毕业论文：机床分级变速传动系统设计 ㊣ 精品文档 值得下载

扩大组的三条传动比连线，相邻两条在转速图中相距格，恰好等于基本组的传动副数。

即。

从以上分析可知名基本组的传动副数为时，经第扩大组变速后要得到连续且无重复的转速数列，必须使第扩大组的级比指数等于基本组的传动副数。

第三变速组为变速组，将轴的级转速再次扩大，使轴得到公比为的级转速。

把这个在基本组和第扩大组基础上进步扩大转速范围的变速组称为第二扩大组。

其传动副数为级比指数为。

从图的转速图中可看出。

即第二扩大组的级比指数均应等于基本组与第扩大组传动副数的乘积。

综上所述，为使主轴得到公比为的连续且不重复的等比数列转速值，传动系统中各变速组的传动比应满足以下条件每变速纪的几个传动副的传动比应为等比数列各变速组的级比指数与传动副数之间有如下关系各变速组的级比有下列关系基本组的级比第扩大组的级比第二扩大组的级比„„第扩大组的级比变速组的变速范围为上述规律与基本组第扩大组第二扩大组„„传动系统中的传动顺序无关。

二结构式与结构网在拟定机床传动系统方案时，把传动比的相对关系画成对称形式的线图，用以表示分组变速传动系统的变速特性和传动比规律，以供设计时进行方案的分析比较和选择，称这种图叫结构网。

图为级转速传动系统结构网。

结构网可表示出分级变速传动系统的变速组数，各变速组的传动副数和传动顺序各变速组的级比和扩大顺序各传动轴的转速级数和变速范围等。

结构网也可以写成结构式表示。

图可写成。

式中表示转速级数，分别表示按传动顺序的各变速组的传动副数。

下标的分别表示各变速组相邻两传动副连线的空格数，即各变速组的级比指数。

个结构式对应于个结构网见图，而个结构网可画出若干个转速图，但个转速图只能写出个结构式。

结构网和结构式可以表示出传动系统的组成情况，并具有转速图样的变速特性，但只能表示出各传动副间的相对关系而不是具体数值。

分级变速传动系统的设计拟定转速图的般原则在主轴转速级数定时，可以列出许多种不同的传动方案，写出许多不同的结构式，而每个结构式又可画出若干个转速图。

因此，拟定转速图是分级变速传动系统设计的重要内容。

转速图拟定是否合理，对机床的结构紧凑程度尺寸的大小，效率的高低使用与维护的方便性等都有较大的影响，通常应遵循以下原则。

变速组数和各变速组的传动副数的确定实现定级数的主传动系统，可由不同的变速组组成。

如主轴转速级数级的传动系统，可有以下几种传动方当变速组的传动副数过多时，使传动轴的轴向尺寸增大，操纵机构笨重复杂。

因此，机床般采用双联或三联滑移齿轮变速机构。

所以，每变速组中的传动副数目般取为或。

即采用前三种方案，每方案均有气个变速组，各变速组的传动副数为或。

变速组的传动顺序当变速组数和各变速组的传动副数定时，传动顺序不同，也会产生多种不同的方案。

如三种方案。

当三种方案所选用的电动机功率相等时，若传动件的转速愈高，扭矩愈小，其尺寸也相应减小。

传动件的扭矩按下式计算式中传动件传递的功率传动件的转速。

从电动机到主轴之间的总趋势为降速传动，即从电动机开始，越靠近主轴的传动轴，转速越低，扭矩越大。

为使小尺寸的零件数目尽可能多些，就必须将传动副多的变速组放在前面，传动副少的变速组放在后面。

这样。

可节省材料，减轻机床重量相减小变速箱的尺寸。

因此，在传动顺序上，变速组的传动副效应符合前多后少的原则，即各变速组的传动副数应满足如下关系式的三种方案中，为最佳传动方案。

基本组与扩大组的排列顺序当传动系统的变速组数各变速组的传动副数和传动顺序确定以后，基本组与扩列顺序又称扩大顺序不同，也会有多种方案。

如的传动方案，可写出个扩大顺序不同的结构式。

在无特殊要求的情况下，般选用扩大顺序与传动顺序致的方案，即如图转速图所示的方案。

图为第扩大组基本组第二扩大组的传动方案。

比较两种方案，两图中轴最高转速相同，最低转速分别为显然，方案轴及其上的传动件传递的扭短较方案大，使传动件的尺寸增大。

所以，方案较方案为佳。

方案在转速图上表现为前面的变速组的传动比连线相隔较密，后面的变速组的传动比连线较疏，称为前密后疏的原则。

为此，各变速组的级比指效应满足下式要求合理分配降速比从以上分析可知，适当提二扩大组为两个分支组成的变速组。

当高速分支的取极限值，低速分支的每传动副都取极限降速比，那么，第二扩大组的变速范围显然，采用分支传动是种很有效的扩大主轴变速范围的的方法。

如型卧式车床的主轴变速范分支传动不仅能扩大主轴的变速范围，还能缩短高速传动路线，从而提高了传动效率。

四采用公用齿轮的传动系统公用齿轮既是前传动组的被动轮，又是后传动组的主动轮。

在通用机床的传动系统中，常采用单公用齿轮和双公用齿轮，以减少传动齿轮的个数，简化机构缩短轴向尺寸，但采用公用齿轮时，这两个变速组齿轮的模数必须相同。

图为龙门铣床的主传动系统，采用了个公用齿轮，从转速图中可看出其特性完全符合前述的各项原则。

为使公用齿轮的受力情况得到改善，但又不致使两轴间的中心距过大，般，宜选齿数较大的齿轮作为公用齿轮。

在龙门铣床的主传动系统中，首先确定基本组的齿轮齿数。

轴上的被动轴齿数分别为。

公用齿轮取第二大齿轮。

第扩大组的传动比，主动轮为公用齿轮，所以，其齿数和。

若改取为最大齿轮，则，显然，使中心距增大，径向尺寸增大。

采用双公用齿轮的传动系统，转速图的特性有时会发生变化。

下面就两种不同的情况进行分析。

图型卧式车床的主传动系统轴上的齿轮为公用齿轮。

轴间的传动副，使轴获得级转速，均等于或大于轴的转速。

轴间的传动比，都为升速传动，这部分转速图仍然符合前密后硫的原则。

图为具有双公用齿轮降速传动的主传动系统。

轴上的公用齿轮和使轴获得级转速。

除了以外。

其余三级转速均低于轴的转速，为降速传动。

从转速图中可看出，第扩大组在基本组之前，即扩大顺序与传动顺序不致，这部分转速图不符合前密后疏的原则。

其原因是采用双公用齿轮降速传动后，两变速组的齿轮齿数关系受到定制约。

从而使转速图的特性发生了变化。

五交换齿轮变速交换齿轮又称配换齿轮挂轮变速的特点是结构简单，不需要操纵机构轴向尺寸小，变速箱结构紧凑，主动轮与被动轮可倒换使用，但更换齿轮费时，且润滑条件差。

般用于不经常变速或变速时间的长短对生产率影响不大而又要求结构简单的机床。

如成批生产的自动半自动车床专用车床组合机床齿轮加工机床等。

主传动系统中的交换齿轮变速机构通常采用轴间距固定不变，每对齿轮倒换位置后可得两种传动比，即有传动比为，则另有传动比因此，在转速图上各传动比连线为对称分布。

图为三对交换齿轮的变速组转速图。

当交换齿轮完全倒换位用时，由于升速传动比受到极限值的限制，变速组的最大变速范围。

若还需扩大变速范围，则将传动比为的降速传动齿轮不倒换，这样，可使。

在采用交换齿轮的传动系统中，般只用个交换齿轮变速组，可与滑移齿轮变速机构串联，也可以单独使用。

在结构允许的情况下，般将交换齿轮变速组置于传动链的前端，这样，可使被动轴的扭矩不致过大。

成批大量生产的单工序机床如齿轮加工机床螺纹加工机床等，通常采用交换齿轮变速成批生产的多工序机床如六角自动半自动车床等，多采用交换齿轮与滑移齿轮组成的变速传动系统。

图是铣削头传动链，是单独采用个交换齿轮变速组的传动系统。

轴间为交换齿轮变速组，其传动比分别为主从动倒置后得传动比分别为及最小传动比共用了个交换齿轮，使轴获得级转速，再经两定比传动副使主轴得到的级转速，传动系统的变速范围。

为使轴的转速不致过低，在保证升速传动噪声不致太大的前提下，应将轴的转速尽可能取得高些。

取，略高于电动机的转速，轴的转速，然后在变速组的前后均加定比传动副降速，使主轴获得所需的转速值。

从图转速图可看出主轴的几级高转速是先降速而后又升速得到的，因此，易增大噪声。

图是液压多刀半自动车床主传动系统，采用交换齿轮和滑移齿轮变速组串联的方法使主轴得到的种转速。

轴间的双联滑移齿轮变速组为基本组，用于在加工中变速轴间为对交换齿轮变速组，是第扩大组，用于每批工件加工前的变速调整。

其传动结构式为。

综上所述，拟定转速图时应根据具体要求选择变速方式，并力求简化结构。

在保证定的变速范围和变速级数的前提下，可采用公用齿轮以减少齿轮个数和缩短轴向尺寸。

若需适当扩大变速范围而又不增加变速组和传动副时，可采用双公比传动。

在保证得到连续的等比数列的同时，又要求大的变速范围，可采用分支传动多轴传动或背轮机构。

当需要减少机械变速组时，可采用多速异步电动机。

对于成批生产的机床，可采用交换齿轮变速，以简化机床的结构。

传动系统中的传动件布置在拟定好转速图和确定齿轮齿致以后，传动抽的空间位置和传动件在轴上的位置布置是否合理，直接影响到变速箱的尺寸和形状变速操纵的方便程度以及结构实现的可能性等。

因在进行变速传动系统的结构设计时，必须根据具体条件进行分析，合理布局。

布置传动件的基本要求应满足机床总体布局对变速箱形状和尺寸的要求。

如卧式机床龙门铣床等变速箱需要沿导轨移动的机床，为减小变速箱对导轨的颠覆力矩，提高机床刚度相运动平稳性，应使其径向尺寸尽可能小些。

必须保证变速箱内各零件不互相干涉，留有足够的操纵机构所需的空间。

集中传动的变速箱，应首先确定主轴在箱体中的位置。

在滑移齿轮变速机构中，两个固定齿轮之间的距离应大于滑移齿轮的宽度。

如图所示，齿轮的齿宽为，两固定齿轮相邻两侧间的距离为，。

这样，才能保证原来处于啮合状态的齿轮完全脱开后，另齿轮方可进入啮合位置。

应保证变速机构易操纵且省力。

变速箱的装配调整和维修方便。

尽可能减小变速机构的径向尺寸和轴向尺寸。

二减小轴向尺寸的措施个变速组内齿轮轴向位置的排列图为滑移齿轮的排列方式。

滑移齿轮的排列方式有窄式与宽式两种。

图与图分别为双联滑移齿轮和三联滑移齿轮的窄式排列。

图为宽式排列。

显然，采用窄式排列可获得较小的轴向尺寸。

对于三联滑移齿轮，当相邻的两齿轮齿数差大于时，可采用窄式排列，否则只能采用宽式排列和图所示的宽窄结合的排列。

若将三联滑移齿轮分为个双联和个单个滑移齿轮，如图示，还可获得比窄式排列更短的轴向尺寸，但在两个滑移齿轮的操纵机构之间必须互锁，因此，会使操纵机构的复杂程度增大。

二相邻两个变速组内齿轮的轴向排列对相邻两个变速组内的齿轮作统安排，充分利用变速箱的空间位置，有利于缩短轴向尺寸。

图是常见的几种