1 开发工具的选用

2 用机床主传动系统CAD结构与功能

1. 总体结构
   通用机床主传动系统CAD的总体结构流程框图。
2. 关键点与软件主要功能
   1. 转速范围(Rn)与转速级数Z的确定
      由最高(n_max)和最低(n_min)转速和公比Ø(选择方式)确定转速范围R_n和转速级数Z。操作上，选择最高、最低转速和公比，就可得出变速范围和转速级数数值。R_n=n_max=Ø^z-1 Z=lgR_n+1n_minlgØ式中:R_n为主轴变速范围：Z为主轴转速级数：Ø为公比。
   2. 结构式、结构网与转速图的生成
      根据转速级数可确定结构式、结构网，其原则是:①总的传动副数量最少。②传动副前多后少，变速级比前小后大。③变速组的传动副定为2或3，即Z=3^m×2ⁿ。采用人机交互方式，按“结构网预览”按钮，由计算机生成结构式与结构网，可选择满意的结构网，结构式与结构网、转速图的选择。
   3. 齿数分配
      齿轮的齿数和一方面不应过大，以避免加大两轴间的中心距，使机床结构庞大，同时还会提高齿轮线速度而增大噪声，这里采用齿数和S_z≤100 ～120：另一方面齿数和不应过小，避免产生根切，对标准直齿圆柱齿轮z_min≥18，两轴间最小中心距应取合适，避免两轴其它结构发生干涉。
      齿轮的齿数确定还应符合传动比的要求。采用三联滑移齿轮时必须满足三联滑移齿轮的要求，即最大与次最大齿轮的齿轮差应大于4，确保三联滑移齿轮左右滑动时能顺利通过。
      齿数分配确定，根据已计算的转速级数、公比Ø以及各轴传动比，点击“齿数和”按钮就可确定齿数和，选择适当的齿数和，再点击分配齿数按钮，就可确定某一传动组的齿数分配。
   4. 参数优化
      参数优化是对传动系统图进行优化，确定齿轮参数分配、传动比。由于传动系统由传动模块组合而成，且各模块已规格化，其传动副数，变速顺序及结构形式是确定的，可分别对各传动模块建立数学模型，当一种传动方案形成后，可建立相应数学模型优化。
      该模块有两个变速组三个独立变量，六个设计变量(z₁，m₁，i₁，z₄，m₄，i₄)，其他任意一个齿轮参数均可由这六个设计变量表示，建立的数学模型如下:
      
      i₂=i₁Ø^x
      z₂=z₁(1+i₁)Ø^x z₂=z₁(1+i₁)(1+i₁Ø^x)i₁(1+i₁Ø^x)式中:i₁，i₂为齿轮传动比：Ø为公比：x为级比指数：z₁、z₂为齿轮齿数：z₁、z₂为齿轮的配对齿数。
      目标函数:
      J=m₁z₁(1+1/i₁)/2+m₄z₄(1+1/i₄)/2
      目标函数J为轴间距。
      约束条件:
      传动比:0.25≤i_j≤2.0
      齿轮线速度:0.0≤(pmz_jn_主/6000 V_max)≤1.0
      V_max=15m/s
      齿轮齿数:18≤z≤100
      模数:2≤m≤14
      
      优化结果还需要进行调整和处理。
      优化后的传动系统图。
   5. 其它需考虑的问题
      ① 主传动系统重量最轻:要满足“前密后疏”，“前缓后快”的两个条件：
      ② 齿轮数量前面齿轮数多于后面齿轮数：
      ③ 尽量采用公比齿轮，减少箱体轴向尺寸，但径向尺寸不宜过大。

3 结束语