傳動設計

1、傳動設計,,傳動設計,設計外聯(lián)傳動鏈時主要考慮保證要求的速度(或轉速)和傳遞的功率；設計內聯(lián)傳動鏈時主要考慮保證傳動精度。,第一節(jié) 分級變速的（外聯(lián)）傳動鏈設計,一、分級變速機構的轉速圖和結構網 1．轉速圖,傳動系統(tǒng)圖分析,例：圖中主軸轉速共12級：φ=1.41。傳動系統(tǒng)內共五根軸：電動機軸、軸I至Ⅳ。軸I-Ⅱ之間為傳動組a；Ⅱ-Ⅲ之間為傳動組b；Ⅲ-Ⅳ之間為傳動組c。,轉速圖組成,傳動軸格線：距離相等的一組豎線代表各軸。

2、軸號寫在上面。 轉速格線：距離相等的一組水平線代表各級轉速。轉速點：與各豎線的交點代表各軸的轉速。 傳動線：各軸之間連線的傾斜方式代表傳動副的傳動比。連線中的平行線代表同一傳動比。,轉速圖作用,表示主軸上各級轉速的傳動路線。表示傳動(變速)組的個數(shù)，傳動付數(shù)，及傳動比的大小。表示各傳動軸上所具有的轉速級數(shù)及轉速大小。,轉速圖中相鄰兩水平線間的間隔為lgφ,分級變速機構的轉速是按等比級數(shù)排列的，若轉速分別為n1、n2…nz，則有

3、兩邊取對數(shù)，得：lgn2-lgn1=lgn3-lgn2=……＝lgnz-lgnz-1=lgφ 因此，將轉速圖上的豎直線坐標取為對數(shù)坐標時，代表各級轉速的水平線的間距相等，為lgφ。為簡便，省略了對數(shù)符號，而直接寫出轉速值。,,轉速圖分析,電動機軸與軸Ⅰ間的傳動比為是降速傳動，故連線向下傾斜兩格。軸Ⅰ的轉速,轉速圖分析,軸 I-Ⅱ間有傳動組a，其傳動比為I-Ⅱ之間有三條連線，分別為水平、降一格和降兩格。,轉速圖

4、分析,軸Ⅱ-Ⅲ之間有傳動組b，其傳動比為軸Ⅱ的每一轉速都有兩條連線與軸Ⅲ相連，為水平和降三格。軸Ⅲ共得3×2=6種轉速。,轉速圖分析,軸Ⅲ-Ⅳ之間有傳動組c，其傳動比為 表現(xiàn)在轉速圖上為升兩格及降四格。 軸Ⅳ的轉速共為3×2×2=12級。,由上分析可看出，轉速圖可清楚的表示,(1) 主軸各級轉速的傳動路線 。(2) 在主軸得到連續(xù)的等比數(shù)列條件下，所需的傳動組數(shù)和每個傳動組中的傳動副

5、數(shù)。 例中 12=3x2x2,(3) 傳動組的級比指數(shù)。級比：同一傳動組內，相鄰兩傳動比之比 值φx 級比指數(shù)： φx的指數(shù)x。例：傳動組c， 傳動比為xc1= ；xc2= ； 級比φx=φ6，級比指數(shù)=6。圖中三個傳動組的Xa、Xb和Xc的級比指數(shù)分別為1、3、6。,,(4) 基本組和擴大組基本組：級比指數(shù)為1的傳動組。基本組是使主軸轉速為連續(xù)的等比數(shù)列必不可少的

6、傳動組 。,第一擴大組：在基本組的基礎上起第一次擴大的作用的傳動組。（例中傳動組b ）第二擴大組：在基本組、第一擴大組基礎上，進一步擴大轉速范圍的變速組。（例中傳動組c ）如果還有更多的傳動組，則依次類推。,按擴大順序，后一傳動組的級比指數(shù)等于前一傳動組的級比指數(shù)與傳動副數(shù)之積，即 Xn=Xn-1Pn-1 第一擴大組：Xl=XoPo=Po第二擴大組：X2=XlP1第n擴大組： Xn=Xn-1Pn-1 =

7、 Xn-2Pn-2 Pn-1 = … = Po P1 P2… Pn-2 Pn-1,(5) 各傳動組的變速范圍 ：傳動組中最大與最小傳動比的比值?；窘M 例圖中第一擴大組 例圖中,,,任一擴大組主軸的變速范圍等于各變速組變速范圍的乘積,即 R=R0R1R2·······Rn-1Rn··&

8、#183;··· =φz-1本例中R=φ2φ3φ6 =φ11 = φ12-1,基本形式（常規(guī)）變速系統(tǒng)應滿足的條件,Z=P0P1P2主軸轉速數(shù)列只有一個公比 使機床主軸轉速得到連續(xù)的等比數(shù)列,既無空缺又無重復。,2．結構網和結構式,結構網和結構式是設計轉速圖的一種過渡形式，用作分析比較方案用。結構網：表示傳動比的相對關系而不表示轉速數(shù)值的線圖。結構式：如果在式Z=P0P1P2 …

9、…傳動付的右下角標上該變速組的級比特性指數(shù)，則該式變成了結構式。,12=3l×23×26 12—轉速級數(shù)；3、2、2—各變速組 的傳動副數(shù)； 次序—傳動順序 。下標1、3、6—變速組 中的級比指數(shù)； 可看出擴大順序。,結構網與結構式表達的內容相同，但結構網更直觀結構式則更簡單。結構網或結構式與轉速圖具有一致的變速特性。,二、主運動鏈轉速圖的擬定,擬定轉速圖的步驟：確定有幾個傳

10、動組，各傳動組的傳動副數(shù)；擬定結構網(式)；確定是否增加降速定比傳動；合理分配傳動比，擬定轉速圖。,舉例主運動鏈轉速圖的擬定,（前例圖8-1）機床類型：中型車床。Z=12，φ=1.4l，主軸轉速為31.5，45，63，90，125，180，250，355，500，710，1000，1400。電動機轉速nm =1440r/min。,1．傳動組和傳動副數(shù)的確定,傳動組和傳動副數(shù)可能的方案有： 12=4×3 12

11、=3×4 12=3×2×2 12=2×3×2 12=2×2×3 根據(jù)“傳動副數(shù)前多后少”的原則，確定12=3×2×2最佳,2．結構網或結構式各種方案的選擇,可能的六種方案,(1) 傳動副的極限傳動比、傳動組的極限變速范圍,降速傳動時，imin≥1／4。 在升速時， imax≤2 ；斜齒輪imax≤2.5。任一傳動組的最大

12、變速范圍一般為Rmax=imax/imin≤8～10 在檢查傳動組的變速范圍時，只需檢查最后一個擴大組。 Rn= ≤Rmax,,,,a.12＝31×23×26 b. 12＝31×26×23 c. 12＝32×21×26 d. 12＝34×21×22 e. 12＝32×26×21

13、 f. 12＝34×22×21,方案a、b、c、e的第二擴大組x2=6，p2=2，則R2= = =8=Rmax， 是可行的。 方案d、f的第二擴大組，x2=4，p2=3， R2 = = =16>Rmax， 是不可行的。,,,(2) 基本組和擴大組的排列順序,原則是選擇中間傳動軸(本例如軸Ⅱ、Ⅲ

14、)變速范圍最小的方案。方案a的中間傳動軸變速范圍最小，故方案a 12＝31×23×26最佳。如果沒有別的要求，則應盡量使擴大順序與傳動順序一致。（即“前密后疏”：前面?zhèn)鲃咏M的傳動副間靠得緊些，后面的較松散些,即級比指數(shù)“前小后大” ）。,3．確定是否增加降速定比傳動,該機總降速比為 若每一個變速組的最小傳動比均取四分之一，則三個變速組總的降速比可達 看來似乎無須增加

15、降速定比傳動，但是為了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可在O（電機軸）—I軸之間增加一降速定比傳動，用皮帶和齒輪均可，為便于安裝，常用三角皮帶。,,,4．合理分配傳動比，擬定轉速圖,本例所選定的結構式共有三個傳動組，變速機構共需4軸。加上電動機軸共5軸。故轉速圖需5條豎線。主軸共12速，電動機軸轉速與主軸最高轉速相近，故需12條橫線。注明主軸的各級轉速。電動機軸轉速也應在電動機軸上注明。,得出結構式12＝31

16、15;23×26后,分配各傳動組的傳動比并確定中間軸的轉速,一般，降速傳動遵循“前慢后快”原則。,,傳動組c的變速范圍為R2= = =8=Rmax，可知兩個傳動副的傳動比必然是前文敘述的極限值： xc1= ；xc2= ；,,,,,,傳動組b的級比指數(shù)為3，在傳動比極限值的范圍內，軸Ⅱ的轉速最高可為500、710、1000r／min，最低可為180、250、3

17、55r／min。,,為了避免升速，又不使傳動比太小，可取,同理，可確定軸I的轉速為710r／min 。最后，補足各連線，得到轉速圖。,,設計方案是很多的，各有利弊。設計時應權衡得失，根據(jù)具體情況，進行選擇。,轉速圖擬定的設計要點,兩個限制 傳動組中傳動比的限制: imin≥1／4 ， imax≤2 。變速范圍的限制:Rmax=imax/imin≤8。三條原則 傳動組的傳動付數(shù)，按傳動順序“前多后少”。級比指數(shù)，按擴大順序“前

18、小后大”。最小傳動比，按降速順序“前慢后快” 。,四項注意 改善機床性能，降低空載功率，噪聲、振動和發(fā)熱是現(xiàn)代機床設計追求的目標，必須予以充分考慮：傳動鏈要短。轉速和要小。齒輪線速度要小?？辙D件要少。,三、齒輪齒數(shù)的確定,同一變速組內的各對齒輪，因其中心距必須相等，所以當齒輪模數(shù)相同時，齒數(shù)和Sz必然相等。有時為了滿足傳動比的 要求，可以使同一傳動組 內各傳動副的齒數(shù)和不等， 然后采用變位的方法使中

19、 心距相等。但各傳動組的 齒數(shù)和相差不能太多。,1、確定齒輪齒數(shù)時應注意的問題,(1) 齒輪的齒數(shù)和Sz一般≤100~120 ；(2) 最小齒輪不產生根切現(xiàn)象。對標準圓柱齒輪，Zmin≥18~20；(3) 齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽的壁厚a≥2m ； 因 ，齒根圓直徑df=m(Z-2.5)，得,,,,(4) 兩軸中心距要取得適當 ；(5) 實際傳動比與理論傳動比允許有誤

20、差，但不能過大。 分配齒數(shù)所造成的轉速誤差 ≤±10（φ-1）%,2、變速組內模數(shù)相同時齒輪齒數(shù)的確定,（1）計算法例：傳動組a的傳動比如圖。① ia1的降速比最大，最小齒輪一定在該對齒輪中，Zmin= Za1。根據(jù)結構情況取Za1=24，則 ；齒數(shù)和,,,,,,② 根據(jù)Z/Z’=

21、i，Z+Z’=Sz兩式，得齒數(shù)計算公式，求出其余兩齒輪副的齒數(shù)：Za2=30，Z’a2=42；Za3=36，Z’a3=36。,（2）查表法,注意事項：轉速圖上各齒輪付的傳動比應是標準公比的整數(shù)次方，且同一變速組內模數(shù)應相等。應按各傳動比分母的數(shù)值查表。根據(jù)最小傳動比確定Zmin， Szmin， 并應使 Szmin滿足所有傳動比的要求。,例：傳動組a，ia1=1/2，ia2=1/1.41，ia3=1。查i為2，1.4和1的三

22、行。有數(shù)字的即為可能方案。結果如下ia1=1/2：Sz = …，60，63，66，69，72，75，…ia2=1/1.41： Sz = …，60，63，65，67，68，70，72，73，75，…ia3=1 ： Sz = …，60，62，64，66，68，70，72，74，…從以上三行中可以挑出， Sz =60和72是共同適用的。如取Sz =72，則從表中查出小齒輪齒數(shù)分別為36、30、24。即ia1=24／48，ia2=30

23、／42，ia3=36／36。,（3）最小公倍數(shù)法,步驟與方法： ① 把傳動比化成分子分母為整數(shù)的分數(shù)： Φ=1.26 : 1/φ=4/5, 1/φ2=7/11, 1/φ3=1/2, 1/φ4=2/5 Φ=1.41: 1/φ=5/7, 1/φ2=1/2, 1/φ3=5/14, 1/φ4=1/4② 求各傳動比分子與分母之和的最小公倍數(shù)k③確定各齒輪付的齒數(shù)和④確定傳動付齒輪齒數(shù),,,例：傳動組a的傳動比如圖。,ia1=1/2

24、： 1+2=3ia2=1/1.41： 5+7=12 ia3=1/1 ： 1+1=2最小公倍數(shù)k=12E取5 Sz =5×12=60小齒輪齒數(shù)為20E取6 Sz =6×12=72小齒輪齒數(shù)為24ia1=24／48，ia2=30／42，ia3=36／36。E取＞8 Sz ＞8×12=96,3、采用三聯(lián)滑移齒輪時，還應檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關系,三聯(lián)滑移齒輪的最大

25、和次大齒輪之間的齒數(shù)差，應大于或等于4。因得 Z1—Z2≥4 如等于4，則可 使次大輪的齒 頂圓減小一點。,,,Z=18 φ=1.26 18=31x33x29,,四、幾種特殊的傳動方案1、擴大變速范圍的方法,傳動鏈中最后一個擴大組如果由兩個傳動副組成，主軸轉速級數(shù)為Z，則最后一個擴大組的變速范圍R=φz/2。由于極限傳動比的限制，R≤8=1.416=1.269。所以當φ=1.41時，Z=12；φ=1.26時

26、，Z=18。傳動鏈的變速范圍R主軸=φz-1，當φ=1.41時，最大的R主軸=1.4111≈45；φ=1.26時，R主軸=1.2617≈50。這樣的變速范圍不能滿足通用機床的要求。(臥式車床140～200 ),為什么最后擴大組的傳動付數(shù)總是為2？,這是因為最后擴大組的傳動付數(shù)目Pn=2的轉速范圍遠比Pn =3時大。當Pn =3時,,(1) 增加一個傳動組,在原來的傳動組后面用串聯(lián)的方式增加一個傳動組，可擴大變速范圍，但由于極限傳動比

27、的限制，將會產生一些轉速重復。,,,例：φ=1.41時，12=31×23×26。若需擴大其變速范圍和轉速級數(shù)時，可增加一個變速組，其傳動副為2，作為最后一個擴大組，結構式為24=31×23×26×212 ， 最后擴大組R3= =1.4112=64，已大大超出極限值（Rmax=8~10）的范圍，是不允許的，須將它的變速范圍縮小到許用的極限值，即R3=1.416=

28、8。,,6級轉速重復，級數(shù)Z=3×2×2×2-6=18 因此，結構式為18=31×23×26×2（12-6）此時主軸的變速范圍為R=R0R1R2R3=φ2φ3φ6φ6=362,(2) 采用背輪機構,可合上離合器直接傳動。 imax=1 也可如圖示經Z1/Z2、Z3/Z4傳動。 imin= × =,,,,采用背輪機構的特點,變速范圍大。

29、 Rmax=imax/imin=16傳動性能好。 高速傳動鏈短，降低了空載功率，噪聲、振動和發(fā)熱。結構緊湊工藝性好。 背輪機構雖屬三軸變速組，但只占兩排軸孔的位置 。 使用場合：分離傳動式的主傳動系統(tǒng)。 如c616 CM6132 主軸箱。,,采用背輪機構應避免“超速現(xiàn)象”,為避免“超速現(xiàn)象”使Z3脫開，即Z4應為滑移齒輪（軸Ⅱ經Z1/Z2是降速），不能選Z1為滑移齒輪（軸Ⅱ經Z4/Z3是升速）。,

30、(3) 采用分支傳動,分支傳動是由若干變速組串聯(lián)、再增加并聯(lián)分支的傳動形式。優(yōu)點是：既可擴大變速范圍，又能縮短高速傳動鏈，從而提高了傳動效率。,分支傳動舉例,CA6140型普通車床的主傳動系統(tǒng)采用了低速分支和高速分支傳動。,CA6140主傳動系統(tǒng)的低速、高速分支傳動,低速分支得到10~500轉/分的18級低速轉速，結構式18=21×32×26×2(12-6）高速分支得到450～1400轉／分的6級高轉

31、速，結構式6=21×32所以主軸轉速級數(shù)z=24，變速范圍R主軸=1400/10=140。,2、多速電機變速,電變速組：多速電動機相當于具有兩個或三個傳動副的電變速組。,,常用的雙速、三速電動機的同步轉速為1500/3000、750/1500、750/1500/3000轉/分，傳動比φ電=2；此時傳動系統(tǒng)的公比φ應是2的整數(shù)次方根，常用1.26、1.41。,,φ電=2=1.263=1.412，故電變速組為第一擴大組。當φ=

32、1.26，基本組的傳動副數(shù)為3； φ=1.41，基本組的傳動副數(shù)為2。,多速電機變速舉例,C7620多刀半自動車床傳動系統(tǒng)，φ=1.41，φ電=2，結構式Z=8=22×21×24。,3、掛輪變速組,掛輪（交換齒輪）變速的特點是：結構簡單，不需要操縱機構，軸向尺寸小，變速箱結構緊湊，主動齒輪與被動齒輪可以倒置使用。與滑動齒輪相比，用的齒輪數(shù)量少。但更換時費時費力。,掛輪變速組 舉例,CA7620液壓多刀半自動車

33、床，Ⅱ—Ⅲ軸間的雙聯(lián)滑移齒輪變速組是基本組，用于加工過程中的變速，Ⅰ—Ⅱ軸間的一對交換齒輪變速組是第一擴大組，用于每批工件在加工前的變速調整。,4、混合公比,混合公比：整個主軸轉速數(shù)列采用幾個公比。一個變速系統(tǒng)有兩個公比已能滿足要求，更多的公比沒有實用意義。在變速范圍已定的情況下，可以減少轉速級數(shù)，從而使結構簡化；另一方面為了滿足機床的實際需要，使得常用轉速排得密，不常用的排得稀，既能擴大變大變速范圍，又不使傳動機構復雜。,例：Z3

34、040搖臂鉆床的主傳動系統(tǒng)。中間各級轉速的公比為φ1=1.26，兩端的公比則為φ2=φ12=1.262 =1.58。,5、公用齒輪,公用齒輪：既是前一個變速組的被動齒輪，又是后一個變速組的主動齒輪的齒輪 。優(yōu)缺點：減少齒輪個數(shù)，縮短軸向尺寸，容易磨損，材料要好。公用齒輪應在前一個變速組傳動比較小，后一個變速組傳動比較大的傳動付中。,第二節(jié) 計算轉速,設計中應對傳動件進行強度核算，涉及到零件的功率和轉速。變速傳動件應該根據(jù)

35、哪一個轉速進行動力計算，就是本節(jié)所要討論的問題——計算轉速。,,圖中轉速是恒定的有：軸I、皮帶傳動副、傳動組a中各齒輪；轉速是變化的有：其余各軸、各傳動組的齒輪。,一、機床的功率轉矩特性,1、直線運動 直線運動的執(zhí)行器官（包括主運動或進給運動）的切削速度對切削力影響不大。可以認為不論在什么速度下，都有可能承受最大切削力。因此，就認為拖動直線運動執(zhí)行器官的傳動件在任意轉速下都是恒轉矩的。,2、旋轉運動,主軸的功率或轉矩特性：

36、主軸所傳遞的功率或轉矩與轉速之間的關系。Ⅰ區(qū)是恒功率的。n TⅡ區(qū)是恒轉矩的。n P主軸(零件)的計算轉速： 主軸(零件)能傳遞全功率的 最低轉速（nj）。,,,,,例：普通車床Z=12, φ=1.41，電機額定功率為PE ，當計算轉速nj = n4 ，輸出的扭矩為Mn。求：n8時的扭矩為多少？ n2時的功率為多少？,,二、機床主要傳動件計算轉速的確定,主軸計算轉速的確定：按表8—2列出的各類機床主軸計算轉

37、速的統(tǒng)計公式。傳動件的計算轉速的確定：主軸的計算轉速確定后，就可以從轉速圖上得出各傳動件的計算轉速。,計算轉速的確定 舉例,確定臥式車床的主軸、各傳動軸、齒輪的計算轉速。 (1) 主軸的計算轉速根據(jù)經驗統(tǒng)計公式，中型車床主軸的計算轉速是從最低轉速算起，第一個三分之一轉速范圍內的最高一級轉速，即為n4＝90r/min,(2) 各傳動軸、齒輪的計算轉速,各傳動軸、齒輪的計算轉速，根據(jù)轉速圖，由后往前推。

38、因強度是按小齒輪計算的，所以找出齒輪副中小齒輪的計算轉速即可。,各傳動軸的計算轉速,軸Ⅲ的計算轉速為125r／min。軸Ⅱ的計算轉速為355r/min。,各齒輪的計算轉速,傳動組c中，z=18的齒輪，nj=355r／min；z=30，nj=250。 同時計算兩個齒輪的應力，選擇模數(shù)較大的作為傳動組c齒輪的模數(shù)。傳動組b中， z=22，nj=355。傳動組a中， z=24，nj=710。,第三節(jié) 無級變速傳動鏈

39、設計,數(shù)控機床和重型機床，廣泛地采用無級變速。優(yōu)點：可以獲得最有利的切削速度,無生產率損失；可在運轉中變速；結構簡單。機床上常用的無級變速機構:,一、直流調速電動機,從額定轉速nd向上至最高轉速nmax，是用調磁法來調速的，屬于恒功率；從額定轉速nd向下至最低 轉速nmin，是用調壓法來 調速的，屬恒轉矩。,二、交流調速電動機,靠調節(jié)供電頻率的辦法調速。 額定轉速nd向上至最高轉速nmax為恒功率。額定轉速nd至

40、最低轉速nmin為恒轉矩。交流調速電動機沒有電刷，能達到的最高轉速比同功率的直流電動機高，磨損和故障也少。在中、小功率領域已占優(yōu)勢。,三、伺服電動機和脈沖步進電動機 都是恒轉矩的，而且功率不大，所以只能用于直線進給運動和輔助運動。,四. 無級變速傳動鏈應遵循下列原則,直流或交流調速電動機用于拖動直線運動執(zhí)行器官，例如龍門刨床工作臺(主運動)或立式車床刀架(進給運動)，可直接利用調速電動機的恒轉矩調速范圍，將電動機直接或通過定比

41、減速齒輪拖動執(zhí)行器官。,,直流或交流調速電動機用于拖動旋轉運動，例如拖動主軸，則由于主軸要求的恒功率調速范圍遠大于電動機所能提供的恒功率范圍，常用串聯(lián)分級變速箱的辦法來擴大其恒功率調速范圍。,齒輪變速組的設計,主軸變速范圍 Rp—電動機恒功率調速范圍；RF—變速箱的變速范圍；φF—變速箱的公比；Z—變速箱的變速級數(shù)為了得到連續(xù)的無級變速，φF = Rp 。 如果為了簡化變速機構，取φF

42、＞ Rp ，則電動機的功率應取得比要求的功率大些。,,,[例8—2] 有一數(shù)控機床，主軸轉速最高為4000r／min，最低為30r／min，計算轉速為150r／min。最大切削功率為5．5kW。采用交流調頻主軸電動機，額定轉速為1500r／min，最高轉速為4500r／min。設計分級變速箱的傳動系統(tǒng)并選擇電動機的功率。[解]主軸要求的恒功率調速范圍 Rnp=4000/150=26.7 電動機的恒功率調速范

43、圍 Rp=4500/1500=3,,取變速箱的公比φF=Rp=3 ，則由于無級變速時故變速箱的變速級數(shù) ，取Z=3,,,,,主軸從4000～145r／min的恒功率，是由AB、BC、CD三段接起來的 。從上面分析可知：采用交流調頻主軸電動機串聯(lián)分級變速箱后，能滿足主軸恒功率轉速范圍的要求。確定電動機功率。如取總效率為η=0．75，則電動機功率P

44、=5．5／0．75=7．3kW?？蛇x用北京數(shù)控設備廠的BESK-8型交流主軸電動機，連續(xù)額定輸出為7．5kW。,第四節(jié)主軸箱,所謂結構設計是將傳動方案“結構化”，向生產部門提供裝配圖，零件工作圖，及零件明細表。主軸箱結構設計的主要內容：包括主軸和傳動軸的組件設計；操縱機構設計；開停、制動及換向機構設計；潤滑和密封機構的設計；箱體及其它零件設計等。,按照結構特點可分為兩種類型,主傳動全部裝在機床支承件如底座床身中（如X62W）稱為整體結

45、構，這種結構的軸線布置同一個平面內，結構簡單，但工件加工困難不能采用分支傳動。主傳動全部裝在單獨箱體中，稱為獨立箱體式結構，裝有變速機構的箱體部件稱為變速箱，裝有主軸部件的箱體部件，稱為主軸箱。,一、主軸箱的構造,1、主軸箱裝配圖 包括展開圖，橫向剖視圖，外觀圖及必要的局部視圖等。展開圖作用：用來表達各傳動件的傳動關系和各軸組件的裝配關系。 各個軸的軸向布置可從主軸頭部向后畫，或從皮帶輪向前畫。,繪圖時的注意事項：,

46、1）滑移齒輪變速機構多聯(lián)滑移齒輪，結構有整體式、套裝式。齒寬ｂ常用（5—10）m或（6—10）m。按傳動順序，齒寬可逐漸加大，相嚙合的齒輪寬度應相等。為防止錯位，小齒輪寬度可增加(≤20 m m增加１ m m，＞ 20 m m增加１／２０ｂ ）為了降噪，可采用窄齒寬，厚齒體。導向長度：　固定齒輪的輪轂軸向(導向)長度?。蹋剑ǎ?８—１.２）ｄ　滑移齒輪長度Ｌ＝（１.２—１.５）ｄ齒輪定心方式：矩形花鍵 。,2）帶輪機構,非

47、卸荷裝置?！〕藗鬟f扭矩外，帶的拉力也作用在軸上。 卸荷裝置?！⊥庑逗裳b置效果好，適用于帶輪直徑較小的場合；內卸荷適用于帶輪直徑較大的場合（如CA6140）。,橫向剖視圖作用：用于表達各軸的空間位置，操縱機構及其它有關結構的裝配關系。繪圖時的注意事項： 1）主軸位置的確定　垂直方向：H=1/2D　水平方向：ａ≤ｂ。主軸中心在尾架導軌中心，也有稍偏向前導軌的，也有稍偏向后導軌的。 2）末前軸位置的確定3）輸入軸Ⅰ位置的

48、確定4）其它傳動軸位置的確定,5）檢查零件是否干涉通常要求間隙：加工表面之間 1—2ｍｍ；軸承孔之間可大于10ｍｍ不得小于3ｍｍ；齒輪端面與箱壁大于或等于5---8ｍｍ；齒頂園與箱壁大于或等于10ｍｍ；與箱底大于或等于15ｍｍ。,２、箱體,材料和熱處理： HT200 時效處理箱體結構形狀及尺寸1）定位及安裝方式2）輪廓尺寸及壁厚　根據(jù)沈陽第一機床廠車研所最新提供的經驗數(shù)據(jù)：頭部（右）35-40mm. 尾部（左

49、）30mm、前15-20mm，后20mm, 底12-15mm,盡量減少箱蓋的厚度（20-25mm）以利裝配和維修。3）提高剛度和降噪4）鑄造工藝性和加工工藝性5）其它（潤滑、密封、氣孔、油標、油塞）箱體技術條件　包括加工，鑄造，熱處理，檢驗，噴漆等方面的技術要求。,３、主軸變速箱的溫升與潤滑,主要熱源1）傳動件的機械磨擦　機床內部最大熱源是離合器、制動器、軸承、齒輪等。尤其是主軸上的軸承，前軸承比后軸承多40%左右?！?/p>

50、機床外部的皮帶，電機、液壓裝置，導軌等。　其中電機和齒輪發(fā)生的熱量少，在機床領域幾乎不進行研究。2）飛濺潤滑時，齒輪旋轉濺油是一個不可忽視的熱源。3）在機床所消耗的功率中，約有30-70%或更多的功率轉變成熱。,熱變形的影響1）改變各執(zhí)行器官的相對位置　如：主軸軸線升高，使主軸軸線與尾架軸線的相對位置發(fā)生改變。2）改變主軸的幾何位置　如：由于主軸前后軸承的構造不同，溫升也不同，使得前后支承處箱體的熱膨脹不同，從而使主軸軸線

51、傾斜。3）改變軸承的間隙　由于箱體的散熱條件較好，軸和主軸的散熱條件較差，使得軸和主軸的溫度高于箱體熱膨脹較多，從而減小軸承的間隙或加大預緊量，嚴重時會導致事故。4）改變潤滑條件　溫升使?jié)櫥偷恼扯冉档?，粘度降低，又將進一步降低潤滑油滑性能和油膜的承載能力。,熱平衡和溫度場機床一方面產生熱量，另一方面也會散熱。若單位時間內產生的熱量一定，開始時，機床的溫度低，與外界溫差小，散熱少，溫度升高較快；隨著溫度的升高，溫差加大，散熱也

52、增加，溫度升高將逐步減慢，最后一定會達到某一溫度，這時同一時間內的發(fā)熱量等于散熱量，即達到了熱平衡。達到熱平衡的時間是相當長的，對通用機床，為了方便起見如果每小時的溫升不超過5 攝氏度就認為達到了熱平衡（精密機床除外）。一般需連續(xù)運轉2-3小時，才能達到熱平衡。由于熱量是由幾個熱源發(fā)出的，所以熱源處溫度最高，離熱源越遠，則溫度越低，這就形成了溫度場，溫度場是以等溫曲線表示的。?。ㄒ姡校保担眻D8—1９）,主軸箱平均溫升的估算?。ㄒ?/p>

53、P152 式8—11）減少主軸箱熱變形的途徑1）減少機床內部發(fā)熱量2）散熱和隔熱3）均熱4）使用線脹系數(shù)小的材料5）其它,二、傳動軸的安裝,零件的定位與固定，通常通過滾動軸承來軸向定位或固定，定位應合理，固定應可靠。方式有一端固定，另一端為自由端；兩端固定。不允許超也不能欠。避免采用懸臂軸。滾動軸承常用深溝球軸承0000 (噪音小，發(fā)熱小，應用廣)和園錐滾子軸承7000 (承載能力大，可承受軸向力)，成對使用。1、

54、兩端固定（圖8-14） 用于短軸或低速軸。2、一端固定，一端自由 用于長軸或高速軸。,三、齒輪在軸上的布置與排列,初步確定了轉速圖和齒輪齒數(shù)以后，合理地布置齒輪在傳動軸上的排列方式是一個比較重要的問題，它將直接影響到變速成箱的尺寸，操縱機構的方便性以及結構實現(xiàn)的可能性。,1、軸向布置的注意事項,1）滑移齒輪一般應裝在主動軸上，考慮到加工和使用方便兩個變速組的滑移齒輪應裝在同一根軸上。2）在一個變速組內，變速時，一