陈金超：普通车床主轴变速系统设计—18级
（1） 选择电动机类型
根据已知的工作条件和要求，我们通常选用一般用途的Y型系列鼠笼式三相异步电动机，卧式封闭结构。 （2） 机械传递效率的计算
???1??2??3?????n
式中?1,?2,?3,????,?n为传动装置中各传动副（带、链、蜗轮、齿轮）、轴承和齿轮的效率。
则上述效率可改写成
43 ???1??2??3式中?1,?2,?3分别为带传动、轴承和齿轮的传动效率。 根据参考文献[3]表5-1查取：
?1?0.95,?2?0.99,?3?0.97（齿轮8级精度）。有：
??0.95?0.994?0.973?0.833
（3） 确定电动机型号
根据已知条件，选择Y132S1-2三相鼠笼异步电动机，参数如下表：
表3-1 Y132S1-2电机基本参数
轴径电机型号 Y132S1-2 额定功率/kW?5.5 /mm 38 电机转速/(r/min) 同步转速 3000 满载转速 2900
（4） 选定电动机转速
在相同的额定功率下，普通交流异步电动机的同步转速有3000r/min（2级）、1500r/min（4级）、1000r/min（6级）和750r/min（8级）等几种。在无特殊要求是，我们通常优先选用价格低的2级或者4级电机，并且尽量使所选电机的同步转速n0和主轴的最高转速nmax想接近，故，所取电动机的同步转速为3000r/min（满载时为2900r/min）。
（5） 电动机的输出功率
pd?Pw?
其中：pd ——电动机的额定功率，kW ；
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Pw ——工作机所需的输入功率，kW ；
? ——电动机与工作机之间总的传动效率。 有：Pw???pd?0.833?5.5?4.58 kW
（6） 分配降速比
在分配传动系统的降速比时，其实质是根据极限传动比：imin?1/4、imax?2（直齿圆柱齿轮传动）的要求，对各变速组的传动比进行分配，以确定各轴的转速。
由上知：nmin?63r/min、nmax?3150r/min、??1.26、Z?18，根据参考文献[1]表2-5查得，主轴的各级转速为：63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150r/min。
将Ⅰ-Ⅱ轴、Ⅱ-Ⅲ轴、Ⅲ-Ⅳ轴间的各变速组命名为a、b、c。对于变速组c的变速范围有：
r2?1.26(2?1)?9?1.269?8?rmax
所以，变速组c的两对传动副的传动比只能是极限传动比。即：
ic1?ic2?11 ?4?62??3 1于是，确定了Ⅲ-Ⅳ轴间的传动为：向右上方升三格的升速，向右下方降六格的降速。同时也确定了Ⅲ轴的最低转速是250r/min。
对于变速组b，其级比指数x1?3。分配降速比时，在满足极限传动比的条件下，应遵守“前慢后快”原则，即要求iamin?ibmin?icmin??。因此，Ⅱ轴的
ib2?1，ib3?1?3）最低转速可以是：500r/min（ib1??3，、630r/min（ib1??2，
25ib2?1?，ib3?1?4）、800r/min（ib1??，ib2?1?，ib3?1?）。为了避免
升速，并满足降速递减原则，可取Ⅱ轴的最低转速为800r/min。即
ib1??， ib2?1?， ib3?21?5
在Ⅰ-Ⅱ轴之间的变速组是基本组a，它有三对传动副，级比指数x0?1。同样道理，可取Ⅰ轴的转速为1205r/min，此时，
ia1?1， ia2?
1?， ia3?- 7 -
1?2
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于是确定了各个轴的转速分别为： Ⅰ轴的转速：1250r/min
Ⅱ轴的转速：800、1000、1250r/min
Ⅲ轴的转速：250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600r/min。 从而确定了电动机轴与Ⅰ轴间的定传动比i定?2900/1250?58/25。
（7） 确定各变速组内齿轮齿数
由以上确定的各个传动比，根据参考文献[1]表5-2，有： 1 a变速组 ○
ia1?1， ia2?1??111， ia3?2? 1.26?1.58ia1?1时，Sz=?，58，60，62，64，66，68，70，72，74，76，?
ia2?ia3?1时，Sz=?，56，59，61，63，65，66，68，70，72，74，? 1.261时，Sz=?57，59，60，62，65，67，70，72，73，75，? 1.58可知，Sz=70和72是共同适用的，可取Sz=72。再由参考文献[1]表5-2查出各对齿轮副中小齿轮的齿数为：36、32和28。则：
ia1?z2/z2'?36/36；ia2?z2/z2'?32/40；ia3?z3/z3'?28/44 2 b变速组 ○
ib1?1.26， ib2?1?2?111， ib3?5? 1.58?3.17 ib1?1.26时，Sz=?，70，72，74，75，77，79，81，82，83，84，? ib2? ib3?1时，Sz=?，70，72，73，75，77，78，80，82，83，85，? 1.581时，Sz=?，66，67，70，71，75，79，80，83，84，87，? 3.17可取Sz=83，查出齿轮齿数为：37、32、和20。则：
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图3-2 转速图
ib1?z2/z2'?46/37；ib2?z2/z2'?32/51；ib3?z3/z3'?20/63 3 c变速组 ○
ic1?1?6?21， ic2??3?
14 ic1?1时，Sz=?，80，84，85，95，96，99，100，104，105，? 42 ic2?时，Sz=?，92，93，95，96，98，99，101，102，104，?
1
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可取Sz=99，查出齿轮齿数为：20和33。则：
ic1?z2/z2'?20/79；ic2?z2/z2'?66/33 （8） 拟定转速图
由以上推理计算，可得如图3-2转速图： 3.1.4 绘制传动系统图
根据上述分析推理，画出3-3所示的传动系统图
图3-3 传动系统图
3.2 动力设计
（1） 主轴计算转速的确定
根据参考文献[2]表2-2知，主轴的计算转速为：
nj?n1?
Z?13
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