機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)臥式銑床設(shè)計(jì)說明書

1、目 錄1. 緒 論12. 主傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及要求23. 主傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)43.1 轉(zhuǎn)速圖43.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)與結(jié)構(gòu)式93.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定103.4 帶輪及v帶設(shè)計(jì)153.5 齒輪齒數(shù)的確定173.6 齒輪各項(xiàng)參數(shù)的確定224. 主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)254.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)的布局及變速機(jī)構(gòu)的類型254.2 齒輪的布置264.3 軸的空間布置284.4 計(jì)算轉(zhuǎn)速294.5 主軸軸徑設(shè)計(jì)324.6 主傳動(dòng)系統(tǒng)的開停裝置354.7 主傳動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)裝置355. 傳動(dòng)系統(tǒng)的潤滑355.1 潤滑系統(tǒng)的要求365.2 潤滑劑的選擇365.3 潤滑方式376. 參考文獻(xiàn)391. 緒 論金屬切削機(jī)床（以下簡稱機(jī)

2、床）是用刀具或磨具對(duì)金屬工件進(jìn)行切削加工的機(jī)器。在一般機(jī)械制造工廠中，機(jī)床約占機(jī)器設(shè)備總臺(tái)數(shù)的5070%，它所擔(dān)負(fù)的工作量約占總勞動(dòng)量的一半?，F(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)主要表現(xiàn)在生產(chǎn)總量的提高與先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)兩方面，而這些則取決于機(jī)械制造工業(yè)提供的裝備的技術(shù)水平、機(jī)床工業(yè)是及其制造業(yè)的重要部門，擔(dān)負(fù)著為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防等現(xiàn)代化提供技術(shù)裝備的任務(wù)，在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。一個(gè)國家機(jī)床工業(yè)的技術(shù)水平。機(jī)床的擁有量和現(xiàn)代化程度是這個(gè)國家工業(yè)生產(chǎn)能力核技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。我國機(jī)床工業(yè)從無到有，從小到大，從修配到制造，從紡織到自行設(shè)計(jì)，從沿海到內(nèi)地，從通用機(jī)床到專用機(jī)床，從單機(jī)到配套，不斷發(fā)展壯

3、大。目前，我國的機(jī)床工業(yè)體系已經(jīng)基本形成，并設(shè)計(jì)和制造了一些具有先進(jìn)水平的機(jī)床，逐步掌握了精密、高效、簡短、重型等機(jī)床品種。許多工廠已試制和生產(chǎn)了數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床以及加工中心。機(jī)關(guān)技術(shù)、靜壓技術(shù)、數(shù)顯裝置、電子計(jì)算機(jī)等也成功地用到機(jī)床上。雖然我國的機(jī)床工業(yè)取得了巨大的成就，但還不能滿足國防建設(shè)和工業(yè)告訴發(fā)展的需要，特別是在質(zhì)量和品種方面，在重型機(jī)床和高效機(jī)床方面，在基本理論和試驗(yàn)研究方面，與世界先進(jìn)水平相比還存在一定的差距。2主傳動(dòng)系統(tǒng)的組成與要求機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)是用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)的，它與機(jī)床的傳動(dòng)方案和總體布局有關(guān)，對(duì)于機(jī)床的使用性能、結(jié)構(gòu)和制造成本都有明顯的影響。因此在設(shè)計(jì)

4、機(jī)床的過程中必須給予充分的重視，以便制定出既滿足使用要求有經(jīng)濟(jì)合理的方案。銑床的主傳動(dòng)裝置和零件全部裝在床身中，是整體式的結(jié)構(gòu)，為了滿足工作性能的要求，從電動(dòng)機(jī)起，至機(jī)床工作的執(zhí)行部件（主軸），主傳動(dòng)系統(tǒng)通常包括下列幾個(gè)組成部分：1.定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 即具有固定傳動(dòng)比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，常采用齒輪、皮帶及鏈傳動(dòng)等 2.變速裝置機(jī)床的變速裝置有齒輪變速機(jī)構(gòu)，機(jī)械無級(jí)變速機(jī)構(gòu)以及液壓無極變速裝置等，其中最常見的是齒輪變速機(jī)構(gòu)。3.主軸組件機(jī)床的主軸組件有主軸、主軸支承和安裝在主軸上的傳動(dòng)件等。4.開停裝置用來控制機(jī)床主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件（主軸）的啟動(dòng)和停止，通常采用離合器或直接開停電動(dòng)機(jī)。5.制動(dòng)裝置用來使機(jī)床主運(yùn)

5、動(dòng)執(zhí)行部件（主軸）盡快地停止運(yùn)動(dòng)，通?？梢圆捎脵C(jī)械的、液壓的或電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式。6.換向裝置用來改變機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的方向，對(duì)于需要換向的機(jī)床，在設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，都應(yīng)設(shè)有換向裝置。他們可以是機(jī)械的、液壓的，用來直接改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。7.操縱機(jī)構(gòu)機(jī)床的開停、變速、制動(dòng)及換向等，都需要通過操縱機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，一般是將主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與操縱機(jī)構(gòu)同時(shí)加以考慮。8.潤滑與密封裝置為了保證主傳動(dòng)系統(tǒng)的正常工作，必須要良好的潤滑與密封裝置，防止出現(xiàn)漏油、漏水和漏氣現(xiàn)象。9.箱體各機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)件的支承均裝入箱體中，并保證他們相互位置的準(zhǔn)確性。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)與整臺(tái)機(jī)床技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有密切的聯(lián)系。例如機(jī)床

6、的主軸轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)及電動(dòng)機(jī)功率將直接影響這臺(tái)機(jī)床的使用范圍，主軸組件的精度、剛度、抗震性及溫升對(duì)加工質(zhì)量有重要的影響。總之，設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，一般應(yīng)滿足下面的幾項(xiàng)要求：（1）機(jī)床的主軸須有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)（對(duì)于主傳動(dòng)系統(tǒng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床則為直線速度的變速范圍和變速級(jí)數(shù)），以滿足實(shí)際使用要求。（2）主電動(dòng)機(jī)和全部機(jī)構(gòu)要能傳遞足夠的功率和扭矩，并具有較高的傳動(dòng)效率。（3）執(zhí)行部件（如主軸組件）需有足夠的精度、剛度、抗震性以及小于許可限度的熱變形。（4）操縱要輕便靈活、迅速、安全可靠，并便于調(diào)整和維修。（5）結(jié)構(gòu)簡單、潤滑與密封良好，便于加工和裝配，成本低。3 主傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)主傳

7、動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)是運(yùn)用轉(zhuǎn)速圖的基本原理，以擬定滿足給定的轉(zhuǎn)速數(shù)列的經(jīng)濟(jì)合理的傳動(dòng)系統(tǒng)方案，其主要內(nèi)容包括選擇變速組數(shù)及傳動(dòng)副數(shù)，確定各變速組中的傳動(dòng)比，以及計(jì)算齒輪齒數(shù)和皮帶輪直徑等。如運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定，運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指機(jī)床執(zhí)行件如主軸、工件安裝部件（工作臺(tái)、刀架）的運(yùn)動(dòng)速度。 1主軸轉(zhuǎn)速的確定主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主軸轉(zhuǎn)速n 由切削速度v 和工件或刀具的直徑 d 來確定： （2.3）2. 主軸最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速的確定對(duì)于數(shù)控機(jī)床，為了適應(yīng)切削速度和工件或刀具直徑的變化，主軸的最高、最低轉(zhuǎn)速可由下式確定： （2.4） (2.5)式中 主軸的最高、最低轉(zhuǎn)； 最高、最低的切削速度（）； 相應(yīng)最大、最小

8、計(jì)算轉(zhuǎn)徑(mm)；3主軸的變速范圍主軸的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比值，稱為主軸的變速范圍，用表示,即： 即 4.電機(jī)的選擇現(xiàn)以確定粗銑時(shí)的切削用量為例設(shè)計(jì)1）確定背吃刀量和進(jìn)給量f，根據(jù)切削加工簡明實(shí)用手冊(cè)表8-94和表8-95，取=4mm =0.35mm/z 2）確定切削速度，查表8-99取3）計(jì)算機(jī)床功率銑削力 則切削功率的計(jì)算 主傳動(dòng)總效率一般為0.700.85，取較大值 電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/kg額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩同步轉(zhuǎn)速1500r/min，4級(jí)y132m-47.514402.22.3813.1 轉(zhuǎn)速圖分析研究傳動(dòng)系統(tǒng)，僅有機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖是不

9、夠的，因?yàn)樗荒苤庇^的表明主軸每一種轉(zhuǎn)速是通過哪些齒輪傳動(dòng)的，以及各對(duì)齒輪的傳動(dòng)比之間的內(nèi)在聯(lián)系，只有算出機(jī)床的每一種轉(zhuǎn)速，按轉(zhuǎn)速大小排成次序，畫出傳動(dòng)路線的轉(zhuǎn)速圖，才能將其表示清楚。1.轉(zhuǎn)速圖的概念圖3-1是主傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖。主軸轉(zhuǎn)速范圍為31.51600轉(zhuǎn)/分，公比圖3-1 主傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z=18，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n0的1440轉(zhuǎn)/分，從轉(zhuǎn)速圖上可以看出：（1）距離相等的一組豎直線代表主傳動(dòng)系統(tǒng)（或變速箱）中各傳動(dòng)軸，從左向右依次標(biāo)注、與傳動(dòng)系統(tǒng)圖上各傳動(dòng)軸相對(duì)應(yīng)，其中軸即主軸。通常，電動(dòng)機(jī)軸是以最左面一條豎直線表示，應(yīng)該指出在轉(zhuǎn)速圖上的豎直線間的距離相等并不表示各軸的中心距相等，

10、其目的是在于圖畫清晰。（2）距離相等的一組水平線與豎直線（即傳動(dòng)軸）相交，得相應(yīng)的黑點(diǎn)，代表各軸所具有的轉(zhuǎn)速。在主軸上具有18種轉(zhuǎn)速：31.5、40、1600轉(zhuǎn)/分。由于該銑床轉(zhuǎn)速是以公比的等比系列，因此，兩相鄰轉(zhuǎn)速之間具有下列關(guān)系：，兩邊取對(duì)數(shù)，得： 因此，若將轉(zhuǎn)速圖上的豎直線坐標(biāo)取為對(duì)數(shù)坐標(biāo)時(shí)，則任意相鄰兩轉(zhuǎn)速相距為一格，即一個(gè)。因此代表各級(jí)轉(zhuǎn)速的水平線的間距相等。為了方便使用，習(xí)慣上在轉(zhuǎn)速圖上不寫對(duì)數(shù)符號(hào)，而直接寫出所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速值，還應(yīng)指出，相鄰兩轉(zhuǎn)速如n2和n1相差一格，即，表示他們之間相差倍。（3）轉(zhuǎn)速圖上相鄰兩軸間對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速的連線，表示一對(duì)傳動(dòng)副（如皮帶、齒輪等）的傳動(dòng)比。傳動(dòng)比的大

11、小以代表該傳動(dòng)副的連線傾斜方向和傾斜程度來表示。連線向右下方傾斜為降速傳動(dòng)；向右上方傾斜為升速傳動(dòng)；水平線則為等速傳動(dòng)。此方案中，電動(dòng)機(jī)軸（軸）與軸間有一對(duì)齒輪傳動(dòng)，是用軸上的1440轉(zhuǎn)/分與軸上的800轉(zhuǎn)/分兩點(diǎn)連線來表示，由圖可見，連線是向下斜3格，即為降速傳動(dòng)，其傳動(dòng)比；-軸間有三對(duì)齒輪傳動(dòng)，在轉(zhuǎn)速圖上是用三條向下斜的連線來表示，即，故連線向下斜3格；，故連線向下斜4格；，故連線向下斜2格；-軸間有三對(duì)齒輪傳動(dòng)，即,向下斜四格；,向下斜一格；,向上斜兩格；,向上斜三格；，連線向下斜六格，則為降速傳動(dòng)。應(yīng)該指出由于通過齒輪傳動(dòng)，故在轉(zhuǎn)速圖上是用三條向下斜四格、且互相平行的連線來表示這對(duì)齒輪

12、傳動(dòng)，即這對(duì)齒輪在變速中使用了三次，由此可知，在轉(zhuǎn)速圖上兩軸之間相互平行的連線是代表同一傳動(dòng)副。綜上所述，轉(zhuǎn)速圖可以清楚的表示主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)路線、主軸得到這些轉(zhuǎn)速所需要的變速組數(shù)及每個(gè)變速組中的傳動(dòng)副數(shù)目、各個(gè)傳動(dòng)比的數(shù)值和傳動(dòng)軸的數(shù)目，傳動(dòng)順序及各軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)與大小。因此，在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，通常把轉(zhuǎn)速圖作為分析和設(shè)計(jì)機(jī)床分級(jí)變速系統(tǒng)的重要工具。2.轉(zhuǎn)速圖的基本原理由圖3-1可以看出，銑床主軸的18級(jí)轉(zhuǎn)速是通過三個(gè)變速組傳動(dòng)得到的。各變速組的傳動(dòng)副數(shù)分別為3、3、2，即主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)為z=332=18。其中軸間的一對(duì)齒輪傳動(dòng)起降速作用，使軸得到一種固定的轉(zhuǎn)速，稱為定比傳動(dòng)；軸到軸（主軸）之間

13、由有三個(gè)變速組串聯(lián)所組成的變速機(jī)構(gòu)，通過不同嚙合位置的齒輪傳動(dòng)以改變各傳動(dòng)軸間的轉(zhuǎn)速，使主軸得到18種連續(xù)的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速。下面分析一下各變速組的傳動(dòng)比與使主軸得到等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速之間的內(nèi)在聯(lián)系，為了便于分析，將傳動(dòng)系統(tǒng)中的三個(gè)變速組按傳遞的順序分別為變速組a、b、c。（1）第一變速組（a）有三對(duì)齒輪傳動(dòng)副，其傳動(dòng)比為 則： 由此可見，在變速組a中的三個(gè)傳動(dòng)比連線之間相差均為一格，即相鄰轉(zhuǎn)速相差倍的關(guān)系，就是說通過三個(gè)傳動(dòng)比使軸得到三種轉(zhuǎn)速，也是以為公比的等比數(shù)列，這說明變速組a是基本組。通常將變速組的相鄰傳動(dòng)比之比稱為級(jí)比，而組內(nèi)相鄰兩傳動(dòng)比相距的格數(shù)稱為級(jí)比指數(shù)，用x來表示，則變速組a的相鄰

14、傳動(dòng)比關(guān)系為： ；式中的，稱為變速組的級(jí)比指數(shù)為1。（2）第二變速組（變速組b）也有三對(duì)齒輪傳動(dòng)副，其傳動(dòng)比為：則： 由此可見，在變速組b中的三個(gè)傳動(dòng)比之間相差四格，通過這三個(gè)傳動(dòng)比使軸得到9種連續(xù)的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速，這個(gè)變速組起了在基本組的基礎(chǔ)上第一次擴(kuò)大的作用，稱為第一擴(kuò)大組，其級(jí)比指數(shù)。如轉(zhuǎn)速圖所示，基本組中三個(gè)傳動(dòng)副最上和最下的兩個(gè)傳動(dòng)比連線相差為三格，使軸上得到三種轉(zhuǎn)速，若再擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍，就要通過一擴(kuò)組的三個(gè)傳動(dòng)副，使軸上得到9種轉(zhuǎn)速，這時(shí)第一擴(kuò)大組相鄰兩個(gè)傳動(dòng)比必須拉開三格，即相差3倍，也就是說其級(jí)比指數(shù)，而這個(gè)數(shù)值同基本組的傳動(dòng)副數(shù)有關(guān)，即等于基本組的傳動(dòng)副數(shù)，若基本組的傳動(dòng)副數(shù)為

15、p0，則一擴(kuò)組的指數(shù)x1應(yīng)為p0，即相鄰傳動(dòng)比之間相差p0倍，這就是一擴(kuò)組傳動(dòng)比的內(nèi)在規(guī)律。（3）第三變速組（變速組c）有兩對(duì)齒輪傳動(dòng)副，其傳動(dòng)比為 這說明該變速組兩個(gè)傳動(dòng)比之間相距為9格，即相差為倍，因此通過它變速后，在v軸(主軸)上可以得到332=18種連續(xù)的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速，即從iv軸上的9種轉(zhuǎn)速，再擴(kuò)大為v軸上的18種轉(zhuǎn)速。這個(gè)在基本組和第一擴(kuò)大組基礎(chǔ)上，進(jìn)步擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍的變速組稱為第二擴(kuò)大組，同樣，從轉(zhuǎn)速圖上可以看出：在第一擴(kuò)大組(變速組b)中最上與最下兩個(gè)傳動(dòng)比連線相距為6格，若進(jìn)一步擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍，使v軸得到18種連續(xù)的等比級(jí)數(shù)的轉(zhuǎn)速，則第二擴(kuò)大組(變速組c)的兩個(gè)傳動(dòng)比必須拉開6格

16、，即相差9倍，其級(jí)比指數(shù)，而這個(gè)數(shù)值同基本組和第一擴(kuò)大組的傳動(dòng)副有關(guān)，即等于基本組與一擴(kuò)組傳動(dòng)副數(shù)的相乘積(33=9)。若基本組的傳動(dòng)副數(shù)為p0，第一擴(kuò)大組的傳動(dòng)副數(shù)為p1，則第二擴(kuò)大組的指數(shù)，即相鄰傳動(dòng)比之間相差倍，這是第二擴(kuò)大組中傳動(dòng)比的內(nèi)在規(guī)律。綜上所述，可以得出下面結(jié)論：機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，通常是由幾個(gè)變速組串聯(lián)所組成的，其中以基本組為基礎(chǔ)，然后通過第一、第二、擴(kuò)大組把各軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和變速范圍逐步擴(kuò)大，若各變速組中相鄰傳動(dòng)比之間遵守該基本原理，則機(jī)床主軸得到的轉(zhuǎn)速數(shù)列是連續(xù)而不重復(fù)的等比數(shù)列，這樣的傳動(dòng)系統(tǒng)一般稱為常規(guī)傳動(dòng)系統(tǒng)。3.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)與結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式可以用來分析和比較機(jī)床傳動(dòng)

17、系統(tǒng)的方案。結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的主要差別是，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)比和轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值，而且結(jié)構(gòu)網(wǎng)上代表傳動(dòng)比的射線呈對(duì)稱分布。結(jié)構(gòu)網(wǎng)也可寫成結(jié)構(gòu)式來表示：18= ，式中，l8表示變速級(jí)數(shù)；3、3、2分別表示各變速組的傳動(dòng)副數(shù)；腳標(biāo)中1、3、9則分別表示各變速組中相鄰傳動(dòng)比的比值關(guān)系，即變速組級(jí)比指數(shù)。顯然，變速組內(nèi)的相鄰傳動(dòng)比關(guān)系可以表述于結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)上。一個(gè)結(jié)構(gòu)式對(duì)應(yīng)一個(gè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)，一個(gè)結(jié)構(gòu)式可以畫出不同的轉(zhuǎn)速圖(如改變中間軸的轉(zhuǎn)速)，但一個(gè)轉(zhuǎn)速圖只能表示出一個(gè)結(jié)構(gòu)式。從上述的結(jié)構(gòu)式可以表示出：傳動(dòng)系統(tǒng)的組成情況，即主軸得到z=3*3*2=18種公比為的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速，各變速組的

18、傳動(dòng)副數(shù)，即p0=3，p1=3，p2=2，可見結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式與轉(zhuǎn)速圖具有一致的變速特性。3.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定1擬定轉(zhuǎn)速圖的一般原則 通過對(duì)銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的分析可知，擬定轉(zhuǎn)速圖是設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)的重要內(nèi)容，它對(duì)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)質(zhì)量有較大影響。(1)變速組及其傳動(dòng)副數(shù)的確定 實(shí)現(xiàn)一定的主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)的傳動(dòng)系統(tǒng)，可由不同的變速組來組成。例如，主軸為18級(jí)轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)系統(tǒng)有下列幾種可能實(shí)現(xiàn)的方案；1)18=332 2)18=3233)18=233 4)18=366)18=63 6)18=29首先應(yīng)該確定，若使主軸得到18級(jí)轉(zhuǎn)速需要選擇幾個(gè)變速組，以及各變速組中的傳動(dòng)副數(shù)，由于機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)通常是采用雙聯(lián)或三聯(lián)滑移

19、齒輪進(jìn)行變速，所以每個(gè)變速組的傳動(dòng)副數(shù)最好取為或3，這樣可使總的傳動(dòng)副數(shù)量最少，如采用第1)3)種方案時(shí)，需要3+3+2=8對(duì)齒輪；采用第4)及5)種方案時(shí)，需要3+6=9對(duì)齒輪；而第6)種方案要2+9=ll對(duì)齒輪，若一個(gè)變速組的傳動(dòng)副取時(shí)，不僅使變速箱的軸向尺寸增加，而且使操縱機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，根據(jù)機(jī)床性能的要求，一般主軸的最低轉(zhuǎn)速，要比電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低得多，須進(jìn)行降速，才能滿足主軸最低轉(zhuǎn)速的要求。如果采用或3時(shí)，達(dá)到同樣的變速級(jí)數(shù)，變速組的數(shù)量相應(yīng)增加，這樣，可利用變速組的傳動(dòng)副起降速作用，以減少專門用于降速的定比傳動(dòng)副。綜上所述，主軸為l8級(jí)轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)采用由三個(gè)變速組所組成的方案，即選

20、擇上述第l)3)種方案。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般比主軸大部分的轉(zhuǎn)速高，從電動(dòng)機(jī)到主軸之間，總的趨勢(shì)是降速傳動(dòng)。也就是說，從電動(dòng)機(jī)軸起愈靠近主軸的軸的最低轉(zhuǎn)速就愈低(見圖31)。根據(jù)扭矩公式：式中：m傳動(dòng)件傳遞的功率(千瓦)； n傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)分)。當(dāng)傳遞功率為一定時(shí)，轉(zhuǎn)速n較高的軸所傳遞的扭矩m較小，在其他條件相同的情況下，傳動(dòng)件(齒輪、軸)的尺寸就可以小一些，這對(duì)于節(jié)省材料、減小機(jī)床重量及尺寸都是有利的。因此，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)使較多的傳動(dòng)件在高轉(zhuǎn)速下進(jìn)行工作，應(yīng)盡可能地使靠近電動(dòng)機(jī)的變速組中的傳動(dòng)副數(shù)多一些，而靠近主軸的變速組中傳動(dòng)副數(shù)少一些即所謂“前多后少”的原則，故要求 。按此原則，上述實(shí)

21、例中1)3)的三種方案應(yīng)選用第1)種，即選用18=332的方案。(2)基本組和擴(kuò)大組的確定 根據(jù)上述原則，傳動(dòng)系統(tǒng)的變速組及傳動(dòng)副數(shù)雖已確定，但基本組和擴(kuò)大組的排列次序不同，還可有許多方案，例如18=323，就可以得下列多種不同擴(kuò)大順序方案，其結(jié)構(gòu)式分別為： ； ；一般情況下，各變速組的排列應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成基本組在前，第一擴(kuò)大組次之，最后擴(kuò)大組的順序，也就是說，各變速組的擴(kuò)大順序應(yīng)盡可能與運(yùn)動(dòng)的傳遞順序相一致。只要擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致，就能使中間傳動(dòng)軸的變速范圍縮小。這時(shí)，中間傳動(dòng)軸的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速的差值也就較小，這樣，便可縮小該軸上的傳動(dòng)件的尺寸。因此，各變速組的變速范圍應(yīng)逐漸增大，在轉(zhuǎn)

22、速圖或結(jié)構(gòu)網(wǎng)中表現(xiàn)出前面變速組傳動(dòng)比的連線的分布較緊密，而后面變速組傳動(dòng)比連線的分布則較琉松，即所謂“前密后疏“原則。(3)變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍 設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)要考慮兩種情況：降速傳動(dòng)應(yīng)避免從動(dòng)齒輪尺寸過大而增加變速箱的徑向尺寸，一般限制降速傳動(dòng)比的最小值；升速傳動(dòng)應(yīng)避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差和減少振動(dòng)，一般限制直齒輪升速傳動(dòng)比的最大值；斜齒輪傳動(dòng)比較平穩(wěn)，可取。所以，主傳動(dòng)各變速組的最大變速范圍為：。一般在設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，任何一個(gè)變速組的變速范圍都應(yīng)盡量滿足上述要求，當(dāng)然在條件許可或處理得當(dāng)時(shí)，也可以超出這個(gè)范圍。初步方案定出后，應(yīng)檢查變速范圍是否超出允許值。由于最后擴(kuò)大組的變速范

23、圍最大，一般只要檢查最后擴(kuò)大組的變速范圍合乎要求，其他變速組也就不會(huì)超出上述允許值?，F(xiàn)以z=l8, =1.26為例，進(jìn)行驗(yàn)算：1)，其最后擴(kuò)大組的變速范圍：上述分析說明，為了使最后擴(kuò)大組的變速范圍不致超出允許值，大多數(shù)機(jī)床最后擴(kuò)大組的傳動(dòng)副數(shù)取為2，采用混合公比時(shí)可以打破常規(guī)。(2)合理分配傳動(dòng)比的數(shù)值 確定了結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式方案后，擬定轉(zhuǎn)速圖，合理地分配各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，一般應(yīng)盡量注意以下幾點(diǎn)：1)各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比應(yīng)盡可能不超出極限傳動(dòng)比和。2)各中間傳動(dòng)軸應(yīng)有適當(dāng)高的轉(zhuǎn)速，因?yàn)橹虚g傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速愈高，在一定的功率條件下，傳遞的扭矩也愈小，相應(yīng)也減少了傳動(dòng)件的尺寸，在傳動(dòng)順序上各變速組的最小傳動(dòng)

24、比，應(yīng)采取逐漸降速的原則，即要求 這樣可使中間傳動(dòng)軸的最低轉(zhuǎn)速提高，即所謂“先慢后快”的原則。3)為了便于設(shè)計(jì)及使用，傳動(dòng)比值最好取標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)冪次，即，其中e為整數(shù)。這樣，中間軸的轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖中直接讀出來，不必分別進(jìn)行計(jì)算，并可直接查表，確定齒輪齒數(shù)。設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，一般應(yīng)盡可能遵循上述原則。本次設(shè)計(jì)的銑床基本上是符合以上各項(xiàng)原則的，例如ca6140車床主傳動(dòng)系統(tǒng)中采用了摩擦離合器，要求結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸不致過長，就不便于安置傳動(dòng)副較多的變速組，一般是安排兩對(duì)滑移齒輪較好，這樣就違反了所謂“前多后少”的原則；又如主傳動(dòng)采用多速電動(dòng)機(jī)或雙公用齒輪傳動(dòng)，也不符合前緊后松的要求。因此，從

25、局部來看雖然不夠合理，但是，從整體來看卻是合理的，所以，在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)具體情況，靈活運(yùn)用。2.擬定轉(zhuǎn)速圖的步驟下面具體說明轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計(jì)步驟。大多數(shù)機(jī)床廣泛應(yīng)用滑移齒輪的變速方式，為滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操縱方便的要求，通常都采用雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪，因此，18級(jí)轉(zhuǎn)速需要三個(gè)變速組。（1）臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速范圍為31.51600轉(zhuǎn)分，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z=18，公比，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n=1440轉(zhuǎn)分。大致的步驟如下：根據(jù)往往是，確定，取，則：寫出基型的結(jié)構(gòu)式 (2)定公比轉(zhuǎn)速數(shù)列為：31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600

26、。 (3)確定基本組和擴(kuò)大組 該銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)有三個(gè)變速組，第一變速組為基本組，其級(jí)比指數(shù) (即基本組的傳動(dòng)比在轉(zhuǎn)速圖上相距一格)；第二變速組為第一擴(kuò)大組，其級(jí)比指數(shù)（即第一擴(kuò)大組傳動(dòng)比在轉(zhuǎn)速圖上相距三格)；第三變速組為第二擴(kuò)大組，其級(jí)比指數(shù) (即第二擴(kuò)大組傳動(dòng)比在轉(zhuǎn)速圖上相距9格)。(4)確定是否增加降速傳動(dòng) 該銑床的總降速比，若每一個(gè)變速組的最小降速比取，故需增加降速傳動(dòng)。但是，為使中間兩個(gè)變速組做到降速緩慢，以利于減少變速箱的徑向尺寸，故在-軸間增加一對(duì)降速傳動(dòng)齒輪，因?yàn)橹灰淖冞@對(duì)降速齒輪傳動(dòng)比，在其他三個(gè)變速組不變的情況下，就可以將主軸的18種轉(zhuǎn)速同時(shí)提高或降低，以滿足用戶的不同需

27、要。(5)分配降速比 前面已確定，18=332共需三個(gè)變速組，并在-軸間增加一對(duì)降速傳動(dòng)齒輪，因此，轉(zhuǎn)速圖上有五根傳動(dòng)軸，如圖3-2所示。畫五根距離相等的豎直線(、)代表五根軸；畫18根距離相等的水平線代表18級(jí)轉(zhuǎn)速，這樣便形成了轉(zhuǎn)速圖格線。 圖3-2 降速比傳動(dòng)線 圖3-3 變速組傳動(dòng)線1)在主軸上標(biāo)出18級(jí)轉(zhuǎn)速：31.51600轉(zhuǎn)分，在第軸上用a點(diǎn)代表電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)分；最低轉(zhuǎn)速用e點(diǎn)標(biāo)出，因此a、e兩點(diǎn)聯(lián)線相距約18格，即代表總降速傳功比。2)決定、軸之間的最小降速傳動(dòng)比：一般銑床的工作特點(diǎn)是間斷切削，為了提高主軸運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，主軸上齒輪應(yīng)大一些，能起到飛輪的作用，所以最后一個(gè)變速組的降速傳

28、動(dòng)比取，按公比，查表可知，即從e點(diǎn)向上數(shù)六格()，在軸上找出d點(diǎn)，de線邱為-軸間變速組(第二擴(kuò)大組)的降速傳動(dòng)比。 (6)畫出各變速組其他傳動(dòng)線(圖3-1) i-軸間只有一對(duì)齒輪傳動(dòng)。轉(zhuǎn)速圖上為一條ab連線。-軸間為基本組有三對(duì)齒輪傳動(dòng)，級(jí)比，故三條傳動(dòng)線在轉(zhuǎn)速圖上各相距一格，從c點(diǎn)向上每隔一格取c1、c2點(diǎn)，連線bcl和bc2得基本組三條傳動(dòng)線，它們的傳動(dòng)比分別為，。-軸間為第一擴(kuò)大組也有三對(duì)齒輪傳動(dòng)，級(jí)比，三條傳動(dòng)線在轉(zhuǎn)速圖上各相距三格，即cd,cd1和cd2，它們的傳動(dòng)比分別為，。-軸間為第二擴(kuò)大組有兩對(duì)齒輪傳動(dòng)，級(jí)比，兩條傳動(dòng)線在轉(zhuǎn)速圖上應(yīng)相距九格，即de和de1，它們的傳動(dòng)比分別為

29、和。(7)畫出全部轉(zhuǎn)速線 即該銑床的主傳動(dòng)轉(zhuǎn)速圖。轉(zhuǎn)速圖兩軸間的平行線代表同一對(duì)齒輪傳動(dòng)，所以畫-軸間的傳動(dòng)線時(shí)，應(yīng)從c1、c2兩點(diǎn)分別畫cd、cd1、cd2的平行線，使軸得到九種轉(zhuǎn)速。同理，畫-軸間的傳動(dòng)線時(shí)，應(yīng)畫7條與de1的平行線，7條與de1的平行線，使主軸得到l8種轉(zhuǎn)速。3.4 帶輪及v帶設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)學(xué)科的一個(gè)重要分支，主要用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，它是機(jī)械傳動(dòng)中重要的傳動(dòng)形式，也是機(jī)電設(shè)備的核心聯(lián)接部件，種類異常繁多，用途極為廣泛。其最大特點(diǎn)是可以自由變速、遠(yuǎn)近傳動(dòng)、結(jié)構(gòu)簡單，更換方便。傳動(dòng)原理為：摩擦型主要是平帶傳動(dòng)、v帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)等；嚙合型的為同步帶傳動(dòng)。帶傳動(dòng)廣泛用于

30、汽車、機(jī)械、紡織、家電、輕工、農(nóng)機(jī)等領(lǐng)域。由于機(jī)械設(shè)備不斷向高精度、大功率、長壽命、低噪音、低成本和緊湊化發(fā)展，使近年來的帶傳動(dòng)產(chǎn)品在保證一定強(qiáng)度的條件下向輕薄方向發(fā)展，普通v帶出現(xiàn)下降趨勢(shì)，同步帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)、窄v帶傳動(dòng)和復(fù)合平帶傳動(dòng)的應(yīng)用持續(xù)增長。同步帶的工作面主要有梯形齒和弧形齒，本次設(shè)計(jì)選擇梯形齒。梯形齒同步帶的承載層為玻璃纖維繩芯、鋼絲繩等的環(huán)形帶，基體有氯丁膠和聚氨酯（只有小帶型）兩種； 由于用途不同又有一般工業(yè)用和汽車用之分?？繃Ш蟼鲃?dòng)，承載層保證帶齒齒距不變， 傳動(dòng)比準(zhǔn)確，軸壓力小，結(jié)構(gòu)緊湊，耐油、耐磨性較好，但安裝制造要求高。在v50m/s、p300kw、i10時(shí)，要求同

31、步的傳動(dòng)， 也可用于低速傳動(dòng)；載荷大應(yīng)選用橡膠同步帶，載荷小或有耐油要求時(shí)， 選用聚氨酯同步帶。已知電機(jī)額定功率p=7.5kw，轉(zhuǎn)速n=1440轉(zhuǎn)/分，傳動(dòng)比，機(jī)床按每天工作1016小時(shí)計(jì)。1確定計(jì)算功率選取v帶類型查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，得工作情況系數(shù)ka=1.2則有： 根據(jù)，n=1440r/min，懸崖b型普通v帶。2確定帶輪基準(zhǔn)直徑由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及上述已知條件，查得主動(dòng)輪最小直徑，根據(jù)帶輪基準(zhǔn)直徑系列，取。則從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑，根據(jù)基準(zhǔn)直徑系列取。3驗(yàn)算帶的速度速度在之間，所以速度合適。4確定普通v帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距由 ，初步確定中心距： ，計(jì)算帶的初選長度：由基準(zhǔn)長度選： 則實(shí)際中心距： 則

32、： 即中心距的可調(diào)整范圍為： 5驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角所以，主動(dòng)輪上包角大于120o，合適。6計(jì)算v帶根數(shù)z由b型普通v帶，n=1440 r/min，通過查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得；由查出；由，查出。則： 取： 根7計(jì)算拉力f0由已知數(shù)據(jù)查得：所以有： 8計(jì)算作用在軸上的壓力fq3.5 齒輪齒數(shù)的確定擬定轉(zhuǎn)速圖后，可根據(jù)各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比確定齒輪齒數(shù)。 1確定齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)注意(1)齒輪的齒數(shù)和sz不應(yīng)過大，以免加大兩軸之間的中心距，使機(jī)床的結(jié)構(gòu)龐大。一般推薦齒數(shù)和sz100120。(2)齒數(shù)和盡可能要小，但應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1)最小齒輪不產(chǎn)生根切現(xiàn)象。機(jī)床變速箱中，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，一般取最小齒數(shù)和2)受

33、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)能可靠地裝到軸上或進(jìn)行套裝；齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽的壁厚a2m(m為模數(shù))，以保證有足夠的強(qiáng)度，避免出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。由圖3-9可知，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其最小齒根圓直徑，代入上式可得：式中：齒輪的最小齒數(shù)； m齒輪的模數(shù)； t鍵槽至齒輪軸線的高度圖3-4 齒輪的壁厚3)兩軸上最小中心距應(yīng)取得適當(dāng)。若齒數(shù)和sz太小，則中心距過小，將導(dǎo)致兩軸上軸承及其他結(jié)構(gòu)之間的距離過近或相碰，另外，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)之間允許有誤差，但不能過大。分配齒數(shù)所造成的轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)

34、超過。2變速組內(nèi)模數(shù)相同時(shí)齒輪齒數(shù)的確定確定齒輪齒數(shù)時(shí)，初步須定出各變速組內(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。在同一變速組內(nèi)的齒輪可取相同的模數(shù)，也可取不同的模救。后者只有在一些特殊情況下，如最后擴(kuò)大組或背輪傳動(dòng)中，因各齒輪副的速度變化大，受力情況相差也較大，在同一變速組內(nèi)才采用不同模數(shù)。為了便于設(shè)計(jì)和制造。主傳動(dòng)系統(tǒng)中所采用齒輪模數(shù)的種類盡可能少一些，在同變速組內(nèi)一般都取相同的模數(shù)，因?yàn)楦鼾X輪副的速度變化不大，受力情況相差也不大，故允許采用同一個(gè)模數(shù)。下面以計(jì)算法為例介紹齒輪齒數(shù)的確定。在同一變速組內(nèi)，各對(duì)齒輪的齒數(shù)之比，必須滿足轉(zhuǎn)速圖上已經(jīng)確定的傳動(dòng)比；當(dāng)各

35、對(duì)齒輪的模數(shù)相同，且不采用變位齒輪時(shí)，則各對(duì)齒輪的齒數(shù)和也必然相等?？闪谐觯?（3-1） （3-2）式中：、分別為任一齒輪副的主動(dòng)與被動(dòng)齒輪的齒數(shù)；任意齒輪副的傳動(dòng)比； 各齒輪副的齒數(shù)和。由式3-1和3-2可得： (3-3)因此，選定了齒數(shù)和，便可按式3-3計(jì)算各齒輪的齒數(shù)；或者由上式確定出齒輪副的任一齒輪的齒數(shù)后，用式3-2算出另一齒輪的齒數(shù)。由前述已知，確定變速組的齒數(shù)和時(shí)，應(yīng)使其盡可能地小，一般地說主要是受最小齒輪的限制。顯然最小齒輪是在變速組內(nèi)降速比或升速比最大一對(duì)齒輪中，因此可先假定該小齒輪的齒數(shù)，根據(jù)傳動(dòng)比求出齒數(shù)和，然后按各齒輪副的傳動(dòng)比，再分配其他齒輪副的齒數(shù)；若傳動(dòng)比誤差較大

36、，應(yīng)重新調(diào)整齒數(shù)和，再按傳動(dòng)比分配齒數(shù)。（1）第一變速組內(nèi)的三對(duì)齒輪其傳動(dòng)比為： ； ； 最小齒輪一定在最大降速比的這對(duì)齒輪副中，即，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)情況取，則，齒數(shù)和。然后，由式3-2確定其他兩對(duì)齒輪副的齒數(shù)。傳動(dòng)比為的齒輪副：傳動(dòng)比為的齒輪副：（2）第二變速組內(nèi)的三對(duì)齒輪其傳動(dòng)比為： ；最小齒輪一定在最大降速比的這對(duì)齒輪副中，即，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)情況取，則，齒數(shù)和。然后，由式3-2確定另一對(duì)齒輪副的齒數(shù)。傳動(dòng)比為的齒輪副：齒輪齒數(shù)的確定，往往須反復(fù)多次計(jì)算才能確定，合理與否還要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)一步檢驗(yàn)，必要時(shí)還會(huì)改變。比如因中心距過小，兩軸上的零件相碰或因齒輪(尤其應(yīng)注意滑移齒輪)與其他件相碰時(shí)，就

37、須改變齒數(shù)和，個(gè)別情況下只有改變有關(guān)齒輪副的傳動(dòng)比才能解決問題。如果根據(jù)傳動(dòng)比要求，按上述計(jì)算所得到的齒教和過大以及傳動(dòng)比誤差過大時(shí)，還可采用變位齒輪的方法來取中心距，以獲得要求的傳動(dòng)比值，這時(shí)齒數(shù)的計(jì)算比較靈活。3變速組內(nèi)模數(shù)不同時(shí)齒輪齒數(shù)的確定設(shè)一個(gè)變速組內(nèi)有兩對(duì)齒輪副和，分別采用兩種不同模數(shù)m1和m2，其齒數(shù)和為和，如果不采用變位齒輪，因各齒輪副的中心距a必須相等，可寫出：所以： (3-4)由式3-4可得： (3-5)設(shè) 可得： (3-6)式中： 、無公因數(shù)的整致；整數(shù)。按式3-6計(jì)算不同模數(shù)的齒輪齒數(shù)，往往需要幾次試算才能確定。首先定出變速組不同的模數(shù)值和；根據(jù)式3-5計(jì)算出、；選擇值

38、，由式3-6計(jì)算各齒輪副的齒數(shù)和和(應(yīng)考慮齒數(shù)和不致過大或過小)；按各齒輪副的傳動(dòng)比分配齒數(shù)。如果不能滿足轉(zhuǎn)速圖上的傳動(dòng)比要求，須調(diào)整齒數(shù)和重新分配齒數(shù)，因此經(jīng)常采用變位齒輪的方法，改變兩對(duì)齒輪副的齒數(shù)和，以獲得所要求的傳動(dòng)比。在本次設(shè)計(jì)的銑床主傳動(dòng)中-軸間(第三變速組)的兩對(duì)齒輪，其傳動(dòng)比為和，考慮實(shí)際受力情況相差較大，齒輪副的模數(shù)分別選擇為 和由式3-5可得： 為了使齒數(shù)和較小并滿足最小齒輪齒數(shù)的要求，選取k=30，則根據(jù)齒輪副的傳動(dòng)比齒數(shù)分配如下：；4三聯(lián)滑移齒輪之間的齒數(shù)若變速組采用三聯(lián)滑移齒輪變速時(shí)，在確定其齒數(shù)之后，還應(yīng)檢查相鄰齒輪的齒數(shù)關(guān)系，以確保其左右移動(dòng)時(shí)能順利通過。如圖3-

39、5所示，當(dāng)三聯(lián)滑移齒輪從中間位置向左移動(dòng)時(shí)，齒輪要從固定齒輪上面越過，為避免與齒項(xiàng)相碰，須使與兩齒輪的齒項(xiàng)圓半徑之和小于中心距a。當(dāng)向右移動(dòng)時(shí)也有同樣的要求，若齒輪的齒數(shù)，只要使和不相碰，則必能順利通過。若齒輪齒數(shù)，且采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪必須保證：因?yàn)?代入上式可得：即三聯(lián)滑移齒輪中，最大和次大齒輪之間齒數(shù)差應(yīng)大于4，如果齒數(shù)差正好等于4時(shí)，可將或的齒頂圓直徑略減小一些仍可使用。3.6 齒輪各項(xiàng)參數(shù)的確定由上述條件可知個(gè)齒輪齒數(shù)如下：， 1齒輪參數(shù)計(jì)算z3：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：； z4：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：；z5：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：； z6

40、：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：；z7：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：；z8：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：；z9：分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： z10：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：；z11：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：； 齒根圓直徑： z12和z6各參數(shù)相同 z13：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：； z14：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑： z15：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑： z16：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：2兩齒輪相互嚙合是中心距（軸間距）的計(jì)算由同一變速組內(nèi)兩相互嚙合的齒輪的中心距相等，可

41、知在同一個(gè)變速組內(nèi)任意兩個(gè)相互嚙合齒輪的中心距即為該變速組兩軸的軸間距。所以有以下計(jì)算：-軸之間： -軸之間： -軸之間： 4 主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)的布局及變速機(jī)構(gòu)的類型1主傳動(dòng)系統(tǒng)的布局主傳動(dòng)系統(tǒng)的布局形式取決于機(jī)床的用途、類型和尺寸等因素。通常，傳動(dòng)系統(tǒng)的全部變速機(jī)構(gòu)和主軸組件裝在同一個(gè)箱體內(nèi)，稱為集中傳動(dòng)式布局；傳動(dòng)系統(tǒng)的主要變速機(jī)構(gòu)和主軸組件分別裝在變速箱和主軸箱兩個(gè)箱體內(nèi)，中間用皮帶，鏈條等方式傳動(dòng)，稱為分離傳動(dòng)式布局。(1)集中傳動(dòng)式 大多數(shù)機(jī)床(ca6140普通車床、z3040搖臂鉆床，x62w銑床等)都是采用集中傳動(dòng)的變速箱。這種布局形式的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，便

42、于實(shí)現(xiàn)集中操縱，也便于調(diào)整與維修，另外箱體數(shù)目少，便于加工與裝配，又降低了制造成本。缺點(diǎn)是：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng)和發(fā)熱會(huì)直接影響主軸的工作精度。集中傳動(dòng)方式，一般適用于主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的普通精度的中、大型機(jī)床。(2)分離傳動(dòng)式 有些高速、精加工機(jī)床，為了避免變速箱的振動(dòng)和熱變形對(duì)機(jī)床主軸的影響，常把變速箱與主軸分開，如c616普通車床和cm6132精密普通車床。分離傳功的優(yōu)點(diǎn)是：變速箱中所產(chǎn)生的振動(dòng)和熱量不致于傳給主軸，從而減少了主軸的振動(dòng)和熱交形；高速時(shí)由皮帶直接傳動(dòng)主軸，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加工光潔度較高，適應(yīng)精密加工的要求；當(dāng)采用背輪機(jī)構(gòu)時(shí)，高速傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)效率較高，轉(zhuǎn)動(dòng)慣置小，便于啟動(dòng)和制動(dòng)；

43、低速時(shí)經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，扭矩大適應(yīng)粗加工的要求。其缺點(diǎn)是：有兩個(gè)箱體，箱體加工成本較高；低速時(shí)皮帶負(fù)荷大，皮帶根數(shù)多，容易打滑；當(dāng)皮帶安裝在主軸中段時(shí)，調(diào)整、檢修都不方便。這種布局方式適用于中、小型高速精密機(jī)床。有些單軸自動(dòng)車床，為了便于在主軸組件上安置自動(dòng)進(jìn)夾料機(jī)構(gòu)，其主傳動(dòng)也有采用分離傳動(dòng)方式的。2變速機(jī)構(gòu)的類型大多數(shù)機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)都需要進(jìn)行變速，變速方式可以是有級(jí)的，也可以是無級(jí)的。目前應(yīng)用較廣的還是有級(jí)變速機(jī)構(gòu)，按工件的工藝和生產(chǎn)批量的要求，常用的有級(jí)變速機(jī)構(gòu)，有下劉幾種類型：(1)交換齒輪變速機(jī)構(gòu) 這種變速機(jī)構(gòu)的構(gòu)造簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，主要用于大批量生產(chǎn)中的自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)床、專用機(jī)床及組

44、合機(jī)床等。(2)滑移齒輪變速機(jī)構(gòu) 目前廣泛用于一般通用機(jī)床中，其優(yōu)點(diǎn)是：變速范圍大，變速級(jí)數(shù)也較多；變速方便又節(jié)省時(shí)間；在較大的變速范圍內(nèi)可傳遞較大的功率和扭矩；不工作的齒輪不嚙合，因而空載功率損失較小等。其缺點(diǎn)是：變速箱的構(gòu)造較復(fù)雜；不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速；為使滑移齒輪容易進(jìn)入嚙合，多用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)性不如斜齒輪傳動(dòng)等。(3)離合器變速機(jī)構(gòu) 在離合器變速機(jī)構(gòu)中，應(yīng)用較多的有牙嵌式離合器、齒輪式離合器以及摩擦片式離合器。當(dāng)變速機(jī)構(gòu)為斜齒或人字齒圓柱齒輪時(shí)，不能或不便用滑移齒輪變速，則需用牙嵌式或齒輪式離臺(tái)器變速。這種變速機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：軸向尺寸小，可傳遞較大的扭矩，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，變速時(shí)齒輪不

45、須移動(dòng)，可采用斜齒或人字齒輪傳功，使傳動(dòng)平穩(wěn)，對(duì)于重型機(jī)床變速時(shí)比移動(dòng)滑移齒輪輕便，操縱省力。其缺點(diǎn)是：不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，各對(duì)齒輪經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，磨損較大，傳動(dòng)效率低。(4)各種變速機(jī)構(gòu)的組合 根據(jù)機(jī)床的不同工作特點(diǎn)，通常，機(jī)床的變速機(jī)構(gòu)往往是上述幾種變速機(jī)構(gòu)的組合。4.2 齒輪的布置初步確定了轉(zhuǎn)速圖和齒輪齒數(shù)之后，合理地布置齒輪排列方式，是一個(gè)比較重要的問題。它將直接影響到變速箱的尺寸、變速操縱的方便性以及結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可能性等。1滑移齒輪的軸向布置變速組中的滑移齒輪最好布置在主動(dòng)軸上，因其轉(zhuǎn)速一般比被動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速高，因此，可使滑移齒輪的尺寸小，重量輕，操縱省力；但由于具體結(jié)構(gòu)要求，有時(shí)則須將滑

46、移齒輪放在被動(dòng)軸上。為了變速操縱方便，還可以將兩個(gè)相鄰變速組的滑移齒輪放在同一根軸上。在一個(gè)變速組內(nèi)，須注意當(dāng)一對(duì)齒輪完全脫開嚙合之后，另一對(duì)齒輪才能開始進(jìn)入嚙合，就是說兩個(gè)固定齒輪的間距，應(yīng)大于滑移齒輪的寬度，如圖4-1所示，其間隙為14毫米(通常為12毫米)。 圖4-1 滑移齒輪軸向布置 圖4-2 雙聯(lián)滑移齒輪軸向排列圖4-3 三聯(lián)滑移齒輪軸向排列2一個(gè)變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列齒輪在軸向位置的排列，如沒有特殊情況，應(yīng)盡量縮短軸向長度?；讫X輪的結(jié)構(gòu)通常有窄式和寬式兩種，一般窄式排列(即滑移齒輪軸向尺寸窄小)所占用的軸向長度較小。圖4-2左圖所示的兩級(jí)變速組占用的軸向長度l4b。其中l(wèi)為齒

47、輪變速組在軸上所占有的空間長度；b為一個(gè)齒輪的齒部寬度。圖4-3左上圖所示的三級(jí)變速組占用的軸向長度l7b。如按圖4-2右圖和圖4-3右上圖所示的寬式排列，則占用的軸向長度較大，以致在相同的負(fù)荷條件下，軸徑須加粗，從而使軸上小齒輪的齒數(shù)增加，相應(yīng)使齒數(shù)和及徑向尺寸加大，因此，一般不希望采用寬式排列。三聯(lián)滑移齒輪的兩種排列方式，必須保證同軸上相鄰兩齒輪的齒數(shù)差大于4，才能使滑移齒輪在越過某個(gè)固定齒輪時(shí)避免齒頂相碰。若相鄰齒數(shù)差小于4，除了采用增加齒數(shù)和的方法(使相鄰兩齒輪的齒數(shù)差增加，此時(shí)徑向尺寸也加大)、或者采用變位齒輪的方法予以解決外，還可采用如圖4-3中圖所示的排列方案，讓滑移齒輪中的最小

48、齒輪越過同定的小齒輪，即最大齒輪與最小齒輪的齒數(shù)差大于4，而其他兩個(gè)齒輪的齒數(shù)差允許小些，但這種排列方法的軸向尺寸較大。3縮小徑向足寸為了減小變速箱的尺寸，既要縮短軸向尺寸，又要縮小徑向尺寸，它們之問往往是相互聯(lián)系的。(1)縮小軸間距離 在強(qiáng)度允許的條件下，盡量選用較小的齒數(shù)和，并使齒輪的降速傳動(dòng)比大于1/4，以避免采用過大的齒輪。這樣，既縮小了本變速組的軸間距離，又不致妨礙其他變速組軸間距離的減小。(2)采用軸線相互重合 在相鄰變速組的軸間距離相等的情況下，可將其中兩根軸布置在同一軸線上，則徑向尺寸可縮小很多，而且減少了箱體上孔的排數(shù)，箱體孔的加工工藝性也得到攻善。(3)合理安排變速箱內(nèi)各軸

49、的位置 在不發(fā)生干涉的條件下，盡可能要緊湊一些。5滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中常見的滑移齒輪結(jié)構(gòu)形式有：整體式及裝配式，設(shè)計(jì)滑移齒輪結(jié)構(gòu)，一般應(yīng)考慮齒輪的工藝方法。為了保證齒輪的導(dǎo)向性良好，滑移齒輪的輪轂長度不應(yīng)小于(1.21.5)d，d為軸的直徑。如圖4-4所示。圖4-4 滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式4.3 軸的空間布置軸系布置的一般是先確定主軸在變速箱中的位置，再確定傳動(dòng)主軸的軸以及與主軸上的齒輪有嚙合關(guān)系的軸，再確定電動(dòng)機(jī)軸或輸入軸的位置，最后確定其他各傳動(dòng)軸的位置。1.主軸 1）垂直方向（高度） 2)水平方向圖4-5 主軸的空間位置 -主軸中心在尾架導(dǎo)軌中間，也有稍偏向前導(dǎo)軌的，也有偏向后

50、導(dǎo)軌的，為了降低床身導(dǎo)軌的變形，切削力的方向盡可能在前，后導(dǎo)軌之間， 主軸中心越往后越好，但從便于裝卸工件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度角度來講，主軸中心越往前越好。一般中型車床取在尾架導(dǎo)軌中央或稍偏后，這樣，即便于操作，又可使切削力均勻地作用于刀架的兩導(dǎo)軌面上，如圖4-5所示。2.軸的位置1）軸上往往裝有摩擦離合器等機(jī)構(gòu)，這些部件的位置安排 應(yīng)便于調(diào)整。2）摩擦離合器工作時(shí)，考慮便于冷卻與潤滑，離主軸部件要遠(yuǎn)一些，以減少摩擦發(fā)熱對(duì)主軸部件熱變形的影響。3）軸的軸端裝有皮帶輪，而主軸尾架端外伸，布置軸位置時(shí)，必須保證兩者不會(huì)相互碰撞。綜合上述，臥式銑床軸一般多安排在變速箱后壁靠近箱蓋處。3中間各傳動(dòng)軸的位置1

51、)裝有離合器的軸：要便于裝調(diào)，維修和潤滑。2）裝有制動(dòng)裝置的軸：布置在靠近箱蓋或 箱壁處。3）與相關(guān)部件有聯(lián)系的軸：銑床主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)間的聯(lián)系是通過變速箱內(nèi)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)輸出軸聯(lián)系，它應(yīng)布置在主軸前下方靠近進(jìn)給箱處。4.4 計(jì)算轉(zhuǎn)速為了使傳動(dòng)件工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)傳動(dòng)件進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算。主傳動(dòng)系統(tǒng)中主軸及傳動(dòng)件的尺寸，主要是根據(jù)它所傳遞的扭矩大小來決定，扭矩大，結(jié)構(gòu)尺寸就大；扭矩小，則結(jié)構(gòu)尺寸就可縮小。傳動(dòng)件傳遞扭矩大小與它所傳遞的功率n和轉(zhuǎn)速n兩個(gè)因素有關(guān)。按傳遞全部功率時(shí)的轉(zhuǎn)速中的最低轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，即可得出該傳動(dòng)件需要傳遞的最大扭矩。傳遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速，則稱為該傳動(dòng)間的計(jì)算轉(zhuǎn)速。1主軸計(jì)

52、算轉(zhuǎn)速的確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速是主軸傳遞全功率(此時(shí)電動(dòng)機(jī)為滿載)時(shí)的最低轉(zhuǎn)速，從這一轉(zhuǎn)速起至主軸最高轉(zhuǎn)速間所有轉(zhuǎn)速都能夠傳遞全部功率，而扭矩則隨轉(zhuǎn)速的增加而減少，此為恒功率工作范圍；低于主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的各級(jí)轉(zhuǎn)速所能傳遞的扭矩與計(jì)算轉(zhuǎn)速下的扭矩相等，它是該機(jī)床的最大傳遞扭矩(功率則隨轉(zhuǎn)速的降低而減少)，此為恒扭矩工作范圍(圖4-5)。圖4-5 主傳動(dòng)功率和扭矩變化圖本銑床的主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z=18，其轉(zhuǎn)速圖見圖3-1，則主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)/分。在轉(zhuǎn)速圖上以黑點(diǎn)表示。2傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定主軸從計(jì)算轉(zhuǎn)速起至最高轉(zhuǎn)速間的所有轉(zhuǎn)速都傳遞全部功率，因此，實(shí)現(xiàn)上述主軸轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)件的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速也傳遞全功率，傳動(dòng)軸的

53、計(jì)算轉(zhuǎn)速就是其傳遞全功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速。當(dāng)主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速確定后，就可以從轉(zhuǎn)速圖上確定傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。確定的順序通常是由后往前，即先定出位于傳動(dòng)鏈后面(靠近主軸)的傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，再順次由后往前定出傳動(dòng)鏈前面的傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速。一般可先找出該傳動(dòng)軸共有幾級(jí)實(shí)際工作轉(zhuǎn)速，再找出其中能夠傳遞全功率時(shí)的那幾級(jí)轉(zhuǎn)速，最后確定能夠傳遞全功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速，即為該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。1)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：從轉(zhuǎn)速圖上可以看出，軸共有四級(jí)轉(zhuǎn)速為125，160，200、250轉(zhuǎn)分。主軸在100轉(zhuǎn)分(計(jì)算轉(zhuǎn)速)至1600轉(zhuǎn)分(最高轉(zhuǎn)速)之間的所有轉(zhuǎn)速都傳遞全功率，此時(shí)，軸若經(jīng)齒輪副傳動(dòng)主軸，它只有在1251000轉(zhuǎn)分3級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)才能傳遞全功率；若經(jīng)齒輪副傳動(dòng)主軸，1601250轉(zhuǎn)分的6級(jí)轉(zhuǎn)速都傳遞全功率，因此，其最低轉(zhuǎn)速160轉(zhuǎn)分即為軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。2) 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：同理，軸上共有3級(jí)轉(zhuǎn)速為315，400，500。此時(shí)，經(jīng)齒輪副(、)傳動(dòng)軸，所得到3級(jí)轉(zhuǎn)速都能夠傳遞全功率。因此，軸上的這3級(jí)轉(zhuǎn)速也都能傳遞全功率，其最低轉(zhuǎn)速315轉(zhuǎn)/分即為軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。其余依此類推，各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下：軸序號(hào)計(jì)算轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）14408003151601003傳動(dòng)