第二章機(jī)床傳動(dòng)設(shè)計(jì)1

機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)，其末端件直接參與切削加工，形成所需的表面和加工精度，且變速范圍寬，傳遞功率大，是機(jī)床中最重要的傳動(dòng)鏈。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下述基本要求：第二章機(jī)床的傳動(dòng)設(shè)計(jì)第二章機(jī)床的傳動(dòng)設(shè)計(jì)1）滿足機(jī)床的使用要求，有足夠的變速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)；直線運(yùn)動(dòng)機(jī)床，應(yīng)有足夠的雙行程數(shù)范圍和變速級(jí)數(shù)；合理地滿足機(jī)床的自動(dòng)化和生產(chǎn)率的要求；有良好的人機(jī)關(guān)系。2）滿足機(jī)床傳遞動(dòng)力的要求，傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能傳遞足夠的功率和扭矩。3）滿足機(jī)床的工作性能要求，傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)有足夠的剛度、精度、抗振性能和較小的熱變形。4）滿足經(jīng)濟(jì)性要求。

第一節(jié)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、轉(zhuǎn)速圖1、轉(zhuǎn)速圖概念

轉(zhuǎn)速圖是表示主軸各轉(zhuǎn)速的傳遞路線和轉(zhuǎn)速值，各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列及轉(zhuǎn)速大小，各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比的線圖。轉(zhuǎn)速圖包括一點(diǎn)三線：轉(zhuǎn)速點(diǎn)，轉(zhuǎn)速線，傳動(dòng)軸線，傳動(dòng)線。

2.1轉(zhuǎn)速圖原理

2.1分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)⑵主軸轉(zhuǎn)速線由于主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列是等比數(shù)列，所以主軸轉(zhuǎn)速線是間距相等的水平線，相鄰轉(zhuǎn)速線間距為。⑴轉(zhuǎn)速點(diǎn)主軸和各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速值，用小圓圈或黑點(diǎn)表示，轉(zhuǎn)速圖中的轉(zhuǎn)速值是對(duì)數(shù)值。⑶傳動(dòng)軸線距離相等的鉛垂線。從左到右按傳動(dòng)的先后順序排列，軸號(hào)寫(xiě)在上面。鉛垂線之間距離相等是為了圖示清楚，不表示傳動(dòng)軸間距離。

2.1分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)⑷傳動(dòng)線兩轉(zhuǎn)速點(diǎn)之間的連線。傳動(dòng)線的傾斜方式代表傳動(dòng)比的大小，傳動(dòng)比大于1，其對(duì)數(shù)值為正，傳動(dòng)線向上傾斜；傳動(dòng)比小于1，其對(duì)數(shù)值為負(fù)，傳動(dòng)線向下傾斜。傾斜程度表示了升降速度的大小。一個(gè)主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)引出的傳動(dòng)線的數(shù)目，代表該變速組的傳動(dòng)副數(shù)；平行的傳動(dòng)線是一條傳動(dòng)線，只是主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)不同。

2.1轉(zhuǎn)速圖原理

2.1轉(zhuǎn)速圖原理2、轉(zhuǎn)速圖原理通常，我們按照動(dòng)力傳遞的順序（從電動(dòng)機(jī)到執(zhí)行件的先后順序）即傳動(dòng)順序分析機(jī)床的轉(zhuǎn)速圖。按傳動(dòng)順序，變速組依次為第一變速組、第二變速組、第三變速組…，分別用a、b、c…表示。

2.1轉(zhuǎn)速圖原理

2.1轉(zhuǎn)速圖原理第一變速組（軸Ⅰ—Ⅱ之間的變速），；傳動(dòng)比分別是:

2.1轉(zhuǎn)速圖原理變速范圍：

級(jí)比指數(shù)：級(jí)比：相鄰的轉(zhuǎn)速或兩相鄰的傳動(dòng)比之比。級(jí)比指數(shù)：級(jí)比寫(xiě)成公比冪的形式中的冪指數(shù)。

2.1轉(zhuǎn)速圖原理級(jí)比等于公比或級(jí)比指數(shù)等于1的變速組稱為基本組。基本組的傳動(dòng)副數(shù)，用表示，級(jí)比指數(shù)用表示，變速范圍表示。

2.1轉(zhuǎn)速圖原理第二變速組b（軸Ⅱ—Ⅲ間的變速組），Pb=2,傳動(dòng)比分別是:

2.1轉(zhuǎn)速圖原理經(jīng)第一擴(kuò)大組后，機(jī)床得到P0P1級(jí)連續(xù)而不重復(fù)的等比數(shù)列轉(zhuǎn)速。

級(jí)比指數(shù)等于基本組傳動(dòng)副數(shù)的變速組稱為第一擴(kuò)大組，其傳動(dòng)副數(shù)、級(jí)比指數(shù)、變速范圍分別用表示。

2.1轉(zhuǎn)速圖原理第三變速組（軸Ⅲ—Ⅳ之間的變速組），傳動(dòng)比分別：

2.1轉(zhuǎn)速圖原理級(jí)比指數(shù)等于的變速組稱為第二擴(kuò)大組。第二擴(kuò)大組的傳動(dòng)副數(shù)、級(jí)比指數(shù)、變速范圍分別用表示：

2.1轉(zhuǎn)速圖原理經(jīng)第二擴(kuò)大組的進(jìn)一步擴(kuò)大，使主軸（軸Ⅳ）得到級(jí)連續(xù)等比的轉(zhuǎn)速?？傋兯俜秶牵?/p>

2.1分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)規(guī)律總變速范圍為：第擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)為：第傳動(dòng)組的變速范圍為：

2.1結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)3.結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)結(jié)構(gòu)式：各變速組的傳動(dòng)副數(shù)的乘積等于主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z，將這一關(guān)系按傳動(dòng)順序?qū)懗鰯?shù)學(xué)式，級(jí)比指數(shù)寫(xiě)在該變速組傳動(dòng)副數(shù)的右下角。

2.1結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)：只表示傳動(dòng)比的相對(duì)關(guān)系，而不表示傳動(dòng)軸（主軸除外）轉(zhuǎn)速值大小的線圖。由于不表示轉(zhuǎn)速值，結(jié)構(gòu)網(wǎng)畫(huà)成對(duì)稱形式。

2.1結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)要點(diǎn)：⑴傳動(dòng)線相對(duì)于主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列是對(duì)稱的。

⑵定比傳動(dòng)線不畫(huà)，左邊第一傳動(dòng)軸線為Ⅰ軸，軸號(hào)寫(xiě)在相應(yīng)傳動(dòng)軸上方；

⑶Ⅰ、Ⅱ軸；Ⅱ、Ⅲ軸；Ⅲ、Ⅳ軸；……軸間為第一、二、三、四變速組。在兩軸中間下方位置寫(xiě)上該變速組的組成（傳動(dòng)副數(shù)和級(jí)比指數(shù)），傳動(dòng)副數(shù)為阿拉伯?dāng)?shù)字，級(jí)比指數(shù)作為傳動(dòng)副數(shù)的下角標(biāo)；電變速組電動(dòng)機(jī)軸為0，變速組組成寫(xiě)在0軸下方。

⑷轉(zhuǎn)速點(diǎn)用圓點(diǎn)標(biāo)出。

2.1結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)要點(diǎn)：⑴傳動(dòng)線相對(duì)于主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列是對(duì)稱的；

2.1結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)

⑵左邊第一傳動(dòng)軸線為Ⅰ軸，軸號(hào)寫(xiě)在相應(yīng)傳動(dòng)軸上方；在兩軸中間下方位置寫(xiě)上該變速組的組成（傳動(dòng)副數(shù)和級(jí)比指數(shù)，級(jí)比指數(shù)作為傳動(dòng)副數(shù)的下角標(biāo)）；

2.1結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)⑶電變速組電動(dòng)機(jī)軸為0，變速組組成寫(xiě)在0軸下方；⑷轉(zhuǎn)速點(diǎn)用圓點(diǎn)標(biāo)出。

2.1結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)

2.1結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)

2.1主傳動(dòng)鏈轉(zhuǎn)速圖的擬定原則二、主傳動(dòng)鏈轉(zhuǎn)速圖的擬定原則

根據(jù)已確定尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)后，擬定出機(jī)床主傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速圖。設(shè)計(jì)步驟：根據(jù)轉(zhuǎn)速圖的擬定原則，確定結(jié)構(gòu)式，畫(huà)出結(jié)構(gòu)網(wǎng)，然后分配各傳動(dòng)組的最小傳動(dòng)比，擬定出轉(zhuǎn)速圖。

2.1主傳動(dòng)鏈轉(zhuǎn)速圖的擬定原則1.極限傳動(dòng)比、極限變速范圍原則

最小傳動(dòng)比1/4，最大傳動(dòng)比2或2.5，極限變速范圍8或10。

2.傳動(dòng)順序及傳動(dòng)副數(shù)確定原則前多后少

2.1主傳動(dòng)鏈轉(zhuǎn)速圖的擬定原則4.最小傳動(dòng)比原則：前緩后急3.擴(kuò)大順序原則：前密后疏

2.1主傳動(dòng)鏈轉(zhuǎn)速圖的擬定原則三、轉(zhuǎn)速圖的繪制

根據(jù)轉(zhuǎn)速圖的擬定原則，確定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)后，確定是否需要有定比傳動(dòng)，若需要定比傳動(dòng)，首先確定定比傳動(dòng)比的大小，應(yīng)盡量保證軸Ⅰ為主軸轉(zhuǎn)速線上的一個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)。然后分配各傳動(dòng)組的傳動(dòng)比，并確定其它中間軸的轉(zhuǎn)速。這樣就可畫(huà)轉(zhuǎn)速圖了。

2.1轉(zhuǎn)速圖繪制步驟②在傳動(dòng)軸線Ⅰ上用圓圈標(biāo)出轉(zhuǎn)速點(diǎn)，計(jì)算電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速點(diǎn)在傳動(dòng)軸線0上的位置；

轉(zhuǎn)速圖繪制步驟：

①畫(huà)出轉(zhuǎn)速線、傳動(dòng)軸線，標(biāo)出轉(zhuǎn)速點(diǎn)、標(biāo)注轉(zhuǎn)速值，在傳動(dòng)軸上方注明傳動(dòng)軸號(hào)，電動(dòng)機(jī)軸用0標(biāo)注；⑥作擴(kuò)大組傳動(dòng)線的平行線。

2.1轉(zhuǎn)速圖繪制步驟③畫(huà)出各變速組最小傳動(dòng)線；

④按照級(jí)別指數(shù)畫(huà)出其它傳動(dòng)線；

⑤在各傳動(dòng)線上標(biāo)出傳動(dòng)比或齒數(shù)比（直徑之比）的大??；

2.1轉(zhuǎn)速圖繪制實(shí)例表

中型車床主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列31.545639012518025035550071010001400例：中型車床。

2.1轉(zhuǎn)速圖繪制實(shí)例方案一：采用三級(jí)變速組

2.1轉(zhuǎn)速圖繪制實(shí)例方案二：在軸Ⅰ上安裝雙向摩擦離合器

2.1轉(zhuǎn)速圖繪制實(shí)例方案三：采用四級(jí)變速組

2.1轉(zhuǎn)速圖繪制實(shí)例方案四：軸Ⅰ、Ⅱ改為定比傳動(dòng)

2.1齒輪齒數(shù)的確定①實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速的相對(duì)轉(zhuǎn)速誤差δn為：

＜±

四、齒輪齒數(shù)的確定

1.齒輪齒數(shù)的確定原則齒輪齒數(shù)在保證輸出轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確的前提下，盡量減少齒數(shù)，使齒輪結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。

2.1齒輪齒數(shù)的確定②齒輪副的齒數(shù)和≤120；由于受嚙合重合度的限制，直齒圓柱齒輪最小齒數(shù)≥17；

采用正變位，保證不根切的情況下，直齒圓柱齒輪最小齒數(shù)≥14；

2.1齒輪齒數(shù)的確定③滿足結(jié)構(gòu)安裝要求，相鄰軸承孔的壁厚

不小于3mm；④當(dāng)變速組內(nèi)各齒輪副的齒數(shù)和不相等時(shí)，

齒數(shù)和的差不能大于3?！?/p>

≥

或若齒輪和軸為鍵聯(lián)接，則應(yīng)保證齒根圓至鍵槽頂面的距離大于兩個(gè)模數(shù)，則：

2.1齒輪齒數(shù)的確定2.確定齒輪的齒數(shù)在一個(gè)變速組中，主動(dòng)齒輪的齒數(shù)用表示，被動(dòng)齒輪的齒數(shù)用表示，則傳動(dòng)比

2.1齒輪齒數(shù)的確定為互質(zhì)數(shù)必然為整數(shù)，必定能被所整除

2.1齒輪齒數(shù)的確定如果各傳動(dòng)副的齒數(shù)和皆為，則能被整除，是的最小公倍數(shù)

確定齒輪齒數(shù)時(shí)，在允許的誤差范圍內(nèi)，確定合理的，進(jìn)而求得；盡量使最小公倍數(shù)為最小，最小公倍數(shù)用表示，則必然為的整倍數(shù)。

2.1齒輪齒數(shù)的確定例2-1：試確定基本組個(gè)齒輪的齒數(shù)解:S01、S02、S03最小公倍數(shù)設(shè)：

2.1齒輪齒數(shù)的確定則：

2.1齒輪齒數(shù)的確定第一對(duì)|第二對(duì)|第三對(duì)24/48|30/42|36/36

2.1齒輪齒數(shù)的確定例2-2：根據(jù)課本2-6圖示，確定齒輪數(shù)。要使:的最小公倍數(shù)為最小，為3的倍數(shù)。必須使?。篠023=解：

2.1齒輪齒數(shù)的確定則取

2.1齒輪齒數(shù)的確定

采用正變位齒輪，總變位系數(shù)為1。對(duì)于第一對(duì)齒輪組：

2.1最后變速組齒輪齒數(shù)的確定3.最后變速組齒輪齒數(shù)的確定是的最小公倍數(shù)。

2.1最后變速組齒輪齒數(shù)的確定模數(shù)為4、3i22=例：S01、S02、e2最小公倍數(shù)：

2.1最后變速組齒輪齒數(shù)的確定第二節(jié)擴(kuò)大變速范圍的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般來(lái)說(shuō)，常規(guī)傳動(dòng)的變速范圍是不能滿足機(jī)床的要求，因此，必須擴(kuò)大傳動(dòng)系統(tǒng)的變速范圍，滿足機(jī)床的工藝需求。2.2擴(kuò)大變速范圍的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)例如：，，第二擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)為6，變速范圍已達(dá)到極限值8；增加第三擴(kuò)大組后，

比理論值小6，產(chǎn)生6級(jí)轉(zhuǎn)速重復(fù)。一、增加變速組的傳動(dòng)系統(tǒng)2.2擴(kuò)大變速范圍的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總變速范圍：總變速范圍擴(kuò)大八倍；主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)增加6級(jí)。若再增加第四擴(kuò)大組，則變速范圍將再擴(kuò)大八倍，主軸變速級(jí)數(shù)再增加六級(jí)。

2.2擴(kuò)大變速范圍的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、單回曲機(jī)構(gòu)又稱為背輪機(jī)構(gòu)，圖中軸Ⅰ是輸出軸，z1、z4空套于軸Ⅰ上，M是雙向離合器，與軸Ⅰ花鍵配合。M向右滑移與z4結(jié)合，運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩經(jīng)z1、z2、z3、z4傳動(dòng)2.2擴(kuò)大變速范圍的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)比：

M向左滑移與z1結(jié)合，直接由軸Ⅰ輸，。

變速范圍：2.2擴(kuò)大變速范圍的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)變速范圍為：

常規(guī)傳動(dòng)的4倍變速范圍為：

常規(guī)傳動(dòng)的16倍例：2.2對(duì)稱雙公比傳動(dòng)系統(tǒng)三、對(duì)稱雙公比傳動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列中，使用最頻繁、使用時(shí)間最長(zhǎng)的是轉(zhuǎn)速數(shù)列的中段，轉(zhuǎn)速數(shù)列中較高或較低的幾級(jí)轉(zhuǎn)速是為特殊工藝設(shè)計(jì)的，使用幾率較少。如果保持常用的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列中段的公比不變，增大不常用轉(zhuǎn)速的公比，就可在不增加主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)的前提下擴(kuò)大變速范圍。

2.2對(duì)稱雙公比傳動(dòng)系統(tǒng)由等比傳動(dòng)的原理可知：基本組時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列（為自然數(shù)）是由基本組的產(chǎn)生的、是由基本組的產(chǎn)生的，兩轉(zhuǎn)速數(shù)列、的級(jí)比為1.基本組傳動(dòng)副P(pán)0=2的對(duì)稱雙公比傳動(dòng)系統(tǒng)2.2對(duì)稱雙公比傳動(dòng)系統(tǒng)2.2對(duì)稱雙公比傳動(dòng)系統(tǒng)如果將轉(zhuǎn)速乘以，即乘以，產(chǎn)生的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列通式變?yōu)?；為奇偶?shù)，沒(méi)有重復(fù)轉(zhuǎn)速；高速端出現(xiàn)一級(jí)大公比轉(zhuǎn)速低速端也出現(xiàn)一級(jí)大公比轉(zhuǎn)速如果將轉(zhuǎn)速除以，即除以，產(chǎn)生的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列通式變?yōu)椋?.2對(duì)稱雙公比傳動(dòng)系統(tǒng)2.2對(duì)稱雙公比傳動(dòng)系統(tǒng)2.2對(duì)稱雙公比傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則P0=2的對(duì)稱雙公比傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)原則是：1）基本組的傳動(dòng)副數(shù)為2；級(jí)比指數(shù)為x′+1

，

x′為高低速端大公比轉(zhuǎn)速級(jí)別的總和；2）大公比格數(shù)必須是偶數(shù)，由于變型基本組的變速范圍，所以，；若變型基本組是背輪機(jī)構(gòu)，則：，。2.2對(duì)稱雙公比傳動(dòng)系統(tǒng)

2.基本組傳動(dòng)副P(pán)0=32.2對(duì)稱雙公比傳動(dòng)系統(tǒng)2.2雙速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)四、雙速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

YD系列異步電動(dòng)機(jī)，通過(guò)改變定子繞組接線方法和改變繞組磁極數(shù)，低速時(shí)定子繞組接成三角形，高速時(shí)定子繞組接成雙星形，并改變繞組的通電相序，實(shí)現(xiàn)變速，從而達(dá)到擴(kuò)大變速范圍的目的。2.2雙速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)速度a速度b2.2雙速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

時(shí)，由于，電變速組的傳動(dòng)副數(shù)必須為2，級(jí)比指數(shù)必須為3，故可為高低速端各有一級(jí)大公比的對(duì)稱雙公比系統(tǒng)的變型基本組，也可為第一擴(kuò)大組，此時(shí)要求基本組傳動(dòng)副數(shù)為3；例:在保證結(jié)構(gòu)式性質(zhì)不變的情況下，若想縮短傳動(dòng)，可將變型基本組作為第一變速組：

2.2雙速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)例:若想縮短傳動(dòng)鏈，在輸出轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)不變的前提下，可將結(jié)構(gòu)式改變?yōu)椋?/p>

基本組改為3對(duì)傳動(dòng)副，為第二變速組；第一擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù)改為3，為第一變速組；第二擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù)為4，重合兩級(jí)轉(zhuǎn)速；第三擴(kuò)大組重合4級(jí)轉(zhuǎn)速。

2.2雙速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)例:若想縮短傳動(dòng)鏈，在保持傳動(dòng)特性不變的前提下，可將第一擴(kuò)大組作為第一變速組：

2.2雙速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)該傳動(dòng)系統(tǒng)不能通過(guò)變速電動(dòng)機(jī)縮短傳動(dòng)鏈，這是因?yàn)樽詈髷U(kuò)大組傳動(dòng)副數(shù)為三，其變速范圍超過(guò)極限范圍；第一變速組改為第一擴(kuò)大組，級(jí)比指數(shù)為2，傳動(dòng)副數(shù)為3；第一變速組用三速電動(dòng)機(jī)代替，型號(hào)YD160L—8/4/2，2.8/7/9kW，720/1440/2910r/min，相鄰轉(zhuǎn)速功率差別很大。結(jié)構(gòu)式只能為：

例:減少一對(duì)齒輪；傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度減少。第三節(jié)計(jì)算轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速：主軸或傳動(dòng)件傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。在機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及到功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和外載荷之間的相互關(guān)系問(wèn)題專用機(jī)床—按照特定工藝設(shè)計(jì)—P、n一定—轉(zhuǎn)矩確定普通機(jī)床—主傳動(dòng)的功率P—典型加工切屑用量確定2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速一、機(jī)床功率轉(zhuǎn)矩特性恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)恒功率傳動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)切削力恒定，與切削速度無(wú)關(guān)切削力與切削速度反比關(guān)系機(jī)床傳動(dòng)形式2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速主軸從計(jì)算轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速之間的每級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率，而輸出的轉(zhuǎn)矩則隨轉(zhuǎn)速的增高而降低，故稱之為恒功率變速范圍；2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速?gòu)挠?jì)算轉(zhuǎn)速到最低轉(zhuǎn)速之間的每級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞計(jì)算轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)矩（由結(jié)構(gòu)強(qiáng)度決定的轉(zhuǎn)矩），輸出的功率則隨轉(zhuǎn)速線性下降，故稱之為恒轉(zhuǎn)矩變速范圍。各類機(jī)床主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速可查表計(jì)算確定中型車床，升降臺(tái)銑床，轉(zhuǎn)塔車床，液壓仿型半自動(dòng)車床，多刀半自動(dòng)車床，單軸、多軸自動(dòng)車床，立式多軸半自動(dòng)車床臥式鏜銑床（φ63—φ90）等比數(shù)列傳動(dòng)

系統(tǒng)雙公比、無(wú)級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)

2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速中型立式鉆床，搖臂鉆床，滾齒機(jī)

等比數(shù)列傳動(dòng)系統(tǒng)雙公比、無(wú)級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)

2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速二、機(jī)床變速系統(tǒng)中傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速各個(gè)傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定，先確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速，再按傳動(dòng)順序由后往前依次確定；最后確定各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速。2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速Ⅳ軸計(jì)算轉(zhuǎn)速其它傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速178；353；865；1440r/min。2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速各傳動(dòng)副主動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速二、機(jī)床變速系統(tǒng)中傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速Ⅳ軸計(jì)算轉(zhuǎn)速其它傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速178；353；865；1440r/min。2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速第四節(jié)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、無(wú)級(jí)變速概念：在一定速度范圍內(nèi)，能連續(xù)、任意的變換速度。按傳動(dòng)方式可采用液體傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)三種方式2.4無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)無(wú)級(jí)變速的特點(diǎn)：①無(wú)級(jí)變速能使機(jī)床獲得最佳切削速度，無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)速損失；②能夠在加工過(guò)程中變速，保持恒速切削；③無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。因而是數(shù)控機(jī)床的主要變速形式。

2.4無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變速電機(jī)無(wú)極變速

直流復(fù)勵(lì)電機(jī)變速

交流變頻電機(jī)變速2.4無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)交流電動(dòng)機(jī)定子電動(dòng)勢(shì)與磁通量和定子電流頻率的乘積成正比，忽略定子繞組電阻和漏感抗時(shí)，定子電動(dòng)勢(shì)數(shù)值等于定子繞組相電壓；三相假想轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)為定子電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)差率的乘積；在額定相電壓、額定載荷下工作時(shí)轉(zhuǎn)差率不變（1~9%），轉(zhuǎn)子電流亦為恒定值；當(dāng)頻率高于額定頻率時(shí)，定子電動(dòng)勢(shì)不變，磁通量隨定子電流頻率的增高而降低，轉(zhuǎn)速隨定子電流頻率的增大而線性增大，假想轉(zhuǎn)子的電磁轉(zhuǎn)矩與磁通量成正比而線性下降，輸出功率維持額定條件下的大小不變，故定子電流頻率高于額定頻率的調(diào)速為恒功率調(diào)速。

普通感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍為1.5

電動(dòng)機(jī)在額定條件下工作時(shí)，磁場(chǎng)已達(dá)到近似飽和的程度，故頻率低于額定頻率時(shí)，磁通量近似不變，轉(zhuǎn)子的電磁轉(zhuǎn)矩為恒定值，定子電動(dòng)勢(shì)隨電流頻率的降低而線性降低，假想轉(zhuǎn)子的輸出功率隨定子電流頻率的降低而線性降低，故稱定子頻率低于額定頻率的調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。恒轉(zhuǎn)矩變速范圍超過(guò)二百，最低轉(zhuǎn)速可達(dá)6r/min。

交流變頻電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1500r/min或2000r/min，恒功率變速范圍為3、4；2.4無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)二、直線運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速伺服電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是恒轉(zhuǎn)矩變速，功率不大。只能用于直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。如果調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)載荷特性是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如龍門(mén)刨的工作臺(tái)等，可直接利用電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速拖動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)部件，使電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩變速范圍等于直線運(yùn)動(dòng)部件的恒轉(zhuǎn)矩變速范圍，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)部件的最高速度。2.4直線運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速二、無(wú)極變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則⑴選擇功率和轉(zhuǎn)矩特性符合傳動(dòng)系統(tǒng)要求的變速裝置①龍門(mén)刨床的工作臺(tái)—選擇恒轉(zhuǎn)矩為主的直流電動(dòng)機(jī)②車、銑床主軸—選擇恒功率的機(jī)械無(wú)極變速裝置、變速電動(dòng)機(jī)串聯(lián)機(jī)械分級(jí)變速箱2.4直線運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速⑵無(wú)級(jí)變速裝置與機(jī)械分級(jí)變速箱串聯(lián)擴(kuò)大變速范圍如果機(jī)床主軸要求的變速范圍為Rn，選取無(wú)極變速裝置的變速范圍為Rd，則串聯(lián)的機(jī)械分級(jí)變速箱的變速范圍Rr為2.4直線運(yùn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速機(jī)械分級(jí)變速箱的變速級(jí)數(shù)機(jī)械分級(jí)變速箱的公比2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速三、主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速主軸要求的恒功率變速范圍遠(yuǎn)大于調(diào)速電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍，必須串聯(lián)分級(jí)變速系統(tǒng)來(lái)擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍，以滿足機(jī)床需求。

電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速產(chǎn)生主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速產(chǎn)生主軸的最高轉(zhuǎn)速。2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速假設(shè)調(diào)速電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍為，串聯(lián)變速組公比為，則：2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速串聯(lián)的分級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的公比等于電動(dòng)機(jī)恒功率變速范圍時(shí)，輸出的無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)速的變速范圍最大。換言之，變速范圍一定，當(dāng)分級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的公比與電動(dòng)機(jī)恒功率相等時(shí)，需串聯(lián)的變速組數(shù)最少。2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速調(diào)速電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍為，在保證輸出轉(zhuǎn)速連續(xù)前提下，串聯(lián)一個(gè)雙速變速，獲得的最大變速范圍為，此時(shí):

2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速串聯(lián)兩個(gè)雙速變速組后，能得到的連續(xù)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)速的最大變速范圍是，這時(shí):

2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速調(diào)速電動(dòng)機(jī)串聯(lián)級(jí)雙速變速組后，能獲得的最大變速范圍是：2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速為自然數(shù)，且采用收尾法圓整。

取：?。豪喝糇兯俜秶欢〞r(shí)，至少要串聯(lián)的變速組數(shù)：2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速分級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的公比一般比電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍小，分級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際公比為:2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速串聯(lián)的分級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)注意點(diǎn)：①最小傳動(dòng)比應(yīng)采用前緩后急的原則；②擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序應(yīng)采用前密后疏的原則；③應(yīng)遵循極限傳動(dòng)比、極限變速范圍的原則。

2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速實(shí)例例2-6某數(shù)控機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)由變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)連續(xù)功率7.5kW，額定轉(zhuǎn)速，最高、最低轉(zhuǎn)速，機(jī)床主軸最高、最低轉(zhuǎn)速：，，計(jì)算轉(zhuǎn)速：。設(shè)計(jì)所串聯(lián)的分級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)。2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速實(shí)例解：①主軸要求的恒功率變速范圍②電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍是3，即③該系統(tǒng)至少需要的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)、變速組數(shù)

2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速實(shí)例④分級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際公比為⑤結(jié)構(gòu)式為

收尾圓整得：

2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速實(shí)例⑥分級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的最小傳動(dòng)比

根據(jù)前緩后急的原則分配最小傳動(dòng)比：

⑦其它傳動(dòng)副的傳動(dòng)比

2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速實(shí)例⑧調(diào)速電動(dòng)機(jī)的最低工作轉(zhuǎn)速⑨電動(dòng)機(jī)最低工作轉(zhuǎn)速時(shí)所傳遞的功率

2.4旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速實(shí)例2.4增大恒功率無(wú)級(jí)變速范圍五、增大恒功率無(wú)級(jí)變速范圍的方法如果要求每段轉(zhuǎn)速的無(wú)級(jí)變速范圍，應(yīng)增大電動(dòng)機(jī)的功率，增大的比率為，即將電動(dòng)機(jī)的功率擴(kuò)大

倍，傳遞功率的最低轉(zhuǎn)速為

，從而使電動(dòng)機(jī)傳遞功率為的轉(zhuǎn)速范圍變?yōu)椤?/p>

2.4增大恒功率無(wú)級(jí)變速范圍從另一角度考慮，電動(dòng)機(jī)傳遞功率的最低轉(zhuǎn)速（額定轉(zhuǎn)速）仍為，主軸傳遞電動(dòng)機(jī)額定功率的最低轉(zhuǎn)速（計(jì)算轉(zhuǎn)速）則為，對(duì)于增加功率后的電動(dòng)機(jī)來(lái)講，提高了主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，這樣在某種程度上，簡(jiǎn)化了無(wú)級(jí)變速中串聯(lián)的分級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2.4增大恒功率無(wú)級(jí)變速范圍例：上述機(jī)床，若要求主軸每段的恒功率無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)速范圍，確定其分級(jí)變速系統(tǒng)。解：①主軸要求的恒功率變速范圍24；②電動(dòng)機(jī)功率變?yōu)?/p>

電動(dòng)機(jī)傳遞7.5kW時(shí)的最低轉(zhuǎn)速為

2.4增大恒功率無(wú)級(jí)變速范圍③至少需串聯(lián)的雙速變速組數(shù)和傳動(dòng)副數(shù)為

④分級(jí)傳動(dòng)的實(shí)際公比為

⑤結(jié)構(gòu)式為

2.4增大恒功率無(wú)級(jí)變速范圍⑥分級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的最小傳動(dòng)比

根據(jù)前緩后急的原則，取

⑦其它傳動(dòng)副的傳動(dòng)比

2.4增大恒功率無(wú)級(jí)變速范圍⑧調(diào)速電動(dòng)機(jī)的最低工作轉(zhuǎn)速⑨電動(dòng)機(jī)最低工作轉(zhuǎn)速時(shí)所傳遞的功率⑩主軸傳遞電動(dòng)機(jī)額定功率（10kW）的最低轉(zhuǎn)速為2.4增大恒功率無(wú)級(jí)變速范圍2.4增大恒功率無(wú)級(jí)變速范圍第五節(jié)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、進(jìn)給傳動(dòng)的載荷特點(diǎn)進(jìn)給傳動(dòng)：實(shí)現(xiàn)機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大多數(shù)為直線運(yùn)動(dòng)。直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的載荷是切削力，與切削面積成正

比。直線運(yùn)動(dòng)是恒扭矩載荷，傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速

是該傳動(dòng)件的最大轉(zhuǎn)速。2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、進(jìn)給傳動(dòng)的分類及組成

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分為外聯(lián)系進(jìn)給鏈和內(nèi)聯(lián)系進(jìn)給鏈；進(jìn)給鏈按控制方式及變速形式分為普通機(jī)床分級(jí)變速進(jìn)給鏈和數(shù)控機(jī)床無(wú)級(jí)變速進(jìn)給鏈。

1、外聯(lián)系進(jìn)給傳動(dòng)鏈，一般包括變速機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)（如換向惰輪）、運(yùn)動(dòng)分配機(jī)構(gòu)、過(guò)載保護(hù)機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換（將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成直線運(yùn)動(dòng)）機(jī)構(gòu)（齒輪齒條副、絲杠螺母副等）。

2、內(nèi)聯(lián)系進(jìn)給傳動(dòng)鏈只包括傳動(dòng)比準(zhǔn)確的變速機(jī)構(gòu)。2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、進(jìn)給傳動(dòng)的基本要求1.有較高的靜剛度。2.具有良好的快速響應(yīng)性，抗振性能好，噪聲低，有良好的防爬行性能，切削穩(wěn)定性好。3.進(jìn)給系統(tǒng)有較高的傳動(dòng)精度和定位精度。4.能滿足工藝需求，有足夠的變速范圍。5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝性好，調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活；制造成本低，有較好的經(jīng)濟(jì)性。四、分級(jí)進(jìn)給傳動(dòng)設(shè)計(jì)的原則對(duì)于等差數(shù)列進(jìn)給傳動(dòng)，設(shè)計(jì)時(shí)以滿足工藝需求為目的。隨機(jī)數(shù)列進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，如齒輪加工機(jī)床的分齒運(yùn)動(dòng)鏈、車床的非標(biāo)準(zhǔn)螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈等，采用交換掛輪機(jī)構(gòu)。2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)四、分級(jí)進(jìn)給傳動(dòng)設(shè)計(jì)的原則⒈進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的極限傳動(dòng)比、極限變速范圍⒉進(jìn)給傳動(dòng)擴(kuò)大順序的原則、最小傳動(dòng)比原則擴(kuò)大順序應(yīng)采用前疏后密的原則最小傳動(dòng)比應(yīng)盡量采用前緩后急的原則2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)五、無(wú)級(jí)變速進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)，普通機(jī)床多采用液壓無(wú)級(jí)調(diào)速；數(shù)控機(jī)床一般采用伺服電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速。伺服電動(dòng)機(jī)分為直流伺服和交流伺服兩類。小慣量直流電動(dòng)機(jī)：

大慣量直流電動(dòng)機(jī)：電勵(lì)磁：成本低，便于調(diào)整永磁型：低速穩(wěn)定，輸出扭矩大，但轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，響應(yīng)慢轉(zhuǎn)子直徑小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，響應(yīng)時(shí)間快，額定扭矩較小，高速輕載機(jī)床2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)按有無(wú)檢測(cè)和反饋裝置開(kāi)環(huán)系統(tǒng)

閉環(huán)伺服系統(tǒng)按照檢測(cè)和反饋裝置的位置不同全閉環(huán)伺服系統(tǒng)閉環(huán)伺服系統(tǒng)

半閉環(huán)伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)組成的無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、開(kāi)環(huán)系統(tǒng)伺服系統(tǒng)沒(méi)有反饋裝置，數(shù)控裝置發(fā)出的脈沖，經(jīng)環(huán)形分配器，功率放大器，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪、滾珠絲杠螺母副，帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)適用于精度要求不高的數(shù)控機(jī)床中。2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2、閉環(huán)系統(tǒng)

它是將檢測(cè)裝置安裝在工作臺(tái)等執(zhí)行件上的伺服系統(tǒng)。檢測(cè)裝置將工作臺(tái)等執(zhí)行件的實(shí)際位移量反饋給數(shù)控裝置，與控制量相比較，比較結(jié)果對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制、或?qū)λ欧妱?dòng)機(jī)的指令進(jìn)行修正補(bǔ)償，能完全消除工作臺(tái)等執(zhí)行件的移動(dòng)誤差。

2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)半閉環(huán)系統(tǒng)半閉環(huán)系統(tǒng)是檢測(cè)裝置不安裝在工作臺(tái)等執(zhí)行件上的伺服系統(tǒng)。檢測(cè)裝置安裝在進(jìn)給傳動(dòng)中的旋轉(zhuǎn)部件上，補(bǔ)償環(huán)是伺服系統(tǒng)的一部分，不能檢測(cè)工作臺(tái)等執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)誤差，所以半閉環(huán)系統(tǒng)的精度比開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)高，低于閉環(huán)伺服系統(tǒng)。2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)六、直線伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)

直線電動(dòng)機(jī)是直接將電能轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的電力驅(qū)動(dòng)裝置，是適應(yīng)高速加工或微量進(jìn)給精加工技術(shù)發(fā)展的需要而出現(xiàn)的新型電動(dòng)機(jī)；可直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)或刀架直線運(yùn)動(dòng)。直線伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)相似，可看為旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)沿徑向剖開(kāi)，向兩邊拉伸展平后形成的。2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)：獲得較大的驅(qū)動(dòng)力，傳動(dòng)剛度高，響應(yīng)快；且可以省去齒輪、齒形帶和滾珠絲桿副等機(jī)械傳動(dòng)，簡(jiǎn)化機(jī)床機(jī)構(gòu)，避免了由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制造精度、彈性變形、磨損、熱變形等因素引起的傳動(dòng)誤差。缺點(diǎn)：存在磁力外泄現(xiàn)象，必須有效地隔磁、防磁；散熱困難，需采取防護(hù)吸引切屑；結(jié)構(gòu)沒(méi)有緩沖，控制系統(tǒng)復(fù)雜

2.5進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第六節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、變速箱結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)軸組件的布置變速箱的主要功能是保證機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，有較高的幾何精度，傳動(dòng)精度和運(yùn)動(dòng)精度。有足夠的強(qiáng)度、剛度。振動(dòng)小，噪聲低。操作應(yīng)方便靈活。

變速箱內(nèi)傳動(dòng)軸的布置應(yīng)充分考慮安裝、調(diào)整、維修、散熱等因素，按空間三角形分布，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)的性能、標(biāo)準(zhǔn)零部件尺寸及機(jī)床的型式合理確定各傳動(dòng)軸位置。2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)例：2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、齒輪的軸向布置1．三聯(lián)滑移齒輪順利嚙合的條件由圖可看出，當(dāng)三聯(lián)滑移齒輪右移使齒輪z1與z4嚙合時(shí)，次大齒輪z2越過(guò)了固定的小齒輪z6，為防止次大齒輪z2與固定的小齒輪z6齒頂相碰，應(yīng)使次大2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、齒輪的軸向布置1．三聯(lián)滑移齒輪順利嚙合的條件齒輪z2與齒輪z6齒頂圓半徑之和不大于中心距，即2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、齒輪的軸向布置1．三聯(lián)滑移齒輪順利嚙合的條件由此可得三聯(lián)滑移齒輪順利嚙合的條件為：2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2．齒輪軸向布置原則

①滑移齒輪機(jī)構(gòu)中,必須當(dāng)一對(duì)齒輪副完全脫離嚙合，另一對(duì)齒輪才能進(jìn)入嚙合。固定齒輪間的最小距離應(yīng)為齒輪寬度的兩倍，并留有△=1~2mm間隙，齒輪的齒寬為2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)②避免滑移齒輪與固定的小齒輪齒頂相碰a.三聯(lián)滑移齒輪的最大、次大齒輪齒數(shù)差應(yīng)不小于4b.采用變位齒輪，使兩者頂圓直徑之差不小于4個(gè)模數(shù)c.改變嚙合變速條件，讓滑移的小齒輪越過(guò)固定的小齒輪，使最大和最小齒輪齒數(shù)差不小于4d.采用牙嵌式離合器變速，使齒輪不動(dòng)③為減少軸向長(zhǎng)度，應(yīng)盡量采用窄式排列。④滑移齒輪應(yīng)盡量裝在主動(dòng)軸上，以減少滑移齒輪的重量，易于操縱。2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.一個(gè)變速組中齒輪的軸向布置⑴窄式排列和寬式排列

窄式排列：滑移的齒輪緊靠在一起，大齒輪居中，固定的齒輪分離安裝，相隔距離為2b+△，相鄰變速位置的滑移行程也是2b+△。

寬式排列：固定的齒輪緊靠在一起，大齒輪居中；滑移的齒輪分離安裝，兩齒輪的內(nèi)側(cè)距離為2b+△，相鄰變速位置的滑移行程仍是2b+△。

2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑵亞寬式排列三聯(lián)滑移齒輪中的兩齒輪緊靠在一起，另一齒輪與之分離，分隔距離為2b+△，這種排列的軸向總長(zhǎng)度為B＞9b+3△，介于寬式、窄式排列之間。最大優(yōu)點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速?gòu)母叩降偷捻樞蜃兯佟?/p>

2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑶滑移齒輪的分組排列四個(gè)傳動(dòng)副的變速組，滑移齒輪可分為兩組，并聯(lián)合控制，保證只有一組齒輪處于嚙合狀態(tài)，2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.相鄰兩個(gè)變速組齒輪的軸向排列

⑴并行排列

相鄰兩個(gè)變速組的公共傳動(dòng)軸上，被動(dòng)齒輪和主動(dòng)齒輪分別安裝，主動(dòng)齒輪安裝一端，被動(dòng)齒輪安裝一端；三條傳動(dòng)軸上的齒輪排列呈階梯形，其軸向總長(zhǎng)度為兩變速組軸向長(zhǎng)度之和。2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑵交錯(cuò)排列相鄰兩個(gè)變速組的公共傳動(dòng)軸上的主、被動(dòng)齒輪交替安裝，使兩變速組的滑移行程部分重疊，從而減短了軸向長(zhǎng)度。2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑶公用齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

相鄰兩個(gè)變速組的公共傳動(dòng)軸上，將某一被動(dòng)齒輪和主動(dòng)齒輪合而為一，形成既是第一變速組的被動(dòng)齒輪，又是第二變速組的主動(dòng)齒輪。兩變速組可減少一個(gè)齒輪，軸向長(zhǎng)度可減短一個(gè)齒輪寬度。注意：公用齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)是非公用齒輪的2倍，根據(jù)等壽命理論，公用齒輪應(yīng)為變速組中齒數(shù)較多的齒輪。因此，公用齒輪常出現(xiàn)于前一級(jí)變速組的最小傳動(dòng)比和后一級(jí)變速組最大傳動(dòng)比中。2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)X6132A變速組a、變速組b齒輪的軸向排列，z38齒齒輪為公用齒輪；變速組a亞寬式排列，中間插入z27、z17；變速組b窄式排列,中間插入z33。軸向總長(zhǎng)度為11b+3△。2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雙公用齒輪的交錯(cuò)排列，一般基本組在后，擴(kuò)大組在前。

軸向總長(zhǎng)度7b+2△2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、提高傳動(dòng)精度的措施1.誤差傳遞規(guī)律理論齒距（弧長(zhǎng)）和最大、最小齒距分別為理論齒距、最大齒距、最小齒距在以O(shè)2為圓心的分度圓上對(duì)應(yīng)的圓心角為：2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪繞O2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)一齒的最大轉(zhuǎn)角誤差為設(shè)：與之嚙合的齒輪分度圓半徑為，即傳動(dòng)比為1/2。當(dāng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，理論上從動(dòng)齒輪應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)。

2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)過(guò)，理論上從動(dòng)齒輪應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)，由于齒輪是嚙合傳動(dòng)，彼此轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)相等，從動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)過(guò)的角度為，從動(dòng)輪由主動(dòng)輪引起的最大轉(zhuǎn)角誤差為

從動(dòng)輪最大轉(zhuǎn)角誤差為主動(dòng)輪轉(zhuǎn)角誤差與傳動(dòng)比之積2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在傳動(dòng)鏈中，前一級(jí)傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)角誤差，經(jīng)縮小放大后，和被動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差一起