機(jī)床傳動(dòng)章節(jié)傳動(dòng)設(shè)計(jì)第1頁(yè)/共74頁(yè)第一節(jié)有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的組成和要求機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)外聯(lián)系傳動(dòng)鏈：保證要求的速度和傳遞的功率分級(jí)變速無(wú)級(jí)變速內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈：保證傳動(dòng)的精度第2頁(yè)/共74頁(yè)一、主傳動(dòng)系統(tǒng)的組成1、定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：用來(lái)實(shí)現(xiàn)降速或升速。2、變速裝置3、主軸組件4、開停裝置5、制動(dòng)裝置6、換向裝置7、操縱機(jī)構(gòu)8、潤(rùn)滑與密封裝置9、箱體第3頁(yè)/共74頁(yè)二、主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求1、機(jī)床的主軸需有足夠的變速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，以便滿足實(shí)際使用的要求。2、主電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)需能供給和傳遞足夠的功率和扭矩，并具有較高的傳動(dòng)效率。3、執(zhí)行件需有足夠的精度、剛度、抗振性和小于許可限度的熱變形和溫升。4、操縱要輕便靈活、迅速、安全可靠，并需便于調(diào)整和維修。5、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、潤(rùn)滑與密封良好，便于加工和裝配，成本低。6、噪聲應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。第4頁(yè)/共74頁(yè)第5頁(yè)/共74頁(yè)第二節(jié)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)分級(jí)變速機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速圖和結(jié)構(gòu)網(wǎng)1.轉(zhuǎn)速圖表示主軸各轉(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)速點(diǎn)用小圓點(diǎn)表示主軸和各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速值（對(duì)數(shù)值）轉(zhuǎn)速線是距離相等的一組水平線。代表各級(jí)轉(zhuǎn)速。第6頁(yè)/共74頁(yè)傳動(dòng)軸線距離相等的鉛垂線。從左到右按傳動(dòng)先后順序排列。鉛垂線之間距離不表示傳動(dòng)軸間距離。傳動(dòng)線兩轉(zhuǎn)速點(diǎn)之間的連線。有i>1或i<1，分別表示傳動(dòng)線向上或向下傾斜。一個(gè)主轉(zhuǎn)速點(diǎn)引出的傳動(dòng)線數(shù)目，代表該變速組的傳動(dòng)副數(shù)。平行傳動(dòng)線是主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)不同的傳動(dòng)線。第7頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第8頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第9頁(yè)/共74頁(yè)轉(zhuǎn)速圖可以清楚表示：（1）主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)路線（2）得到這些轉(zhuǎn)速所需要的變速組數(shù)目及每個(gè)變速組中的傳動(dòng)副數(shù)目；（3）各個(gè)傳動(dòng)比的數(shù)值；（4）傳動(dòng)軸的數(shù)目；（5）傳動(dòng)順序及各軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)與大小。第10頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第11頁(yè)/共74頁(yè)第12頁(yè)/共74頁(yè)基本組

級(jí)比等于公比或級(jí)比指數(shù)等于1的變速組。其傳動(dòng)副數(shù)用P0表示，級(jí)比指數(shù)用x0表示。經(jīng)基本組的變速，軸II獲得P0級(jí)轉(zhuǎn)速（等比數(shù)列）。分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第13頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第14頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第15頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第16頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第17頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第18頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第19頁(yè)/共74頁(yè)二、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)網(wǎng)表示各傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)和各傳動(dòng)組的級(jí)比指數(shù)，還可以看出其傳動(dòng)順序和擴(kuò)大順序。結(jié)構(gòu)網(wǎng)：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)值的線圖。（1）是轉(zhuǎn)速圖的對(duì)稱形式;（2）二軸間連線僅表示傳動(dòng)關(guān)系;（3）軸上各圓點(diǎn)不表示該軸的具體轉(zhuǎn)速（主軸除外）;（4）與轉(zhuǎn)速圖有一致的變速特性，一個(gè)轉(zhuǎn)速圖對(duì)應(yīng)一個(gè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)；一個(gè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)可以畫出很多不同的轉(zhuǎn)速圖。第20頁(yè)/共74頁(yè)下圖所示的結(jié)構(gòu)網(wǎng)也可寫成結(jié)構(gòu)式：12=31×23×26或12=3[1]×2[3]×2[6]12級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)結(jié)構(gòu)式：變速組的傳動(dòng)副Pj與級(jí)比指數(shù)xj是兩個(gè)基本參數(shù)，按運(yùn)動(dòng)的傳遞順序?qū)⒈硎咀兯俳M的兩個(gè)基本參數(shù)寫成乘積的形式就稱為“傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式”。第21頁(yè)/共74頁(yè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)與或結(jié)構(gòu)式所表達(dá)的內(nèi)容有：①傳動(dòng)系統(tǒng)的組成情況；②各變速組的傳動(dòng)副數(shù)；③傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序；④各變速組中相鄰傳動(dòng)比之間的關(guān)系；⑤各變速組的變速范圍。

※結(jié)構(gòu)式是轉(zhuǎn)速圖的通式，滿足同一個(gè)結(jié)構(gòu)式可以有不同轉(zhuǎn)速圖，而一個(gè)轉(zhuǎn)速圖只能對(duì)應(yīng)一個(gè)結(jié)構(gòu)式。第22頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第23頁(yè)/共74頁(yè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式說(shuō)明下列問(wèn)題：傳動(dòng)鏈的組成及傳動(dòng)順序：轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)、傳動(dòng)副數(shù)各傳動(dòng)組的級(jí)比指數(shù)擴(kuò)大順序分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第24頁(yè)/共74頁(yè)三、轉(zhuǎn)速圖的擬定擬定轉(zhuǎn)速圖的一般原則：主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)內(nèi)容：包括選擇變速范圍及其傳動(dòng)副數(shù)，確定各變速組中的齒輪傳動(dòng)比，以及計(jì)算齒輪齒數(shù)和膠帶輪直徑等。第25頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第26頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第27頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第28頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第29頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)四聯(lián)滑移齒輪第30頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)扭矩公式：M=974P/n第31頁(yè)/共74頁(yè)第32頁(yè)/共74頁(yè)擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序相同前密后疏原則第33頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第34頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第35頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第36頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第37頁(yè)/共74頁(yè)第38頁(yè)/共74頁(yè)分級(jí)變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)第39頁(yè)/共74頁(yè)第40頁(yè)/共74頁(yè)第三節(jié)齒輪齒數(shù)的確定第41頁(yè)/共74頁(yè)第三節(jié)齒輪齒數(shù)的確定第42頁(yè)/共74頁(yè)第三節(jié)齒輪齒數(shù)的確定第43頁(yè)/共74頁(yè)第三節(jié)齒輪齒數(shù)的確定第44頁(yè)/共74頁(yè)第三節(jié)齒輪齒數(shù)的確定（2）計(jì)算法第45頁(yè)/共74頁(yè)第四節(jié)常見有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)分析擴(kuò)大變速范圍傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第46頁(yè)/共74頁(yè)擴(kuò)大變速范圍傳動(dòng)系統(tǒng)第47頁(yè)/共74頁(yè)第48頁(yè)/共74頁(yè)第49頁(yè)/共74頁(yè)第50頁(yè)/共74頁(yè)第51頁(yè)/共74頁(yè)第52頁(yè)/共74頁(yè)第53頁(yè)/共74頁(yè)第54頁(yè)/共74頁(yè)雙速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第55頁(yè)/共74頁(yè)第56頁(yè)/共74頁(yè)第57頁(yè)/共74頁(yè)第58頁(yè)/共74頁(yè)第59頁(yè)/共74頁(yè)第60頁(yè)/共74頁(yè)第61頁(yè)/共74頁(yè)第62頁(yè)/共74頁(yè)第63頁(yè)/共74頁(yè)第64頁(yè)/共74頁(yè)第65頁(yè)/共74頁(yè)第66頁(yè)/共74頁(yè)第67頁(yè)/共74頁(yè)第68頁(yè)/共74頁(yè)

第五節(jié)

簡(jiǎn)介無(wú)級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）無(wú)級(jí)變速裝置的分類

機(jī)床主傳動(dòng)中常采用的無(wú)級(jí)變速裝置有三大類：變速電動(dòng)機(jī)、機(jī)械無(wú)級(jí)變速裝置、液壓無(wú)級(jí)變速裝置（二）無(wú)級(jí)變速主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)原則

（1）盡量選擇功率和扭矩特性符合傳動(dòng)系要求的無(wú)級(jí)變速裝置。（2）無(wú)極變速系統(tǒng)裝置單獨(dú)使用時(shí)，其調(diào)速范圍較小，滿足不了要求，尤其是恒功率調(diào)速范圍往往遠(yuǎn)小于機(jī)床實(shí)際需要的恒功率變速范圍。第69頁(yè)/共74頁(yè)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)特點(diǎn)（一）主傳動(dòng)采用直流或交流電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速（1）直流電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速一般直流電動(dòng)機(jī)恒扭矩調(diào)速范圍較大，達(dá)30，甚至更大；而恒功率調(diào)速范圍較小，僅能達(dá)到2~3。（2）交流電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速一般交流電動(dòng)機(jī)體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；采用全封閉結(jié)構(gòu)，具有空氣強(qiáng)冷，保證高轉(zhuǎn)速和較強(qiáng)的超載能力，具有很寬的調(diào)速范圍。第70頁(yè)/共74頁(yè)（二）數(shù)控機(jī)床驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和主軸功率特性的匹配設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)時(shí)，必須考慮電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸功率特性匹配問(wèn)題。由于主軸要求的恒功率變速范圍遠(yuǎn)大于電動(dòng)

機(jī)恒功率變速范圍，所以在電動(dòng)機(jī)于主軸

之間要串聯(lián)一個(gè)分級(jí)變速箱，以擴(kuò)大其恒

功率調(diào)速范圍，滿足低速大功率切削對(duì)電

動(dòng)機(jī)的輸出功率的要求。設(shè)計(jì)分級(jí)變速箱時(shí)，考慮機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性要求等因素，變速箱公比的選取有下列三種情況：第71頁(yè)/共74頁(yè)

（1）取變速箱的公比等于電動(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速范圍，功率特性圖是連續(xù)的，無(wú)