机床运动机械变速传动系统的结构设计要点
机床设计-传动系统
转速图的绘制
主传动系统的传动路线表达式：
36
1
主电机 440r / min
φ126 φ256
I
3306 4224
II
42
4222 62
III
60
1380 72
IV(主
轴)
48
主轴的转速计算：
126
n主轴
=
n电机
× 256
×uI-II
×uII-III
×uIII-IV
a
126
n主轴max
=
n电机
× 256
×uI
-II
max
×uII -III max
×uIII-IVmax
126
n主轴min
=
n电机
× 256
×uI
-II
min
×uII -III min
×uIII-IVmin
直接标出转速值 。 注意： 转速格线间距大小并不代表公比ф的
数值大小。
转速图一点三线 转速点——传动轴上的圆点，表示该轴具有的转速。
如轴Ⅳ（主轴）上有12个圆点，表示具有12级转速。
传动线——相邻两轴的相关两个 转速点之间的连线。
传传动比大于1其对数值为正，传 动线向右上倾斜；
应用： 普通机床应用最为广泛的一种变速方式。
变速方式的选择
主传动系统的变速方式分为无级变速和有级变速两种。
（1）有级变速 变速机构——是指在输入轴转速不变的条件下，使输出轴获得不 同转速的传动装置。 有级（或分级）变速机构
➢滑移齿轮变速机构 ➢交换齿轮变速机构 ➢多速电动机 ➢离合器变速机构 ➢摆移变速机构
机床主轴变速箱设计
机床主轴变速箱设计机床主轴变速箱是机床工作中非常重要的零部件之一，主要用于控制主轴的转速和扭矩，实现工件的加工。
机床主轴变速箱设计的主要目标是高效、稳定地传递动力，并满足不同工件的加工要求。
以下是机床主轴变速箱设计的一些重要考虑因素和设计方法。
设计目标：1.齿轮传动效率高：齿轮是主轴变速箱传动的核心部件，对其齿形、齿数、模数等参数的设计需要考虑工作载荷、动力传递效率等因素，以确保齿轮传动效率高。
2.稳定性和可靠性强：主轴变速箱在工作过程中承受较大的载荷和振动，需要设计合理的支撑结构和稳固的轴承选型，以提高变速箱的稳定性和可靠性。
3.结构紧凑：主轴变速箱设计需要尽可能减少体积和重量，并将各个部件安排合理，以适应机床的空间限制。
设计方法：1.确定传动比：根据工件的加工要求和主轴驱动电机的特性，确定合适的传动比。
一般情况下，低速加工时需要较高的扭矩，高速加工时需要较高的转速，所以主轴变速箱需要提供多种传动比的选择。
2.齿轮副设计：根据主轴的额定功率和转速，选择合适的材料、齿数和齿距，以满足传动效率和工作寿命的要求。
在设计过程中，需要考虑齿轮的强度、齿面接触疲劳寿命和齿轮传动效率等因素。
3.轴承选型：根据主轴的受力情况和速度要求，选择合适的轴承类型和规格，并进行轴承的定位和支撑结构设计。
轴承的选用应能够承受主轴的径向和轴向载荷，并具有较高的转速限制。
4.润滑系统设计：主轴变速箱需要设计合理的润滑系统，以确保齿轮副和轴承的正常工作。
润滑系统应包括润滑油的供给和循环，以及冷却装置的设计，以控制变速箱的温度。
5.结构支撑设计：主轴变速箱需要设计合理的结构支撑，以保证变速箱的刚性和稳定性。
支撑结构应该能够减少变速箱的振动和变形，提高主轴的工作精度和稳定性。
综上所述，机床主轴变速箱的设计需要考虑齿轮传动效率、稳定性和可靠性、结构紧凑等因素，并根据工件的加工要求和主轴驱动电机的特性，确定合适的传动比、齿轮副设计、轴承选型、润滑系统设计和结构支撑设计等。
机床主传动系统设计
机床主传动系统设计机床主传动系统是机床的核心组成部分，它直接影响着机床的性能和加工质量。
主传动系统主要由电机、速度变换机构、主轴、传动装置等部分组成。
本文将从设计电机、速度变换机构、主轴和传动装置四个方面，对机床主传动系统的设计进行详细阐述。
首先是电机的设计。
电机作为机床主传动系统的动力源，其选型需考虑到机床加工的要求以及传动系统的性能要求。
一般情况下，机床加工精度要求高，所以应选择具有较高功率和较小扭矩波动的交流伺服电机。
考虑到机床的节能要求，可选择带有高效能力推力轴承和电子换向器的永磁同步电机。
其次是速度变换机构的设计。
速度变换机构主要用于实现不同速度的转换，使得机床能够适应不同加工工艺的要求。
常见的速度变换机构有齿轮传动、带式传动和链条传动等。
在实际设计中，应根据机床的加工要求和工艺特点选择合适的速度变换机构，并根据机械原理进行优化设计。
第三是主轴的设计。
主轴作为机床主传动系统的核心部件，其设计要考虑到机床的加工精度、刚性和动平衡等要求。
一般情况下，主轴采用高精度两端支撑方式，以保证主轴的刚性和稳定性。
在主轴的设计中，还应注意对主轴进行合理的冷却和润滑方式设计，以提高主轴的使用寿命和可靠性。
最后是传动装置的设计。
传动装置作为主传动系统的连接组件，其设计应满足机床的传动效率、刚性和减振要求。
常见的传动装置有皮带传动、齿轮传动和液压传动等。
对于机床主传动系统设计，可以根据机床的加工特点和需求，选用合适的传动装置进行设计，并通过结构优化和改进，提高传动效率和减少传动误差。
综上所述，机床主传动系统的设计需要综合考虑电机、速度变换机构、主轴和传动装置等多个方面因素。
在设计过程中，应根据机床的加工要求和工艺特点，选择合适的组件和参数，并进行优化设计，以提高机床的性能和加工质量。
只有设计出合理、可靠的主传动系统，机床才能够发挥其最大的潜力，达到高精度、高效率的加工效果。
第5章 机床分级变速传动系统设计.
第五章机床分级变速传动系统设计第一节机床主要技术参数的确定机床的主要技术参数包括尺寸参数、运动参数和动力参数。
技术参数的确定，一般采用统计类比法。
尺寸参数包括与工件主要尺寸有关的参数，与工、夹、量具标准化有关的参数，与机床结构有关的参数。
尺寸参数按其对机床结构、性能的影响程度不同，又分为主参数、第二主参数和其他尺寸参数。
1．主参数主参数是代表机床规格大小的一种参数。
主参数对机床的性能、布局、传动和结构有显著的决定作用。
所以，确定尺寸参数时，首先确定主参数。
通用机床和专门化机床的主参数及其折算系数见JB1838—85《金屈切削机床型号编制方法》(附表4常用机床组、系代号及主参数)。
通用机床的主参数，除极少数机床外(如拉床)，一般均为尺寸参数。
2．第二主参数和其他尺寸参数第二主参数一般指主轴数、最大跨距、工作台工作面长度、最大加工工件长度、最大模数等。
第二主参数是直接反映机床加工范围的重要参数之一。
对机床的轮膨尺寸、重量等影响很大，其重要程度，仅次于主参数。
主参数和第二主参数确定后，还要确定一些其他尺寸参数。
如卧式车床刀架上的最大工件回转直径、通过主轴孔的最大棒料直径、主轴孔前端锥度等与工件大小和刀具标准化有关的尺寸。
二、运动参数运动参数是指机床的执行机构(如主轴、刀架、工作台等)的运动速度。
机床常用的运动参数见表5—1。
在保证加工质量的前提下，尽可能提高生产串是确定运动参数的基本原则。
主运动参数的确定：主运动为回转运动时，主运动参数为主袖转速n。
1．极限转速调查和分析所设计的机床上可能进行的工序，从中选择要求最低、最高转速的典型工序，按照典型工序的切削速度和刀具〔或工件〕直径计算主抽的最高转速、最低转速(极限转速)n max和m min。
计算公式如下：式中n max、m min——分别为最低、最高切削速度；d max、d min——分别为最小、最大计算直径。
上述d max和d min不是机床上可能加工的最小、最大直径，而是常用的经济加工最小、最大直径。
机床设计主传动系设计解析
2.3.2 主传动系分类和传动方式 （一）主传动系分类：可按不同特征分类
1．按驱动主运动的电动机类型： 交流电动机、直流电动机；
2．按传动装置类型：机械传动装置、液压传动 装置、电气传动装置及其组合；
3．按变速的连续性：★ 无级变速传动、有级（分级）变速传动
（1）无级变速传动： 在一定速度(或转速)范围内能连续、任意改变 速度 (或转速)。
（1）确定变速组的个数和传动副数 可采用双联、三联、或四联滑移齿轮变速组。
（2）确定传动顺序方案：各变速组在传动链中先后顺序。 一般根据传动副“前多后少”原则; 结构或使用上特殊要求可采用其它传动顺序方案。
（3）确定扩大顺序方案： 各变速组的级比指数由小到大的排列顺序。 一般根据变速组的“扩大顺序与传动顺序相一致” 原则； 采用其它扩大顺序方案，应进行分析比较。
22
62
X1 P0 3
P1 2
60
R2
uc1 uc2
301.416 X2(P21)
18
72
X2P0P16
P2 2
R n R 0 R 1 R 2 R j 1 .42 1 1 .43 1 1 .46 1 n n m m a i1 n 3 x.5 4 1 4 05 0
2．齿轮变速组传动比和变速范围限制
③电气无级变速器 采用直流或交流调速电动机来实现变速。主要用于数控机床、精密和大型机床。可 以与机械分级变速装置串联使用。
◆直流调速电动机——采用调压和调磁方式来得到主轴所需要的转速： 恒功率调速段——额定转速到最高转速之间是用调节磁场的方式实现调速； 恒转矩调速段——最低转速到额定转速之间是用调节电枢电压的方式实现调速。
◆交流调速电动机——通常采用变频调速方式进行调速。调速性能好、效率高，调速范围 宽，结构上无电刷和换向器。
机床传动章节 传动设计
•
数控机床主传动系设计特点
（一）主传动采用直流或交流电动机无级调速 （1）直流电动机无级调速 一般直流电动机恒扭矩调速范围较 大，达30，甚至更大；而恒功率调 速范围较小，仅能达到2~3。 （2）交流电动机无级调速 一般交流电动机体积小，转动惯性 小，动态响应快；采用全封闭结构， 具有空气强冷，保证高转速和较强 的超载能力，具有很宽的调速范围。
二、主传动系统的设计要求
1、机床的主轴需有足够的变速范围和转速级数，以便 满足实际使用的要求。 2、主电动机和传动机构需能供给和传递足够的功率和 扭矩，并具有较高的传动效率。 3、执行件需有足够的精度、刚度、抗振性和小于许可 限度的热变形和温升。 4、操纵要轻便灵活、迅速、安全可靠，并需便于调整 和维修。 5、结构简单、润滑与密封良好，便于加工和装配，成 本低。 6、噪声应在允许的范围内。
扩大顺序与传动顺序相同
分级变速传动链设计
分级变速传动链设计
分级变速传动链设计
分级变速传动链设计
分级变速传动链设计
第三节 齿轮齿数的确定
第三节 齿轮齿数的确定
第三节 齿轮齿数的确定
第三节 齿轮齿数的确定
第三节 齿轮齿数的确定
（2）计算法
第四节 常见有级变速传动系统分析
• 扩大变速范围传动系统设计
传动副数用P0表示，级比指数用x0表示。
经基本组的变速，轴II 获得P0级转速（等比 数列）。
分级变速传动链设计
分级变速传动链设计
分级变速传动链设计
分级变速传动链设计
分级变速传动链设计
分级变速传动链设计
二、结构网和结构式
结构网：表示传动比的相对关系而不表示传动比 和转速的绝对值的线图。
结构式：变速组的传动副Pj与级比指数xj是两个基本 参数，按运动的传递顺序将表示变速组的两个基本参 数写成乘积的形式就称为“传动结构式”。 下图所示的结构网也可写成结构式： 12=31×23×26或12=3[1]×2[3]×2[6]
14机床传动设计-传动系统结构设计
（3）滑移齿轮应装在主动轴上，以减小滑移齿轮的重量，便于
操纵。 （4）滑移齿轮应采用窄式排列，以减小轴向长度。
24
第七节传动结构设计
3.变速组中齿轮的轴向布置 （1）窄式排列 其相隔距离为 2b+△，相邻变速位置的滑移行程也是 2b+△。不考虑工艺尺寸， 双联齿轮窄式排列的总 长度为 B > 4b+△； 三联齿轮宽式排列的总 长度为 B > 7b+2△。
三联齿轮变速组宽式排列的总长度是 B>11b+4△
齿轮的宽式排列
27
第七节传动结构设计
（3）亚宽式排列 三联滑移齿轮中的两齿轮紧靠一起，另一齿轮分离，
分隔距离为 2b+△，轴向总长度为 B >9b+3△,介于窄式
和宽式之间，如图示。
齿轮的亚宽式排列
28
第七节传动结构设计
亚宽式排列的特点：
① 能实现转速从高到低（或由低到高）的顺序变速；
从上例可看出同样一个无级变速机构，输出、输入方式不同，其传动特性也 不一样。 机械无级变速机构的共同特点是变速范围小，一般R不超过12，功 率在20千瓦以下。
9
第七节传动结构设计
10
第七节传动结构设计
图示无级变速机构，在主动轴 和被动轴上各有两个轴向可以 相对移动的锥轮，锥轮间套有 传动件，它可以是三角皮带、 内齿宽皮带或钢环，依靠改变 传动半径实现无级变速。
机床的传动设计 第七节传动结构设计
2013年5月15日
主要内容
机床的传动设计 第一节 第二节 第三节 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 数控机床主传动系设计特点
习题讲解
车床传动设计的要求,主要步骤,流程
车床传动设计的要求,主要步骤,流程
车床传动设计的要求主要包括以下几点：
1. 传动系统要能够提供足够的转矩和速度，以满足车床加工的需求。
2. 传动系统要具备良好的动力传递效率，减少能量损失。
3. 传动系统要具备相对较小的噪音和振动，以提高加工质量和操作人员的舒适度。
4. 传动系统要具备较高的可靠性和寿命，避免频繁维修和更换。
车床传动设计的主要步骤可以分为以下几个方面：
1. 确定车床的加工要求和工艺参数，包括加工材料、加工类型、加工精度等。
2. 分析车床的结构和运动方式，确定传动形式（如直接传动、间接传动）。
3. 根据传动比例和所需转矩，选择合适的传动装置（如齿轮传动、皮带传动、链传动）。
4. 进行传动系统的布局设计，确定传动装置的位置和套路。
5. 进行传动装置的尺寸计算和强度验证，确保传动装置足够强大和耐用。
6. 对传动系统进行动力学分析和模拟，检验传动效果和可靠性。
7. 进行传动装置的选型和零件设计，确保各个零部件能够配合良好并传递动力。
8. 进行传动系统的总体装配和调试，确保传动正常工作。
整个车床传动设计的流程应该根据实际情况做适当的调整和优化，以保证传动的稳定性、可靠性和效率。
机械装备设计第2章机床的传动设计
前面的高速范围，而把P少的放在传动顺序的后面。
3 Pa Pb Pc Pd 2
汽车与交通工程学院 汽车工程系
2.1主传动链转速图的拟定原则
2．传动顺序与扩大顺序相一致的原则（前密后疏）
•b方案因第一扩大组在最前，Ⅱ轴的转速范围比a方案大。 •如两方案Ⅱ轴的最高转速一样，传递P相等,b方案Ⅱ轴nmin较低，T较大，
(i max) j (imin ) j
总变速范围为：
R r0 r1r2 rj
P0 P P2 Pj 1 1
Z 1
汽车与交通工程学院 汽车工程系
2.1分级变速主传动系统规律
转速图的基本规律：
1) 变速系统的变速级数是各变速组传动副数的乘积。 2) 机床的总变速范围Rn是各变速组变速范围的乘积。 3) 变速组的传动比之间关系：
1
1
2
2
2 : :1
级比指数： 变速范围：
ra ia 3 / ia1
xa (Pa 1 )
2
级比等于公比或级比指数等于1的变速组称为基本组。基本组的传动副数， 用 P0 表示，级比指数用 x 0 表示，变速范围 r0 表示。
P0 3
x0 1
r0 x1 ( P0 1) 1( 31) 2 2
2.1转速图原理
a 第一变速组 （轴Ⅰ —Ⅱ之间的变速）；Pa 3 传动比分 别是:
24 1 1 ia1 2 48 2
变速组
ia 2
30 1 1 42 1.41
36 ia 3 1 36
a 的级比指数： ia 3 : ia 2 : ia1 1 : :
xa 1
机床运动机械变速传动系统的结构设计
机床运动机械变速传动系统的结构设计1.引言机床运动机械变速传动系统是实现机床主轴转速变化的关键装置之一、它利用传动装置将电动机的固定转速传递给机床主轴，以满足不同加工需求的转速要求。
本文将从结构设计的角度，探讨机床运动机械变速传动系统的设计原则和设计方法。
2.设计原则(1)传动效率高：机床主轴承载着加工负荷，因此传动效率的高低直接影响加工质量和加工效率。
传动效率高的传动系统对能源的利用率高，减少了能源浪费。
(2)可靠性好：机床通常是24小时连续工作的，因此传动系统的可靠性是至关重要的。
传动系统设计应具备充足的寿命和可靠的运行保证，能够适应长时间的高强度工作。
(3)可调性强：机床加工工艺多样，对主轴转速的要求不同。
传动系统应具备广泛的调速范围，以满足不同加工需求。
3.设计方法(1)传动类型选择：机床运动机械变速传动系统常用的传动类型有齿轮传动、带传动、链传动等。
根据机床的特性和转速调节范围要求，选择合适的传动类型。
(2)设计齿轮传动系统：齿轮传动是机床主轴传动的重要方式之一、其设计要素包括齿轮参数计算、齿轮材料选择、齿轮传动比选择、齿轮轴的设计等。
齿轮传动系统应具备传动效率高、传动稳定、噪音小等特点。
(3)设计带传动系统：带传动系统在一些中小型机床中常用。
其设计要素包括带传动比选择、带轮直径计算、张紧装置设计等。
带传动系统应具备传动效率高、运行平稳、噪音低等特点。
(4)设计链传动系统：链传动在对传动精度要求较高的机床中应用广泛。
其设计要素包括链条类型选择、齿轮传动比计算、链轮设计等。
链传动系统应具备传动效率高、运动平稳、寿命长等特点。
(5)结构参数设计：包括传动比的选择、轴承的选择、轴的强度计算等。
结构参数设计要兼顾传动效率、可靠性和可调性。
4.结论机床运动机械变速传动系统的结构设计是确保机床正常运行的重要环节。
通过合理选择传动类型，设计合适的齿轮传动系统、带传动系统或链传动系统，并优化结构参数设计，可以实现传动效率高、可靠性好、可调性强的传动系统。
机床主运动机械变速传动系统的结构设计
一、设计目的通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。
二、设计步骤1.运动设计1.1已知条件[1]确定转速范围：主轴最小转速为37.5r/min。
最大转速为1700r/min。
ϕ[2]确定公比：41.1=[3]转速级数：12z=1.2结构分析式（1）拟订结构式：1）确定变速组传动副数目：实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合：A．12=3*4 B. 12=4*3 C。
12=3*2*2D．12=2*3*2 E。
12=2*2*3方案A、B可节省一根传动轴。
但是，其中一个传动组内有四个变速传动副，增大了该轴的轴向尺寸。
这种方案不宜采用。
根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案C是可取的。
但是，由于主轴换向采用双向离合器结构，致使Ⅰ轴尺寸加大，此方案也不宜采用，而应选用方案D2）确定变速组扩大顺序：12=2*3*2的传动副组合，其传动组的扩大顺序又可以有以下6种形式：A．12=21*32*26B。
12=21*34*22C．12 =23*31*26D。
12=26*31*23E．22*34*21F。
12=26*32*21根据级比指数非陪要“前疏后密”的原则，应选用第一种方案。
然而，对于所设计的机构，将会出现两个问题：①第一变速组采用降速传动（图1a）时，由于摩擦离合器径向结构尺寸限制，使得Ⅰ轴上的齿轮直径不能太小，Ⅱ轴上的齿轮则会成倍增大。
这样，不仅使Ⅰ-Ⅱ轴间中心距加大，而且Ⅱ-Ⅲ轴间的中心距也会加大，从而使整个传动系统结构尺寸增大。
这种传动不宜采用。
②如果第一变速组采用升速传动（图1b），则Ⅰ轴至主轴间的降速传动只能由后两个变速组承担。
为了避免出现降速比小于允许的极限值，常常需要增加一个定比降速传动组，使系统结构复杂。
机床运动机械变速传动系统的结构设计要点(doc 24页)
机床运动机械变速传动系统的结构设计要点(doc 24页)目录1.概述和机床参数确定........................................................................1 1.1机床运动参数的确定 (1)1.2机床动力参数的确定 (1)1.3机床布局 (1)2.主传动系统运动设计 (2)2.1确定变速组传动副数目 (2)2.2确定变速组的扩大顺序 (2)2.3绘制转速图 (3)2.4确定齿轮齿数 (3)2.5确定带轮直径 (3)2.6验算主轴转速误差 (4)2.7绘制传动系统图……………………………………………………… (4)3．估算传动件参数确定其结构尺寸………………………………………………………53.1确定传动转速 (5)3.2确定主轴支承轴颈尺寸 (6)3.3估算传动轴直径 (6)3.4估算传动齿轮模数 (6)3.5普通V带的选择和计算........................................................................7 4．结构设计 (8)4.1带轮设 (8)4.2齿轮块设计 (8)4.3轴承的选择 (9)4.4主轴组件 (9)4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计 (9)4.6主轴箱体设计 (9)4.7主轴换向与制动结构设计.....................................................................9 5.传动件验算 (10)5.1齿轮的验 (10)5.2传动轴的刚度验算...........................................................................1 2 5.3花键键侧压溃应力验算.....................................................................1 6 5.4滚动轴承的验算..............................................................................1 6 5.5主轴组件验算.......................................... . (17)6.主轴位置及传动示意图.......................................... . (20)7.总结……………………………………………………………2 1 8.参考文献………………………………………………………………2 21.概述1机床课程设计的目的机床课程设计，是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。
3.1 机床的传动设计_分级变速主传动
第一节 分级变速主传动系统设计
一、转速图
1.转速图 是表示主轴各转速的传递路线和转速值，各传动轴 的转速数列及转速大小，各传动副的传动比的线图。包括： 转速点 用小圆点表示主轴 和各传动轴的转速值(对数值)。 转速线 是间距相等的水平线。 相邻转速线间距为 lg 。 传动轴线 距离相等的铅垂线。 从左到右按传动顺序排列。 传动线 两转速点之间的连线。 一个主转速点引出的传动线数目， 代表该变速组的传动副数。
b、c…表示。传动副数用 P 表示，变速范围用 r 表示。
1）级比 指变速组中两相邻的 转速或两相邻的传动比之比。 级
比为公比幂的形式。如：φ3 。
2）级比指数 是指级比的幂 指数，用x 表示。 如： φ3 中的幂指数3，即x=3。
16
第一节 分级变速主传动系统设计
第一变速组 a（轴Ⅰ-Ⅱ之间） Pa=3；传动比分别是
4
知 识 温 故
主传动系统设计基本要求； 1. 满足机床的使用要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主 轴有足够的变速范围和转速级数；传动系统设计合理，人机关 系良好，安全可靠； 2. 满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构应能提供和传 递足够的功率和扭矩，具有较高的传动效率； 3. 满足机床的工作性能要求。零部件应有足够的刚度、精度、抗 振性能，热变形特性稳定； 4. 满足经济性要求。传动链尽可能简短，零部件数目要少，成本 低；
13
第一节 分级变速主传动系统设计
例：一中型车床，主轴转速级数 Z=12，公比φ=1.41，
主轴转速 n = 31.5 ~ 1400 r/min，如图示。
12 级转速的传动系统图
12 级转速图
14
第一节 分级变速主传动系统设计
第七章机床变速传动系统设计-机械制造装备与设计-西北工业大学
1．表面成形运动传动系统 1)主运动传动系统;(用于传动切下切屑的运动) 2)进给运动传动系统; 3)切入运动传动系统。 2．辅助运动传动系统 快速趋近、快速退出，刀架和工件的自动装卸和夹紧 等辅助运动的传动； 分度运动传动系统、控制运动传动系统、校正运动传 动系统等。
将上式写成 Ua1:Ua2:Ua3＝１：φx0：φ2x0 X０称为级比指数 即转速图中，变速组内相邻两传动比相距的格数称为级比 指数
通过a变速组变速后，可使Ⅲ轴得到三级连续等比数列的 转速，这种具有级比指数x0=1的变速组称为基本组。 第二变速组： p1=pb=2 ub1:ub2=26/52:39/39=1/φ3:1=1:φ3=1:φx1 故 x1=p0=3 此变速组的作用是将基本组的变速范围进行第一次扩 大，这种级比指数等于基本组的传动副数，即x1=p0的变 速组称为第一扩大组，其转速级数扩大为p0·1=6。 p 第三变速组： p2=pc=2 uc1:uc2=24/54:50/28 =1/φ3.5:φ2.5=1:φ6=1:φx2 故 x2=p0 p1=3x2=6 此变速组的作用是将基本组的变速范围进行第二次扩 大，这种级比指数等于基本组和第一扩大组的传动副数连 乘积，即x2=p0 p1的变速组称为第二扩大组，其转速级 数扩大为p0· 1·3= 12。 p p
第一节 有级变速主传动系统的组成和要求
机床的主传动系统用于实现机床的主运动。 机床的主运动往往需要变换速度，实现变速的方法有： ①液压传动 容易实现无级变速； ②电气传动 容易实现无级变速； ③机械传动 有无级变速，目前常见的是有级变速。特 别是以齿轮变速箱应用最为广泛。其优点：变速范围可较 大，传动功率也可较大，传动比准确，工作可靠等；但也 存在一些缺点：如不能实现无级变速，齿轮传动不够平稳， 变速机构的结构复杂，不宜用于高速精加工机床上。 主传动系统的功用是将电动机的恒定转速改变为所需的主 轴各级转速，在实现变速的同时，还要传递扭矩。 图7－1为CA6140卧式车床的主传动系统图。 在设计机床的主传动系统时，必须满足的基本要求： ①机床的未端执行件应有足够的转速范围和变速级数。
机械制造装备设计第二章 机床的传动设计
综上所述，转速图 可以很清楚地表示：
１、主轴各级转速的传 动路线；
２、得到这些转速所需
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ
60:30 36:36 42:42 30:42 24:48
1440 r/min 1000 710 500 355
要的变速组数目及每个
250
变速组中的传动副数目； ３、各个传动比的数值；
注意：转速图上竖直线间距均 匀并不表示各轴中心距相等， 只是为了使图面美观清晰。
ⅡⅢⅣ
1440 r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 3 2.1.1 .1转速图概念
(2) 各级转速的指代（主轴转速线、转速点）
2.1分级变速主传动系统设计－－2.1.1.2转速图原理
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ
轴Ⅱ－Ⅲ间 的变速组ｂ
Ⅳ
1440 r/min
有 两 个 传 动 副 （ Pb ＝ 2 ） ， 其传动比依此为：
ib1=22/62=1/2.82=1/ 3，
36:36 42:42 30:42
24:48
1000
710
500
22:62 355
250
降速，向右下方倾斜三格
180
125
ib2=42/42=1=1/ ０，
90
等速，连线水平。
63
45
31.5
返回
2.1分级变速主传动系统设计－－2.1.1.2转速图原理
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ
轴Ⅲ-Ⅳ间 的变速组c有两 个传动副（Pc＝2），其 传动比依此为：
ic1=18/72=1/4= 1/ 4，
转速图包括一点三线：转速点，转速线，传动轴 线，传动线。
机床运动机械变速传动系统的结构设计要点
机床运动机械变速传动系统的结构设计要点机床运动机械变速传动系统是现代机床中不可缺少的一部分，它可以实现机床不同工作速度之间的转换，并且在不同工况下自动调节转速，提高工作效率和机床的使用寿命。
本文将讨论机床运动机械变速传动系统的结构设计要点，以帮助人们更好地了解和掌握其工作原理和设计流程。
一、传动系统结构设计中的基本要点机床的运动机械变速传动系统可以分为两大部分：主动传动机构和被动传动机构。
主动传动机构通常由电机或者发动机等动力设备与传动机构组成，被动传动机构则由变速箱和行星齿轮等组件组成。
在结构设计中，各个组件之间的结合方式和传动比的选择都是非常重要的。
下面将详细介绍一些具体要点。
1、传动比的选择在设计传动比时，需要考虑机床的工作条件和需要达到的工作效率水平。
如果传动比过小，则会增加电机的负荷和机床的运行功率。
而如果传动比过大，则可能无法满足机床工作要求，使机床不能正常工作。
2、传动轴的数量和位置传动轴的数量和位置直接影响机床传动效率和使用寿命。
在选择传动轴数量和位置时需要考虑机床的结构和长度，以确保传动力能够被平衡应用并向前传递。
3、材料的选择在机床的传动系统中，所选用的材料必须具备耐磨、耐腐蚀、抗过载和硬度合适等性质。
常用的材料如硬度调质钢或者钼合金钢等。
二、机床运动机械变速传动系统的工作原理机床运动机械变速传动系统的工作原理基于能量传递的原理。
主动传动机构将动力通过电机或者发动机等设备传递给被动传动机构中的变速箱，变速箱中通过齿轮的不同咬合，将旋转速度不同的动力传递到不同的部件上，进而到达所需的工作部位，完成对机床的驱动、磨削和切削等工作。
三、结论机床运动机械变速传动系统是机床运行的核心部分，其性能的优劣直接影响到机床的工作效率和使用寿命。
在进行结构设计时，需要详细分析机床运行条件和工作要求，选择合适的传动比、轴数量和位置以及合适的材料，确保机床传动力平衡、传递顺畅、高效稳定。
机床课程设计-机床主运动机械变速传动系统的结构设计
前言机床课程设计，是在机械制造装置设计课程设计之后的实践性教学环节。
其目的在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，使我们在拟定机构攒动和变速的机构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练。
树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。
本次课程设计的内容包括：一、运动设计。
个别给定的机床用途，规格极限变速，转速数列（或转速级数），通过分析比较拟定传动结构方案（包括结构式或结构网，转速图）和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差；二、动力设计，根据给定的电动机功率和传动件的计算转速，初步传动轴直径，齿轮模数；确定皮带型号及根数，摩擦片式离合器的尺寸和完成装配草图后，验算传动的应力，变形或寿命是否在允许范围内，还要验算传动件主轴组件的静刚度；三、结构设计，进行主运动传动轴系，变速机构，主轴组件等布置，绘制主轴组件装配图等。
目录一、运动参数-----------------------------------------------------------31、确定个运动参数---------------------------------------------32、结构式的确定------------------------------------------------43、绘制转速图---------------------------------------------------44、各转速组齿轮传动副的确定------------------------------65、绘制18级传动副系统图----------------------------------8二、运动设计----------------------------------------------------------91、电机类型及功率的确定------------------------------------92、皮带轮的确定------------------------------------------------93、齿轮模数的确定--------------------------------------------124、确定各传动轴的直径--------------------------------------135、直齿圆柱齿轮的应力计算--------------------------------14三、结构设计----------------------------------------------------------181、设计主轴组件-----------------------------------------------182、计算主轴切削力--------------------------------------------183、主轴组件的验算--------------------------------------------194、挠度得倾角的验算-----------------------------------------23四、参考文献----------------------------------------------------------26五、结束语-------------------------------------------------------------27一 运动设计1，确定各运动参数1） 最大直径和最小直径的确定机床的d d min max 和并不是指加工的最大，最小直径，二是实际使用的情况，一般取kD d =max ，其中D 是机床加工的最大直径，k 是系数，卧式车床取k=0.5，d d max min )25.0~2.0(= 若车床的主参数为400mm ，则mm mm kD d 2004005.0max=⨯==mm mm d d)50~40(200)5.0~2.0()25.0~2.0(max min=⨯=⨯=2） 最大变速及最小速度的确定a 由《切削用量简明手册》表1.10第15页，得知最高转速出现Y15硬质合金车到车削碳钢，铬钢，镍钢及铸钢的切削。
机械机床的传动设计
数学表达式为 3≥Pa≥Pb≥Pc≥……。
选择方案为 ① 12=3×2×2
第一节 分级变速主传动系统设计
3.扩大顺序确定原则
在已确定方案 12=3×2×2 中，有如下扩大方案： ① 12=31×23×26 ④ 12=34×21×22 ② 12=31×26×23 ③ 12=32×21×26 ⑤ 12=32×26×21 ⑥ 12=34×22×21
考虑最后变速组（第二扩大组）的变速范围
在扩大方案 ①、②、③、⑤ 中
r2
r2
x 2 ( P2 - 1 )
6( 2 - 1 )
1.41 8
6
在扩大方案 ④、⑥ 中
x 2 ( P2 - 1 ) 4( 3 - 1 )
1.41 16 8
8
第一节 分级变速主传动系统设计
根据
rj
x j ( Pj - 1 )
, 得φ一定时,
x 、P 是影响r 的关键因素。
当传动副数P 大时，级比指数 x 应取小值。 结论 传动副数前多后少，扩大顺序应前小后大，即“前密后
疏”原则。级比指数小，传动线密；级比指数大，传动线疏。 数学表达式为
xa xb xc
选择扩大方案为 ① 12=31×23×26
且轴向尺寸短。因此不能直接判断各方案的优劣。
第一节 分级变速主传动系统设计
（2）极限变速范围判定
在方案 ④ 12=4×3 、⑤ 12=3×4 中，若传动副数为4的变速组 是扩大组，则
r1
x1 ( P - 1 )
3(4 - 1)
1.41 22.6（超出极限值）
9
若传动副数为3的变速组是扩大组，则
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录1.概述和机床参数确定 (1)1.1机床运动参数的确定 (1)1.2机床动力参数的确定 (1)1.3机床布局 (1)2.主传动系统运动设计 (2)2.1确定变速组传动副数目 (2)2.2确定变速组的扩大顺序 (2)2.3绘制转速图 (3)2.4确定齿轮齿数 (3)2.5确定带轮直径 (3)2.6验算主轴转速误差 (4)2.7绘制传动系统图 (4)3．估算传动件参数确定其结构尺寸 (5)3.1确定传动转速 (5)3.2确定主轴支承轴颈尺寸 (6)3.3估算传动轴直径 (6)3.4估算传动齿轮模数 (6)3.5普通V带的选择和计算 (7)4．结构设计 (8)4.1带轮设计 (8)4.2齿轮块设计 (8)4.3轴承的选择 (9)4.4主轴组件 (9)4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计 (9)4.6主轴箱体设计 (9)4.7主轴换向与制动结构设计 (9)5.传动件验算 (10)5.1齿轮的验算 (10)5.2传动轴的刚度验算 (12)5.3花键键侧压溃应力验算 (16)5.4滚动轴承的验算 (16)5.5主轴组件验算 (17)6. 主轴位置及传动示意图 (20)7.归纳总结 (21)8.参考文献 (22)1.概述1机床课程设计的目的机床课程设计，是在金属切削机床课程之后进行的实践性教案环节。
其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构技术方案过程中，得到设计构思，技术方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。
轻型车床是根据机械加工业发展需要而设计的一种适应性强，工艺范围广，结构简单，制造成本低的万能型车床。
它被广泛地应用在各种机械加工车间，维修车间。
它能完成多种加工工序；车削内圆柱面，圆锥面，成形回转面，环形槽，端面及内外螺纹，它可以用来钻孔，扩孔，铰孔等加工。
1.1 机床运动参数的确定（1）确定公比φ及Rn已知最低转速nmin =85r/min，最高转速nmax=1600 r/min，变速级数Z=6，则公比：φ= （nmax /nmin）1/（Z－1） =（1600 r/min/85r/min）1/（6－1）≈1.41转速调整范围：Rn=nmax/nmin=45（2）求出转速系列根据最低转速nmin =47.5rpm，最高转速nmax=2120rpm，公比φ=1.41，按《机床课程设计指导书》（陈易新编）表5选出规范转速数列：2120 1500 1060 750 530 375265 190 132 95 67 47.51.2机床动力参数的确定已知电动机功率为N=1.5kw，根据《金属切削机床课程设计指导书》（陈易新编）附录2选择主电动机为Y90L-4，其主要技术数据见下表1：表1 Y90L-4技术参数（r/min ）功率 （kw ） 流 矩 矩 同步转速（r/min ）级数电流 （A ） 效率 （%） 功率因数 额定电流（倍） 额定转矩（倍） 额定转矩（倍） 2120 4 8.884.5 0.82 7.02.22.2150041.3机床布局 确定结构技术方案1）主轴传动系统采用V 带，齿轮传动。
2）传动型采用集中传动。
3）制动采用式摩擦离合器和带式制动器。
4）变速系统采用多联划移齿轮变速。
5）润滑系统采用飞溅油润滑。
2）布局采用卧式铣床常规的布局形式。
机床主要由主轴箱，皮鞍，刀架，尾架，进给箱，溜扳箱，车身等6个部件组成。
主轴的空间位子布局图2 主传动系统运动设计 2.1确定变速组传动副数目实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合： 1）12=34⨯ 2）12=4⨯3 3）12=322⨯⨯ 4）12=223⨯⨯5)12=232⨯⨯技术方案中1）和2）可省一根轴。
但是有一个传动组内有四个变速传动副，会增加轴向尺寸。
这种技术方案不宜采用。
根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，技术方案3）是可取的。
可以使传动副传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件少些，这样节省了材料。
2.2确定变速组的扩大顺序12=2×3×2的传动副组合，其传动组的顺序又可有以下六种形式：1） 12=31×23×262） 12=31×26×233） 12=32×21×264） 12=34×21×225） 12=32×26×216） 12=34×22×21选着中间轴的变速范围最小的技术方案，变速范围小，转速高，转矩较小，传动件的尺寸九可以小些，尽量使扩大组的顺序要与传动顺序一致的原则。
所以选择技术方案1）较为合理。
结构网图如下：图2变速组扩大顺序2.3绘制转速图图3转速图2.4确定齿轮齿数利用查表法由《机床课程设计指导书》（陈易新编）表9，求出各传动组齿轮齿数表2 各传动组齿轮齿数变速组 第一变速组 第二变速组 第三变速组 齿数和 72 8490齿轮 Z 1 Z 2 Z 3 Z 4 Z 5 Z 6 Z 7 Z 8 Z 9 Z 10 Z 11 Z 12 Z 13 Z 14 齿数36 36 24 48 30 30 49 35 28 56 60 30 18 722.5确定带轮直径 确定计算功率 kN N j =K-工作情况系数 工作时间为一班制 查表的k=1.1 N-主动带轮传动的功率 计算功率为N j =1.1x4=4.4kw根据计算功率和小带轮的转速选用的三角带型号为 A ， 查表的小带轮直径推荐植为80mm ，大带轮直径 mm D D n n D 6.153750144011212=⨯=⨯= 2.6绘制传动系统图图4传动系统图3估算传动件参数确定其结构尺寸3.1确定传动转速表4计算转速图传动件轴齿轮ⅠⅡⅢⅣZ1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14算转速750 375 190 47.5 530 750 1060 750 375 275 265 375 192 375 67 132 375 47.53.2确定主轴支承轴颈尺寸根据《机床课程设计指导书》主轴的驱动功率为1.5kw选取前支承轴颈直径为D=70-90，后支承轴颈直径：6856)85.07.0(12-=-=D D ，选取mm D 602=。
3.3估算传动轴直径表5估算传动轴直径3.4估算传动齿轮模数根据计算公式计算各传动组最小齿轮的模数表6估算齿轮模数3.5普通V 带的选择和计算设计功率 P K P A d =（kw ） kw P d 4.441.1=⨯= 皮带选择的型号为A 型两带轮的中心距mm D D A O ))(26.0(21+-=范围内选择。
中心距过小时，胶带短因而增加胶带的单位时间弯曲次数降低胶带寿命；反之，中心距过大，在带速较高时易引起震动。
①计算胶带速度s m n D v /03.66000014408014.36000011=⨯⨯==π②初定中心距③计算带的基准长度：mm A D D A L oD D o 5.12314)(222)(21120=+++=-π按上式计算所得的值查表选取计算长度L 及作为标记的三角带的内圆长度1250=N Lmm mm A O 466~8.139=规范的计算长度为mm Y L L N 1275=+= ④实际中心距 A=8)(82122D D a A --+5.1816)6.15380(12692)(221=+-⨯=+-=ππD D L a A=mm 5.45285.7385.18165.181622=⨯-+ 为了张紧和装拆胶带的需要，中心距的最小调整范围为A LL h 02.0)01.0(++-0．02L 是为了张紧调节量为22.78 ( h+0.01L) 是为装拆调节量为胶带厚度.⑤定小带轮包角o ooA D D 1201801801201≥⨯--=πα求得o 34.16701=α合格.⑥带的挠曲次数:4046.9127503.6210001000≤=⨯⨯==L mv u 合格 ⑦带的根数 1c n n Z c j =-o n 单根三角带能传递的功率-1c 小带轮的包角系数9.498.09.04.14=⨯=Z 取5根三角胶带。
4．结构设计 4.1带轮设计根据V 带计算，选用3根O 型V 带。
由于I 轴安装了摩擦离合器，为了改善它们的工作条件，保证加工精度，采用了卸荷带轮结构。
4.2齿轮块设计机床的变速系统采用了滑移齿轮变速机构。
根据各传动组的工作特点，基本组的齿轮采用了销钉联结装配式结构。
第二扩大组，由于传递的转矩较大，则采用了整体式齿轮。
所有滑移出论与传动轴间均采用了花键联结。
从工艺的角度考虑，其他固定齿轮也采用花键联结。
由于主轴直径较大，为了降低加工成本而采用了单键联结。
4.3轴承的选择为了安装方便I轴上传动件的外径均小于箱体左侧支承孔直径并采用0000型向心球轴承为了便于装配和轴承间隙II III IV轴均采用乐2700E型圆锥滚子轴承。
V轴上的齿轮受力小线速度较低采用了衬套式滚动轴承。
滚动轴承均采用E级精度。
4.4主轴组件本铣床为普通精度级的轻型机床，为了简化结构，主轴采用了轴向后端定位的两支承主轴主件。
前轴承采用了318000型双列圆柱滚子轴承，后支承采用了46000型角接触球轴承和8000型单向推力球轴承。
为了保证主轴的回转精度，主轴前后轴承均用压块式防松螺母调整轴承的间隙。
主轴前端采用了圆锥定心结构型式。
前轴承为C级精度，后轴承为D级精度。
4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计为了适应不同的加工状态，主轴的转速经常需要调整。
根据各滑依齿轮变速传动组的特点，分别采用了集中变速操纵机构和单独操纵机构。
主轴箱采用飞溅式润滑。
油面高度为65mm左右，甩油轮浸油深度为10mm左右。
润滑油型号为：HJ30。
I轴轴颈较小，线速度较低，为了保证密封效果，采用了皮碗式接触密封。
而主轴直径大，线速度较高，则采用了非接触式密封。
卸荷皮带轮的润滑采用毛毡式密封，以防止外界杂物进入。
4.6主轴箱体设计箱体外形采取了各面间直角连接方式，使箱体线条简单，明快。
并采用了箱体底面和两个导向块为定位安装面，并用螺钉和压板固定。
安装简单，定位可靠。
4.7制动结构设计本机床属于卧式铣床，适用于机械加工车间和维修车间。
制动器采用了带式制动器，并根据制动器设计原则，将其放置在靠近主轴的较高转速的III轴上。
为了保证离合器与制动器的联锁运动，采用一个操纵手柄控制。
5.传动件验算以II轴为例，验算轴的弯曲刚度，花键的挤压应力，齿轮模数及轴承寿命。