名师推荐第8章传动系统设计.ppt
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1、机械制造装备设计 1第八章 传动设计机械制造装备设计 2本章重点 有级变速传动系统的设计原则 转速图拟订步骤 常见有级变速传动系统分析难点 有级变速传动系统的设计原则机械制造装备设计 3 机床的传动系统组成 表面形成运动传动系统 辅助运动传动系统机械制造装备设计 41.表面成形运动传动系统 表面成形运动:传动工件或刀具作母线和母线运动轨迹。组成部分:主运动切下切屑的运动进给运动维持切削运动连续进行的运动切入运动使工件表面逐步达到规定尺寸的运动机械制造装备设计 52.辅助运动传动系统 作用:使加工过程正常进行 如快速趋近、快速退出,刀具和工件的自动装卸和夹紧 分度运动、控制运动、校正运动等机械制
2、造装备设计 6第一节 有级变速主传动系统的组成和要求第二节 有级变速主传动系统设计第三节 计算转速第四节 无级变速系统第五节 进给传动系统概述第六节 内联传动链设计原则第七节 其他设计注意事项机械制造装备设计 7第一节 有级变速主传动系统的组成和要求 机械制造装备设计 8 主运动的有级变速 主传动系统:实现机床的主运动 主运动变速目的:适应各种工艺要求 实现运动变速:液压传动、电气传动 常用机械变速:无级变速、有级变速 常用:有级变速的齿轮传动机械制造装备设计 9齿轮变速箱特点 优点:变速范围大,传递功率大,传动比准确,工作可靠等。缺点:不能实现无级变速,齿轮传动不够平稳,结构复杂,不宜用于高
3、速精加工机床上。机械制造装备设计 10主传动系统的功用 电动机的恒定转速 主轴各级转速 实现变速的同时,传递扭矩机械制造装备设计 11主传动系统的组成部分。固定传动比结构 变速机构 主轴、主轴支承、传动件 开停装置 制动装置 换向装置 操纵机构 润滑装置机械制造装备设计 12主传动系统设计要求 转速范围和变速级数 功率、扭矩、传动效率 精度、刚度、抗振性、热变形 自动化程度、生产率 操作灵活,安全可靠,维修方便。制造方便,成本便宜。机械制造装备设计 13第二节 有级变速主传动系统设计机械制造装备设计 14有级变速主传动系统设计 一、转 速 图 二、变速的基本规律 三、结构网和结构式 四、转速图
4、的拟定 五、齿轮齿数的确定 六、齿轮的布置 七、扩大变速范围的几种方法机械制造装备设计 15 运动参数如转速范围、公比基本确定,如何设计传动系统?通常采用转速图 使用转速图:直观表达各轴转速的变化、传动副的速比关系机械制造装备设计 16 已知:Rn、Z、解决:几根传动轴 几对齿轮 每对齿轮的传动比 齿轮齿数 方法:转速图、结构式、结构网机械制造装备设计 17X2010龙门铣床传动系统图转速图机械制造装备设计 18机械制造装备设计 19机械制造装备设计 20一、转 速 图 竖直线代表传动系统的各轴,从左到右依次标注、,距离相等并不意味着中心距相等 横直线与竖直线的相交点(用圆圈表示),用来代表各
5、级转速。常数nnnnnnnnnzzzzlglglg,111212机械制造装备设计 21 相邻两轴之间的相应转速的连线:传动副的传动比。传动比的大小以连线的倾斜方向和倾斜度表示 从左向下斜:降速传动 向上斜:升速传动 水平连线:等速传动机械制造装备设计 22X2010龙门铣床 第一变速组(II-III轴),三对齿轮13535126.113931158.1143273212aaauuu机械制造装备设计 23 第二变速组(III一IV轴),二对齿轮139391215226213bbuu机械制造装备设计 24 第三变速组(IV-V轴),二对齿轮5.22179.12850125.2154245.3ccu
6、u机械制造装备设计 25等比数列相乘=等比数列?等比数列110,12.5,16 等比数列210,20,40 两个等比数列相乘:100,125,160,200,250,320,400,500,640机械制造装备设计 26二、变速的基本规律1.变速系统的变速级数=各变速组传动副数的乘积 传动顺序电动机 主轴传动的先后排列 pa、pb、pc、pm分别代表各变速组的变速级数和相应的传动顺序,主轴的变速级数Z为:Z=papbpcpm机械制造装备设计 272.总变速范围=各变速组变速范围的乘积 变速组的变速范围=最大传动比和最小传动比之比 总变速范围=各变速组变速范围的乘积mcbamcbamcbarrrr
7、uuuuuuuuuunnRnminminminminmaxmaxmaxmaxminmaxminmax.,minmaxminmaxbbbaaauuruur机械制造装备设计 283.变速组的传动比之间的关系 变速组内相邻传动比之间的比值级比 x0 级比的指数x0变速组的级比指数 转速图中相邻传动比相间隔的格数0202321:1:11:1:1:2xxaaauuu机械制造装备设计 29基 本 组 第一变速组,相邻传动比=1:2,即x0=1 三个传动比的连线相隔一格 变速后,III轴可以得到三级连续等比数列的转速,即500、630、800。x0=1的变速组 “基本组”或“基本变速组”。机械制造装备设计
8、30第二变速组 x1 该变速组的级比指数,x1=3 相邻传动比之间相差3倍 第IV轴得到6级连续的等比数列 第二变速组的作用:将基本组的变速范围进行第一次扩大 第一扩大组1321:1:11:1:3xbbuu机械制造装备设计 31第三变速组 x2该变速组的级比指数,x2=6 相邻传动比之间相差6倍 第V轴可以得到322=12级转速 第二次把基本组的转速范围扩大 第二扩大组265.221:1:1:1:5.3xccuu机械制造装备设计 32扩大顺序 按扩大转速范围过程而排列的基本组、第一扩大组、第二扩大组的排列顺序机械制造装备设计 33 等比数列1:10,14 等比数列2:20,40 两个等比数列相
9、乘:200,280,400,560机械制造装备设计 34 等比数列1:10,12.5,16 等比数列2:10,20,40 两个等比数列相乘:100,125,160,200,250,320,400,500,640机械制造装备设计 35 等比数列1:10,14,20,28 等比数列2:20,80 两个等比数列相乘:200,280,400,560,800,机械制造装备设计 36变速规律020232100:1:1:31xxaaauuupX,传动副数基本组132111:1:1:23xbbuupX,传动副数第一扩大组262122:1:1:26xccuupX,传动副数第二扩大组机械制造装备设计 37级比规律
10、 基本组级比 x0 x0=1 第一扩大组级比 x1 x1=p0 第二扩大组级比 x2 x2=p0 p1 第三扩大组级比 x3 x3=p0 p1 p2 第j扩大组级比xj xj=p0 p1 p2pj-1机械制造装备设计 38 minmaxuur 0021311120 xpuuraa0112111113311ppxpuurbb变速组的变速范围r基本组的变速范围r0:第一扩大组的变速范围r 1机械制造装备设计 39第二扩大组的变速范围r 2:1265.3220225.22111pppxpuurcc121101211jjjbjpppppxpuurjb同理,第j 扩大组变速范围rj机械制造装备设计 40
11、正常传动系统 结论:以基本组为基础,通过第一、第二、扩大组把各轴的转速级数和变速范围逐步扩大,且各变速组相邻传动比之间又遵循级比规律,则机床传动系统的转速数列是连续的等比数列机械制造装备设计 41 P0、P1、P2、P3、P4 Z=P0P1P2P3P4 R=r0r1r2r3r4 机械制造装备设计 42三、结构网和结构式机械制造装备设计 43结构网 结构网:转速图的对称形式 二轴间连线:仅表示传动关系 轴上各圆点:不表示该轴的具体转速 转速图有一致的变速特性,一个转速图对应一个结构网 一个结构网可以画出很多不同的转速图机械制造装备设计 44结构式 结构网又可以简化为结构式 结构式:专门用来表示变
12、速系统特性的式子机械制造装备设计 45结构式:12=312326 12-转速级数 3、2、2-变速组的传动副数和传动顺序 1、3、6各变速组级比指数x0,x1,x2 31-基本组x0=1,p03 23-第一扩大组,x13、p12 26-第二扩大组,x 2=6,p2=2机械制造装备设计 46 各组变速范围分别为2、3、6等,它和结构网一样只表示变速特性的相对关系。机械制造装备设计 47四、转速图的拟定 任务:为了寻找最佳的变速系统方案 步骤:Rn、z、变速组数及其传动副数结构式或结构网。结构式(结构网)转速图分配传动比传动比齿轮的齿数传动系统图机械制造装备设计 481.变速组及其传动副数的选择
13、一定变速级数的变速系统可由不同数目的变速组组成 减少变速组数目:缩短传动链 总变速级数Z一定增加各变速组内传动副数目p并且降速过快齿轮径向尺寸增大机械制造装备设计 4912级 1)1262 需26=8对齿轮 2)1243 7 对 3)12=322 3十22=7对机械制造装备设计 50 主轴最低转速,一般比电动机转速低得多 如果采用p=2或3时,达到同样的变速级数变速组相应增加,这样可以利用变速的传动比兼起降速作用减少专门用于降速的定比传动副。机械制造装备设计 512.结构式或结构网的选择 改变排列顺序,可得到不同方案 如12级转速,按传动顺序排列有:12 322 12=232 12 223机械
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