畢業(yè)論文定稿-臥式雙端面銑床設(shè)計

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原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763目 錄1. 緒 論 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1 銑床的發(fā)展及分類 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.2 銑床的主要結(jié)構(gòu) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31.3 銑床的電力拖動形式和控制要求 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32. 臥式銑床的主要結(jié)構(gòu)及 要求 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52.1 一般臥式銑床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52.2 臥式銑床的主傳動系統(tǒng)組成及要求 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????63. 主傳動系統(tǒng)的運動設(shè)計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83.1 轉(zhuǎn)速圖 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????93.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)與結(jié)構(gòu)式 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????123.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????133.4 帶輪及 V 帶設(shè)計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????173.5 齒輪齒數(shù)的確定 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????193.6 齒輪各項參數(shù)的確定 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????234. 主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????254.1 主傳動系統(tǒng)的布局及變速機構(gòu)的類型 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????254.2 齒輪的布置 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????264.3 軸的空間布置 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????284.4 計算轉(zhuǎn)速 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????294.5 主軸軸徑設(shè)計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????314.6 主傳動系統(tǒng)的開停裝置 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????344.7 主傳動系統(tǒng)的制動裝置 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????355. 傳動系統(tǒng)的潤滑 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????365.1 潤滑系統(tǒng)的要求 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????365.2 潤滑劑的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????365.3 潤滑方式 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????376. 參考文獻 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????39原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 1 頁1. 緒 論1.1 銑床的發(fā)展及分類銑床主要用銑刀在工件上加工各種表面的機床。通常銑刀旋轉(zhuǎn)運動為主運動，工件和銑刀的移動為進給運動。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。銑床是一種用途廣泛的機床，在銑床上可以加工平面（水平面、垂直面）、溝槽（鍵槽、T 形槽、燕尾槽等）、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪、螺旋形表面（螺紋、螺旋槽）及各種曲面 [1]。此外，還可用于對回轉(zhuǎn)體表面、內(nèi)孔加工及進行切斷工作等。銑床在工作時，工件裝在工作臺上或分度頭等附件上，銑刀旋轉(zhuǎn)為主運動，輔以工作臺或銑頭的進給運動，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刀斷續(xù)切削，因而銑床的生產(chǎn)率較高。簡單來說，銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床最早由美國人 E.惠特尼于 1818 年創(chuàng)制的臥式銑床。為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人 J.R.布朗于 1862年創(chuàng)制了第一臺萬能銑床，是為升降臺銑床的雛形。1884 年前后出現(xiàn)了龍門銑床 20 世紀(jì) 20 年代出現(xiàn)了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進給-快速” 或“快速-進給”的自動轉(zhuǎn)換。1950 年后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是 70 年代后微處理機的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率 [2]。隨著機械化進程不斷加劇，數(shù)控編程開始廣泛應(yīng)用與于機床類操作，極大的釋放了勞動力。數(shù)控編程銑床將逐步取代現(xiàn)在的人工操作。對員工要求也會越來越高，當(dāng)然帶來的效率也會越來越高。一、按布局形式和適用范圍加以區(qū)分；升降臺銑床：有萬能式、臥式和立式等，主要用于加工中小型零件，應(yīng)用最廣。龍門銑床：包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床，均用于加工大型零件。單柱銑床和單臂銑床：前者的水平銑頭可沿立柱導(dǎo)軌移動，工作臺作縱向進給；后者的立銑頭可沿懸臂導(dǎo)軌水平移動，懸臂也可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整高度。兩者均用于加工大型零件。工作臺不升降銑床：有矩形工作臺式和圓工作臺式兩種，是介于升降臺銑床和龍門銑床之間的一種中等規(guī)格的銑床。其垂直方向的運動由銑頭在立柱上升降來完成。儀表銑床：一種小型的升降臺銑床，用于加工儀原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 2 頁器儀表和其他小型零件。工具銑床：用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬能角度工作臺和插頭等多種附件，還可進行鉆削、鏜削和插削等加工。其他銑床：如鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等，是為加工相應(yīng)的工件而制造的專用銑床。按控制方式，銑床又分為仿形銑床（見仿形機床）、程序控制銑床和數(shù)字控制銑床（見數(shù)字控制機床) [3]。二、按結(jié)構(gòu)分；銑床又分為；臺式銑床：小型的用于銑削儀器、儀表等小型零件的銑床。懸臂式銑床：銑頭裝在懸臂上的銑床，床身水平布置，懸臂通?？裳卮采硪粋?cè)立柱導(dǎo)軌作垂直移動，銑頭沿懸臂導(dǎo)軌移動?；硎姐姶玻褐鬏S裝在滑枕上的銑床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍導(dǎo)軌作橫向移動，滑鞍可沿立柱導(dǎo)軌作垂直移動。龍門式銑床：床身水平布置，其兩側(cè)的立柱和連接梁構(gòu)成門架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上，可沿其導(dǎo)軌移動。通常橫梁可沿立柱導(dǎo)軌垂向移動，工作臺可沿床身導(dǎo)軌縱向移動，用于大件加工。平面銑床：用于銑削平面和成型面的銑床，床身水平布置，通常工作臺沿床身導(dǎo)軌縱向移動，主軸可軸向移動。它結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高。仿形銑床：對工件進行仿形加工的銑床 [4]。一般用于加工復(fù)雜形狀工件。升降臺銑床：具有可沿床身導(dǎo)軌垂直移動的升降臺的銑床，通常安裝在升降臺上的工作臺和滑鞍可分別作縱向、橫向移動。搖臂銑床：搖臂裝在床身頂部，銑頭裝在搖臂一端，搖臂可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)和移動，銑頭能在搖臂的端面上回轉(zhuǎn)一定角度的銑床。床身式銑床：工作臺不能升降，可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動，銑頭或立柱可作垂直移動的銑床。專用銑床：例如工具銑床：用于銑削工具模具的銑床，加工精度高，加工形狀復(fù)雜。三、按控制方式分 ；銑床又可分為仿形銑床、程序控制銑床和數(shù)控銑床等。銑床作為機械加工的通用設(shè)備在內(nèi)燃機配件的生產(chǎn)中一直起著不可替代的作用。自動銑床具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護方便，運轉(zhuǎn)費用低的特點，已成為現(xiàn)代生產(chǎn)中的主要設(shè)備。自動銑床控制系統(tǒng)的設(shè)計是一個很傳統(tǒng)的課題，現(xiàn)在隨著各種先進精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，銑床控制的設(shè)計方案也越來越先進，越來越趨于完美。在我國 70～80年代大多數(shù)銑床中，大多數(shù)的開關(guān)量控制系統(tǒng)都是采用繼電器控制，也有相當(dāng)一部分輔機系統(tǒng)是采用繼電控制。因此，繼電器本身固有的缺陷,給銑床的安全和經(jīng)濟運行帶來了不利影響,用 PLC 對銑床的繼電器式控制系統(tǒng)進行改造已是大勢所趨。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 3 頁1.2 銑床的主要結(jié)構(gòu)由于銑床的加工范圍較廣，運動形式較多，其結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜。床身固定于底座上，用于安裝和支承銑床的各部件，在床身內(nèi)還裝有主軸部件、主傳動裝置及其變速操縱機構(gòu)等。床身頂部的導(dǎo)軌上裝有懸梁，懸梁上裝有刀桿支架。銑刀則裝在刀桿上，刀桿的一端裝在主軸上，另一端裝在刀桿支架上。刀桿支架可以在懸梁上水平移動，懸梁又可以在床身頂部的水平導(dǎo)軌上水平移動，因此可以適應(yīng)各種不同長度的刀桿。床身的前部有垂直導(dǎo)軌，升降臺可以沿導(dǎo)軌上下移動，升降臺內(nèi)裝有進給運動和快速移動的傳動裝置及其操縱機構(gòu)等。在升降臺的水平導(dǎo)軌上裝有滑座，可以沿導(dǎo)軌作平行于主軸軸線方向的橫向移動；工作臺又經(jīng)過回轉(zhuǎn)盤裝在滑座的水平導(dǎo)軌上，可以沿導(dǎo)軌作垂直于主軸軸線方向的縱向移動。這樣，緊固在工作臺上的工件，通過工作臺、回轉(zhuǎn)盤、滑座和升降臺，可以在相互垂直的三個方向上實現(xiàn)進給或調(diào)整運動。在工作臺與滑座之間的回轉(zhuǎn)盤還可以使工作臺左右轉(zhuǎn)動 45o 角，因此工作臺在水平面上除了可以作橫向和縱向進給外，還可以實現(xiàn)在不同角度的各個方向上的進給，用以銑削螺旋槽。1.3 銑床的電力拖動形式和控制要求銑床的主運動和進給運動各由一臺電動機拖動，這樣銑床的電力拖動系統(tǒng)一般由三臺電動機所組成：主軸電動機、進給電動機和冷卻泵電動機。主軸電動機通過主軸變速箱驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，并由齒輪變速箱變速，以適應(yīng)銑削工藝對轉(zhuǎn)速的要求，電動機則不需要調(diào)速。由于銑削分為順銑和逆銑兩種加工方式，分別使用順銑刀和逆銑刀，所以要求主軸電動機能夠正反轉(zhuǎn)，但只要求預(yù)先選定主軸電動機的轉(zhuǎn)向，在加工過程中則不需要主軸反轉(zhuǎn) [6]。又由于銑削是多刃不連續(xù)的切削，負載不穩(wěn)定，所以主軸上裝有飛輪，以提高主軸旋轉(zhuǎn)的均勻性，消除銑削加工時產(chǎn)生的振動，這樣主軸傳動系統(tǒng)的慣性較大，因此還要求主軸電動機在停機時有電氣制動。進給電動機作為工作臺進給運動及快速移動的動力，也要求能夠正反轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)三個方向的正反向進給運動；通過進給變速箱，可獲得不同的進給速度。為了使主軸和進給傳動系統(tǒng)在變速時齒輪能夠順利地嚙合，要求主軸電動機和進給電動機在變速時能夠稍微轉(zhuǎn)動一下（稱為變速沖動） 。三臺電動機之間還要求有聯(lián)鎖控制，即在主軸電動機起動之后另兩臺電動機才能起動運行。由此，銑床對電力拖動及其控制有以下要求：銑床的主運動由一臺籠型異步電動機拖動，直接起動，能夠正反轉(zhuǎn)，并設(shè)有電氣原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 4 頁制動環(huán)節(jié)，能進行變速沖動。工作臺的進給運動和快速移動均由同一臺籠型異步電動機拖動，直接起動，能夠正反轉(zhuǎn)，也要求有變速沖動環(huán)節(jié)。冷卻泵電動機只要求單向旋轉(zhuǎn)。三臺電動機之間有聯(lián)鎖控制，即主軸電動機起動之后，才能對其余兩臺電動機進行控制。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 5 頁2．臥式銑床的主要結(jié)構(gòu)與要求2.1 一般臥式銑床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式X62W型臥式銑床的外形結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，它主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板、升降臺、底座等幾部分組成。在床身的前面有垂直導(dǎo)軌，升降臺可沿著它上下移動。在升降臺上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可在平行主軸軸線方向移動（前后移動）的溜板。溜板上部有可轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)盤，工作臺就在溜板上部回轉(zhuǎn)盤上的導(dǎo)軌上作垂直于主軸軸線方向移動（左右移動） 。工作臺上有T形槽用來固定工件。這樣，安裝在工作臺上的工件可以在三個坐標(biāo)上的六個方向調(diào)整位置或進給。銑床主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動是主運動；銑床工作臺的前后（橫向） 、左右（縱向）和上下（垂直）6 個方向的運動是進給運動；銑床其他的運動，如工作臺的旋轉(zhuǎn)運動、在各個方向的快速移動則屬于輔助運動。1—床身（立柱） 2—主軸 3—刀桿 4—懸梁 5—支架 6—工作臺7—回轉(zhuǎn)盤 8—橫溜板 9—升降臺 10—底座圖2-1 銑床外部結(jié)構(gòu)圖原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 6 頁2.2 臥式銑床的主傳動系統(tǒng)組成及要求機床的主傳動系統(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。銑床的主傳動裝置和零件全部裝在床身中，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：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 2.變速裝置機床的變速裝置有齒輪變速機構(gòu)，機械無級變速機構(gòu)以及液壓無極變速裝置等，其中最常見的是齒輪變速機構(gòu)。3.主軸組件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。4.開停裝置用來控制機床主運動執(zhí)行部件（主軸）的啟動和停止，通常采用離合器或直接開停電動機。5.制動裝置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。6.換向裝置用來改變機床主運動的方向，對于需要換向的機床，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。7.操縱機構(gòu)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。8.潤滑與密封裝置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。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 7 頁9.箱體各機構(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)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。總之，設(shè)計主傳動系統(tǒng)時，一般應(yīng)滿足下面的幾項要求：（1）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。（2）主電動機和全部機構(gòu)要能傳遞足夠的功率和扭矩，并具有較高的傳動效率。（3）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。（4）操縱要輕便靈活、迅速、安全可靠，并便于調(diào)整和維修。（5）結(jié)構(gòu)簡單、潤滑與密封良好，便于加工和裝配，成本低。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 8 頁3 主傳動系統(tǒng)的運動設(shè)計主傳動系統(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。 1．主軸轉(zhuǎn)速的確定主運動為旋轉(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：（2.3）10vd??(/mi)r2. 主軸最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速的確定對于數(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：（2.4）maxaxin10vd??(2.5)iinmax式中 ——主軸的最高、最低轉(zhuǎn) ；maxin、 (/in)r——最高、最低的切削速度（ ） ；iv、——相應(yīng)最大、最小計算轉(zhuǎn)徑(mm)；axind、3．主軸的變速范圍 R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： nRmaxin?即 axmin501R原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 9 頁4.電機的選擇堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩電動機型號額定功率/kW滿載轉(zhuǎn)速/(r/min) 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/kgY132M-4 7.5 1440 2.2 2.3 813.1 轉(zhuǎn)速圖分析研究傳動系統(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。1.轉(zhuǎn)速圖的概念圖 3-1 是主傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖。主軸轉(zhuǎn)速范圍為 50—500 轉(zhuǎn)/ 分，公比 1.58??圖 3-1 主傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖轉(zhuǎn)速級數(shù) Z=6，電動機轉(zhuǎn)速 n0 的 1440 轉(zhuǎn)/分，從轉(zhuǎn)速圖上可以看出：（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 與傳動系統(tǒng)圖上各傳動軸相對應(yīng)，其中 IV 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原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 10 頁不表示各軸的中心距相等，其目的是在于圖畫清晰。（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 6 種轉(zhuǎn)速：50、80、…、500 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：1.58??， ，…，21n??321zn???兩邊取對數(shù)，得： 1lglg?32n?…………………1lglgzz??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lg?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。21n??（3）轉(zhuǎn)速圖上相鄰兩軸間對應(yīng)轉(zhuǎn)速的連線，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 軸間采用 V 帶傳動，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 2 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，28014i???即 ，故連線向下斜 1 格； ，故連線向下斜 2 格；76.52235189.8???，故連線向下斜 3 格；III-IV 軸間有一對齒輪傳動，即 ,向下斜32194??? 3184???三格； ,水平。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三格、5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，原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 11 頁在轉(zhuǎn)速圖上兩軸之間相互平行的連線是代表同一傳動副。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。2.轉(zhuǎn)速圖的基本原理由圖 3-1 可以看出，銑床主軸的 6 級轉(zhuǎn)速是通過兩個變速組傳動得到的。各變速組的傳動副數(shù)分別為 3、2，即主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)為 Z=3×2=6。其中 II-III 軸間的一對齒輪傳動 起降速作用，使 III 軸得到一種固定的轉(zhuǎn)速，稱為定比傳動；III 軸到 IV 軸4876（主軸）之間由有一個變速組并聯(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 6 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)中的兩個變速組按傳遞的順序分別為變速組 a、b。（1）第一變速組（a ）有三對齒輪傳動副，其傳動比為 114876.5ai???2239.ai3351.8ai???則： 212323:::aii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。通常將變速組的相鄰傳動比之比稱為級比，而組內(nèi)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xaaii2321::?中的 ，稱為變速組的級比指數(shù)為 1。10?（2）第二變速組（變速組 b）有兩對齒輪傳動副，其傳動比為原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 12 頁132184ci??25ci3123::1ci??這說明該變速組兩個傳動比之間相距為 3 格，即相差為 倍，因此通過它變速后，3?在 IV 軸 (主軸 )上可以得到 3×2=6 種連續(xù)的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速，即從 III 軸上的 3 種轉(zhuǎn)速，再擴大為 IV 軸上的 6 種轉(zhuǎn)速。這個在基本組和第一擴大組基礎(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 3 格，若進一步擴大轉(zhuǎn)速范圍，使 IV 軸得到 6 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 3 格，即相差倍，3?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)。3.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)與結(jié)構(gòu)式結(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： 1362??，式中，6 表示變速級數(shù)；3、2 分別表示各變速組的傳動副數(shù)；腳標(biāo)中 1、3 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)。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=3×2=6 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=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。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 13 頁3.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定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。(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 6 級轉(zhuǎn)速的傳動系統(tǒng)有下列兩種可能實現(xiàn)的方案；1)6=3×2 2)6=2×3首先應(yīng)該確定，若使主軸得到 6 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，根據(jù)機床性能2p?的要求，一般主軸的最低轉(zhuǎn)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 6 級轉(zhuǎn)速的傳動系統(tǒng)，應(yīng)采用由兩個變速組所組成的方案，即選擇上述第 l)～2) 種方案。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： 974 ()NMn?A公 斤 力 米式中：M——傳動件傳遞的功率(千瓦)；N——傳動件的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)／分)。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，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，abcmpp???上述實例中兩種方案應(yīng)選用第 1)種，即選用 6=3×2 的方案。(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，還可有許多方案，例如 6=3×2，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： 1362?A原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 14 頁一般情況下，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。(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，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min14?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ax2?max2.5i?最大變速范圍為： 。~.5810/4r?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圍合乎要求，其他變速組也就不會超出上述允許值?，F(xiàn)以 Z=6, =1.58 為例，進行驗算：?1) ，其最后擴大組的變速范圍：1362??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)。(2)合理分配傳動比的數(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：1)各傳動副的傳動比應(yīng)盡可能不超出極限傳動比 和 。minax2)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 miniminabc??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。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 15 頁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Ei???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)。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。2.擬定轉(zhuǎn)速圖的步驟下面具體說明轉(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，6 級轉(zhuǎn)速需要兩個變速組。(1)臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速范圍為 50～500 轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)速級數(shù) Z=6，公比 ，電動1.58??機的轉(zhuǎn)速 n=1440 轉(zhuǎn)/分。大致的步驟如下：根據(jù) 往往是 ， 確定 ，?1lg???nRz6z?12?2?取 ， ，則：211,50n121.58,.5??寫出基型的結(jié)構(gòu)式 136??(2)定公比 1.58?轉(zhuǎn)速數(shù)列為：50、80、125、200、315、500。(3)確定基本組和擴大組。該銑床主傳動系統(tǒng)應(yīng)有兩個變速組，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，10?x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)。3(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501429i??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14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，因為只要改變這原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 16 頁對降速齒輪傳動比，在其他兩個變速組不變的情況下，就可以將主軸的 6 種轉(zhuǎn)速同時提高或降低，以滿足用戶的不同需要。(5)分配降速比 前面已確定，6=3×2 共需兩個變速組，并在 I-II 軸間增加一對降速傳動齒輪，因此，轉(zhuǎn)速圖上有四根傳動軸，如圖 3-2 所示。畫四根距離相等的豎直線(I 、II、III、IV) 代表四根軸；畫 6 根距離相等的水平線代表 6 級轉(zhuǎn)速，這樣便形成了轉(zhuǎn)速圖格線。1)在主軸 Ⅴ上標(biāo)出 6 級轉(zhuǎn)速：50～500 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 6 格，即代表總降014n?速傳功比 。6i??總2)決定 III、IV 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)三格141.58??31.584?( )，在 III 軸上找出 D 點，DE 線邱為 III-IV 軸間變速組 (第二擴大組) 的降速傳動3lg?比。(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01x?上各相距一格，從 C 點向上每隔一格取 C1、C 2 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，1?23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1?x別為， ， 。3?(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 II-III 軸間的傳動線時，應(yīng)從 C1、C 2 兩點分別畫 CD、CD 1、CD 2的平行線，使 III 軸得到 3 種轉(zhuǎn)速。同理，畫 III-IV 軸間的傳動線時，應(yīng)畫 2 條與 DE1的平行線，2 條與 DE1 的平行線，使主軸得到 6 種轉(zhuǎn)速。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 17 頁3.4 帶輪及 V 帶設(shè)計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、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。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； 由于用途不同又有一般工業(yè)用和汽車用之分?？繃Ш蟼鲃?，承載層保證帶齒齒距不變， 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。已知電機額定功率 P=7.5kw，轉(zhuǎn)速 n=1440 轉(zhuǎn)/分，傳動比 ，機床按每1.58i???天工作 12 小時計。1．確定計算功率 選取 V 帶類型cP查機械設(shè)計手冊，得工作情況系數(shù) KA=1.2則有： 1.2759CAKkw???根據(jù) ，n=1440r/min，選擇 B 型普通 V 帶。9Pkw2．確定帶輪基準(zhǔn)直徑由機械設(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1min25d?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130dm?249.d取 。250d?原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 18 頁3．驗算帶的速度 1130149.7/606dnVms????速度在 之間，所以速度合適。5/~2/.ms4．確定普通 V 帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距由 ，0(.7)1305)26~70am???初步確定中心距： ，a計算帶的初選長度： 210120()2()453 =536.8ddLam???????由基準(zhǔn)長度選： 10dL?則實際中心距： 16035522da m?????則： min.4.480dL??ax030316即中心距的可調(diào)整范圍為： 4852a?5．驗算主動輪上的包角 1?21()1603807.357.16.4da????????? ??所以，主動輪上包角大于 120o，合適。6．計算 V 帶根數(shù) z 0[]()CCLPK????由 B 型普通 V 帶，n=1440 r/min， ，通過查機械設(shè)計手冊可得160dm?；由 查出 ；由 ，查出 。03.6Pkw?1.58i?0.31Pkw?7.2?0.92LK?則： 0 9.5()(.6)0.8CLzK?????原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 19 頁?。?根3z?7．計算拉力 F0 2.5(1)CPqvvzK????由已知數(shù)據(jù)查得： 0.7/qkgm所以有： 292.55(1)0.79081.638FN??????8．計算作用在軸上的壓力 FQ10 6.42sinsin13.2Qz??3.5 齒輪齒數(shù)的確定擬定轉(zhuǎn)速圖后，可根據(jù)各傳動副的傳動比確定齒輪齒數(shù)。1．確定齒輪齒數(shù)時應(yīng)注意(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。(2)齒數(shù)和盡可能要小，但應(yīng)考慮以下幾點：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 min18~20Z?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min12DT??根圓直徑 ，代入上式可得：minin1(2.5)2DZ??min26.5TZ?式中： ——齒輪的最小齒數(shù)；im——齒輪的模數(shù)；T——鍵槽至齒輪軸線的高度原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 20 頁圖 3-4 齒輪的壁厚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 。10()%???2．變速組內(nèi)模數(shù)相同時齒輪齒數(shù)的確定確定齒輪齒數(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。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?？闪谐觯? （3-1）'/jjZi?（3-2）'jjZS?式中： 、 ——分別為任一齒輪副的主動與被動齒輪的齒數(shù)；jZ'j——任意齒輪副的傳動比；ji——各齒輪副的齒數(shù)和。ZS由式 3-1 和 3-2 可得：原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 21 頁(3-3)zjjzjjSiZi??1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)。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ZS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，然后按各齒輪副的傳動比，minZ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ZS配齒數(shù)。（1）第一變速組內(nèi)的三對齒輪其傳動比為：； ； ； 48176.5ai???2235189.ai???332519.8ai???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1ai min5Z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)。52Z?6924zS?傳動比為 的齒輪副：2ai；35Z?489傳動比為 的齒輪副：1ai；1276（2）第二變速組內(nèi)的一對齒輪其傳動比為：； ； 15bi?2310.58.8bi ???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1bi min9Z?取 ，則 ，齒數(shù)和 。然后，由式 3-2 確定另一對齒輪副的齒數(shù)。92Z?10 0zS?原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 22 頁傳動比為 的齒輪副：1bi；75Z?8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，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ZS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。3．變速組內(nèi)模數(shù)不同時齒輪齒數(shù)的確定設(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1'Z2'數(shù)和為 和 ，如果不采用變位齒輪，因各齒輪副的中心距 A 必須相等，可寫出：1ZS2 '111()22ZAmZS???'所以： (3-4)12ZS由式 3-4 可得： (3-5)21Zem?設(shè) 21SKe可得： (3-6)21ZS?式中： 、 ——無公因數(shù)的整致；1e2——整數(shù)。K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 3-6 計算各齒輪1m2 1e2K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)。ZS原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 23 頁如果不能滿足轉(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。4．三聯(lián)滑移齒輪之間的齒數(shù)若變速組采用三聯(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2Z'3Z2Z'3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2Z'3輪的齒數(shù) ，只要使 和 不相碰，則 必能順利通過。21?2'31若齒輪齒數(shù) ，且采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪必須保證：Z'231()()mZA??因為 '3A?代入上式可得： 24Z??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。2Z'33.6 齒輪各項參數(shù)的確定由上述條件可知個齒輪齒數(shù)如下：， ， ， ， ， ， ， ，148Z?27635Z?48952Z?6975Z?892Z?， 01．齒輪參數(shù)計算Z1：分度圓直徑： ；124896dmz??齒頂圓直徑： ；()5021aah???原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 24 頁齒根圓直徑： ；12(.5)4.291ffdhzm????Z2：分度圓直徑： ；2761?齒頂圓直徑： ；()856aaz?齒根圓直徑： ；22.73.214ffdhm????Z3：分度圓直徑： ；350mz?齒頂圓直徑： ；()aa?齒根圓直徑： ；32.32.56ffdhzm????Z4：分度圓直徑： ；48917?齒頂圓直徑： ；()18aaz?齒根圓直徑： ；42.56.273ffdhm????Z5：分度圓直徑： ；50z?齒頂圓直徑： ；()4aa?齒根圓直徑： ；52.52.5ffdhzm????Z6：分度圓直徑： ；6918?齒頂圓直徑： ；()0aaz?齒根圓直徑： ；62.596.213ffdhm????Z7：分度圓直徑： 71z?齒頂圓直徑： ()74aa?齒根圓直徑： 72.52.105ffdhzm????Z8 和 Z7 各參數(shù)相同 Z9：分度圓直徑： ；94mz?齒頂圓直徑： ；2()248aadh????原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載第 25 頁齒根圓直徑： ；92(.5)19.23ffdhzm????Z10：分度圓直徑： ；10876?齒頂圓直徑： ； ()08aaz?齒根圓直徑： 102.5.217ffdhm????2．兩齒輪相互嚙合是中心距（軸間距）的計算由同一變速組內(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