3-4主传动系设计.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,3-4,主传动系设计,一、主传动系设计应满足的基本要求,机床主传动系因机床的类型、性能、规格尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行具体分析。,主传动系设计一般应满足下述基本要求：,1)满足机床使用性能要求。,2)满足机床传递动力要求。,3)满足机床工作性能的要求。,4)满足产品设计经济性的要求。,5)调整维修方便，结构简单、合理，便于加工和装配。,二、主传动系分类和传动方式,主传动系一般由动力源,(,如电动机,),、变速装置及执行件,(,如主轴、刀架、工作台,),，以及开停、换向和制动机构等部分组成。,(,一,),主传动系分类,主传动系可按不同的特征来分类：,(1),按驱动主传动的电动机类型 可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。,(2),按传动装置类型 可分为机械传动装置、液压传动装置、电气传动装置以及它们的组合。,(3),按变速的连续性 可以分为分级变速传动和无级变速传动。,分级变速传动,在一定的变速范围内只能得到某些转速，变速级数一般不超过,20,30,级。分级变速传动方式有滑移齿轮变速、交换齿轮变速和离台器,(,如摩擦式、牙嵌式、齿轮式离台器,),变速。,因它传递功率较大，变速范围广，传动比准确，工作可靠，广泛地应用于通用机床，尤其是中小型通用机床中。,缺点是有速度损失，不能在运转中进行变速。,无级变速传动,可以在一定的变速范围内连续改变转速，以便得到最有利的切削速度；能在运转中变速，便于实现变速自动化；能在负载下变速，便于车削大端面时保持恒定的切削速度，以提高生产效率和加工质量。无级变速传动可由,机械摩擦无级变速器、液压无级变速器和电气无级变速器实现,。,数控机床和大型机床中，有时为了在变速范围内，满足一定恒功率和恒扭矩的要求，或为了进一步扩大变速范围，常在无级变速器后面串接机械分级变速装置。,(,二,),主传动系的传动方式,1,、,集中传动方式,主传动系的全部传动和变速机构集中装在同一个主轴箱内，称为集中传动方式。通用机床中多数机床的主变速传动系都采用这种方式。,其特点是结构紧凑，便于实现集中操纵，安装调整方便。,缺点是这些高速运转的传动件在运转过程中所产生的振动，将直接影响主轴的运转平稳性；传动件所产生的热量，会使主轴产生热变形，使主轴回转中心线偏离正确位置而直接影响加工精度。这种传动方式适用于普通精度的大中型机床。,2,、分离传动方式,主传动系中的大部分的传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中，然后通过带传动将运动传到主轴箱的传动方式，称为分离传动方式。,其特点是变速箱各传动件所产生的振动和热量不能直接传给或少传给主轴，从而减少主轴的振动和热变形，有利于提高机床的工作精度。,在分离传动式的主轴箱中采用的背轮机构，如图,3,12,中,27,6317,58,齿轮传动的作用是：当主轴作高速运转时，运动由皮带经齿轮离合器直接传动，主轴传动链短，使主轴在高速运转时比较平稳，空载损失小；当主轴需作低速运转时，运动则由皮带轮经背轮机构的两对降速齿轮传动后，转速显著降低，达到,扩大变速范围,的目的。,三、分级变速主传动系,分级变速主传动系设计的内容和步骤如下：,根据已确定的主变速传动系的运动参数，拟定结构式、转速图，合理分配各变速组中各传动副的传动比，确定齿轮齿数和带轮直径等，绘制主变速传动系图。,传动轴格线间转速点的连线称为传动线，表示两轴间一对传动副的传动比u，用主动齿轮与被动齿轮的齿数比或主动带轮与被动带轮的轮径比表示。传动比u与速比i互为倒数关系，即u=1i。,若传动线是水平的，表示等速传动，传动比u=1；若传动线向右下方倾斜，表示降速传动，传动比ul。,2,结构式,设计分级变速主传动系时，为了便于分析和比较不同传动设计方案，常使用结构式形式，如,12=3 2 2,。,式中，,12,表示主轴的转速级数为,12,级，,3,、,2,、,2,分别表示按传动顺序排列各变速组的传动副数，即该变速传动系由,a,、,b,、,c,三个变速组组成，其中，,a,变速组的传动副数为,3,，,b,变速组的传动副数为,2,，,c,变速组的传动副数为,2,。结构式中的下标,1,、,3,、,6,，分别表示出各变速组的级比指数。,设计时要使主轴转速为连续的等比数列，必须有一个变速组的级比指数为,1,，此变速组称为基本组。基本组的级比指数用,X,0,表示，即,X,0,=1,，如本例的,(3,1,),即为基本组。后面变速组因起变速扩大作用，所以统称为扩大组。第一扩大组的级比指数,X,1,一般等于基本组的传动副数,P,0,，即,X,1,=P,0,。如本例中基本组的传动副数,P,0,3,，变速组,b,为第一扩大组，其级比指数为,X,1,3,。经扩大后，,轴得到,32=6,种转速。,第二扩大组的作用是将第一扩大组扩大的变速范围第二次扩大，其级比指数,X,2,等于基本组的传动副数和第一扩大组传动副数的乘积，即,X,2,P,0,P,1,。本例中的变速组,c,为第二扩大组，级比指数,X,2,=P,0,P,1,=32,6,，经扩大后使,轴得到,322=12,种转速。如有更多的变速组，则依次类推。,图示方案是传动顺序和扩大顺序相一致的情况，若将基本组和各扩大组采取不同的传动顺序，还有许多方案。例如，123 2 2，122 3 2 等。,综上所述，我们可以看出结构式简单、直观，能清楚地显示出变速传动系中主轴转速级数Z，各变速组的传动顺序，传动副数P和各变速组的级比指数Xi，其一般表达式为,Z=(P0)X0(P1)X1(P2)X2(P3)X3,(,二,),各变速组的变速范围及极限传动比,变速组中最大与最小传动比的比值，称为该变速组的变速范围。即,变速范围,R=,最大变速范围,Umax/,最小变速范围,Umin,变速组的变速范围一般可写为,Ri=,Xi(Pi,一,1),由上式可见，变速组的变速范围,R,值中,的指数,Xi(Pi,一,1),，就是变速组中最大传动比的传动线与最小传动比的传动线所拉开的格数。,设计机床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，,一般限制降速最小传动比,U,主,max1,4,；,为避免扩大传动误差，减少振动噪声，一般限制直齿圆柱齿轮的最大升速比,U,主,max2,，斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取,U,主,max2.5,。因此，各变速组的变速范围相应受到限制；,主传动各变速组的最大变速范围为,R,主,max=U,主,max/U,主,min(2,2,5),0,25=8,10,；,对于进给传动链。由于转速通常较低，传动功率较小，零件尺寸也较小，上述限制可放宽为为,U,进,max2.8,，,U,主,min1,5,，故,U,进,max14,。,检查变速组的变速范围是否超过极限值时，只需检查最后一个扩大组。因为其它变速组的变速范围都比最后扩大组的小，只要最后扩大组的变速范围不超过极限值，其它变速组更不会超出极限值。,例如，,12,322,，,l.41,，其最后扩大组的变速范围：,R2=8,等于,R,主,max,值，符合要求，其它变速组的变速范围肯定也符合要求。,又如,12=223,，,=1.41,，其最后扩大组舶变速范围：,R2=16,超出,R,主,max,值，是不允许的。,最后扩大组的传动副一般取,P=2,较合适,(,三,),主变速传动系设计的一般原则,1,传动副前多后少原则,主变速传动系从电动机到主轴，通常为降速传动，接近电动机的传动件转速较高，传递的扭矩较小，尺寸小一些；反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的扭矩较大，尺寸就较大。因此在拟定主变速传动系时，应尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，传动副数少的变速组放在后面，即,P0P1P2Pj,。,使主变速传动系中更多的传动件在高速范围内工作，尺寸小一些，以便节省变速箱的造价，减小变速箱的外形尺寸。按此原则，,12=322,，,12=232,，,12=223,，三种不同传动方案中以前者为好。,2传动顺序与扩大顺序相一致的原则,当变速传动系中各变速组顺序确定之后，还有多种不同的扩大顺序方案。例如：12=322方案，有下列6种扩大顺序方案,12322 12=322 12=322,12=322 12=322 12=322,从上述6种方案中，比较12322(图314a)、和12=322(图3-14b)两种扩大顺序方案。,图,3,14a,所示的方案中，变速组的扩大顺序与传动顺序一致，即基本组在最前面，依次为第一扩大组，第二扩大组,(,即最后扩大组,),，各变速组变速范围逐渐扩大。,图,314b,所示方案则不同，第一扩大组在最前面，然而依次为基本组、第二扩大组。,将图,3,14a,、,b,两方案相比较，后种方案因第一扩大组在最前面，,I,轴的转速范围比前种方案大。,如两种方案,轴的最高转速一样，后种方案,I,轴的最低转速较低，在传递相等功率的情况下，受的扭矩较大，传动件的尺寸也就比前种方案大,。将图,3,一,14a,所示方案与其它多种扩大顺序方案相比，可以得出同样的结论。,“前密后疏”,原则：在设计主变速传动系时，尽可能做到变速组的传动顺序与扩大顺序相一致。由转速图上可发现，当变速组的扩大顺序与传动顺序相一致时，前面变速组的传动线分布紧密，而后面变速组传动线分布较疏橙，所以,“变速组的扩大顺序与传动顺序相一致”,原则可简称,“前密后疏”,原则。,3.变速组的降速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过电动机的转速。,如前所述，从电动机到主轴之间的总趋势是降速传动，在分配各变速组传动比时，为使中间传动轴具有较高的转速，以减小传动件的尺寸，前面的变速组降速要慢些，后面变速组降速要快些。但是，中间轴的转速不应过高，以免产生振动、发热和噪声。通常，中间轴的最高转速不超过电动机的转速。,上述原则在设计主变速传动系时一般应该遵循。但有时还须根据具体情况加以灵活运用。,例如,图,3,一,15,所示的一台卧式车床主变速传动系，因为,I,轴上装有双向摩擦片式离合器，轴向尺寸较长。为使结构紧凑，第一变速组采用了双联齿轮，而不是按照前多后少的原则采用三个传动副。,又如当主传动采用双速电动机时，它成为第一扩大组，也不符台传动顺序与扩大顺序相一致的原则，但是，却使结构大为简化，减少变速组和转动件数目。,（四）主变速传动系的几种特殊设计,前面论述了主变速传动系的常规设计方法。在实际应用中，还常常采用多速电动机传动，交换齿轮传动和公用齿轮传动等特殊设计。,1,具有多速电动机的主变速传动系设计,采用多速异步电动机和其它方式联合使用，可以简化机床的机械结构，使用方便，并可以在运转中变速，适用于半自动、自动机床及普通机床。,图,316,是多刀半自动车床的主变速传动系图和转速图。采用双速电动机，电动机变速范围为,2,，转速级数共,8,级。公比,p=1.41,，其结构式为,8=222,，电变速组作为第一扩大组，,I,轴间的变速组为基本组，传动副数为,2,，,轴间变速组为第二扩大组，传动副数为,2,。,多速电动机的最大输出功率是与转速有关，即电动机在低速和高速时输出的功率不同，所以，,采用多速电动机的缺点之一就是当电动机在高速时，没有完全发挥其能力。,2,具有交换齿轮的变速传动系,对于成批生产用的机床，例如自动或半自动车床，专用机床，齿轮加工机床等，加工中一般不需要变速或仅在较小范围内变速；但换一批工件加工，有可能需要变换成别的转速或在一定的转速范围内进行加工。为简化结构，常采用交换齿轮变速方式，或将交换齿轮与其它变速方式,(,如滑移齿轮、多速电动机等,),组合应用。,交换齿轮用于每批工件加工前的变速调整，其它变速方式则用于加工中变速。,如,图3一17,所示的液压多刀半自动车床主变速传动系，在I轴间采用了交换齿轮，轴问采用双联滑移齿轮。一对交换齿轮互换位置安装，在轴上可得到两级转速，在转速图上是对称分布的。,交换齿轮变速可以用少量齿轮，得到多级转速，不需要操纵机构，变速箱结构大大简化。缺点是更换交换齿轮较费时费力；如果装在变速箱外，润滑密封较困难，如装在变速箱内，则更换麻烦。,3,采用公用齿轮的变速传动系,在变速传动系中，即是前一变速组的被动齿轮，又是后一变速组的主动齿轮，称为公用齿轮。采用公用齿轮可以减少齿轮的数目，简化结构，缩短轴向尺寸。按相邻变速组内公用齿轮的数目，常用的有单公用和双公用齿轮。,在,图,3,11,铣床主变速传动系图中采用双公用齿轮传动，图中打端面线的齿轮,z,23,和,z=35,为公用齿轮。,（五）扩大传动系变速范围的方法,由式,(314),可知；主变速传动系最后一个扩大组的变速范围为,结构式一般规律：,Z,P0P1P 2Pn,通常最后扩大组的变速级数,P,2,。则最后扩大组的变速范围为,R,。,在机械传动中，由于极限传动比限制，,R8,1.4l,6,1.26,9,，即当,P,1.41,时，主变速传动系的总变速级数,12,，最大可能达到的变速范围,Rn=1.41,11,45,；当,P,1.26,时，总变速级数,18,，最大可能达到的变速范围,Rn=1.26,17,50,。,上述的变速范围常不能满足通用机床的要求，一些通用性较高的车床和镗床的变速范围一般在,140,200,之间，甚至超过,200,。可用下述方法来扩大变速范围：,增加变速组；采用背轮机构；采用双公比传动和分支传动。,1,增加变速组,在原有的变速传动系内再增加一个变速组，是扩大变速范围最简便的方法。但由于受变速组极限传动比的限制，增加的变速组的级比指数往往不得不小于理论值，并导致部分转速的重复。,2,采用背轮机构,背轮机构,又称回曲机构，其传动原理见图,3,19,所示。主动轴,I,和被动轴,同轴线。当滑移齿轮,Z1,处于最右位置时，离合器,M,接台，齿轮,Z1,与齿轮,Z2,脱离啮台，运动由主动轴,I,传人，直接传到被动轴,，传动比为,1,。当滑移齿轮,Z1,处于最左位置时，离舍器,M,脱开，齿轮,Z1,与齿轮,Z2,啮合，运动经背轮,Z1,Z2,和,Z3,Z4,降速传至,轴。如降速传动比取极限值,1,4,，经背轮降速可得传动比,=l,16,。因此，背轮机构的极限变速范围,R=16,，达到了扩大变速范围的目的。,3,采用双公比的传动系,在通用机床的使用中，每级转速使用的机会不太相同。经常使用的转速一般是在转速范围的中段，转速范围的高、低段使用较少。双公比传动系就是针对这一情况而设计的。主轴的转速数列有两个公比，转速范围中经常使用的中段采用小公比，不经常使用的高、低段用大公比。,双公比变速传动系是在常规变速传动系基础上，通过改变基本组的级比指数演变来的。,图,3,20,是具有,16,速双公比的转速图，转速范围中段的公比,1.26,，高、低段的公比,1.58,。设常规变速传动系,16,2.22.12.42.8,，公比,1.26,，变速范围,R,32,，基本组是第二个变速组，其级比指数,X0=1,；如要演变成双公比变速传动系，基本组的传动副数,P0,常选为,2,。将基本组的级比指数,X0,1,增大到,l+2n,，,n,是大于,l,的正整数。,本例中，,n=2,，基本组的级比指数成为,5,，结构式变成,l 6=2.22.52.42.8,，就成为图,3-20,所示的转速图。,4,采用分支传动,分支传动是指在串联型式变速传动系的基础上增加并联分支以扩大变速范围。,如,图,3,15,所示的,400mm,卧式车床主变速传动系和其转速图。电动机经,I,轴、,轴、,轴,直到,V,轴，组成串联型式的变速传动系，公比,1.26,，其结构式为,18=2.l3.2(2.62.6,1),理论上，最后扩大组的级比指数应是,12,，变速范围为,16,，超过了变速组的极限变速范围,8,。本例最后扩大组级比指数取,6,，出现,6,级转速的重复，通过一对斜齿轮,26,58,，使主轴,得到,l0500r,min,共,18,级转速。在轴,和主轴,之间增加了一个升速传动副,63,50,，构成高速分支传动。主轴得到,450,1400r,min,共,6,级高转速。,上述分支传动系的结构式可写为,24,2.13.21+(2.62.6,1),式中“,”,号表示申联，“,+”,号表示并联，“,-”,号表示转速重复。,本例主变速传动系采用分支传动方式，变速范围扩大到,R=1400,10=140,。采用分支传动方式除了能较大地扩大变速范围外，还具有缩短高速传动路线，提高传动效率，减少了噪声的优点。,(,六,),齿轮齿数的确定,当各变速组的传动比确定之后，可确定齿轮齿数，带轮直径。对于定比传动的齿轮齿数和带轮直径，可依据机械设计手册推荐的计算方法确定。对于变速组内齿轮的齿数，如传动比是标准公比的整数次方时，变速组内每对齿轮的,齿数和,Sz,、及小齿轮的齿数可从表,36,中选取。,在表中，横坐标是齿数和,Sz,；纵坐标是传动副的传动比,u,；表中所列值是传动副的被动齿轮齿数；齿数和,Sz,减去被动齿轮齿数就是主动齿轮齿数。表中所列的,u,值全大于,1,，即全是升速传动。对于降速传动副，可取其倒数查表，查出的齿数则是主动齿轮齿数。,现举例说明表,36,的用法。图,313b,中的变速组,a,有三个传动副，其传动比分别是：,Ua1=l,，,Ua2=1,1.41,，,Ua3=l,2,。后二个传动比小于,1,，取其倒数，即按,u=1,，,1.4l,和,2,查表。在合适的齿数和,Sz,范围内，查出存在上述三个传动比的,Sz,分别有,Ua1=l Sz=,，,60,，,62,，,64,，,66,，,68,，,70,，,72,，,74,，,Ua2=1,1.41 Sz=,，,60,，,63,，,65,，,67,，,68,，,70,，,72,，,73,，,75,，,Ua3=l,2 Sz=,，,60,，,63,，,66,，,69,，,72,，,75,，,如变速组内所有齿轮的模数相同，并是标准齿轮，则,三对传动副的齿数和,Sz,应该是相同的,。符合上述条件的有,Sz=60,或,72,。如取,Sz=72,，从表中可查出三个传动副的主动齿轮齿数分别为,36,、,30,和,24,，则可算出三个传动副的齿轮齿数为,Ua1=36,36,，,Ua2=30,42,，,Ua3=24,48,。,确定齿轮齿数时，选取合理的齿数和是很关键的。,齿轮的中心距取决于传递的扭矩。一般来说，主变速传动系是降速传动系，越后面的变速组传递的扭矩越大，因此中心距也越大。为简化工艺，,变速传动系内各变速组的齿轮模数最好一样，,通常不超过,2,3,种模数。因此越后面的变速组的齿数和选择较大值，有助于实现上述要求。,变速传动组齿数和的确定有时需经过多次反复，即初选齿数和，确定主、被动齿轮齿数，计算齿轮模数，如模数过大应增大齿数和，反之则减少齿数和。,为减少反复次数，按传递扭矩要求可先初选中心距，设定齿轮模数，再算出齿数和。,齿轮模数的设定应参考同类型机床的设计经验，如齿轮模数设定得过小，齿轮经不起冲击，易磨损；如设定得过大，齿数和将较少，使变速组内的最小齿轮齿数小于,17,，产生根切现象，最小齿轮也有可能无法套装到轴上。,齿轮可套装在轴上的条件如图,3,21,所示，齿轮的齿槽到孔壁或键槽底部的壁厚的距离,a,应大于或等于,2m(m,为齿轮模数,),，以保证齿轮具有,足够强度,。齿数过小的齿轮传递平稳性也差。一般在主传动中，,取最小齿轮齿数,Zmin18,20,。,采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：,三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间的齿数差应大于或等于,4,。,以保证滑移时，齿轮外圆不相碰。,齿轮齿数确定后，还应验算一下实际传动比,(,齿轮齿数之比,),与理论传动比,(,转速图上给定的传动比,),之间的转速误差是否在允许范围之内。一般应满足,(n,一,n)/n,士,10(,-1),式中,n,主轴实际转速；,n,主轴的标准转速；,一公比。,(,七,),计算转速,1,机床的功率扭矩特性,由切削理论得知，在背吃刀量和进给量不变的情况下，切削速度对切削力的影响较小。因此，主运动是直线运动的机床，如刨床的工作台，在背吃刀量和进给量不变的情况下，不论切削速度多大，所承受的切削力基本是相同的，,驱动直线运动工作台的传动件在所有转速下承受的扭矩当然也基本是相同的,，这类机床的主传动属,恒扭矩传动。,切削速度对切削力的影响不大。,作直线运动的,执行件,在任意速度下，都有可能承受最大切削力。,拖动直线运动执行件的,传动件,，在任意转速下都可能出现最大转矩。,功率转矩特性是,恒扭矩,的,主运动是旋转运动的机床，如车床、铣床等的主轴，在背吃刀量和进给量不变的情况下，,主轴在所有转速下承受的扭矩与工件或铣刀的直径基本上成正比，但主轴的转速与工件或铣刀的直径基本上成反比。,可见，主运动是旋转运动的机床基本上是,恒功率传动,。,低转速,大直径刀具,大直径工件,要求输出的转矩,高转速,小直径刀具,小直径工件,要求输出的转矩,功率转矩特性是,恒功率,的,转矩与转速成反比关系,机床主轴在整个变速范围内，以计算转速为界，可分为图示两个区域：,n,min,n,j,为恒转矩区,n,j,n,max,为恒功率区,2,变速传动系中传动件计算转速的确定,变速传动系中的传动件包括轴和齿轮，它们的计算转速可根据主轴的计算转速和转速图确定。确定的顺序通常是,先定出主轴的计算转速，再顺次由后往前，定出各传动轴的计算转速，然而再确定齿轮的计算转速。,【例3-1】试确定图316所示多刀半自动车床的主轴、各传动轴和齿轮的计算转速。,示例,2,确定12级转速普通车床主传动系统的主轴、各传动轴和齿轮的计算转速。,2）,各传动轴计算转速,1）主轴计算转速,根据经验公式：,n,j,n,min,(Z/3-1),得,n,j,=31.51.41,(4 1),=90 r.p.m,传动轴,计算转速,轴,轴,轴,125,355,710,注意：,各齿轮的计算转速与所在轴计算转速的数值可能不同。,传动组,c,b,a,传动副,60/30,18/72,22/62,24/48,齿轮齿数,30,18,22,24,计算转速,3）传动齿轮计算转速的确定,当有转速重复时，应选用传动件计算转速较高的传动路线，并由操纵机构来保证。,710,355,355,250,(,八,),变速箱内传动件的空间布置与计算,1,变速箱内各传动轴的空间布置,变速箱内各传动轴的空间布置首先要满足机床总体布局对变速箱的形状和尺寸的限制，还要考虑各轴受力情况，装配调整和操纵维修的方便。其中变速箱的形状和尺寸限制是影响传动轴空间布置最重要的因素。,例如,铣床,的变速箱就是立式床身，高度方向和轴向尺寸较大，变速系各传动轴可布置在立式床身的铅直对称面上；,摇臂钻床,的变速箱在摇臂上移动，变速箱轴向尺寸要求较短。横截面尺寸可较大，布置时往往为了缩短轴向尺寸而增加轴的数目，即加大箱体的横截面尺寸；,卧式车床,的主轴箱安装在床身的上面，横截面呈矩形，高度尺寸只能略大于主轴中心高加主轴上大齿轮的半径；主轴箱的轴向尺寸取决于主轴长度，为提高主轴组件的刚度，一般较长主轴箱可设置多个中间墙。,2、箱体内各轴线的布置,（减少径向尺寸的措施）,箱体内各轴线的布置同箱体的形状有关，箱体的形状又决定于箱体在机床上的位置。见右图。,使箱体内某些轴线重合，可以缩小径向尺寸和简化工艺。一般在传动系统图设计时就应考虑。,见图,。,相邻各轴在横剖面图上布置成,形，可以缩小径向尺寸。,见图,。,在一个传动组内，如能取,i,max,i,min,1，,则传动件所占空间最小。,机构的调整维护影响轴线布置。,见图,。,采用多速电机，由于减少了变速传动组的数量，因此也能缩小径向尺寸。,二、齿轮的轴向布置,（减少轴向尺寸的措施）,1、滑移齿轮在轴上的布置,1）变速组中的滑移齿轮一般布置在,主动轴,上，这样可使滑移齿轮的结构尺寸较小，移动省力。,2）有时为了操纵方便和缩小轴向尺寸(交错排列)，将,相邻变速组的滑移齿轮放在同一根轴上,。,3）为避免同一滑移齿轮变速组内的两对齿轮同时啮合，两个固定齿轮的间距，应大于滑移齿轮的宽度，一般留有间隙量,为12毫米，见右图。,2、,一个变速组内齿轮轴向位置的排列,窄式排列,宽式排列,窄式排列,轴向尺寸小，即滑移齿轮较窄。,宽式排列,轴向尺寸较大，即滑移齿轮较宽。在相同载荷情况下，轴径增大，轴上小齿轮径向结构尺寸也增大。,窄式排列,宽式排列,双联滑移齿轮,三联滑移齿轮,除此之外，还可采取下列措施来缩短轴向尺寸：,1）将三联滑移齿轮一分为二；,2）变速组全部采用双联滑移齿轮，但增加了轴数。,3、两个变速组内齿轮轴向位置的排列,a,）“并行”排列,前,一变速组,移动范围,后,一变速组,移动范围,L8b,b,）“交叉”排列,前,一变速组,移动范围,后,一变速组,移动范围,前,一变速组,移动范围,后,一变速组,移动范围,L6b,L6b,c,）采用“公用齿轮”的情况,公用齿轮,公用齿轮,公用齿轮,单公用齿轮,双公用齿轮,四、无级变速主传动系,（一）无级变速装置的分类,无级变速是指在一定范围内，转速,(,或速度,),能连续地变换，从而获取最有利的切削速度。,机床主传动中常采用的无级变速装置有三大类：,变速电动机、机械无级变速装置和液压无级变速装置。,1,变速电动机,机床上常用的变速电动机有直流复激电动机和交流变频电动机，,在额定转速以上为恒功率变速，,通常调速范围仅,2,3,；,额定转速以下为恒扭矩变速,，调整范围很大，可达,30,甚至更大。上述功率和扭矩特性一般不能满足机床的使用要求。,为了扩大恒功率调速范围，在变速电动机和主轴之间串联一个分级变速箱。,广泛用于数控机床、大型机床中。,2,机械无级变速装置,机械无级变速装置有柯普型、行星锥轮型、分离锥轮钢环型、宽带型等多种结构，它们都是,利用摩擦力来传递扭矩，,通过连续地改变摩擦传动副工作半径来实现无级变速。由于它的变速范围小，多数是恒扭矩传动，通常较少单独使用，而是与分级变速机构串联使用，以扩大变速范围。,机械无级变速器应用于要求功率和变速范围较小的中小型车床、铣床等机床的主传动中，更多地是用于进给变速传动中。,3,液压无级变速装置,液压无级变速装置通过改变单位时间内输入液压缸或液动机中液体的油量来实现无级变速。它的特点是,变速范围较大、变速方便、传动平稳、运动换向时冲击小、易于实现直线运动和自动化。,常用在主运动为,直线运动,的机床中，如刨床、拉床等。,