機械設(shè)計課程設(shè)計----臥式銑床設(shè)計說明書

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1. 緒 論1</b></p><p>　　2. 主傳動系統(tǒng)的組成及要求2</p><p>　　3. 主傳動系統(tǒng)的運動設(shè)計4</p><p><b>　　3.1 轉(zhuǎn)速圖4</b></p&

2、gt;<p>　　3.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)與結(jié)構(gòu)式9</p><p>　　3.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定10</p><p>　　3.4 帶輪及V帶設(shè)計15</p><p>　　3.5 齒輪齒數(shù)的確定17</p><p>　　3.6 齒輪各項參數(shù)的確定22</p><p>　　4. 主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計25<

3、;/p><p>　　4.1 主傳動系統(tǒng)的布局及變速機構(gòu)的類型25</p><p>　　4.2 齒輪的布置26</p><p>　　4.3 軸的空間布置28</p><p>　　4.4 計算轉(zhuǎn)速29</p><p>　　4.5 主軸軸徑設(shè)計32</p><p>　　4.6 主傳動系統(tǒng)的開停裝

4、置35</p><p>　　4.7 主傳動系統(tǒng)的制動裝置35</p><p>　　5. 傳動系統(tǒng)的潤滑35</p><p>　　5.1 潤滑系統(tǒng)的要求36</p><p>　　5.2 潤滑劑的選擇36</p><p>　　5.3 潤滑方式37</p><p>　　6. 參考文獻39

5、</p><p><b>　　1. 緒 論</b></p><p>　　金屬切削機床（以下簡稱機床）是用刀具或磨具對金屬工件進行切削加工的機器。在一般機械制造工廠中，機床約占機器設(shè)備總臺數(shù)的50—70%，它所擔(dān)負的工作量約占總勞動量的一半。</p><p>　　現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)主要表現(xiàn)在生產(chǎn)總量的提高與先進的技術(shù)指標(biāo)兩方面，而這些則取決于機械制

6、造工業(yè)提供的裝備的技術(shù)水平、機床工業(yè)是及其制造業(yè)的重要部門，擔(dān)負著為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防等現(xiàn)代化提供技術(shù)裝備的任務(wù)，在整個國民經(jīng)濟中占有重要地位。一個國家機床工業(yè)的技術(shù)水平。機床的擁有量和現(xiàn)代化程度是這個國家工業(yè)生產(chǎn)能力核技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。</p><p>　　我國機床工業(yè)從無到有，從小到大，從修配到制造，從紡織到自行設(shè)計，從沿海到內(nèi)地，從通用機床到專用機床，從單機到配套，不斷發(fā)展壯大。目前，我國的機

7、床工業(yè)體系已經(jīng)基本形成，并設(shè)計和制造了一些具有先進水平的機床，逐步掌握了精密、高效、簡短、重型等機床品種。許多工廠已試制和生產(chǎn)了數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床以及加工中心。機關(guān)技術(shù)、靜壓技術(shù)、數(shù)顯裝置、電子計算機等也成功地用到機床上。</p><p>　　雖然我國的機床工業(yè)取得了巨大的成就，但還不能滿足國防建設(shè)和工業(yè)告訴發(fā)展的需要，特別是在質(zhì)量和品種方面，在重型機床和高效機床方面，在基本理論和試驗研究方面，與世界先

8、進水平相比還存在一定的差距。</p><p>　　2．主傳動系統(tǒng)的組成與要求</p><p>　　機床的主傳動系統(tǒng)是用來實現(xiàn)機床的主運動的，它與機床的傳動方案和總體布局有關(guān)，對于機床的使用性能、結(jié)構(gòu)和制造成本都有明顯的影響。因此在設(shè)計機床的過程中必須給予充分的重視，以便制定出既滿足使用要求有經(jīng)濟合理的方案。</p><p>　　銑床的主傳動裝置和零件全部裝在床身中，

9、是整體式的結(jié)構(gòu)，為了滿足工作性能的要求，從電動機起，至機床工作的執(zhí)行部件（主軸），主傳動系統(tǒng)通常包括下列幾個組成部分：</p><p>　　1.定比傳動機構(gòu) 即具有固定傳動比的傳動機構(gòu)，常采用齒輪、皮帶及鏈傳動等 </p><p><b>　　2.變速裝置</b></p><p>　　機床的變速裝置有齒輪變速機構(gòu)，機械無級變速機構(gòu)以及液壓無極

10、變速裝置等，其中最常見的是齒輪變速機構(gòu)。</p><p><b>　　3.主軸組件</b></p><p>　　機床的主軸組件有主軸、主軸支承和安裝在主軸上的傳動件等。</p><p><b>　　4.開停裝置</b></p><p>　　用來控制機床主運動執(zhí)行部件（主軸）的啟動和停止，通常采用離合

11、器或直接開停電動機。</p><p><b>　　5.制動裝置</b></p><p>　　用來使機床主運動執(zhí)行部件（主軸）盡快地停止運動，通?？梢圆捎脵C械的、液壓的或電動機的制動方式。</p><p><b>　　6.換向裝置</b></p><p>　　用來改變機床主運動的方向，對于需要換向的機

12、床，在設(shè)計主傳動系統(tǒng)時，都應(yīng)設(shè)有換向裝置。他們可以是機械的、液壓的，用來直接改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。</p><p><b>　　7.操縱機構(gòu)</b></p><p>　　機床的開停、變速、制動及換向等，都需要通過操縱機構(gòu)來實現(xiàn)。設(shè)計機床時，一般是將主傳動系統(tǒng)的設(shè)計方案與操縱機構(gòu)同時加以考慮。</p><p><b>　　8.潤滑與密封

13、裝置</b></p><p>　　為了保證主傳動系統(tǒng)的正常工作，必須要良好的潤滑與密封裝置，防止出現(xiàn)漏油、漏水和漏氣現(xiàn)象。</p><p><b>　　9.箱體</b></p><p>　　各機構(gòu)和傳動件的支承均裝入箱體中，并保證他們相互位置的準(zhǔn)確性。機床主傳動系統(tǒng)與整臺機床技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有密切的聯(lián)系。例如機床的主軸轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速級數(shù)

14、及電動機功率將直接影響這臺機床的使用范圍，主軸組件的精度、剛度、抗震性及溫升對加工質(zhì)量有重要的影響?？傊O(shè)計主傳動系統(tǒng)時，一般應(yīng)滿足下面的幾項要求：</p><p>　?。?）機床的主軸須有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級數(shù)（對于主傳動系統(tǒng)為直線運動的機床則為直線速度的變速范圍和變速級數(shù)），以滿足實際使用要求。</p><p>　?。?）主電動機和全部機構(gòu)要能傳遞足夠的功率和扭矩，并具有較高的傳動

15、效率。</p><p>　?。?）執(zhí)行部件（如主軸組件）需有足夠的精度、剛度、抗震性以及小于許可限度的熱變形。</p><p>　?。?）操縱要輕便靈活、迅速、安全可靠，并便于調(diào)整和維修。</p><p>　　（5）結(jié)構(gòu)簡單、潤滑與密封良好，便于加工和裝配，成本低。</p><p>　　3 主傳動系統(tǒng)的運動設(shè)計</p><

16、p>　　主傳動系統(tǒng)的運動設(shè)計是運用轉(zhuǎn)速圖的基本原理，以擬定滿足給定的轉(zhuǎn)速數(shù)列的經(jīng)濟合理的傳動系統(tǒng)方案，其主要內(nèi)容包括選擇變速組數(shù)及傳動副數(shù)，確定各變速組中的傳動比，以及計算齒輪齒數(shù)和皮帶輪直徑等。如運動參數(shù)的確定，運動參數(shù)是指機床執(zhí)行件如主軸、工件安裝部件（工作臺、刀架）的運動速度。 </p><p><b>　　1．主軸轉(zhuǎn)速的確定</b></p><p

17、>　　主運動為旋轉(zhuǎn)運動的機床，主軸轉(zhuǎn)速n 由切削速度v 和工件或刀具的直徑 d 來確定：</p><p><b>　　（2.3）</b></p><p>　　2. 主軸最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速的確定</p><p>　　對于數(shù)控機床，為了適應(yīng)切削速度和工件或刀具直徑的變化，主軸的最高、最低轉(zhuǎn)速可由下式確定：</p><p&

18、gt;<b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　(2.5)</b></p><p>　　式中 ——主軸的最高、最低轉(zhuǎn)；</p><p>　　——最高、最低的切削速度（）；</p><p>　　——相應(yīng)最大、最小計算轉(zhuǎn)徑(mm)；</p><p><

19、;b>　　3．主軸的變速范圍</b></p><p>　　主軸的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比值，稱為主軸的變速范圍，用表示,即： </p><p><b>　　即 </b></p><p><b>　　4.電機的選擇</b></p><p>　　現(xiàn)以確定粗銑時的切削用量為例設(shè)計

20、</p><p>　　1）確定背吃刀量和進給量f，根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》表8-94和表8-95，取=4mm =0.35mm/z </p><p>　　2）確定切削速度，查表8-99取</p><p><b>　　3）計算機床功率</b></p><p><b>　　銑削力 則</b>&l

21、t;/p><p><b>　　切削功率的計算 </b></p><p>　　主傳動總效率一般為0.70—0.85，取較大值</p><p><b>　　3.1 轉(zhuǎn)速圖</b></p><p>　　分析研究傳動系統(tǒng)，僅有機床的傳動系統(tǒng)圖是不夠的，因為他不能直觀的表明主軸每一種轉(zhuǎn)速是通過哪些齒輪傳動的，以

22、及各對齒輪的傳動比之間的內(nèi)在聯(lián)系，只有算出機床的每一種轉(zhuǎn)速，按轉(zhuǎn)速大小排成次序，畫出傳動路線的轉(zhuǎn)速圖，才能將其表示清楚。</p><p><b>　　1.轉(zhuǎn)速圖的概念</b></p><p>　　圖3-1是主傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖。主軸轉(zhuǎn)速范圍為31.5—1600轉(zhuǎn)/分，公比</p><p>　　圖3-1 主傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖</p>&

23、lt;p>　　轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=18，電動機轉(zhuǎn)速n0的1440轉(zhuǎn)/分，從轉(zhuǎn)速圖上可以看出：</p><p>　　（1）距離相等的一組豎直線代表主傳動系統(tǒng)（或變速箱）中各傳動軸，從左向右依次標(biāo)注Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ與傳動系統(tǒng)圖上各傳動軸相對應(yīng)，其中Ⅴ軸即主軸。通常，電動機軸是以最左面一條豎直線表示，應(yīng)該指出在轉(zhuǎn)速圖上的豎直線間的距離相等并不表示各軸的中心距相等，其目的是在于圖畫清晰。</p><p

24、>　　（2）距離相等的一組水平線與豎直線（即傳動軸）相交，得相應(yīng)的黑點，代表各軸所具有的轉(zhuǎn)速。在主軸上具有18種轉(zhuǎn)速：31.5、40、…、1600轉(zhuǎn)/分。由于該銑床轉(zhuǎn)速是以公比的等比系列，因此，兩相鄰轉(zhuǎn)速之間具有下列關(guān)系：</p><p><b>　　，，…，</b></p><p>　　兩邊取對數(shù)，得： </p><p&g

25、t;<b>　　…………………</b></p><p>　　因此，若將轉(zhuǎn)速圖上的豎直線坐標(biāo)取為對數(shù)坐標(biāo)時，則任意相鄰兩轉(zhuǎn)速相距為一格，即一個。因此代表各級轉(zhuǎn)速的水平線的間距相等。為了方便使用，習(xí)慣上在轉(zhuǎn)速圖上不寫對數(shù)符號，而直接寫出所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速值，還應(yīng)指出，相鄰兩轉(zhuǎn)速如n2和n1相差一格，即，表示他們之間相差倍。</p><p>　　（3）轉(zhuǎn)速圖上相鄰兩軸間對應(yīng)轉(zhuǎn)速的

26、連線，表示一對傳動副（如皮帶、齒輪等）的傳動比。傳動比的大小以代表該傳動副的連線傾斜方向和傾斜程度來表示。連線向右下方傾斜為降速傳動；向右上方傾斜為升速傳動；水平線則為等速傳動。此方案中，電動機軸（Ⅰ軸）與Ⅱ軸間有一對齒輪傳動，是用Ⅰ軸上的1440轉(zhuǎn)/分與Ⅱ軸上的800轉(zhuǎn)/分兩點連線來表示，由圖可見，連線是向下斜3格，即為降速傳動，其傳動比；Ⅱ-Ⅲ軸間有三對齒輪傳動，在轉(zhuǎn)速圖上是用三條向下斜的連線來表示，即，故連線向下斜3格；，故連線向

27、下斜4格；，故連線向下斜2格；Ⅲ-Ⅳ軸間有三對齒輪傳動，即,向下斜四格；,向下斜一格；,向上斜兩格；,向上斜三格；，連線向下斜六格，則為降速傳動。應(yīng)該指出由于通過齒輪傳動，故在轉(zhuǎn)速圖上是用三條向下斜四格、且互相平行的連線來表示這對齒輪傳動，即這對齒輪在變速中使用了三次，由此可知，在轉(zhuǎn)速圖上兩軸之間相互平行的連線是代表同一傳動副。</p><p>　　綜上所述，轉(zhuǎn)速圖可以清楚的表示主軸的各級轉(zhuǎn)速的傳動路線、主軸得到

28、這些轉(zhuǎn)速所需要的變速組數(shù)及每個變速組中的傳動副數(shù)目、各個傳動比的數(shù)值和傳動軸的數(shù)目，傳動順序及各軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)與大小。因此，在設(shè)計機床時，通常把轉(zhuǎn)速圖作為分析和設(shè)計機床分級變速系統(tǒng)的重要工具。</p><p>　　2.轉(zhuǎn)速圖的基本原理</p><p>　　由圖3-1可以看出，銑床主軸的18級轉(zhuǎn)速是通過三個變速組傳動得到的。各變速組的傳動副數(shù)分別為3、3、2，即主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)為Z=3×

29、;3×2=18。其中Ⅰ—Ⅱ軸間的一對齒輪傳動起降速作用，使Ⅱ軸得到一種固定的轉(zhuǎn)速，稱為定比傳動；Ⅱ軸到Ⅴ軸（主軸）之間由有三個變速組串聯(lián)所組成的變速機構(gòu)，通過不同嚙合位置的齒輪傳動以改變各傳動軸間的轉(zhuǎn)速，使主軸得到18種連續(xù)的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速。下面分析一下各變速組的傳動比與使主軸得到等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速之間的內(nèi)在聯(lián)系，為了便于分析，將傳動系統(tǒng)中的三個變速組按傳遞的順序分別為變速組a、b、c。</p><p>　

30、?。?）第一變速組（a）有三對齒輪傳動副，其傳動比為</p><p>　　則： </p><p>　　由此可見，在變速組a中的三個傳動比連線之間相差均為一格，即相鄰轉(zhuǎn)速相差倍的關(guān)系，就是說通過三個傳動比使Ⅲ軸得到三種轉(zhuǎn)速，也是以為公比的等比數(shù)列，這說明變速組a是基本組。</p><p>　　通常將變速組的相鄰傳動比之比稱為級比，而組內(nèi)

31、相鄰兩傳動比相距的格數(shù)稱為級比指數(shù)，用x來表示，則變速組a的相鄰傳動比關(guān)系為： ；式中的，稱為變速組的級比指數(shù)為1。</p><p>　?。?）第二變速組（變速組b）也有三對齒輪傳動副，其傳動比為：</p><p>　　則： </p><p>　　由此可見，在變速組b中的三個傳動比之間相差四格，通過這三個傳動比使Ⅳ軸得

32、到9種連續(xù)的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速，這個變速組起了在基本組的基礎(chǔ)上第一次擴大的作用，稱為第一擴大組，其級比指數(shù)。如轉(zhuǎn)速圖所示，基本組中三個傳動副最上和最下的兩個傳動比連線相差為三格，使Ⅲ軸上得到三種轉(zhuǎn)速，若再擴大轉(zhuǎn)速范圍，就要通過一擴組的三個傳動副，使Ⅳ軸上得到9種轉(zhuǎn)速，這時第一擴大組相鄰兩個傳動比必須拉開三格，即相差3倍，也就是說其級比指數(shù)，而這個數(shù)值同基本組的傳動副數(shù)有關(guān)，即等于基本組的傳動副數(shù)，若基本組的傳動副數(shù)為p0，則一擴組的指數(shù)x1

33、應(yīng)為p0，即相鄰傳動比之間相差p0倍，這就是一擴組傳動比的內(nèi)在規(guī)律。</p><p>　　（3）第三變速組（變速組c）有兩對齒輪傳動副，其傳動比為</p><p>　　這說明該變速組兩個傳動比之間相距為9格，即相差為倍，因此通過它變速后，在V軸(主軸)上可以得到3×3×2=18種連續(xù)的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速，即從IV軸上的9種轉(zhuǎn)速，再擴大為V軸上的18種轉(zhuǎn)速。這個在基本組和第一

34、擴大組基礎(chǔ)上，進—步擴大轉(zhuǎn)速范圍的變速組稱為第二擴大組，同樣，從轉(zhuǎn)速圖上可以看出：在第一擴大組(變速組b)中最上與最下兩個傳動比連線相距為6格，若進一步擴大轉(zhuǎn)速范圍，使V軸得到18種連續(xù)的等比級數(shù)的轉(zhuǎn)速，則第二擴大組(變速組c)的兩個傳動比必須拉開6格，即相差9倍，其級比指數(shù)，而這個數(shù)值同基本組和第一擴大組的傳動副有關(guān)，即等于基本組與一擴組傳動副數(shù)的相乘積(3×3=9)。若基本組的傳動副數(shù)為p0，第一擴大組的傳動副數(shù)為p1，則

35、第二擴大組的指數(shù)，即相鄰傳動比之間相差倍，這是第二擴大組中傳動比的內(nèi)在規(guī)律。</p><p>　　綜上所述，可以得出下面結(jié)論：機床的傳動系統(tǒng)，通常是由幾個變速組串聯(lián)所組成的，其中以基本組為基礎(chǔ)，然后通過第一、第二、……擴大組把各軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)和變速范圍逐步擴大，若各變速組中相鄰傳動比之間遵守該基本原理，則機床主軸得到的轉(zhuǎn)速數(shù)列是連續(xù)而不重復(fù)的等比數(shù)列，這樣的傳動系統(tǒng)一般稱為常規(guī)傳動系統(tǒng)。</p>&l

36、t;p>　　3.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)與結(jié)構(gòu)式</p><p>　　結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式可以用來分析和比較機床傳動系統(tǒng)的方案。結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的主要差別是，結(jié)構(gòu)網(wǎng)只表示傳動比的相對關(guān)系，而不表示傳動比和轉(zhuǎn)速的絕對值，而且結(jié)構(gòu)網(wǎng)上代表傳動比的射線呈對稱分布。結(jié)構(gòu)網(wǎng)也可寫成結(jié)構(gòu)式來表示：18= ，式中，l8表示變速級數(shù)；3、3、2分別表示各變速組的傳動副數(shù)；腳標(biāo)中1、3、9則分別表示各變速組中相鄰傳動比的比值關(guān)系，即變速組級比指數(shù)

37、。</p><p>　　顯然，變速組內(nèi)的相鄰傳動比關(guān)系可以表述于結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)上。一個結(jié)構(gòu)式對應(yīng)一個結(jié)構(gòu)網(wǎng)，一個結(jié)構(gòu)式可以畫出不同的轉(zhuǎn)速圖(如改變中間軸的轉(zhuǎn)速)，但一個轉(zhuǎn)速圖只能表示出一個結(jié)構(gòu)式。從上述的結(jié)構(gòu)式可以表示出：傳動系統(tǒng)的組成情況，即主軸得到Z=3*3*2=18種公比為的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速，各變速組的傳動副數(shù)，即p0=3，p1=3，p2=2，可見結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式與轉(zhuǎn)速圖具有一致的變速特性。</p>

38、<p>　　3.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定</p><p>　　1．?dāng)M定轉(zhuǎn)速圖的一般原則 通過對銑床主傳動系統(tǒng)的分析可知，擬定轉(zhuǎn)速圖是設(shè)計傳動系統(tǒng)的重要內(nèi)容，它對整個機床設(shè)計質(zhì)量有較大影響。</p><p>　　(1)變速組及其傳動副數(shù)的確定 實現(xiàn)一定的主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)的傳動系統(tǒng)，可由不同的變速組來組成。例如，主軸為18級轉(zhuǎn)速的傳動系統(tǒng)有下列幾種可能實現(xiàn)的方案；</p>

39、<p>　　1)18=3×3×2 2)18=3×2×3</p><p>　　3)18=2×3×3 4)18=3×6</p><p>　　6)18=6×3 6)18=2×9</p><p>　　首先應(yīng)該確定，若

40、使主軸得到18級轉(zhuǎn)速需要選擇幾個變速組，以及各變速組中的傳動副數(shù)，由于機床的傳動系統(tǒng)通常是采用雙聯(lián)或三聯(lián)滑移齒輪進行變速，所以每個變速組的傳動副數(shù)最好取為或3，這樣可使總的傳動副數(shù)量最少，如采用第1)～3)種方案時，需要3+3+2=8對齒輪；采用第4)及5)種方案時，需要3+6=9對齒輪；而第6)種方案要2+9=ll對齒輪，若一個變速組的傳動副取時，不僅使變速箱的軸向尺寸增加，而且使操縱機構(gòu)較為復(fù)雜，根據(jù)機床性能的要求，一般主軸的最低轉(zhuǎn)

41、速，要比電動機的轉(zhuǎn)速低得多，須進行降速，才能滿足主軸最低轉(zhuǎn)速的要求。如果采用或3時，達到同樣的變速級數(shù)，變速組的數(shù)量相應(yīng)增加，這樣，可利用變速組的傳動副起降速作用，以減少專門用于降速的定比傳動副。綜上所述，主軸為l8級轉(zhuǎn)速的傳動系統(tǒng)，應(yīng)采用由三個變速組所組成的方案，即選擇上述第l)～3)種方案。</p><p>　　電動機的轉(zhuǎn)速一般比主軸大部分的轉(zhuǎn)速高，從電動機到主軸之間，總的趨勢是降速傳動。也就是說，從電動機軸

42、起愈靠近主軸的軸的最低轉(zhuǎn)速就愈低(見圖3—1)。根據(jù)扭矩公式：</p><p>　　式中：M——傳動件傳遞的功率(千瓦)；</p><p>　　N——傳動件的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)／分)。</p><p>　　當(dāng)傳遞功率為一定時，轉(zhuǎn)速n較高的軸所傳遞的扭矩M較小，在其他條件相同的情況下，傳動件(齒輪、軸……)的尺寸就可以小一些，這對于節(jié)省材料、減小機床重量及尺寸都是有利的。因此，

43、在設(shè)計傳動系統(tǒng)時，應(yīng)使較多的傳動件在高轉(zhuǎn)速下進行工作，應(yīng)盡可能地使靠近電動機的變速組中的傳動副數(shù)多一些，而靠近主軸的變速組中傳動副數(shù)少一些．即所謂“前多后少”的原則，故要求 。按此原則，上述實例中1)—3)的三種方案應(yīng)選用第1)種，即選用18=3×3×2的方案。</p><p>　　(2)基本組和擴大組的確定 根據(jù)上述原則，傳動系統(tǒng)的變速組及傳動副數(shù)雖已確定，但基本組和擴大組的排列次序不同，

44、還可有許多方案，例如18=3×2×3，就可以得下列多種不同擴大順序方案，其結(jié)構(gòu)式分別為：</p><p><b>　　； ；……</b></p><p>　　一般情況下，各變速組的排列應(yīng)盡可能設(shè)計成基本組在前，第一擴大組次之，……最后擴大組的順序，也就是說，各變速組的擴大順序應(yīng)盡可能與運動的傳遞順序相一致。只要擴大順序與傳動順序一致，就能使中間傳

45、動軸的變速范圍縮小。這時，中間傳動軸的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速的差值也就較小，這樣，便可縮小該軸上的傳動件的尺寸。因此，各變速組的變速范圍應(yīng)逐漸增大，在轉(zhuǎn)速圖或結(jié)構(gòu)網(wǎng)中表現(xiàn)出前面變速組傳動比的連線的分布較緊密，而后面變速組傳動比連線的分布則較琉松，即所謂“前密后疏“原則。</p><p>　　(3)變速組中的極限傳動比及變速范圍 設(shè)計機床主傳動系統(tǒng)時要考慮兩種情況：降速傳動應(yīng)避免從動齒輪尺寸過大而增加變速箱的徑向尺寸

46、，一般限制降速傳動比的最小值；升速傳動應(yīng)避免擴大傳動誤差和減少振動，一般限制直齒輪升速傳動比的最大值；斜齒輪傳動比較平穩(wěn)，可取。所以，主傳動各變速組的最大變速范圍為：。</p><p>　　一般在設(shè)計機床傳動系統(tǒng)時，任何一個變速組的變速范圍都應(yīng)盡量滿足上述要求，當(dāng)然在條件許可或處理得當(dāng)時，也可以超出這個范圍。初步方案定出后，應(yīng)檢查變速范圍是否超出允許值。由于最后擴大組的變速范圍最大，一般只要檢查最后擴大組的變速范

47、圍合乎要求，其他變速組也就不會超出上述允許值。</p><p>　　現(xiàn)以Z=l8, =1.26為例，進行驗算：</p><p>　　1)，其最后擴大組的變速范圍：</p><p>　　上述分析說明，為了使最后擴大組的變速范圍不致超出允許值，大多數(shù)機床最后擴大組的傳動副數(shù)取為2，采用混合公比時可以打破常規(guī)。</p><p>　　(2)合理分配傳

48、動比的數(shù)值 確定了結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式方案后，擬定轉(zhuǎn)速圖，合理地分配各傳動副的傳動比，一般應(yīng)盡量注意以下幾點：</p><p>　　1)各傳動副的傳動比應(yīng)盡可能不超出極限傳動比和。</p><p>　　2)各中間傳動軸應(yīng)有適當(dāng)高的轉(zhuǎn)速，因為中間傳動軸的轉(zhuǎn)速愈高，在一定的功率條件下，傳遞的扭矩也愈小，相應(yīng)也減少了傳動件的尺寸，在傳動順序上各變速組的最小傳動比，應(yīng)采取逐漸降速的原則，即要求 <

49、;/p><p>　　這樣可使中間傳動軸的最低轉(zhuǎn)速提高，即所謂“先慢后快”的原則。</p><p>　　3)為了便于設(shè)計及使用，傳動比值最好取標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)冪次，即，其中E為整數(shù)。這樣，中間軸的轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖中直接讀出來，不必分別進行計算，并可直接查表，確定齒輪齒數(shù)。</p><p>　　設(shè)計機床傳動系統(tǒng)時，一般應(yīng)盡可能遵循上述原則。本次設(shè)計的銑床基本上是符合以上各項原

50、則的，例如CA6140車床主傳動系統(tǒng)中采用了摩擦離合器，要求結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸不致過長，就不便于安置傳動副較多的變速組，一般是安排兩對滑移齒輪較好，這樣就違反了所謂“前多后少”的原則；又如主傳動采用多速電動機或雙公用齒輪傳動，也不符合前緊后松的要求。因此，從局部來看雖然不夠合理，但是，從整體來看卻是合理的，所以，在設(shè)計中應(yīng)根據(jù)具體情況，靈活運用。</p><p>　　2.擬定轉(zhuǎn)速圖的步驟</p>&

51、lt;p>　　下面具體說明轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計步驟。大多數(shù)機床廣泛應(yīng)用滑移齒輪的變速方式，為滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計和操縱方便的要求，通常都采用雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪，因此，18級轉(zhuǎn)速需要三個變速組。</p><p>　?。?）臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速范圍為31.5～1600轉(zhuǎn)／分，轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=18，公比，電動機的轉(zhuǎn)速n=1440轉(zhuǎn)／分。大致的步驟如下：</p><p><b>　　根據(jù)往往是，確定，<

52、;/b></p><p><b>　　取，，則：</b></p><p><b>　　寫出基型的結(jié)構(gòu)式</b></p><p><b>　　(2)定公比</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速數(shù)列為：31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、31

53、5、400、500、630、800、1000、1250、1600。</p><p>　　(3)確定基本組和擴大組 該銑床主傳動系統(tǒng)應(yīng)有三個變速組，第一變速組為基本組，其級比指數(shù) (即基本組的傳動比在轉(zhuǎn)速圖上相距一格)；第二變速組為第一擴大組，其級比指數(shù)（即第一擴大組傳動比在轉(zhuǎn)速圖上相距三格)；第三變速組為第二擴大組，其級比指數(shù) (即第二擴大組傳動比在轉(zhuǎn)速圖上相距9格)。</p><p>

54、　　(4)確定是否增加降速傳動 該銑床的總降速比，若每一個變速組的最小降速比取，，故需增加降速傳動。但是，為使中間兩個變速組做到降速緩慢，以利于減少變速箱的徑向尺寸，故在Ⅰ-Ⅱ軸間增加一對降速傳動齒輪，因為只要改變這對降速齒輪傳動比，在其他三個變速組不變的情況下，就可以將主軸的18種轉(zhuǎn)速同時提高或降低，以滿足用戶的不同需要。</p><p>　　(5)分配降速比 前面已確定，18=3×3×

55、2共需三個變速組，并在Ⅰ-Ⅱ軸間增加一對降速傳動齒輪，因此，轉(zhuǎn)速圖上有五根傳動軸，如圖3-2所示。畫五根距離相等的豎直線(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)代表五根軸；畫18根距離相等的水平線代表18級轉(zhuǎn)速，這樣便形成了轉(zhuǎn)速圖格線。</p><p>　　圖3-2 降速比傳動線 圖3-3 變速組傳動線</p><p>　　1)在主軸Ⅴ上標(biāo)出18級轉(zhuǎn)速：31.5～16

56、00轉(zhuǎn)／分，在第Ⅰ軸上用A點代表電動機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)／分；最低轉(zhuǎn)速用E點標(biāo)出，因此A、E兩點聯(lián)線相距約18格，即代表總降速傳功比。</p><p>　　2)決定Ⅳ、Ⅴ軸之間的最小降速傳動比：一般銑床的工作特點是間斷切削，為了提高主軸運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，主軸上齒輪應(yīng)大一些，能起到飛輪的作用，所以最后一個變速組的降速傳動比取，按公比，查表可知，，即從E點向上數(shù)六格()，在Ⅳ軸上找出D點，DE線邱為Ⅳ-Ⅴ軸間變速組(第二擴大組)的降

57、速傳動比。</p><p>　　(6)畫出各變速組其他傳動線(圖3-1) I-Ⅱ軸間只有一對齒輪傳動。轉(zhuǎn)速圖上為一條AB連線。Ⅱ-Ⅲ軸間為基本組有三對齒輪傳動，級比，故三條傳動線在轉(zhuǎn)速圖上各相距一格，從C點向上每隔一格取C1、C2點，連線BCl和BC2得基本組三條傳動線，它們的傳動比分別為，，。Ⅲ-Ⅳ軸間為第一擴大組也有三對齒輪傳動，級比，三條傳動線在轉(zhuǎn)速圖上各相距三格，即CD,CD1和CD2，它們的傳動比分別

58、為，，。Ⅳ-Ⅴ軸間為第二擴大組有兩對齒輪傳動，級比，兩條傳動線在轉(zhuǎn)速圖上應(yīng)相距九格，即DE和DE1，它們的傳動比分別為和。</p><p>　　(7)畫出全部轉(zhuǎn)速線 即該銑床的主傳動轉(zhuǎn)速圖。轉(zhuǎn)速圖兩軸間的平行線代表同一對齒輪傳動，所以畫Ⅲ-Ⅳ軸間的傳動線時，應(yīng)從C1、C2兩點分別畫CD、CD1、CD2的平行線，使Ⅳ軸得到九種轉(zhuǎn)速。同理，畫Ⅳ-Ⅴ軸間的傳動線時，應(yīng)畫7條與DE1的平行線，7條與DE1的平行線，使主

59、軸得到l8種轉(zhuǎn)速。</p><p>　　3.4 帶輪及V帶設(shè)計</p><p>　　帶傳動是機械傳動學(xué)科的一個重要分支，主要用于傳遞動力和運動，它是機械傳動中重要的傳動形式，也是機電設(shè)備的核心聯(lián)接部件，種類異常繁多，用途極為廣泛。其最大特點是可以自由變速、遠近傳動、結(jié)構(gòu)簡單，更換方便。傳動原理為：摩擦型主要是平帶傳動、V帶傳動、多楔帶傳動等；嚙合型的為同步帶傳動。帶傳動廣泛用于汽車、機械、

60、紡織、家電、輕工、農(nóng)機等領(lǐng)域。由于機械設(shè)備不斷向高精度、大功率、長壽命、低噪音、低成本和緊湊化發(fā)展，使近年來的帶傳動產(chǎn)品在保證一定強度的條件下向輕薄方向發(fā)展，普通V帶出現(xiàn)下降趨勢，同步帶傳動、多楔帶傳動、窄V帶傳動和復(fù)合平帶傳動的應(yīng)用持續(xù)增長。</p><p>　　同步帶的工作面主要有梯形齒和弧形齒，本次設(shè)計選擇梯形齒。梯形齒同步帶的承載層為玻璃纖維繩芯、鋼絲繩等的環(huán)形帶，基體有氯丁膠和聚氨酯（只有小帶型）兩種；

61、 由于用途不同又有一般工業(yè)用和汽車用之分。靠嚙合傳動，承載層保證帶齒齒距不變， </p><p>　　傳動比準(zhǔn)確，軸壓力小，結(jié)構(gòu)緊湊，耐油、耐磨性較好，但安裝制造要求高。在V＜50m/s、P＜300kw、I＜10時，要求同步的傳動， 也可用于低速傳動；載荷大應(yīng)選用橡膠同步帶，載荷小或有耐油要求時， 選用聚氨酯同步帶。</p><p>　　已知電機額定功率P=7.5kw，轉(zhuǎn)速n=1440轉(zhuǎn)/

62、分，傳動比，機床按每天工作10—16小時計。</p><p>　　1．確定計算功率選取V帶類型</p><p>　　查機械設(shè)計手冊，得工作情況系數(shù)KA=1.2</p><p><b>　　則有： </b></p><p>　　根據(jù)，n=1440r/min，懸崖B型普通V帶。</p><p>　　2

63、．確定帶輪基準(zhǔn)直徑</p><p>　　由機械設(shè)計手冊及上述已知條件，查得主動輪最小直徑，根據(jù)帶輪基準(zhǔn)直徑系列，取。則從動輪基準(zhǔn)直徑，根據(jù)基準(zhǔn)直徑系列取。</p><p><b>　　3．驗算帶的速度</b></p><p>　　速度在之間，所以速度合適。</p><p>　　4．確定普通V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距<

64、;/p><p>　　由 ，</p><p>　　初步確定中心距： ，</p><p><b>　　計算帶的初選長度：</b></p><p>　　由基準(zhǔn)長度選： </p><p>　　則實際中心距： </p><p>　　則：

65、 </p><p>　　即中心距的可調(diào)整范圍為： </p><p>　　5．驗算主動輪上的包角</p><p>　　所以，主動輪上包角大于120o，合適。</p><p><b>　　6．計算V帶根數(shù)z</b></p><p>　　由B型普通V帶，n=1440 r/min，，

66、通過查機械設(shè)計手冊可得；由查出；由，查出。</p><p><b>　　則： </b></p><p><b>　　?。?根</b></p><p><b>　　7．計算拉力F0</b></p><p><b>　　由已知數(shù)據(jù)查得：</b>&l

67、t;/p><p><b>　　所以有： </b></p><p>　　8．計算作用在軸上的壓力FQ</p><p>　　3.5 齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　擬定轉(zhuǎn)速圖后，可根據(jù)各傳動副的傳動比確定齒輪齒數(shù)。</p><p>　　1．確定齒輪齒數(shù)時應(yīng)注意</p><p&

68、gt;　　(1)齒輪的齒數(shù)和SZ不應(yīng)過大，以免加大兩軸之間的中心距，使機床的結(jié)構(gòu)龐大。一般推薦齒數(shù)和SZ≤100～120。</p><p>　　(2)齒數(shù)和盡可能要小，但應(yīng)考慮以下幾點：</p><p>　　1)最小齒輪不產(chǎn)生根切現(xiàn)象。機床變速箱中，對于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，一般取最小齒數(shù)和</p><p>　　2)受結(jié)構(gòu)限制的最小齒數(shù)的各齒輪(尤其是最小齒輪)，應(yīng)能可

69、靠地裝到軸上或進行套裝；齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽的壁厚a≥2m(m為模數(shù))，以保證有足夠的強度，避免出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。由圖3-9可知，，對于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其最小齒根圓直徑，代入上式可得：</p><p>　　式中：——齒輪的最小齒數(shù)；</p><p><b>　　m——齒輪的模數(shù)；</b></p><p>　　T——鍵槽至齒輪軸線的高度</

70、p><p>　　圖3-4 齒輪的壁厚</p><p>　　3)兩軸上最小中心距應(yīng)取得適當(dāng)。若齒數(shù)和SZ太小，則中心距過小，將導(dǎo)致兩軸上軸承及其他結(jié)構(gòu)之間的距離過近或相碰，另外，確定齒輪齒數(shù)時，應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動比的要求。實際傳動比(齒輪齒數(shù)之比)與理論傳動比(轉(zhuǎn)速圖上要求的傳動比)之間允許有誤差，但不能過大。分配齒數(shù)所造成的轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過。</p><p>　　

71、2．變速組內(nèi)模數(shù)相同時齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　確定齒輪齒數(shù)時，初步須定出各變速組內(nèi)齒輪副的模數(shù)，以便根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸判斷其最小齒輪齒數(shù)或齒數(shù)和是否適宜。在同一變速組內(nèi)的齒輪可取相同的模數(shù)，也可取不同的模救。后者只有在一些特殊情況下，如最后擴大組或背輪傳動中，因各齒輪副的速度變化大，受力情況相差也較大，在同一變速組內(nèi)才采用不同模數(shù)。為了便于設(shè)計和制造。主傳動系統(tǒng)中所采用齒輪模數(shù)的種類盡可能少一些，在同—變速

72、組內(nèi)一般都取相同的模數(shù)，因為各齒輪副的速度變化不大，受力情況相差也不大，故允許采用同一個模數(shù)。下面以計算法為例介紹齒輪齒數(shù)的確定。</p><p>　　在同一變速組內(nèi)，各對齒輪的齒數(shù)之比，必須滿足轉(zhuǎn)速圖上已經(jīng)確定的傳動比；當(dāng)各對齒輪的模數(shù)相同，且不采用變位齒輪時，則各對齒輪的齒數(shù)和也必然相等。可列出： （3-1）</p><p

73、><b>　　（3-2）</b></p><p>　　式中：、——分別為任一齒輪副的主動與被動齒輪的齒數(shù)；</p><p>　　——任意齒輪副的傳動比；</p><p>　　——各齒輪副的齒數(shù)和。</p><p>　　由式3-1和3-2可得：</p><p><b>　　(3-3)

74、</b></p><p>　　因此，選定了齒數(shù)和，便可按式3-3計算各齒輪的齒數(shù)；或者由上式確定出齒輪副的任一齒輪的齒數(shù)后，用式3-2算出另一齒輪的齒數(shù)。</p><p>　　由前述已知，確定變速組的齒數(shù)和時，應(yīng)使其盡可能地小，一般地說主要是受最小齒輪的限制。顯然最小齒輪是在變速組內(nèi)降速比或升速比最大一對齒輪中，因此可先假定該小齒輪的齒數(shù)，根據(jù)傳動比求出齒數(shù)和，然后按各齒輪副的

75、傳動比，再分配其他齒輪副的齒數(shù)；若傳動比誤差較大，應(yīng)重新調(diào)整齒數(shù)和，再按傳動比分配齒數(shù)。</p><p>　　（1）第一變速組內(nèi)的三對齒輪其傳動比為：</p><p><b>　??；； ； </b></p><p>　　最小齒輪一定在最大降速比的這對齒輪副中，即，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)情況取，則，齒數(shù)和。然后，由式3-2確定其他兩對齒輪副的齒數(shù)。

76、</p><p><b>　　傳動比為的齒輪副：</b></p><p><b>　　傳動比為的齒輪副：</b></p><p>　?。?）第二變速組內(nèi)的三對齒輪其傳動比為：</p><p><b>　?。?；</b></p><p>　　最小齒輪一定在最

77、大降速比的這對齒輪副中，即，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)情況取，則，齒數(shù)和。然后，由式3-2確定另一對齒輪副的齒數(shù)。</p><p><b>　　傳動比為的齒輪副：</b></p><p>　　齒輪齒數(shù)的確定，往往須反復(fù)多次計算才能確定，合理與否還要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中進一步檢驗，必要時還會改變。比如因中心距過小，兩軸上的零件相碰或因齒輪(尤其應(yīng)注意滑移齒輪)與其他件相碰時，就須改變齒數(shù)和，

78、個別情況下只有改變有關(guān)齒輪副的傳動比才能解決問題。如果根據(jù)傳動比要求，按上述計算所得到的齒教和過大以及傳動比誤差過大時，還可采用變位齒輪的方法來取中心距，以獲得要求的傳動比值，這時齒數(shù)的計算比較靈活。</p><p>　　3．變速組內(nèi)模數(shù)不同時齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　設(shè)一個變速組內(nèi)有兩對齒輪副和，分別采用兩種不同模數(shù)m1和m2，其齒數(shù)和為和，如果不采用變位齒輪，因各齒輪副的中心

79、距A必須相等，可寫出：</p><p>　　所以： (3-4)</p><p>　　由式3-4可得： (3-5)</p><p>　　設(shè) </p><p>　　可得：

80、 (3-6)</p><p>　　式中： 、——無公因數(shù)的整致；</p><p><b>　　——整數(shù)。</b></p><p>　　按式3-6計算不同模數(shù)的齒輪齒數(shù)，往往需要幾次試算才能確定。首先定出變速組不同的模數(shù)值和；根據(jù)式3-5計算出、；選擇值，由式3-

81、6計算各齒輪副的齒數(shù)和和(應(yīng)考慮齒數(shù)和不致過大或過小)；按各齒輪副的傳動比分配齒數(shù)。如果不能滿足轉(zhuǎn)速圖上的傳動比要求，須調(diào)整齒數(shù)和重新分配齒數(shù)，因此經(jīng)常采用變位齒輪的方法，改變兩對齒輪副的齒數(shù)和，以獲得所要求的傳動比。</p><p>　　在本次設(shè)計的銑床主傳動中Ⅳ-Ⅴ軸間(第三變速組)的兩對齒輪，其傳動比為和，考慮實際受力情況相差較大，齒輪副的模數(shù)分別選擇為 和</p><p><

82、b>　　由式3-5可得： </b></p><p>　　為了使齒數(shù)和較小并滿足最小齒輪齒數(shù)的要求，選取K=30，則</p><p>　　根據(jù)齒輪副的傳動比齒數(shù)分配如下：</p><p><b>　　；</b></p><p>　　4．三聯(lián)滑移齒輪之間的齒數(shù)</p><p>　　若

83、變速組采用三聯(lián)滑移齒輪變速時，在確定其齒數(shù)之后，還應(yīng)檢查相鄰齒輪的齒數(shù)關(guān)系，以確保其左右移動時能順利通過。如圖3-5所示，當(dāng)三聯(lián)滑移齒輪從中間位置向左移動時，齒輪要從固定齒輪上面越過，為避免與齒項相碰，須使與兩齒輪的齒項圓半徑之和小于中心距A。當(dāng)向右移動時也有同樣的要求，若齒輪的齒數(shù)，只要使和不相碰，則必能順利通過。</p><p>　　若齒輪齒數(shù)，且采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪必須保證：</p><p>

84、;　　因為 </p><p><b>　　代入上式可得：</b></p><p>　　即三聯(lián)滑移齒輪中，最大和次大齒輪之間齒數(shù)差應(yīng)大于4，如果齒數(shù)差正好等于4時，可將或的齒頂圓直徑略減小一些仍可使用。</p><p>　　3.6 齒輪各項參數(shù)的確定</p><p>　　由上述條件可知個齒輪齒數(shù)如下：，，，，

85、，，，，，，，，， </p><p><b>　　1．齒輪參數(shù)計算</b></p><p>　　Z3：分度圓直徑：；</p><p><b>　　齒頂圓直徑：；</b></p><p><b>　　齒根圓直徑：；</b></p><p>　　Z4：分度圓

86、直徑：；</p><p><b>　　齒頂圓直徑：；</b></p><p><b>　　齒根圓直徑：；</b></p><p>　　Z5：分度圓直徑：；</p><p><b>　　齒頂圓直徑：；</b></p><p><b>　　齒根圓直

87、徑：；</b></p><p>　　Z6：分度圓直徑：；</p><p><b>　　齒頂圓直徑：；</b></p><p><b>　　齒根圓直徑：；</b></p><p>　　Z7：分度圓直徑：；</p><p><b>　　齒頂圓直徑：；<

88、/b></p><p><b>　　齒根圓直徑：；</b></p><p>　　Z8：分度圓直徑：；</p><p><b>　　齒頂圓直徑：；</b></p><p><b>　　齒根圓直徑：；</b></p><p>　　Z9：分度圓直徑： &

89、lt;/p><p><b>　　齒頂圓直徑： </b></p><p><b>　　齒根圓直徑： </b></p><p>　　Z10：分度圓直徑：；</p><p><b>　　齒頂圓直徑：；</b></p><p><b>　　齒根圓直徑：；&

90、lt;/b></p><p>　　Z11：分度圓直徑：；</p><p><b>　　齒頂圓直徑：； </b></p><p><b>　　齒根圓直徑： </b></p><p>　　Z12和Z6各參數(shù)相同 </p><p>　　Z13：分度圓直徑：；</

91、p><p><b>　　齒頂圓直徑：；</b></p><p><b>　　齒根圓直徑：；</b></p><p>　　Z14：分度圓直徑：；</p><p><b>　　齒頂圓直徑：；</b></p><p><b>　　齒根圓直徑： </

92、b></p><p>　　Z15：分度圓直徑：；</p><p><b>　　齒頂圓直徑：；</b></p><p><b>　　齒根圓直徑： </b></p><p>　　Z16：分度圓直徑：；</p><p><b>　　齒頂圓直徑：；</b>

93、</p><p><b>　　齒根圓直徑：</b></p><p>　　2．兩齒輪相互嚙合是中心距（軸間距）的計算</p><p>　　由同一變速組內(nèi)兩相互嚙合的齒輪的中心距相等，可知在同一個變速組內(nèi)任意兩個相互嚙合齒輪的中心距即為該變速組兩軸的軸間距。所以有以下計算：</p><p><b>　　Ⅱ-Ⅲ軸之間

94、： </b></p><p><b>　?、?Ⅳ軸之間： </b></p><p><b>　?、?Ⅴ軸之間： </b></p><p>　　4 主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　4.1 主傳動系統(tǒng)的布局及變速機構(gòu)的類型</p><p>　　1．主傳動系統(tǒng)

95、的布局</p><p>　　主傳動系統(tǒng)的布局形式取決于機床的用途、類型和尺寸等因素。通常，傳動系統(tǒng)的全部變速機構(gòu)和主軸組件裝在同一個箱體內(nèi)，稱為集中傳動式布局；傳動系統(tǒng)的主要變速機構(gòu)和主軸組件分別裝在變速箱和主軸箱兩個箱體內(nèi)，中間用皮帶，鏈條等方式傳動，稱為分離傳動式布局。</p><p>　　(1)集中傳動式 大多數(shù)機床(CA6140普通車床、Z3040搖臂鉆床，X62W銑床等)都是采

96、用集中傳動的變速箱。這種布局形式的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊，便于實現(xiàn)集中操縱，也便于調(diào)整與維修，另外箱體數(shù)目少，便于加工與裝配，又降低了制造成本。缺點是：傳動機構(gòu)運轉(zhuǎn)中的振動和發(fā)熱會直接影響主軸的工作精度。集中傳動方式，一般適用于主運動為旋轉(zhuǎn)運動的普通精度的中、大型機床。</p><p>　　(2)分離傳動式 有些高速、精加工機床，為了避免變速箱的振動和熱變形對機床主軸的影響，常把變速箱與主軸分開，如C616普通車床和

97、CM6132精密普通車床。分離傳功的優(yōu)點是：變速箱中所產(chǎn)生的振動和熱量不致于傳給主軸，從而減少了主軸的振動和熱交形；高速時由皮帶直接傳動主軸，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加工光潔度較高，適應(yīng)精密加工的要求；當(dāng)采用背輪機構(gòu)時，高速傳動鏈短，傳動效率較高，轉(zhuǎn)動慣置小，便于啟動和制動；低速時經(jīng)背輪機構(gòu)傳動，扭矩大適應(yīng)粗加工的要求。其缺點是：有兩個箱體，箱體加工成本較高；低速時皮帶負荷大，皮帶根數(shù)多，容易打滑；當(dāng)皮帶安裝在主軸中段時，調(diào)整、檢修都不方便。這種布局

98、方式適用于中、小型高速精密機床。有些單軸自動車床，為了便于在主軸組件上安置自動進夾料機構(gòu)，其主傳動也有采用分離傳動方式的。</p><p><b>　　2．變速機構(gòu)的類型</b></p><p>　　大多數(shù)機床的主傳動系統(tǒng)都需要進行變速，變速方式可以是有級的，也可以是無級的。目前應(yīng)用較廣的還是有級變速機構(gòu)，按工件的工藝和生產(chǎn)批量的要求，常用的有級變速機構(gòu)，有下劉幾種類

99、型：</p><p>　　(1)交換齒輪變速機構(gòu) 這種變速機構(gòu)的構(gòu)造簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，主要用于大批量生產(chǎn)中的自動或半自動機床、專用機床及組合機床等。</p><p>　　(2)滑移齒輪變速機構(gòu) 目前廣泛用于一般通用機床中，其優(yōu)點是：變速范圍大，變速級數(shù)也較多；變速方便又節(jié)省時間；在較大的變速范圍內(nèi)可傳遞較大的功率和扭矩；不工作的齒輪不嚙合，因而空載功率損失較小等。其缺點是：變速箱的構(gòu)造較

100、復(fù)雜；不能在運轉(zhuǎn)中變速；為使滑移齒輪容易進入嚙合，多用直齒圓柱齒輪傳動，傳動平穩(wěn)性不如斜齒輪傳動等。</p><p>　　(3)離合器變速機構(gòu) 在離合器變速機構(gòu)中，應(yīng)用較多的有牙嵌式離合器、齒輪式離合器以及摩擦片式離合器。當(dāng)變速機構(gòu)為斜齒或人字齒圓柱齒輪時，不能或不便用滑移齒輪變速，則需用牙嵌式或齒輪式離臺器變速。這種變速機構(gòu)的優(yōu)點是：軸向尺寸小，可傳遞較大的扭矩，傳動比準(zhǔn)確，變速時齒輪不須移動，可采用斜齒或人

101、字齒輪傳功，使傳動平穩(wěn)，對于重型機床變速時比移動滑移齒輪輕便，操縱省力。其缺點是：不能在運轉(zhuǎn)中變速，各對齒輪經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，磨損較大，傳動效率低。</p><p>　　(4)各種變速機構(gòu)的組合 根據(jù)機床的不同工作特點，通常，機床的變速機構(gòu)往往是上述幾種變速機構(gòu)的組合。</p><p><b>　　4.2 齒輪的布置</b></p><p>

102、　　初步確定了轉(zhuǎn)速圖和齒輪齒數(shù)之后，合理地布置齒輪排列方式，是一個比較重要的問題。它將直接影響到變速箱的尺寸、變速操縱的方便性以及結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的可能性等。</p><p>　　1．滑移齒輪的軸向布置</p><p>　　變速組中的滑移齒輪最好布置在主動軸上，因其轉(zhuǎn)速一般比被動軸的轉(zhuǎn)速高，因此，可使滑移齒輪的尺寸小，重量輕，操縱省力；但由于具體結(jié)構(gòu)要求，有時則須將滑移齒輪放在被動軸上。為了變速操

103、縱方便，還可以將兩個相鄰變速組的滑移齒輪放在同一根軸上。</p><p>　　在一個變速組內(nèi)，須注意當(dāng)一對齒輪完全脫開嚙合之后，另一對齒輪才能開始進入嚙合，就是說兩個固定齒輪的間距，應(yīng)大于滑移齒輪的寬度，如圖4-1所示，其間隙Δ為1～4毫米(通常為1～2毫米)。</p><p>　　圖4-1 滑移齒輪軸向布置 圖4-2 雙聯(lián)滑移齒輪軸向排列</p>

104、<p>　　圖4-3 三聯(lián)滑移齒輪軸向排列</p><p>　　2．一個變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列</p><p>　　齒輪在軸向位置的排列，如沒有特殊情況，應(yīng)盡量縮短軸向長度。</p><p>　　滑移齒輪的結(jié)構(gòu)通常有窄式和寬式兩種，一般窄式排列(即滑移齒輪軸向尺寸窄小)所占用的軸向長度較小。圖4-2左圖所示的兩級變速組占用的軸向長度L>4b。其

105、中L為齒輪變速組在軸上所占有的空間長度；b為一個齒輪的齒部寬度。圖4-3左上圖所示的三級變速組占用的軸向長度L>7b。如按圖4-2右圖和圖4-3右上圖所示的寬式排列，則占用的軸向長度較大，以致在相同的負荷條件下，軸徑須加粗，從而使軸上小齒輪的齒數(shù)增加，相應(yīng)使齒數(shù)和及徑向尺寸加大，因此，一般不希望采用寬式排列。</p><p>　　三聯(lián)滑移齒輪的兩種排列方式，必須保證同軸上相鄰兩齒輪的齒數(shù)差大于4，才能使滑移

106、齒輪在越過某個固定齒輪時避免齒頂相碰。若相鄰齒數(shù)差小于4，除了采用增加齒數(shù)和的方法(使相鄰兩齒輪的齒數(shù)差增加，此時徑向尺寸也加大)、或者采用變位齒輪的方法予以解決外，還可采用如圖4-3中圖所示的排列方案，讓滑移齒輪中的最小齒輪越過同定的小齒輪，即最大齒輪與最小齒輪的齒數(shù)差大于4，而其他兩個齒輪的齒數(shù)差允許小些，但這種排列方法的軸向尺寸較大。</p><p><b>　　3．縮小徑向足寸</b>

107、;</p><p>　　為了減小變速箱的尺寸，既要縮短軸向尺寸，又要縮小徑向尺寸，它們之問往往是相互聯(lián)系的。</p><p>　　(1)縮小軸間距離 在強度允許的條件下，盡量選用較小的齒數(shù)和，并使齒輪的降速傳動比大于1/4，以避免采用過大的齒輪。這樣，既縮小了本變速組的軸間距離，又不致妨礙其他變速組軸間距離的減小。</p><p>　　(2)采用軸線相互重合 在

108、相鄰變速組的軸間距離相等的情況下，可將其中兩根軸布置在同一軸線上，則徑向尺寸可縮小很多，而且減少了箱體上孔的排數(shù)，箱體孔的加工工藝性也得到攻善。</p><p>　　(3)合理安排變速箱內(nèi)各軸的位置 在不發(fā)生干涉的條件下，盡可能要緊湊一些。</p><p>　　5．滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　機床主傳動系統(tǒng)中常見的滑移齒輪結(jié)構(gòu)形式有：整體式及裝配式，設(shè)

109、計滑移齒輪結(jié)構(gòu)，一般應(yīng)考慮齒輪的工藝方法。為了保證齒輪的導(dǎo)向性良好，滑移齒輪的輪轂長度不應(yīng)小于(1.2～1.5)d，d為軸的直徑。如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　4.3 軸的空間布置</p><p>　　軸系布置的一般是先確定主軸在變速箱中的位置，再確定傳動主軸的軸以及與主軸上的齒輪有嚙合關(guān)系的軸，再確定電動機

110、軸或輸入軸的位置，最后確定其他各傳動軸的位置。</p><p><b>　　1.主軸 </b></p><p>　　1）垂直方向（高度）</p><p><b>　　2)水平方向</b></p><p>　　----主軸中心在尾架導(dǎo)軌中間，也有稍偏向前導(dǎo)軌的，也有偏向后導(dǎo)軌的，為了降低床身導(dǎo)軌的

111、變形，切削力的方向盡可能在前，后導(dǎo)軌之間， </p><p>　　主軸中心越往后越好，但從便于裝卸工件，減輕勞動強度角度來講，主軸中心越往前越好。一般中型車床取在尾架導(dǎo)軌中央或稍偏后，這樣，即便于操作，又可使切削力均勻地作用于刀架的兩導(dǎo)軌面上，如圖4-5所示。</p><p><b>　　2.Ⅰ軸的位置</b></p><p>　　1）Ⅰ軸上往

112、往裝有摩擦離合器等機構(gòu)，這些部件的位置安排 應(yīng)便于調(diào)整。</p><p>　　2）摩擦離合器工作時，考慮便于冷卻與潤滑，離主軸部件要遠一些，以減少摩擦發(fā)熱對主軸部件熱變形的影響。</p><p>　　3）Ⅰ軸的軸端裝有皮帶輪，而主軸尾架端外伸，布置Ⅰ軸位置時，必須保證兩者不會相互碰撞。</p><p>　　綜合上述，臥式銑床Ⅰ軸一般多安排在變速箱后壁靠近箱蓋處。&l

113、t;/p><p>　　3中間各傳動軸的位置</p><p>　　1)裝有離合器的軸：要便于裝調(diào)，維修和潤滑。</p><p>　　2）裝有制動裝置的軸：布置在靠近箱蓋或 箱壁處。</p><p>　　3）與相關(guān)部件有聯(lián)系的軸：銑床主運動與進給運動間的聯(lián)系是通過變速箱內(nèi)的進給運動輸出軸聯(lián)系，它應(yīng)布置在主軸前下方靠近進給箱處。</p>

114、<p><b>　　4.4 計算轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　為了使傳動件工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，對傳動件進行動力計算。主傳動系統(tǒng)中主軸及傳動件的尺寸，主要是根據(jù)它所傳遞的扭矩大小來決定，扭矩大，結(jié)構(gòu)尺寸就大；扭矩小，則結(jié)構(gòu)尺寸就可縮小。傳動件傳遞扭矩大小與它所傳遞的功率N和轉(zhuǎn)速n兩個因素有關(guān)。按傳遞全部功率時的轉(zhuǎn)速中的最低轉(zhuǎn)速進行計算，即可得出該傳動件需要傳遞的最大扭矩。傳遞全部

115、功率時的最低轉(zhuǎn)速，則稱為該傳動間的計算轉(zhuǎn)速。</p><p>　　1．主軸計算轉(zhuǎn)速的確定</p><p>　　主軸計算轉(zhuǎn)速是主軸傳遞全功率(此時電動機為滿載)時的最低轉(zhuǎn)速，從這一轉(zhuǎn)速起至主軸最高轉(zhuǎn)速間所有轉(zhuǎn)速都能夠傳遞全部功率，而扭矩則隨轉(zhuǎn)速的增加而減少，此為恒功率工作范圍；低于主軸計算轉(zhuǎn)速的各級轉(zhuǎn)速所能傳遞的扭矩與計算轉(zhuǎn)速下的扭矩相等，它是該機床的最大傳遞扭矩(功率則隨轉(zhuǎn)速的降低而減少)

116、，此為恒扭矩工作范圍(圖4-5)。</p><p>　　圖4-5 主傳動功率和扭矩變化圖</p><p>　　本銑床的主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=18，其轉(zhuǎn)速圖見圖3-1，則主軸的計算轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)/分。在轉(zhuǎn)速圖上以黑點表示。</p><p>　　2．傳動軸計算轉(zhuǎn)速的確定</p><p>　　主軸從計算轉(zhuǎn)速起至最高轉(zhuǎn)速間的所有轉(zhuǎn)速都傳遞全部功率，因此，實現(xiàn)上述

117、主軸轉(zhuǎn)速的傳動件的實際工作轉(zhuǎn)速也傳遞全功率，傳動軸的計算轉(zhuǎn)速就是其傳遞全功率時的最低轉(zhuǎn)速。當(dāng)主軸的計算轉(zhuǎn)速確定后，就可以從轉(zhuǎn)速圖上確定傳動軸的計算轉(zhuǎn)速。確定的順序通常是由后往前，即先定出位于傳動鏈后面(靠近主軸)的傳動軸的計算轉(zhuǎn)速，再順次由后往前定出傳動鏈前面的傳動件的計算轉(zhuǎn)速。一般可先找出該傳動軸共有幾級實際工作轉(zhuǎn)速，再找出其中能夠傳遞全功率時的那幾級轉(zhuǎn)速，最后確定能夠傳遞全功率時的最低轉(zhuǎn)速，即為該傳動軸的計算轉(zhuǎn)速。</p>