機(jī)械裝備設(shè)計變速組課件

（一）主參數(shù)和尺寸參數(shù)四、機(jī)床主要參數(shù)的確定機(jī)床主參數(shù)是代表機(jī)床規(guī)格大小及反映機(jī)床最大工作能力的一種參數(shù)。的主參數(shù)通常都以機(jī)床的最大加工尺寸來表示，專用機(jī)床的主參數(shù)一般以與通用機(jī)床相對應(yīng)的主參數(shù)表示。為了更完整地表示機(jī)床的工作能力和加工范圍，可在主參數(shù)后面標(biāo)出第二主參數(shù)，如最大工件長度、最大跨距等。機(jī)床尺寸參數(shù)是指機(jī)床主要結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)。包括：1）與工件有關(guān)的尺寸參數(shù)；如臥式車床刀架上最大加工直徑，搖臂鉆床的立柱外徑與主軸之間的最大跨距等。2）與工、夾、量具有關(guān)的尺寸參數(shù)。如臥式車床主軸錐孔及主軸前端尺寸。（二）運(yùn)動參數(shù)1.主運(yùn)動參數(shù)指機(jī)床執(zhí)行件如主軸、工件安裝部件（工作臺、刀架）的運(yùn)動速度。主運(yùn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時：機(jī)床的主運(yùn)動參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速n(單位為r／min)：

n=1000v/d

n——主軸轉(zhuǎn)速（r/min）；

v——切削速度（m/min）；

d——工件或刀具直徑（mm）。主運(yùn)動為往復(fù)直線運(yùn)動時，主運(yùn)動參數(shù)是刀具或工件的每分鐘往復(fù)次數(shù)(單位為次／min)。專用機(jī)床可根據(jù)特定工序?qū)嶋H使用的切削速度和工件(或刀具)的直徑確定主軸轉(zhuǎn)速，且大多數(shù)情況只需一種速度。通用機(jī)床，為適應(yīng)各種不同的加工要求，主軸應(yīng)有一定的變速范圍和變速方式(有級或無級變速)。（二）運(yùn)動參數(shù)如臥式車床K=0.5，搖臂鉆床K=1.0，通常Rd=0.20.25。例如，￠400mm臥式車床，確定主軸的最高轉(zhuǎn)速。根據(jù)分析，用硬度合金車刀對小直徑鋼材半精車外圓時，主軸轉(zhuǎn)速為最高，參考切削用量資料，可取vmax=200m/min，對于通用車床

K=0.5，R

d=0.25，則：dmax=KD=0.5×400mm=200mmdmin=R

d

d

max=0.25×200mm=50mmr/min=1273r/min（1）最低（n

min）和最高（nmax）轉(zhuǎn)速的確定通常用高速鋼刀具，精車合金鋼材料的梯形螺紋時主軸轉(zhuǎn)速較低，取vmin=1.5m/min，在￠400mm臥式車床上加工絲杠最大直徑在￠4￠50mm左右，則：實(shí)際使用中可能使用到nmax

或nmin的典型工藝不一定只有一種可能，可以多選擇幾種工藝作為確定最低及最高轉(zhuǎn)速的參考。同時考慮今后技術(shù)發(fā)展的儲備，最后確定nmax=1600r/min，nmin=10r/min。（1）最低（n

min）和最高（nmax）轉(zhuǎn)速的確定（2）轉(zhuǎn)速分級主軸轉(zhuǎn)速的合理排列確定了nmax

和nmin

之后，在已知變速范圍內(nèi)若采用有級變速，則應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速分級；如果采用無級變速，有時也需用分級變速機(jī)構(gòu)來擴(kuò)大其無級變速范圍。所謂分級即在變速范圍內(nèi)確定中間各級轉(zhuǎn)速。目前，多數(shù)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速是按等比級數(shù)排列，其公比用符號表示。則轉(zhuǎn)速數(shù)列為：n1=n

min，n2=nminφ，n3=nminφ2，…，nZ=nminφ

Z－11.主運(yùn)動參數(shù)在其它條件（直徑、進(jìn)給、切深）不變的情況下，轉(zhuǎn)速的損失就反映了生產(chǎn)率的損失。對于普通機(jī)床，如果認(rèn)為每級轉(zhuǎn)速的使用機(jī)會都相等，那么應(yīng)使Amax為一定值，即：可見任意兩級轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系應(yīng)為：

nj+1=nj

φ此外，應(yīng)用等比級數(shù)排列的主軸轉(zhuǎn)速，可借助于串聯(lián)若干個滑移齒輪來實(shí)現(xiàn)。使變速傳動系統(tǒng)簡單并且設(shè)計計算方便。（2）轉(zhuǎn)速分級為了使用記憶方便，轉(zhuǎn)速數(shù)列中的轉(zhuǎn)速系是十倍比的，故φ應(yīng)符合如下關(guān)系，，E

1是正整數(shù)；如采用多速電動機(jī)驅(qū)動，通常電動機(jī)轉(zhuǎn)速為3000/1500或3000/1500/750r/min，故φ也應(yīng)符合如下關(guān)系，，E

2也為正整數(shù)。（3）標(biāo)準(zhǔn)公比φ值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定

轉(zhuǎn)速由n

min

至nmax必須遞增，所以公比應(yīng)大于l；為了限制轉(zhuǎn)速損失的最大值A(chǔ)

max

不大于50%，則相應(yīng)的公比φ不大于2，故：1<φ

2為了簡化機(jī)床設(shè)計和使用，規(guī)定了幾個標(biāo)準(zhǔn)值，這些數(shù)值是選取2或10的某次方根，1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2。標(biāo)準(zhǔn)公比見表3-2。（3）標(biāo)準(zhǔn)公比φ值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定

1.01.061.121.181.251.321.41.51.61.71.81.92.02.122.242.362.52.652.833.153.353.553.754.04.254.54.755.05.35.666.36.77.17.58.08.59.09.5表3-2公比＝1.06的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列1010.611.211.812.513.21415161718192021.222.423.62526.5283031.533.535.537.54042.54547.5505356606367717580859095（3）標(biāo)準(zhǔn)公比φ值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定（3）標(biāo)準(zhǔn)公比φ值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定1.0611.062=1.121.064=1.122=1.26

1.066=1.123=1.411.068=1.124=1.262=1.58

1.0610=1.125=

1.781.0612=1.126=1.263=1.412=2七個公比值之間的關(guān)系（3）標(biāo)準(zhǔn)公比φ值和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)公比的確定公比的選取一般原則從使用性能考慮，選取公比最好小一些，但小，級數(shù)增多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。大批大量生產(chǎn)的自動化與半自動化機(jī)床，要求較高的生產(chǎn)率，相對轉(zhuǎn)速損失要小，因此，要小些，選取1.12或1.25。大型機(jī)床加工大尺寸工件，機(jī)動時間長，選擇合理的切削速度對提高生產(chǎn)率作用較大，應(yīng)小些，取1.12、1.25。中型通用機(jī)床，萬能性較大，要求轉(zhuǎn)速級數(shù)多，但結(jié)構(gòu)又不能過于復(fù)雜，公比常選取1.25或1.41小型機(jī)床切削加工時間常比輔助時間少，結(jié)構(gòu)要求簡單，機(jī)動時間短，變速級數(shù)不多，公比常取1.58或1.78。1.主運(yùn)動參數(shù)(5)變速范圍Rn、公比和級數(shù)z的關(guān)系

由等比級數(shù)規(guī)律可則：已知任意兩個可求第三個，用公式求出的和Z應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)和整數(shù)。常用的Z：3，4，6，8，9，12，16，18，24采用等比數(shù)列的優(yōu)點(diǎn)對于某一個公比，任意兩個相鄰轉(zhuǎn)速之間的最大相對速度損失Amax為一個常數(shù)，轉(zhuǎn)速分布的疏密程度均勻合理。這種轉(zhuǎn)速數(shù)列可由幾個變速組的不同傳動比搭配相乘得到，能用較少的齒輪實(shí)現(xiàn)較多級的轉(zhuǎn)速，使傳動系統(tǒng)得到簡化。1.主運(yùn)動參數(shù)螺紋加工機(jī)床和普通車床的進(jìn)給量按照加工標(biāo)準(zhǔn)螺紋導(dǎo)程數(shù)列來選取，進(jìn)給量數(shù)列為分段等差數(shù)列。刨床和插床采用棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動，進(jìn)給量大小靠每次撥動一齒、二齒或幾個齒來改變，進(jìn)給量也是等差數(shù)列。而用交換齒輪改變進(jìn)給量大小的自動車床，其進(jìn)給量就不一定按一定規(guī)則。2.進(jìn)給運(yùn)動參數(shù)數(shù)控機(jī)床一般采用電動機(jī)無級變速形式。其他機(jī)床多采用有級變速形式或無級與有級變速組合形式。機(jī)床運(yùn)動的驅(qū)動方式常用的有電動機(jī)驅(qū)動和液壓驅(qū)動。驅(qū)動方式的選擇主要根據(jù)機(jī)床的變速形式和運(yùn)動特性要求來確定。3．變速形式與驅(qū)動方式選擇三、動力參數(shù)動力參數(shù)指主運(yùn)動、進(jìn)給運(yùn)動和輔助運(yùn)動的動力消耗，它主要由機(jī)床的切削載荷和驅(qū)動的工件質(zhì)量決定。對于專用機(jī)床，機(jī)床的功率可根據(jù)特定工序的切削用量計算或測定；對于通用機(jī)床，目前單純用計算的方法來確定功率是困難的，故通常用類比、測試和近似計算幾種方法互相校核來確定。車、鏜、磨等工序鉆、擴(kuò)等工序1、主運(yùn)動電動機(jī)功率切削功率P切主運(yùn)動電動機(jī)功率

空載功率P空附加機(jī)械摩擦損失功率P機(jī)

⑴切削功率

可按下表計算表常用工序切削功率計算式Fz—切削力v—切削速度Mk—切削扭矩⑵空載功率機(jī)床主運(yùn)動可空轉(zhuǎn)時由于傳動件摩搽、攪油、空氣阻力等原因電動機(jī)要消耗一部份功率，其值隨傳動件轉(zhuǎn)速增大而增加，與傳動件預(yù)緊程度及裝配質(zhì)量有關(guān)，小型機(jī)床主傳動空載功率損失可由下列實(shí)驗(yàn)公式估算：1、主運(yùn)動電動機(jī)功率2、進(jìn)給運(yùn)動電動機(jī)功率

⑴進(jìn)給運(yùn)動與主運(yùn)動共用電動機(jī)

進(jìn)給運(yùn)動消耗的功率遠(yuǎn)小于主運(yùn)動。

⑵進(jìn)給運(yùn)動與快速移動共用電動機(jī)∵快速移動所消耗的功率＞＞進(jìn)給運(yùn)動功率∴電動機(jī)功率確定取決于快速移動功率。不必單獨(dú)考慮工作進(jìn)給所需功率。⑶單獨(dú)使用電動機(jī)確定方法：采用參考同類型機(jī)床和計算相結(jié)合的方法。由于進(jìn)給運(yùn)動的速度較低，空載功率很小，所以在計算時可略去進(jìn)給運(yùn)動電機(jī)功率取決于進(jìn)給的有功功率和傳動件的機(jī)械效率。即：

2、進(jìn)給運(yùn)動電動機(jī)功率2、進(jìn)給運(yùn)動電動機(jī)功率3、快速移動電動機(jī)功率

P快＝（P慣＋P摩）×K快速移動電機(jī)在啟動時的消耗功率最大，此時須同時克服慣性力和摩擦力。啟動時的電動機(jī)功率為：式中P快—快速運(yùn)動電動機(jī)功率（KW）；

P摩—克服摩擦力所需的功率（KW）；

P慣

—克服慣性力所需的功率（KW）；

K—安全系數(shù)，K=1.5～2.5。⑴P慣的計算⑵P摩的計算1）水平運(yùn)動2）升降運(yùn)動3、快速移動電動機(jī)功率

3.4.1必須滿足的設(shè)計基本要求3.4.2主傳動系統(tǒng)分類與傳動方式3.4.3分級變速主傳動系統(tǒng)3.4.4無級變速主運(yùn)動傳動系統(tǒng)設(shè)計3.4.5數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)設(shè)計第四節(jié)主傳動系統(tǒng)設(shè)計3.4.1須滿足的設(shè)計基本要求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)速范圍和變速級數(shù)。2)機(jī)床的動力源和傳動機(jī)構(gòu)應(yīng)能夠輸出和傳遞足夠的功率和轉(zhuǎn)矩，并有較高的傳動效率。3)機(jī)床的傳動結(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)應(yīng)該合理地滿足機(jī)床的自動化程度和生產(chǎn)率的要求。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。3.4.2主傳動系統(tǒng)分類與傳動方式(一)主傳動系分類

(1)按驅(qū)動主傳動的電動機(jī)類型可分為交流電動機(jī)驅(qū)動和直流電動機(jī)驅(qū)動。交流電動機(jī)驅(qū)動中又可分單速交流電動機(jī)或調(diào)速交流電動機(jī)驅(qū)動。調(diào)速交流電動機(jī)驅(qū)動又有多速交流電動機(jī)和無級調(diào)速交流電動機(jī)驅(qū)動。(2)按傳動裝置類型可分為機(jī)械傳動裝置、液壓傳動裝置、電氣傳動裝置以及它們的組合。(3)按變速的連續(xù)性可以分為分級變速傳動和無級變速傳動。機(jī)械傳動裝置分類有級變速無級變速速度可變速度恒定機(jī)械無級變速液壓無級變速電氣無級變速滑移齒輪變換齒輪交換皮帶輪速度分級變速傳動在一定的變速范圍內(nèi)只能得到某些轉(zhuǎn)速，變速級數(shù)一般不超過20～30級。傳動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。無級變速傳動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)變速自動化。無級變速傳動可由機(jī)械摩擦無級變速器、液壓無級變速器和電氣無級變速器實(shí)現(xiàn)。(一)主傳動系分類應(yīng)用：通用機(jī)床中多數(shù)機(jī)床的主變速傳動系都采用這種方式。適用于普通精度的大中型機(jī)床。優(yōu)點(diǎn)：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)：運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動件在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的振動、熱量，會使主軸產(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。1．集中傳動方式主傳動系的全部傳動和變速機(jī)構(gòu)集中裝在同一個主軸箱內(nèi)，稱為集中傳動方式。(二)主傳動系的傳動方式2．分離傳動方式主傳動系中的大部分的傳動和變速機(jī)構(gòu)裝在遠(yuǎn)離主軸的單獨(dú)變速箱中，然后通過帶傳動將運(yùn)動傳到主軸箱的傳動方式。特點(diǎn)：變速箱各傳動件所產(chǎn)生的振動和熱量不能直接傳給或少傳給主軸，減少了主軸的振動和熱變形，利于提高機(jī)床的工作精度。主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，由皮帶經(jīng)齒輪離合器直接傳動，傳動鏈短，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，空載損失?。恢鬏S低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，由皮帶輪經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)傳動，轉(zhuǎn)速顯著降低，擴(kuò)大了變速范圍。(二)主傳動系的傳動方式3.4.3分級變速主傳動系統(tǒng)（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比（三）主傳動系統(tǒng)設(shè)計的基本原則與方法（四）主傳動系統(tǒng)的幾種特殊設(shè)計（五）擴(kuò)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（一）轉(zhuǎn)速圖與結(jié)構(gòu)式X2010龍門銑床傳動系統(tǒng)圖轉(zhuǎn)速圖傳動系統(tǒng)圖1）距離相等的豎直線代表傳動系統(tǒng)的各軸，從左到右依次標(biāo)注Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，…。距離相等豎直線并不意味著中心距相等。2）距離相等的橫直線代表各級轉(zhuǎn)速。距離相等的橫直線并不表示轉(zhuǎn)速差相等。1.轉(zhuǎn)速圖橫直線坐標(biāo)取對數(shù)坐標(biāo)，在相交點(diǎn)直接寫出轉(zhuǎn)速的數(shù)值。3）距離相等的橫直線與豎直線的相交點(diǎn)（用圓圈表示），用來代表各級轉(zhuǎn)速。4）相鄰兩軸之間相應(yīng)轉(zhuǎn)速的連線代表相應(yīng)傳動副的傳動比。1.轉(zhuǎn)速圖相鄰兩軸之間的相應(yīng)轉(zhuǎn)速的連線：傳動副的傳動比傳動比的大小以連線的傾斜方向和傾斜度表示從左向下斜：降速傳動向上斜：升速傳動水平連線：等速傳動1.轉(zhuǎn)速圖X2010龍門銑床第一變速組（II-III軸），三對齒輪第二變速組（Ⅱ一Ⅲ軸），二對齒輪第三變速組（IV-V軸），二對齒輪X2010龍門銑床等比數(shù)列相乘=等比數(shù)列？等比數(shù)列1——10，12.5，16等比數(shù)列2——10，20，40兩個等比數(shù)列相乘：100，125，160，200，250，

320，400，500，640變速的基本規(guī)律（一）變速系統(tǒng)的變速級數(shù)

變速系統(tǒng)的變速級數(shù)Z=各變速組傳動副數(shù)的乘積

主軸的變速級數(shù)為：

Z=papbpc…pm

pa、pb、pc、…、pm——分別代表各變速組的傳動副數(shù)Z——變速級數(shù)a、b、c、…、m——相應(yīng)的變速組和傳動順序，傳動順序——電動機(jī)、主軸傳動的先后排列

（二）總變速范圍變速組的變速范圍=最大傳動比和最小傳動比之比總變速范圍=各變速組變速范圍的乘積變速的基本規(guī)律（三）變速組的傳動比之間的關(guān)系變速組內(nèi)相鄰傳動比之間的比值——級比0變速組的級比指數(shù)0——是指轉(zhuǎn)速圖中變速組內(nèi)主動軸上同一點(diǎn)傳往被動軸相鄰兩傳動線的比值，相當(dāng)于相鄰兩傳動線與被動軸交點(diǎn)之間相距的格數(shù)（相鄰傳動比（線）相間隔的格數(shù)）。0=1，表示間隔1個格變速的基本規(guī)律第一變速組：相鄰傳動比=1：：2，即x0=1三個傳動比的連線相隔1格變速后，Ⅱ軸可以得到三級連續(xù)等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速，即500、630、800。x0=1的變速組“基本組”或“基本變速組”基本組變速的基本規(guī)律x1——該變速組的級比指數(shù)，x1=3。變速組內(nèi)相鄰傳動比（線）之間相差3倍，即相差3個格。第Ⅲ軸得到6級連續(xù)的等比數(shù)列。第二變速組的作用：將基本組的變速范圍進(jìn)行第一次擴(kuò)大

——第一擴(kuò)大組。第二變速組變速的基本規(guī)律x2——該變速組的級比指數(shù)，x2=6，相鄰傳動比之間相差6倍第Ⅳ軸可以得到3×2×2=12級轉(zhuǎn)速第二次把基本組的轉(zhuǎn)速范圍擴(kuò)大——第二擴(kuò)大組第三變速組變速的基本規(guī)律擴(kuò)大順序按擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍過程而排列的基本組、第一擴(kuò)大組、第二擴(kuò)大組……的排列順序。變速的基本規(guī)律基本組p0=3級比x0x0=1第一擴(kuò)大組p1=2級比x1x1=3=p0第二擴(kuò)大組p2=2級比x2x2=6=p0p1第三擴(kuò)大組p3=2級比x3x3=p0p1p2類推…第j擴(kuò)大組級比xjxj=p0p1p2…pj-1級比規(guī)律變速的基本規(guī)律級比規(guī)律如果違背上述規(guī)律，出現(xiàn)情況如下：變速的基本規(guī)律變速的基本規(guī)律變速組的變速范圍rn：變速組中最大與最小傳動比的比值?；窘M的變速范圍r0：第一擴(kuò)大組的變速范圍r1第二擴(kuò)大組的變速范圍r2：變速的基本規(guī)律同理，第j擴(kuò)大組變速范圍rj主軸的變速范圍Rn變速的基本規(guī)律結(jié)論：以基本組為基礎(chǔ)，通過第一、第二、…、擴(kuò)大組把各軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)和變速范圍逐步擴(kuò)大，各變速組相鄰傳動比之間遵循級比規(guī)律，則機(jī)床傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速數(shù)列是連續(xù)的等比數(shù)列。基本組的級比等于，級比指數(shù)x。＝1；擴(kuò)大組的級比xj

，級比指數(shù)xj應(yīng)等于該擴(kuò)大組前面的基本組傳動副數(shù)和各擴(kuò)大組傳動副數(shù)的乘積。變速系統(tǒng)的變速級數(shù)是各變速組傳動副數(shù)的乘積。

Z=P0P1P2P3P4…機(jī)床的總變速范圍Rn是各變速組變速范圍的乘積。

Rn=r0r1r2r3r4…三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式1.結(jié)構(gòu)網(wǎng)：轉(zhuǎn)速圖的對稱形式二軸間連線:僅表示傳動關(guān)系。軸上各圓點(diǎn):不表示該軸的具體轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速圖有一致的變速特性，一個轉(zhuǎn)速圖對應(yīng)一個結(jié)構(gòu)網(wǎng)。一個結(jié)構(gòu)網(wǎng)可以畫出很多不同的轉(zhuǎn)速圖。12=31×23×26三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式2.結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)網(wǎng)又可以簡化為結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式：專門用來表示變速系統(tǒng)特性的式子。12—轉(zhuǎn)速級數(shù)3、2、2—變速組的傳動副數(shù)和傳動順序1、3、6—各變速組級比指數(shù)x0，x1，x231--基本組，x0=1，p0＝323--第一擴(kuò)大組，x1＝3、p1＝226--第二擴(kuò)大組，x2=6，p2=2各組變速范圍分別為2、3、6等，它和結(jié)構(gòu)網(wǎng)一樣只表示變速特性的相對關(guān)系。三、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式簡單、直觀，能清楚地顯示出變速傳動系中主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)Z、各變速組的傳動順序、傳動副數(shù)和各變速組的級比指數(shù)，一般表達(dá)式為1．傳動副前多后少原則根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式（單位N·m）T=9550P/n當(dāng)機(jī)床的傳動功率P為定值時，轉(zhuǎn)速n越高，轉(zhuǎn)矩T就小，零件尺寸就較小。主變速傳動系從電動機(jī)到主軸，通常為降速傳動，接近電動機(jī)的傳動件轉(zhuǎn)速較高，傳遞的扭矩較小，尺寸小一些；反之，靠近主軸的傳動件轉(zhuǎn)速較低，傳遞的扭矩較大，尺寸就較大。所以應(yīng)該盡量選擇傳動副數(shù)多的變速組放在傳動順序前面的高速范圍，而把變速組傳動副數(shù)少的放在傳動順序的后面。從而能節(jié)省材料和減少變速箱外形尺寸。四、主傳動系統(tǒng)設(shè)計的基本原則2．傳動順序與擴(kuò)大順序相一致的原則（前密后疏）四、主傳動系統(tǒng)設(shè)計的基本原則圖b第一擴(kuò)大組在最前面，Ⅱ軸的轉(zhuǎn)速范圍比圖a大。兩方案Ⅱ軸的最高轉(zhuǎn)速一樣，圖b中Ⅱ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。3．變速組的降速要前慢后快（前慢后快）從電動機(jī)到主軸之間的總趨勢是降速傳動，在分配各變速組傳動比時，為使中間傳動軸具有較高的轉(zhuǎn)速，以減小傳動件的尺寸，前面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、發(fā)熱和噪聲。中間軸的最高轉(zhuǎn)速不超過電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。上述原則在設(shè)計主變速傳動系時一般應(yīng)該遵循。但有時還須根據(jù)具體情況加以靈活運(yùn)用。四、主傳動系統(tǒng)設(shè)計的基本原則4.變速組的變速范圍及極限傳動比四、主傳動系統(tǒng)設(shè)計的基本原則變速組的極限傳動比一般限制降速的最小傳動比umin≥1／4，對升速的最大傳動比umax≤2～2.5。主傳動系統(tǒng)各變速組的變速范圍限制在r＝8～10之間。在變速級數(shù)Z一定時，減少變速組個數(shù)勢必增加各變速組的傳動副數(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數(shù)最少，每個變速組的傳動副數(shù)最好取2～3個。為使最后傳動組的變速范圍不超出允許值，最后擴(kuò)大組的傳動副一般取P=2較合適。I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傳動副。X62W銑床的主傳動系統(tǒng)分析主軸轉(zhuǎn)速范圍為30～1500r／min，主軸18級轉(zhuǎn)速，公比1．26。共三個變速組。主傳動系統(tǒng)的總降速比為l／48。增加一對26／54的降速傳動齒輪副，使中間的兩個變速組降速得以緩慢一些，齒輪的徑向尺寸可小一些。X62W銑床的主傳動系統(tǒng)分析五、轉(zhuǎn)速圖的擬定任務(wù)：為了尋找最佳的變速系統(tǒng)方案方法與步驟：1）根據(jù)Rn、z、確定變速組個數(shù)及其傳動副數(shù)2）確定結(jié)構(gòu)式（結(jié)構(gòu)網(wǎng)）3）畫出轉(zhuǎn)速圖4）分配傳動比5）確定齒輪的齒數(shù)6）畫出傳動系統(tǒng)圖例題已知某車床的主軸轉(zhuǎn)速為n=31.5~1450r/min，公比=1.41，電動機(jī)轉(zhuǎn)速為n電=1440r/min，試擬定該機(jī)床的主傳動系。確定主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和主傳動系結(jié)構(gòu)式；擬定轉(zhuǎn)速圖；確定各傳動軸與各齒輪的計算轉(zhuǎn)速。確定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑；驗(yàn)算轉(zhuǎn)速誤差；畫出主傳動系統(tǒng)圖。1.轉(zhuǎn)速級數(shù)Z傳動方案的確定（一)主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和主傳動系結(jié)構(gòu)式的確定一定變速級數(shù)的變速系統(tǒng)可由不同數(shù)目的變速組組成。傳動方案有：改變排列順序，可得到不同方案。

12＝62；12＝2

6；

12＝43；12＝34；

12＝322；12＝232；12＝223

1）12=6×2需2+6=8對齒輪

2）12=4×3需4+3=7對齒輪

3）12=3×2×2需3+2+2=7對1）、2）方案中變速組中分別有6對和4對齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)傳動并互不干涉非常困難，甚至不可能，故舍去。根據(jù)傳動副的“前多后少”原則；傳動副數(shù)較多的變速組排在前面的高速軸上，因扭矩小，傳動件（如軸、齒輪）的尺寸小，可節(jié)省材料，減少傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量。三種不同傳動方案12＝3×2×2，12＝2×3×2，12＝2×2×3中，應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)式12＝3×2×2（一)主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和主傳動系結(jié)構(gòu)式的確定2.結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇（一)主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和主傳動系結(jié)構(gòu)式的確定依據(jù)傳動副的“前緊后松”和變速組的擴(kuò)大順序與傳動順序一致原則：選：12=31×23×26

12=3×2×2的六種方案12=31×23×2612=31×26×23

12=32×21×2612=34×21×22

12=32×26×2112=34×22×21提高該軸的最低轉(zhuǎn)速減少傳動件尺寸降低該軸的最高轉(zhuǎn)速降低噪聲和振動在轉(zhuǎn)速圖上表現(xiàn)為——前面變速組傳動比連線分布較密，后面變速組傳動比連線分布疏松目的：使前面的各軸轉(zhuǎn)速范圍較?。ㄒ?主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和主傳動系結(jié)構(gòu)式的確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)降速傳動中，主動齒輪的最少齒數(shù)受到限制，umin=1/4；避免被動齒輪的直徑過大。升速傳動比最大值umax＝2（斜齒傳動umax=2.5）盡量減少振動和噪聲。各變速組的變速范圍r=8～10之間變速組的變速范圍（一)主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和主傳動系結(jié)構(gòu)式的確定最后擴(kuò)大組的變速范圍最大只需要檢查最后擴(kuò)大組的變速范圍不超過限制范圍第j擴(kuò)大組變速范圍rj本例Z=12，＝1.4112＝312326最后擴(kuò)大組變速范圍

r2=(pj-1)xj=(p2-1)xj

=1.41(2-1)6=8合格（一)主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和主傳動系結(jié)構(gòu)式的確定(二)擬定轉(zhuǎn)速圖繪制轉(zhuǎn)速圖時的注意點(diǎn)：分配傳動比，合理安排降速l）各傳動副的最大、最小傳動比應(yīng)盡可能不超出極限傳動比umax和umin。2）uamin≥ubmin≥ucmin≥…，而且最后擴(kuò)大組的ujmin一般取極限值，這是在降速傳動時采取“前緩后急”（前慢后快）的原則3）選用標(biāo)準(zhǔn)的傳動比，傳動比盡量是取公比的整數(shù)次方，即u=±E（E為整數(shù)）。4）當(dāng)變速系統(tǒng)是降速傳動時，要求各中間軸轉(zhuǎn)速適當(dāng)安排高一些，以減少傳動件的尺寸。12=31×23×26，一般從末變速組向前擬定。從上式中看出：有3個變速組，需4根傳動軸，加上電機(jī)軸，轉(zhuǎn)速圖中共有5條豎線；12級轉(zhuǎn)速表示圖中有12條橫線。31是基本組，23是第一擴(kuò)大組，26是第二擴(kuò)大組。26傳動比分配：2表示2個傳動副，6表示2條傳動線間隔6格，=1.41，6=8，分配升速2=2，降速umin=-4=1/4。其余變速組的umin根據(jù)“前緩后急”的原則。畫出各變速組的傳動比連線按基本組的級比指數(shù)x0=1，第一擴(kuò)大組的級比指數(shù)x1=3，第二擴(kuò)大組級比指數(shù)x2=6，畫出各變速組的傳動比連線圖，畫出全部傳動比連線圖。(二)擬定轉(zhuǎn)速圖是否需要增加降速的定比傳動副總降速比為31.5/1450=1／46，最小降速比為1/4，則總降速比為（1/4）3=1/64，小于1/46，不需增加降速的定比傳動副。注意：主軸上的齒輪希望大一些，能起到飛輪的作用，最后一個變速組的umin一般取極限值1／4。(二)擬定轉(zhuǎn)速圖(二)擬定轉(zhuǎn)速圖轉(zhuǎn)速圖(三)計算轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速nj：主軸或各傳動件傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。主軸從最高轉(zhuǎn)速到計算轉(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)。從計算轉(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，保持計算轉(zhuǎn)速時的扭矩不變，傳遞的功率則隨轉(zhuǎn)速的降低而降低，稱之為恒扭矩區(qū)。大型機(jī)床，由于應(yīng)用范圍很廣，調(diào)速范圍很寬，計算轉(zhuǎn)速可取得高些。對于精密機(jī)床、滾齒機(jī)，由于應(yīng)用范圍較窄，調(diào)速范圍小，計算轉(zhuǎn)速可取得低一些。(三)計算轉(zhuǎn)速2.變速傳動系中傳動件計算轉(zhuǎn)速的確定：變速傳動系中的傳動件包括軸和齒輪，它們的計算轉(zhuǎn)速可根據(jù)主軸的計算轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速圖確定。確定的順序：通常是先定出主軸的計算轉(zhuǎn)速，再順次由后往前，定出各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速，然而再確定齒輪的計算轉(zhuǎn)速。如：Ⅲ軸計算轉(zhuǎn)速185；

Ⅱ軸計算轉(zhuǎn)速315；Ⅰ軸計算轉(zhuǎn)速1440(三)計算轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速的確定主軸Ⅳ計算轉(zhuǎn)速為：

Z/3=12/3=4

注：計算結(jié)果有小數(shù)時圓整即為第四級轉(zhuǎn)速：90

能夠傳遞全功率的：Ⅲ軸計算轉(zhuǎn)速為：125Ⅱ軸計算轉(zhuǎn)速為：355Ⅰ軸計算轉(zhuǎn)速為：710

各軸的計算轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速的確定各齒輪的計算轉(zhuǎn)速齒輪72Ⅳ18Ⅲ30Ⅳ60Ⅲ62Ⅲ22Ⅱ42Ⅲ計算轉(zhuǎn)速90355250125125355355齒輪42Ⅱ48Ⅱ24Ⅰ42Ⅱ30Ⅰ36Ⅱ36Ⅰ計算轉(zhuǎn)速355355710500710710710(三)計算轉(zhuǎn)速作業(yè)(四)齒輪齒數(shù)的確定對于定比傳動的齒輪齒數(shù)和帶輪直徑，可依據(jù)機(jī)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(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時，變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和Sz及小齒輪的齒數(shù)可從表3—6中選取。表中所列值是傳動副的被動齒輪齒數(shù)；齒數(shù)和Sz減去被動齒輪齒數(shù)就是主動齒輪齒數(shù)。表中所列的u值全大于1，即全是升速傳動。對于降速傳動副，可取其倒數(shù)查表，查出的齒數(shù)則是主動齒輪齒數(shù)。(四)齒輪齒數(shù)的確定各變速組的傳動比確定后，可確定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑。確定齒輪齒數(shù)的方法：有計算法和查表法。為了便于設(shè)計和制造，齒輪模數(shù)的種類盡可能少。同一個變速組采用相同的模數(shù)。步驟：找出不產(chǎn)生根切的最少齒Zmin確定最合適的齒數(shù)和Sz根據(jù)傳動比，確定其它齒輪的齒數(shù)（一）同一變速組內(nèi)模數(shù)相同時(四)齒輪齒數(shù)的確定1.計算法各對齒輪模數(shù)相同，不采用變位齒輪，則各對齒輪的齒數(shù)和也必然相等。

zj’+zj=sz=常數(shù)

zj/zj’=uj舉例：(四)齒輪齒數(shù)的確定zmin在降速比最大的傳動副u1中，即z1=zmin若取不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)

z1=24，則z1ˊ=24×2=48則：Sz=z1+z1ˊ=24+48=722．查表法表3-6見P88-P89頁(四)齒輪齒數(shù)的確定橫行Sz：表示齒數(shù)和。縱列u：表示一對齒輪的傳動比。表中間的數(shù)值：表示一對小齒輪齒數(shù)。當(dāng)u＞1時：升速傳動，小齒輪為從動輪。當(dāng)u＜1時：降速傳動，小齒輪為主動輪，用傳動比u的倒數(shù)來查表。表中數(shù)值：小齒輪齒數(shù)。大齒輪齒數(shù)=Sz-小齒輪齒數(shù)。表中空白格，表示沒有合適的齒數(shù)。例如：u1=1/2，u2=1/1.41，u3=1。查表的步驟如下：1）在u1、u2、u3中找到出現(xiàn)zmin的傳動比u1。2）避免根切和結(jié)構(gòu)設(shè)計需要，取Zmin=22。3）找出u1=1/2的倒數(shù)2一行中找到Zmin=22時，查到Smin＝66。4）按u=1、1.41、2查表，找出可能采用的齒數(shù)和Sz各種數(shù)值。必須同時滿足各傳動比要求u1=1Sz=·····60，62，64，66，68，70，72，74，·····。u2=1.41Sz=·····60，63，65，67，68，70，72，73，·····。u3=2Sz=·····60，63，66，69，72，75，·····。(四)齒輪齒數(shù)的確定（例題）5）確定合理的齒數(shù)和Sz，并根據(jù)它決定各齒輪的齒數(shù)。Sz=72由u1=2.00的一行中找出z1＝24，則z1＇=Sz-z1=72-24=48；由u2=1.41的一行中找出z2=30，則z2＇=Sz-z2=72-30=42；由u3=1的一行中找出z3=36，則z3＇=Sz-z3=72-36=36。(四)齒輪齒數(shù)的確定（二）同一變速組中齒輪的模數(shù)不同，齒輪齒數(shù)的確定Sz1、Sz2——分別為m1、m2兩傳動副的齒數(shù)和。Sz1/Sz2=m2/m1=e2/e1

或Sz1=ke2；Sz2=ke1e1、e2——無公因數(shù)的整數(shù)；k——整數(shù)。當(dāng)變速組的齒輪傳動比相差很大時，各傳動副上受力差別也很大，如最后擴(kuò)大組或背輪傳動中，齒輪副的速度變化大，受力差別也大。為了得到合理的結(jié)構(gòu)尺寸，可以采用不同模數(shù)的齒輪副，最多只采用二種模數(shù)。(四)齒輪齒數(shù)的確定在確定不同模數(shù)的齒輪傳動副的齒數(shù)時常常需要幾次試算才能決定，其步驟大致如下：1）估算傳動副的模數(shù)m1、m2；2）選擇k值，計算Sz1、Sz2，在選擇k值時應(yīng)注意使Sz﹤100，以免軸間尺寸過大；3）按傳動比分配齒數(shù)。(四)齒輪齒數(shù)的確定傳動比u1=1/4、u2=2分別取m1=4、m2=3。Sz1/Sz2=m2/m1=e2/e1＝3/4取k＝30Sz1=ke2=30×3＝90Sz2=ke1=30×4＝120按傳動比將齒數(shù)分配如下：u1=1/4=18/72≈19/71u2=2=80/40≈82/38例如：X62w銑床主傳動中IV-V軸間的兩對齒輪(四)齒輪齒數(shù)的確定（例題）總結(jié)：齒輪模數(shù)的設(shè)定：應(yīng)參考同類型機(jī)床的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)。如齒輪模數(shù)設(shè)定得過小，齒輪經(jīng)不起沖擊，易磨損；如設(shè)定得過大，齒數(shù)和將較少，使變速組內(nèi)的最小齒輪齒數(shù)小于17，產(chǎn)生根切現(xiàn)象，最小齒輪也有可能無法套裝到軸上。為簡化工藝，變速傳動系內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過2～3種模數(shù)。越后面的變速組的齒數(shù)和模數(shù)選擇較大值。(四)齒輪齒數(shù)的確定確定齒輪齒數(shù)：關(guān)鍵是選取合理的齒數(shù)和。確定有時需經(jīng)過多次反復(fù)。即初選齒數(shù)和，確定主、被動齒輪齒數(shù)，計算齒輪模數(shù)，如模數(shù)過大應(yīng)增大齒數(shù)和，反之則減少齒數(shù)和。為減少反復(fù)次數(shù)，按傳遞扭矩要求可先初選中心距，設(shè)定齒輪模數(shù)，再算出齒數(shù)和。有時在希望的齒數(shù)和范圍內(nèi)，找不到變速組各傳動副相同的齒數(shù)和，可選擇齒數(shù)和不等，但差數(shù)一般小于1～3的方案，然后采用齒輪變位的方法使各傳動副的中心距相等。齒輪齒數(shù)確定后，還應(yīng)驗(yàn)算一下實(shí)際傳動比(齒輪齒數(shù)之比)與理論傳動比(轉(zhuǎn)速圖上給定的傳動比)之間的轉(zhuǎn)速誤差是否在允許范圍之內(nèi)。(四)齒輪齒數(shù)的確定(四)齒輪齒數(shù)的確定采用三聯(lián)滑移齒輪時，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。保證滑移時，Z3的齒頂不碰撞Z2的齒頂不相碰。Z3

-Z2

=4可使次大齒輪的齒頂圓減小一點(diǎn)。Z3

-Z2

<4在不加大齒數(shù)和時，可從齒輪的排列上解決。雙聯(lián)齒輪不存在此問題。確定齒數(shù)時注意：齒輪的齒數(shù)和Sz常選用在100之內(nèi)一般推薦Sz≤100～120。同一變速組中的各對齒輪，其中心距必須保證相等。不產(chǎn)生根切的最小齒輪齒數(shù)。對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，Zmin≥18～20應(yīng)保證最小齒輪裝到軸上或套筒上具有足夠的強(qiáng)度。為保證輪齒受力后和熱處理之后，齒根部分不致于斷裂，一般推薦a≥2m(四)齒輪齒數(shù)的確定例如：n12實(shí)=1440×

=31.4365（五）主軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差n12合格，同理計算其余11級轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差。擬定萬能臥式中型銑床的主傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖主軸的轉(zhuǎn)速范圍為30～1500r／min，常用為1.26或1.41，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速1440r／min1．選定轉(zhuǎn)速級數(shù)Z選定轉(zhuǎn)速級數(shù)Z和各級轉(zhuǎn)速中型通用機(jī)床，本例選定=1.26。

Rn=nmax/nmin=1500/30=50Z=1+lgRn/lg＝1+lg50/lg1.26=17.9，取Z=18例2：2．選擇傳動式與結(jié)構(gòu)式1）確定變速組和傳動副數(shù)目18=3×3×218=3×2×318=2×3×32）確定各變速組的排列次序根據(jù)“前多后少”的原則選擇18=3×3×2的方案轉(zhuǎn)速數(shù)列：30，37.5，47.5，60，75，95，118，150，190，235，300，375，475，600，750，950，1180，1500例2：3）確定變速組的擴(kuò)大順序。18=31×33×2918=31×36×2318=33×31×29

18=36×31×2318=32×36×2118=36×32×21

根據(jù)“前密后疏”的原則，選擇結(jié)構(gòu)式18=31×33×294）驗(yàn)算最后擴(kuò)大組的變速范圍，在允許的變速范圍之內(nèi)r2=(pj-1)xj=9×1=1.269=8max5)畫出結(jié)構(gòu)網(wǎng)例2：例2：3．是否需要增加降速的定比傳動副總降速比為30／1450=1／48，最小降速比為1／4，則總降速比為（1／4）3=1／64，不需增加降速的定比傳動副為使中間的二個變速組降速緩慢，減少結(jié)構(gòu)的徑向尺寸，在軸I到軸II間增加一對26／54的降速傳動有利于變型機(jī)床的設(shè)計例2：例2：4.分配各變速組的最小傳動比,擬定轉(zhuǎn)速圖（1）軸IV-V的最小傳動比：主軸上的齒輪希望大一些，能起到飛輪的作用，最后一個變速組的umin取極限值1／4，公比=1.26，1.266=4，（2）其余變速組的umin根據(jù)“前緩后急”的原則。（3）畫出各變速組的傳動比連線按基本組的級比指數(shù)x0=1，第一擴(kuò)大組的級比指數(shù)x1=3，第二擴(kuò)大組級比指數(shù)x2=9，畫出各變速組的傳動比連線圖，畫出全部傳動比連線圖。例2：例2：例2：轉(zhuǎn)速圖例2：傳動系統(tǒng)圖六、齒輪的布置當(dāng)轉(zhuǎn)速圖和齒輪齒數(shù)確定之后，變速箱的結(jié)構(gòu)基本確定（如齒輪個數(shù)，軸數(shù)，支承數(shù)）。為使變速箱結(jié)構(gòu)緊湊，齒輪是否合理布置直接影響到變速箱的尺寸，變速操縱的方便性和結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可能性等問題。在考慮主軸適當(dāng)?shù)闹С芯嗪蜕釛l件下，一般應(yīng)盡可能減少變速箱尺寸變速箱的軸向尺寸和徑向尺寸經(jīng)常不可能同時縮小一般L=2B+2～4mm六、齒輪的布置1.滑移齒輪布置：滑移齒輪最好布置在主動軸上，轉(zhuǎn)速高（降速傳動時），尺寸小，重量輕，操縱省力?！翱諜n”位置：滑移齒輪必須具有“空檔”位置，即只有當(dāng)一對齒輪完全脫開嚙合之后，才允許另一對齒輪開始進(jìn)入嚙合。即兩個相隔較遠(yuǎn)齒輪的間距，須大于相應(yīng)兩個嚙合齒輪的寬度。影響：如果無空檔位置，則一對齒輪未脫開嚙合，另一對齒輪往往因頂齒而無法進(jìn)入；即使進(jìn)入嚙合，也有可能使變速組內(nèi)兩對不同齒數(shù)的齒輪同時參與嚙合，一旦起動將造成重大設(shè)備事故，因此滑移齒輪具有空檔位置是一項(xiàng)重要的安全措施。六、齒輪的布置間隙量：軸向間隙量△=1~4mm，通常為△=1~2mm。對于到位控制準(zhǔn)確的滑移齒輪，為了縮短軸向尺寸，可△=0mm。因?yàn)辇X端有12°倒角，實(shí)際上兩個齒輪在齒端處仍有間隙存在。六、齒輪的布置六、齒輪的布置為便于設(shè)計操縱機(jī)構(gòu)，也可把兩個相鄰的滑移齒輪放在同一根軸上?；讫X輪在從動軸上還可降低齒輪嚙合沖擊噪聲。2.一個變速組內(nèi)齒輪軸向排列齒輪的軸向排列，無特殊原因，應(yīng)盡量縮短其軸向長度。齒輪排列方式有下列幾種：六、齒輪的布置

1)窄排列與寬排列。窄排列：一般應(yīng)采用窄排列，即滑移齒輪相互靠近使之軸向尺寸窄小，因此占用的軸向長度較小，如圖所示。寬排列：寬排列的滑移齒輪相互遠(yuǎn)離使之軸向尺寸寬大，故占用的軸向長度較大，如圖所示。六、齒輪的布置這在相同負(fù)荷條件下會加大傳動軸及齒輪的徑向尺寸。因此，除非結(jié)構(gòu)要求固定齒輪必須緊靠，一般不采用寬排列。

2)小齒數(shù)差排列當(dāng)三聯(lián)滑移齒輪相鄰齒數(shù)差小于4時，除用其他解決的措施以外，還可采用如圖所的小齒數(shù)差排列方式。六、齒輪的布置即：滑移齒輪的最小齒輪越過最小固定齒輪，其最大齒輪與最小齒輪的齒數(shù)差不小于4即可，而其他兩齒輪的齒數(shù)差可小于4。但這種排列方式的軸向尺寸較大。

3)順序變換排列上述三聯(lián)齒輪變速組的排列方式，其轉(zhuǎn)速的變換順序不是由小到大或由大到小，而是混雜變換的；這還會使一對將要嚙合的齒輪造成較大的線速度差，從而增加變速的困難。因此，如果要求轉(zhuǎn)速按大小順序進(jìn)行變換時，齒輪可采用如圖所示的順序變換排列。但占用的軸向尺寸較大。六、齒輪的布置4)分組排列。將二聯(lián)或四聯(lián)滑移齒輪拆成兩組進(jìn)行排列，如圖所示，可減小齒輪滑移距離并縮短變速組占用的軸向長度，且對齒數(shù)差沒有要求。但為了防止兩組齒輪同時嚙合，必須有聯(lián)鎖裝置，操縱機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。六、齒輪的布置3.兩個變速組內(nèi)齒輪軸向排列兩個變速組串聯(lián)工作時，其中間傳動軸既是從動軸又是主動軸，故負(fù)荷較大，因此應(yīng)盡可能縮短其軸向尺寸。齒輪排列方式有下列幾種。六、齒輪的布置1)并行排列

圖為兩個變速組齒輪的并行排列方式，其占用的軸向長度較大，但不受其他條件限制，排列容易。2)交錯排列圖為兩個變速組齒輪的交錯排列方式.其總的軸向長度較小，但對齒數(shù)差有要求。六、齒輪的布置

3)公用齒輪排列如圖所示，采用公用齒輪不僅減小了齒輪個數(shù)，還可縮短軸向尺寸，雙公用齒輪比單公用齒輪排列的軸向尺寸更短。六、齒輪的布置

4)折回式排列兩個變速組的軸心距離相等或相近〔采用變位齒輪)時，可將其中的兩根軸布置在同一軸線上，如圖所示，雖然軸向尺寸稍大，但徑向尺寸明顯縮小，而且減少了箱體孔的排數(shù)，使其加工工藝性得到改善，這時需注意同心度誤差要小，避免運(yùn)動干涉現(xiàn)象，以降低噪聲。六、齒輪的布置（一）縮小軸間尺寸1）采用合理的滑移齒輪塊在軸上的排列結(jié)構(gòu)：窄式和寬式2）采用公用齒輪：節(jié)省齒輪個數(shù)，縮短軸向尺寸。3）當(dāng)小齒輪的直徑相同時，升速比越小或降速比越大，軸間距越小，當(dāng)兩軸變速組中的最大傳動比（umax）與最小傳動比（umin）互為倒數(shù)，即umaxumin=1時，在轉(zhuǎn)速圖中umax和umin呈對稱分布。六、齒輪的布置4)相鄰變速組的主動和被動齒輪交錯排列如果在同軸上相鄰變速組的主動齒輪和被動齒輪都固定在軸上，則可交錯排列這些齒輪以縮短軸向尺寸六、齒輪的布置5)盡量使各軸在空間布置緊湊為了壓縮變速箱徑向的面積，在各個齒輪和軸之間不發(fā)生碰撞的情況下，應(yīng)在設(shè)計剖面圖時，使各軸在空間的布置盡量緊湊。六、齒輪的布置可以減少軸向尺寸但軸的數(shù)目和支承的數(shù)目相應(yīng)增多，且徑向尺寸增大。6）增加定比傳動六、齒輪的布置（二）縮小徑向尺寸有些機(jī)床如臥式鏜床，龍門銑床等的變速箱連同主軸一起沿立柱（或橫梁）導(dǎo)軌移動，為了不使變速箱懸出過多，減少變速箱對導(dǎo)軌的顛覆力矩，提高機(jī)床的剛度和運(yùn)動的平穩(wěn)性，應(yīng)使變速箱的重心和主軸盡可能靠近導(dǎo)軌面，這就要求縮小變速箱的徑向尺寸。1.盡可能選用較小的齒數(shù)和；2.盡可能少用u≤1/4的傳動比，可用u=1/2×1/2方案六、齒輪的布置3．使傳動軸中某些軸線相互重合同軸使相鄰變速組的軸間距相等可以大大縮小徑向尺寸減少箱體上孔的排數(shù)，改進(jìn)了鏜孔工藝性六、齒輪的布置七、主變速傳動系的幾種特殊設(shè)計1.具有多速電動機(jī)的主變速傳動系設(shè)計缺點(diǎn)就是當(dāng)電動機(jī)在高速時，沒有完全發(fā)揮其能力。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、自動機(jī)床及普通機(jī)床。1.具有多速電動機(jī)的主變速傳動系設(shè)計七、主變速傳動系的幾種特殊設(shè)計機(jī)床主傳動采用多速交流異步電動機(jī)變速時，通常選用雙速或三速電動機(jī)，其同步轉(zhuǎn)速為750/1150、1500/3000r/min或750/1500/3000r/min，即同步轉(zhuǎn)速之比為E=2。也有采用同步轉(zhuǎn)速為1000/1500r/min或750/1000/1500r/min的多速電動機(jī)，其同步轉(zhuǎn)速之比為

E=1.5，但主軸轉(zhuǎn)速不能得到標(biāo)準(zhǔn)公比的等比數(shù)列。由于電動機(jī)參與變速，本身具有兩級或三級轉(zhuǎn)速。因此在傳動系統(tǒng)中，多速電動機(jī)就相當(dāng)于有兩個或三個傳動副(pE=2或3)的變速組，故又稱之為“電變速組”。采用多速電動機(jī)變速時，因其轉(zhuǎn)速級數(shù)較少，一般還要與其他變速方式組合使用，其變速系統(tǒng)也符合級比規(guī)律，但有下述一些特點(diǎn)。（1）擴(kuò)大順序：多速電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速之比E就等于這個電變速組的級比

xE即E=xE1.具有多速電動機(jī)的主變速傳動系設(shè)計1.具有多速電動機(jī)的主變速傳動系設(shè)計電變速組的級比指數(shù)xE為一正整數(shù)，由上式可知，它與電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速之比E、主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比有關(guān)。當(dāng)E=2時，公比不能任意選擇，由表可見，變速系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)公比只能是

=1.06,1.12,1.26,1.41和2值，xE與這些公比的關(guān)系為：

xE=2=1.0612=1.126=1.263=1.412根據(jù)級比指數(shù)xE即可斷定它的擴(kuò)大順序。其中，常用的公比是

=1.26,1.41，若

=1.26，則電變速組的級比xE=1.263

，可見是擴(kuò)大組，由于級比指數(shù)xE=3，只能是第一擴(kuò)大組(x1=xE=3)，因此還必須有一個傳動副數(shù)為p0=x1=3的基本組。如圖所示，若

=1.41，則電變速組的級比xE=1.412

，也只能是第一擴(kuò)大組，級比指數(shù)x1=xE=2，亦須有一個傳動副數(shù)為p0=x1=2。結(jié)構(gòu)網(wǎng)中電變速組的傳動線用虛線表示。電變速組為第一擴(kuò)大組時，