第八章傳動(dòng)設(shè)計(jì)

1、傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 本章本章基本要求與重點(diǎn)基本要求與重點(diǎn)： 1 1、理解轉(zhuǎn)速圖，根據(jù)轉(zhuǎn)速圖和公比求出各傳動(dòng)比、理解轉(zhuǎn)速圖，根據(jù)轉(zhuǎn)速圖和公比求出各傳動(dòng)比 的數(shù)值；的數(shù)值； 2 2、能根據(jù)給定條件，畫出結(jié)構(gòu)網(wǎng)及轉(zhuǎn)速圖；、能根據(jù)給定條件，畫出結(jié)構(gòu)網(wǎng)及轉(zhuǎn)速圖； 3 3、掌握主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)；、掌握主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)； 4 4、掌握計(jì)算轉(zhuǎn)速的概念及計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定方法；、掌握計(jì)算轉(zhuǎn)速的概念及計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定方法； 5 5、了解無級(jí)變速系統(tǒng)和進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，、了解無級(jí)變速系統(tǒng)和進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)， 以及齒輪的布置方法。以及齒輪的布置方法。 本章本章難點(diǎn)難點(diǎn)：計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定。：計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定。 傳動(dòng)

2、設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 圖圖8-1 X61328-1 X6132萬能升降臺(tái)銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)裝配圖萬能升降臺(tái)銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)裝配圖 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 功功 用用 組組 成成 動(dòng)力傳遞；動(dòng)力傳遞； 速度傳遞；速度傳遞； 滿足運(yùn)動(dòng)的需要。滿足運(yùn)動(dòng)的需要。 定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 變速機(jī)構(gòu)變速機(jī)構(gòu) 開停裝置開停裝置 制動(dòng)裝置制動(dòng)裝置 換向裝置換向裝置 潤(rùn)滑裝置潤(rùn)滑裝置 密封裝置密封裝置 操縱機(jī)構(gòu)操縱機(jī)構(gòu) 主軸組件主軸組件 箱體箱體 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速線 傳動(dòng)軸線 轉(zhuǎn)速點(diǎn) 傳動(dòng)線 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 第二擴(kuò)大組第二擴(kuò)大組c c 級(jí)比：級(jí)比： 6 6 x x2 26 6，r r2 2 6 6 第一

3、擴(kuò)大組第一擴(kuò)大組b b 級(jí)比：級(jí)比： 3 3 x x1 13 3，r r1 1 3 3 基本組基本組a a，級(jí)比：級(jí)比： x x0 01 1，r r0 0 2 2 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 0 x 基本組級(jí)比指數(shù)基本組級(jí)比指數(shù) 第一擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù)第一擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù) 第二擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù)第二擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù) 第第j j擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù)擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù) 01 Px 102 PPx 1210 jj PPPPx 1 0 x 01 Px 102 PPx 1210 jj PPPPx 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 00 ) 1( 0 xP r min max i i r 基本組的變速范圍：基本組的變速范圍： 第一擴(kuò)大

4、組的變速范圍：第一擴(kuò)大組的變速范圍： 第二擴(kuò)大組的變速范圍：第二擴(kuò)大組的變速范圍： 主軸的變速范圍：主軸的變速范圍： 11 ) 1( 1 xP r 22 )1( 2 xP r in rrrrr 210 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 126 25624 48 22 62 18 72 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 二、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式二、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2.2.結(jié)構(gòu)網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)( (式式) )表達(dá)的內(nèi)容表達(dá)的內(nèi)容 12312326 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 108 25. 0 5 . 22 min max max u u r 進(jìn)給傳動(dòng)變速組的最大變速范圍為進(jìn)給傳動(dòng)變速組的最大變速范圍為: : 14 2 . 0 8 .

5、 2 min max max u u r 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 826. 126. 1 9)12(33)1( 2 210 ppp r 81626. 126. 1 12)13(23)1( 2 210 ppp r 合乎要求。合乎要求。又如，又如，18=318=31 1336 6223 3， =1.26=1.26， 其最后擴(kuò)大組的變速范圍：其最后擴(kuò)大組的變速范圍： 則則超出允許值超出允許值。 最后擴(kuò)大組的傳動(dòng)副一般取最后擴(kuò)大組的傳動(dòng)副一般取P Pj j=2=2較適宜。較適宜。 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) minminmincba uuu mcba xxxx 應(yīng)遵守的原則。應(yīng)遵守的原則。 (1)(1)變速組的傳動(dòng)副

6、要變速組的傳動(dòng)副要“前多后少前多后少” 18=318=33 32 2，18=318=32 23 3，18=218=23 33 3 (3)(3)變速組的降速要變速組的降速要“前慢后快前慢后快” )(9550mN n P T c (2)(2)變速組的傳動(dòng)線要變速組的傳動(dòng)線要“前密后疏前密后疏” 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 四項(xiàng)措施四項(xiàng)措施 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3 3、示例、示例 原始依據(jù)：原始依據(jù)： 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 常規(guī)傳動(dòng)系統(tǒng)由于極限變速范圍的限

7、制，其最常規(guī)傳動(dòng)系統(tǒng)由于極限變速范圍的限制，其最 后擴(kuò)大組通常是由兩個(gè)傳動(dòng)副組成，變速范圍不太后擴(kuò)大組通常是由兩個(gè)傳動(dòng)副組成，變速范圍不太 大（當(dāng)大（當(dāng) 1.26或或 1.41時(shí)，時(shí)，Rn4550），往往），往往 不能滿足現(xiàn)代通用機(jī)床發(fā)展的要求。例如，有些新不能滿足現(xiàn)代通用機(jī)床發(fā)展的要求。例如，有些新 型車床和鏜床的主軸變速范圍甚至達(dá)到或超過型車床和鏜床的主軸變速范圍甚至達(dá)到或超過200， 因此，需采用相應(yīng)的措施來擴(kuò)大機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的變因此，需采用相應(yīng)的措施來擴(kuò)大機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的變 速范圍。速范圍。 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1.1.增加變速組的傳動(dòng)系統(tǒng)增加變速組的傳動(dòng)系統(tǒng) 依據(jù)：依據(jù)： RnRa Rb

8、Rc Rm。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速重疊，傳動(dòng)副不能得到充分利用。轉(zhuǎn)速重疊，傳動(dòng)副不能得到充分利用。 原因：原因：變速組的變速范圍受到極限變速范圍的限制。變速組的變速范圍受到極限變速范圍的限制。 例：例：公比公比 1.41的常規(guī)傳動(dòng)系統(tǒng)的常規(guī)傳動(dòng)系統(tǒng) 最后擴(kuò)大組的極限變速范圍最后擴(kuò)大組的極限變速范圍r2 z/2 1.416 8 主軸轉(zhuǎn)速的最大變速范圍：主軸轉(zhuǎn)速的最大變速范圍：Rmax z-11.4111= 45 主軸轉(zhuǎn)速的最大變速級(jí)數(shù)：主軸轉(zhuǎn)速的最大變速級(jí)數(shù)：Zmax12 相應(yīng)的結(jié)構(gòu)式：相應(yīng)的結(jié)構(gòu)式： 12312326 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 現(xiàn)增加一個(gè)變速組，設(shè)其傳動(dòng)副數(shù)為現(xiàn)增加一個(gè)變速組，設(shè)其傳動(dòng)副數(shù)

9、為2 2，則按轉(zhuǎn)速，則按轉(zhuǎn)速 圖的基本規(guī)律，該傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式變?yōu)椋簣D的基本規(guī)律，該傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式變?yōu)椋?24312326212 該傳動(dòng)系統(tǒng)最后擴(kuò)大組的變速范圍為：該傳動(dòng)系統(tǒng)最后擴(kuò)大組的變速范圍為： 措施：將新增加的變速組的變速范圍縮小到極限值，措施：將新增加的變速組的變速范圍縮小到極限值， 即即R Rn n 6 68 8。這時(shí)，有。這時(shí)，有6 6級(jí)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)重復(fù)，主軸級(jí)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)重復(fù)，主軸 轉(zhuǎn)速只有轉(zhuǎn)速只有1818級(jí)（即級(jí)（即24246 6）。）。 Rn 1264810 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 6 6級(jí)轉(zhuǎn)速重復(fù)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)級(jí)轉(zhuǎn)速重復(fù)的結(jié)構(gòu)網(wǎng) 6 6級(jí)轉(zhuǎn)速重復(fù)級(jí)轉(zhuǎn)速重復(fù) 31 23 26 2(12-6)

10、傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2.2.采用背輪機(jī)構(gòu)采用背輪機(jī)構(gòu)( (單回曲機(jī)構(gòu)單回曲機(jī)構(gòu)) ) 離合器離合器M 軸軸 軸軸 4 3 2 1 Z Z Z Z 整個(gè)背輪機(jī)構(gòu)整個(gè)背輪機(jī)構(gòu) 一個(gè)變速組，則一個(gè)變速組，則 該該變速組變速組的極限變速范圍為的極限變速范圍為: 16 11 4 1 4 1 max 4 3 2 1 Z Z Z Z r 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 注意點(diǎn)注意點(diǎn): 1）如果采用分離式傳動(dòng)，主軸箱和變速箱之間）如果采用分離式傳動(dòng)，主軸箱和變速箱之間 用皮帶傳動(dòng)，高速時(shí)可以直接傳動(dòng)主軸減少主軸振動(dòng)，用皮帶傳動(dòng)，高速時(shí)可以直接傳動(dòng)主軸減少主軸振動(dòng)， 提高傳動(dòng)平穩(wěn)性；并可縮短高速傳動(dòng)鏈，提高傳動(dòng)效提高傳動(dòng)平穩(wěn)性

11、；并可縮短高速傳動(dòng)鏈，提高傳動(dòng)效 率。同時(shí)應(yīng)盡可能提高皮帶傳遞的最低轉(zhuǎn)速，以避免率。同時(shí)應(yīng)盡可能提高皮帶傳遞的最低轉(zhuǎn)速，以避免 皮帶輪尺寸太大。皮帶輪尺寸太大。 2）合上離合器后，應(yīng)使背輪脫開，也就是）合上離合器后，應(yīng)使背輪脫開，也就是Z3/Z4 傳動(dòng)副脫開，否則在主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過傳動(dòng)副脫開，否則在主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過Z3/Z4傳動(dòng)傳動(dòng) 副將使副將使軸以高于主軸的轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)，增加機(jī)床空載功軸以高于主軸的轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)，增加機(jī)床空載功 率損失，同時(shí)又增加齒輪噪聲并加劇磨損。率損失，同時(shí)又增加齒輪噪聲并加劇磨損。 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) )%1( n nn (2)(2)齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過大，齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)

12、過大，Sz100Sz100120120； (3)(3)齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過小；齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過小； 1)1)最小齒輪不產(chǎn)生根切現(xiàn)象，一般取最小最小齒輪不產(chǎn)生根切現(xiàn)象，一般取最小 齒數(shù)齒數(shù)Z Zminmin18201820。 2)2)受結(jié)構(gòu)限制的各齒輪受結(jié)構(gòu)限制的各齒輪( (尤其是最小齒輪尤其是最小齒輪) )。 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) mTDi2 2 1 min )5 . 2( minmin ZmDi m T Z 2 5 . 6 min 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) jjj uZZ / Z j j j S u u Z 1 Zjj SZZ Z j j S u Z 1 1 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2 1 41. 1 11

13、22 1 1 1 Z Z u 41. 1 11 2 2 2 Z Z u 1 3 3 3 Z Z u 48 2/1 24 1 1 1 u Z Z 724824 11 ZZS Z 例例: : 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 30 41. 1 72 72 41. 1/11 41. 1/1 1 2 2 2 Z S u u Z 423072 2 2 ZSZ Z 36 2 72 72 11 1 1 3 3 3 Z S u u Z 363672 3 3 ZSZ Z 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 21 21ZZ SmSm 1 2 1 2 2 1 e e m m S S Z Z 1 1 111 2 1

14、 )( 2 1 Z SmZZmA 2 2 222 2 1 )( 2 1 Z SmZZmA K e S e S ZZ 1 2 21 2 1 KeSZ 1 2 KeS Z 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4 3 1 2 1 2 2 1 e e m m S S Z Z 選取選取K=30K=30，則，則 根據(jù)齒輪副的傳動(dòng)比齒數(shù)分配如下：根據(jù)齒輪副的傳動(dòng)比齒數(shù)分配如下： 90330 2 1 KeSZ 120430 1 2 KeSZ 71 19 4 11 6 1 u 38 82 2 3 2 u 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) )( 2 1 33 ZZmA AZmZm)2( 2 1 )2( 2 1 32 4 23 ZZ 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)

15、計(jì) 目的：確定傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸并核算其強(qiáng)度。目的：確定傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸并核算其強(qiáng)度。 計(jì)算依據(jù)：計(jì)算依據(jù)： n P T 9550 P P傳動(dòng)件所傳遞的功率；傳動(dòng)件所傳遞的功率； n n傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速。 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 一、機(jī)床的功率和轉(zhuǎn)矩特性一、機(jī)床的功率和轉(zhuǎn)矩特性 定義：功率或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。定義：功率或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。 n P T 9550 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 機(jī)床主軸在整個(gè)變速機(jī)床主軸在整個(gè)變速 范圍內(nèi)，以計(jì)算轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，以計(jì)算轉(zhuǎn)速 為界，可分為圖示兩為界，可分為圖示兩 個(gè)區(qū)域：個(gè)區(qū)域： n nmin min n nc c為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)為恒轉(zhuǎn)矩區(qū) n nc cn nm

16、ax max為恒功率區(qū) 為恒功率區(qū) 計(jì)算轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速 傳遞全功率的最低轉(zhuǎn)速。傳遞全功率的最低轉(zhuǎn)速。 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) )1 3 ( min Z c nn )1 4 ( min Z c nn 25. 0 )( min min max n n c nn 35. 0 )( min min max n n c nn ) 3 ( min Z c nn 3 . 0 )( min min max n n c nn 二、主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定二、主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 三、其他傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速三、其他傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速 確定方法：確定方法：可根據(jù)主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速圖來確定?？筛鶕?jù)主軸的

17、計(jì)算轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速圖來確定。 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) (2)(2)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2 2）各傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速）各傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 1）主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速）主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：njnmin (Z/3-1) 得得 nj=31.51.41(4 1) = 90 r.p.m 125 355 710 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)組傳動(dòng)組 cba 傳動(dòng)副傳動(dòng)副60/3018/7222/6224/48 齒輪齒數(shù)齒輪齒數(shù)30182224 計(jì)算轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速 3 3）傳動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定）傳動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 當(dāng)有轉(zhuǎn)速重復(fù)時(shí)，應(yīng)選用傳動(dòng)當(dāng)有轉(zhuǎn)速重復(fù)時(shí)，應(yīng)選用傳動(dòng) 件計(jì)算轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)路線，件計(jì)算轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)路線， 并由操縱機(jī)構(gòu)來保證。并由操縱機(jī)構(gòu)來保證。 710355355250 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1 1、無級(jí)變速機(jī)構(gòu)的類型、無級(jí)變速機(jī)構(gòu)的類型 傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2 2、無級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、無級(jí)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn) （1 1）直線主運(yùn)動(dòng)機(jī)床）直線主運(yùn)動(dòng)機(jī)床 直接利用調(diào)速電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍，將電動(dòng)機(jī)直接或直接利用調(diào)速電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍，將電動(dòng)機(jī)直接或 通過定比減