【正文】 2） 材料選擇：由文獻(xiàn) [5]P327 續(xù)表中選擇小齒輪的材料為 50Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為286HBS，大齒輪為 40Cr 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 260HBS，二者的材料差為 26HBS。 6） 由公式 1013 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 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） 23 9h11103 0 08211 0 0 060n60??????????）（LN 9912 ????? NN ? ?.534 7） 由圖 1019取接觸疲勞的壽命系數(shù) ?HNK ， ?HNK 。大帶輪采用孔板式，具體結(jié)構(gòu)略。查文獻(xiàn) [3]P94 表 39，取 u 為 ,，結(jié)果如下： 1u = ......72,70,68,66,65,63,61......?ZS 2u =2 ......73,72,70,67,65,62,60......?ZS 3u =3 ......72,69,66,63,60......?ZS 從以上各種可挑出 7260和?ZS 是共同 適用的，可取 72?ZS ，從表中查出小齒輪分別為 32,28,24。加上電動(dòng)機(jī)軸共 5軸，故船速需 5 條豎線，主軸一共 18 級(jí)。 對(duì)比以上兩種方案，故選擇直流電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速串聯(lián)齒輪有級(jí) 變速方式。機(jī)床主傳動(dòng)采用的無(wú)級(jí)變速裝置主要有兩種： 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） 8 1）無(wú)級(jí)變速器：它是靠摩擦來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的，多用鋼球式、寬帶式結(jié)構(gòu)。一般采用滑移齒輪相互靠近的窄排列。但因交流異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)速相同，主軸不會(huì)得到較高的反向轉(zhuǎn)速。 一定的工藝范圍 加工的工序種類：數(shù)控加工圓柱面，回轉(zhuǎn)成型面，螺紋及內(nèi)圓柱面。同時(shí)在設(shè)計(jì)制造中采用高精度大直徑齒 盤分度定位，具有剛性好，重切削時(shí)變形小等優(yōu)點(diǎn)。在近 20 多年內(nèi)，在生產(chǎn)中，實(shí)際使用的數(shù)控系統(tǒng)大多是這第五代數(shù)控系統(tǒng)，其性能和可靠性隨著技術(shù)的發(fā)展得到了根本性的提高。然后根據(jù)轉(zhuǎn)速 范圍及級(jí)數(shù)確定它的轉(zhuǎn)速圖、各齒輪的齒數(shù)和傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。設(shè)計(jì)的進(jìn)給伺服系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的要求?？刂葡到y(tǒng)功能齊全，可靠性高。 2） 動(dòng)力計(jì)算 ，其中包括確定齒輪模數(shù)，軸的尺寸，軸承的形式和型號(hào)，以及其他有關(guān)的計(jì)算。 方案二、分離傳動(dòng)布局 分離傳動(dòng)布局將主軸組件和主傳動(dòng)的大部分變速機(jī)構(gòu)分離裝于兩個(gè)箱體內(nèi)。 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） 7 制動(dòng)方式選擇 方案一、電動(dòng)機(jī)制動(dòng) 制動(dòng)時(shí)，讓電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩方向與其實(shí)際轉(zhuǎn)向相反，使之減速而迅即停轉(zhuǎn)，多采用反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)等。 1）并行排列。其缺點(diǎn)是變速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜；劃移齒輪多采用直齒圓柱齒輪，承載能力不如斜齒圓柱齒輪；傳動(dòng)不夠平穩(wěn)；不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。如果是傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在接近電機(jī)處，則可使小尺寸零件多些，這就是‘前多后少’原則，從這角度出發(fā)。但圖中的解并非只有一種，應(yīng)使傳動(dòng)帶數(shù)為 3～ 5 根為宜。 確定計(jì)算功率 由參考文獻(xiàn) [5]表 87查得工作情況系數(shù)取 AK =，故： KWKWPKP A ???? ? ?.14 選取 V 帶型 根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率，由文獻(xiàn) [5]圖 810，選 B帶。 1） 選取金屬切削機(jī)床的的精度等級(jí)為 7級(jí)精度。 4） 由表 106查得材料的彈性影響系數(shù) MPZE ? 。 8） 計(jì)算接觸疲勞許用力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) 1?S ，由式（ 1012）得： ? ? 8 8a8 3 i m 111 MPMPSK HNH ???? ?? ? ?.1244 ? ? i m 222 MPMPSK HNH ???? ?? ? ?.1254 （ 2）計(jì)算 1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t，帶入 ? ?H? 中比較小的值 ? ? 0 0. 9 57 1 2.81 8 945.401082..u1u 3253 21tt1?????????? ）（）（HEZTK ?? ? ?.1264 2） 計(jì)算圓周速度 V nd 1t1 ?? ????? ?V ? ?.1274 3） 計(jì)算齒寬 b 0 t1 ????? ? ? ?.1284 4）計(jì)算齒寬與齒高之比 hb 模數(shù) 0 0zdm 1t1t ??? ? ?.1294 齒高 .5 m t ???? ? ?.1304 齒寬與齒高之比 . ?? ? ?.1314 5） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) ?V ， 7級(jí)精度由文獻(xiàn) [5]圖 108 查得動(dòng)載 荷系數(shù) KV=，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） 31 直齒輪 1?? ?? FH KK ，由表 102差得使用系數(shù) KA=1，由表 104 用插值法差得 7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí) ??HK ，由 .23hb? ， ??HK 查圖（ 1013。 （ 1）按齒輪接觸強(qiáng)度計(jì)算 321 ????????????HEZuudkT ?? ? ?.854 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù) .311?K 。本設(shè)計(jì)為中小型機(jī)床，采用直齒齒輪即可。即 7218i1c ?， 3060i2c ?，可得軸上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為 72,30。 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） 14 圖 主變速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖 傳動(dòng)圖如下： 圖 主變速系統(tǒng)傳動(dòng)圖 帶輪直徑確定的方法，步驟 選擇三角皮帶輪 型號(hào) 一般機(jī)床上的都采用三角帶。 本次設(shè)計(jì)選用 .80?? KWPP mE ??? ? ? ?.63 參考文獻(xiàn) [2]，這里選用 Y132S4，額定功率 ，額定電壓 380W，最高轉(zhuǎn)速1440r/min，同步轉(zhuǎn)速 1500r/min. 圖 電動(dòng)機(jī)圖 此機(jī)床為了減少相對(duì)速度的損失，所以公比 取得較小? 這里我們選用主軸的標(biāo)準(zhǔn)公比為 ????? ?RZ ? ?.73 這里選用 18 級(jí)傳動(dòng) 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） 12 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 傳動(dòng)組和傳動(dòng)副的確定 18=3x6 18=6x3 18=3x3x2 18=3x2x3 18=2x3x3 在以上兩行方案中，第一行的方案雖然可以省掉一根軸，缺點(diǎn)是有一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)由6個(gè)傳動(dòng)副，如果做一個(gè)六聯(lián)滑移齒輪，會(huì)增加軸向尺寸，所以不采用。但速度不能連續(xù)變化，且有速度損失，傳動(dòng)不夠平穩(wěn)。若要求轉(zhuǎn)速按大小順序變換時(shí)，可采用此種排列方式，但占有軸向尺寸較大。 方案二、機(jī)械開(kāi)停 在電動(dòng)機(jī)不停止運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，可采用機(jī)械開(kāi)停方式使主軸起動(dòng)或停止。其缺點(diǎn)是：傳動(dòng)件的振動(dòng)和發(fā)熱會(huì)直接影響主軸的工作精度，降低加工質(zhì)量。 2） 進(jìn)給伺服系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)：進(jìn)給伺服系統(tǒng)選擇；各組成部分選擇。 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） 2 （ 3）更多地采用高效傳動(dòng)部件，如滾動(dòng)絲桿副，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌高， CNC 裝置 這是數(shù)控車床的核心，用于實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)的變換，插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。設(shè)計(jì)中，選擇進(jìn)給伺服系統(tǒng)為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。通過(guò)軸的初步設(shè)計(jì)，進(jìn)行齒輪的設(shè)計(jì)和校核。在美國(guó)首先推出了基于 PC 微機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)， 即 PCNC系統(tǒng)，它被劃入為所謂的第六代數(shù)控系統(tǒng)。 ，周期定量供油，方便、可靠，操作方便，用油省。 提高生產(chǎn)率及自動(dòng)化程度 1）縮短機(jī)工時(shí)間（單位時(shí)間內(nèi)金屬的切除量要大） 2）縮短輔助時(shí)間（提高自動(dòng)化程度） 生產(chǎn)率 Ｑ＝ 1/（ T總） =1/（ T 切 +T 輔 +T 準(zhǔn) /n）（件 /小時(shí)） 操作維修方面和使用安全 標(biāo)牌及操縱板的指標(biāo)符號(hào)，應(yīng)采用文獻(xiàn) [11]中規(guī)定的象形符號(hào)，應(yīng)考慮裝卸，檢修，調(diào)整 及運(yùn)輸，確保安全與健康。 方案二、機(jī)械換向 在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向不變的情況下需要主軸換向時(shí)，可采用此種方式。三聯(lián)滑移齒輪窄排列時(shí)相鄰兩齒輪的齒數(shù)差不得小于 4。它多用于中小型機(jī)床。為了保證進(jìn)給伺服系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小傳動(dòng)效率改的滾珠絲桿螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)，以提高傳動(dòng)的剛度和消除間隙。注明各級(jí)轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)軸上注明。 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） 16 傳動(dòng)組 b 如轉(zhuǎn)速圖所示傳動(dòng)組 b， 1i1b ? ，32b 1i ?，63b 1i ?。但標(biāo)牌上標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列的數(shù)值一般也不允許與實(shí)際轉(zhuǎn)速相差太大。 故載荷系數(shù)： ????????? ?? HHVA KKKKK ? ?.624 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： 33tt11???? KK ? ?.634 7） 計(jì)算模數(shù) m 11 ??? ? ?.644 （ 2） 按齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 由 [5]式（ 105）得彎曲得設(shè)計(jì)公式為 ? ?3 Saa11d2m ????????? FF YYZKT ?? ? ?.654 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 a5001 MPFE ?? ， a3802 MPFE ?? 。 （ 1） 按 齒輪接觸強(qiáng)度計(jì)算 321 ????????????HEZuudkT ?? ? ?.1204 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù) .311?K 。 2） 由圖 1018取彎曲疲勞壽命 KFN1=， KFN2= 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） 28 3） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由式（ 1012）得 ? ? E 111 MPMPSK HNF ???? ?? ? ?.1014 ? ? E 222 MPMPSK HNF ???? ?? ? ?.124 4)計(jì)算載荷系數(shù) K . ?????? ?? FFVA KKKKK ? ?.1034 5)查取應(yīng)力校正系數(shù)，由表 105查得 YFa1=， YFa2= 6)查取應(yīng)力校正系數(shù)，由表 105查得 YSa1=， YSa2= 7)計(jì)算大，小齒輪的 ? ?FSFYY?aa 并加以比較 ? ? 4 03 ???F SF YY ? ? ?.1044 ? ? 0 1 6 6 3 6 ???F SF YY ? ? ?.1054 經(jīng)過(guò)比較，大齒輪的數(shù)值較大 8） 設(shè)計(jì)計(jì)算 3 2 4 ??? ???? ? ?.1064 對(duì)此設(shè)計(jì)結(jié)果，由齒接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的 模數(shù)，由于齒輪的模數(shù) m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而出面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪的直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) ，就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=，算出小齒輪的齒數(shù) . .47811 ??? mdZ ? ?.1074 圓整為 Z1=24 （ 3） 幾何尺寸的計(jì)算 1）計(jì)算分度圓直徑 mm483 .524md 11 ???? Z ? ?.1084 mm3363 .596md 22 ???? Z ? ?.1094 2） 計(jì)算中心距 mm210233684a ??? ? ?.1104 3）計(jì)算齒輪寬度 .6 m 1 ????? ? ? ?.1114 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） 29 取 mm401 ?B ， mm352 ?B 同理可得 8040 配合齒輪參數(shù) mm1403 .504md 11 ???? Z ? ?.1124 2 8 0 m m3 .508md 22 ???? Z ? ?.1134 mm2102 280140a ??? ? ?.1144 1 ????? ? ? ?.1154 取 mm651?B ， mm602 ?B 同理可得 6060 配合齒輪參數(shù) mm2 1 03 .560md 11 ???? Z ? ?.1164 m2 1 03 .560md 22 ???? Z ? ?.1174 mm2102 210210a ??? ? ?.1184 mm482 1 1 ????? ? ? ?.1194 取 mm901?B ， mm852 ?B 傳動(dòng)副 c 在傳動(dòng)副 c 中 18/72 這一對(duì)齒輪受到的轉(zhuǎn)矩最大，就先設(shè)計(jì)校核這一對(duì)齒輪。 4） 由表 106查得材料的彈性影響系數(shù) MPZE ? 。于是： ???????? ）（）（ KKPPP ? ?.84 其中 0P? ———— 1i? 時(shí)的傳遞功率的增量 aK ————— 按小帶輪包角 ? ，查得包角系數(shù) LK ————— 長(zhǎng)度系數(shù) 2）計(jì)算 V帶根數(shù) Z ??? PPZ ? ?.94 為了避免 V 型帶工作時(shí)各