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1、1-4機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述本節(jié)教學(xué)目的:1、會(huì)分析機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)、能繪制傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖2、會(huì)計(jì)算主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)3、會(huì)對(duì)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)4、了解幾種常見(jiàn)的特殊形式的分級(jí)主變速系統(tǒng)重點(diǎn):傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖的繪制會(huì)主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)的計(jì)算難點(diǎn):分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第四節(jié) 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 1.1、傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是將動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu),以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的要求。 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng),將動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力傳遞給機(jī)床主軸部件,使其獲得所需的轉(zhuǎn)速和功率。 一、機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的功用和組成及要求1.2組成:有級(jí)變速的主傳動(dòng)系統(tǒng)通常包含:電動(dòng)機(jī)、主軸部件、各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳

2、動(dòng)機(jī)構(gòu)有哪些? 定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、 分級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、 換向機(jī)構(gòu) 開(kāi)停裝置1.3、要求有足夠的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)、變速范圍和運(yùn)動(dòng)精度;并能夠傳遞足夠的功率和扭矩且有高的傳動(dòng)效率,噪聲?。唤Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,便于操作和維修二、分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖 在設(shè)計(jì)有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),除可用傳動(dòng)系統(tǒng)圖外,常用到轉(zhuǎn)速圖。使用轉(zhuǎn)速圖可以直觀地表達(dá)出傳動(dòng)系統(tǒng)中各軸轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律和傳動(dòng)副的速比關(guān)系。 對(duì)于三聯(lián)滑移齒輪變速組,可實(shí)現(xiàn)3級(jí)變速。若要求輸出軸的轉(zhuǎn)速按等比級(jí)數(shù)排列,則一個(gè)變速組內(nèi)各對(duì)齒輪的傳動(dòng)比必須符合等比級(jí)數(shù)排列。 i3:i2:i1=1:2 為標(biāo)準(zhǔn)公比,有1.06,1.12,1.26,1.41,1.58,1.78,2.0共

3、7個(gè)數(shù)值。 圖示為某車床主軸變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng)圖和轉(zhuǎn)速圖。從圖中可知,主軸共有12級(jí)轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速范圍為 31.51400rmin,公比=1.41,主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 1440rmin。 在轉(zhuǎn)速圖中: l)距離相等的一組堅(jiān)線代表傳動(dòng)系統(tǒng)的各軸,軸號(hào)寫在上面。豎線間的距離不代表中心 距。 2)距離相等的一組水平線代表各級(jí)轉(zhuǎn)速,自下而上依次表示從低到高排列的各級(jí)轉(zhuǎn)速;與各豎線的相交點(diǎn)的小圓代表各軸的轉(zhuǎn)速。由于轉(zhuǎn)速的分級(jí)是按等比級(jí)數(shù)排列的,相鄰兩水平線之間的比值為轉(zhuǎn)速公比,通常習(xí)慣在轉(zhuǎn)速圖上直接寫出轉(zhuǎn)速的數(shù)值。 3)相鄰兩軸各小圓之間的連線代表相應(yīng)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。 傳動(dòng)比的大小以連線的傾斜方向和傾斜度表示,從

4、左向下斜表示降速傳動(dòng),向上斜表式升速傳動(dòng),而水平連線則表示等速傳動(dòng)。 從轉(zhuǎn)速圖可見(jiàn),該傳動(dòng)系統(tǒng)有三個(gè)相互串聯(lián)的變速組,電機(jī)軸與軸之間為皮帶傳動(dòng),其傳動(dòng)比: 軸、之間為第一變速組,由三對(duì)齒輪組成,其傳動(dòng)比分別為: 軸、之間為第二變速組,由兩對(duì)齒輪組成,其傳動(dòng)比為: 軸、之間為第三變速組,由兩對(duì)齒輪組成,其傳動(dòng)比為:根據(jù)上述分析,可以得出:l)傳動(dòng)系統(tǒng)的變速級(jí)數(shù)是各變速組傳動(dòng)副數(shù)的乘積。 如上述傳動(dòng)系統(tǒng),其變速級(jí)數(shù)為 322=12 在結(jié)構(gòu)上,變速組按照從電機(jī)到主軸傳動(dòng)的先后排列順序稱為傳動(dòng)順序。 系統(tǒng)總的變速級(jí)數(shù)為按照傳動(dòng)順序各變速組的傳動(dòng)副數(shù)之積。 2)變速組傳動(dòng)比之間有如下關(guān)系: 在第一變速組

5、的三個(gè)傳動(dòng)比之間 變速組內(nèi)相鄰傳動(dòng)比之間的比值 稱為級(jí)比。 級(jí)比的指數(shù) 稱為變速組的級(jí)比指數(shù)。 級(jí)比指數(shù)在轉(zhuǎn)速圖中表現(xiàn)為相鄰傳動(dòng)比相間隔的格數(shù)。 第一變速組相鄰傳動(dòng)比之間存在 1:2 的關(guān)系,即 x0=1,三個(gè)傳動(dòng)比的連線間隔一格,所以通過(guò)變速后,軸可以得到三級(jí)連續(xù)的轉(zhuǎn)速。 這種具有級(jí)比指數(shù)x0=1的變速組稱為基本變速組,簡(jiǎn)稱基本組。 在第二變速組的兩個(gè)傳動(dòng)比之間 ub1:ub2=1/3:1=1:3=1:x1式中 x1-該變速組的級(jí)比指數(shù),x1=3。 其相鄰傳動(dòng)比之間相差3倍,所以通過(guò)它變速后第軸得到6級(jí)連續(xù)的轉(zhuǎn)速。第二變速組的作用就是將基本組的變速范圍進(jìn)行第一次擴(kuò)大,稱第一擴(kuò)大組。 同理,第

6、三變速組由兩對(duì)齒輪組成,其傳動(dòng)比之間的關(guān)系為 :式中x2該變速組的級(jí)比指數(shù),x2=6。 變速組內(nèi)相鄰傳動(dòng)比之間相差6倍,通過(guò)其變速后,第 IV軸可得到322=12級(jí)轉(zhuǎn)速。它把基本組的變速范圍進(jìn)行第二次擴(kuò)大,稱為第二擴(kuò)大組。 如果還有更多的變速組,則依此類推。 由上可知,若用xn和pn分別表示各變速組的級(jí)比指數(shù)和傳動(dòng)付數(shù),則后一變速組的級(jí)比指數(shù)等于前一變速組的級(jí)比指數(shù)與傳動(dòng)付數(shù)之積 xn=xn-1pn-1 為了獲得連續(xù)的等比級(jí)數(shù)的轉(zhuǎn)速,必須使幾個(gè)變速組串聯(lián)而成的傳動(dòng)系統(tǒng)符合等比級(jí)數(shù)的規(guī)律,否則會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速重復(fù)或空缺的現(xiàn)象。 3) 各變速組的變速范圍是該變速組內(nèi)傳動(dòng)副的最大傳動(dòng)比和最小傳動(dòng)比的比值,

7、即 因此,基本組的變速范圍為 第一擴(kuò)大組的變速范圍為 第二擴(kuò)大組的變速范圍為 同理,第j擴(kuò)大組的變速范圍為 而傳動(dòng)系統(tǒng)總的變速范圍則等于各變速組變速范圍的乘積,即 在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),一般均應(yīng)遵循上述規(guī)律,這樣,傳動(dòng)系統(tǒng)所得到的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)是連續(xù)的等比級(jí)數(shù),這種傳動(dòng)系統(tǒng)稱為正常傳動(dòng)系統(tǒng)。 (二)結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 只表示傳動(dòng)比的相對(duì)關(guān)系而不表示轉(zhuǎn)速數(shù)值的線圖稱為結(jié)構(gòu)網(wǎng)。結(jié)構(gòu)網(wǎng)也可看成是轉(zhuǎn)速圖的對(duì)稱形式,因結(jié)構(gòu)網(wǎng)只表示傳動(dòng)關(guān)系,而不表示轉(zhuǎn)速數(shù)值,故可畫成對(duì)稱形式。但結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖有一致的變速特性,一個(gè)轉(zhuǎn)速圖將對(duì)應(yīng)一個(gè)結(jié)構(gòu)網(wǎng),如圖416所示為12級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。 結(jié)構(gòu)網(wǎng)表示出了各變速組的傳動(dòng)副數(shù)和各變速

8、組的級(jí)比指數(shù),還表示出其傳動(dòng)順序和擴(kuò)大順序。 結(jié)構(gòu)網(wǎng)又可以簡(jiǎn)化為結(jié)構(gòu)式,如圖416所示的結(jié)構(gòu)網(wǎng)可用12=312326的結(jié)構(gòu)式表示,其中12代表轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù),3、2、2表示變速組的傳動(dòng)副數(shù)和傳動(dòng)順序,下標(biāo)1、3、6表示各對(duì)應(yīng)變速組的級(jí)比指數(shù)。結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式表達(dá)的內(nèi)容是相同的,但結(jié)構(gòu)網(wǎng)更加直觀。 (三)轉(zhuǎn)速圖的擬定 通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)速圖的擬定和分析可找出最佳的傳動(dòng)系統(tǒng)方案,它是傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。 1變速組及其傳動(dòng)副數(shù)的確定 一定變速級(jí)數(shù)的傳動(dòng)系統(tǒng)可由不同數(shù)目的變速組組成。減少變速組的數(shù)目可以縮短傳動(dòng)鏈,但在總變速級(jí)數(shù)一定的情況下,勢(shì)必會(huì)增加各變速組內(nèi)傳動(dòng)副數(shù)目,并且降速過(guò)快,因而導(dǎo)致齒輪的徑向

9、尺寸增大。 現(xiàn)以 18級(jí)轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)系統(tǒng)為例,其組成方案有下列三種: 18=92;18=63;18=332。 為使傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪總個(gè)數(shù)為最少,每個(gè)變速組的傳動(dòng)副數(shù)最好取p=2或3,并采用雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪進(jìn)行變速。而上述方案中,方案需 9+2=11對(duì)齒輪,方案需6+3=9對(duì)齒輪,方案只需3+3+2=8對(duì)齒輪,雖然增加了一個(gè)變速組,且相應(yīng)多了一根軸,但總的結(jié)構(gòu)尺寸卻可以減小,并且結(jié)構(gòu)也比較合理。2確定傳動(dòng)順序 傳動(dòng)順序是指從動(dòng)力機(jī)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)各變速組傳動(dòng)副數(shù)的排列順序。在傳動(dòng)系統(tǒng)中,如果對(duì)各變速組的順序進(jìn)行不同的排列,則可以得到若干不同的傳動(dòng)方案。例如上述18級(jí)轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)系統(tǒng),按傳動(dòng)順序排列可得: 18

10、=332 18=323 18=233 為了能從這些方案中確定出最佳方案,一般應(yīng)遵循“前多后少”的原則,即傳動(dòng)副數(shù)較多的變速組安排在傳動(dòng)順序前面,傳動(dòng)副數(shù)較少的變速組安排在后面。這是由于傳動(dòng)系統(tǒng)一般為降速傳動(dòng),如果把傳動(dòng)副數(shù)較多的變速組安排在前面,可使其轉(zhuǎn)速較高,從而轉(zhuǎn)矩較小,因此可減小傳動(dòng)件的尺寸,并可以節(jié)省材料,減少傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。因此應(yīng)選結(jié)構(gòu)式18=332的方案為好。 3確定變速順序 變速順序是指基本組和擴(kuò)大組的排列順序。 在確定變速順序時(shí),一般應(yīng)采用基本組在前,擴(kuò)大組在后的方案。這時(shí)各變速組的變速范圍逐漸增大,在轉(zhuǎn)速圖上表現(xiàn)為前面變速組的傳動(dòng)比連線分布較緊密,而后面變速組的傳動(dòng)比連線

11、分布疏松,即“前密后疏” 的原則。它的優(yōu)點(diǎn)是可使前面的各軸轉(zhuǎn)速范圍較小,使最低轉(zhuǎn)速較高并降低最高轉(zhuǎn)速,因此可以減小傳動(dòng)件的尺寸,并降低噪聲和振動(dòng)。 如 12級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng),在 12=322中,按基本組和擴(kuò)大組排列順序的不同可有以下六種方案,其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖417所示。 圖417a所示方案的擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致,其中間軸的變速范圍較小,最低轉(zhuǎn)速較高,傳遞的轉(zhuǎn)矩較小,方案最佳。4確定各變速組的傳動(dòng)比 對(duì)應(yīng)于一個(gè)結(jié)構(gòu)式可以有多個(gè)轉(zhuǎn)速圖方案,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)式只能表示傳動(dòng)順序和變速順序,而并不能確定各個(gè)變速組傳動(dòng)比的具體數(shù)值。如圖4-18所示兩個(gè)轉(zhuǎn)速圖中,基本組的三個(gè)傳動(dòng)比都相鄰一格,擴(kuò)大組的兩個(gè)傳動(dòng)比都相

12、鄰三格,這兩個(gè)轉(zhuǎn)速圖的結(jié)構(gòu)式相同,但各變速組傳動(dòng)比的數(shù)值不同。在確定傳動(dòng)比時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):1)各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比不應(yīng)超出極限傳動(dòng)比。 在降速傳動(dòng)中,為防止被動(dòng)齒輪的直徑過(guò)大,常限制最小傳動(dòng)比 umin1/4 ;在升速傳動(dòng)中,為防止產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)和噪聲,常限制最大傳動(dòng)比 umax2;如用斜齒輪傳動(dòng),則umax2.5。因此,傳動(dòng)系統(tǒng)各變速組的變速范圍一般為 r=umax/umin810。 對(duì)于傳動(dòng)功率較小,傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較低、尺寸較小的傳動(dòng)系統(tǒng),如進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)等,上述范圍可放寬到 umin1/5,umax 2.8,故變速范圍 r 14。 2)盡量提高中間軸的最低轉(zhuǎn)速。 分配降速傳動(dòng)比時(shí),應(yīng)遵循“前緩后

13、急” 的原則使各變速組逐步降速,即按傳動(dòng)順序前面的變速組降速慢一些,后面的變速組降速快一些。按照這一原則,可使中間軸的最低轉(zhuǎn)速較高,有利于減小傳動(dòng)件的尺寸。3)分配傳動(dòng)比時(shí)也應(yīng)避免較大的升速傳動(dòng),因?yàn)樯賯鲃?dòng)使傳動(dòng)誤差擴(kuò)大,并引起較大的嚙合沖擊和噪聲。如果在傳動(dòng)鏈的始端就采用較大的升速齒輪傳動(dòng),則將使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲增大。 在滿足機(jī)械運(yùn)動(dòng)要求的前提下,盡量縮短傳動(dòng)鏈??s短傳動(dòng)鏈可以減少傳動(dòng)零件、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、減小傳動(dòng)鏈的積累誤差、減小傳動(dòng)鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。對(duì)高速傳動(dòng)系統(tǒng)更應(yīng)盡量采用短的傳動(dòng)鏈。例題:已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nm=1460r/min,執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求三級(jí)變速,公比=1.58,轉(zhuǎn)速值分別為95、150

14、、236r/min,確定轉(zhuǎn)速圖方案。(1)計(jì)算總降速比 執(zhí)行構(gòu)件的最低轉(zhuǎn)速n1=95,n1比電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低很多,所以是降速傳動(dòng)。umax=nm/n1=1460/95=15.4。 (2)確定傳動(dòng)副數(shù)目 采用一個(gè)三聯(lián)齒輪變速組,由于一對(duì)齒輪許用的最大降速比為4,至少需要再用一對(duì)齒輪降速。(3)確定各對(duì)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比 如果電動(dòng)機(jī)與變速箱之間用聯(lián)軸器連接時(shí),可采用三軸二級(jí)串聯(lián)降速。-軸之間為三聯(lián)齒輪變速組,-軸之間為定比齒輪傳動(dòng)。變速組在前可減小三聯(lián)齒輪尺寸。傳動(dòng)比u1=1/3,u2= 1/2, u3= 1/,定比傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)比u4= 1/3。 如果電動(dòng)機(jī)與變速箱之間用帶傳動(dòng),增加一級(jí)減速,減速比為,則

15、傳動(dòng)比分別為u1=1/2,u2=1/,u3=1,定比傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)比u4= 1/3。此方案優(yōu)于上一方案,輸入軸轉(zhuǎn)速較低,降低噪聲,三聯(lián)齒輪最小傳動(dòng)比大于1/4。可減小軸距。(四)齒輪齒數(shù)的確定 轉(zhuǎn)速圖確定后,可以根據(jù)各對(duì)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比計(jì)算齒輪的齒數(shù)或帶輪的直徑。在確定齒數(shù)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 1)齒輪副的齒數(shù)和中心距不能太大,以免齒輪尺寸過(guò)大。一般推薦齒數(shù)和Sz100120,選用在100以內(nèi)。 2)同一變速中的各對(duì)齒輪,其中心距必須保證相等。 3)最小齒輪的齒數(shù)應(yīng)保證不產(chǎn)生根切。 4)應(yīng)保證最小齒輪裝到軸上應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。為保證齒輪的強(qiáng)度,齒根到孔壁或鍵槽的壁厚應(yīng)有足夠的厚度,一般推薦該厚度值等

16、于或大于2倍齒輪模數(shù)。由此可知,在確定最小齒輪齒數(shù)時(shí),要先估算傳動(dòng)軸的直徑。1變速組內(nèi)模數(shù)相同時(shí)齒數(shù)的確定 由于同一變速組內(nèi)各對(duì)齒輪的中心距應(yīng)相等,當(dāng)模數(shù)相同時(shí),若采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪,則各對(duì)齒輪的齒數(shù)和也相等。降速傳動(dòng)時(shí),齒數(shù)和應(yīng)由最小傳動(dòng)比的一對(duì)齒輪副確定;升速傳動(dòng)時(shí),應(yīng)由最大傳動(dòng)比的一對(duì)齒輪副確定。根據(jù)同一變速組內(nèi)各對(duì)齒輪的中心距及齒數(shù)和相等的原理。首先根據(jù)最小傳動(dòng)比或最大傳動(dòng)比的一對(duì)齒輪副確定最小齒輪的齒數(shù)及齒數(shù)和,然后確定其他傳動(dòng)比的齒輪副的齒數(shù)。 2變速組內(nèi)模數(shù)不同時(shí)齒數(shù)的確定 在同一變速組內(nèi),若不同的嚙合齒輪副采用不同的模數(shù),確定齒數(shù)時(shí),必須保證齒輪副的中心距相等。在確定不同模數(shù)的齒輪齒

17、數(shù)時(shí),常需經(jīng)過(guò)幾次試算才能最后確定。 二、無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的類型很多,主要有下列三類: 1)電氣無(wú)級(jí)變速。如直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)、交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及伺服電動(dòng)機(jī)。 2)液力及液(氣)壓變速。前者采用液力變矩器實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速,后者采用節(jié)流調(diào)速或容積調(diào)速實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速,如液壓缸和液壓馬達(dá)。3)機(jī)械無(wú)級(jí)變速。機(jī)械無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的類型很多,但多數(shù)都是利用摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。 對(duì)于調(diào)速范圍大,功率和轉(zhuǎn)矩特性難于直接匹配的情況??偸窃跓o(wú)級(jí)調(diào)速之后串聯(lián)機(jī)械有級(jí)變速傳動(dòng),以滿足調(diào)速范圍和轉(zhuǎn)矩特性的要求。三、 傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速 為保證傳動(dòng)系統(tǒng)零件的強(qiáng)度和壽命,應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)零件工作時(shí)的最大負(fù)

18、載進(jìn)行承載能力計(jì)算。 對(duì)恒轉(zhuǎn)矩特性的機(jī)械,應(yīng)由工作機(jī)械的轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性確定各傳動(dòng)零件的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 在設(shè)計(jì)可調(diào)傳動(dòng)比的傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),應(yīng)根據(jù)機(jī)械的作業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行具體分析,確定傳動(dòng)零件的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。不少機(jī)械已有行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范和方法,設(shè)計(jì)時(shí)要采用。 一般,應(yīng)按傳遞動(dòng)力機(jī)全部功率時(shí)各級(jí)轉(zhuǎn)速中的最低轉(zhuǎn)速計(jì)算零件的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。通常把傳遞動(dòng)力機(jī)全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速,稱為該傳動(dòng)零件的計(jì)算轉(zhuǎn)速nj。 舉例:中型通用機(jī)床(車床、銑床)和用途較廣的半自動(dòng)機(jī)床主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為: nj=nmin(Z/3-1)nmin主軸最低轉(zhuǎn)速,Z級(jí)數(shù) 上式表示,如把主軸的全部轉(zhuǎn)速Z分為三等分,則從低速起的第一個(gè)三分之一轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)中的最高一

19、級(jí)轉(zhuǎn)速作為主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。從計(jì)算轉(zhuǎn)速開(kāi)始的以上各級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞動(dòng)力機(jī)的全部功率,低于計(jì)算轉(zhuǎn)速的各級(jí)轉(zhuǎn)速都不能傳遞動(dòng)力機(jī)的全部功率。 傳動(dòng)系統(tǒng)中其余中間傳動(dòng)零件的計(jì)算轉(zhuǎn)速為能實(shí)現(xiàn)傳遞動(dòng)力機(jī)全部功率的各級(jí)轉(zhuǎn)速中的最低轉(zhuǎn)速。 下圖某通用車床的轉(zhuǎn)速圖中,1.26,主軸(軸)的計(jì)算轉(zhuǎn)速為nj=95r/min, 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為118r/min, 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為300r/min, 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為750r/min,軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為1450r/min。如圖某通用車床的轉(zhuǎn)速圖中,主軸(軸)的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 nj=451.41(6/3-1)=63r/min軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為250r/min, 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為500r/min,

20、軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為1000r/min。 四、 變速箱設(shè)計(jì)概述(一)變速箱的組成和要求 將變速裝置、起停和換向裝置、制動(dòng)裝置及安全保護(hù)裝置裝在一個(gè)箱體中,并根據(jù)變速要求設(shè)置相應(yīng)的操縱機(jī)構(gòu)和潤(rùn)滑系統(tǒng),就構(gòu)成了變速箱。 變速箱的設(shè)計(jì)依據(jù)是傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì),一般應(yīng)滿足如下要求: 1)運(yùn)動(dòng)方面的要求:如變速范圍、變速級(jí)數(shù)、轉(zhuǎn)速等。 2)使用性能和聯(lián)接尺寸上的要求:使用性能包括幾何精度、剛度、抗振性、噪聲、傳動(dòng)效率以及操作是否省力方便等。聯(lián)接尺寸包括技術(shù)參數(shù)尺寸、安裝尺寸和外廓尺寸等。 3)結(jié)構(gòu)工藝性能的要求:包括毛坯制造工藝性和熱處理工藝性、機(jī)械加工工藝性、裝配工藝性以及檢驗(yàn)、調(diào)整和維修的方便性。 4)遵

21、守標(biāo)準(zhǔn)化和通用化原則。 (二)箱內(nèi)各軸線的布置及軸的安裝 1.箱內(nèi)各軸線的布置 不同類型的機(jī)械其功用不同,要求不同,總體布局及結(jié)構(gòu)也不同。變速箱的設(shè)計(jì)除應(yīng)滿足前述要求外,還應(yīng)考慮機(jī)械的總體布局,即變速箱的安裝位置、大小形狀以及工作要求。在布置箱內(nèi)各軸線時(shí)通常應(yīng)考慮如下幾點(diǎn):1)應(yīng)考慮各軸線的傳動(dòng)順序。2)考慮各軸的空間位置,盡量縮小徑向尺寸,同時(shí)應(yīng)考慮加工工藝性。為了縮小徑向尺寸和簡(jiǎn)化工藝,可使箱體內(nèi)某些軸線重合。3)考慮操縱方式對(duì)軸線布置的影響。當(dāng)采用機(jī)械方式對(duì)裝在軸上的離合器、滑移齒輪、制動(dòng)器等進(jìn)行操縱時(shí),為方便操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),應(yīng)使這些軸盡量靠近操縱機(jī)構(gòu),并且應(yīng)留有一定的空間以便于調(diào)整。

22、2軸的安裝 軸在箱體內(nèi)的安裝,一般用軸承支承。軸承的類型可根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速和所承受的載荷來(lái)選擇。軸的轉(zhuǎn)速高時(shí),應(yīng)選用滾動(dòng)軸承;載荷較大時(shí),應(yīng)選用圓柱滾子軸承。當(dāng)軸有可能承受軸向載荷時(shí)還應(yīng)對(duì)軸進(jìn)行軸向固定。軸向固定的方法有兩種,一種是一端固定,另一種是兩端固定。一端固定可使軸受熱后自由延伸,不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力,因此宜用于長(zhǎng)軸。 另外,還應(yīng)注意軸向定位,每一根軸必須雙向定位。否則,有可能發(fā)生軸向串動(dòng)。(三)齒輪在軸上的布置與排列 在變速傳動(dòng)組內(nèi),應(yīng)盡量以較小的齒輪作為滑移齒輪,使滑移省力。 齒輪滑移時(shí)必須使原處于嚙合狀態(tài)的齒輪完全脫開(kāi)后,才能與另一齒輪進(jìn)入嚙合。因此,雙聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)組占用的軸向長(zhǎng)度為B4b(b為齒輪厚度),如圖。三聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)組占用的軸向長(zhǎng)度為B7b。 可以采用下列一些方法來(lái)縮短軸向長(zhǎng)度: l)采用合理的滑移齒輪結(jié)構(gòu):把三聯(lián)滑移齒輪一分為二,就能使軸向長(zhǎng)度減少一個(gè)b。但將使操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜化。兩個(gè)滑移齒輪之間必須進(jìn)行互鎖,以防止兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合 。如圖430。 多聯(lián)滑移齒輪的軸向排列有寬式和窄式,窄式比寬式所占的軸向尺寸小2)合理安排相鄰變速組各齒輪的軸向位置,統(tǒng)一安排變速傳動(dòng)組。圖4-31a是二個(gè)變速組一般的排列方式,總長(zhǎng)度B8b。圖4-31b將

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