數(shù)控車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 引言1</b></p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)方案論證與擬定2</p><p>　　2.1 總體方案的論證2</p><p>　　2.2 總體方案的擬定2</p><p>　　2.3

2、 主傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案圖及傳動(dòng)原理2</p><p>　　第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明5</p><p>　　3.1 主運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1.1 參數(shù)的確定5</p><p>　　3.1.2 傳動(dòng)設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定8</p><p>　　3.

3、1.4 帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定12</p><p>　　3.1.5 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.2 縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)38</p><p>　　3.2.1 滾珠絲桿副的選擇38</p><p>　　3.2.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選用42</p><p><b>　　結(jié) 論47</

4、b></p><p><b>　　小 結(jié)48</b></p><p><b>　　致 謝49</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)50</b></p><p><b>　　第一章 引 言</b></p>&l

5、t;p>　　當(dāng)前的世界已進(jìn)入信息時(shí)代，科技進(jìn)步日新月異。生產(chǎn)領(lǐng)域和高科技領(lǐng)域中的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步、更新?lián)Q代的步伐不斷加快?，F(xiàn)在單件小批量生產(chǎn)的零件已占到機(jī)械加工總量的80%以上，而且要求零件的質(zhì)量更高、精度更高，形狀也日趨復(fù)雜化，這是擺在機(jī)床工業(yè)面前的一個(gè)突出問(wèn)題。為了解決復(fù)雜、精密、單件小批量以及形狀多變的零件加工問(wèn)題，一種新型的機(jī)床——數(shù)字控制(Numerical control)機(jī)床的產(chǎn)生也就是必然的了。</

6、p><p>　　此次設(shè)計(jì)是數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，還包括齒輪模數(shù)計(jì)算及校核，主軸剛度的校核等。</p><p>　　第二章 總體方案論證與擬定</p><p>　　2.1 總體方案的論證</p><p>　　數(shù)控車(chē)床是基于數(shù)字控制的，它與普通車(chē)床不同，因此數(shù)控車(chē)床機(jī)械結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有以下特點(diǎn)：</

7、p><p>　　由于大多數(shù)數(shù)控車(chē)床采用了高性能的主軸，因此，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化。</p><p>　　為了適應(yīng)數(shù)控車(chē)床連續(xù)地自動(dòng)化加工，數(shù)控車(chē)床機(jī)械結(jié)構(gòu)，具有較高的動(dòng)態(tài)剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形較小。</p><p>　　更多地采用高效傳動(dòng)部件，如滾動(dòng)絲桿副等。CNC裝置是數(shù)控車(chē)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(chǔ)，數(shù)據(jù)的變換，

8、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。</p><p>　　2.2 總體方案的擬定</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)所給出的條件，主運(yùn)動(dòng)部分z=18級(jí)，即傳動(dòng)方案的選擇采用有級(jí)變速最高轉(zhuǎn)速是2000r/min，最低轉(zhuǎn)速是40r/min，。</p><p>　　縱向進(jìn)給是一套獨(dú)立的傳動(dòng)鏈，它們由步進(jìn)電機(jī)，齒輪副，絲桿螺母副組成，它的傳動(dòng)比應(yīng)滿(mǎn)足機(jī)床所要求的。</p>

9、<p>　　為了保證進(jìn)給傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小、傳動(dòng)效率高的滾珠絲桿螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)，以提高傳動(dòng)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)。</p><p>　　采用滾珠絲桿螺母副可以減少導(dǎo)軌間的摩擦阻力，便于工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)精確和微量移動(dòng)，且潤(rùn)滑方法簡(jiǎn)單。</p><p>　　2.3主傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案圖及傳動(dòng)原理</p><p>　　數(shù)控車(chē)床

10、主傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p>　　數(shù)控車(chē)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)見(jiàn)圖2.1。整個(gè)主傳動(dòng)系統(tǒng)主要由主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈和縱向進(jìn)給傳動(dòng)鏈組成。</p><p>　　圖2.1 總的傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p><b>　　傳動(dòng)原理</b></p><p>　　主軸部件是機(jī)床實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行件，結(jié)構(gòu)如圖2.2所示，其工作原理如下：</p&g

11、t;<p>　　交流主軸電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪15把運(yùn)動(dòng)傳給主軸7。主軸有前后2個(gè)支承。前支承由一個(gè)圓錐孔雙列圓柱滾子軸承11和一對(duì)角接觸球軸承10組成，軸承11用來(lái)承受徑向載荷，兩個(gè)角接觸球軸承一個(gè)大口向外（朝向主軸前端），另一個(gè)大口向里（朝向主軸后端），用來(lái)承受雙向的軸向載荷和徑向載荷。前支承軸的間隙用螺母8來(lái)支撐。螺釘12用來(lái)防止螺母8回松。主軸的后支承為圓錐孔雙列圓柱滾子軸承14，軸承間隙由螺母1和6來(lái)調(diào)整。螺釘17和13

12、是防止螺母1和6回松的。主軸的支承形式為前端定位，主軸受熱膨脹向后伸長(zhǎng)。前后支承所用圓錐孔雙列圓柱滾子軸承的支承剛性好，允許的極限轉(zhuǎn)速高。前支承中的角接觸球軸承能承受較大的軸向載荷，且允許的極限轉(zhuǎn)速高。主軸所采用的支承結(jié)構(gòu)適宜低速大載荷的需要。主軸的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)同步帶輪16和3以及同步帶2帶動(dòng)脈沖編碼器4，使其與主軸同速運(yùn)轉(zhuǎn)。脈沖編碼器用螺釘5固定在主軸箱體9上。</p><p><b>　　圖2.2 主軸

13、部件</b></p><p>　　第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明</p><p><b>　　3.1 主運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1.1 參數(shù)的確定</p><p>　　一. 了解車(chē)床的基本情況和特點(diǎn)---車(chē)床的規(guī)格系列和類(lèi)型</p><p>　　1. 通用機(jī)床的規(guī)格和類(lèi)型有

14、系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。本次設(shè)計(jì)中的車(chē)床是普通型車(chē)床，其品種，用途，性能和結(jié)構(gòu)都是普通型車(chē)床所共有的，在此就不作出詳細(xì)的解釋和說(shuō)明了。</p><p>　　2.車(chē)床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)（GB1582-79，JB/Z143-79）：</p><p>　　最大的工件回轉(zhuǎn)直徑D（mm）是400；刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑D1大于或等于200

15、；主軸通孔直徑d要大于或等于36；主軸頭號(hào)（JB2521-79）是6；最大工件長(zhǎng)度L是750～2000；主軸轉(zhuǎn)速范圍是：32～1600；級(jí)數(shù)范圍是：18；縱向進(jìn)給量mm/r0.03～2.5；主電機(jī)功率（kw）是5.5～10。</p><p>　　二. 參數(shù)確定的步驟和方法</p><p>　　極限切削速度umax﹑umin</p><p>　　根據(jù)典型的和可能的工藝

16、選取極限切削速度要考慮：工序種類(lèi) ﹑工藝要求 刀具和工件材料等因素。允許的切速極限參考值如《機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》。然而，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的需要選取的值如下：</p><p>　　取umax=300m/min；</p><p>　　umin=30m/min。</p><p><b>　　主軸的極限轉(zhuǎn)速</b></p><p&

17、gt;　　計(jì)算車(chē)床主軸的極限轉(zhuǎn)速時(shí)的加工直徑，按經(jīng)驗(yàn)分別?。?.1～0.2）D和（0.45～0.5）D。由于D=400mm，則主軸極限轉(zhuǎn)速應(yīng)為：</p><p>　　nmax=r/min ……………………………… 3.1</p><p>　　=2000r/min ； </p><p>　　nmin=r

18、/min …………………………… 3.2</p><p>　　=40r/min ； </p><p>　　由于轉(zhuǎn)速范圍 R = = …………………………… 3.3</p><p><b>　　= 50 ；</b></p><p>

19、<b>　　因?yàn)榧?jí)數(shù)Z已知：</b></p><p><b>　　Z=18級(jí) 。</b></p><p>　　現(xiàn)以Φ=1.26和Φ=1.41代入R=</p><p>　　得R=50和355 ，因此取Φ=1.26更為合適。</p><p>　　各級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列可直接從標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表中查出。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表給出了以Φ

20、=1.06的從1～10000的數(shù)值，因Φ=1.26=，從表中找到nmax=2000r/min，就可以每隔3個(gè)數(shù)值取一個(gè)數(shù)，得：2000，1600，1250，1000，800，630，500，400，315，250，200，160，125，100，80，63，50，40。</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z和公比￠</p><p>　　已知 : =Rn</p>&

21、lt;p><b>　　Rn=且： z=</b></p><p><b>　　18=</b></p><p>　　主電機(jī)功率—?jiǎng)恿?shù)的確定</p><p>　　合理地確定電機(jī)功率N，使用的功率實(shí)際情況既能充分的發(fā)揮其使用性能，滿(mǎn)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。</p><p>

22、　　目前，確定機(jī)床電機(jī)功率的常用方法很多，而本次設(shè)計(jì)中采用的是：估算法，它是一種按典型加工條件（工藝種類(lèi)、加工材料、刀具、切削用量）進(jìn)行估算。根據(jù)此方法，中型車(chē)床典型重切削條件下的用量：</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)書(shū)表中推薦的數(shù)值： </p><p>　　取 P=5.5kw</p><p>　　3.1.2 傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p&

23、gt;　　一. 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇</p><p>　　結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效，可考慮到本次設(shè)計(jì)的需要可以參考一下這個(gè)方案。</p><p>　　確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目：</p><p>　　級(jí)數(shù)為Z的傳動(dòng)系統(tǒng)有若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成，各傳動(dòng)組分別有

24、Z1、Z2、Z3…個(gè)傳動(dòng)副。即</p><p>　　Z=Z1 Z2 Z3 ……………………………… 3.4</p><p>　　傳動(dòng)副數(shù)由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適，即變速級(jí)數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子:</p><p>　　Z= ……………………………… 3.5</p><p>　　可以有幾種方案，由于篇幅的原因就不一一列出了，在此只把已經(jīng)選定了

25、的和本次設(shè)計(jì)所須的正確的方案列出，具體的內(nèi)容如下：</p><p>　　傳動(dòng)齒輪數(shù)目 2x（3+3+2）+2x2+1=21個(gè)</p><p>　　軸向尺寸 19b</p><p>　　傳動(dòng)軸數(shù)目 6根</p><p>　　操縱機(jī)構(gòu) 簡(jiǎn)單，兩

26、個(gè)三聯(lián)滑移齒輪，一個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪</p><p>　　二. 組傳動(dòng)順序的安排</p><p>　　18級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組，可以安排成：3x3x2，2x3x3，或3x2x3</p><p>　　選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，要考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。在Ⅰ軸上摩擦離合器時(shí)，應(yīng)減小軸向尺寸，第一傳動(dòng)組的傳動(dòng)副不能多，以2為宜，本次設(shè)計(jì)中就是采用的2，一對(duì)是

27、傳向正傳運(yùn)動(dòng)的，另一個(gè)是傳向反向運(yùn)動(dòng)的。</p><p>　　主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響大，因此主軸上齒輪少些為好，最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副選用2，或者用一個(gè)定比傳動(dòng)副。</p><p>　　三. 傳動(dòng)系統(tǒng)的擴(kuò)大順序的安排</p><p>　　對(duì)于18級(jí)的傳動(dòng)可以有三種方案，準(zhǔn)確的說(shuō)應(yīng)該不只有這三個(gè)方案，可為了使結(jié)構(gòu)和其他方面不復(fù)雜，同時(shí)為了滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的需要，選擇

28、的設(shè)計(jì)方案是：</p><p>　　18=3［1］3［3］2［9］</p><p>　　傳動(dòng)方案的擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序可以一致也可以不一致，在此設(shè)計(jì)中，擴(kuò)大順序和傳動(dòng)順序就是一致的。這種擴(kuò)大順序和傳動(dòng)順序一致，稱(chēng)為順序擴(kuò)大傳動(dòng)。</p><p>　　四. 傳動(dòng)組的變速范圍的極限植</p><p>　　齒輪傳動(dòng)副最小傳動(dòng)比umin≥，最大傳動(dòng)比u

29、max≤2，決定了一個(gè)傳動(dòng)組的最大變速范圍rmax=umax/nmin≤8。</p><p>　　因此，要按照參考書(shū)中所給出的表，淘汰傳動(dòng)組變速范圍超過(guò)極限值的所有傳動(dòng)方案。</p><p>　　極限傳動(dòng)比及指數(shù)x，值為：</p><p>　　五. 最后擴(kuò)大傳動(dòng)組的選擇</p><p>　　正常連續(xù)的順序擴(kuò)大的傳動(dòng)（串聯(lián)式）的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式為：&

30、lt;/p><p>　　Z=Z1［1］Z2［Z1］Z3［Z1Z2］</p><p><b>　　即是：</b></p><p>　　Z=18=3［1］3［3］2［9］</p><p>　　3.1.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定</p><p>　　運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定以后，主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速就已知，切削耗能確定了電機(jī)功率。在此基

31、礎(chǔ)上，選擇電機(jī)型號(hào)，確定各中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，這樣就擬定主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)圖，使主運(yùn)動(dòng)逐步具體化。</p><p><b>　　一. 主電機(jī)的選定</b></p><p>　　中型機(jī)床上，一般都采用三相交流異步電機(jī)為動(dòng)力源，可以在系列中選用。在選擇電機(jī)型號(hào)時(shí)，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：</p><p><b>　　電機(jī)功率N：</b><

32、;/p><p>　　根據(jù)機(jī)床切削能力的要求確定電機(jī)功率。但電機(jī)產(chǎn)品的功率已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此，按要求應(yīng)選取相近的標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p><b>　　N=5.5kw</b></p><p><b>　　2. 電機(jī)轉(zhuǎn)速nd</b></p><p>　　異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速有：3000、1500、1000、750r/

33、min </p><p><b>　　在此處選擇的是：</b></p><p>　　nd=1500r/min </p><p>　　這個(gè)選擇是根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速nmax和Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速相近或相宜，以免采用過(guò)大的升速或過(guò)小的降速傳動(dòng)。</p><p>　　3. 雙速和多速電機(jī)的應(yīng)用</p><p

34、>　　根據(jù)本次設(shè)計(jì)機(jī)床的需要，所選用的是：雙速電機(jī)</p><p>　　4. 電機(jī)的安裝和外形</p><p>　　根據(jù)電機(jī)不同的安裝和使用的需要，有四種不同的外形結(jié)構(gòu)，用的最多的有底座式和發(fā)蘭式兩種。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床所需選用的是外行安裝尺寸之一。具體的安裝圖可由手冊(cè)查到。</p><p>　　5. 常用電機(jī)的資料</p><p>　　根

35、據(jù)常用電機(jī)所提供的資料，選用：</p><p>　　圖3.1 Y132S-4電動(dòng)機(jī)</p><p>　?、褫S從電機(jī)得到運(yùn)動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)化成主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速。電機(jī)轉(zhuǎn)速和主軸最高轉(zhuǎn)速應(yīng)相接近。顯然，從傳動(dòng)件在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下恒功率工作時(shí)所受扭矩最小來(lái)考慮，Ⅰ軸轉(zhuǎn)速不宜將電機(jī)轉(zhuǎn)速下降得太低。</p><p>　　但如果Ⅰ軸上裝有摩擦離合器一類(lèi)部件時(shí)，高速下摩擦損耗、發(fā)熱都將成為突出

36、矛盾，因此，Ⅰ軸轉(zhuǎn)速不宜太高。</p><p>　?、褫S裝有離合器的一些機(jī)床的電機(jī)、主軸、Ⅰ軸轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)：</p><p>　　參考這些數(shù)據(jù)，可見(jiàn)，車(chē)床Ⅰ軸轉(zhuǎn)速一般取700～1000r/min。另外，也要注意到電機(jī)與Ⅰ軸間的傳動(dòng)方式，如用帶傳動(dòng)時(shí)，降速比不宜太大，否則Ⅰ軸上帶輪太大，和主軸尾端可能干涉。因此，本次設(shè)計(jì)選用：</p><p>　　n1=960r/min&

37、lt;/p><p>　　二. 中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速</p><p>　　對(duì)于中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速的考慮原則是：妥善解決結(jié)構(gòu)尺寸大小與噪音、震動(dòng)等性能要求之間的矛盾。</p><p>　　中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速較高時(shí)（如采用先升后降的傳動(dòng)），中間轉(zhuǎn)動(dòng)軸和齒輪承受扭矩小，可以使用軸徑和齒輪模數(shù)小寫(xiě)：d∝ 、 m∝，從而可以使用結(jié)構(gòu)緊湊。但是，這將引起空載功率N空和噪音Lp（一般機(jī)床容許噪

38、音應(yīng)小于85dB）加大： </p><p>　　N空=) KW ………………………… 3.6</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　C---系數(shù)，兩支承滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承C=8.5，三支承滾動(dòng)軸承C=10；</p><p>　　da---所有中間軸軸頸的平均直徑（mm）；</p>

39、<p>　　d主—主軸前后軸頸的平均直徑（mm）；</p><p>　　∑n—主軸轉(zhuǎn)速（r/min）。</p><p>　　……………… 3.7</p><p>　?。╩z）a—所有中間傳動(dòng)齒輪的分度圓直徑的平均值mm；</p><p>　　（mz）主—主軸上齒輪的分度圓的平均值mm；</p><p>　　q

40、----傳到主軸所經(jīng)過(guò)的齒輪對(duì)數(shù)；</p><p>　　β----主軸齒輪螺旋角；</p><p>　　C1、K---系數(shù)，根據(jù)機(jī)床類(lèi)型及制造水平選取。我國(guó)中型車(chē)床、銑床C1=3.5。車(chē)床K=54，銑床K=50.5。</p><p>　　從上訴經(jīng)驗(yàn)公式可知：主軸轉(zhuǎn)速n主和中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速和∑n對(duì)機(jī)床噪音和發(fā)熱的關(guān)系。確定中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況作相應(yīng)修正：

41、</p><p>　　1.功率教大的重切削機(jī)床，一般主軸轉(zhuǎn)速較低，中間軸的轉(zhuǎn)速適當(dāng)取高一些，對(duì)減小結(jié)構(gòu)尺寸的效果較明顯。</p><p>　　2.速輕載或精密車(chē)床，中間軸轉(zhuǎn)速宜取低一些。</p><p>　　3.控制齒輪圓周速度u＜8m/s（可用7級(jí)精度齒輪）。在此條件下，可適當(dāng)選用較高的中間軸轉(zhuǎn)速。</p><p>　　三. 齒輪傳動(dòng)比的限

42、制</p><p>　　機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中，齒輪副的極限傳動(dòng)比：</p><p>　　1.升速傳動(dòng)中，最大傳動(dòng)比umax≤2。過(guò)大，容易引起震動(dòng)和噪音。</p><p>　　2.降速傳動(dòng)中，最小傳動(dòng)比umin≥1/4。過(guò)小，則使主動(dòng)齒輪與被動(dòng)齒輪的直徑相差太大，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)龐大。</p><p>　　圖3.2 主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速圖</p>

43、<p>　　3.1.4 帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　根據(jù)擬定的轉(zhuǎn)速圖上的各傳動(dòng)比，就可以確定帶輪直徑和齒輪的齒數(shù)。</p><p>　　一. 帶輪直徑確定的方法、步驟</p><p><b>　　1.選擇三角型號(hào)</b></p><p>　　一般機(jī)床上的都采用三角帶。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速和功率查圖

44、即可確定型號(hào)（詳情見(jiàn)〈〈機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)〉〉4-1節(jié)）。但圖中的解并非只有一種，應(yīng)使傳動(dòng)帶數(shù)為3～5根為宜。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中所選的帶輪型號(hào)和帶輪的根數(shù)如下：</p><p><b>　　B型帶輪</b></p><p><b>　　選取3根</b></p><p>　　2.確定

45、帶輪的最小直徑Dmin（D?。?lt;/p><p>　　各種型號(hào)膠帶推薦了最小帶輪直徑，直接查表即可確定。</p><p>　　根據(jù)皮帶的型號(hào)，從教科書(shū)〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程〉〉</p><p><b>　　查表可?。?lt;/b></p><p>　　Dmin=140mm</p><p>　　3.計(jì)算大帶輪

46、直徑D大</p><p>　　根據(jù)要求的傳動(dòng)比u和滑功率ε確定D大。當(dāng)帶輪為降速時(shí)：</p><p>　　三角膠帶的滑動(dòng)率ε=2%。</p><p>　　三角傳動(dòng)中，在保證最小包角大于120度的條件下，傳動(dòng)比可取1/7</p><p>　　≤u≤3。對(duì)中型通用機(jī)床，一般取1～2.5為宜。</p><p><b&g

47、t;　　因此，</b></p><p>　　137.2mm≤D大≤343mm</p><p><b>　　經(jīng)查表?。?lt;/b></p><p><b>　　D大=212mm</b></p><p><b>　　二. 確定齒輪齒數(shù)</b></p><

48、p>　　用計(jì)算法或查表法確定齒輪齒數(shù)，后者更為簡(jiǎn)單。根據(jù)要求的傳動(dòng)比u和初步定出的傳動(dòng)齒輪副齒數(shù)和Sz，查表即可求出小齒輪齒數(shù)。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中采用的就是常用傳動(dòng)比的適用齒數(shù)（小齒輪）表就見(jiàn)教科書(shū)〈〈機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)〉〉。</p><p>　　不過(guò)在表中選取的時(shí)候應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：</p><p>　　不產(chǎn)生根切。一般去Zmin≥18～20

49、。</p><p>　　保證強(qiáng)度和防止熱處理變形過(guò)大，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚δ≥2mm，一般取δ>5mm則zmin≥6.5+，具體的尺寸可參考圖。</p><p>　　同一傳動(dòng)組的各對(duì)齒輪副的中心距應(yīng)該相等。若莫數(shù)相同時(shí)，則齒數(shù)和亦應(yīng)相等。但由于傳動(dòng)比的要求，尤其是在傳動(dòng)中使用了公用齒輪后，常常滿(mǎn)足比了上述要求。機(jī)床上可用修正齒輪，在一定范圍內(nèi)調(diào)整中心距使其相等。但修正量不能太大，一

50、般齒數(shù)差不能超過(guò)3～4個(gè)齒。</p><p>　　防止各種碰撞和干涉:</p><p>　　三聯(lián)滑移齒輪的相鄰的齒數(shù)差應(yīng)大于4。應(yīng)避免齒輪和軸之間相撞，出現(xiàn)以上的情況可以采用相應(yīng)的措施來(lái)補(bǔ)救。</p><p>　　在同時(shí)滿(mǎn)足以上的條件下齒輪齒數(shù)的確定已經(jīng)可以初步定出，具體的各個(gè)齒輪齒數(shù)可以見(jiàn)傳動(dòng)圖上所標(biāo)寫(xiě)的。</p><p><b>

51、;　　確定軸間距：</b></p><p>　　軸間距是由齒輪齒數(shù)和后面計(jì)算并且經(jīng)驗(yàn)算而確定的模數(shù)m而確定的，具體的計(jì)算值如下（模數(shù)和齒輪的齒數(shù)而確定的軸間距必須滿(mǎn)足以上的幾個(gè)條件）：</p><p>　?、褫S與Ⅱ軸之間的距離：</p><p>　　取m=2.5mm，由轉(zhuǎn)速圖而確定</p><p>　　…………………… 3.8&l

52、t;/p><p>　　齒輪1與2之間的中心距：</p><p>　　……………………… 3.9 </p><p>　?、蜉S與Ⅲ軸之間的距離：</p><p>　　取m=2.5mm，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動(dòng)比見(jiàn)圖， </p><p>　　………………………… 3.10</p><p>　　齒輪3與4之間

53、的中心距：</p><p>　　…………………………… 3.11 </p><p>　?、筝S與Ⅳ軸之間的距離：</p><p>　　取m=3.5mm，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動(dòng)比</p><p>　　……………………… 3.12 </p><p>　　齒輪9與10之間的中心距：</p><p>　　

54、…………………………… 3.13</p><p>　?、糨SⅤ軸之間的中心距離：</p><p>　　取m=3.5mm，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動(dòng)比</p><p>　　…………………… 3.14</p><p>　　……………………… 3.15</p><p>　　主軸到脈沖軸的中心距：</p><p&

55、gt;　　取m=3.5mm，傳動(dòng)比</p><p>　　………………………… 3.16</p><p>　　……………………… 3.17</p><p>　?、褫S到反轉(zhuǎn)軸Ⅵ軸的中心距：</p><p>　　取m=2.5mm，傳動(dòng)比</p><p>　　…………………………… 3.18 </p><

56、p>　　…………………………… 3.19</p><p>　　由齒頂高 …………………………… 3.20 </p><p>　　齒頂高和齒跟高只與所取的模數(shù)m有關(guān)。</p><p>　　可知取m=2.5mm時(shí)，</p><p>　　取m=3.5mm時(shí)：</p><p>　

57、　三. 主軸轉(zhuǎn)速系列的驗(yàn)算</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速在使用上并不要十分準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)速稍高或稍低并無(wú)太大影響。但標(biāo)牌上標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列的數(shù)值一般也不允許與實(shí)際轉(zhuǎn)速相差太大。</p><p>　　由確定的齒輪齒數(shù)所得的實(shí)際轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)設(shè)計(jì)理論值難以完全相符合，需要驗(yàn)算主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速，最大誤差不得超過(guò)正負(fù)10（ψ-1）%。即</p><p><b>　?。セ?lt;/b&g

58、t;</p><p><b>　　按公式：</b></p><p>　　Δn=-2%～+6% ………………………………… 2.21</p><p>　　如果超差，要根據(jù)誤差的正負(fù)以及引起誤差的主要環(huán)節(jié)，重新調(diào)整齒數(shù)，使轉(zhuǎn)速數(shù)列得到改善。</p><p>　　主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線(xiàn)表達(dá)式如下：</p><

59、;p>　　圖3.3 主傳動(dòng)路線(xiàn)</p><p>　　所有主軸的詳細(xì)的校核如下：</p><p>　　輸入到Ⅱ軸的轉(zhuǎn)速 ……… 3.22 </p><p>　　1. ………………… 3.23</p><p>　　………………………………… 3.24</p><p>　　2.…………………… 3.25<

60、;/p><p>　　………………………………………3.26</p><p>　　3. …………………… 3.27</p><p>　　………………………………… 3.28</p><p>　　4. ……………………… 3.29</p><p>　　…………………………………………3.30</p><p&

61、gt;　　5. …………………… 3.31</p><p>　　……………………………………3.32</p><p>　　6. …………………… 3.33</p><p>　　……………………………………… 3.34</p><p>　　7. …………………… 3.35</p><p>　　……………………………

62、…………3.36</p><p>　　8. …………………… 3.37</p><p>　　……………………………………… 3.38</p><p>　　9. ………………………3.39</p><p>　　………………………………………3.40</p><p>　　10. …………………… 3.41</p

63、><p>　　……………………………………………3.42</p><p>　　11. ………………… 3.43</p><p>　　……………………………………… 3.44</p><p>　　12. …………………… 3.45</p><p>　　………………………………………… 3.46</p>&l

64、t;p>　　13. …………………… 3.47</p><p>　　……………………………………… 3.48</p><p>　　14. …………………… 3.49</p><p>　　………………………………………… 3.50</p><p>　　15. …………………… 3.51</p><p>　　……

65、……………………………………3.52</p><p>　　16. ………………… 3.53</p><p>　　………………………………………… 3.54</p><p>　　17. …………………… 3.55</p><p>　　…………………………………… 3.56</p><p>　　18. ………

66、…………… 3.57</p><p>　　……………………………………………3.58</p><p>　　在主軸上的18級(jí)轉(zhuǎn)速分別校核后，都合格。</p><p>　　四. 傳動(dòng)系統(tǒng)圖的繪制</p><p>　　計(jì)算結(jié)果，用規(guī)定符號(hào)，以是適當(dāng)比例方格紙上繪制出轉(zhuǎn)速圖和主傳動(dòng)系統(tǒng)圖。</p><p>　　3.1.5 傳

67、動(dòng)件的設(shè)計(jì)</p><p>　　傳動(dòng)方案確定后，要進(jìn)行方案的結(jié)構(gòu)化，確定個(gè)零件的實(shí)際尺寸和有關(guān)布置。為此，常對(duì)傳動(dòng)件的尺寸先進(jìn)行估算，如傳動(dòng)軸的直徑、齒輪模數(shù)、離合器、制動(dòng)器、帶輪的根數(shù)和型號(hào)等。在這些尺寸的基礎(chǔ)上，畫(huà)出草圖，得出初步結(jié)構(gòu)化的有關(guān)布置與尺寸；然后按結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行主要零件的驗(yàn)算，如軸的剛度、齒輪的疲勞強(qiáng)度等，必要時(shí)作結(jié)構(gòu)和方案上的修改，重新驗(yàn)算，直到滿(mǎn)足要求。</p><p>

68、　　對(duì)于本次設(shè)計(jì)，由于是畢業(yè)設(shè)計(jì)，所以先用手工畫(huà)出草圖，經(jīng)自己和指導(dǎo)老師的多次修改后，再用計(jì)算機(jī)繪出。</p><p>　　一. 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算</p><p>　　三角帶傳動(dòng)中，軸間距A可以較大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑，亦可因而緩和沖擊及隔離震動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸，機(jī)床中多用于電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。</p><p>　　1． 選擇三

69、角帶的型號(hào)</p><p>　　根據(jù)計(jì)算功率Nj（kw）和小帶輪n1（r/min）查圖選擇帶的型號(hào)。</p><p>　　計(jì)算功率Nj=KWNd (kW)</p><p>　　式中 Nd—電機(jī)的額定功率，</p><p>　　KW—工作情況系數(shù)。</p><p>　　車(chē)床的起動(dòng)載荷輕，工作載荷穩(wěn)定，二班制工作時(shí)，取

70、：KW=1.1</p><p>　　帶的型號(hào)是： B型號(hào)</p><p>　　2． 確定帶輪的計(jì)算直徑D1、D2</p><p>　　1） 小帶輪計(jì)算直徑D1</p><p>　　皮帶輪的直徑越小，帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的使用壽命，小帶輪直徑D1不宜過(guò)小，要求大雨許用最小帶輪直徑Dmin，即D1≥Dmin。各型號(hào)帶對(duì)應(yīng)的最小帶輪直徑D

71、min可查表。</p><p>　　D1=140r/min</p><p>　　2） 大帶輪計(jì)算直徑D2</p><p>　　…………………………………… 3.59 </p><p><b>　　=212r/min</b></p><p>　　式中: n1--小帶輪轉(zhuǎn)速r/min;<

72、/p><p>　　n2--大帶輪轉(zhuǎn)速r/min;</p><p>　　ε--帶的滑動(dòng)系數(shù),一般取0.02.</p><p>　　算后應(yīng)將數(shù)字圓整為整數(shù)。</p><p>　　3） 確定三角帶速度u</p><p>　　具體的計(jì)算過(guò)程如下：</p><p>　　= ………………………………… 3.60

73、</p><p><b>　　=10.6m/s</b></p><p>　　對(duì)于O、A、B、C型膠帶，5m/s≤u≤25m/s。</p><p>　　而u=5～10m/s時(shí)最為經(jīng)濟(jì)耐用。</p><p>　　此速度完全符合B型皮帶的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　4） 初定中心距A0</p>

74、;<p>　　帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床總體布局初步選定，一般可以在下列范圍內(nèi)選取：</p><p>　　A0=（0.6～2）（D1+D2） mm ……………………… 3.61</p><p>　　=352（0.6～2）mm</p><p>　　=211.2mm～704mm</p><p>　　取 A0=704 mm</

75、p><p>　　距過(guò)小，將降低帶的壽命；中心距過(guò)大時(shí)，會(huì)引起帶振動(dòng)。中型車(chē)床電機(jī)軸至變速箱帶輪的中心距一般為750～850mm。</p><p>　　5） 確定三角帶的計(jì)算長(zhǎng)度L0及內(nèi)周長(zhǎng)LN</p><p>　　三角帶的計(jì)算長(zhǎng)度是通過(guò)三角帶截面重心的長(zhǎng)度。</p><p>　　………………………… 3.62</p><p&g

76、t;<b>　　=</b></p><p>　　=1960.67mm</p><p>　　圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度 L=2033 mm</p><p>　　經(jīng)查表 LN=2000 mm</p><p>　　修正值 Y=33</p><p>　　6） 驗(yàn)算三角帶的擾曲次數(shù)u</p>

77、<p>　　≤40 次/s （則合格） ………………………………… 3.63</p><p>　　式中：m--帶輪個(gè)數(shù)。如u超限?？杉哟驦（加大A）或降低u（減少D2、D1）來(lái)解決。 </p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得</b></p><p>　　…………………………………………………… 3.64</p><

78、;p>　　=10.5 次/s ≤40 次/s</p><p>　　是合格的，不需作出任何修改。</p><p>　　7） 確定實(shí)際中心距A</p><p>　　………………………… 3.65</p><p><b>　　= 740 mm</b></p><p>　　8） 驗(yàn)算小帶輪包角а1&

79、lt;/p><p>　　……………… 3.66</p><p>　　如果а1過(guò)小，應(yīng)加大中心距或加張緊裝置。</p><p><b>　　代入數(shù)值如下：</b></p><p>　　=180°-5.6°</p><p>　　=174.4°≥120°</p&

80、gt;<p><b>　　經(jīng)校核合格。</b></p><p>　　9） 確定三角帶根數(shù)z </p><p>　　……………………………… 3.67</p><p>　　式中：N0--單根三角帶在 а1=180°、特定長(zhǎng)度、平穩(wěn)工作情況下傳遞的功率值。</p><p>　　C1---包角系數(shù)。&l

81、t;/p><p>　　參數(shù)的選擇可以根據(jù)書(shū)中的表差?。?lt;/p><p><b>　　N0=2.69</b></p><p><b>　　C1=0.98</b></p><p><b>　　Kw=1.1</b></p><p>　　帶入數(shù)值得： &l

82、t;/p><p>　　所以，傳動(dòng)帶根數(shù)選3根。</p><p>　　此公式中所有的參數(shù)沒(méi)有作特別說(shuō)明的都是從《機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)》。</p><p>　　二. 傳動(dòng)軸的估算和驗(yàn)算</p><p>　　傳動(dòng)軸除了應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足剛度要求。強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭轉(zhuǎn)載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大的

83、變形。因此，疲勞強(qiáng)度不是主要矛盾。除了載荷很大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求保證軸在載荷下不致產(chǎn)生過(guò)大的變形。如果剛度不足，軸上的零件如齒輪、軸承等將由于軸的變形過(guò)大而不能正常工作，或者產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲、發(fā)熱、過(guò)早磨損而失效。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。通常，先按扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑，畫(huà)出草圖之后，再根據(jù)受力情況、結(jié)構(gòu)布置和有關(guān)尺寸，驗(yàn)算彎曲剛度。</p><p>　　1. 傳動(dòng)軸直徑的估算<

84、/p><p>　　傳動(dòng)軸直徑按扭矩剛度用下列公式估算傳動(dòng)軸直徑：</p><p>　　……………………………………3.68</p><p>　　其中：N—該傳動(dòng)軸的輸入功率</p><p>　　N=Ndη kw …………………………………………3.69</p><p>　　Nd—電機(jī)額定功率；</p>&l

85、t;p>　　η—從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積（不計(jì)該軸軸承上的效率）。</p><p>　　nf—該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min。</p><p>　　計(jì)算轉(zhuǎn)速nf是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系而確定，而中型車(chē)床主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　……………………… 3.70

86、</p><p>　　[ψ]—每米長(zhǎng)度上允許的扭轉(zhuǎn)角（deg/m），可根據(jù)傳動(dòng)軸的要求選取。</p><p>　　根據(jù)參考書(shū)中所給出的公式和本次設(shè)計(jì)所必須滿(mǎn)足的條件，在傳動(dòng)過(guò)程中所有軸的直徑的估算如下：</p><p>　　nj（主）=nminψz/3-1 ……………………… 3.71</p><p>　　=125 r/min</p&g

87、t;<p>　　Ⅴ主軸 nj=n6=125 r/min ；</p><p>　?、?軸 nj=n7=160 r/min ；</p><p>　?、?軸 nj=n11=400 r/min ；</p><p>　?、?軸 nj=n14=800 r/min ；</p><p>　?、?軸 nj=960 r/min ；</

88、p><p>　　由 ： ………………………3.72</p><p>　　則計(jì)算主軸Ⅴ和中間軸的直徑d如下：</p><p>　　Ⅴ主軸 d5=64 mm ；</p><p>　　Ⅳ 軸 d4=40 mm ；</p><p>　?、?軸 d3=40 mm ；</p

89、><p>　?、?軸 d2=40 mm ；</p><p>　?、?軸 d1=30 mm ；</p><p><b>　　傳動(dòng)軸剛度的驗(yàn)算：</b></p><p>　　1） 軸的彎曲變形的條件和允許值</p><p>　　機(jī)床主傳動(dòng)的彎曲剛度驗(yàn)算，主要驗(yàn)算軸上裝齒輪和軸承處的橈度y和傾角

90、θ。各類(lèi)軸的橈度y和裝齒輪和軸承處傾角θ，應(yīng)小于彎曲剛度的許用值[Y]和[θ]值，即：</p><p>　　y≤[Y]； ………………… 3.73 </p><p>　　θ≤[θ] ………………… 3.74</p><p>　　由于書(shū)寫(xiě)量比較大而篇幅不足的原因，所以在此就省了。</p><p>　　2） 軸的彎曲變形計(jì)算公式

91、</p><p>　　計(jì)算軸本身變形產(chǎn)生的橈度y和傾角θ時(shí)，一般常將軸簡(jiǎn)化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁，按參考書(shū)中的表中的有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　當(dāng)軸的直徑相差不大且計(jì)算精度要求不高時(shí)，可把軸看作等徑軸，采用平均直徑來(lái)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算花鍵軸的剛度時(shí)可采用直徑或當(dāng)量直徑。</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)的說(shuō)明書(shū)的篇幅和時(shí)間的關(guān)系就不在此詳細(xì)的列出了。但一般的計(jì)

92、算公式為：</p><p>　　………………………………………………… 3.75</p><p>　　……………………………………………… 3.76</p><p>　　矩形花鍵軸：平均直徑……………………………… 3.77</p><p>　　當(dāng)量直徑 …………………………………………… 3.78</p><p

93、>　　慣性距 ………………………… 3.79</p><p>　　本次設(shè)計(jì)機(jī)床中長(zhǎng)采用矩形花鍵軸的d1、d2和I的數(shù)值：</p><p>　　根據(jù)本次設(shè)計(jì)的情況，主軸的剛度要求必須進(jìn)行校核，具體的剛度校核結(jié)果如下：</p><p>　　a） 首先，把主軸上的軸承所能承受的載荷在《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3》中查出，見(jiàn)下：</p><p><

94、;b>　　深溝球軸承 </b></p><p><b>　　其基本額定載荷為：</b></p><p><b>　　推力球軸承 </b></p><p><b>　　其基本額定載荷為：</b></p><p>　　雙列圓錐滾子軸承 </p&

95、gt;<p><b>　　其基本額定載荷為：</b></p><p>　　b） 計(jì)算軸上的載荷</p><p>　　圖3.4 軸的結(jié)構(gòu)圖與彎矩扭矩圖</p><p>　　主軸上齒輪在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的載荷：</p><p><b>　　齒輪1：</b></p><p

96、><b>　　…………3.80</b></p><p><b>　　齒輪2：</b></p><p><b>　　……………3.81</b></p><p>　　c） 校核傾角和橈度</p><p><b>　　經(jīng)查表得：</b></p>

97、<p>　　安裝圓錐滾子軸承處 </p><p><b>　　安裝深溝球軸承處</b></p><p><b>　　安裝推力球軸承處</b></p><p>　　計(jì)算主軸圓軸的平均直徑和慣性矩：</p><p><b>　　…………3.82</b>

98、</p><p>　　…………………………… 3.83</p><p>　　………………………… 3.84</p><p><b>　　傾角：</b></p><p><b>　　對(duì)</b></p><p><b>　　……3.85</b></p&

99、gt;<p><b>　　……3.86</b></p><p>　　……………… 3.87</p><p><b>　　……3.88</b></p><p>　　對(duì) </p><p><b>　　…3.89</b></p>&l

100、t;p><b>　　……3.90</b></p><p>　　…………………3.91</p><p><b>　　………3.92</b></p><p><b>　　在點(diǎn)C處的傾角</b></p><p>　　………………… 3.93</p><p&g

101、t;　　……………… 3.94</p><p><b>　　在點(diǎn)B處的傾角</b></p><p><b>　　……… 3.95</b></p><p><b>　　在點(diǎn)A處的傾角</b></p><p><b>　　……………3.96</b></

102、p><p><b>　　橈度：</b></p><p><b>　　對(duì)</b></p><p>　　…………… 3.97</p><p>　　……………… 3.98</p><p>　　………………………… 3.99</p><p><b>　　

103、對(duì)</b></p><p>　　……………3.100</p><p>　　……………… 3.101</p><p>　　……………… 3.102</p><p>　　………… 3.103</p><p><b>　　根據(jù)表選用</b></p><p>　　………

104、………………… 3.104</p><p>　　由此可得在主軸上的剛度是完全合格的。</p><p>　　三. 齒輪模數(shù)的估算和計(jì)算</p><p>　　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)只有在齒輪個(gè)參數(shù)都已知道后方可確定，所以只在草圖畫(huà)完之后校核用。在畫(huà)草圖之前，先估算，再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)。</p><p>　　齒輪彎曲

105、疲勞的計(jì)算：</p><p>　　…………………………… 3.105</p><p><b>　　齒面點(diǎn)蝕的估算：</b></p><p>　　…………………………………… 3.106</p><p>　　其中nj為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，A為齒輪中心距。</p><p>　　由中心距A及齒數(shù)z1、z2

106、求出模數(shù)：</p><p>　　…………………………… 3.107 </p><p>　　根據(jù)估算所得mj的值，由標(biāo)準(zhǔn)的模數(shù)表查取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。</p><p><b>　　計(jì)算（驗(yàn)算）：</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)確定后，齒輪的工作條件、空間安排、材料和精度等級(jí)等都已確定，才可能核驗(yàn)齒輪的接觸疲勞和彎曲疲勞強(qiáng)度

107、值是否滿(mǎn)足要求。</p><p>　　根據(jù)接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為：</p><p><b>　　……… 3.108</b></p><p>　　根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為：</p><p>　　……………… 3.109</p><p>　　式中：N---計(jì)算齒輪傳遞的額定功率；</p

108、><p>　　---計(jì)算齒輪（小齒輪）的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min；</p><p>　　---齒寬系數(shù)=b/m，常取6～10；</p><p>　　---計(jì)算齒輪的齒數(shù)，一般取傳動(dòng)中最小齒輪的齒數(shù)；</p><p>　　i---大齒輪和小齒輪餓齒數(shù)比，“+”用于外嚙合，“-”用于內(nèi)嚙合；</p><p><b>　　-

109、--壽命系數(shù)，；</b></p><p>　　---工作期限系數(shù)，；</p><p>　　齒輪等傳動(dòng)件在接觸和彎曲腳變載荷下的疲勞曲線(xiàn)指數(shù)m和基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)C0；</p><p>　　n---齒輪的最低轉(zhuǎn)速r/min；</p><p>　　T---預(yù)定的齒輪工作期限，中型機(jī)床推薦：T=15，000～20，000h；</p>

110、;<p>　　Kn---轉(zhuǎn)速變化系數(shù)；</p><p>　　KN---功率利用系數(shù)；</p><p>　　Kq---材料強(qiáng)化系數(shù)。幅值低的交變載荷可使金屬材料的晶粒邊界強(qiáng)化，起著阻止疲勞細(xì)縫擴(kuò)展的作用；</p><p>　　Ks（壽命系數(shù)）的極值Ksmax，Ksmin</p><p>　　當(dāng)Ks≥Kmin時(shí)，則取Ks=Ksmax

111、；當(dāng)Ks＜Kmin時(shí)，則取Ks=Ksmin。</p><p>　　K1---工作情況系數(shù)。中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)：K1=1.2～1.6；</p><p>　　K2---動(dòng)載荷系數(shù)；</p><p>　　K3---齒向載荷分布系數(shù)；</p><p><b>　　Y---齒形系數(shù)；</b></p><p>

112、　　---許用彎曲、接觸應(yīng)力Mpa。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中的模數(shù)計(jì)算與選取如下：</p><p>　　1. Ⅰ軸傳到Ⅱ軸的模數(shù)：</p><p>　　齒輪接觸疲勞的計(jì)算：</p><p>　　…………………… 3.110</p><p>　　齒輪彎曲疲勞的計(jì)算：</p><p>　　…

113、……………………… 3.111</p><p><b>　　取A=72mm</b></p><p>　　…………………………… 3.112</p><p><b>　　計(jì)算（驗(yàn)算）</b></p><p>　　核驗(yàn)齒輪的接觸疲勞和彎曲疲勞強(qiáng)度值是否滿(mǎn)足要求。</p><p>

114、　　根據(jù)接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為：</p><p><b>　　經(jīng)查表?。?</b></p><p><b>　　…………3.113</b></p><p>　　取N=5.5KW，，代入公式得：</p><p><b>　　………3.114</b></p>&l

115、t;p>　　根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為：</p><p><b>　　查表取</b></p><p><b>　　代入公式得：</b></p><p><b>　　……3.115</b></p><p>　　………………3.116</p><p&g

116、t;　　經(jīng)校核和查表取m=2.5mm。</p><p>　　2. Ⅱ軸傳到Ⅲ軸的模數(shù)：</p><p>　　齒輪接觸疲勞的計(jì)算：</p><p>　　……………………………3.117</p><p>　　經(jīng)校核取m=2.5mm。</p><p>　　齒輪彎曲疲勞的計(jì)算：</p><p>　　……

117、………………………3.118</p><p><b>　　取A=90mm</b></p><p>　　……………………………… 3.119</p><p>　　經(jīng)校核和查表?。喝j=2.5mm</p><p>　　3.Ⅲ軸傳到Ⅳ軸的模數(shù)：</p><p>　　齒輪接觸疲勞的計(jì)算：</p&g

118、t;<p>　　………………………………3.120</p><p>　　齒輪彎曲疲勞的計(jì)算：</p><p>　　…………………………… 3.121</p><p><b>　　取A=122mm</b></p><p>　　………………………………3.122</p><p>　　經(jīng)校

119、核和查表?。喝j=3.5mm</p><p>　　4. Ⅳ軸傳到Ⅴ軸的模數(shù)：</p><p>　　齒輪接觸疲勞的計(jì)算：</p><p>　　………………………… 3.123</p><p>　　齒輪彎曲疲勞的計(jì)算：</p><p>　　………………………… 3.124</p><p><

120、b>　　取A=192mm</b></p><p>　　…………………………… 3.125</p><p>　　經(jīng)校核和查表取：取m=3.5mm</p><p>　　以上所有的模數(shù)的選取都是根據(jù)參考書(shū)《機(jī)械原理》所提供的模數(shù)表中選取的標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　　四. 電磁離合器的選擇</p><p>

121、;　　摩擦電磁離合器目前在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用十分廣泛，因?yàn)樗梢栽谶\(yùn)轉(zhuǎn)中自動(dòng)的接通或脫開(kāi)，且具有結(jié)合平穩(wěn)，沒(méi)有沖擊、構(gòu)造緊湊的特點(diǎn)，部分零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，多用于機(jī)床主傳動(dòng)。選用時(shí)應(yīng)作必要的計(jì)算。</p><p>　　根據(jù)初步的計(jì)算可從《離合器的選擇與運(yùn)用》一書(shū)中選取，所有的作圖和計(jì)算尺寸都見(jiàn)書(shū)中的表。</p><p><b>　　1. 按扭距選擇</b></p>

122、<p>　　一般應(yīng)使用和設(shè)計(jì)的離合器的額定靜扭距Mj和額定扭距Md滿(mǎn)足工作要求，由于普通車(chē)床是在空載下啟動(dòng)和反向的，故只需按離合器結(jié)合后的靜負(fù)載扭距來(lái)選。即：</p><p>　　……………………………… 3.126</p><p>　　對(duì)于需要在負(fù)載下啟動(dòng)和變速，或啟動(dòng)時(shí)間有特殊要求時(shí)，應(yīng)按動(dòng)扭距設(shè)計(jì)離合器。</p><p><b>　　2

123、. 步驟：</b></p><p>　　1） 決定外摩擦片的內(nèi)徑d。</p><p>　　根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，如為軸裝式時(shí)，摩擦片的內(nèi)徑d應(yīng)比安裝軸的軸徑大2～6mm。</p><p>　　2） 選擇摩擦片尺寸：</p><p>　　可以在參考書(shū)中選擇，具體的型號(hào)見(jiàn)圖紙。</p><p>　　3） 計(jì)算摩擦面對(duì)數(shù)

124、z</p><p>　　…………………………………………… 3.127</p><p>　　式中：f-摩擦片間的摩擦系數(shù)（有表可選）；</p><p>　　-許用壓強(qiáng)MPa（有表可選）；</p><p>　　D-摩擦片內(nèi)片外徑mm（有表可選）；</p><p>　　d-摩擦片外片內(nèi)徑mm（有表可選）；</p>

125、;<p>　　Ku-速度修正系數(shù)（有表可選）；</p><p>　　Kz-結(jié)合面數(shù)修正系數(shù)（有表可選）；</p><p>　　Km-結(jié)合次數(shù)修正系數(shù)（有表可選）。</p><p>　　代入數(shù)值得：取Z=9。</p><p>　　3.2縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 滾珠絲桿副的選擇<

126、;/p><p>　　一. 脈沖當(dāng)量和傳動(dòng)比的確定</p><p>　　機(jī)械系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)通常由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)或由產(chǎn)品樣本給出，一般包含功能參數(shù)和精度參數(shù)兩部分。</p><p>　　主要精度參數(shù)有：定位精度（mm）、重復(fù)定位精度（mm）等。</p><p>　　1. 脈沖當(dāng)量的選定</p><p>　　傳感器與電機(jī)軸相連，

127、用來(lái)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，并把它們轉(zhuǎn)換為電信號(hào)反饋給數(shù)控裝置。</p><p>　　常用脈沖編碼器兼作位置和速度反饋。伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)傳感器發(fā)出一定數(shù)量的脈沖，每個(gè)脈沖代表電機(jī)一定的轉(zhuǎn)角。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中縱向 脈沖當(dāng)量δp=0.01mm/脈沖，這是設(shè)計(jì)本身所給出的條件。</p><p><b>　　2. 傳動(dòng)比的選定</b><

128、;/p><p>　　對(duì)步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)脈沖當(dāng)量δp（mm/脈沖）確定，并且滾珠絲桿導(dǎo)程L0（mm）和電機(jī)步距角θb（℃/脈沖）都也已初步選定后，則可用下式來(lái)計(jì)算，該軸伺服傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比：</p><p>　　……………………… 3.138</p><p>　　盡可能使i=1，這時(shí)可使步進(jìn)電機(jī)直接與絲桿聯(lián)結(jié)，有利于簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高精度，所以i=1.25，取θb=0.75。&l

129、t;/p><p>　　二. 傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是一種慣性負(fù)載，在電機(jī)選用時(shí)必須加以考慮。由于傳動(dòng)系統(tǒng)的各傳動(dòng)部件并不都與電機(jī)軸的同軸線(xiàn)，還成在各傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量向電機(jī)軸折算問(wèn)題。最后，要計(jì)算整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，即傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這些比如：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算的基本公式、齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算、滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js折算、工作臺(tái)質(zhì)量折算和傳