▪ 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
变速的基本规律是:变速系统是以基本组为基础，再通过扩大 组(可以有第一扩大组、第二扩大组……)把转速范围(级数)加 以扩大。若要求变速系统是一个连续的等比数列，则基本组的 级比等于，级比指数X。＝1；扩大组的级比xj ，级比指数 xj应等于该扩大组前面的基本组传动副数和各扩大组传动副数 的乘积。
▪ 2)机床传递动力要求。机床的动力源和传动机构应能够输 出和传递足够的功率和转矩，并有较高的传动效率。
▪ 3)机床工作性能要求。机床的传动结构，特别是末端执行 件必须有足够的精度、刚度、抗振性能和较小的热变形。
▪ 4)产品设计经济性要求。应该合理地满足机床的自动化程 度和生产率的要求。
▪ 5)机床的操作和控制要灵活，安全可靠，噪声小，维修方 便。机床的制造要方便，成本要低。
ua3
24 48
1/
2
1/1.412
1/2
II轴-III轴：变速组b
ub1
42 42
1 1.410
0
ub2
22 62
1/
2.82
1/1.413
1/3
III轴-IV轴：变速组c
uc1
60 30
2
1.412
2
uc2
18 72
1/
4
1/1.414
1/4
IV轴转速： 322 12
转速图的基本规律
第三章
第四节 主传动系统设计
▪ 主传动系组成
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 机构等组成。
▪ 动力源：给执行件提供动力，并使其得到一定的运动速度和方向； ▪ 变速装置：传递动力以及变换运动速度； ▪ 执行件：执行机床所需的运动，完成旋转或直线运动。
▪ 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；能在运转负载中变速，便于实现变 速自动化。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。
3.4.2主传动系统分类与传动方式
(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。
上斜是升速传动，从左向下斜是降速传动。
1.转速图
传动线
31.5-1400：12级 公比：
45 1.41 31.5
电-I轴
u 126 1/ 2 1/1.412 1/ 2 256
I轴-II轴：变速组a
ua1
36 36
1 1.41.411
1/1
▪ 通用机床中多数机床的主变速 传动系都采用这种方式。适用 于普通精度的大中型机床。
▪ 特点是结构紧凑，便于实现集 中操纵，安装调整方便。
▪ 缺点是运转的传动件在运转过 程中所产生的振动、热量，会 使主轴产生变形，使主轴回转 中心线偏离正确位置而直接影 响加工精度。
3.4.2主传动系统分类与传动方式
可以分为分级变速传动和无级变速传动。
3.4.2主传动系统分类与传动方式
▪ 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。传动方式有滑移齿轮变速、交换 齿轮变速和离合器(如摩擦式、牙嵌式、齿轮式离合器)变速。 传递功率较大，变速范围广，传动比准确，工作可靠，广泛 应用于通用机床。缺点是有速度损失，不能在运转中进行变 速。
3.4.2主传动系统分类与传动方式
(一)主传动系分类 ： ▪ (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。交流电动机 驱动中又可分单速交流电动机或调速交流电动机驱动。调 速交流电动机驱动又有多速交流电动机和无级调速交流电 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
（一）转速图与结构式
1.转速图—设计和分析主传动系统的工具
转速图的作用： （1）表示出传动轴的数目； （2）传动轴之间的传动关系； （3）主轴的各级转速值及其传动路线； （4）各传动轴的转速分级和转速值； （5）各传动副的传动比。
转速图由一组相互平行和垂直的格线组成。 ▪ 1)距离相等的竖直线代表传动系统的各轴。从左到右依次标注。 ▪ 2)距离相等的横直线与竖直线相交点，代表各级转速。 ▪ 3)坐标取对数坐标，在相交点直接写出转速的数值。 ▪ 4)相邻两轴之间相应转速的连线代表相应传动副的传动比，从左向
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。
▪ 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。
▪ 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。
3.4.3 分级变速主传动系统
分级变速主传动系设计的内容和步骤： 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 配各变速组中的传动副的传动比，确定齿轮数和带轮直径等，绘制主变 速传动系图。
▪ （一）转速图与结构式 ▪ （二）各变速组的变速范围及极限传动比 ▪ （三）主传动系统设计的基本原则与方法 ▪ （四）主传动系统的几种特殊设计 ▪ （五）扩大传动系变速范围的方法 ▪ （六）齿轮齿数的确定 ▪ （七）计算转速 ▪ （八）变速箱内传动件的空间布置与计算
3.4 主传动系统设计
3.4.1 必须满足的设计基本要求 3.4.2 主传动系统分类与传动方式 3.4.3 分级变速主传动系统 3.4.4 无级变速主运动传动系统设计 3.4.5 数控机床主传动系统设计
3.4.1 须满足的设计基本要求
▪ 1)满足机床使用性能要求。机床的末端执行件(如主轴)应 有足够的转速范围和变速级数。
2.结构式—比较和分析不同传动方案
▪ 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（Pi）和各变速组的级 比指数Xi，一般表达式为