【正文】 次設(shè)計，經(jīng)驗(yàn)不足在一定程度上肯定有不完善的地方需要改進(jìn)，許多結(jié)構(gòu)還沒有成熟的理論論證，肯請各位老師批評指正。通過本次的設(shè)計可以比較全面的了解數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計方法和參數(shù)選擇方法，對數(shù)控機(jī)床的性能及在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用又有了更新的認(rèn)識。基于上述優(yōu)點(diǎn), 近年來在高精度測量和控制領(lǐng)域中, 磁旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用不斷增加, 從數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、工廠自動化相關(guān)設(shè)備的位置檢測、傳輸速度控制, 到磁盤、打印機(jī)一類的辦公自動化設(shè)備、通訊機(jī)、測量儀表等各個領(lǐng)域的旋轉(zhuǎn)量的測量和控制, 磁編碼器都已成為不可缺少的組成部分。它是將機(jī)械運(yùn)動中轉(zhuǎn)速、位移、轉(zhuǎn)度等物理量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字脈沖化電信號的一類傳感器件，它與數(shù)字處理技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)快速、及時、準(zhǔn)確的檢測與控制。如圖 b 軸承間隙與壽命的關(guān)系。裝有法國 GAMET軸承主軸，即可使用這種方式。 　①．油脂潤滑方式 　這是目前在加工中心的主軸軸承上最常用的潤滑方式，特別在前支承軸承上更是常用。3 個軸承的組合形式根據(jù)載荷大小和最高轉(zhuǎn)??9速以及結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，可以是如圖 5—2 所示組合形式．也可以是 3 個軸承都挨著10的結(jié)構(gòu)形式。此種方法安裝軸承，由于使用輔具壓軸承，軸承承受力均勻，裝配時可避免歪斜和掉入雜質(zhì)，因而能夠提高裝配質(zhì)量。(1) 軸檢驗(yàn) 主要使用平板、V 型快、量塊、指示標(biāo)及磁性表架等對軸的形位誤差進(jìn)行檢驗(yàn)。6 軸承和編碼器的選擇. 軸承的選擇溜板箱由軸、軸承、傳動件（如齒輪）和一些標(biāo)準(zhǔn)件（如螺母）等組成。?20（2）.齒數(shù)的選擇保持中心距 不變的情況下，增加齒數(shù)，除能增加重合度，改善傳動的平穩(wěn)外，a還可以減少模數(shù)，降低齒高，因而減少金屬切削量，節(jié)省制造費(fèi)用。而承載能力可提高 倍，適用于傳遞動力而又要求傳動裝置緊湊的場合。多鍥帶主要用于傳遞功率較大而且結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合，傳動比可達(dá) 10，帶速可達(dá) 40r/s。其中以帆布芯平帶應(yīng)用最廣。 ⑤. 為了防止劃傷其他零件，自由表面的粗糙度不能過低，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速大于600r/min 時候，粗糙度不低于 6 級 。以一個軸頸度對另一個軸頸的圓跳動，徑向跳動。為了減少加工道具種類和提高勞動生產(chǎn)率，軸上直徑相近處的圓角、倒角、鍵槽寬度、砂輪越程槽寬度和退刀槽寬度等應(yīng)盡可能采用相同的尺寸。② 前支承采用角接觸球軸承，由 2 或者 3 個軸承組成一套背靠背安裝能夠承受軸向和徑向力；后支撐采用雙列圓柱滾子軸承。主軸端部的結(jié)構(gòu)都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。將初步求出的直徑作為承受扭矩的軸段的最小直徑 dmin，然后再按軸上零件的裝配方案和定位要求，從 dmin 處起注意確定各短軸的直徑。此外，對于承受沖擊載荷和同心度要求較高的軸端零件，也可以采用圓錐面定位。軸端擋圈適用于固定軸端零件，可以承受較大的軸向力。另外，軸肩過多時也不利于加工。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式 。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用是的 45 號鋼。這是只要對軸進(jìn)行強(qiáng)度計算，以防止斷裂或塑性變形。從 718 r/min→ 2400 r/min 采用變速齒輪為 50/38 的一組齒輪嚙合?，F(xiàn)在考慮到實(shí)際情況，采用一對定比齒輪和一對雙聯(lián)滑移齒輪變速，以簡化分級變速箱結(jié)構(gòu)和自動化。主軸電機(jī)主軸電機(jī)主軸電機(jī)液 壓 缸 變 速 式 數(shù) 控 車 床 主 傳 動 系 統(tǒng) 設(shè) 計–7–可見，調(diào)頻電動機(jī)的很功率變速范圍為 5040/1500=，而主軸要求的很功率伴隨范圍為 2400/210=，顯然電動機(jī)不能滿足主軸所要求很功率段的變速范圍。一種如圖所示，主軸電機(jī)輸出軸通過精密連軸器直接與主軸連接，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高，但是主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出完全與電機(jī)的輸出特性一致，因而在使用上受到一定的限制。 數(shù)控機(jī)床主運(yùn)動的傳動形式源于主軸電機(jī)的動力和運(yùn)動需要經(jīng)過一系列的傳動元件傳給機(jī)床主軸，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動。盡管上述沒有列出數(shù)控機(jī)床的所有優(yōu)、缺點(diǎn)，但能夠給出數(shù)控機(jī)床適用加工種類的大體思路。（8）、特殊功能裝置，如刀具破損檢測等。液 壓 缸 變 速 式 數(shù) 控 車 床 主 傳 動 系 統(tǒng) 設(shè) 計 3 數(shù)控機(jī)床的工作原理數(shù)控機(jī)床加工零件時，首先應(yīng)根據(jù)零件圖紙編制零件的數(shù)控加工程序，將數(shù)控程序輸入到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制機(jī)床的變速、啟停，進(jìn)給運(yùn)動的方向、速度和位移大小，以及其他諸如刀具的選擇與冷卻與潤滑的啟停等輔助動作，使刀具與工件及其他輔助裝置嚴(yán)格的按照程序規(guī)定的順序、路線和參數(shù)進(jìn)行工作，從而加工出形狀、尺寸與精度等的零件。要求現(xiàn)代制造技術(shù)能不受專家條件的限制和生產(chǎn)過程更好的優(yōu)化，逐步實(shí)現(xiàn)智能化的制造技術(shù)(IMT)和智能化的制造系統(tǒng)(IMS)。數(shù)控機(jī)床在我國的使用還是上世紀(jì)八十年代初的事，到1981年我國僅有數(shù)控機(jī)床891臺，而當(dāng)時日本擁有25926臺，原蘇聯(lián)10100臺，美國8945臺。1966年日本FANUC研制出全集成電路化的數(shù)控裝置。美國Gamp。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，數(shù)控機(jī)床得到了蓬勃的發(fā)展。機(jī)床主軸驅(qū)動采用交流變頻調(diào)速電機(jī)。數(shù)控技術(shù),PLC 技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人并稱為工業(yè)自動控制的三大支柱.發(fā)展數(shù)控技術(shù)是為了克服人類操作者的局限性，而且他確實(shí)完成了這項(xiàng)工作。數(shù)控機(jī)床主要組成部分是數(shù)控車床、加工中心、數(shù)控磨床、數(shù)控銑床和數(shù)控電加工機(jī)床。1949年，美國John1956年美國帕克工具公司研制成功了數(shù)控轉(zhuǎn)塔鉆床。目前，我國生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的企業(yè)已有許多家，能進(jìn)行批量生產(chǎn)的就有近40多家，到1997年就形成了年生產(chǎn)一萬臺的生產(chǎn)能力。 數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低、技術(shù)構(gòu)成狀況和擁有量的多少，是衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。與傳統(tǒng)的普通機(jī)床比，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床有許多優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。（3）、機(jī)床基礎(chǔ)件，通常指床身、底座、立柱、滑座、工作臺等。輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)算分配指令脈沖，每一個脈沖送給換形分配器驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)或電液伺服馬達(dá)，使其轉(zhuǎn)動一個角度帶動傳動機(jī)構(gòu)，從而使被控制對象移動。(2).變速范圍廣 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)有較寬的調(diào)速范圍，一般 Rn100，以保證加工時能選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)主要有三種傳動形式如圖。這種形式的優(yōu)點(diǎn)是主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，慣量小，可以提高啟動，停止的響應(yīng)頻率和主軸部件的剛度，并有利于控制震動和噪聲，但是電機(jī)發(fā)熱對主軸的精度影響較大。該兩組齒輪即擴(kuò)大了電動機(jī)恒功率調(diào)速。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速升至 4500r/min 時，主軸的低端轉(zhuǎn)速由 210r/min 升到 718r/min，主軸高端轉(zhuǎn)速由 718r/min 升到 2400r/min，這是恒功率調(diào)速區(qū)。液 壓 缸 變 速 式 數(shù) 控 車 床 主 傳 動 系 統(tǒng) 設(shè) 計–10–3 軸的設(shè)計 軸設(shè)計的主要內(nèi)容軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)主軸上零件的安裝、定位以及主軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定主軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。主軸部件是在主運(yùn)動的執(zhí)行部件，它夾執(zhí)刀具或工件，并帶動其旋轉(zhuǎn)。因此，在傳遞大動力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。下面討論軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中要解決的幾個主要問題。滾動軸承的定位軸肩高度必須低于軸承內(nèi)圈端面的高度，以便于拆卸軸承，軸肩的高度可查手冊中軸承的安裝尺寸。當(dāng)軸上兩零件的間距離較大不宜使用套筒定位時，也常采用圓螺母定位。(3) 各軸段直徑和長度的確定液 壓 缸 變 速 式 數(shù) 控 車 床 主 傳 動 系 統(tǒng) 設(shè) 計–13–零件在軸上的定位和裝拆方案確定后，軸的形狀便大體確定。為了使宇軸做過盈配合的零件易于裝配，相配軸段的壓入段應(yīng)制出錐度；或在同一軸段的兩個部位上采用不同的尺寸公差。(2)主軸的支承 數(shù)控機(jī)床的主軸支承根據(jù)主軸部件的性能（轉(zhuǎn)速，承載能力，回轉(zhuǎn)精度等）要求不同而采用不同種類的軸承。一般地說，軸的結(jié)構(gòu)越簡單，軸的工藝性越好。(3)精密機(jī)床主軸，要求精度保持好，應(yīng)該進(jìn)行熱處理后殘余應(yīng)力小的材料，例如10Cr,65Mn，進(jìn)行調(diào)質(zhì)后局部淬硬處理。②.主軸錐孔表面用標(biāo)準(zhǔn)涂色檢查，要求一定的接觸率。估算軸的直徑根據(jù)公式 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，取 =112。傳動時，V 帶只和輪槽的兩個側(cè)面接觸，即以兩側(cè)面為工作面。其結(jié)構(gòu)由頂膠、抗拉體，底膠和包布等部分組成。dL?（6）. 驗(yàn)算主動輪的包角包角 = = =170〉 ??180???????120 主動輪的包角合適（7）. 確定帶輪的根數(shù)查表88 = 查表82 = ?KLK查表85b P 0= 查表85 P0=?考慮包角不同時候的影響系數(shù)帶的長度系數(shù)L但跟帶的基本額定功率0計入傳動比影響時候帶的額定功率P?LcaKPZ?)(0??? = Lca?)(0 ).(6???取 Z=45 齒輪的設(shè)計 確定齒輪齒數(shù)的原則和要求齒輪齒數(shù)確定的原則是使齒輪結(jié)構(gòu)緊湊,主軸轉(zhuǎn)速誤差較小。 齒輪齒數(shù)的確定齒輪模數(shù)的估算（1）． 齒數(shù)的確定本設(shè)計中 I 軸上齒輪 =32；II 軸上齒輪 =44；雙聯(lián)滑移齒輪中小齒輪1Z2Z=21，大齒輪 =50；III 軸上的雙聯(lián)齒輪中小齒輪 =38，大齒輪 =54。滾動軸承也有缺點(diǎn)：(1) 滾動體的數(shù)量有限，所以滾動軸承在旋轉(zhuǎn)中的徑向剛度是變化的，這是引起振動的主要原因之一；(2) 滾動軸承的阻尼低；(3)滾動軸承的徑向尺寸比滑動軸承大。(2) 滾動軸承的安裝方法滾動軸承裝配方法有機(jī)械壓裝法，手工裝配法和熱裝法。②熱裝法 熱裝法是將軸承放在油或水為介質(zhì)的容器中加熱，使其內(nèi)環(huán)受熱膨脹，從而將軸承裝在軸上。為了吸收這個熱脹量，希望后支承能在軸向移動。液 壓 缸 變 速 式 數(shù) 控 車 床 主 傳 動 系 統(tǒng) 設(shè) 計–23– 主軸軸承油脂封入量，通常為軸承空間容積 10％，切忌隨意境滿。 　 ④．油氣潤滑方式 　 油氣潤滑方式是針對高速主軸而開發(fā)的新型潤滑方式它是用極微量油潤滑軸承，以抑制軸承發(fā)熱。)，亦有與 46000 型角接觸球軸承(接觸角 26176。常用的數(shù)字式編碼器有光學(xué)編碼器、磁旋轉(zhuǎn)編碼器、脈沖發(fā)生器、霍爾元件等。且液壓缸控制簡單，工作可靠，大大提高了數(shù)控車床的工作性能。正是導(dǎo)師循循善誘的教誨和指導(dǎo)，使我克服重重困難，最終圓滿地完成了論