第三章機床變速箱的設(shè)計

1、第三章 機床變速箱的設(shè)計第一節(jié) 機床的運動學(xué)原理第二節(jié) 機床主要參數(shù)的計算第三節(jié) 機床傳動系統(tǒng)的設(shè)計第四節(jié) 主軸組件的設(shè)計第五節(jié) 機床傳動件的布置第一節(jié)第一節(jié) 機床的運動學(xué)原理 通過刀具與工件之間的相對運動，由刀具切除工件表面多余的金屬材料，形成工件加工表面的幾何形狀、尺寸，并達到其精度要求。 一、工件表面的形成原理一、工件表面的形成原理1. 幾何表面的形成2. 發(fā)生線的形成 及機床運動3. 加工表面的形成3. 3. 加工表面的形成加工表面的形成（1）軌跡法（2）成形法 （仿形法）（3）相切法（4）展成法 （范成法）二、機床的成形運動三、機床運動分類三、機床運動分類1. 按運動性質(zhì)分類 （1）

2、直線運動 （2）回轉(zhuǎn)運動 2. 按運動的功能分類（1）成形運動：主運動、形狀創(chuàng)成運動（2）非成形運動：切入運動、分度運動、 輔助運動、控制運動3. 按運動之間的關(guān)系分類（1）獨立運動（2）復(fù)合運動四、機床的工作原理四、機床的工作原理1. 車床的工作原理車床的工作原理2. 滾齒機的工作原理滾齒機的工作原理機床傳動系統(tǒng)圖機床傳動系統(tǒng)圖機床運動學(xué)原理圖機床運動學(xué)原理圖一、主參數(shù)及尺寸參數(shù)二、運動參數(shù) （一）主運動參數(shù) （二）進給量的確定 （三）變速形式與 驅(qū)動方式選擇三、動力參數(shù)（一）主運動參數(shù)主運動參數(shù) 1. 最低和最高轉(zhuǎn)速的確定 2. 主軸轉(zhuǎn)速的合理排列 3. 標準公比及標準轉(zhuǎn)速數(shù)列 4. 公比

3、的選用 5. 變速范圍Rn、公比 與級數(shù)Z 三者之間的關(guān)系第二節(jié)第二節(jié) 機床主要參數(shù)的計算機床主要參數(shù)的計算一、主參數(shù)及尺寸參數(shù)一、主參數(shù)及尺寸參數(shù) 主參數(shù)指代表機床規(guī)格大小及反映機床最大工作能力的一種參數(shù)，一些機床還規(guī)定有第二主參數(shù)。尺寸參數(shù)指機床的主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，常包括與被加工零件有關(guān)的尺寸和標準化工具或夾具的安裝面尺寸。第二節(jié)第二節(jié) 機床主要參數(shù)的計算機床主要參數(shù)的計算（一）主運動參數(shù)（一）主運動參數(shù)l主運動為回轉(zhuǎn)運動時： 主軸轉(zhuǎn)速用 =1000v/d r/min=1000v/d r/min 表示。l 主運動為直線運動時： 主運動參數(shù)用刀具或工件的每分鐘 往復(fù)次數(shù)次min 表示。二、運

4、動參數(shù)二、運動參數(shù) dmin 、 dmax為最大最小經(jīng)濟加工直徑 dmax=K1D dmin=K2dmax 臥式車床K1=0.5 搖臂轉(zhuǎn)床K1=1.0 K2=0.2-0.25 maxminmin1000dvnminmaxmax1000dVn1. n1. nminmin和和n nmaxmax的確定的確定例題:確定臥式車床主軸的轉(zhuǎn)速范圍。 硬質(zhì)合金車刀半精車小直徑鋼材外圓時達最高轉(zhuǎn)速， 取Vmax=200m/min； 機床能加工的最大直徑為400mm。 則：dmax=K1D=0.5 400=200mmdmin=K2dmax=0.25200=50mmmin/1273502001000minmax10

5、00maxrdVnmin/ 9 .23200151000minrn 高速鋼車刀粗車鑄鐵件表面時可能達最低轉(zhuǎn)速，高速鋼車刀粗車鑄鐵件表面時可能達最低轉(zhuǎn)速， 取取V Vminmin= =m/minm/min； 機床能加工的最大直徑為機床能加工的最大直徑為400mm400mm。則則d dmaxmax=K=K1 1D=0.5 D=0.5 400=200mm 400=200mm d dminmin=K=K1 1d dmamax=0.25x=0.25200=50mm200=50mm 高速鋼刀具精車合金鋼材料的梯形螺紋時達最低轉(zhuǎn)速 取Vmin=1.5m/min； 機床能加工絲杠最大直徑在4050mm左右。m

6、in/ 55. 9505 . 110001000maxminminrdvn綜上所述綜上所述, ,再考慮留有技術(shù)儲備再考慮留有技術(shù)儲備, ,最后確定：最后確定： n nmaxmax=1600 r/min=1600 r/min n nminmin= 10 r/min= 10 r/min目前，多數(shù)機床主軸轉(zhuǎn)速是按等比級數(shù)排列，其公比為。若某一工序要求的最佳速度為n滿足 njnnj+1實際加工時用nj，則其轉(zhuǎn)速損失為nnj相對轉(zhuǎn)速損失率為:max111111limjjjjjjnnjnnnnAnn maxjnnAAn2. 2. 主軸轉(zhuǎn)速的合理排列主軸轉(zhuǎn)速的合理排列標準公比值有1.06、1.12、1.26

7、、1.41、1.58、1.78、2。標準轉(zhuǎn)速系列可由標準數(shù)列查取。3. 3. 標準公比值和標準轉(zhuǎn)速系列標準公比值和標準轉(zhuǎn)速系列 A 結(jié)構(gòu)中型機床 不能太大 不能很復(fù)雜取1.26, 1.41大型機床 不能大(要小) 可以復(fù)雜點 取1.12,1.26小型機床 可以大一些 結(jié)構(gòu)簡單 取1.58,1.78半自動車床 要小 工藝范圍小結(jié)構(gòu)不復(fù)雜 取1.12,1.26專門化機床 要小 工藝范圍小結(jié)構(gòu)不復(fù)雜 取1.06,1.12,1.26. . 公比的選用公比的選用Z取整 齒輪數(shù) 18181 18 對 1892 11 對 1863 9 對 軸向尺寸太大 18332 8 對 宜采用雙聯(lián)三聯(lián)滑移齒輪變速 Z 取

8、 6 8 9 12 16 18 24 5. 5. 變速范圍變速范圍R Rn n、公比、公比和級數(shù)和級數(shù)Z Z的關(guān)系的關(guān)系z-1111maxminznnnRnn1lglglg) 1(lgnnRZZR 采用有級變速方式驅(qū)動時： 進給量一般為等比級數(shù)。 各種螺紋加工機床： 進給量一般為等差級數(shù)。 （二）（二） 進給量的確定進給量的確定 有級變速無級變速1. 機械傳動形式2. 機電結(jié)合傳動形式3. 零傳動形式（三）（三） 變速形式與驅(qū)動方式變速形式與驅(qū)動方式三、動力參數(shù)三、動力參數(shù)動力參數(shù)包括機床驅(qū)動的各種電動機的功率或扭矩主電機功率的確定：主電機功率的確定：P P主主P P切切+P+P空空+P+P輔

9、輔P P主主 主電機功率主電機功率P P切切 切削功率切削功率P P空空 空載功率空載功率P P輔輔 隨載荷增加的機械隨載荷增加的機械 摩擦損耗功率摩擦損耗功率60000VFPZ切床切主PP床=0.70.85第三節(jié)第三節(jié) 機床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計機床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計一、主傳動系分類主傳動系分類二、主傳動系的傳動方式二、主傳動系的傳動方式三、分級變速主傳動系的設(shè)計三、分級變速主傳動系的設(shè)計一、主傳動系分類一、主傳動系分類 . . 按驅(qū)動主傳動的電動機類型按驅(qū)動主傳動的電動機類型 直流電機直流電機 交流電機：交流電機： 單速交流電機單速交流電機 調(diào)速交流電機：多速交流電機調(diào)速交流電機：多速交流電機 無

10、級調(diào)速交流電機無級調(diào)速交流電機 . . 按傳動裝置類型按傳動裝置類型 機械傳動裝置機械傳動裝置 液壓傳動裝置液壓傳動裝置 電氣傳動裝置電氣傳動裝置 組合式組合式 有級變速：滑移齒輪變速有級變速：滑移齒輪變速 交換齒輪變速交換齒輪變速離合器變速：摩擦式、牙嵌式、齒輪式離合器變速：摩擦式、牙嵌式、齒輪式 無級變速：機械摩擦無級變速無級變速：機械摩擦無級變速 液壓無級變速液壓無級變速 電氣無級變速電氣無級變速 . . 按變速的連續(xù)性按變速的連續(xù)性 二、主傳動系的傳動方式二、主傳動系的傳動方式 1、集中傳動方式、集中傳動方式 2、分離傳動方式、分離傳動方式 三三 、分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計、分級變速主傳

11、動系統(tǒng)設(shè)計 （一）擬定轉(zhuǎn)速圖和結(jié)構(gòu)式 （二）各變速組的變速范圍Rj及極限傳動比 （三）主變速傳動系設(shè)計的一般規(guī)則 （四）主變速傳動系的幾種特殊設(shè)計 （五）擴大傳動系變速范圍的方法 （六）齒輪齒數(shù)的確定 （七）計算轉(zhuǎn)速 （八）變速箱內(nèi)傳動件的空間布置與計算機械制造裝備設(shè)計機械制造裝備設(shè)計（一）擬定轉(zhuǎn)速圖和結(jié)構(gòu)式（一）擬定轉(zhuǎn)速圖和結(jié)構(gòu)式1. 1. 轉(zhuǎn)速圖轉(zhuǎn)速圖 轉(zhuǎn)速圖是設(shè)計和分析變速主傳動系統(tǒng)的工具。在轉(zhuǎn)速圖中可以表示出：（1）傳動軸的數(shù)目；（2）軸之間的傳動關(guān)系；（3）主軸轉(zhuǎn)速的傳動路線；（4）所有轉(zhuǎn)速值；（5）各傳動副的傳動比。并且根據(jù)轉(zhuǎn)速圖可以計算齒輪齒數(shù)及帶輪直徑，為以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)

12、。級比指數(shù)的概念級比指數(shù)的概念變速組的級比是指主動軸上同一點傳往被動軸相鄰兩傳動線的比值，用 xi表示，其中xi稱為級比指數(shù)級比指數(shù)，在圖中由相鄰兩傳動線的間隔格數(shù)表示。事實上，在有級變速系統(tǒng)設(shè)計中，為了使主軸得到的轉(zhuǎn)速為連續(xù)連續(xù)的等比列必須有一個變速組的級比指數(shù)為級比指數(shù)為1 1，此變速組稱為基本組基本組。除基本組之外的各個變速組均稱為擴大組擴大組。 2. 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式是轉(zhuǎn)速圖的通式。等式左邊為該傳動系統(tǒng)具有的轉(zhuǎn)速級數(shù)；等式右邊的乘式中各乘數(shù)表示按傳動順序排列的各變速組的傳動副數(shù)傳動副數(shù)，各乘數(shù)下標表示各變速組的級比指數(shù)級比指數(shù)。如前例的結(jié)構(gòu)式為: 12=312326，12表示該車床主

13、傳動系有12級轉(zhuǎn)速； 322表示a、b、c變速組傳動副數(shù)依次為3、2、2；下標1、3、6表示a、b、c變速組級比指數(shù)依次為1、3、6。變速組的概念變速組的概念分析前例：變速組a級比指數(shù)為1，稱為基本組基本組，用x x0 0=1=1表示；變速組b級比指數(shù)為3， 其作用為把基本組的轉(zhuǎn)速第一次擴大，稱為第一擴大組第一擴大組，用x x1 1=3=3表示，p0=x1；變速組C級比指數(shù)為6，其作用為把第一擴 大組的轉(zhuǎn)速再一次擴大，稱為第二擴大組第二擴大組，用x x2 2=6=6表示，X2=p0p16=32。 綜上所述，結(jié)構(gòu)式若按傳動順序排列可用下列通式表示：Z ZP Pa a (x (xa a) )P P

14、b b( x( xb b) )P Pc c( x( xc c) ) P Pj j( x( xj j) ) P Pn n( x( xn n) ) 其中Pj表示第j個變速組有Pj個傳動副；Xj表示第j個變速組的級比指數(shù)為xj。而從擴大順序可以得出：xn= P0P一擴 P二擴 Pn-1 其中n表示第n個擴大組。 注意注意: : 一個結(jié)構(gòu)式可以對映一些不同的不同的轉(zhuǎn)速圖，而一個 轉(zhuǎn)速圖只能對映一個一個結(jié)構(gòu)式。 分析不同的結(jié)構(gòu)式時也可用對應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng) 來畫圖分析。 機械制造裝備設(shè)計機械制造裝備設(shè)計（二）各變速組的變速范圍（二）各變速組的變速范圍R Rj j及極限傳動比及極限傳動比1. 機床變速范圍 Rn=

15、nmax/nmin= z-1 Rn=RaRbRc Rj Ri 其中Rj為第j個變速組的變速范圍。即機床的變速范圍Rn等于各變速組的變速范圍的乘積。Rj為該變速組中最大最小的傳動比的比值:R Rj j(u (umaxmax) )j j/(u/(uminmin) )j j= = x xj j（P Pj j-1 -1）= = P P0 0P P1 1 P Pj- j-1 1（P Pj j-1 -1） 其中xj為第j個變速組的級比指數(shù)， Pj為第j 個變速組的傳動副數(shù)， 即第j個變速組的變速范圍Rj等于該變速組 的級比指數(shù)與該變速組的傳動副數(shù)減一后 的乘積乘積。2. 2. 變速組的變速范圍變速組的變速

16、范圍變速組中最大的傳動比的比值：u umaxmax2 如果是斜齒輪：u umaxmax2.5變速組中最小的傳動比的比值：u uminmin1/41/4直齒齒輪傳動：Rmaxmax=2/0.25=8斜齒齒輪傳動：Rmaxmax=2.5/0.25=103. 3. 極限傳動比極限傳動比分析基本組分析基本組分析前例：變速組a是基本組：ua1=24/48=1/2= 1/ 2 ua2=30/42=1/1.41= 1/ ua3=36/36=1= 1/ 故: R0=ua3/ua1= 2 R0= X0(P0-1)= 1(3-1)= 2 變速組b是第一擴大組： ub1=22/62=1/2.82= 1/ 3 ub2

17、=42/42=1=1/ 故: R1=ub2/ub1= 3 R1= X1(P1-1)= 3(2-1)= 3 分析第一擴大組分析第一擴大組變速組c是第二擴大組： uc1=18/72=1/4= 1/ 4， uc2=60/30=2/1= 2/1，故: R2=uc2/uc1= 6， R2= X2(P2-1)= 6(2-1)= 6可歸納出: R Rj j = = x xj j（P Pj j-1 -1） = = P P0 0P P1 1 P Pj- j-1 1（P Pj j-1 -1）分析第二擴大組分析第二擴大組（三）主變速傳動系設(shè)計的一般規(guī)則（三）主變速傳動系設(shè)計的一般規(guī)則 1. 確定變速組及其傳動副數(shù)

18、的原則 前多后少前多后少: P: P取取2 2或或3 3原因：結(jié)構(gòu)上常采用雙聯(lián)或三聯(lián)滑移齒輪 轉(zhuǎn)速高扭矩小重量輕 12=312=32 22 2=232 =22318=318=33 32 2=233=323盡量保持傳動順序與擴大順序相一致 前密后疏前密后疏原因：使各傳動件結(jié)構(gòu)緊湊，便于制造 2. 確定基本組和擴大組排列順序的原則12=312=31 12 23 32 26 6分析前例 12=312=31 12 23 32 26 6 12=312623 12=322126 12=342122 12=322621 12=342221又例 18=318=31 13 33 32 29 9 18=31362

19、3 18=333129 18=363123 18=323621 18=363221傳動順序與擴大順序的比較傳動順序與擴大順序的比較降速時，Umin1/4 升速時，Umax2（斜齒輪Umax 2.5）各變速組變速范圍Rimax 8（斜齒輪Rimax10）原因: 降速時，應(yīng)避免被動輪尺寸過大從而導(dǎo)致 變速箱徑向尺寸過大; 升速時,應(yīng)避免擴大傳動誤差,應(yīng)降低振動 和噪音。3. 3. 確定變速組中極限傳動比和變速范圍的原則確定變速組中極限傳動比和變速范圍的原則總體是降速比應(yīng)： 前緩后急前緩后急各中間傳遞軸的最低轉(zhuǎn)速應(yīng)適當高些 UaminUbmin Ucmin 原因：傳動件結(jié)構(gòu)緊湊4. 4. 分配傳動比

20、的原則分配傳動比的原則 綜上所述，以上四項原則為進行主傳動系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)遵循的一般原則，在一些特殊情況下允許偏離其中的某些原則。 前多后少 前緊后松 最大傳動比2 最小傳動比4 前緩后急四項原則四項原則解題步驟解題步驟1、Vmax 、 Vmin 、Rn 的確定2、確定3、計算Z4、選擇傳動方案5、確定擴大順序6、驗算變速范圍是否合理7、確定各變速組Ujmin（四）主變速傳動系的幾種特殊設(shè)計（四）主變速傳動系的幾種特殊設(shè)計 1. 具有多速電動機的主變速傳動系雙速電機 750/1500 r/min 或1500/3000 r/min三速電機 750/1500/3000 r/min 雙速電機： 相當于一

21、個雙聯(lián)滑移齒輪。 三速電機： 相當于一個三聯(lián)滑移齒輪。 通常采用多速異步電動機和其他變速方式串聯(lián)來構(gòu)成某些主傳動系統(tǒng)。 該多速異步電動機也稱為電變速組電變速組，它位于傳動順序的第一組，可以簡化機床結(jié)構(gòu)。 電變速組的級比指數(shù)根據(jù)公比來確定。 根據(jù)x電的值確定電機在擴大順序中的位置。 確定其它滑移齒輪變速組的位置。 對于成批生產(chǎn)用的機床，為簡化結(jié)構(gòu)，這時常采用交換齒輪替代交換齒輪替代滑移齒輪，串聯(lián)來構(gòu)成主傳動系統(tǒng)。 這里的交換齒輪用于每批工件加工前加工前的變速，其他變速方式用于同批工件加工時的變速。2. 2. 具有交換齒輪的主變速傳動系具有交換齒輪的主變速傳動系 為了減少交換齒輪的數(shù)量，相嚙合的兩

22、齒輪常交換位置交換位置，互為主、被動齒輪。 這時在轉(zhuǎn)速圖上體現(xiàn)為變速組對稱分布，存在 降降升升 交換齒輪變速可以用少量齒輪得到多級轉(zhuǎn)速，且不需要操縱機構(gòu)，可使變速箱結(jié)構(gòu)大大簡化。 . . 采用公用齒輪的主變速傳動系采用公用齒輪的主變速傳動系在變速傳動系統(tǒng)中，若一齒輪即是前一變速組的被動輪，同時又是后一變速組的主動輪，則稱這一齒輪為公用齒輪公用齒輪。采用公用齒輪公用齒輪可以簡化結(jié)構(gòu)，使空間緊湊。按相鄰變速組內(nèi)公用齒輪的數(shù)目常分為單公用齒輪和雙公用齒輪。采用公用齒輪時，兩個變速組的模數(shù)必須相同模數(shù)必須相同，且應(yīng)盡量選擇變速組內(nèi)較大的齒輪較大的齒輪作為公用齒輪。采用公用齒輪的主變速傳動系動系4. 4

23、. 采用雙公比的主傳動系采用雙公比的主傳動系 在通用機床的使用中，每級轉(zhuǎn)速使用的頻率不太相同，一般中段轉(zhuǎn)速使用較多，而高速和低速段使用比較少。因此可在中段轉(zhuǎn)速使用較小公比較小公比，而在高速和低速段使用較大公比較大公比，這就是采用雙公比雙公比的主傳動設(shè)計。 這里僅討論對稱型混合公比對稱型混合公比。雙公比的變速傳動系是在常規(guī)變速傳動系基礎(chǔ)上，通過改變基本組的級比指數(shù)改變基本組的級比指數(shù)演變來的。4. 4. 采用分支傳動采用分支傳動分支傳動是指在串聯(lián)型式變速傳動系的基礎(chǔ)上，分支傳動是指在串聯(lián)型式變速傳動系的基礎(chǔ)上，增加并聯(lián)分支以擴大變速范圍。常用增加并聯(lián)分支以擴大變速范圍。常用“”表示串聯(lián)表示串聯(lián)、

24、“”表示并聯(lián)表示并聯(lián) 、“”表示轉(zhuǎn)速重復(fù)。表示轉(zhuǎn)速重復(fù)。CA6140CA6140：24=224=21 13 32 2(2 (26 62 26 6+1)+1) （五）擴大傳動系變速范圍的方法（五）擴大傳動系變速范圍的方法 結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)式：18=318=31 13 33 32 29 9故當公比取1.26時：R2=1.269=8 符合要求 R1=1.2632=1.266故當公比取1.41時：R2=1.419=1.4181.41=161.41=22.56 R1=1.4132=1.416=8 符合要求結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)式：18=318=31 13 33 32 29 9 18=3 18=31 12 23 32

25、26 62 2（12-612-6） 18=318=31 12 23 32 26 62 26 6 R1=1.4161=1.416=8 符合要求2 26 6中的中的6=126=126 6，6 6是重復(fù)級數(shù)是重復(fù)級數(shù)1. 1. 增加變速組增加變速組2. 采用背輪機構(gòu)采用背輪機構(gòu)采用背輪結(jié)構(gòu)采用背輪結(jié)構(gòu)當運動由高速直聯(lián)傳動時： 當運動由低速降比傳動時：1/16由此可見：背輪機構(gòu)能擴大變速范圍，其背168 遠大于普通雙聯(lián)齒輪變速組的最大變速范圍。 應(yīng)當注意的是設(shè)計背輪機構(gòu)時，當運動由高速直聯(lián)傳動時，應(yīng)使背輪脫開，從而減少空載功率損失、噪音和發(fā)熱，并避免超速現(xiàn)象。（六）齒輪齒數(shù)的確定（六）齒輪齒數(shù)的確定轉(zhuǎn)

26、速圖上各變速組的傳動比確定之后，就可以確定帶輪直徑和齒輪齒數(shù)。對于定比傳動的帶輪直徑和齒輪齒數(shù)，可依據(jù)機械設(shè)計手冊推薦的計算方法確定；對于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動比是標準公比的整數(shù)次方時，變速組內(nèi)每對齒輪副的齒數(shù)和z和小齒輪的齒數(shù)可從表2-8中選取。（1） Sz100120 （2）兩軸之間的中心距a（3）最小齒數(shù)選擇 保證不發(fā)生相切 Zmin17 一般在主傳動系統(tǒng)中，取Zmin18 20。（4） a2m1. 1. 齒輪選擇時應(yīng)注意的問題齒輪選擇時應(yīng)注意的問題 采用三聯(lián)滑移齒輪時，應(yīng)保證滑移時齒輪外圓不相碰。 2. 2. 三聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù)確定三聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù)確定)(2121ZZma)2(*

27、11aahZmd)2(*33aahZmd正常齒取1*ah結(jié)論結(jié)論因此三聯(lián)滑移齒輪的因此三聯(lián)滑移齒輪的最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)4 4。實際傳動比和理論傳動比之間的轉(zhuǎn)速誤差應(yīng)滿足： = 10(-1)%= 10(-1)% 其中：n實為由最終選定齒數(shù)算出的轉(zhuǎn)速； n理為由轉(zhuǎn)速圖上查出的標準轉(zhuǎn)速； 為標準公比。理理實nnn3. 3. 控制實際傳動比和理論傳動比之間的控制實際傳動比和理論傳動比之間的 轉(zhuǎn)速誤差轉(zhuǎn)速誤差4. 4. 查表法查表法: :選用同模數(shù)、不變位的齒輪副選用同模數(shù)、不變位的齒輪副ua1=1 ua2=1/1.41 ua3=1/2 Sz待定 Z小 Z小 Z小

28、Z小 ua1=1 24 30 36 36 42ua2=1/1.41 20 25 30 30 35ua3= 1/2 16 20 2424 28 Sz 48 60 72 72 84則選定齒數(shù)和為72，各對齒輪副齒數(shù)如下：Ua1=36/36 Ua2=30/42 Ua3= 24/48 選用同模數(shù)、不變位的齒輪副變速組中每對齒輪副均滿足下列兩式： Z Z主主i i+Z+Z被被i i=S=Sz z (1) (1) Z Z主主i i/Z/Z被被i i=U=Ui i (2) (2) 故有故有: Z: Z主主i i=S=Sz z U Ui i / /（1+U1+Ui i） Z Z被被i i=S=Sz z/ /（

29、1+U1+Ui i）5. 5. 計算法計算法（七）計算轉(zhuǎn)速（七）計算轉(zhuǎn)速1. 1. 機床的功率扭矩特性機床的功率扭矩特性主運動是回轉(zhuǎn)運動回轉(zhuǎn)運動的機床，其主傳動屬恒功率恒功率傳動。 主變速傳動系中各傳動件究竟按多大的扭矩進行計算，引入了計算轉(zhuǎn)速的概念。規(guī)定主軸或其余各傳動件傳遞全主軸或其余各傳動件傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速為它們的計算轉(zhuǎn)速，用部功率的最低轉(zhuǎn)速為它們的計算轉(zhuǎn)速，用j j表示。表示。主軸的功率扭矩特性圖主軸的功率扭矩特性圖確定變速傳動系中各傳動件的計確定變速傳動系中各傳動件的計算轉(zhuǎn)速時，應(yīng)先定出主軸的計算轉(zhuǎn)速，算轉(zhuǎn)速時，應(yīng)先定出主軸的計算轉(zhuǎn)速，再按序由后往前，推算出各傳動軸的再按序由后

30、往前，推算出各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速，最后再確定各齒輪的計算計算轉(zhuǎn)速，最后再確定各齒輪的計算轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速。、變速傳動系中傳動件計算轉(zhuǎn)速的確定、變速傳動系中傳動件計算轉(zhuǎn)速的確定主軸的計算轉(zhuǎn)速可由表2-9的相應(yīng)公式算出。一般的中型通用機床和使用較廣的半自動機床常定主軸的第一個低的三分之一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)第一個低的三分之一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高一級轉(zhuǎn)速為計算轉(zhuǎn)速的最高一級轉(zhuǎn)速為計算轉(zhuǎn)速j j。 主軸計算轉(zhuǎn)速的確定主軸計算轉(zhuǎn)速的確定 其它傳動軸計算轉(zhuǎn)速的確定 各齒輪計算轉(zhuǎn)速的確定傳遞滿載功率的最低轉(zhuǎn)速傳遞滿載功率的最低轉(zhuǎn)速第四節(jié)第四節(jié) 主軸組件的設(shè)計主軸組件的設(shè)計主軸部件包括:主軸、主軸軸承、傳動件、及其它附件一 、主軸

31、組件應(yīng)滿足的基本要求二、 主軸組件的傳動方式三、 主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計四、 主軸軸承一一 、主軸部件應(yīng)滿足的基本要求、主軸部件應(yīng)滿足的基本要求1. 旋轉(zhuǎn)精度 在無載荷、低速運動條件下，主軸前端定位面的徑向和軸向跳動。它取決于主軸 、軸承、箱體孔等的制造、裝配和調(diào)整精度。 2. 剛度 靜剛度：ki=Fi/Yi 動剛度：kd=Fd/Yd 3. 3. 抗振性抗振性 它主要指主軸部件抵抗受迫振動和自激振動的能力。4. 4. 溫升和熱變形溫升和熱變形5. 5. 精度保持性精度保持性二、主軸部件的傳動方式二、主軸部件的傳動方式1. 1. 齒輪傳動齒輪傳動 扭矩大，線速度不能太高，V1215m/s；傳動平穩(wěn)性差

32、， 齒輪平穩(wěn)性精度取56級,采用斜齒輪B小于等于1520度；精密機床齒輪與主軸采用圓錐配合。2. 2. 帶傳動帶傳動3. 3. 電動機直接驅(qū)動電動機直接驅(qū)動 三、主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 （一）主軸部件的支承數(shù)目（一）主軸部件的支承數(shù)目 （二）推動軸承位置配制形式（二）推動軸承位置配制形式 （三）主軸傳動件位置的合理布局（三）主軸傳動件位置的合理布局 （四）主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定（四）主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 （五）主軸（五）主軸三、主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計三、主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計（一）主軸部件的支承數(shù)目（一）主軸部件的支承數(shù)目 多數(shù)機床主軸采用前、后雙支承； 為提高剛度和抗振性，有的機床主軸采用三支承， 且以前、

33、后支承為主要支承的較多。（二）推動軸承位置配制形式（二）推動軸承位置配制形式a）前端配置b）中間配置c）后端配置d） e）兩端配置 （三）主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定（三）主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定1. 1. 主軸前軸頸直徑主軸前軸頸直徑D D1 1的選取的選取 D1一般按機床類型、主軸傳遞的功率或最大加工直徑 參考表3-1選取。車床和銑床后軸徑的直徑：D D2 2(0.7(0.7 0.85)D0.85)D1 1 2 2、主軸內(nèi)孔直徑、主軸內(nèi)孔直徑d d的確定的確定 主軸內(nèi)孔直徑d與用途有關(guān)。 由材料力學(xué)視抗彎強度要求確定。3 3、主軸前端懸伸量、主軸前端懸伸量a a的確定的確定盡可能小，受主軸端部結(jié)構(gòu)限制，已標準化4 4、主軸主要支承間跨距的確定、主軸主要支承間跨距的確定 0 0(23.5)a(23.5)a 存在一個最佳