【正文】 (4)與相關(guān)部件有聯(lián)系的軸：機(jī)床主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)間的內(nèi)在聯(lián)系是通過變速箱內(nèi)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)輸出軸聯(lián)系，它應(yīng)布置在主軸前下方靠近進(jìn)給箱處。軸的空間布置軸系布置的一般程序是：先確定主軸在變速箱中的位置，在確定傳動(dòng)軸的軸以及與主軸上的齒輪有嚙合的關(guān)系的軸，第三步確定電動(dòng)機(jī)軸或運(yùn)動(dòng)輸入軸（1 軸）的位置，最后確定其他各傳動(dòng)軸的位置。遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。各個(gè)軸段尺寸的確定主要是根據(jù)軸上零件的轂長(zhǎng)或軸上零件配合部分的長(zhǎng)度確定。所以，在設(shè)計(jì)軸時(shí)要充分考慮軸的強(qiáng)度剛度等因素。選擇離合器的型號(hào)規(guī)格之前，必須充分了解各種離合器的動(dòng)作特性及其優(yōu)缺點(diǎn)。??ptsfE由文獻(xiàn) 1 圖 1229 或者 129 查得齒厚的上偏差代號(hào)為 G，因此ptsf齒厚下偏差可知 [6]239。刀具向遠(yuǎn)離輪坯的方向移動(dòng)，稱為正變位；向靠近輪坯的方向移動(dòng)，則稱為負(fù)變位。取 。但由于傳動(dòng)比的要求，尤其是在傳動(dòng)中使用了公用齒輪后，常常滿足不了上述要求。但如果Ⅰ軸上裝有摩擦離合器一類部件時(shí)，高速下摩擦損耗、發(fā)熱都將成為突出矛盾，因此，Ⅰ軸轉(zhuǎn)速也不宜太高機(jī)床的Ⅰ軸轉(zhuǎn)速一般取 700～1000 r/min 左右比較合適。傳動(dòng)軸數(shù)目為 3 根。 因 此 電 機(jī) 產(chǎn) 生 的 轉(zhuǎn) 矩 要 隨 頻 率 的 減 小 （ 速 度 降 低 ）而 減 小，難以保證低速時(shí)主軸的轉(zhuǎn)矩。這三種傳動(dòng)各有優(yōu)缺點(diǎn)。 3)． 機(jī) 器 人 使 柔 性 化 組 合 效 率 更 高 機(jī) 器 人與 主 機(jī) 的 柔 性 化 組 合 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 ， 使 得 柔 性 線 更 加 靈 活 、 功 能 進(jìn) 一 步 擴(kuò) 展 、 柔 性 線進(jìn) 一 步 縮 短 、 效 率 更 高 。出口前景良好。 2022年 10月 ， 中 國(guó) 數(shù) 控 機(jī) 床 產(chǎn) 量 達(dá)105,780臺(tái) ， 比 2022年 同 比 增 長(zhǎng) %。 如 西 門 子 公 司 之 數(shù) 控 系 統(tǒng) ， 均 為 世 界 聞 名 ， 競(jìng) 相采 用 。帕 森 斯 上 個(gè) 世 紀(jì) 發(fā) 明 的 。除此之外，還要對(duì)箱體內(nèi)的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，一些零件的選型，從而完成對(duì)整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 從 90年 代 起 ， 糾 正 過 去 偏 向 ，數(shù) 控 機(jī) 床 技 術(shù) 上 轉(zhuǎn) 向 實(shí) 用 ， 產(chǎn) 量 又 逐 漸 上 升 。 “十 五 ”期 間 ， 中 國(guó) 數(shù) 控 機(jī) 床 行 業(yè) 實(shí) 現(xiàn) 了 超 高 速 發(fā) 展 。 “十 一 五 ”期 間 ， 中國(guó) 數(shù) 控 機(jī) 床 產(chǎn) 業(yè) 將 步 入 快 速 發(fā) 展 期 ， 中 國(guó) 數(shù) 控 機(jī) 床 行 業(yè) 面 臨 千 載 難 逢 的 大 好 發(fā) 展 機(jī) 遇 ，根 據(jù) 中 國(guó) 數(shù) 控 車 床 19962022年 消 費(fèi) 數(shù) 量 ， 通 過 模 型 擬 合 ， 預(yù) 計(jì) 2022年 數(shù) 控 車 床 銷 售數(shù) 量 將 達(dá) 臺(tái) ， 年 均 增 長(zhǎng) 率 為 %。4)、處于幼稚期的自主產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)環(huán)4 / 54境趨于嚴(yán)峻。 目 前 機(jī) 床 行 業(yè) 的 消 費(fèi) 主 流 是數(shù) 控 機(jī) 床 。 由 電 機(jī) 的 工 作 原 理 決 定 電 機(jī) 的 極 數(shù) 是固 定 不 變 的 。 基本參數(shù)確定后，就可以根據(jù)需要確定具體的傳動(dòng)方式了，首現(xiàn)確定數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)方式?？傻? 1500=45r/min25i89輪 帶i13i 1500=67 r/min輪 帶 24當(dāng)左側(cè)的電磁離合器得電，齒輪 3 和齒輪 6 之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最大，為 226或 340 r/min。 電 動(dòng) 機(jī) Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 主 軸 ： ： ：： 7： 4：此機(jī)床集中傳動(dòng):公比為 ,級(jí)數(shù) Z=12,變速范圍 R=1800/45=40。nj由中心距 A 及齒數(shù) zz2 求出模數(shù)： 21zAmj??根據(jù)估算所得 和 中較大得值,選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)?13 / 54以齒輪 2 和齒輪 5 為例= n=1500=801 r/minnj輪 帶iN== ≥32 ≈?? A≥370 ≈. ≈???mj所以,根據(jù) 選取,為了保證模數(shù)一定滿足要求,假設(shè)齒輪 2 和齒輪 5 的模數(shù)為 3j由此可知,輸入軸 1 和傳動(dòng)軸 2 之間的中心距為 A= = =123mm2)5(zm??)60(3??同理且根據(jù) 1 軸和 2 軸之間的距離始終為 123mm,可得出 1 軸和 2 軸之間其余的齒輪的齒數(shù)和模數(shù) 分別為 z1=35 m1=3z4=47 m4=3z3=51 m3=3z6=31 m6=3 確定齒輪的齒數(shù)和模數(shù)（計(jì)算法）并校核以齒輪 8 和 9 為例設(shè)計(jì)時(shí)采用最高轉(zhuǎn)速，即齒輪 10 的轉(zhuǎn)速為 1800r/min,已知該組齒輪傳遞的功率為,已知傳動(dòng)比為 ≈,假設(shè)齒輪對(duì)稱布置 ,使用壽命為 8 年,每年以 300 工作日8i計(jì),兩班制,中等沖擊,齒輪單向回轉(zhuǎn)。 2）難以配湊中心距：標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)不適用于實(shí)際中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距的場(chǎng)合。據(jù)圓周速度 ??106dnv?sm/.??對(duì)于如此要求高的齒輪，并參考文獻(xiàn) 1 的表 108，采用 6 級(jí)精度。aRaRaR公法線的公稱長(zhǎng)度 W 及其跨齒數(shù) k,可從機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)手冊(cè)中查得或按式 127 和式128 求得跨齒數(shù) ???zk ])6(471[3])12(476.[ ???????zmW 該齒輪為中模數(shù)齒輪，控制側(cè)隙的指標(biāo)宜采用公法線平均長(zhǎng)度極限偏差 ，按換wisE算式 12式 122式 1222 得 mFEnrnswm ?? ???? isi 2150670137 ???????下圖為本例齒輪零件圖。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系，而且Ⅰ軸的扭矩小于Ⅱ軸的扭矩，分析后，選擇在Ⅰ軸上的兩個(gè)離合器均為 DLM5 系列離合器，其型號(hào)為 DLM510；Ⅱ軸上的扭矩大于Ⅰ軸，其型號(hào)可選為 DLM525。卸荷裝置:帶輪將動(dòng)力傳到Ⅰ軸有兩類方式：一類是帶輪直接裝在Ⅰ軸上。 222 ???(4)畫彎矩圖（見上圖f）轉(zhuǎn)矩 T= mNdFt .1503/68/??(5)判斷危險(xiǎn)截面顯然，aa 面處無論是彎矩還是扭矩都為最大，aa 面為危險(xiǎn)截面(6)軸的彎扭合成強(qiáng)度校核由表 101 查得 ，??abMP51?????abP10??在 aa 截面左側(cè) [2]?????????????? )5()(合適。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問題:(1)精度:機(jī)床主軸部件要求比較高的精度。傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)30 / 54特點(diǎn):機(jī)床的傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支承。Ⅰ軸的位置 1．Ⅰ軸上往往裝有摩擦離合器等機(jī)構(gòu)，這些部件的位置安排應(yīng)便于調(diào)裝。ｂ：工作臺(tái)到最
。然而，主軸傳動(dòng)齒輪與其嚙合的齒輪之間不同的位置，將致使主軸及其主軸軸承承受力有著很大上的變化。各部分結(jié)構(gòu)經(jīng)過反復(fù)推敲修改，經(jīng)過必要得驗(yàn)算，確定了結(jié)構(gòu)方案以后，才能開始畫正式裝配圖。計(jì)算公式為：圓軸： 平均直徑 id??1慣性矩 64I?Ⅰ軸為圓軸,其平均直徑 mid403501 ???27 / 54 慣性矩 4441125606mdI????l= 承帶 輪 a7x齒 輪 yp計(jì)算撓度: a 段內(nèi): )()(6 2722 xxxblEIPxyx ?????其中 P力載荷(N) I截面慣性矩 M彎矩載荷θ傾角 y撓度 x所求之點(diǎn)距離E軸材料的彈性模量,鋼材 E= aMP7 b 段內(nèi): ])([6)(22xlEIlPayx ??? c 段內(nèi): )1(61?IlbB?由圖分析得,a 段內(nèi)撓度 )()(6 272 xxxblEIPyx ?????x 的值為 0 和 之間由求導(dǎo)得 x 的值為 時(shí),撓度最大,其撓度值為,而軸的撓度的允許值為(～)m,其中 m 為齒輪模數(shù),所以,[y]=～可知 a 段內(nèi)撓度[y]b 段內(nèi)撓度28 / 54 =])([6)(22axlEIlPayx ??? ])(.91540. 227 ??x對(duì)式子求導(dǎo),得到撓度為最大時(shí),求得 其撓度值也[y]再由公式計(jì)算得到幾個(gè)受力端點(diǎn)處的撓度,由計(jì)算可得同樣[y]所以,撓度符合要求傾角的校核 由分析可知,最大傾角出現(xiàn)在左支承點(diǎn)處 其傾角為 弧度67 )7(..9156)( ???????????EIlaPb?左支承處裝有深溝球軸承,其許用傾角為[θ]=可得最大傾角許用傾角[θ]所以軸的剛度符合要求.29 / 545．主軸變速箱的裝配設(shè)計(jì)箱體內(nèi)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動(dòng)器等） 。2??NmTt 3951368?25 / 54在垂直面上 mNLFMVRAvaV .39。Ⅰ軸（輸入軸）的設(shè)計(jì)Ⅰ軸的特點(diǎn):1．將運(yùn)動(dòng)傳入變速箱的齒輪，一般都安裝在軸端，軸變形較大，結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意加強(qiáng)軸的剛度或使軸不受帶的拉力（帶輪卸荷）。一定動(dòng)力下，較高的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)低的扭矩，因此，在設(shè)計(jì)中盡可能將離合器裝在傳動(dòng)鏈中轉(zhuǎn)速較高的位置，這通常要求離合器和電機(jī)同軸。齒頂圓只作為切齒加工的找正基準(zhǔn)，不作為檢驗(yàn)基準(zhǔn)，故其公差選用 IT11，齒頂圓19 / 54直徑 ，偏差按基準(zhǔn)軸 h 選取,，上偏差為 0。以齒輪 9 為例：齒數(shù)為 66，模數(shù)為 ,變位系數(shù)為 0。所以齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸就取決于齒數(shù)，齒數(shù)越少結(jié)構(gòu)越緊湊，但標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒數(shù)不可小于17，否則輪齒要產(chǎn)生根切。在畫草圖之前，先估算，再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)?？刂讫X輪圓周速度，在此條件下，可適當(dāng)選用較高的中間軸轉(zhuǎn)速。當(dāng)處于低檔時(shí)，手動(dòng)操作使得齒輪 12 和齒輪 14 嚙合。 當(dāng)機(jī)床處于高速檔時(shí), 主軸共有 6 級(jí)，轉(zhuǎn)速范圍 = =。所以帶傳動(dòng)一般和齒輪傳動(dòng)一起進(jìn)行傳動(dòng)。 全 數(shù) 字 交 流 伺 服 電 機(jī) 和 驅(qū) 動(dòng) 裝 置 ， 高 技 術(shù) 含 量 的 電 主 軸 、 力矩 電 機(jī) 、 直 線 電 機(jī) ， 高 性 能 的 直 線 滾 動(dòng) 組 件 ， 高 精 度 主 軸 單 元 等 功 能 部 件 推 廣 應(yīng) 用 ，極 大 的 提 高 數(shù) 控 機(jī) 床 的 技 術(shù) 水 平 。3） 、我國(guó)機(jī)械工業(yè)自主技術(shù)創(chuàng)新的積極性有可能被抑制。 如 果 我 們 能 在 普 及 型 數(shù) 控 系 統(tǒng) 產(chǎn) 品 快 速 產(chǎn) 業(yè) 化 上取 得 突 破 ， 中 國(guó) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 產(chǎn) 業(yè) 就 有 望 從 根 本 上 實(shí) 現(xiàn) 戰(zhàn) 略 反 擊 。 該 公 司 現(xiàn) 有 職 工 3,674人 ， 科 研 人 員 超 過 600人 ， 月 產(chǎn) 能 力 7,000套 ，銷 售 額 在 世 界 市 場(chǎng) 上 占 50%， 在 國(guó) 內(nèi) 約 占 70%， 對(duì) 加 速 日 本 和 世 界 數(shù) 控 機(jī) 床 的 發(fā) 展 起 了重 大 促 進(jìn) 作 用 。 由 于 美 國(guó) 首 先 結(jié) 合 汽 車 、 軸 承 生 產(chǎn) 需 求 ， 充 分 發(fā) 展 了 大 量 大 批 生 產(chǎn) 自 動(dòng) 化 所需 的 自 動(dòng) 線 ， 而 且 電 子 、 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 在 世 界 上 領(lǐng) 先 ， 因 此 其 數(shù) 控 機(jī) 床 的 主 機(jī) 設(shè) 計(jì) 、 制造 及 數(shù) 控 系 統(tǒng) 基 礎(chǔ) 扎 實(shí) ， 且 一 貫 重 視 科 研 和 創(chuàng) 新 ， 故 其 高 性 能 數(shù) 控 機(jī) 床 技 術(shù) 在 世 界 也一 直 領(lǐng) 先 。我完成的設(shè)計(jì)主要包括一些原始數(shù)據(jù)的擬定，再根據(jù)擬定的參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)方案的比較，確定傳動(dòng)方案。 數(shù) 控 機(jī) 床 是 制 造 業(yè) 的 加 工 母 機(jī) 和 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 的 重 要 基 礎(chǔ) 。 在 重 視 人 才 及 機(jī) 床 元 部 件 配 套上 學(xué) 習(xí) 德 國(guó) ， 在 質(zhì) 量 管 理 及 數(shù) 控 機(jī) 床 技 術(shù) 上 學(xué) 習(xí) 美 國(guó) ， 甚 至 青 出 于 藍(lán) 而 勝 于 藍(lán) 。 究 其 原 因 ， 國(guó) 內(nèi) 本 土 數(shù) 控 機(jī) 床 企 業(yè) 大 多 處 于 “粗 放 型 ”階 段 ， 在 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 水 平 、 質(zhì) 量 、 精 度 、 性 能 等 方 面 與 國(guó) 外 先 進(jìn) 水 平 相 比 落 后 了 510年 ； 在 高 、 精 、 尖 技 術(shù) 方 面 的 差 距 則 達(dá) 到 了 1015年 。預(yù)計(jì)到2022年出口創(chuàng)匯可達(dá)到12億美元。 4)． 精 密 加 工 技 術(shù) 有 了 新 進(jìn) 展 數(shù) 控 金 切 機(jī)床 的 加 工 精 度 已 從 原 來 的 絲 級(jí) （ ） 提 升 到 目 前 的 微 米 級(jí) （ ） ， 有 些 品種 已 達(dá) 到 m 左 右 。以獲得強(qiáng)力切屑時(shí)所需要的扭矩。這種傳動(dòng)方式不但能夠保證低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩，還能使?jié)L珠絲杠和工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在系統(tǒng)中專有較小的比重，更容易控制傳動(dòng)的精度。相對(duì)來說方案一軸的數(shù)目較多，但結(jié)構(gòu)還是比較清晰，沒根軸上的載荷分配比較均勻，受載時(shí)變形較少，有利于提高傳動(dòng)精度。2. 中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 對(duì)于中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速的考慮原則是：妥善解決結(jié)構(gòu)尺寸大小與噪音、振動(dòng)等性能要求之間的矛盾。但修正量不能太大，一般齒數(shù)差不能超過 3～4 個(gè)齒。求得齒輪 8 和 9 的齒數(shù)和模數(shù)分別為 z8=17 m8= z9=66 m9= 其中齒輪8的齒數(shù)為17，有可能會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象，所以要修正齒輪，齒輪修正的方法如下正變位齒輪傳動(dòng) 根切現(xiàn)象 當(dāng)用范成法加工齒數(shù)較少的齒輪，會(huì)出現(xiàn)輪齒根部的漸開線齒廓被部分切除的現(xiàn)象。因?yàn)辇X條刀具中與分度線平行的任一直線上的齒距，模數(shù)和壓力角都相等，又 db＝m*z*cosα，所以如采用變位修正，變位齒輪的齒距、模數(shù)、