【正文】 reliminary design, gear design and verification. The bearings and get used to a specific axle design and verification, design and verification keys and bearings. Final assembly of the various parts and mapping. Completed the design of headstock.Then pleting the design of the servomechanism system. In designing of servo system, we can determine driving mode of driving system and controlling mode of controlling system,choosing the servo system for opening wreath control the the parameter to settle the choice the good step the step for the electrical engineering the distance cape can make sure to spread to move the spreading of wheel gear to move the radio the roll the bead silk the think stick39。最后進(jìn)行裝配圖和各個零件圖的繪制，完成主軸箱的設(shè)計(jì)。武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論 文）說明書論文題目 ck6140主傳動設(shè)計(jì)及其伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄目 錄 I摘 要 IIIAbstract IV第一章 臥式數(shù)控車床簡介 1 1 CK6140介紹及設(shè)計(jì)說明 2 3第二章 CK6140總體設(shè)計(jì)計(jì)算 5 5 6 6 6 制動方式選擇 7 齒輪布置與排布 7 變速方式選擇 7 8第三章 主變速箱總體設(shè)計(jì) 10 10 12 12 13，步驟 14 15第四章 主變速箱詳細(xì)設(shè)計(jì) 17 17 19 齒輪的設(shè)計(jì) 22 33 35 36 36 42 47第五章 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 50 50 50第六章 數(shù)控機(jī)床可編程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 56 可編程控制器簡介 56 數(shù)控機(jī)床中PLC的功能 56 CK6140數(shù)控車床控制主軸運(yùn)動的局部梯形圖 57 工作原理 57總 結(jié) 59致 謝 60參考文獻(xiàn) 61摘 要本文介紹了CK6140數(shù)控車床的組成及工作原理，對數(shù)控機(jī)床的主要組成部分：機(jī)床主軸箱，進(jìn)給伺服系統(tǒng)及主軸PLC控制進(jìn)行了總體的設(shè)計(jì)及其詳細(xì)設(shè)計(jì)。然后完成伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。s lead. Design of into give the servo system can satisfy to design the request of the mission.The end pleting the machine bed the principal axis39。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）.由于大多數(shù)數(shù)控車床采用了高性能的主軸及伺服傳動系統(tǒng)，因此，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)得到了簡化。 ；主軸箱設(shè)計(jì)時考慮到最小熱變形，采取散熱措施及相應(yīng)的減少主軸熱變形的措施，經(jīng)精心裝配，主軸具有溫升低、熱變形小，精度高的特點(diǎn)，使主軸長期工作時能保持主軸軸線的相對穩(wěn)定。 ①根據(jù)設(shè)計(jì)要求，機(jī)床型號為CK6140.按照GB1537594金屬切削機(jī)床型號編制方法，ck6140含義如下：C：類型號，車床類； K：數(shù)控6：組別代號，表式臥式車床； 1：系列代號，代表臥式車床系；40：主參數(shù)，最大加工直徑為400mm。要求設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)確，規(guī)范化，圖紙按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制。目前，多數(shù)機(jī)床采取這種布局方式。因此，分離傳動布局適用于中小型高速或精密機(jī)床。其缺點(diǎn)是直接起動電動機(jī)，沖擊較大；頻繁起動會造成電動機(jī)發(fā)熱甚至燒損；若電動機(jī)功率大且經(jīng)常起動時，因起動電流較大會影響車間電網(wǎng)的正常供電。 齒輪布置與排布方案一、滑移齒輪的布置通常，滑移齒輪可選用較小齒輪，如結(jié)構(gòu)需要也可選用較大齒輪。將三聯(lián)或四聯(lián)滑移齒輪拆開兩組排列，可縮短軸向尺寸，且對齒數(shù)差無要求，但兩組需有聯(lián)鎖裝置。故經(jīng)過比較以上三種方案，選擇用兩個滑移齒輪，布置在主傳動軸上。方案二、有級變速有級（或分級）變速在若干固定速度（或轉(zhuǎn)速）級內(nèi)不連續(xù)地變速。3）多速電動機(jī)：其優(yōu)點(diǎn)是可簡化變速箱的機(jī)械結(jié)構(gòu)；在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，使用方便其缺點(diǎn)是多速電動機(jī)在高、低速時的輸出功率不同，設(shè)計(jì)中一般是按低速的小功率選定電動機(jī)，而使用高速時的大功率就不能完全發(fā)揮其能力；多速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速級數(shù)越多，轉(zhuǎn)速越低，則體積越大，價格也越高；電氣控制也較復(fù)雜。2） 確定刀具的重要參數(shù) (查資料[1])表32 車削碳剛的切削速度加工材料硬度高速鋼V（米/分）硬質(zhì)合金剛V（米/分）碳剛1752752275切深t=3mm，走刀量s=，當(dāng)取So=，k1=取to=5時，k2===3） 主切削力FZ=cFZ .apxfz . f yfz .vnfz .kFZ 查文獻(xiàn)[1] kFZ== 前角為13o，主偏角45o ，刃傾角為0 o ，刀尖圓弧半徑2FZ==4537N 其中FZ所消耗的功率占總切削功率的95%左右，所以只需要計(jì)算FZ主切削力產(chǎn)生的功率即可。在檢查傳動組的變速范圍時，只需檢查最后一個擴(kuò)大組，因?yàn)槠渌鼈鲃咏M的變速范圍都比其它小即：經(jīng)驗(yàn)證，只有18=31X33X29與18=33X31X29這里選用變速組的擴(kuò)大順序與傳動順序一致，即18=31X33X29。同理，對于軸Ⅰ可取 這樣就確定了軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速為1000r/min，電動機(jī)軸與軸Ⅰ之間為帶傳動，傳動比接近。三角傳動中，在保證最小包角大于120度的條件下，傳動比可取1/7≤u≤3。如轉(zhuǎn)速圖所示傳動組c。根據(jù)[5]表85得查參考文獻(xiàn)[5]表85得查表82得。主運(yùn)動傳動鏈的傳動路線表達(dá)式如下：主傳動路線所有主軸的詳細(xì)的校核如下：輸入I軸的轉(zhuǎn)速 1） 2） 3） 4） 5） 6） 7） 8） 9） 10） 11） 12） 13） 14） 15） 16） 17） 18） 在主軸上的18級轉(zhuǎn)速分別校核后，都合格。2） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3） 由[5]表107選取齒寬系數(shù)。2）材料選擇：由[5]表101選擇小齒輪的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者的材料差為40HBS。故載荷系數(shù)：6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑由式（1010a）得：7） 計(jì)算模數(shù)m（2） 按齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算由文獻(xiàn)[5]式（105）得彎曲得設(shè)計(jì)公式為確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1） 由圖1020c查得小齒輪的彎曲疲勞極限。5） 由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪按接觸疲勞極限。表47 軸IV軸承型號dDBdaDaras額功額靜7217AC85150289514021. 離合器的功能離合器是一種可以通過各種操作方式，實(shí)現(xiàn)主從部分在同軸上傳遞運(yùn)動時具有結(jié)合或分離的裝置。1）受力分析軸II受力分析圖： 軸II受力分析圖齒輪受力分析： ；分度圓直徑；圓周力徑向力垂直平面V內(nèi) 由力平衡方程得帶入數(shù)據(jù)可得由得出 H水平面內(nèi)，由力平衡方程：得由 帶入數(shù)據(jù)得，故軸承的反支持力：，故應(yīng)校核左軸承。則：∴ Lh ＞ Lh′，因此滿足預(yù)定的時間要求，所以選用合適。當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，取a= ，危險設(shè)計(jì)直徑d=40mm，根據(jù)文獻(xiàn)[5]P373式：而軸的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），查文獻(xiàn)[5]P362頁表151得出當(dāng)毛坯直徑為40mm（調(diào)質(zhì)，）時，許用彎曲應(yīng)力，所以，即軸II的強(qiáng)度適合，安全可靠。當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，取a= ，根據(jù)文獻(xiàn)[5]P373式：（其中）而軸的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），查文獻(xiàn)[5]P362頁表151得出當(dāng)毛坯直徑為85mm（調(diào)質(zhì)，）時，許用彎曲應(yīng)力，所以，即軸I的強(qiáng)度適合，安全可靠。由文獻(xiàn)[5]P110式66得：取載荷分配不均勻系數(shù)；花鍵的齒數(shù)N=8；齒的工作長度為l=375mm；花鍵的齒側(cè)面的工作高度；花鍵的平均直徑，；所以： 故該花鍵安全合適。伺服進(jìn)給系統(tǒng)按照數(shù)控加工對軌跡要求可分為點(diǎn)位控制、點(diǎn)位直線控制和輪廓控制；按照有無檢測元件的安裝位置可分為開環(huán)控制、閉環(huán)控制和半閉環(huán)控制；按照反饋信息和比較方法的不同可分為脈沖比較、相位比較和幅值比較。4）阻尼。② ，最大進(jìn)給速度，則電動機(jī)的工作頻率選取電動機(jī)型號為90BF004表51 電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)型號外型尺寸質(zhì)量外徑長度軸徑90BF0049011893表52 電機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)主要技術(shù)數(shù)據(jù)步距角（）最大靜轉(zhuǎn)矩最高空載啟動頻率運(yùn)行頻率相數(shù)電壓V電流A40001600056073） 機(jī)械傳動裝置設(shè)計(jì)① 選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)因?yàn)橐苿有谐绦∮?，故采用滾珠絲杠傳動。② 滾珠絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算a. 平均載荷因?yàn)榻z杠控制的是縱向進(jìn)給，故軸向切削力可忽略不記， b. 平均轉(zhuǎn)矩c. 壽命計(jì)算前面已選定，選取工作壽命，則壽命系數(shù) 載荷系數(shù)選取硬度影響系數(shù)選取短行程系數(shù)符合壽命條件d. 靜載荷計(jì)算前面已選定選取硬度影響系數(shù)符合靜載荷條件e. 螺桿的強(qiáng)度當(dāng)量應(yīng)力公式為電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩則滿足要求f. 穩(wěn)定性螺桿端部結(jié)構(gòu)為兩端固定，長度系數(shù)螺桿的最大工作長度螺桿危險截面的慣性半徑故得臨界載荷～4，滿足穩(wěn)定性要求。為了使螺旋副受力后不逆轉(zhuǎn)，應(yīng)設(shè)置防止逆轉(zhuǎn)裝置，在傳動系統(tǒng)中設(shè)有能夠自鎖的機(jī)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)PLC主要由中央處理器單元CPU、存儲器、輸入/輸出（I/O）模塊以及供電電源組成，各個部分通過總線連接起來。當(dāng)機(jī)床操作面板上的工作方式開關(guān)選在手動時。工作方式開關(guān)選在自動位置時，=“1”，使系統(tǒng)處于自動方式（分析方法同手動方式）。以變低速檔齒輪為例，說明自動換檔控制過程。此時，把機(jī)床操作面板上的選擇開關(guān)“LGEAR”置1（手動換低速齒輪檔開關(guān)），就可完成手動將主軸齒輪換為低速檔。但是經(jīng)過去網(wǎng)上和圖書館查閱資料，與羅老師細(xì)心的解答，遇到的問題也就一一的解決了。馬上就要畢業(yè)答辯了，再看看自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)，可能在有些設(shè)計(jì)位置還不夠詳細(xì)，或還考慮不夠完善，但基本完成了老師交給我的設(shè)計(jì)要求。 同時，感激我的室友們，從遙遠(yuǎn)的家鄉(xiāng)來到這個陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間的純真友誼，維持著寢室那份家的融洽。 在設(shè)計(jì)即將完成之際，我的心情久久無法平靜。致 謝CK6140數(shù)控車床畢業(yè)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的我，必須經(jīng)歷的一個重要環(huán)節(jié)，也是對我四年大學(xué)生活的一個總結(jié)，在本次設(shè)計(jì)中，從選題到設(shè)計(jì)過程直到最后完成設(shè)計(jì)，都是在羅老師的悉心指導(dǎo)下完成的。5月份，可以說是工作量最大的一個月，在這個月里，我開始了我的主傳動系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和裝配圖，零件圖的繪制，及其電子檔的整理。總 結(jié)歷時3個多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，回想3個月的工作讓我收獲頗多。SPL的常開觸點(diǎn)接在延時梯級中，此時閉合，定時器TMR開始工作。在自動方式下，通過程序給出主軸順時針旋轉(zhuǎn)指令M03，或逆時針旋轉(zhuǎn)指令M04，或主軸停止旋轉(zhuǎn)指令M05，分別控制主軸的旋轉(zhuǎn)方向和停止。軟繼電器HAND線