1、1,机械制造装备设计,李益兵Mail：,2,第二章 机床的传动设计,本章主要教学内容 第一节 分级变速主传动系统设计 第二节 扩大变速范围的传动系统设计 第三节 计算转速 第四节 无级变速系统设计 第五节 进给传动系统设计 第六节 结构设计,3,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,如果 r最后 = 8，对 = 1.41，则 x最后 = 6，结构式 12=312326 , 变速范围 R = z-1 =1.4112-1 =1.4111= 45； 如果 r最后 = 8，对 = 1.26，则 x最后 = 9，结构式 18=313329，变速范围 R = z-1 = 1.26 18-1 = 1.2617
2、 = 50；,根据传动系统前多后少的传动顺序原则，最后扩大组必定是双速变速组，即传动副数 P = 2。,一、扩大变速范围的意义,4,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,CA6140主轴转速10-1400r/min，R=140 XK5040-1主轴转速12-1500r/min，R=125 Z3040的总变速范围R=80,一般常用机床的变速范围都在 R=80以上。为了满足各种机床的工艺需求，必须扩大主传动系统的变速范围。,一、扩大变速范围的意义,5,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,二、扩大变速范围的方法,因总变速范围 ，增加公比、增加某一变速组中的传动副数P和增加新的变速组，都可增大R。 但
3、增大，会导致相对转速损失率A增大，影响机床的生产率，同时各类机床类型一定时，是定值，通过改变公比不可行。 根据传动顺序前多后少原则，为便于操作和控制，常取传动副数P 3，通过增加变速组的传动副不可行。 在原有传动系统上再增加一个双联滑移齿轮，可增大主轴转速级数，从而扩大变速范围，但由于受变速组极限变速范围的限制，增加的变速组级比指数往往小于理论值，导致部分转速重复。,1. 增加变速组的传动系统,6,将初始变速范围45，提高了8倍，为360，主轴转速级数增加6级。若再增加第四扩大组，变速范围再增加8倍，主轴转速再增加6级。,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,二、扩大变速范围的方法,1. 增加变
4、速组的传动系统,例 已知 =1.41，结构式 12 = 312326， x2= 6， r2 = 8,增加第三扩大组，理论24=312326212 ，r3=12(2-1)=648，此时必须减小x3，使 。 x3只能取6，比理论值12小6，则实际转速为 24-6=18 级，重复 6 级。增加扩大组后，结构式18=31232626 ；总变速范围：,7,结构式为：12=312326,结构式：18=31232626,12级等比传动系统结构网,结构式：24=312326212,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,8,扩大变速范围的机理：通过增加扩大组来增加主轴变速范围。 结论 每增加一个变速组使R扩大8倍
5、，主轴转速增加9级。,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,二、扩大变速范围的方法,1. 增加变速组的传动系统,例 已知 =1.26，结构式 18 = 313329， x2= 9， r2 = 8,增加第三扩大组，理论36=313329218，r3=18(2-1)8， 此时必须减小x3，使 。理论值为18，x3小9，则实际转速为 36-9=27 级，重复 9 级。增加扩大组后，结构式27=31332929；总变速范围：,9,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,2.单回曲机构的传动系统,当M与 z1 结合时，输入轴的运动直接由轴输出，传动比为 i2 = 1，极限变速范围为 r = i2/i1= 16
6、。,10,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,2.单回曲机构的传动系统,例如 =1.41，结构式为 16 = 21222428,例如 =1.26，结构式为 24= 312326212,而常规结构式为 14 = 21222426,11,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,3.对称混合公比的传动系统,机床主轴数列中，转速使用几率是不相等的。较高转速和较低转速是为特殊工艺设计的。 如果保持主轴转速数列中段的公比不变，增大不常用的转速公比，就可在不增加主轴转速级数的前提下扩大变速范围。 为设计和使用方便，大公比通常设定为小公比的平方，如采用大公比为=1.58 =1.262，高速端大公比转速级数与低速端
7、相等，在转速图上形成两端对称的大公比传动系统(又称对称双公比传动系统)。 对称混合公常用的公比为1.26。,12,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,3.对称混合公比的传动系统,如 结构式 12 = 312326 ，总变速范围 若主轴转速数列高低两端各有四级采用公比1.58， 结构式为12 = 322627,扩大变速范围的机理 在不增加主轴转速级数的前提下，增大不常用的 来扩大R。,13,a级比指数2，且等于变速组b或变速组c的传动副数，因而是第一扩大组；b级比指数为6，等于第一扩大组传动副数和变速组c传动副数的乘积，故b是第二扩大组；c为基本组，理论上其级比指数为1，转速图上高低速两端共有6
8、格大公比格数，变速组c的级比指数变为1+6=7，故称混合公比传动系统的基本组为变形基本组，级比指数用x+1表示，且P0=2。,12 = 322627,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,14,Z3040摇臂钻床主传动系统,16=22252428,16=25222428,中间公比为j1=1.26，两端公比j2=j12=1.262=1.58,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,15,单公比与双公比传动系统结构网比较,16=25222428,基本组级比指数j1,基本组级比指数由j1增大为j3,基本组级比指数由j1增大为j5,基本组级比指数由j1增大为j7,级比指数增大值为 2, 4, 6,第二节 扩
9、大变速范围的传动系统设计,16=23222428,16=27222428,16=21222428,16,第二节 扩大变速范围的传动系统设计, 因大公比格数必须是偶数，而变形基本组的 r01.269 = 8，故取 x8。 若变形基本组是单回曲机构（背轮机构），则r01.2612 = 16， 故取 x10。,混合公比传动系统的设计原则, 因系统大公比是小公比的平方，考虑相对转速损失率，故取小公比 =1.26。, 因基本组的传动副数 P0 = 2；故级比指数 x0 = x+1。,结论 对称混合公比传动系统，是改变传动副数为2的基本组形成的，能使R扩大4倍。,17,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,
10、例 某摇臂钻床的主轴转数范围为 n =252000 r/min，公比 =1.26，主轴转数级数Z=16，试确定该传动系统。,解（1）钻床的总变速范围是,（2）钻床需要的理论转数为,（4）钻床的结构式为,（3）大公比格数为,故该钻床可采用混合公比传动。,按前缓后急的原则得,18,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,混合公比传动与单回曲机构相结合，能产生极大的变速范围。,如,结构式中，第三变速组为变形基本组，大公比格数为8，第四变速组为单回曲机构。总变速范围为,19,结论 应用双速电动机，缩短了传动链，变相扩大了变速范围。,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,4、双速电动机的传动系统,双速电动机是
11、动力源，必须为第一变速组（电源变速组），但级比是 2 ，只能为变形基本组（混合公比）或第一扩大组。,机床采用双速电动机时，传动顺序与扩大顺序不一致。由于第一扩大组的 x1 = P0，所以双速电动机对基本组的P0 有严格的要求。,因 21.2631.412，则 = 1.26 时，P0 = 3； = 1.41时，P0 = 2,如图,20,例：某多刀半自动车床，主传动采用双速电动机驱动，电动机型号YDl60L-8/4，额定转速为730/1450r/min，功率为7/11kW;车床主轴的转速级数为8，最低转速90r/min，最高转速1000r/min。,结构式为：8222124,第二节 扩大变速范围的传动系统设计,
