运动设计的一般原则优化方案：探究运动设计的基本原则

在主传动的运动设计中，多数要首先符合“级比规律”，此外，在一般情况下还应遵循以下设计原则。

1）各变速组的极限传动比和变速范围限制

在设计机床主传动系统时主要考虑两种情况：在降速传动中，为避免从动齿轮尺寸过大，降速不要过急，一般限制最小传动比u min≥1／4；在升速传动中，为了避免扩大传动误差，减少振动与噪声，升速不要太快，一般限制直齿圆柱齿轮的最大传动比u max≤2，斜齿圆柱齿轮的最大传动比u max≤2.5。

在进给传动系统中，由于传动功率小，转速低，尺寸较小，可适当放宽，即u min≥1／5，u max≤2.8。

由此，可得到主传动系统和进给传动系统中，各变速组的变速范围分别如下：

主传动系统：r=u max≤8～10

u min

进给传动系统：r=u max≤2.8=14 u min 1／5

2）变速组传动副“前多后少”原则(www.xing528.com)

主传动系统从电机到主轴通常为降速传动，接近电机的传动件转速较高。若功率不变，转速越高，则转矩越小，传动件的尺寸就可以设计得小一些。反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大，尺寸也较大。因此，应按传动顺序排列，使传动副较多的变速组尽量放在前面，传动副较少的变速组尽量放在后面，以便减小变速箱的外形尺寸，降低造价，即P0＞P1＞P 2＞…＞Pj。如各变速组传动副设计顺序为：18=3×3×2，12=3×2×2等。

3）变速组的传动线“前密后疏”原则

当变速组的传动顺序确定后，还可以有多种不同的扩大顺序，如图4-2所示。

图4-2 两种转速图方案

当变速组的扩大顺序与传动顺序一致，即基本组在前面，依次为第一扩大组，第二扩大组时，如图4-2a所示，各变速组的扩大范围逐渐扩大，中间传动轴的变速范围较小，转速较高，传递转矩较小，故传动件尺寸也小。相反，如扩大顺序与传动顺序不一致，如图4-2b所示，则中间传动轴的变速范围就比较大，转速较低，传递转矩较大，致使传动件尺寸增大。为此，各变速组的扩大顺序应尽可能与传动顺序保持一致。在转速图上就表现出前面变速组的传动线分布较密，而后面变速组的传动线分布较疏松，即传动线分布“前密后松”的原则，从级比指数的设计上就应保证：X 0＜X 1＜X 2＜…＜Xj。

4）变速组的降速“前慢后快”原则

为减小传动件尺寸，在降速时，设计使得前面变速组降得慢些，最后变速组降得快些，保证u1min≥u2min≥u 3min≥…≥uj min，即为所谓的“前慢后快”原则。该原则可以从整体上减少低速传动件的数目，缩小传动系统的整体尺寸。

综上所述，主传动系统运动设计要点可归纳为：①一个规律；②两个限制；③三条原则。