【正文】 ； 因載荷平穩(wěn)，通過跑合可以改善偏載程度，取 1β?K ； 載荷系數(shù) ?? KKKK ； N .m 661 ???????? ?nPT N . m m6 4 6 4 1 5 1 9 8 012 ????? ?iTT 由表 77 查得 aE MP155?Z 將以上數(shù)值代入接觸強度設(shè)計公式，有： ? ? 32H2 E212 mm817 5)(9 ?? ?Z ZKTdm 按接觸強度要求， ?dm ，查表 71，選出 mm10?m ， mm1601 ?d ， 16?q ， ///35343??? 中心距： mm495)(22 ??? zqma mm83022 ?? mzd 由于工作臺結(jié)構(gòu)要求，取中心距： mm650?a 24 檢驗初設(shè)參數(shù) 蝸輪圓周速度 2v m / 222 ?? ????? ndv ? 原估計 m/s32 ?v ，選 ?K 值，相符。 故工作臺旋轉(zhuǎn)所克服的轉(zhuǎn)矩很小，但考慮到工件較大，故取電機轉(zhuǎn)矩 Nm5?T 。但是實際的步距角與理論值有誤差。與蝸桿相連接的齒輪是靠楔形拉緊圓柱銷來聯(lián)接的，這種聯(lián)接方式可以消除軸與套的配合間隙。采用蝸輪 蝸桿傳動副的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，減速比大，可以提高電機扭矩，并且具有“自鎖”功能，可以在電機失電后保持工件的位置，因此，在實際中得到廣泛的應(yīng)用。取鍵為 A 型普通平鍵。 r1s1 ???? FF r2s2 ???? FF 因為 s1As2 0 8 4 0N1 0 4 2 2 0 ????? FF 所以，軸承的軸向載荷為： ?F ?F 計算軸承的當(dāng)量載荷 1P 和 2P ，由于在該結(jié)構(gòu)中，用的是 3 個軸承支承則受力按均分計算，各力除以 3 得： 3/ ???? eFF eFF ??? 3/ 由表 97 可查得徑向動載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù) 對于軸承 1 ?X ?Y 對于軸承 2 12?X 02?Y 由于載荷平穩(wěn)，查《機械設(shè)計》 [12]表 98， ~ ?f ，取 ?f 則 N4830)3 ()( a11r11p1 ??????? FYFXfP N927)()( a22r22p2 ??????? FYFXfP 由于 21 PP? 按 1P 計算軸承應(yīng)具有的額定動載荷 /C 根據(jù)公式（ 95） 610h/εt/ 1060 nLfPC ? 由于機床在一般工作條件下工作，取 1t ?f ， 3?? 則 KNNC 272727110 240001256014830 63/ ????? 20 它比所選軸承的額定動載荷 KNC ? 小。附圖 1a、附圖 2a 可以查得，有效應(yīng)力集中系數(shù)： ?k ?k 由 ab MP640?? ， mmd 55? ，按附表 5 查得尺寸系數(shù) ?? ?? 同軸精車加工， ab MP640?? 按附圖 8 查得表面質(zhì)量系數(shù) ?? 按《機械設(shè)計》 [12]書中公式（ 27a）和式（ 27b）計算可得綜合影響系數(shù)值為： σσ ????? ??k ττ ????? ??k 截面附近由于鍵槽引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)是 ?k 和 ?k ，按附表 附表 4 查得： ?k ?k 故得綜合影響系數(shù)值為： σσ ???? ??kK ττ ????K 截面上由于齒輪輪轂與軸的過盈配合 67rH 產(chǎn)生的有效應(yīng)力集中系數(shù)與尺寸系數(shù)之比值由附圖 6b、附圖 7b 查得： 18 ??k ??k 故得綜合影響系數(shù)值為： σσ ??? ??kK ττ ??? ??kK 取上面綜合影響系數(shù) σK 、 τK 中的較大值，故取 ?K ， ?K 。根據(jù) mm70?d ，由 《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 [14]可以查得平面鍵截面 mm32mm12mm20 ????? Lhb ，同時為了保證齒輪與軸配合具有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 67kH 。 主軸箱中的其它齒輪也是通過上述方法進(jìn)行校核。 而另一組的最大傳動比為 0 0 0/2 5 3 0 ??i 。其參數(shù)如下： Y132M16 電機：極數(shù)為 6 極，額定功率 4KW,滿載轉(zhuǎn)速 960r/min,額定轉(zhuǎn)矩 2，質(zhì)量 73kg，同步轉(zhuǎn)速為 60~2530r/min . 由上面可以確定 : 主軸 : r/m in2022主max ?n , r/min25min主 ?n , r/min75j ?n 電動機 : KW4額 ?p , min/960 rn ?額 ， ?額T ， kgm 73? ，r/m in2530電 max ?n , r/min60電 min ?n 通常，無級變速裝置作為傳動系中的基本組，而分級變速作為擴大組，其公比 f? 理論上應(yīng)等于無級變速裝置的變速范圍 dR 。所以導(dǎo)程總誤差為： )um( ?????? tLL 查標(biāo)志 B 級精度的絲杠允許誤差為 50μm 故剛度足夠。 tf =1。 當(dāng) r/min10?n 時，滾珠絲杠螺母的主要破壞形式是工作表面的疲勞點蝕，因此要進(jìn)行動載荷強度計算，其計算動載荷 )N(cC 應(yīng)小于或等于滾珠絲杠螺母副的額定動負(fù)荷，有公式：reqHd3 /c FFffTC ?? 式中， df 動載荷系數(shù)，從《數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計》 [15]表 51 可查得： ?f Hf 硬度影 響系數(shù)，同上，表 52 可查得： ?f eqF 當(dāng)量動負(fù)荷，單位 N rF 滾珠絲杠螺母副的額定動負(fù)荷，單位 N /T 壽命，以 r610 為 1 個單位。由兩立柱，頂梁，橫梁，工作臺，主軸箱等組成。 主機部分總體方案確定 工作臺 工作臺是數(shù)控機床的重要部件，其形式尺寸往往表現(xiàn)機床的規(guī)格和性能。 4 閉環(huán)控制系統(tǒng)在機床移動部件上裝有檢測反饋元件來檢測實際位移，能補償系統(tǒng)的傳動誤差， 伺服控制精度高，調(diào)試復(fù)雜，系統(tǒng)造價高。 數(shù)控鉆床功能組成及各部件方案論證 數(shù)控鉆床一般包括以下幾個部分：（ 1）、主機 包括床身，立柱，工作臺，和主軸箱等機械部件（ 2）、數(shù)控系統(tǒng)（ 3）、驅(qū)動裝置（ 4）、其它輔助裝置，如冷卻系統(tǒng)，防護(hù)罩，排屑器。 根據(jù)換刀原理及機床結(jié)構(gòu)的不同，目前鉆削中心分為單立柱式玉雙立柱式兩種。適用于孔間距離有一定精度要求的零件的中小批量生產(chǎn)。 二 方案論證 總體布局方 案論證 數(shù)控鉆床是數(shù)字控制為主的孔加工機床。目前世界數(shù)控機床消費趨勢已從初期以數(shù)控電加工機床、數(shù)控車床、數(shù)控銑床為主轉(zhuǎn)向以加工中心、專用數(shù)控機床、成 套設(shè)備為主。如用普通機床，往往會遺漏加工，故需設(shè)計一臺大型數(shù)控鉆床來對其進(jìn)行加工。s machine tool industry and still a wide gap between developed countries, we must work hard, work hard in order to catch up with the world at an early date advanced level. Keywords: CNC drilling machine headstock worktable leadscrew and nut. 數(shù)控鉆床 目 錄 一 緒論 ................................................................................................................................................. 1 金屬切削機床及其重要地位 ............................................................................................ 1 問題的提出 ............................................................................................................................ 1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r .................................................................................................................. 1 二 方案論證 ........................................................................................................................................ 2 總體布局方案論證 .............................................................................................................. 2 數(shù) 控立式鉆床 .............................................................................................................. 2 鉆削中心 ....................................................................................................................... 2 印刷線路板數(shù)控鉆床 ................................................................................................. 3 其它大型數(shù)控鉆床 ..................................................................................................... 3 數(shù)控鉆床功能組成及各部件方案論證 .......................................................................... 3 數(shù)控系統(tǒng)總體方案確定 .......................................................................................... 3 主機部分總體方案確定 .......................................................................................... 4 三 橫梁滾珠絲杠設(shè)計計算 ............................................................................................................. 5 動載強度計算 ....................................................................................................................... 5 滾珠絲杠軸向負(fù)荷 F 的計算 ............................................................................................ 6 確定滾珠絲杠型號 .............................................................................................................. 7 珠絲杠副的幾何參數(shù) ......................................................................................................... 7 傳動效率計算 ....................................................................................................................... 7 剛度檢驗 ................................................................................................................................ 8 四 機械部分設(shè)計計算 .................