机床的传动设计_计算转速

所传递的功率和转速。当外载一定，转速越高，传递的转矩越小。
对于转速恒定的传动件，可算出传递的转矩大小，进行强
度设计。对于有几种转速的传动件，必须确定一个经济合理的转速
nj，进行强度设计。
研究计算转速的意义——根据传动件需要传递全部功率的最低
转速，可确定所能传递的最大转矩，作为强度计算和校核依据。
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第三节 计算转速
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n /( r/min )
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第三节 计算转速
(2)各传动轴的计算转速
III轴共有9级转速，主轴的计算转速是轴III经过1：φ6传动副获 得，此时轴III的转速为375。 轴III的最低转速为118，通过双联滑移齿轮使得主轴IV获得两级转 速（30和235）。235比主轴的计算转速95高，能传递全部功率， 故III轴的最低转速能实现传递功率的需要，为III的计算转速，即
二、机床的功率转矩特性
由切削原理知道，切削力主要取决于切削面积(切削深度和宽 度的乘积)的大小；切削面积一定时．不论切削速度多大，所承受 的切削力是相同的。
1.主运动为直线运动的机床 机床的最大切削力存在于所有可能的切削速度中，因此，驱动 直线运动的传动件，忽略摩擦力因素时，在所有转速下承受的最大 转矩相等。即主传动属于恒转矩传动 。
定铣床主轴、各传动轴和齿轮的计算转速。
(1)主轴的计算转速
n j nmin
Z 1 3
nmin
18 1 3
n6 95r / min
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第三节 计算转速
1450
0
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ1500
1180 950 750 600 475 375 300 235 190 150 118 95 75 60 47.5 37.5 30
相对较大，主轴转速则低。
因功率是转矩与角速度的乘积，故机床主传动属于恒功率传动。
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第三节 计算转速
3. 计算转速nj 通用机床工艺范围广，变速范围大，有些典型工艺只需采用小 进给量，消耗的功率小，主传动不需要传递电动机的全部功率。 传动件设计必须找出需要传递全部功率的最低转速，依此确定 传动件所能传递的最大转矩。 计算转速 指主轴或传动件传递全部功
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118r/min。
同理，轴II共有3级转速，其最低转速300通过三联滑移齿轮是轴 III获得9级转速，其轴II的计算转速为300；轴I的计算转速为695。
电机轴的计算转速为1450。
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第三节 计算转速
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1180 950 750 600 475 375 300 235 190 150 118 95 75 60 47.5 37.5 30
《机械制造装备设计》
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第二章 机床的传动设计
本章主要教学内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 分级变速主传动系统设计 扩大变速范围的传动系统设计 计算转速 无级变速系统设计 进给传动系统设计 结构设计
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第三节 计算转速
一、研究计算转速的意义
传动零件设计的主要依据是所能承受的载荷大小。载荷取决于
级转速，III轴的计算转速为118，故齿轮18的计算转速为300。
同理，可知I轴和II轴（基本组）最小齿轮16的计算转速695；定 比传动组的齿轮为26的最小齿轮计算转速为1450。
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第三节 计算转速
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1180 950 750 600 475 375 300 235 190 150 118 95 75 60 47.5 37.5 30
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第三节 计算转速
(3)各齿轮副的计算转速
各变速组内一般只计算组内最小，也是强度最薄弱的齿轮，故只 需确定最小齿轮的计算转速。 III轴和IV轴（第二扩大组）间最小齿轮为19，主轴IV获得30-190 共9级转速，主轴IV的计算转速为95，故齿轮19的计算转速为375。 II轴和III轴（第一扩大组）最小齿轮为18，III轴获得118-190共3
三、机床变速系统传动件计算转速的确定
步骤：①先确定主轴计算转速；②再按传动顺序由后往前依 次确定各传动轴的计算转速；③最后确定各传动件的计算转速。 例 已知某通用车床转速图，试
确定变速系中传动件的计算转速。
1. 主轴的计算转速
n j n1
Z 1 3
31 .5 1.41
12 1 3
90 r / min
njⅡ=355 r/min
同理 njⅠ=710 r/min
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第三节 计算转速
3.各传动副的计算转速 ① 变速组c 传动副 z18/z72产生 nj主，轴Ⅲ的相应转速355就 是主动齿轮z18 的计算转速，即 njcz18=355r/min。 z60/z30 产生的最低主轴转速 250 > nj主，所对应的轴Ⅲ最低转速 125 为主动齿轮 z60 的计算转速， 即 njcz60=125r/min。 ② 变速组b 主动齿轮 z22，z42 的计算转速为 njbz22,42 = 355r/min ③ 变速组a 主动齿轮 z24，z30， z36 的计算转速为 njaz24,30,36 = 710r/min
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第三节 计算转速 精密机床的 nj 为何较低
所需切削功率较小 主电机功率：较小 常用较低的切削速度进行重载荷切削，以减少切削热所引 起的机床和工件的热变形，保证加工精度。
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第三节 计算转速
例 X62W铣床，主轴转速范围为30~1500r/min ，
转速级数为18级，公比为1.26，电机转速1450r/min。确
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第三节 计算转速
中型机床及大型机床的 nj 为何较高
刀具：硬质合金 机床：高速发展 主电机功率：较大提高 切削转矩：受刀具、夹具、零件刚度限制，提高幅度不大 结论：较高转速才能达到机床的全部功率
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第三节 计算转速 钻床的 nj 为何较低
钻床一般在低速下钻、攻大直径孔、螺纹 刀具：多刃 转矩较大，所需功率较大 钻头：大多为高速钢
率的最低转速。 nj ~ nmax（恒功率变速范围）主轴每级
转速都能传递全部功率，输出转矩随转速的 增高而降低。 nj ~ nmin（恒转矩变速范围）主轴每级转速都能传递计算转速 时的转矩，输出功率随转速线性下降。
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第三节 计算转速
3. 计算转速nj 各类机床主轴的nj可查表计算确定。
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第三节
计算转速
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第三节 计算转速
二、机床的功率转矩特性
2.主运动为旋转运动的机床 传动件传递的转矩与切削力、工件和刀具的半径有关。 ① 粗加工时采用大吃刀深度、大走刀量，即较大的切削力 矩，较低转速；精加工时则相反，转速高，切削力矩小； ② 当工件或刀具尺寸较小时，同样的切削面积，切削力矩
小，主轴转速高；当工件或刀具尺寸较大时则相反，即切削力矩
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第三节 计算转速
2.各传动轴的计算转速 变速组c 有两个传动副，nj主= 90 是轴Ⅲ通过18/72 获得，轴Ⅲ 相应的转速为355。轴Ⅲ的最低转速为125，通过60/30使主轴获得 转速为250 >nj主，且能传递全部功率。 故 njⅢ=125 r/min
njⅢ 是经轴Ⅱ的最低转速355获
得，故