2011机械制造装备设计3.2

机械制造装备设计

机械制造装备设计----金属切削机床设计 机械制造装备设计----金属切削机床设计 ----

第四节 主传动系设计基本原则：以最经济、合理的方式满足既定的要求。 基本原则：以最经济、合理的方式满足既定的要求。 经济 的方式满足既定的要求

一、基本要求基 本 要 求 1)使用性能 ) 2)传递动力 ) 3)工作性能 ) 4)产品设计经济性 ) 5)调整维修方便，结构简单、合理，便 )调整维修方便，结构简单、合理， 于加工和装配

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二、主传动系分类和传动方式 (一)主传动系分类 (1)按电动机类型分单速交流电动机 交流电动机驱动 调速交流电动机 直流电动机驱动 无级调速 多速交流电机

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(2)按传动装置类型机械传动装置 液压传动装置 电气传动装置 上述装置组合

(3)按变速的连续性分级变速传动 传动方式、特点) (传动方式、特点) 无级变速传动 传动方式、 (传动方式、特点 )

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(二)主传动系的传动方式1.集中传动方式 . 结构紧凑 优点： 优点： 集中操纵 装调方便

振动影响平稳性 缺点： 缺点： 易产生热变形

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2.分离传动方式 . 优点： 减小振动、 优点： 减小振动、热变 形小； 形小； 背轮机构： 背轮机构： 高速传动链短、 高速传动链短、运转 平稳、空载损失小； 平稳、空载损失小； 低速可传递大扭矩、 低速可传递大扭矩、 显著扩大变速范围。 显著扩大变速范围。 缺点：两个箱体、 缺点：两个箱体、不便于 集中操纵； 集中操纵； 低速时转矩大、 低速时转矩大、传动 带易打滑； 带易打滑； 调整维修不便。 调整维修不便。

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三、分级变速主传动系运动参数 拟定结构式 组中各传动副的传动比) 组中各传动副的传动比) 绘制主变速传动系图 (一)拟定转速图和结构式 1.转速图 . 多少根轴 轴之间的传动关系 各级转速值及传动路线 各轴转速分级及转速值 各传动副的传动比 转速图( 转速图(合理分配各变速 确定齿轮齿数和带轮直径

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转速线

传 动 线

轴线 转速点

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机床设计 机械制造装备设计----金属切削机床设计 ----

①轴线：用来表示轴的一组间距相等的竖线； 轴线：用来表示轴的一组间距相等的竖线； ②转速线：一组间距相等的水平线，表示转速的对数坐标； 转速线：一组间距相等的水平线，表示转速的对数坐标；

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③转速点：是指在轴线上用来表示该轴所具有的转速值的 转速点： 圆点或圆圈。 圆点或圆圈。 一般来讲转速点为轴线和转速线的交点， 一般来讲转速点为轴线和转速线的交点，若不是交点应该 单独标出转速值。 单独标出转速值。 传动线：是指轴线间转速点的连线， ④传动线：是指轴线间转速点的连线，表示相应传动副及 其传动比值。 其传动比值。 倾斜方向和倾斜程度分别表示传动比的升降和大小； 倾斜方向和倾斜程度分别表示传动比的升降和大小； i=1,传动线水平； ,传动线水平； i>1,传动线向右上方倾斜； ,传动线向右上方倾斜； i<1,传动线向右下方倾斜； ,传动线向右下方倾斜；

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转速图由三线一点组成：轴线、转速线、传动线、转速点。 转速图由三线一点组成：轴线、转速线、传动线、转速点。 三线一点组成 转速图表示了 轴的数目； ① 轴的数目； ② 主轴及传动轴的转速级数； 主轴及传动轴的转速级数； 转速值及其传动路线； ③ 转速值及其传动路线； 变速组组数及传动顺序； ④ 变速组组数及传动顺序； 各变速组的传动副数及传动比值。 ⑤ 各变速组的传动副数及传动比值。

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(2)传动比分配方程(转速图原理) )传动比分配方程(转速图原理)

基本组： ① 基本组：相邻传动比连线之间相差一个公比 ,各传 为公比的等比数列， 动比值是以 为公比的等比数列，使主轴获得按等比数 列排列的转速而最先起作用的变速组。 最先起作用的变速组 列排列的转速而最先起作用的变速组。 传动比分配方程： 传动比分配方程：当x0=1时为基本组 时为基本组

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扩大组：在基本组已经起作用的基础上， ② 扩大组：在基本组已经起作用的基础上，起到了再次将 转速级数增加的作用。 转速级数增加的作用。 与基本组相连接的扩大组称为第一扩大组； 与基本组相连接的扩大组称为第一扩大组；依次称后 面的扩大组为第二、 四

扩大组。 面的扩大组为第二、三、四扩大组。 若使主轴获得连续的等比数列排列的转速， 若使主轴获得连续的等比数列排列的转速，级比指数 应满足条件： 应满足条件： x i = p 0 p1 p2 pi 1 机床的传动系统都是由若干个变速组串联而成， 机床的传动系统都是由若干个变速组串联而成，若任 意变速组的传动比之间的关系都能满足传动比分配方程 满足传动比分配方程， 意变速组的传动比之间的关系都能满足传动比分配方程， 满足级比指数条件，这样的系统通常称为常规变速系统 常规变速系统。 且满足级比指数条件，这样的系统通常称为常规变速系统。 除常规变速系统外，还有特殊变速系统， 除常规变速系统外，还有特殊变速系统，在实际应用 中很常见； 中很常见；

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2、结构式：将变速组的两个基本参数pi和xi写成 pixi 或 、结构式：将变速组的两个基本参数 pi[xi]的形式来表示一个变速组，然后按运动的传递顺 的形式来表示一个变速组， 的形式来表示一个变速组 序将每个变速组的基本参数写成乘积的形式， 序将每个变速组的基本参数写成乘积的形式，就是所 谓的“传动结构式” 谓的“传动结构式”。

例如将图 所示的变速系统用结构式表达为： 例如将图3-13所示的变速系统用结构式表达为： 所示的变速系统用结构式表达为 12=31×23×26 或 12=3[1] × 2[3] × 2[6] 扩大顺序和传动顺序不一致时 还可以写成： 不一致时， 当扩大顺序和传动顺序不一致时，还可以写成： 12=31×26×23 12=32×21×26 12=32×26×21 等形式

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结构网： 结构网：①结构网只表示传动组内传动比的相对关系、传动线不表 结构网只表示传动组内传动比的相对关系、 示传动比值； 示传动比值； 轴上转速点只表示轴上转速的数目，不表示转速值( ②轴上转速点只表示轴上转速的数目，不表示转速值(主 轴除外); 轴除外); 结构网表示了每个变速组的变速范围。 ③结构网表示了每个变速组的变速范围。 注意： 注意： 一个结构式只对应一个结构网； ①一个结构式只对应一个结构网； 一个结构网或结构式可有多个转速图； ②一个结构网或结构式可有多个转速图； 一个转速图只能有一个结构式和结构网； ③一个转速图只能有一个结构式和结构网；

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12=31·23 · 26Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

R1 R0

R2

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(二)各变速组的变速范围及极限传动比 变速范围：变速组中最大与最小传动比的比值。 变速范围：变速组中最大与最小传动比的比值。即

Ri = ( umax ) i /( umin ) i ( i = 0,1,2, , j )基本组： 基本组： 第一扩大组： 第一扩大组： 第二扩大组： 第二扩大组：

R0 = ua1 / ua 3 = 1 / 2 = 2 = X 0 ( P0 1)R1 = ub1 / ub 2 = 1 / 3 = 3 = X 1 ( P1 1)R2 = uc1 / uc 2 = 2 / 4 = 6 = X 2 ( P2 1)

扩大组： 第 i扩大组： 扩大组

Ri = X i ( Pi 1)

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主传动传动比确定原则： 原则) 主传动传动比确定原则： (升2降4原则) 降 原则

u主 min ≥ 1 / 4斜齿轮) u主 max ≤ 2 (直齿轮) u主 max ≤ 2.5 (斜齿轮) 直齿轮) 主传动的最大变速范围： 主传动的最大变速范围：

R主 max = u主 max / u主 min ≤ ( 2 ~ 2.5) / 0.25 = 8 ~ 10进给传动传动比确定原则： 进给传动传动比确定原则：

u进 max ≤ 2.8, u进 min ≥ 1 / 5R进 max ≤ 14

主轴的变速范围： 主轴的变速范围：

Rn = R0 R1 R2 R j

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例如： 公比为1.41的主 例如：对于结构式为 12=31×23×26 公比为 的主 传动系统，其最后一个扩大组的变速范围为： 传动系统，其最后一个扩大组的变速范围为：

R2 = 1.416( 2 1) = 8而对于结构式为12=21×22×34 公比为 公比为1.41的主传动 而对于结构式为 的主传动 系统，其最后一个扩大组的变速范围为： 系统，其最后一个扩大组的变速范围为：

R2 = 1.414( 3 1) = 16

P j = 2比较合适

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(三)主变速传动系设计的一般原则 1.传动副前多后少原则 .传动副前多后少原则 前多后少 2.扩大顺序与传动顺序相一致的原则 . 简称“前密后疏”原则。 简称“前密后疏”原则。 3.变速组的降速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过 .变速组的降速要前慢后快， 前慢后快 电动机的转速。 电动机的转速。

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例：设计中型车床的主传动系统 已知：主轴最低转速n 已知：主轴最低转速 min=31.5r/min,主轴级数 ，主轴级数z=12,转 ， 速公比 =1.41,要求拟定转速图。 ,要求拟定转速图。 1、确定转速数列：查表法(见表3-3) 、确定转速数列：查

表法(见表 )

1.41=1.06631.5, 45, 63, 90, 125, 180, 250, 355, 500, 710, 1000, 1400

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/hfqj.html