【正文】 對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。 ＸＸ 大學畢業(yè)設計 3 2) 通過運用所學知識及查閱相關(guān)資料，提高獨立思考和解決問題的能力。 設計研究內(nèi)容 要求 相關(guān)設計 要求 ： 1) 數(shù)控車床主軸最高轉(zhuǎn)速為 4500r/min，最低轉(zhuǎn)速為 30r/min，計算轉(zhuǎn)速為150r/min，最大切削功率為 。 ③ 工作性能要求 主傳動中所有零部件要有足夠的剛度、精度和抗振性，熱變形性穩(wěn)定。無級調(diào)速有機械、液壓和電氣等多種形式，數(shù)控機床一般采用由直流或交流調(diào)速電動機作為驅(qū)動源的電氣無級變速。 圖 主軸變速箱變速傳動示意圖 主傳動系統(tǒng) 有級變速 自動變換方式的 確定 有級變速的自動變換方法一般有液壓和電磁離合器兩種。電磁離合器分類一般為濕式電磁離合器 、 摩擦片式和牙嵌式等。 根據(jù) 設計要求 ，本方案 選擇 濕式 電磁離合器 來實現(xiàn) 主傳動系統(tǒng) 有變速 的自動變換方式。 ＸＸ 大學畢業(yè)設計 7 圖 轉(zhuǎn)速圖 電機 的選擇 1. 選擇電機應綜合考慮的問 題 (1)根據(jù)機械的負載特性和生產(chǎn)工藝對電動機的啟動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動機類型。 (4)根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標準和對功率因素的要求，確定電動機的電壓等級和類型?？偟膩碚f，選擇主軸驅(qū)動系統(tǒng)將在價格與性能之間找出一種理想的折衷。而對于載荷不變或變化不大，且在常溫下連續(xù)運轉(zhuǎn)的電動機（如本課題中的電動機），只需要考慮其所需輸出功率不超過其額定功率，工作時就不會過熱，可不進行發(fā)熱計算，本設計中電機容量按以下步驟確定。 5. 選擇電動機額定功率 edP 如前所述，電動機功率應留有余量，負荷率一般取 ～ ，所以電動機額定功率選取為 。一般而言，轉(zhuǎn)速高的電動機，其尺寸和重量小，價格較低，但會使傳動裝置的總傳動比、結(jié)構(gòu)尺寸和重量增加。由于采用三級 變速級數(shù)，故對電動機恒功率變速范圍以及整個變速范圍要求較高。 ， 錯誤 !未找到引用源。 通過綜合考慮電動機與主軸功率特性的匹配問題（數(shù)控車床主軸要求的恒功率變速范圍遠大于調(diào)速電動機的恒功率變速范圍），為解決這一問題，需要在電動機與主軸之間串聯(lián)一個分級變速機構(gòu)，以便擴大其恒功率調(diào)速范圍，滿足低速大功率切削時對電動機輸出功率的要求。這樣通過電動機的無級變速，配合變速機構(gòu)便可確保主軸的功率和轉(zhuǎn)矩要求。在Ⅱ區(qū)域內(nèi)，主軸可能輸出的最大功率 maxP ，則隨主軸轉(zhuǎn)速的下降而下降。根據(jù)工作原理可分為兩類：摩擦帶傳動和嚙合帶傳動。其特點為：當量摩擦系數(shù)大，工作面與輪槽粘附著好，允許包角小、傳動比大、預緊力小。 V 帶傳動設計的主要依據(jù)是在工作中保證帶不打滑 的前提下能傳遞最大功率，并具有一定的疲勞強度和使用壽命，也是靠摩擦傳動的其它帶傳動設計的主要依據(jù)。 smndd / 060 100 0125100 060 11V ?? ????? ??ＸＸ 大學畢業(yè)設計 12 ③ 計算大帶輪的基準直徑 2dd 。 4) 初定中心距 帶輪的中心距，通常根據(jù)機床 的總體布局來初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選取： 根據(jù)【 4】 152P 經(jīng)驗公式（ 820） )(2)( 21021 DDADD ???? () 取 2錯誤 !未找到引用源。 9) 確定三角帶根數(shù) Z 根據(jù)【 4】 158P 式（ 826）得 00calpz p p k k?? ?? () 查表【 4】 153P 表 84d 由 i= 和 min15001 rn ? 得 0p? = , 查表【 4】表 85， k? =；查表【 4】表 82，長度系數(shù) lk = )( ?????Z () ∴取 Z5? 根 10) 計算預緊力 查【 4】表 83， q=由【 4】式（ 827） 20 )(500 qvk kvZpF ca ????? () 其中： cap 帶的變速功率 ,KW； v帶速 ,m/s； q每米帶的質(zhì)量， kg/m；取 q=。各傳動件的計算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計算轉(zhuǎn)速和相應的傳動關(guān)系確定。 確定傳動各軸最小直徑 根據(jù)【 5】公式（ 71）， ? ? mmn Pd j491 ??，并查【 5】表 713得到 ??? 取 1。4449mmdIIM P aEE?????????軸的；材料彈性模量；式中； () 查【 1】表 312 許用撓度 ? ? mmy ??? ； ? ? 所以合格,yY B ? 。 傳動軸即需要滿足強度要求，還必須滿足剛度的要求，強度要求是保證軸在反復載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。與電機軸上齒輪相嚙合的齒輪左端用鎖緊螺母固定 ,右端用軸肩定位 .另外兩齒輪所對應的電磁離合器位于它們中間，相互緊靠，兩齒輪的另兩端用軸肩， 另外兩段采用鎖緊螺母定位 。由于 mind 取值較計算值大的多，所以不用再按彎扭合成強度條件計算和進行疲勞強度校合。為鍵的高度此處度；鍵與輪轂鍵槽的接觸高傳遞的轉(zhuǎn)矩264,][,。 2) 材料選擇 .由表 101選擇小齒輪材料為 40Cr(調(diào)質(zhì) ),硬度為 280HBS,大齒輪材料為 45鋼 (調(diào)質(zhì) )硬度為 240HBS,二者材料硬度差為 40HBS。=20。 齒面接觸疲勞強度：3 22 )1(16020 ??? ? HPjmH znKPm ?? () 其中 : ? 公比 ； ? = 2； P齒輪傳遞的名義功率； P = ?=； m? 齒寬系數(shù) m? = 105??mb ； HP? 齒輪許允接觸應力 HHP ?? ? ， limH? 由【 5】圖 76 按 MQ 線查取 。 齒輪彎曲疲勞強度：34 3 0FPjmF znKPm ??? () 其中 : P齒輪傳遞的名義功率； P = ?=； m? 齒寬系數(shù) m? = 105??mb ； FP? 齒輪許允齒根應力 FFP ?? ? ， limF? 由【 5】圖 711 按 MQ線查?。? jn 計算齒輪計算轉(zhuǎn)速 。 軸Ⅰ上主動輪齒輪的直徑： mmmmdmmd aa 60203d1 3 84631 0 2343 a321 ????????? ；； () 軸Ⅱ上從動輪齒輪的直徑分別為： 。當齒頂圓直徑mmda 160? 時，可以做成實心式結(jié)構(gòu)的齒輪。 其規(guī)格選擇計算的基本原則是使其計算轉(zhuǎn)矩 cT 小于或等于其薄弱環(huán)節(jié)的失效條件限制的許用轉(zhuǎn)矩 [T]，即 m a x m a x[ ] [ ]T T T T T T? ? ? ? ? () []nn? 其中 T理論轉(zhuǎn)矩 ； cT 計算轉(zhuǎn)矩 ； nT 公稱轉(zhuǎn)矩 ； []T 許用轉(zhuǎn)矩 ； maxT 最大轉(zhuǎn)矩 ； max[]T 許用最大轉(zhuǎn)矩 ； []n 許用轉(zhuǎn)速 計算轉(zhuǎn)矩 由于各類聯(lián)軸器，離合器實際工況不同，在確定計算轉(zhuǎn)矩 cT 時應將理論轉(zhuǎn)矩 T乘以不同系數(shù) K。當主軸做旋轉(zhuǎn)運動，連接線速度到零點被稱為主軸旋轉(zhuǎn)的中心線。純徑向誤差，角度誤差和軸向誤差，他們很少獨自一人。通常，以產(chǎn)生主軸前端部的位移，這個力的大小，在施加位移的方向被表示。嚴重時甚至會發(fā)生“抱軸”。為了提高耐磨性，主軸的上述部位應該淬硬或氮化處理。 軸承配置型式 本課題中數(shù)控機床的轉(zhuǎn)速較高，卻要求徑向剛度好，所以軸承的配置型式選擇為剛度速度型。 1. 主軸前軸頸直徑 1D 的確定 主軸平均直徑對主軸部件剛度影響較大。 。因此在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下盡可能取小值 。 ④ 改變軸端夾具的結(jié)構(gòu)來減小 a值。在具體設計時，往往由于結(jié)構(gòu)上的限制而使 0ll? ，這就造成主軸部件的剛度損失。本方案 采用兩支承結(jié)構(gòu)。即主軸脈沖發(fā)生器 。其技術(shù)參數(shù)如下表 : 編碼器 的安裝通常采用兩種方式 :同軸安裝和異軸安裝。 圖 編碼器 安裝示意圖 ＸＸ 大學畢業(yè)設計 26 6 結(jié)論 本文 通過學習分析數(shù)控車床主傳動系統(tǒng) ，讓自己 更 加 了解了機械行業(yè) 中 高精度，高自動化數(shù)控機床的價值與 力量。 ，變頻器的使用了解不多，查閱了大量資料后才弄明白。 ＸＸ 大學畢業(yè)設計 27 參 考 文 獻 [1]師鴻飛 ,鄒翠波 ,張彩虹 .我國數(shù)控車床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 [J].《 CAD/CAM 與制造業(yè)信息化》 ,20xx, 17(06). [2]劉鎖 . 數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)設計 [J].民營科技 ,20xx,20(08). 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[18]Yiqiang Wang, Yazhou Jia, Junyi Yu, Yuhua Zheng, Shangfeng Yi, “Failure probabilistic model of CNC lathes”,Reliability Engineering amp。宋老師平時工作繁忙，但仍抽出時間來指導我的設計。 在畢業(yè)設計期間，我的同學也給與了我很多的幫助，尤其是在結(jié)構(gòu)設計部分和繪圖等細節(jié)部分，同學熱心的給我