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1、摘 要随着制造业的发展，高速度、高效率、高精度和高刚度已经成为当今机床发展的主要方向。为了满足当前机床市场的需要，铣床已经成为了当今机械行业一个重要的发展趋势，特别是在工业制造，加工过程中有着举足轻重的地位。对X62型铣床进给箱的设计主要是完成对进给箱中各传动件和控制件的结构设计和分析。该铣床进给箱是靠齿轮进行传动的。传动系统采用齿轮传动，变速系统采用多联滑移齿轮变速。本次设计的进给箱能实现多种进给速度，同时实现生产中的快速后退运动。本次设计主要内容包括：运动方案的设计、动力分析计算及校核、结构工程图的设计，以及对操纵机构的设计等内容。关键词：X62 进给箱 齿轮 AbstractWith t
2、he development of the manufacturing sector, high-speed, high efficiency, high precision and high rigidity has become the main direction of development of todays machines. In order to meet the current needs of the machine tool market, milling machinery industry has become today an important trend, es
3、pecially has a pivotal role in the industrial manufacturing, process.X62 type of mill feed tank is designed primarily to complete the feed box of each drive and control elements of structural design and analysis. The mill feed is by gear box drive. Transmission gear transmission, the transmission sy
4、stem using multi-joint sliding gear transmission. The design of the feed box can achieve a variety of feed rate, while achieving rapid production of backward movement. The design of the main contents include: exercise program design, dynamic analysis and calculation and verification, structural desi
5、gn drawings, as well as the design of the control mechanism and so on.Key words : X62-type milling machine control agencies variable speed53目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪 论11.1 机械加工机床的重要性11.2 铣床的种类21.3 机床设计要求和指标51.4国内外机床的发展现状和趋势51.5 X62铣床的特点和用途8第2章 机床进给传动方案设计102.1 整体结构设计102.1.1. 机构总体设计的任务和原则102.1.2 结构总体设计步骤
6、102.2 主要技术参数的确定112.2.1机床主要技术参数的确定112.3 机床进给传动系统设计122.3.1设计原则122.3.2 机床传动方式和变速方式的选择122.4 进给运动转速图拟定132.4.1 拟定转速图一般原则132.4.2 拟定转速图142.5 计算转速和齿轮齿数的确定172.5.1 计算转速的确定172.5.2 齿轮齿数的确定182.6 传动装置运动参数计算192.6.1 各轴功率计算192.6.2 各轴扭拒计算20第3章 操纵机构的设计213.1概述213.1.1 操纵机构的功用和要求213.1.2 操纵机构的组成213.1.3 操纵机构的分类223.2 操纵机构方案设
7、计223.2.1摆动式操纵机构223.2.2凸轮操纵机构233.2.3 移动式操纵机构233.3移动式操作机构的设计原理和结构设计243.3.1 设计原理:243.3.2 操作机构的结构设计26第4章 传动件的设计314.1轴的设计314.2齿轮354.3滚动轴承374.4键的验算374.5 滚珠丝杠副计算38第5章计算机辅助制造435.1 CAD/CAM(Mastercam)软件简介435.2 Mastercam绘图和模拟加工过程43结 论48参考文献49附录：50第1章 绪 论1.1 机械加工机床的重要性制造业是一个国家经济发展的重要支柱，是国民经济的主要来源，可以说，制造业的发展水平是一
8、个国家或地区经济实力，科技水平和综合国力的重要标志之一。机械制造是制造业核心，是向其它部门提供工具，仪器及各种先进制造装备的部门。机械制造业的生产能力和制造水平是衡量一个国家工业水平的标志之一。因此，机械制造业在国民经济中占据着重要地位。而机械制造业的生产能力和水平主要取决于机械加工机床的先进程度。随着科学技术的迅速发展，机械制造生产模式发生了巨大的演变。19世纪20年代制造业开始起家，二次世界大战期间，大规模军工生产，使的制造业得到飞速发展。20世纪50年代，产品品种单一，为了提高生产率，满足市场需要，广泛采取自动机床，组合机床和专门生产线。在大批量生产条件下，这种生产方式可以实现刚性自动化
9、，大幅度降低成本，极大的提高劳动生产率。20世纪70年代后期，社会需求日益多样化，市场竞争日益激烈，为了在竞争中求的生存和发展,生产企业不仅要求提高产品质量,而且频繁的改变,以满足市场不断的发展。数控机床就是在这样的背景下发展起来的，她极其有效的为单件小批量生产的精密复杂零件提供了自动加工手段。20世纪70年代初研制出的计算机数控（CNC），使数控机床得到了迅速的发展和普及。20世纪80年代初，市场上出现了更多系统化，规模化更大的柔性制造系统（FMC）它是采用一组数控机床和其它自动化的工艺装备，由计算机信息控制系统和物料储运系统有机结合的整体。FMS既是自动化，又是柔性的，比单台数控机床的经济
10、效益有大幅度提高，特别用于中小批量生产。随着计算机辅助技术向智能化，网络化和集成化方向发展，为了充分利用企业的软硬件资源，发挥企业的整体效益，国外20世纪80年代出现了一种新的生产模式-CIMS。CIMS技术的出现使机械制造自动化水平开始由系统自动化向综合自动化方向发展。20世纪90年代，随着信息技术的发展，快速响应为市场制造发展的重要方向。为加快响应市场，相继提出了精良生产（LP），敏捷制造(AM),虚拟公司(Virture Compration)精良-敏捷-柔性(LAF)生产系统等许多新的生产模式和新的哲理。我国的机械制造业是在1949年建国后建立和发展起来的，以成为一个规模宏大，门类齐全
11、的工业部门。由于20多年内我国处于闭关锁国状态下发展自我。我国的机械加工机床水平还很落后，产品种类少，档次低，多数装备还处于20世纪6070年代水平。机械制造水平落后，又严重影响了机械制造业，及其整个制造业的振兴。因此我们必须深入广泛的开展科学研究和技术革命，把学习外国的先进技术和自己的创新结合起来，迅速提高我国机械加工机床产品的技术水平和时常竞争力。1.2 铣床的种类 铣床的类型很多，主要以布局形式和适用范围加以区分。铣床的主要类型有：卧式升降 台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床、圆台铣床、仿形铣床和各种专门化铣床。 1.2.1卧式铣床 卧式铣床的主轴是水平安装的。卧式升降台铣床、万
12、能升降台铣床和万能回转头铣床 都属于卧式铣床。卧式升降台铣床主要用于铣平面、沟槽和多齿零件等。万能升降台铣床由 于比卧式升降台铣床多一个在水平面内可调整45范围内角度的转盘，因此，它除完成与 卧式升降台铣床同样的工作外，还可以让工作台斜向进给加工螺旋槽。万能回旋头铣床除具 备一个水平主轴外，还有一个可在一定空间内进行任意调整的主轴，其工作台和升降台分别 可在三个方向运动，而且还可以在两个互相垂直的平面内回转，故有更广泛的工艺范围，但机床结构复杂，刚性较差。 1.2.2立式铣床 立式铣床的主轴是垂直安装的。立铣头取代了卧铣的主轴悬梁、刀杆及其支承部分， 且可在垂直面内调整角度。立式铣床适用于单件
13、及成批生产中的平面、沟槽、台阶等表面的 加工；还可加工斜面；若与分度头、圆形工作台等配合，还可加工齿轮、凸轮及铰刀、钻头 等的螺旋面，在模具加工中，立式铣床最适合加工模具型腔和凸模成形表面。立式升降台铣 床的外形如图 3-15 所示。图2.2立式升降台铣床1铣头；2主轴；3工作台；4床鞍；5升降台1.2.3龙门铣床 龙门铣床是一种大型高效能的铣床。如图3-16 所示。它是龙门式结构布局，具有较高的刚度及抗震性。在龙门铣床的横梁及立柱上均安装有铣削头，每个铣削头都是一个独立部件，其中包括单独的驱动电机、变速机构、传动机构、操纵机构及主轴部件等。在龙门铣床上可利用多把铣刀同时加工几个表面，生产率很
14、高。所以，龙门铣床广泛应用于成批、大量生产中大中型工件的平面、沟槽加工。 图2.3 龙门铣床1 工作台；2、9水平铣头；3横梁；4、8垂直铣头；5、7立柱；6顶梁；10床身1.2.4万能工具铣床 万能工具铣床(如图3-17 所示)常配备有可倾斜工作台、回转工作台、平口钳、分度头、 立铣头、插削头等附件，所以，万能工具铣床除能完成卧式与立式铣床的加工内容外，还有 更多的万能性，故适用于工具、刀具及各种模具加工，也可用于仪器、仪表等行业加工形状复杂的零件。 图2.41.2.5圆台铣床 圆台铣床的圆工作台可装夹多个工件作连续的旋转，使工件的切削时间与装卸等辅助时间重合，获得较高的生产率。圆台铣床又可
15、分为单轴和双轴两种型式，图 3-18 所示为双 轴圆台铣床。它的两个主轴可分别安装粗铣和半精铣的端铣刀，同时进行粗铣和半精铣，使 生产率更高。圆台铣床适用于加工成批大量生产中小零件的平面。图2.5 圆台铣床1床身；2滑座；3主轴箱1.3 机床设计要求和指标机床设计的基本要求及评价指标： 工艺范围机床是用来完成工件表面加工的，应该具备完成一定工艺范围（包括加工方法，工件类型，加工表面形状，尺寸等）的加工功能，因此也可以把工艺范围称之为机床的加工功能。 精度加工中保证被加工工件达到要求的精度，和表面粗糙度。 生产率与生产自动化生产率的要求根据生产纲领决定，常用单位时间机床所能加工出的工件数量表示。
16、机床自动化有半自动化和全自动化之分。 可靠度可靠度是在规定条件下和规定时间内，机床完成规定的能力及其稳定性。 宜人性 造型与色彩。 噪音，一般机器允许噪音不大于85dB，精密机床不大于75dB。 成本价值 = 功能/成本1.4国内外机床的发展现状和趋势20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50个年头。 数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专用机床，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有1020万台，产值上百亿美元。 世界制造
17、业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同，生产任务饱满。 我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50，库存超过4个月。从199
18、5年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从2000年8月份的上海数控机床展览会和2001年4月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。但也反映了下列问题： （） 低技术水平的产品竞争激烈，相互靠压价促销； （） 高技术水平、全功能产品主要靠进口； （） 配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口； （） 应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用； （） 自行开发能力较
19、差，相对有较高技术水平产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。 当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近300万台），但我们的机床数控化率仅达到1.9左右，这与西方工业国家一般能达到20的差距太大。日本不到80万台的机床却有近10倍于我国的制造能力。数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国21世纪制造业必须首先解决的最主要问题。每年我们国产全功能数控机床30004000台，日本1年产5万多台数控机床，每年我们花十几亿美元进口70009000台数控机床，即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去。因此，
20、国家计委、经贸委从“八五”、“九五”就提出数控化改造的方针，在“九五”期间，我协会也曾做过调研。当时提出数控化改造的设备可达810万台，需投入80100亿资金，但得到的经济效益将是投入的510倍以上。因此，这两年来承担数控化改造的企业公司大量涌现，甚至还有美国公司加入。“十五”刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业中投入6.8亿元，用于对1.21.8万台机床的数控化改造。 数控技术经过50年的2个阶段和6代的发展： 第1阶段：硬件数控（） 第1代：1952年的电子管 第2代：1959年晶体管分离元件 第3代：1965年的小规模集成电路。第2阶段：软件数控（） 第4代：1970年的小型计算机
21、 第5代：1974年的微处理器 第6代：1990年基于个人机（） 第6代的系统优点主要有： (1) 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可达到万小时以上； (2) 基于平台，技术进步快，升级换代容易； (3) 提供了开放式基础，可供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很宽的领域（如、，连接网卡、声卡、打印机、摄影机等）； (4) 对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。 目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本公司，1年生产5万套以上系统，占世界市场约40左右，其次是德国的西门子公司约占15以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲亚，法国的，日本的三菱、安川。 国产
22、数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方达、成都广泰等，国产数控生产厂家规模都较小，年产都还没有超过300400套。 近10年数控机床为适应加工技术发展，在以下几个技术领域都有巨大进步。 (1) 高速化 由于高速加工技术普及，机床普遍提高各方面速度，车床主轴转速由30004000r/min提高到800010000r/min，铣床和加工中心主轴转速由40008000r/min提高到12000r/min、24000r/min、40000r/min以上快速移动速度由过去的1020m/min提高到48m/min、60m/min、80m/min
23、、120m/min在提高速度的同时要求提高运动部件起动的加速度，其已由过去一般机床的0.5G（重力加速度）提高到1.52G，最高可达15G，直线电机在机床上开始使用，主轴上大量采用内装式主轴电机。(2) 高精度化 数控机床的定位精度已由一般的0.010.02mm提高到0.008mm左右，亚微米级机床达到0.0005mm左右，纳米级机床达到0.0050.01，最小分辨率为1nm（0.000001）的数控系统和机床已有产品。 数控中两轴以上插补技术大大提高，纳米级插补使两轴联动出的圆弧都可以达到1的圆度，插补前多程序段预读，大大提高插补质量，并可进行自动拐角处理等。 (3) 复合加工、新结构机床大
24、量出现 如5轴5面体复合加工机床，5轴5联动加工各类异形零件。也派生出各新颖的机床结构，包括6轴虚拟轴机床，串并联铰链机床等。采用特殊机械结构，数控的特殊运算方式，特殊编程要求。 (4) 使用各种高效特殊功能的刀具使数控机床“如虎添翼”。如内冷钻头由于使高压冷却液直接冷却钻头切削刃和排除切屑，在钻深孔时大大提高效率。加工钢件切削速度能达1000m/min，加工铝件能达5000m/min。(5) 数控机床的开放性和联网管理，已是使用数控机床的基本要求，它不仅是提高数控机床开动率、生产率的必要手段，而且是企业合理化、最佳化利用这些制造手段的方法。因此，计算机集成制造、网络制造、异地诊断、虚拟制造、
25、异行工程等等各种新技术都在数控机床基础上发展起来，这必然成为21世纪制造业发展的一个主要潮流。1.4.2 机床的发展趋势 制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，机械制造是制造业的核心。数控技术的应用使得传统的制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国民生计起着越来与重要的作用。当前数控技术及其装备的发展的趋势：1、高速、精密化 2、可靠性 3、数控机床设计CAD化、功能多样化 4、智能化、网络化、柔性化、集成化 5、开放性 6、复合性 7、串行总线计算机数控系统 8、重视新技术标准、规范的建立。1.5 X62铣床的特点和用途1）x62
26、型卧式铣床有以下特点：1.机床结构本身具有足够的刚性，使能承受重负荷的切削工作。2.机床有足够的功率和很广的变速范围，能充分发挥刀具的效能，并能使用硬质合金刀具进行高速切削。3.在机床的前面和左面，各有一套功能相同的按钮和操纵手柄（即复式操纵装置），使工作者能选择最方便的位置进行操纵。4.机床具有各种连续的往复循环和间断的循环运动，能简化操纵动作，提高生产效率，并且可以进行多机床管理。5.主轴的启动、停止和快进行程的开动都有明显的按钮，工作台的进给由手柄操纵，其送进方向和操纵手柄所指方向一致，主轴的转速和工作台的进给速度用转盘来操作，所有这些，搜使机床的操纵简单，操作机床的工人也不需要高熟练的
27、技术。6.机床的重要传动零件均用合金钢制成，并经特殊处理，容易磨损的件均用耐磨材料制成，机床导轨有防削装置这些都保证了机床有足够长的使用寿命。7.容易磨损的部件都有消除间隙的调整装置，保证机床的精度和工作平稳8.机床有良好的安全装置，手动进给和机动进给间有互锁机构，再进给量过大时，保险结合处能自动脱开，使机床零件不致损坏，同时有保证了操作者的安全。9.机床迅速有效地进行制动，当加工完毕或其他原因而需要停车时，只需按一下“停止”按钮，机床的全部运动立即停止。10.机床能进行顺铣和逆铣工作，操作者可根据需要灵活运动。11.工作台在三个方向上（纵向、横向、垂直）都能进行快速移动，减少辅助时间，提高生
28、产率。12.工作台横向和垂直方向的移动集中的由一个手柄操纵可控制两个方向的进给和快速移动。13.机床有完善的润滑系统，重要的传动件和轴承是由机动泵进行自动润滑，同时设有指示器进行经常检查，需用手动润滑的部位，其加油点均设有明显的标志。14.各重要传动轴和主轴均安装有滚动轴承上，提高传动效率，主轴上的滚锥轴承，还能进行调整，以保证主轴精度。2）机床的用途x62型卧式铣床适用于圆柱、圆片铣刀，角度铣刀，成型铣刀及端面铣刀来铣切各种零件，也可以加工平面，斜面，沟槽，齿轮等。装上分度头，可以铣切直齿齿轮和铰刀等零件，此时每当零件被加工完第一个齿后，利用手动使零件绕自己的中心转动一定的角度，以便进行下一
29、个齿的加工。x62型卧式铣床还可以安装万能铣头及圆工作台，用以铣切凸轮及圆弧形槽。因此x62型卧式铣床能适用于各种企业，从小规模的机械修理厂到大量生产的的汽车制造厂都可以使用。第2章 机床进给传动方案设计2.1 整体结构设计2.1.1. 机构总体设计的任务和原则结构总设计的任务及重要性 结构总体设计的任务是将原理方案设计结构化，即把一维或三维的原理方案图转化为三维的可制造形状过程，包括“质”的设计和“量”的设计。结构总体设计原则 明确，简单，安全可靠是结构总体设计阶段必须遵循的三项基本原则。2.1.2 结构总体设计步骤 初步设计 明确设计要求 主功能载体的初步设计 按比例绘制主要结构草图 检查
30、主，辅助功能载体结构 设计结果初评及选择 详细设计 各功能载体的详细设计 补充完善结构总体设计草图 对完善的结构总体草图进行审核 进行技术经济评价 结构总体设计的完善与审核2.1.3 结构设计基本原理任务分配原理自补偿原理力传递原理变形协调原理等强度原理稳定性原理2.2 主要技术参数的确定2.2.1机床主要技术参数的确定机床主要技术参数包括机床的主参数和基本参数，基本参数又包括尺寸参数，运动参数及动力参数。 主参数和尺寸参数机床主参数是代表机床规格大小及反映机床最大工作性能的一种参数。尺寸参数是指机床的主要结构尺寸参数。选择的机床型号是X62主轴转速种数 18级转速范围（转/每分） 30150
31、0 运动参数 主轴转速的合理安排根据 nmax , nmin，在已知变速范围内若采用有级变速，则应进行转速分级。所谓分级即在变速范围内确定中间各级转速。目前，多数机床主轴转是速是按等比级数排列，其公比为。则转速排列为n1=nmin, n2=nmin, n3=nmin2，nz=nminz-1主轴转速排列是等比级数规律分布。主要原因是在转速范围转速相对损失均匀，如在加工中某一工序要求的合理转速为n,而在Z级转速中没有这个最佳转速，它是处于nj和nj+1，若采用nj+1，比转速高，由于过高的切削速度会使刀具耐用度下降。为了不降低刀具耐用度，一般选用nj，将造成转速损失，其转速损失为(n-nj),当n
32、 趋近nj|+1时，仍选用nj为使用转速。产生的最大相对转速损失率为Amax= nj|+1-nj/(nj+1)=1- nj/(nj+1)对于普通机床，如果认为每级转速的使用机会相同，那么应使Amax为一定值，即 Amax1- nj/(nj+1)const 或nj/(nj+1)const1/可见任意两级转速之间的关系是nj|+1nj 变速范围Rn公比和级数z的关系Rn= nmax/ nmin= z-1 两边取对数，可写成lgRn=(z-1)lgz=1+ lgRn/ lg已知z=18 Rn= nmax/ nmin=50 得 =1750 1.23查表得 =1.261.061.121.261.411.
33、581.78212Amax5.7%16%21%29%37%44%50%与1.06关系1.0611.0621.0641.0661.0681.06101.06122.3 机床进给传动系统设计2.3.1设计原则在满足一定的转速范围，级数条件下，传动链尽可能短和简单。传动平稳，振动，噪声小，效率高。功率及扭矩应满足使用要求。适应主轴精度及刚度要求。操作方便，轻巧，结构简单，工艺性好。必须考虑制动装置。必须有良好的润滑。2.3.2 机床传动方式和变速方式的选择 动力参数及运动参数机床电机的功率为7.5KW。选择J04-52-4-D型电机 主传动系统的分类 可分为交流电机驱动，直流电机驱动。选择交流电机驱
34、动 按传动装置可分：机械传动装置，液压传动装置，电气传动装置本次设计选择机械传动装置 按变速连续性可分为：有级变速传动，无级变速传动本次设计选用有级变速传动 主传动系统传动方式 集中传动：主传动系统的全部传动和变速机构集中装在同一主轴箱内，称为集中传动方式。优点：结构紧凑，便于集中操作，箱体数目少，可减少加工，装配所需工时和制造成本。缺点：变速箱的传动件在运转过程中产生的震动和数量将直接传给主轴，因而会降低机床的加工精度。 分散传动：主传动系统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。 优点：变速箱工作中产的震动和热量不直
35、接传给主轴，因而减少主轴的震动和热变形，提高加工精度。 缺点：多增加一个箱体，使加工和装配工时增因而提高了成本。本次设计选用集中传动方式.2.4 进给运动转速图拟定2.4.1 拟定转速图一般原则 传动副“前多后少”原则 传动顺序与扩大顺序相一致原则 确定各变速组的变速范围及极限传动比原则 RI=(umaxi)/ (umini) (i=0、1、2、 j)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。RIxi(pi-1)i=0、1、2j 依次为基本组，第一，二，j扩大组由此可见，式中xi(pi-1)就是变速组中最大传动比的传动线与最小传动比传动线所拉开的格数。设计机床主传动系统时，为避免
36、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min1/4;为避免扩大传动误差，减小振动噪声，一般限制直齿圆柱齿轮的最大变速比u主max2.主传动各变速组的最大变速范围为R主max= u主max/u主min(22.5)/0.25=810主轴的变速范围应等于主传动变速系统中各个变速组变速范围乘积 RN=R0R1R2Rj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小，只要最后扩大组的变速不超过极限值，其他变速组更不会超过极限值。1821322626 ，1.26 其最后扩大组变速范围R3=1.26（12-6）=4 由此的1.2
37、6其它变速组的变速范围肯定也符合要求. 分配传动比原则a) 各个传动副的传动比应尽可能不超出极限传动比u主min和 u主maxb) 各中间传动轴的最低转速适当高些。因为中间传动轴的轴速高，则在一定条件下，传递扭矩小，相应的传动件的尺寸也小，因此，按传动顺序的各变速组的最小传动比应采用递减的原则，即要求 u aminubminucmin 降低噪声考虑原则a) 简化机床传动系统，减小传动齿轮对数。b) 避免较大的变速传动。c) 适当降低齿轮圆周运动速度 为减少空载功率损失应考虑原则2.4.2 拟定转速图 确定变速组数目大多数机床广泛应用滑移齿轮变速方式，为满足结构设计和操纵方便要求，通常采用三联或
38、双联齿轮。为减小进给箱的尺寸，使结构简洁便于操作，采用类比法，在轴上采用背轮机构。背轮机构中的离合器的左右两位置可实现两种不同传动比的传动。故由轴到轴只需实现9种转速。传动组和传动副数可能的方案有： 后一种方案可以省掉一根轴，但是需要一个9联齿轮，增加了轴向尺，故选前一种方案。 结构网的选择 在降速传动中，为防止被动齿轮的直径过大而使径向尺寸太大，常限制最小传动比。升速时，为防止过大的震动和噪声常限制最大传动比，传动链最大变速范围一般为。对于进给传动链，转速较低尺寸小。，故，.检查最后一个扩大组 , , 可行。 由结构式画出如图2-1所示结构网：图2-1 进给传动结构网（3） 拟定转速图 中间
39、轴的转速不宜超过电动机的转速，由前向后推，得劲给传动转速图。如图2-2所示。图2-2进给传动转速图拟定进给传动系统图：轴轴轴图2-3 进给箱的传系统图（部分）： 2.5 计算转速和齿轮齿数的确定2.5.1 计算转速的确定 主轴计算转速由nj=nmin24/3-1=nmin7=n6=50r/min 各传动轴计算转速轴共有18级转速，其中转速475r/min，通过斜齿轮使主轴获得转速：50r/m。既主轴的计算转速，能传递全部功率，故轴475r/min转速也能传递全部功率，是计算转速。轴共有12级转速，其中转速750r/min通过两联齿轮中的一组20/80使轴获得112r/min的计算转速均能传递全
40、部功率，故轴的750r/min 转速也能传递全部功率，是计算转速。其余依次类推，各轴计算转速如下：转速序号计算转速 r/min1410950375750475475各齿轮计算转速：各变速组内一般只计算组内最小的，也是强度最薄弱的齿轮，故也只需确定最小齿轮计算转速。齿轮Z23的计算转速：齿轮23装在5轴上，从转速图可看出23共有9级转速，经齿轮副23-24传动主轴得到18级转速，但其中11级能够传递全功率，其中最低转速为475r/min，既为齿轮23的计算转速。齿轮24的计算转速： 24装在主轴上，共有9级转速，其中只有50-500r/min能传递全部功率，故齿轮24的计算转速为50r/min。
41、齿轮21的计算转速： 齿轮21装在4轴上，共有12级转速，其中450-1120r/min能传递全部功率，故齿轮21的计算转速为450r/min。其余依次类推各齿轮的计算转速如表2-1：表2-1 齿轮转速表齿轮序号1234567891011计算转速80511208059009009009005601120450450齿轮序号1213141516171819202122计算转速450450112112112450112356450112502.5.2 齿轮齿数的确定机床转速图拟定后，则各变速组的传动比也就确定了，即可进一步确定各变速组中传动副的齿轮齿数，皮带轮的直径等，在确定齿数时要注意下列几点：
42、 齿轮的齿数和SZ不能太大，以免齿轮尺寸过大而引起机床结构增大。一般推荐齿数和SZ100-120，常选在100以内。 同一变速组中的各对齿轮，其中心距必须保证相等。 最小齿轮饿齿数应保证不产生根切，对于标准齿轮，其最小齿数Zmin17（变位齿轮除外）。 应保证最小齿轮的齿数装在轴上或轴套筒上具有足够的强度。 保证主轴的转速误差在规定的范围之内。 应保证转速图上传动比的要求。所确定的齿轮齿数之比为实际传动比，它与理论传动比一般存在误差，因而造成主轴转速的误差，只要转速误差不超过10（-1）%是允许的，即 （n-n）/n10（-1）%式中 n：主轴实际转速r/min, n： 主轴标准转速r/min
43、, ：选用的公比三联滑移齿轮顺利通过的条件。 变速组内有三对传动副时，应检查三联滑移齿轮齿数之间的关系，以确定其左右滑移时能顺利通过。最大与次大的齿轮差应大于4。基本组的传动比为ia1 =1.50 ia1=1.19 查传动比为1.50和1.19的两行，有数字者既为可能的方案。结果如下： ia1=1.50 Sz=.,86,87,88,90,92,94,96,97,98,99,100,ia2=1.19 Sz=90,92,94,97,98,99,100在以上两组可以挑出：Sz=90，92，94，98，99，100我们取Sz=94，从表中可查出小齿轮齿数分别为43，38则可确定出大齿轮齿数分别为：94
44、-38=56 94-43=51即ia1=Z1/Z1=56/38;ia2=51/43 Zmin=3818,Sz=944 故满足要求。根据同样原理，第一扩大组中ib1=1/1.05 ib2=1/1.67 ib3=1/2.63查表得：Sz=80第二扩大组中ic1=1 ic2=1/4 查表得：Sz=100第三扩大组中 id1=1 id2=1/4查表得：Sz=100表2-2 各组齿轮齿数列表齿轮组基本组第一扩大组齿轮Z1Z1Z3Z3Z4Z4Z5Z5Z6Z6齿数56385143394130502258齿数和9480齿轮组第二扩大组第三扩大组齿轮Z7Z7Z8Z8Z9Z9Z10Z10齿数5050208050502080齿数和100100