型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 湖南科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）書 材 料 院 (系 )、部： 機(jī)電工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 儲文姬 指導(dǎo)教師： 顏竟成 職稱 教授 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級： 0303 班 學(xué) 號： 04 2007 年 5 月 買文檔就送全套 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 湖南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 機(jī)電工程學(xué) 院 機(jī)械 系（教研室） 系（教研室）主任 : （簽名） 年 月 日 學(xué)生姓名 : 儲文姬 學(xué)號 : 04 專業(yè) : 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 1 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題： 2 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間： 自 3 月 3 日開始至 5 月 28 日止 3 設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料： 4 設(shè)計(jì)（論文）完成的主要內(nèi)容： 5 提交設(shè)計(jì)（論文）形式（設(shè)計(jì)說明與圖紙或論文等）及要求： 6 發(fā)題時(shí)間 ： 年 月 日 指導(dǎo)教師 ： （簽名） 學(xué) 生： 儲文姬 （簽名） 買文檔就送全套 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 湖南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度表 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題 目 ： 型 數(shù) 控 車 床 主 運(yùn) 動 及 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 起止時(shí)間： 2007007 學(xué)生： 儲文姬 （簽名） 指導(dǎo)教師： （簽名） 系（教研室）主任： （簽名） 時(shí) 間 工 作 內(nèi) 容 備 注 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 第 周至第 周 （ 月 日至 月 日） 注：此表一式兩份：一份存學(xué)院，一份發(fā)給學(xué)生。 買文檔就送全套 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 湖南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評語 主要對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作態(tài)度，研究內(nèi)容與方法，工作量，文獻(xiàn)應(yīng)用，創(chuàng)新性， 實(shí)用性，科學(xué)性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進(jìn)行綜合評價(jià) 指導(dǎo)人： （簽名） 年 月 日 指導(dǎo)人評定成績： 買文檔就送全套 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 湖南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱人評語 主要對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究內(nèi)容與 方法，實(shí)用性與科學(xué)性，結(jié)論和存在的不足等進(jìn)行綜合評價(jià) 評閱人： （簽名） 年 月 日 評閱人評定成績： 買文檔就送全套 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 湖南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會記錄 日期： 學(xué)生： 學(xué)號： 班級： 題目： 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 答辯委員會下列材料： 1 設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 頁 2 設(shè)計(jì)（論文）圖 紙 共 頁 3 指導(dǎo)人、評閱人評語 共 頁 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 答辯委員會 評語： 主要對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 的研究思路，設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對設(shè)計(jì)（論文）的介紹，回 答問題情況等進(jìn)行綜合評價(jià) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 答辯委員會主任： （簽名） 委員： （簽名） （簽名） （簽名） （簽名） 答辯成績： 總評成績： 買文檔就送全套 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 摘 要 電火花線切割加工 (一種基于電火花性 流程加加工技術(shù)的適應(yīng)性流程加工技術(shù)，它可以被用在具有二維到三維復(fù)雜形狀的而且是導(dǎo)電的原材料的加工上。電火花線切割加工最常見的應(yīng)用是在壓模，擠壓模，粉末合金的鑄模和標(biāo)準(zhǔn)模板的裝配工中。這樣就可以加工出以往依靠花費(fèi)很高模床或者昂貴的傳統(tǒng)意義上的電火花的電極來進(jìn)行加工的工件。由于電火花線切割加工技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)，是機(jī)械、電工、電子、數(shù)控、自動控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等多門學(xué)科、專業(yè)知識的綜合運(yùn)用。 我的設(shè)計(jì)課題是 控電火花線切割加工機(jī)床。 數(shù)控電加工機(jī)床， 77 為電火花線切割機(jī)床。 32為機(jī)床 工作臺寬度。 此次設(shè)計(jì)包括機(jī)床的總體布局設(shè)計(jì)，橫向進(jìn)給，縱向進(jìn)給設(shè)計(jì)。其中還包括齒輪的強(qiáng)度計(jì)算，滾珠絲桿校核，軸承壽命的驗(yàn)算?？刂葡到y(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)控制電路和脈沖電路，這是數(shù)控電火花加工機(jī)床的重點(diǎn)設(shè)計(jì)部分，也是難點(diǎn)。步進(jìn)電機(jī)電路設(shè)計(jì)包括硬件電路設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。詳細(xì)說明了芯片的擴(kuò)展、鍵盤顯示器接口的設(shè)計(jì)等等。脈沖電源電路采用高低壓復(fù)式脈沖電源，它是由晶體管及分立元件組成的電路，輸出高低壓復(fù)式脈沖，可以同時(shí)供給兩個(gè)放電間隙加工，提高生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞 數(shù)控電火花切割加工；主軸運(yùn)動；步進(jìn)電機(jī)；脈沖電源 買文檔就送全套 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 I is an of DM be is of b in or DM of is of it is of My DK 77 32 of s It of of of is of it is of It of of is by it 文檔就送全套 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 目 錄 1 總體方案設(shè)計(jì) 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 要技術(shù)參數(shù)的確定 . 錯誤 !未定義書簽。 2 儲絲走絲部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 3 儲絲走絲部件主要零件強(qiáng)度計(jì)算 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 4 儲絲走絲部件主要零件強(qiáng)度驗(yàn)算 錯誤 !未定義書簽。 輪強(qiáng)度的驗(yàn)算 . 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 5 主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 6 進(jìn)給傳動設(shè)計(jì) 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 7 步進(jìn)電機(jī)的選用 錯誤 !未定義書簽。 8 進(jìn)給機(jī)構(gòu)支承設(shè)計(jì) 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 9 數(shù)控系統(tǒng)硬件的電路設(shè)計(jì) 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 統(tǒng)擴(kuò)展 . 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 進(jìn)電機(jī)控制電路設(shè)計(jì) . 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 科技譯文 錯誤 !未定義書簽。 致 謝 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) 錯誤 !未定義書簽。 買文檔就送全套 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 買文檔就送全套 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 買文檔就送全套 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 湖南科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）書 院 (系 )、部： 機(jī)電工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 儲文姬 指導(dǎo)教師： 顏竟成 職稱 教授 買文檔就送全套 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級： 0303 班 完成時(shí)間： 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 1 總體方案 現(xiàn)狀和發(fā)展 自第一臺數(shù)控機(jī)床在美國問世至今的半個(gè)世紀(jì)內(nèi)，機(jī)床數(shù)控技術(shù)的發(fā)展迅速，經(jīng)歷了六代兩個(gè)階段的發(fā)展過程。其中，第一個(gè)階段為 段；第二個(gè)階段為 段，從 1974 年微處理器開始用于數(shù)控系統(tǒng)，即為第五代數(shù)空系統(tǒng)。在近 20 多年內(nèi)，在生產(chǎn)中，實(shí)際使用的數(shù)控系統(tǒng)大多是這第五 代數(shù)控系統(tǒng)，其性能和可靠性隨著技術(shù)的發(fā)展得到了根本性的提高。從 20 世紀(jì) 90 年代開始，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)， 機(jī)的發(fā)展尤為突出，無論是軟硬件還是外器件的進(jìn)展日新月異，計(jì)算機(jī)所采用的芯片集成化越來越高，功能越來越強(qiáng)，而成本卻越來越低，原來在大，中型機(jī)上才能實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在在微型機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)。在美國首先推出了基于 機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，即 統(tǒng)，它被劃入為所謂的第六代數(shù)控系統(tǒng)。 下面從數(shù)控系統(tǒng)的性能、功能和體系結(jié)構(gòu)三方面討論機(jī)床。 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢： 性能方面的發(fā)展趨勢 （ 1） 高速高 精度高效 （ 2） 柔性化 （ 3） 工藝復(fù)合和軸化 （ 4） 實(shí)時(shí)智能化 功能發(fā)展方面 （ 1） 用戶界面圖形化 （ 2） 科學(xué)計(jì)算可視化 （ 3） 插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化 （ 4） 內(nèi)置高性能 5） 多媒體技術(shù)應(yīng)用 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 （ 1） 集成化 （ 2） 模塊化 （ 3） 網(wǎng)絡(luò)化 （ 4） 開放式閉環(huán)控制模式 控臥式車床的總體方案論證與擬定 控車床 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 數(shù)控車床又稱數(shù)字控制（ 稱 床，它是 20 世紀(jì) 50 年代初發(fā) 展起來的一種自動控制機(jī)床，而數(shù)控車床四其中的一類使用性很強(qiáng)的機(jī)床形式。數(shù)控車床是基于數(shù)字控制的，它與普通車床不同的是，數(shù)控車床的主機(jī)結(jié)構(gòu)上具有以下特點(diǎn)： （ 1） 此，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)得到了簡化。 （ 2） 控車床機(jī)械結(jié)構(gòu)，具有較高的動態(tài)剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形較小。 （ 3） 滾動絲桿副，直線滾動導(dǎo)軌高， 置這是數(shù)控車床的核心，用于實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲， 數(shù)據(jù)的變換，插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。 控臥式車床的擬定 控臥式車床具有定位，縱向和橫向的直線插補(bǔ)功能，還能要求暫停，進(jìn)行循環(huán)加工等，因此，數(shù)控系統(tǒng)選取連續(xù)控制系統(tǒng)。 控臥式車床屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，在保證一定加工精度的前提下，應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)、降低成本，因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)應(yīng)采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)。 運(yùn)動部分 z=18 級，即傳動方案的選擇采用有級變速最高轉(zhuǎn)速是 2000r/低轉(zhuǎn)速是 40r/ =機(jī)控制系統(tǒng)中除了 ，還包括擴(kuò)展程序存儲器，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器，I/O 接口電路，包括能輸入加工程序和控制命令的鍵盤，能顯示加工數(shù)據(jù)和機(jī)床狀態(tài)信息的顯示器，包括光電隔離電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路。此外，系統(tǒng)中還應(yīng)該包括脈沖發(fā)生電路和其他輔助電路。 們由步進(jìn)電機(jī)，齒輪副，絲桿螺母副組成，它的傳動比應(yīng)滿足機(jī)床所要求的。 用摩擦小，傳動效率的滾珠絲桿螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機(jī) 構(gòu)，以提高傳動剛度和消除間隙。齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機(jī)構(gòu)。 于工作臺實(shí)現(xiàn)精確和微量移動，且潤滑方法簡單。 （附注：伺服系統(tǒng)總體方案框圖 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 圖 伺服系統(tǒng)總體方案框圖 2 機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算說明 運(yùn)動部分計(jì)算 數(shù)的確定 一 . 了解車床的基本情況和特點(diǎn) 1. 通用機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ) 對這些基本知識和資料作些簡要介紹 其品種 ,用途 ,性能 和結(jié)構(gòu)都是普通型車床所共有的 ,在此就不作出詳細(xì)的解釋和說明了 . 2. 車床的主參數(shù) (規(guī)格尺寸 )和基本參數(shù) (B/ 最大的工件回轉(zhuǎn)直徑 D( 400;刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 1D 大于或等于 200;主軸通孔直徑 d 要大于或等于 36;主軸頭號 ( 6;最大工件長度 L 是 7502000;主軸轉(zhuǎn)速范圍是 :321600;級數(shù)范圍是 :18;縱向進(jìn)給量 電機(jī)功率是 0 . 參數(shù)確定的步 驟和方法 1. 極限切削速度 根據(jù)典型的和可能的工藝選取極限切削速度要考慮 :工序種類 ,工藝要求 ,刀具和工件材料等因素 然而 ,根據(jù)本次設(shè)計(jì)的需要選取的值如下 : 30m/型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 2. 主軸的極限轉(zhuǎn)速 計(jì)算車床主軸的極限轉(zhuǎn)速時(shí)的加工直徑 ,按經(jīng)驗(yàn)分別取 ( 和 (00主軸極限轉(zhuǎn)速應(yīng)為 : m a xm a m i n( 0 . 1 0 . 2 )=2000r/ m i nm i m i n( 0 . 4 5 0 . 5 )40 / 3主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) Z 和公比 機(jī)床中常用的公比為 例考慮適當(dāng)減小相對速度損失 ,選定 由于轉(zhuǎn)速范圍 m a xm i 0 0 / m i / m i nn rR 50 l g 5 0 l g 5 01 1 1 7 . 9 ,l g l g 1 . 2 6Z 取 Z=合理地確定電機(jī) 功率 N,使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能 ,滿足生產(chǎn)需要 ,又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素 采用估算法確定輕型機(jī)床電機(jī)功率 . 1)主 (垂直 )切削力 : 0 . 7 5 0 . 7 51 9 0 0 1 9 0 0 3 . 5 0 . 3 5 3 0 2 6a f N 2)切削功率 : 3 0 2 6 8 0 3 . 9 66 1 2 0 0 6 1 2 0 0v 切 3)估算主電機(jī)功率 : 4 . 9 50 . 8W 切 切總 所以 ,N 值按我國生產(chǎn)的電機(jī)在 Y 系列三相異步電動機(jī)中選擇，電機(jī)型號為 定功率選取則為 機(jī)的外形及安裝尺寸見下： 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 圖 異步 電機(jī)的外形及安裝尺寸 傳動設(shè)計(jì) 1. 級數(shù)為 Z 的傳動系統(tǒng)由若干個(gè)順序的傳動組成 ,各傳動組分別有 321 , 即 : 321 或 3 為合適 ,即變速級數(shù) Z 應(yīng)為 2 和 3 的因子 : 23 所以 18 級轉(zhuǎn)速的結(jié)構(gòu)的傳動副只有 2,3,3 的形式 2. 由于 減小軸向尺寸 ,第一傳動組的傳動 副數(shù)不能多 ,所以 2為宜 表面粗糙度的影響最大 主軸上齒輪少些為好 最后擴(kuò)大組的傳動副數(shù)目 2Z 時(shí)的轉(zhuǎn)速范圍遠(yuǎn)比 Z=3 時(shí)大 在機(jī)床設(shè)計(jì)中 ,因要求的 R 較大 ,最后擴(kuò)大組的傳動副數(shù)目取 2 更為合適 考慮在原有傳動副基礎(chǔ)上增加一個(gè)變速組 . 3. 在傳動順序的安排方面 ,由于 I 軸裝有摩擦離合器 ,在結(jié)構(gòu)上要求有一齒的齒根圓大于離合器的直徑 ,再加上上面提到的增加一個(gè)變速組 ,因此最后的結(jié)構(gòu)式為 1 2 6 ( 1 2 6 )1 8 2 3 2 2 其中第三擴(kuò)大組的級比指數(shù)不遵守正常規(guī)律 ,縮減為 (126,這樣會出現(xiàn) 6 級重復(fù)轉(zhuǎn)速 . 1)電機(jī)功率 N 根據(jù)機(jī)床切削能力的要求確定電機(jī)功率 因此 ,按要求選取近似的標(biāo)準(zhǔn)值 2)電機(jī)轉(zhuǎn)速 機(jī)床中最常用的是 3000r/ 1500r/種 ,在這取 1500r/3)多速電機(jī)的應(yīng)用 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 多速電機(jī)的轉(zhuǎn)速比為 2,傳動系統(tǒng)的公比應(yīng)是 2的 3次方根 ,多速電機(jī)的轉(zhuǎn)速變換起著系統(tǒng)中第一擴(kuò)大傳動組的作用 ,相應(yīng)基本的傳動級數(shù)為 2,這樣 ,使傳動系統(tǒng)的機(jī)床結(jié)構(gòu)化 . 4)選用的電機(jī) 由于電機(jī)的估算功率為 以最后選用 電機(jī) ,額定功率為 載轉(zhuǎn)速為1440r/I 軸從電機(jī)得到運(yùn)動 ,經(jīng)傳動系統(tǒng)化成主軸各級轉(zhuǎn)速 最后 ,裝有離合器的車床的電機(jī) ,主軸最高轉(zhuǎn)速 ,I 軸轉(zhuǎn)速分別為 1440r/000r/60r/對中間傳動軸轉(zhuǎn)速的選取原則是 :妥善解決 結(jié)構(gòu)尺寸大小與噪音 ,振動等性能要求之間的矛盾 中間軸轉(zhuǎn)速宜取低些 . 機(jī)床主傳動系統(tǒng)中 ,齒輪副的極限傳動比 : 1)升速傳動中 ,最大傳動比必需小于或等于 容易引起振動和噪音 . 2)降速傳動中 ,最小傳動比必需大于或等于 則使主動齒輪與被動齒輪的直徑相差太大 ,將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)龐大 . 輪直徑和齒數(shù)的確定 步驟 1)選擇三角帶型號 根據(jù)計(jì)算功率 和小帶輪轉(zhuǎn)速 1n 查圖 最后選擇三角帶型號為 B 型。 2)確定小帶輪的直徑小查表及根據(jù)實(shí)際確定小帶輪直徑小80 3)計(jì)算大帶輪直徑大u 和滑動率 確定大帶輪直徑大D。三角膠帶的滑動率 %2 ，三角帶傳動中，在保證最小包角大于 120 的條件下，傳動比可取 37/1 u ，在這取 u= 當(dāng)帶傳動為降速時(shí)： 70)1( 小大2確定齒輪齒數(shù) 用查表法，根據(jù)要求的傳動比 u 和初步定出的傳動齒輪副齒數(shù)和 查表即可求出小齒輪齒數(shù)。在選取齒數(shù)時(shí)，應(yīng)注意： 1） 不產(chǎn)生根切。一般取 2018Z 2） 保證強(qiáng)度和防止熱處理變形過大，齒輪齒根圓到鍵槽壁厚 ,2m m 為齒輪的模數(shù)，一般取型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 。 3） 同一傳動組的各對齒輪副的中心距離應(yīng)當(dāng)相等，若模數(shù)相同時(shí)，則齒數(shù)和亦應(yīng)相等。 3擬定轉(zhuǎn)速圖 根據(jù)公比 及結(jié)構(gòu)式)612(622 223218 ，分配各變速組的最小傳動比，擬定轉(zhuǎn)速圖，過程如下： 1） 決定軸 的最小降速傳動比主軸上的齒 輪希望大一些，能起到飛輪的作用，所以了后一個(gè)變速組的最小降速成傳動比取極限值 1/4，公比 ， , 因此從 V 軸 F 點(diǎn)向上六格，在 找到 E 點(diǎn)，連結(jié) 即為 V 軸的最小傳動比。 2） 決定其余變速組的最小傳動比根據(jù)：“前緩后急”的原則，軸 變速組取41 u ，即從 E 點(diǎn)向上移四格，在 取 D 點(diǎn)，在從 D 點(diǎn)向上移四格，在 取 C 點(diǎn)，I 軸由于轉(zhuǎn)速為 960r/以 直接在轉(zhuǎn)速圖上量取。最后轉(zhuǎn)速圖如下圖所示： 傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 根據(jù)轉(zhuǎn)速圖及查表得到齒輪齒數(shù)，經(jīng)過合理安排各軸傳動，得到最后的傳動系統(tǒng)圖如下圖所示： 圖 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 1三角帶傳動的計(jì)算 1）上下節(jié)已經(jīng)確定帶型為 B 型，小帶輪直徑 801 ，大帶輪直徑 702 2）確定三角帶速度 11100060 11 3)初定中心距04）確定三角帶的計(jì)算長度080)(2210 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 2694 )()(2202122100 將算出的0，并通過查表得到相應(yīng)的內(nèi)周長度240，修正值Y=33，所以通過截面中心的計(jì)算長度 2273332240 驗(yàn)算三角帶的撓曲次數(shù) u sL 40101 0 0 0 次 6)確定實(shí)際中心距 A 7838 )(8 122 式中 3 1 3 2)(2 21 7）驗(yàn)算小帶輪包角 1 21 A 確定三角帶根數(shù) Z Z j 所以： Z 取 3 根。 2傳動軸的估算和驗(yàn)算 1）傳動軸的估算 當(dāng)軸的長度及跨距未定，支承反力及彎矩?zé)o法求得時(shí)，可先按扭轉(zhuǎn)剛度或扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度對軸的直徑進(jìn)行估算。由于效率 （從電機(jī)到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積，不計(jì)該軸軸承上的效率）對估算軸徑影響不大，可以忽略，所以可以認(rèn)為各傳動軸的額定率 ，然后根據(jù)各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)矩 T，然后根據(jù)軸的轉(zhuǎn)矩 T 及材料的許用切應(yīng)力 查表估算各傳動軸的軸徑。 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 m i n 根據(jù)轉(zhuǎn)速圖依次可查得各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下： 600000060型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 軸 ： 5 4 7 1 49 6 6 ，查表取 35據(jù)軸的轉(zhuǎn)矩 T 及材料的許用切應(yīng)力 查表估算軸徑 d ,最后選取相近的標(biāo)準(zhǔn)花鍵軸的規(guī)格為 830266 。 軸 ： 5 2 52 51 0 00 6 ，查表取 30據(jù)軸的轉(zhuǎn)矩 T 及材料的許用切應(yīng)力 查表估算軸徑 d ,最后選取相近的標(biāo)準(zhǔn)花鍵軸的規(guī)格為 1040356 。 軸 ： 1 3 13 1 3400 6 ，查表取 32據(jù)軸的轉(zhuǎn)矩 T 及材料的許用切應(yīng)力 查表估算軸徑 d ,最后選取相近的標(biāo)準(zhǔn)花鍵軸 的規(guī)格為 1040356 。 軸 V ： 3 2 82 8 1160 6 ，查表取 35據(jù)軸的轉(zhuǎn)矩 T 及材料的許用切應(yīng)力 查表估算軸徑 d ,最后選取相近的標(biāo)準(zhǔn)花鍵軸的規(guī)格為 1245406 。 軸 V： 4 2 0 2 00125 6 ，查表取 32據(jù)軸的轉(zhuǎn)矩 T 及材料的許用切應(yīng)力 查表估算軸徑 d ,最后選取相近的標(biāo)準(zhǔn)花鍵軸的規(guī)格為 1670626 。 2）傳動軸剛度的驗(yàn)算： 軸的剛度不足，在工作中將會產(chǎn)生過大的變形而影響軸上零件的工作能力，甚至影響機(jī)器的工作性能。所以對有剛度要求的軸，還必須進(jìn)行剛度驗(yàn)算。 軸的剛度分為彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度兩 種。前者以撓度和偏轉(zhuǎn)角來度量，后者以扭轉(zhuǎn)角來度量。軸的剛度計(jì)算通常是計(jì)算軸受載時(shí)的變形量，使其不大于允許值。對一般受彎矩作用的軸，需要進(jìn)行彎曲剛度驗(yàn)算。主要驗(yàn)算軸軸端的位移 和前軸承處的轉(zhuǎn)角 。如果切削力 F 和傳動力 Q 不在同一平面內(nèi)，應(yīng)將其分解為要相互垂直的兩個(gè)平面內(nèi)分別求出數(shù)值，再按向量進(jìn)行合成。由于本次設(shè)計(jì)中軸 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此把它作為為驗(yàn)算的對象。其所受到的力可簡化為如下 形式的簡支梁的形式。粗略計(jì)算，可將花鍵軸近似簡化為等直徑的軸，采用平均直徑 1d 來進(jìn)行計(jì)算： 21 D,d 分別為花鍵軸的外徑和內(nèi)徑長度。 最終的估算外徑為 035 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 扭矩 T=N5 22 5 01 00 0 0 N性模量 E= = 444 9707264 受力簡圖如下圖所示： 根據(jù)材料力學(xué)教材上的公式，得軸的轉(zhuǎn)角和最大撓度如下： A )3(6 22 B )3(6 22 C )33(6 222 EI ( 23221m a x EI ( 23222m a x 以上各式中 a=185b=430l=615其余已知條件下代入上面各式中得 A = =型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 C =轉(zhuǎn)角的絕對值小于一般主軸的規(guī)定 ,軸彎曲變形允許值： 軸的類型 允許撓度 變形部位 允許傾 角 一般傳動軸 剛度要求較高的軸 安裝齒輪的軸 安裝堝輪的軸 ( 0 0002l （ m (m 裝向心軸承處 裝齒輪處 裝單列圓錐滾子軸承處 裝滑動軸承處 裝單列短圓柱滾子軸承處 ： L 軸的跨距（ ,m 齒輪，蝸輪模數(shù)（ 經(jīng)過驗(yàn)算軸 的傾角及撓度均滿足工求，其它軸承同理也滿足。 3齒輪模數(shù) 的估算和計(jì)算 1）估算： 按接觸疲勞和彎曲強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜，而且有些系數(shù)只有在齒輪各系數(shù)都已知道后方可確定，所以只在草圖畫完之后校核用。在畫草圖之前，先估算，再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)。 按齒輪彎曲疲勞的估算 32 齒面點(diǎn)蝕的估算 370 中A 為齒輪中心距。 由中心距 A 和齒數(shù) 1Z 和 2Z 求出模數(shù)： 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 212 據(jù)估算所得取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 由轉(zhuǎn)速圖中的各數(shù)據(jù)代入上式得： 軸傳到 軸的模數(shù) A =6612 =了便于后面的設(shè)計(jì)模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值 軸傳到軸 模數(shù) 4 0 A =8992221 m j 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取 軸傳到 的模數(shù) A =120 m j 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取 3。 傳到 V 軸的模數(shù) 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 A =131312221 m j 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取 3。 2)計(jì)算： 根據(jù)接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為： 221 321)1(1 6 3 0 0 根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為： 1321275 選用 I 軸上最小齒輪為計(jì)算依據(jù) i 大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比， 4.1i 1k 工作情況系數(shù)，取 k 動載荷系數(shù)，查表取 k齒向載荷分布系數(shù)，查表取 壽命系數(shù)，工作期限系數(shù)， n 為 I 軸上齒輪的最低轉(zhuǎn)速： 960r/預(yù)定的齒輪工作期限，取 T=18000h m 為疲勞曲線指數(shù)取 3， 0C 為基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)取 710 。 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 8 0 0 0960603 7 轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，查表取 k功率 利用系數(shù)，查表取 材料強(qiáng)化系數(shù)，查表取 m齒寬系數(shù)，查表取 8 j許用接觸應(yīng)力，查表取 45 號鋼調(diào)質(zhì)時(shí)的接觸應(yīng)力為 600 22 6300 齒形系數(shù)，查表取 w 許用彎曲應(yīng)力，查表取 45 號鋼調(diào)質(zhì) 時(shí)的彎曲應(yīng)力為 220 w 所以 軸傳到 軸的模數(shù)滿足要求，同理可計(jì)算出其它齒輪的模數(shù)也都滿足估處時(shí)的模數(shù)值。 4片式磨擦離合器的選擇和計(jì)算 一按扭矩選擇 一般應(yīng)使選用和設(shè)計(jì)的離合器的額定靜扭矩扭矩的計(jì)算方法如下： 955 0 則各軸靜扭矩 60960 591000 144400 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 361160 462125 驟： 1決定外磨擦片的內(nèi)徑 d 根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，如為軸裝式時(shí)，磨擦片的內(nèi)徑 d 應(yīng)比安裝軸的軸徑大 2 2選擇磨擦片尺寸 可選用通用型磨擦片系列尺寸或自行設(shè)計(jì)。 3計(jì)算磨擦面對數(shù) Z 3120 式中： f k，k， a ，對濕式離合器，建議 Z 值不大于 16，經(jīng)過估計(jì)計(jì)算，最后確定離合器的磨擦面對數(shù) Z 都取 6。 4磨擦片片數(shù) 磨擦片總數(shù)為 Z+1=7 片，至于是內(nèi)片多一片還是外 片多一片，則由具體結(jié)構(gòu)而定。 最后各軸選定的離合器見下： I 軸： I 軸： ： V 軸： 軸： 1 6展開圖設(shè)計(jì) 一 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，技術(shù)要求和方法 1 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動件（傳動軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動器等）主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，用一長展開圖表示。 2技術(shù)要求 主軸變速箱是機(jī)床的主要部件。設(shè) 計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問題（這是本次設(shè)計(jì)的中型車床的數(shù)據(jù)）。 1）精度 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 車床主軸部件要求比較高的精度。如： 主軸的徑向跳動 主軸的橫向竄動 2）剛度和抗振性 綜合剛度（主軸與刀架之間的作用力與相對變形之比）： 3 4 0 0 3綜合 D 最大回轉(zhuǎn)直徑 在主軸與刀架之間的相對振幅的要求： 等 級 振幅（ 1 2 3 3）傳動效率要求 等 級 效 率 ） 主軸前軸承處溫度和溫升應(yīng)控制在以下范圍： 條 件 溫 度 溫 升 用 滾 動 軸 承 70 40 用 滑 動 軸 承 60 30 噪聲要控制在以下范圍 等 級 型數(shù)控車床主運(yùn)動及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 78 80 83 5）結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能 簡單、緊湊，加工和裝備工藝性好，便于維修和調(diào)整。 6）操作方便，安全可靠。 7）遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化