机械制造装备设计

机械制造装备设计文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）

转速范围R n （公式）（p 14）、转速级数Z （公式）（p 15） 试述转速图的构成内容和绘制方法。答：转速图的构成内容（p20）：等距竖线表示传动轴；等距水平线表示各轴转速；圆圈表示转速；圆点之间的连线（射线）表示传动副的传动比。 转速图的绘制方法（p26）：先写出传动结构式，确定主轴各级转速和公比，画出等距横线和竖线，确定各轴上的转速，连接这些转速即可。 试述转速图与结构网的异同之处。（p23）答：结构网是转速图的抽象，结构网和转速图都表示传动比的关系，但结构网表示的是相对关系，不表示转速的具体数值，而转速图表示的是具体转速数值，结构网可画成对称形式，转速图并不一定是对称结构，一个结构网对应几种不同的转速图。

拟定转速图时，何谓“前密后疏”、“前多后少”、“前缓后急”的原则。答：“前密后疏”的原则（p24）：在转速图中前面的变速组斜线间开口小（即紧密），后面的传动轴斜线间开口大（即松疏）。 “前多后少”的原则（p24）：在转速图上，将传动副较多的变速组安排在传动顺序前面，传动副较少的变速组安排在传动顺序后面。 “前缓后急”的原则（p25）：在转速图上，降速传动时将前面的变速组速比下降较缓和，后面的变速组速比下降较急切。

拟定转速图的五项原则是什么（p23-25）答：1) 每一变速组内传动副的数目为2或者3；2) 在传动顺序上各变速组应按“前多后少”的原则排列；3) 在转速扩大顺序上应按“前密后疏”的原则；4) 各变速组的变速范围不应超过最大的变速范围；

5) 合理分配传动比，降速传动采用“前缓后急”的原则，升速传动采用“前急后缓”的原则。

在等比数列传动系统中，系统总转速范围与各变速组的变速范围有什么关系与主轴的转速级数有什么关系

答：在等比数列传动系统中，系统总转速范围R n 与各变速组的变速范围r 0, r 1, r 2, r 3……的关系是：0123=......n z R r r r r r 在等比数列传动

系统中，系统总转速范围R n 与主轴的转速级数Z 的关系是：-1=Z n R ϕ 为什么在辅助运动系统中对于u max ，u min 的限制可以放宽一些答：主传动的速比的变

速范围一般为为2≤u 主≤1/4，而进给传动速比一般为≤u 进≤1/5，因为进给传动系

统传递功率较小、速度较低，所以进给传动的u max ，u min 的限制可以放宽一些。

为什么在辅助运动系统中可不遵循“前密后疏”的原则答：传动件至末端轴的传动比越大，传动件承受的扭矩越大。在进给传动中，为了使更多的传动件至末端输出轴的传动比较小，承受的扭矩较小，所以不遵循“前密后疏”的设计原则，而是采取“前疏后密”的设计原则。

已知某卧式车床的max min =1600r/min , =31.5r/min , =1.26, =1440r/min u u n ϕ电，试拟定转

速图，确定齿轮齿数、带轮直径，验算转速误差，画出传动系统图。

解：(1)确定转速级数：根据教材式（），lg =1lg n R Z ϕ

+ ；其中max min /1600/31.550.8n R n n ===，所以转速级数 lg 50.8117.99618lg1.26

Z =+=≈；(2) 确定传动结构式：选择传动方案：18332=⨯⨯，考虑到主传动设计前密后疏的原则， 传动结构式应为13918332=⨯⨯，(3)绘制转速图：根据下表的标准数列，经圆整可以

得到18级转速为：, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600；确定定比传动比：取轴Ⅰ的转速值为800r/min ，则电机轴与轴Ⅰ的传动比为：08001130=1440 1.8234

i == 确定各变速组最小传动比：从转速点800 r/min 到min 共有14格，按照前缓后急的原则，基本组最小传动线下降2格，基本组相邻两变速组下降1格；第一变速组下降6格，其中相邻两变速组下降3格；第二变速组最小传动线下降6格，最大上升3格。则，转速图如下：

图1 方案1初步设计确定的转速图 图2 方案1确定齿轮齿数之后的实际

转速图

(4)传动系图设计（包括计算齿轮齿数、带轮直径）

可以得到本设计传动系图为图3示。

图3 习题设计的传动系统图

(5)验算实际转速误差

方案1：max 13036456014401600234364530n =⨯

⨯⨯⨯=，与标注转速相比，没有误差； min 130281818144031.82234447272n =⨯⨯⨯⨯=，实际误差31.8231.50.0102=1.02%31.5

-=； 125013032456014401280234404530n =⨯

⨯⨯⨯=，实际误差12801250 2.40%1250-=； 100013028456014401018.2234444530n =⨯⨯⨯⨯=，实际误差10181000 1.82%1000

-=； 转速误差均小于 %，符合设计

方案2的转速图设计：

图4 方案2初步设计确定的转速图 图5 方案2确定齿轮齿数之后的实际

转速图

方案2转速误差：max 13032426014401629234403330n =⨯

⨯⨯⨯=，实际误差：%；min 130241818144031.58234485772

n =⨯⨯⨯⨯=，实际误差：%；125013028426014401295.9234443330n =⨯

⨯⨯⨯=，实际误差：%；8001303229601440806.95234404630n =⨯⨯⨯⨯=，实际误差，%；部分转速误差大于 %。从转速误差来看，方案2转速误差较大。

已知专用机床的转速为三挡，123=200r/min , =280r/min , =320r/min n n n ，

=1440r/min , n 电试拟定转速图。

解：(1) 计算相邻两转速的公比：321212280320===1.40, ===1.142200280

n n n n ϕϕ (2) 按公比确定转速网格线：查标准数列表可知：200, 280, 400, 560, 800, 1120, 1600；确定采用两轴的传动方案；电机轴传到1轴，1轴到2轴是三个变速组。第1轴转速为800r/min ，1轴到2轴直接产生三个速度。

(3) 设计的转速图如下：

取齿数和S z =95，考虑在变速组内齿轮模数相等，根据p30-31表，可得到三对齿轮的齿数，如图5所示。

图4 初步拟定的转速图 图5 最后确定的转速图

设计Z =12级转速的主传动系统，采用双速电动机，若公比=1.41ϕ，能否采用=2

ϕ电的双速交流异步电动机它的基本组的传动副应是多少为什么（p29）解：Z =12级转速的传动结构式应为：12=2×3×2；由于双速电机=2ϕ电相当于第一扩大组，基本组应

在其后面，第2扩大组在最后。

第一扩大组的开口应为3，即33==1.41=2.8ϕϕ电，就是说=2ϕ电不满足该条件，所以不

行。

如果公比=1.26ϕ，满足该条件，33==1.26=2ϕϕ电，是可以的；基本组的传动副应为

1:1, 1:, 1:2。

通过作图也可以发现该问题，如下图所示。

齿数和S z 的选定应满足哪三个条件(p29)答：(1) 两齿数必须是整数；(2) 为了结构紧凑，齿数和应尽量小，S z =60—90，<100；(3) 最小齿数一定要大于最小齿数z min 。