铣床、车床主传动系统图和转速图
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机床设计-传动系统
1400r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 31.5
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
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
第三章数控机床的主传动系统
要使润滑油突破这层旋转气流很不容易，采用突入滚 道式润滑方式则可以可靠地将油送人轴承滚道处。
第三章 数控机床的主传动系统
(3)突入滚道式润滑方式 如图3—10所示为适应该要求而设计的特殊轴承。 润滑油的进油口在内滚道附近，利用高速轴承的泵 效应，把润滑油吸人滚道。
若进油口较高，则泵效应差，当进油接近外滚道 时则成为排放口了，油液将不能进入轴承内部。
第三章 数控机床的主传动系统
3．冷却润滑技术的研究 过去，加工中心机床主轴轴承大都采用油脂润滑方 式，为了适应主轴转速向更高速化发展的需要，新 的冷却润滑方式相继开发出来，见表3—2。
第三章 数控机床的主传动系统
第一章 数控机床概述
(1)油气润滑方式 这种润滑方式不同于油雾方式， 油气润滑是用压缩空气把小油滴送进轴承空隙中， 油量大小可达最佳值，压缩空气有散热作用，润滑 油可回收，不污染周围空气。图3—8是油气润滑 原理图。
1．主轴部件常用滚动轴承的类型 图3—13a为锥孔双列圆柱滚子轴承，内圈 为1：12的锥孔，当内圈沿锥形轴颈轴向移 动时，内圈胀大以调整滚道的间隙。滚子数 目多，两列滚子交错排列，因而承载能力大， 刚性好，允许转速高。它的内、外圈均较薄， 因此，要求主轴颈与箱体孔均有较高的制造 精度，以免轴颈与箱体孔的形状误差使轴承 滚道发生畸变而影响主轴的旋转精度。该轴 承只能承受径向载荷。
第一章 数控机床概述
(2)热变形 电动机、主轴及传动件都是热源。低温升、小
的热变形是对主传动系统要求的重要指标。 (3)主轴的旋转精度和运动精度
主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转 动条件下测量主轴前端和距离前端300mm处的径 向圆跳动和端面圆跳动值。主轴在工作速度旋转时 测量上述的两项精度称为运动精度。数控机床要求 有高的旋转精度和运动精度。
第三章 数控机床的主传动系统
(3)突入滚道式润滑方式 如图3—10所示为适应该要求而设计的特殊轴承。 润滑油的进油口在内滚道附近，利用高速轴承的泵 效应，把润滑油吸人滚道。
若进油口较高，则泵效应差，当进油接近外滚道 时则成为排放口了，油液将不能进入轴承内部。
第三章 数控机床的主传动系统
3．冷却润滑技术的研究 过去，加工中心机床主轴轴承大都采用油脂润滑方 式，为了适应主轴转速向更高速化发展的需要，新 的冷却润滑方式相继开发出来，见表3—2。
第三章 数控机床的主传动系统
第一章 数控机床概述
(1)油气润滑方式 这种润滑方式不同于油雾方式， 油气润滑是用压缩空气把小油滴送进轴承空隙中， 油量大小可达最佳值，压缩空气有散热作用，润滑 油可回收，不污染周围空气。图3—8是油气润滑 原理图。
1．主轴部件常用滚动轴承的类型 图3—13a为锥孔双列圆柱滚子轴承，内圈 为1：12的锥孔，当内圈沿锥形轴颈轴向移 动时，内圈胀大以调整滚道的间隙。滚子数 目多，两列滚子交错排列，因而承载能力大， 刚性好，允许转速高。它的内、外圈均较薄， 因此，要求主轴颈与箱体孔均有较高的制造 精度，以免轴颈与箱体孔的形状误差使轴承 滚道发生畸变而影响主轴的旋转精度。该轴 承只能承受径向载荷。
第一章 数控机床概述
(2)热变形 电动机、主轴及传动件都是热源。低温升、小
的热变形是对主传动系统要求的重要指标。 (3)主轴的旋转精度和运动精度
主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转 动条件下测量主轴前端和距离前端300mm处的径 向圆跳动和端面圆跳动值。主轴在工作速度旋转时 测量上述的两项精度称为运动精度。数控机床要求 有高的旋转精度和运动精度。
数控机床结构结构图
可编程控制器
数控车床 数控车床的工艺用途 的组成 数控车床的组成
影响车床布局形式的因素
操作面板
输入输出设备 CNC装置
伺服单元、驱动装置和测量装置
PLC、机床I/O电路和装置 机床主机
数控车床 主轴箱和尾座的布局形式 水平床身配置水平滑板
数 的布局 床身和导轨的布局形式
倾斜床身配置倾斜滑板 水平床身配置倾斜滑板
按照技术水平的高低分类 1.数显及打字型 2.带有小型电子计算机
进行数据处理型 3.计算机数字控制型
其他分类方法 大型、中型、小型；精密型、生产型
三
三坐标测量 机的构成
坐
三坐标测量机的主体 三坐标测量机的测量系统 三坐标测量机计算机控制系统和软件
标
三坐标测量机
直接测量方法 程序测量方法
测 的测量方式
床概述 数控冲床的工作原理
数控冲床的
数控冲床的组成
主机
数控装置
冲 组成与结构 数控冲床的结构
床
典型数
ZX数控冲床 性能特点
技术参数
控冲床
伺服复合小型精密钣金加工冲床
主要特点 技术参数
三坐标测 量机概述
三坐标测量机的功能 按照工作方式分类 1.点位测量法 2.连续扫描测量方式 三坐标测量机的类型 按照结构形式分类 1.悬臂式 2.桥式 3.龙门式 4.立柱式 5.坐标镗床式
冷却润滑技术（冷却
轨
数控机床导轨的类型与特点 滚动导轨
静压导轨
数控机床自动排 屑装置
平面链式排屑装置 刮板式排屑装置 螺旋式排屑装置 磁性排屑器
摩擦阻力小
位置检测装置
位置检测装置的要求（4点） 数字式与模拟式
的要求与类型
CA6140车床的传动系统
3×[1＋（2×2－1）]＝12级
8
二、主运动传动链
1. 传动路线
5）主轴的转速 正转n主时的n电最 高DD1转(1速 ：)uⅠⅡuⅡⅢ uⅢ Ⅳ
nm a x
1450
130 230
(1
0.02)
56 38
39 41
63 50
r
/
min
1418r
/
min
正转时的最低转速：
u扩1＝
58 26
80 20
50 50
44 44
26 58
＝4
u扩2＝
58 26
80 20
80 20
44 44
26 58
＝16
27
三、车螺纹传动链 6. 非标准和较精密螺纹 1）传动链
28
三、车螺纹传动链 6. 非标准和较精密螺纹 2）车削非标螺纹和较精密螺纹的运动平衡式
1 58 33 u 12＝L＝KP
130
51 22 20 20 26
nmin 1450 230 (1 0.02) 43 58 80 80 58 r / min 10r / min
9
三、车螺纹传动链 1. 米制螺纹 1）米制螺纹的导程
L工 1r主轴u总L丝
10
三、车螺纹传动链 1. 米制螺纹 2）传动链
25
三、车螺纹传动链
5. 大导程螺纹
2）传动路线表达式
50
主轴Ⅵ — 58 —Ⅴ — 80 — Ⅳ — 50
26
20
80
—Ⅲ —
20
数控机床的主传动系统
三、 典型数控机床的主轴部件
主轴部件是数控机床的关键部件，其 精度、刚度和热变形对加工质量有直接的 影响。本节主要介绍数控车床、数控铣床 和加工中心的主轴部件结构。
在自动换刀过程时，能自动松开 和夹紧刀具夹紧是主轴部件典型
结构。
要求恒功率调速范围尽可能大，以便在尽 可能低的速度下，利用其全功率。
变速范围负载波动时，速度应稳定。
AD-15B FANUC αP18/6000i电机功能曲线图
控制功能的多样化 • 同步控制功能：CNC车床车螺纹用； • 主轴准停功能：加工中心自动换刀、自动装卸 、 CNC车床车螺纹用；（主轴实现定向控制） • 恒线速切削功能：CNC车床和CNC磨床在进行 端面加工时，为了保证端面加工的粗糙度要求 ，要求接触点处的线速度为恒值；(AD-15B以车 代磨，零件表面粗糙度能达到0.8，铝件0.4) • C轴控制功能：车削中心。
对加工中心除上述要求外，还应有：(在机械 结构方面) 刀具的自动夹紧装置 主轴的准停装置 主轴孔的清理装置等
1、主轴端部的结构
端部用于安装刀具或夹持工件的夹具， 因此，要保证刀具或夹具定位（轴向、定 心）准确，装夹可靠、牢固，而且装卸方 便。
目前，主轴的端部形状已标准化。
图2-9（a）所示为车床主轴端部，卡盘靠前端 的短圆锥面和凸缘端面定位，用端面键传递扭 矩，卡盘装有固定螺栓。卡盘装于主轴端部时， 螺栓从凸缘的孔中穿过，转动快卸卡盘将数个 螺栓同时拴住，再拧紧螺母将卡盘固定在主轴 端部。主轴为空心轴，前端为莫式锥孔，用于 安装顶尖或心轴。 图2-9（b）所示为铣镗床主轴端部（用拉杆从 主轴后端拉紧，铣刀上有螺纹孔） 图2-9（c）所示为外圆磨床砂轮主轴端部
20215302021530may3020213020215302021530202151212202151213主轴电动机202151214202151215主轴电动机202151216转速较高变速范围不大的小型数控机床常用它通过一级带传动实现变速不用齿轮变速受电动机调速范围的限制适用于高速低扭矩特性要求的主轴鑫盛ad15ad25202151217鑫盛ad15454500rmin454500rpm202151218202151219两个电动机分别驱动主轴图21c调速电动机直接驱动主轴图21de一种为
第四章 数控机床主传动系统
（c）双列圆锥滚子轴 承。这种轴承的特点 是内、外列滚子数量 相差一个，能使振动 频率不一致，因此， 可以改善轴承的动态 性能。轴承可以同时 承受径向载荷和轴向 载荷，通常用作主轴 的前支承。
（d）带凸肩的双列圆 锥滚子轴承。结构 和图（c）相似，特 点是滚子被做成空 心，故能进行有效 润滑和冷却；此外， 还能在承受冲击载 荷时产生微小变形， 增加接触面积，起 到有效吸振和缓冲 作用。
4. 电主轴
电主轴又称内装式主轴电机，即主轴与电机转子 合为一体，其优点是主轴部件结构紧凑、重量轻、惯 量小，可提高启动、停止的响应特性，利于控制振动 和噪声。转速高，目前最高可达200000 r/min。其缺 点是电机运转产生的振动和热量将直接影响到主轴， 因此，主轴组件的整机平衡、温度控制和冷却是内装 式电机主轴的关键问题
①轴承类型
（a） 锥孔双列圆柱滚子轴承：内 圈为1：12的锥孔，当内圈沿锥 形轴轴向移动时，内圈胀大，可 以调整滚道间隙。滚子与内外圈 线性接触，承载能力大，刚性好。 允许极限转速较高。对箱体孔、 主轴颈的加工精度要求高，且只 能承受径向载荷。
（b）双列推力向心球轴 承，接触角为60°。球 径小、数量多，允许转 速高，轴向刚度较高， 能承受双向轴向载荷。 该种轴承一般与双列圆 柱滚子轴承配套用作主 轴的前支承。
（e）高速电主轴轴承：
随着速度的提高，轴承的温度升高，离心力增加, 振动和噪声增大，寿命降低。
可采用磁浮轴承、液体动静压轴承、陶瓷球轴承 三种形式。磁浮轴承的高速性能好、精度高，容 易实现诊断和在线监控，但电磁测控系统过于复 杂。液体动静压轴承综合了液体静压轴承和液体 动压轴承的优点，但这种轴承必须根据具体机床 专门进行设计，单独生产，标准化程度低，维护 保养也困难。
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。
数控机床(第二单元)(第89章))
1-分度凸轮 2-液压马达 3-胀紧衬套 4、5-齿轮 6-轴 7、12-推力求轴承 8-滚针轴承 9-活塞 10、13-鼠牙盘 11-刀盘
第一节 数控车床
图8-9电机驱动转塔刀架
1-中心套 2、3、5-齿盘 4-刀架体 6-滚子 7-端面凸轮 8-齿圈 9-缓冲器 10-驱动套 11-驱动盘 12-电机 13-编码器 14-轴 15-无触点开关 16-电磁铁 17-插销 18-碟型弹簧 19、20-定位销
第一节 数控车床
（2） 液压夹盘结构 数控车床工件夹紧装置可采用三爪自定心夹盘、四 爪单动夹盘或弹簧夹头(用于棒料加工)。为了减少数控车床装夹工件的 辅助时间，广泛采用液压或气动动力自定心夹盘。如图8-5所示，液压夹 盘固定安装在主轴前端，回转液压缸l与接套5用螺钉7连接，接套又通过 螺钉与主轴后端面连接，使回转液压缸随主轴一起转动。 （3）主轴编码器 数控车床主轴编码器采用与主轴同步的光电脉冲发生 器。该装置可以通过中间轴上的齿轮1：1地与主轴同步转动，也可以通 过弹性联轴器与主轴同轴安装。利用主轴编码器主要是检测主轴的速度 信号，实现主轴的速度反馈，可用于主轴旋转和进给运动的控制，例如 车削螺纹时，控制主轴旋转与刀架进给之间的同步运动关系。
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前进
后退Байду номын сангаас
第一节 液压与气压传动概述
一个完整的液压系统是由以下几部分组成的。 1．能源部分 它包括泵装置和蓄能器，它们能够输出压力油， 把原动机的机械能转变为液体的压力能并储存起来。 2．执行机构部分 它包括液压缸、液压马达等，它们用来带 动运动部件，将液体压力能转变成使工作部件运动的机械能。 3．控制部分 它包括各种液压阀，用于控制流体的压力、流 量和流动方向，从而控制执行部件的作用力、运动速度和运 动方向，也可以用来卸载，实现过载保护等。 4．辅件部分 是系统中除上述三部分以外的所有其他元件， 如油箱，压力表、滤油器、管路、管接头、加热器和冷却器 等。
第一节 数控车床
图8-9电机驱动转塔刀架
1-中心套 2、3、5-齿盘 4-刀架体 6-滚子 7-端面凸轮 8-齿圈 9-缓冲器 10-驱动套 11-驱动盘 12-电机 13-编码器 14-轴 15-无触点开关 16-电磁铁 17-插销 18-碟型弹簧 19、20-定位销
第一节 数控车床
（2） 液压夹盘结构 数控车床工件夹紧装置可采用三爪自定心夹盘、四 爪单动夹盘或弹簧夹头(用于棒料加工)。为了减少数控车床装夹工件的 辅助时间，广泛采用液压或气动动力自定心夹盘。如图8-5所示，液压夹 盘固定安装在主轴前端，回转液压缸l与接套5用螺钉7连接，接套又通过 螺钉与主轴后端面连接，使回转液压缸随主轴一起转动。 （3）主轴编码器 数控车床主轴编码器采用与主轴同步的光电脉冲发生 器。该装置可以通过中间轴上的齿轮1：1地与主轴同步转动，也可以通 过弹性联轴器与主轴同轴安装。利用主轴编码器主要是检测主轴的速度 信号，实现主轴的速度反馈，可用于主轴旋转和进给运动的控制，例如 车削螺纹时，控制主轴旋转与刀架进给之间的同步运动关系。
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前进
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第一节 液压与气压传动概述
一个完整的液压系统是由以下几部分组成的。 1．能源部分 它包括泵装置和蓄能器，它们能够输出压力油， 把原动机的机械能转变为液体的压力能并储存起来。 2．执行机构部分 它包括液压缸、液压马达等，它们用来带 动运动部件，将液体压力能转变成使工作部件运动的机械能。 3．控制部分 它包括各种液压阀，用于控制流体的压力、流 量和流动方向，从而控制执行部件的作用力、运动速度和运 动方向，也可以用来卸载，实现过载保护等。 4．辅件部分 是系统中除上述三部分以外的所有其他元件， 如油箱，压力表、滤油器、管路、管接头、加热器和冷却器 等。
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Ⅴ
82:38 2233 26:54 19:36 16:39 28:37 18:47 39:26
19:71
THE END
电机
Ⅰ a
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1440 r/min 1000
36:36 30:42 24:48
710 500 355
250
180 125 90 63 45 31.5
电机
Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ
Ⅳ
1440 r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 31.5
轴Ⅱ ～Ⅲ间 的变速组ｂ有 两个传动副， 其传动比依此为：
45 31.5
(2) 各级转速的指代
距离相等的一组水平线与竖直线相
电机
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1440 r/min
1000 710
交得到的黑点或圆圈，表示各轴具有 的转速。
以
Ⅳ轴为例，该主轴具有从
500
355 250 180 125 90
31.5rpm到1400rpm共12级转速，其 转速公比为1.41。
表示的转速之比是等比级数
混合公比——转速使用的机会相差较
大
常用转速：采用较小的公比；
不常用转速：采用较大的公比；
（3）标准公比值和标准转速系列 标准公比的规定：
> 1，因为机床要满足不同的工艺需
求，需要一系列等比数列转速，nmin~nmax 逐渐变大；
1< <2，因为大，则Amax大，对机床
生产率影响率大，所以规定Amax≤50%。
电机
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1440 r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 31.5
以卧式车床主传动系转速图为例
此主传动采用了一个定比传动
组与三个变传动比组串联的传动 方式。
从电动机到Ⅰ轴之间用皮带传
电机
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1440 r/min 1000 710 500 355
转速图的绘制过程 (1) 轴的指代
间距均匀的一组竖直线代表主传 动系中各传动轴。
电机
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1440 r/
1000 710
转速图上从左到右依次标注电、 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，代表从电动机轴 至主轴之间的各轴，应与传动系统 图上各轴轴号相一致。
500
355 250 180 125 90
63
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。
A
n j 1 n j nj 1
n nj n
n j n j n j
最大相对转速损失率为n趋近与nj+1时：
Amax lim
nn j 1
1 1 1
结论：最大相对转速损失率相等。
（2）主轴转速的合理排列
转速范围内转速相对损失均匀； 使变速传动系统简化；
公比的选用
中型机床
取1.26, 1.41 大型机床 不能大(要小) 可以大一些 要小 要小 可以复杂点 结构简单 工艺范围小结构不复杂 工艺范围小结构不复杂 A 结构
不能太大
不能很复杂
取1.12,1.26
小型机床 取1.58,1.78 半自动车床 取1.12,1.26 专门化机床 取1.06,1.12,1.26
各级转速：n1 变速范围：
nmin ,n2 n1,n3 n1 2 ,,nz n1 z 1
Rn z 1
加工某工件的最佳切削速度为v，相应的转速为n：
n j n n j 1
考虑刀具寿命，实际加工时用nj，则其相对转速损
失为n-nj 相对转速损失率为：
Amax 1 1
2, 2
基本参数—运动参数—主运动参数
（3）标准公比值和标准转速系列 标准公比值有 1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、
2。 标准转速系列可由标准数列查取。
用于旋转主运动、直线主运动、等比进给运动。对于无级变速系 统可参考标准公比。
铣床的传动图和转速图
Ⅰ 1430 32:23 18：35 18：35 18：35 Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
47：34
Ⅴ
1685 r/min
1450 1023
735 500 378 268
185
18：72
125
95 67
46
a
b
c
d
31.5
铣床X6132传动系图
X6132主传动系图
Ⅴ
Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ
转速图
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
36:36 42:42
30:42 24:48 22:62
ub1=22/62=1/2.82= 1/ 3，
降速，向右下方倾斜三格； ub2=42/42=1=1/ ０， 等速，连线水平。
轴Ⅲ～Ⅳ间 的变速组c 有两个传动副，
电机
Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ 1440 r/min 60:30 36:36 42:42
动，其传动比为：
250
180 125 90 63 45 31.5
u=126/256=1/1.412=1/2，因此
为降速传动，传动线由电动机到 Ⅰ轴为向右下方倾斜两格。
轴Ⅰ～Ⅱ间 的变速组ａ有三 个传动副，其传动比依此为：
ua1=24/48=1/2= 1/2， 降速，向右下方倾斜两格； ua2=30/42=1/1.41= 1/ ，降 速，向右下方倾斜一格； ua3=36/36=1= 1/ ０， 等速，连线水平。
的公比
注意：因为 nj+1/nj= ，故有 lgnj+1-lg nj =lg =常数 所以转速图上采用了对数坐标，习惯上 不标为对数形式而直接标转速，两线差一格 实际上表示相邻两转速差倍。
63
45 31.5
传动比u，用主动轮的齿数与从动轮的齿数比或轮径比
（3）传动副的指代
转速图上相邻两轴之间 对应转速连线表示一对 传动副的传动比u。 若传动比u=1，则为等速 传动，连线水平； 若传动比u >1 ，则为升 速传动， 连线向右上方 倾斜； 若传动比u<1 ，则为降 速传动， 连线向右下方 倾斜。
第六讲（二）
1、转速图：转速图是设计和分析变速主传动系统的工具。
在转速图中可以表示出： 传动轴的数目； 各传动轴之间的传动关系； 主轴的各级转速值及其传动 路线； 各传动轴的转速分级和转速 值； 各传动副的传动比； 根据转速图可以计算齿 轮齿数及带轮直径，为以后 的结构设计提供依据。
1000 710 500 355
其传动比依此为： uc1=18/72=1/4= 1/ 4， 降速，向右下方倾斜四格； uc2=60/30=2/1= 2/1， 升速，向右上方倾斜两格。
30:42 24:48
250
22:62
180 125 90 63 45 31.5
18:72
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、得到这些转速所需要的 变速组数目及每个变速 组中的传动副数目； ３、各个传动比的数值； ４、传动轴的数目； ５、传动顺序以及各轴的转 速级数与大小。
电机
Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ 1440 r/min 60:30 36:36 42:42
1000 710 500 355
30:42 24:48
250
22:62
180 125 90 63 45 31.5
18:72
主轴转速的合理排列 已知变速范围，若采用有级变速，
应进行主轴转速分级；
目前，多数机床主轴转速是按等比级 数排列，其公比为,转速级数用Z表示。
82:38 2233 26:54 19:36 16:39 28:37 18:47 39:26
19:71
THE END
电机
Ⅰ a
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1440 r/min 1000
36:36 30:42 24:48
710 500 355
250
180 125 90 63 45 31.5
电机
Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ
Ⅳ
1440 r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 31.5
轴Ⅱ ～Ⅲ间 的变速组ｂ有 两个传动副， 其传动比依此为：
45 31.5
(2) 各级转速的指代
距离相等的一组水平线与竖直线相
电机
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1440 r/min
1000 710
交得到的黑点或圆圈，表示各轴具有 的转速。
以
Ⅳ轴为例，该主轴具有从
500
355 250 180 125 90
31.5rpm到1400rpm共12级转速，其 转速公比为1.41。
表示的转速之比是等比级数
混合公比——转速使用的机会相差较
大
常用转速：采用较小的公比；
不常用转速：采用较大的公比；
（3）标准公比值和标准转速系列 标准公比的规定：
> 1，因为机床要满足不同的工艺需
求，需要一系列等比数列转速，nmin~nmax 逐渐变大；
1< <2，因为大，则Amax大，对机床
生产率影响率大，所以规定Amax≤50%。
电机
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1440 r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 31.5
以卧式车床主传动系转速图为例
此主传动采用了一个定比传动
组与三个变传动比组串联的传动 方式。
从电动机到Ⅰ轴之间用皮带传
电机
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1440 r/min 1000 710 500 355
转速图的绘制过程 (1) 轴的指代
间距均匀的一组竖直线代表主传 动系中各传动轴。
电机
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1440 r/
1000 710
转速图上从左到右依次标注电、 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，代表从电动机轴 至主轴之间的各轴，应与传动系统 图上各轴轴号相一致。
500
355 250 180 125 90
63
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。
A
n j 1 n j nj 1
n nj n
n j n j n j
最大相对转速损失率为n趋近与nj+1时：
Amax lim
nn j 1
1 1 1
结论：最大相对转速损失率相等。
（2）主轴转速的合理排列
转速范围内转速相对损失均匀； 使变速传动系统简化；
公比的选用
中型机床
取1.26, 1.41 大型机床 不能大(要小) 可以大一些 要小 要小 可以复杂点 结构简单 工艺范围小结构不复杂 工艺范围小结构不复杂 A 结构
不能太大
不能很复杂
取1.12,1.26
小型机床 取1.58,1.78 半自动车床 取1.12,1.26 专门化机床 取1.06,1.12,1.26
各级转速：n1 变速范围：
nmin ,n2 n1,n3 n1 2 ,,nz n1 z 1
Rn z 1
加工某工件的最佳切削速度为v，相应的转速为n：
n j n n j 1
考虑刀具寿命，实际加工时用nj，则其相对转速损
失为n-nj 相对转速损失率为：
Amax 1 1
2, 2
基本参数—运动参数—主运动参数
（3）标准公比值和标准转速系列 标准公比值有 1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、
2。 标准转速系列可由标准数列查取。
用于旋转主运动、直线主运动、等比进给运动。对于无级变速系 统可参考标准公比。
铣床的传动图和转速图
Ⅰ 1430 32:23 18：35 18：35 18：35 Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
47：34
Ⅴ
1685 r/min
1450 1023
735 500 378 268
185
18：72
125
95 67
46
a
b
c
d
31.5
铣床X6132传动系图
X6132主传动系图
Ⅴ
Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ
转速图
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
36:36 42:42
30:42 24:48 22:62
ub1=22/62=1/2.82= 1/ 3，
降速，向右下方倾斜三格； ub2=42/42=1=1/ ０， 等速，连线水平。
轴Ⅲ～Ⅳ间 的变速组c 有两个传动副，
电机
Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ 1440 r/min 60:30 36:36 42:42
动，其传动比为：
250
180 125 90 63 45 31.5
u=126/256=1/1.412=1/2，因此
为降速传动，传动线由电动机到 Ⅰ轴为向右下方倾斜两格。
轴Ⅰ～Ⅱ间 的变速组ａ有三 个传动副，其传动比依此为：
ua1=24/48=1/2= 1/2， 降速，向右下方倾斜两格； ua2=30/42=1/1.41= 1/ ，降 速，向右下方倾斜一格； ua3=36/36=1= 1/ ０， 等速，连线水平。
的公比
注意：因为 nj+1/nj= ，故有 lgnj+1-lg nj =lg =常数 所以转速图上采用了对数坐标，习惯上 不标为对数形式而直接标转速，两线差一格 实际上表示相邻两转速差倍。
63
45 31.5
传动比u，用主动轮的齿数与从动轮的齿数比或轮径比
（3）传动副的指代
转速图上相邻两轴之间 对应转速连线表示一对 传动副的传动比u。 若传动比u=1，则为等速 传动，连线水平； 若传动比u >1 ，则为升 速传动， 连线向右上方 倾斜； 若传动比u<1 ，则为降 速传动， 连线向右下方 倾斜。
第六讲（二）
1、转速图：转速图是设计和分析变速主传动系统的工具。
在转速图中可以表示出： 传动轴的数目； 各传动轴之间的传动关系； 主轴的各级转速值及其传动 路线； 各传动轴的转速分级和转速 值； 各传动副的传动比； 根据转速图可以计算齿 轮齿数及带轮直径，为以后 的结构设计提供依据。
1000 710 500 355
其传动比依此为： uc1=18/72=1/4= 1/ 4， 降速，向右下方倾斜四格； uc2=60/30=2/1= 2/1， 升速，向右上方倾斜两格。
30:42 24:48
250
22:62
180 125 90 63 45 31.5
18:72
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、得到这些转速所需要的 变速组数目及每个变速 组中的传动副数目； ３、各个传动比的数值； ４、传动轴的数目； ５、传动顺序以及各轴的转 速级数与大小。
电机
Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ 1440 r/min 60:30 36:36 42:42
1000 710 500 355
30:42 24:48
250
22:62
180 125 90 63 45 31.5
18:72
主轴转速的合理排列 已知变速范围，若采用有级变速，
应进行主轴转速分级；
目前，多数机床主轴转速是按等比级 数排列，其公比为,转速级数用Z表示。