【正文】 ...400 毫米 主軸轉(zhuǎn)速范圍 :（ 18 級(jí)） 轉(zhuǎn) /分 主軸外徑 : ........................................................................................................35 毫米 主軸到工 作臺(tái)面間距離 ..................................................................................210 毫米 刀桿直徑： ..........................................................................................................8 毫米 主電機(jī)： 功率 ............................................................................................................... 千瓦 轉(zhuǎn)速 ....................................................................................................... 1400 轉(zhuǎn) /分 第第 二二 章章 銑銑 床床 主主 傳傳 動(dòng)動(dòng) 系系 統(tǒng)統(tǒng) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 第一節(jié) 主傳動(dòng)系統(tǒng)概述 一．主傳動(dòng)的功用 機(jī)床主傳動(dòng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)，屬于外 聯(lián)系傳動(dòng)鏈，其功用是：①將一定的動(dòng)力由動(dòng)力源傳遞給執(zhí)行件（如主軸或工作臺(tái)）；②保證執(zhí)行件具有一定的轉(zhuǎn)速（或速度）和足夠的轉(zhuǎn)速范圍；③能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)的開(kāi)停、變速、換向和制動(dòng)等。 二．主傳動(dòng)的組成 主傳動(dòng)一般由動(dòng)力源（如電動(dòng)機(jī)）、變速裝置及執(zhí)行件（如主軸、刀架、工作臺(tái)），以及開(kāi)停、換向和制動(dòng)機(jī)夠等組成部分。動(dòng)力源給執(zhí)行件提供動(dòng)力，并使其得到一定的運(yùn)動(dòng)速度和方向；變速裝置傳遞動(dòng)力以及變換運(yùn)動(dòng)速度；執(zhí)行件執(zhí)行機(jī)床所需的運(yùn)動(dòng)，完成旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)。開(kāi)停機(jī)構(gòu)用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸的啟動(dòng)和停止的裝置；換向機(jī)構(gòu)用來(lái)變換機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)方 向的裝置；制動(dòng)機(jī)構(gòu)用來(lái)控制機(jī)床主軸迅速停轉(zhuǎn)的裝置，以減少輔助時(shí)間。 三．主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 銑床為了保證加工時(shí)能選用合理的切削用量，充分發(fā)揮刀具的切削性能，從而獲得最高的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量，必須具有適當(dāng)?shù)恼{(diào)速范圍。 ，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低 銑床加工精度與主傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度密切相關(guān)。為此，應(yīng)提高傳動(dòng)件的制造精度與剛度，齒輪齒面進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱淬火增加耐磨性； 銑機(jī)床上一般既要進(jìn)行粗加工，又要進(jìn)行精加工；加工時(shí)可能由 于斷續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動(dòng)部件不平衡以及切削過(guò)程中的自激振動(dòng)等原因引起的沖擊力或交變力的干擾。因此在主傳動(dòng)系統(tǒng)中各主要零部件不但要具有一定的 靜剛度，而且要求具有足夠的抑制各種干擾力引起振動(dòng)的能力 —— 抗振性。 機(jī)床在切削加工中主傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)熱使其中所有零部件產(chǎn)生熱變形，破壞了零部件之間的相對(duì)位置精度和運(yùn)動(dòng)精度造成的加工誤差，為此，要求主軸部件具有較高的熱穩(wěn)定性，通過(guò)保持合適的配合間隙，并進(jìn)行循環(huán)潤(rùn)滑保持熱平衡等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。 輕便靈活、迅速、安全可靠，并必須便于調(diào)整和維修。 第二節(jié) 主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù) 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)有動(dòng)力參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)。動(dòng)力參數(shù)是指主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率，運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指主運(yùn)動(dòng)的變速范圍。 一．主傳動(dòng)功率 機(jī)床主傳動(dòng)的功率 P 可根據(jù)切削功率 Pc 與主傳動(dòng)傳動(dòng)鏈的總效率 η 由下式確定： /P Pc?? 機(jī)床的加工范圍一般都比較大，切削功率 ()Pckw 可根據(jù)有代表性的加工情況，由其主切削抗力 zF 按下式確定： 6 0 0 0 0 6 5 5 0 0 0zFv MnPc ?? 式中 zF —— 主切削力的切向分力 (N ) v —— 切削速度 ( /minm )； M —— 切削扭矩 (Ncm )； n—— 主軸轉(zhuǎn)速 ( /minr )。 為從電動(dòng)機(jī)到工作 機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率，即 = 滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率取 圓錐齒輪傳動(dòng)效率取 圓柱齒輪傳動(dòng)效率取 聯(lián)軸器效率取 卷筒效率取 主傳動(dòng)的總效率一般取 ~ ? ? ，因此，效率可取適中，即η = 。 二．運(yùn)動(dòng)參數(shù) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指機(jī)床執(zhí)行件如主軸、工件安裝部件（工作臺(tái)、刀架）的運(yùn)動(dòng)速度。 1． 主軸轉(zhuǎn)速的確定 主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主軸轉(zhuǎn)速 n 由切削速度 v 和工件或刀具的 直徑 d 來(lái)確定： n= dv?1000 （轉(zhuǎn) /分） 公式中： v? 選定的切削速度（米 /分） d? 刀具直徑、或工體直徑（毫米） 2． 主軸極限轉(zhuǎn)速： m inm a xm a x 1 0 0 0dvn ?? m axm inm in 1 0 0 0d vn ?? 公式中： maxn minn ? 分別為主軸最高、最低轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn) /分） maxv minv ? 分別為最高、最低切削轉(zhuǎn)速（米 /分） maxd mind ? 分別為最大、最小計(jì)算直徑（毫米） 應(yīng)當(dāng)指出，通用機(jī)床的 maxd mind 并不是機(jī)床上可能加工的最大和最小直徑，而是指常用的經(jīng)濟(jì)加工的最大和最小直徑。對(duì)于通用機(jī)床，一般?。? maxd =k*D dRdd ?maxmin 公式中： D? 可能加工的最大直徑（毫米） K? 系數(shù)、根據(jù)對(duì)現(xiàn)有同類(lèi)型機(jī)床使用情況的調(diào)查確定。（普通車(chē)床k=） ?dR 計(jì)算直徑范圍（ dR =～ ） 查表 vmax=250、 dmin=40。vmin=1 dmax=125 通過(guò)參考同類(lèi)型機(jī)床的極限轉(zhuǎn)速最終確定： rpmn 40min ? maxn =2021 轉(zhuǎn) /分 用上 述方法求得的主軸極限轉(zhuǎn)速有時(shí)由于典型工序選擇不當(dāng)或者原始數(shù)據(jù)有偏差，可能與實(shí)際需要相差較遠(yuǎn)。因此還應(yīng)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究探討合理的主軸轉(zhuǎn)速，也可以對(duì)用戶進(jìn)行調(diào)查訪問(wèn)，統(tǒng)計(jì)同類(lèi)型的機(jī)床的主軸極限轉(zhuǎn)速，進(jìn)行分析比較后加以確定。 所以此次設(shè)計(jì)的主軸轉(zhuǎn)速范圍為 40～ 2021 轉(zhuǎn) /分 3． 主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定 電動(dòng)機(jī)功率是計(jì)算機(jī)床零件和決定結(jié)構(gòu)尺寸的主要依據(jù)。電動(dòng)機(jī)功率取得 太大，則機(jī)床零件、部件的尺寸也會(huì)隨之不必要的增大，不僅浪費(fèi)材料，而且是電動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于低負(fù)荷情況下工作，功率因數(shù)太小，如果電動(dòng)機(jī)功率取得太小，則 機(jī)床的技術(shù)性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，且電動(dòng)機(jī)將經(jīng)常處于長(zhǎng)負(fù)荷情況下工作，容易燒壞電機(jī)和電器元件方法。 機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率通常用計(jì)算法、實(shí)測(cè)法或調(diào)查研究現(xiàn)有機(jī)床的方法，加以確認(rèn)。一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的同類(lèi)型的專用機(jī)床較少，調(diào)查研究的方法將受到限制，而通用機(jī)床的工序多變，計(jì)算和實(shí)測(cè)的條件也變化不定，因此調(diào)查研究現(xiàn)有機(jī)床的電動(dòng)機(jī)功率有時(shí)則成為確定電動(dòng)機(jī)功率的主要方法。 經(jīng)過(guò)查閱部分機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率，選用三相異步電動(dòng)機(jī) YS9L4 1440 r/min 主傳動(dòng)功率的確定： 動(dòng)力參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的功率，液壓缸的牽動(dòng)，液 壓馬達(dá)的伺服電動(dòng)機(jī)或異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩等。個(gè)傳動(dòng)的參數(shù)都是根據(jù)動(dòng)力參數(shù)、設(shè)計(jì)計(jì)算的，如果動(dòng)力參數(shù)過(guò)大，將使機(jī)床過(guò)于笨重，浪費(fèi)材料和電力，如果定的太小，又將影響機(jī)床的性能，動(dòng)參數(shù)可以通過(guò)調(diào)查、試驗(yàn)和計(jì)算的方法進(jìn)行確定。 機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的功率分為：切削功率、空轉(zhuǎn)功率損失和復(fù)合機(jī)械摩擦損失三種。 進(jìn)行切削加工時(shí)，要消耗切削功率 切P ，它與刀具材料和所先用的切削用量的大小有關(guān)，如果是專用機(jī)床，則工作條件比較固定也就是道具與工件的材料和切削用量的變化范圍較小，這時(shí)計(jì)算值也就較接近 實(shí)際情況。若是普通機(jī)床，則道具與工件的材料和切削用量的變化都相當(dāng)大，通常可根據(jù)機(jī)床檢驗(yàn)時(shí)所要求的重負(fù)荷切削條件確定。 機(jī)床主運(yùn)動(dòng)空載時(shí)要消耗電動(dòng)機(jī)的部分功率，這部分被稱為空在功率損失，用 空P 表示，機(jī)床的空轉(zhuǎn)功率損失只隨主軸和其他各軸轉(zhuǎn)速度的變化而改變，引起空轉(zhuǎn)損失的主要因素是各傳動(dòng)件在空轉(zhuǎn)時(shí)候的摩擦，由于加工和裝配誤差而加大的摩擦以及攪油，空氣阻力和其他載荷等中型傳動(dòng)鏈的空轉(zhuǎn)功率損失可以用以下的試驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算： 空P = 6110k （ 主主 ndknd ia 2?? ） 公式中： ad ? 主運(yùn)動(dòng)鏈中除主軸外，所有傳動(dòng)軸軸頸的平均直徑，如果主運(yùn)動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)尺寸尚未確定則初步可按電動(dòng)機(jī)功率 P 選取： 當(dāng) P? KW 時(shí)： ad =30 mm P? KW 時(shí)： ad =35 mm P? 14 KW 時(shí)： ad =40 mm 本次我們銑頭主軸軸頸的直徑為 30，中段最大直徑為 35，平均直徑為 33左右。電機(jī)帶輪的連接軸軸頸直徑為 主d ? 主軸前后軸頸的平均值（ mm） ?in ? 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為 主n 時(shí)，傳動(dòng)鏈內(nèi)除主軸處各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速之和，如傳動(dòng)鏈內(nèi)有不傳遞載荷但也隨之做空轉(zhuǎn)動(dòng)的軸時(shí)，此軸的轉(zhuǎn)速也應(yīng)計(jì)入（ r/min） 主n ? 主軸轉(zhuǎn)速（ r/min） 1K ? 潤(rùn)滑油粘度影響的修正系數(shù)，用 N46 號(hào)機(jī)械油時(shí) 1K =1，用 N32 號(hào)機(jī)械油時(shí) 1K =；用 M5 號(hào)機(jī)械油時(shí) 1K = 2K ? 系數(shù)，主軸用兩支承的滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承 2K = 機(jī)床在切削時(shí)齒輪、軸承等零件上的正壓力加大了，功率損耗加大了，比 空P多出來(lái)的那部分功率損耗稱為附加機(jī)械摩擦損失功率 機(jī)P ，切削功率越大，這部分損失也越大。 綜上所述主電動(dòng)機(jī)功率（ KW）為： 主P = 切P + 機(jī)P + 空P = 空機(jī)切 PbP ? 其中： ?321 ????機(jī)b 公式中： 321??? ? 為 主 運(yùn) 動(dòng) 鏈 中 各 傳 動(dòng) 副 的 機(jī) 械 效 率 主運(yùn)動(dòng)所消耗電動(dòng)機(jī)各項(xiàng)功率之間關(guān)系圖 圖中表示主運(yùn)動(dòng)鏈在某一轉(zhuǎn)速下所消耗的各項(xiàng)功率之間的關(guān)系，當(dāng)開(kāi)動(dòng)機(jī)床尚未切削（ 切P =0）時(shí)就需要消耗部分功率 空P （圖中 OB ）隨著 切P 的增加 主P 沿著 AB 上升 到 A 點(diǎn)，這時(shí)機(jī)床滿載 macP主 = 切P + max切P + max機(jī)P = max切P / 總? 公式中 總? 為主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的總功率。 圖中 OA 連線與水平軸夾角為ａ的余切 總? =ctgａ ,當(dāng) 切P 從 0 上升到 max切P時(shí)， 主P 是沿著 OAB 折線上升的，因此， 總? 反對(duì)滿載時(shí)有效，當(dāng) 切P max切P 時(shí)，根據(jù) 總? 算出的電動(dòng)機(jī)功率將小于實(shí)際值。 滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率取 圓錐齒輪傳動(dòng)效率取 圓柱齒輪傳動(dòng)效 率取 聯(lián)軸器效率取 帶效率取 在主傳動(dòng)鏈為確定之前可以根據(jù) max切P 和總效率 總? 來(lái)確定主傳動(dòng)鏈的電動(dòng)機(jī)功率 總? =～ ，即 ａ =57176?！?51176。，機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單和主軸轉(zhuǎn)速較低時(shí) 總? 取值大，反之取值小。 總? = 切P 主P 空P O B 045 ａ max切P 機(jī)P 綜上所述 主P = 切P + 機(jī)P + 空P =空機(jī)切 PbP ? = 第第 三三 章章 帶帶 傳傳 動(dòng)動(dòng) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 第一節(jié) 帶傳動(dòng)的選擇 機(jī)床傳動(dòng)系 統(tǒng)中主要應(yīng)用帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、漸開(kāi)線圓柱齒輪傳動(dòng)、圓錐齒輪傳動(dòng)、渦輪蝸桿傳動(dòng)、絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)。 其中帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是： （ 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易成本低，特別適用中心距較大的兩軸之間傳動(dòng) （ 2）膠帶有彈性可緩和沖擊和隔離振動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)噪聲小適宜于高速傳動(dòng) （ 3）在過(guò)載時(shí)能打滑起過(guò)載保護(hù)作用 其缺點(diǎn)是： （ 1）因?yàn)橛谢瑒?dòng)速比不能固定不變，不能用于速比要求準(zhǔn)確的場(chǎng)合 （ 2）產(chǎn)生摩擦力所需的張緊力較大，所以對(duì)軸和軸承的壓力較大。 （ 3）它是以膠帶傳遞負(fù)荷的間接傳動(dòng)要求有較大的中心距，空間位置不及齒輪傳動(dòng)緊湊。 鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是 （ 1）傳動(dòng)裝置的尺寸不大，但能傳遞的動(dòng)力較大 類(lèi)別 傳動(dòng)件 平均機(jī)械效率 齒輪傳動(dòng) 直齒圓柱齒輪 磨齒 未磨齒 斜齒圓柱齒輪 錐齒輪 帶傳動(dòng) 平膠帶 無(wú)壓緊輪 有壓緊輪 V帶 同步齒形帶 （ 2）可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比 （ 3）它是一種無(wú)滑動(dòng)的撓性傳動(dòng)，平均傳動(dòng)比不變 （ 4）不怕油可用在難以防護(hù)而不便使用帶傳動(dòng)的地方 其主要缺點(diǎn)是 （ 1）瞬時(shí)傳動(dòng)比波動(dòng)，與齒輪傳動(dòng)相比傳動(dòng)部夠均勻。故一般不用于要求精確傳動(dòng)的傳動(dòng)鏈中。 （ 2）磨損后鏈條易拉長(zhǎng)，出現(xiàn)松邊過(guò)大的現(xiàn)象，在無(wú)張