi)，(或速度)能連續(xù)地變換，從而獲取最有利的切削速度。 不僅能在調(diào)速范圍內(nèi)選擇到合理的切削速度，而且換向迅速平穩(wěn)、不停車自動(dòng)變速、簡化結(jié)構(gòu)。 在數(shù)控機(jī)床、高精度機(jī)床和大型機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)中得到廣泛的應(yīng)用。 無級(jí)調(diào)速有機(jī)械、液壓和電氣等多

35、種形式。 機(jī)械無級(jí)變速器大多是靠摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩。 龍門刨床等大型機(jī)床廣泛采用直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，數(shù)控機(jī)床一般采用直流或交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。3.4.43.4.4無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 機(jī)床上常用的變速電動(dòng)機(jī)有直流復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)和交流變頻電動(dòng)機(jī)。 在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率變速，通常調(diào)速范圍僅23；額定轉(zhuǎn)速以下為恒扭矩變速，調(diào)整范圍很大，可達(dá)30甚至更大。 上述功率和扭矩特性一般不能滿足機(jī)床的使用要求。為了擴(kuò)大恒功率調(diào)速范圍，在變速電動(dòng)機(jī)和主軸之間串聯(lián)一個(gè)分級(jí)變速箱。 廣泛用于數(shù)控機(jī)床、大型機(jī)床中。3.4.43.4.4無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)無級(jí)

36、變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 機(jī)械無級(jí)變速裝置有柯普(Koop)型、行星錐輪型、分離錐輪鋼環(huán)型、寬帶型等多種結(jié)構(gòu)。 它們都是利用摩擦力來傳遞扭矩，通過連續(xù)地改變摩擦傳動(dòng)副工作半徑來實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。 由于變速范圍小，多數(shù)是恒扭矩傳動(dòng)，通常較少單獨(dú)使用，而與分級(jí)變速機(jī)構(gòu)串聯(lián)使用，以擴(kuò)大變速范圍。 機(jī)械無級(jí)變速器應(yīng)用于要求功率和變速范圍較小的中小型車床、銑床等機(jī)床的主傳動(dòng)中，更多地是用于進(jìn)給變速傳動(dòng)中。 行星錐盤無級(jí)變速機(jī)行星錐盤無級(jí)變速機(jī) V型寬帶無級(jí)變速器型寬帶無級(jí)變速器 3.4.43.4.4無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 液壓無級(jí)變速裝置通過改變單位時(shí)間內(nèi)輸入液壓缸或液動(dòng)機(jī)

37、中液體的油量來實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。 特點(diǎn)是變速范圍較大、變速方便、傳動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)動(dòng)換向時(shí)沖擊小、易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和自動(dòng)化。 常用在主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床中，如刨床、拉床等。3.4.43.4.4無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)盡量選擇功率和扭矩特性符合傳動(dòng)系要求的無級(jí)變速裝置。執(zhí)行件作直線主運(yùn)動(dòng)的主傳動(dòng)系，對(duì)變速裝置的執(zhí)行件作直線主運(yùn)動(dòng)的主傳動(dòng)系，對(duì)變速裝置的要求是要求是恒扭矩傳動(dòng)恒扭矩傳動(dòng)，例如龍門刨床的工作臺(tái)，就，例如龍門刨床的工作臺(tái)，就應(yīng)該選擇恒扭矩傳動(dòng)為主的無級(jí)變速裝置，如應(yīng)該選擇恒扭矩傳動(dòng)為主的無級(jí)變速裝置，如直直流電動(dòng)機(jī)流電動(dòng)機(jī)；如主傳動(dòng)系要求恒功率傳動(dòng)，例如車床或銑

38、床的如主傳動(dòng)系要求恒功率傳動(dòng)，例如車床或銑床的主軸，就應(yīng)選擇主軸，就應(yīng)選擇恒功率無級(jí)變速裝置恒功率無級(jí)變速裝置，如柯普，如柯普(Koop)B(Koop)B型和型和K K型型機(jī)械無級(jí)變速裝置、變速電動(dòng)機(jī)機(jī)械無級(jí)變速裝置、變速電動(dòng)機(jī)串聯(lián)機(jī)械分級(jí)變速箱串聯(lián)機(jī)械分級(jí)變速箱等。等。3.4.43.4.4無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)無級(jí)變速系統(tǒng)裝置單獨(dú)使用時(shí)，其調(diào)速范圍較小，滿足不了要求，尤其是恒功率調(diào)速范圍往往遠(yuǎn)小于機(jī)床實(shí)際需要的恒功率變速范圍。為此，常把無級(jí)變速裝置與機(jī)械分級(jí)變速箱串聯(lián)在一起使用，以擴(kuò)大恒功率變速范圍和整個(gè)變速范圍。3.4.43.4.4無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的

39、設(shè)計(jì)無級(jí)變速主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)Rf=Rn/Rd=fZ-1無級(jí)變速裝置作為傳動(dòng)系中的基本組，而分級(jí)變速作為擴(kuò)大組。由于機(jī)械無級(jí)變速裝置屬于摩擦傳動(dòng)，有相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象，可能得不到理論上的轉(zhuǎn)速。為了得到連續(xù)的無級(jí)變速，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該使分級(jí)變速箱的公比略小于無級(jí)變速裝置的變速范圍，(0.90-0.97)Rd。3.4.53.4.5數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)特點(diǎn)v 采用調(diào)壓和調(diào)磁方式來得到主軸所需的轉(zhuǎn)速。v 能滿足低速切削需要。一般直流電動(dòng)機(jī)恒扭矩調(diào)速范圍較大，達(dá)30，甚至更大；而恒功率調(diào)速范圍較直流、交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率特性圖小，僅能達(dá)到23，滿足不了機(jī)床的要求；v 在高速范圍要進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)

40、速，須加大勵(lì)磁電流，將引起電刷產(chǎn)生火花，限制了電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和調(diào)速范圍。v 直流電動(dòng)機(jī)僅在早期的數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用較多。3.4.53.4.5數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)特點(diǎn)v 通常是通過調(diào)頻進(jìn)行變速。v 交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)一般為籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；無電刷，因而最高轉(zhuǎn)速不受火花限制；采用全封閉結(jié)構(gòu)，具有空氣強(qiáng)冷，保證高轉(zhuǎn)速和較強(qiáng)的超載能力，具有很寬的調(diào)速范圍。v 對(duì)于某些應(yīng)用場合，使用這些電動(dòng)機(jī)可以取消機(jī)械變速箱，能較好地適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)的要求，因此，應(yīng)用越來越廣泛。3.4.53.4.5數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)特點(diǎn)v 在電動(dòng)機(jī)與

41、主軸之間串聯(lián)有級(jí)變速箱。l電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速要在額定轉(zhuǎn)速nd以上才是恒功率輸出。l主軸需要在計(jì)算轉(zhuǎn)速nj以上到恒功率區(qū)，一般ndnj.且電動(dòng)機(jī)恒功率區(qū)小于主軸恒功率區(qū)。l存在機(jī)床主軸與電動(dòng)機(jī)在功率特性方面的匹配問題。有有級(jí)級(jí)變變速速箱箱設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)RDP時(shí)，主軸的功率特性曲線的右邊形成兩個(gè)缺口，稱為功率降低區(qū)。在每一檔內(nèi)有部分低轉(zhuǎn)速只能恒轉(zhuǎn)矩變速，尤其是尖谷處的功率很小。不符合機(jī)床的要求。有有級(jí)級(jí)變變速速箱箱設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)RDP時(shí)，主軸的功率特性曲線缺口完全消除了，如果按照機(jī)床要求來擴(kuò)大變速范圍時(shí)，則需增加有級(jí)變速箱的傳動(dòng)副，從而增加機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。有有級(jí)級(jí)變變速速箱箱設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，常在主軸恒功率區(qū)內(nèi)保留一定寬度的“缺口”，并將電動(dòng)機(jī)的額定功率選得稍大于機(jī)床實(shí)際需要的最大功率。3