【正文】 K? 1 8 5 10 b? ?? ? ? ? 32 ??????? ? 由 b/h＝ ， HK?=,查圖 10－ 13，得 FK?＝ ， 故，動載系數(shù)： HHVA ?????? ?? ⑥按實際得載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（ 10－ 10a）得： 33 Tt11 ???? ⑦計算模數(shù) ： 11 ??? 由式（ 10－ 5）得彎曲疲勞的設(shè)計公式為 13 212 ()[]Fa SadFYYKTm z??? 以下確定式中各參數(shù)的值： ①由圖 10－ 20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1FE? ＝ 520MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2FE? ＝ 440MPa； ②由圖 10－ 18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 1FNK ＝ ， 2FNK ＝ ； ③計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S＝ ，由式（ 10－ 12）得： 1[]F? ＝ 11FN FEK S? ＝ 520/＝ 傳動系統(tǒng)零部件設(shè)計 29 2[]F? ＝ 22FN FEK S? ＝ 440/＝ ④計算載荷系數(shù) K： FFVA ?????? ?? ⑤ 查取齒形系數(shù) 由表 105 查得 。 ③由表 10－ 7 及其說明，可選定齒寬系數(shù) ?d? ； ④由表 10－ 6，查得材料的彈性影響系數(shù) EZ ＝ 1/2aMP ； ⑤由圖 10－ 21d，按齒面接觸硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度lim1H?＝ 650MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度lim2H?＝ 600MPa； ⑥兩齒輪的設(shè)計壽命為 72021h，由式 10－ 13，計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 9929h11??????????? ⑦由圖 10－ 19 查得接觸疲勞壽命系數(shù)1HNK=,2HNK=。 （ 7）計算大小齒輪的[]Fa SaFYY?并加以比較： ? ?? ? 2F2S2F1F1S1F???????????? (336) 大齒輪的數(shù)值大。 （ 1）軸的選材和最小直徑 mind 得確定 軸的材料選擇為： 45 號鋼（調(diào)質(zhì)處理）。 保證帶在工作中不打滑的前提下能傳遞最大功率，并具有一定的疲勞強(qiáng)度和使用壽命是 V 帶傳動設(shè)計的主要依據(jù)，也是靠摩擦傳動的其它帶傳動設(shè)計的主要依據(jù)。 VFNC 系列變 頻主軸電機(jī)特別適合數(shù)控車床類機(jī)床的主軸驅(qū)動，配合高性能矢量變頻器或主軸驅(qū)動器，更能發(fā)揮其優(yōu)良的主軸特性，成為性能與經(jīng)濟(jì)性具佳的數(shù)控車床類機(jī)床的變頻主軸驅(qū)動方案。 電動機(jī)容量的選擇 選擇電動機(jī)容量就是合理確定電動機(jī)的額定功率。通過若干個安裝在各傳動軸上的離合器的吸合和分離的不同組合來改 變齒輪的傳動路線，實現(xiàn)主軸的變速。 ① 使用性能要求 首先應(yīng)滿足機(jī)床的運動性能，如機(jī)床的主軸有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級數(shù)。 第二步，進(jìn)工廠觀摩，大量收集國內(nèi)外相關(guān)資料，吸取專家的設(shè)計 經(jīng)驗。根據(jù)刀架回轉(zhuǎn)軸與安裝底面的相對位置，回轉(zhuǎn)刀架分為立式刀架和臥式刀架兩種。 與普通車床相比，數(shù)控車床的主傳動采用交、直主軸調(diào)速電動機(jī)，電動機(jī)調(diào)速范圍大，并可無級調(diào)速，使主軸結(jié)構(gòu)大為簡化 。平床身工藝性好，易于加工制造。 在這樣一種背景下，我的課題選擇為設(shè)計一臺數(shù)控車床 ——CK20，用于對轉(zhuǎn)體零件的圓柱面、圓弧面、圓錐面、端面、切槽、及各種公、英制 螺紋等進(jìn)行批量、高效、高精度的自動加工，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量和降低工人勞動強(qiáng)度。機(jī)床的數(shù)控化率僅為 6％。 本論文首先 介紹了我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展的過程與現(xiàn)狀 ,并分析了其存在的問題 。 而相對于傳統(tǒng)機(jī)床，數(shù)控機(jī)床有以下明顯的優(yōu)越性： 可以加工 出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。 未來數(shù)控系統(tǒng)將呈以下發(fā)展趨勢： 繼續(xù)向開放式、基于 PC 的第六代方向發(fā)展 基于 PC 所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會走上這條道路。 滑動導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、接觸剛度大等優(yōu)點。但因主軸的功率和轉(zhuǎn)矩特性直接決定主軸電機(jī)的性能，因而這種變速傳動的應(yīng)用受到一定限制。 數(shù)控車床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)中常用的驅(qū)動裝置是伺服電機(jī)。根據(jù)切削力大小及機(jī)床的變速要求，初步確定主電機(jī)型。 總體設(shè)計 擬定傳動方 案 數(shù)控機(jī)床需要自動換刀、自動變速；且在切削不同直徑的階梯軸，曲線螺旋面和端面時，需要切削直徑的變化 ,主軸必須通過自動變速，以維持切削速度基本恒定。 (3)根據(jù)使用場所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)措施，選擇電動機(jī)的結(jié)構(gòu) 型式。所以本電機(jī)的電壓可選為380V。 各軸計算轉(zhuǎn)速 m i n/ 2 7nnm i n/r1 7 8nn/ m i 2 7　nnm i n/ 6 9nnm i n/r1 0 0 0nnⅡⅢⅡⅢⅠⅡ0Ⅰj0??????????12 . 421 () 各軸輸入功率 2ⅡⅢ2ⅠⅡ0Ⅰed0????????????? () 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 9550np9550T1789550np9550T9550np9550T9550np9550T10009550np 9550T2ⅢⅢ2Ⅲ1ⅢⅢ1ⅢⅡⅡⅡⅠⅠⅠ000????????????????????????? () 將以上計算結(jié)果整理后列于表 ，供以后計算選擇，供 Fz 以后計算使用： 主傳動系統(tǒng)的設(shè)計 13 表 各軸傳動參數(shù) 參數(shù) 軸 0 軸（電機(jī)軸） I 軸 (傳動軸） II 軸（中間傳動軸） III 軸（主軸 ) 計算轉(zhuǎn)（ minr ） 1000 427． 3 178/ 輸入功率（ Kw） 轉(zhuǎn)矩（ Nm? ） 153 349/ 傳動比 ? ? 1 43 ?? 轉(zhuǎn)速圖 由電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍 (包括恒功率變速范圍 )和各軸傳動比 ,作數(shù)控車床的轉(zhuǎn)速圖 , 見圖 . 圖 轉(zhuǎn)速圖傳動系統(tǒng)零部件設(shè)計 14 第三章 傳動系統(tǒng)零部件設(shè)計 傳動皮帶的設(shè)計和選定 （如無特殊說明，本小節(jié)公式均出自資料 [5]） 帶傳動是由帶和帶輪組成傳遞運動和動力的傳動。 傳動系統(tǒng)零部件設(shè)計 15 2d =i? 1dd = 160=208mm 根據(jù)表 88 圓整為 2dd =224mm 確定 V 帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長度 Ld 1初定帶輪距 得： ? ? ? ?21021 dddd ddadd ???? (33) 即 )224160(2a）224160（ 0 ????? 0 ?? 初取 mm500a0 ? 2計算帶所需的基準(zhǔn)長度： ]500x4)160224()224160(25002[a4)dd()dd(2a2L2021d2d2d1d00d?????????????? (34) 由表 82 選帶的基準(zhǔn)長度 Ld=1800mm 3計算實際中心距 a ： mm598)2 (2 LLaa 0dd0 ??????? (35) 安裝時所需最小軸間距： 0dmin ??? (36) 張緊或補(bǔ)償伸長所需最大軸間距： mm6 4 0dmax ??? (37) (5)驗算小帶輪包角 1? ： ??????????????? )160224( dd180 1d2d1 (38) 所以小帶輪包角合適。 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=18mm,考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng) 距 箱 體 內(nèi) 壁 一 段 距 離 s ，取 s=8mm, 已 知 滾 動 軸 承 寬 度 b=12mm, 則mmasL 37218512)3537(b21 ??????????? 軸 Ⅰ 結(jié)構(gòu)如圖所示：傳動系統(tǒng)零部件設(shè)計 19 圖 軸 Ⅰ 結(jié)構(gòu)圖 軸的受力分析和彎矩的計算 1P =，轉(zhuǎn)速 1n =，轉(zhuǎn)矩 ?? mmmmmzd 1 0 ???? 7 0 2tanFF 7 0 2105 ontr411t?????????? (315) 在水平面上 N276290 lFF lFF322t2NH323t1NH???????????? (316) 在垂直平面上 lFF lFF322r2NV323r1NV???????????? (317) 和轉(zhuǎn)矩 并做彎矩 扭矩 圖 （如下圖所示） 222V2H21NVV21NHH??????????????????? (318) ?? 對于直徑為 d 的圓軸，彎曲應(yīng)力為 WM?? ,扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為W2TWTT ???,將）193帶入公式（和 ?? ，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為 傳動系統(tǒng)零部件設(shè)計 20 ? ?1222ca W )T(M)W2 T(4)WM( ?????????? (319) 式中： ca? — 軸的計算應(yīng)力， MPa M— 軸所受的彎矩， N滾動軸承的左端靠在端蓋上，右端用軸肩定位 ，兩齒輪的另兩端用螺釘鎖緊擋圈定位。 2F1F ?? ?? 。 ③小齒輪的齒數(shù)初選為 1z ＝ 24， 2z ＝ 1z 3i ＝ 24 = 傳動系統(tǒng)零部件設(shè)計 27 按式（ 10－ 9a ）試算： 2131 12 .3 2 ( )[]t EtdHKT Zud u????? 確定公式內(nèi)的各計算值： ①初選載荷系數(shù) Kt＝ ； ②計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 由前文可知小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為 153N?m。 2S1S ?? ?? 。一端用 軸肩 定位 ,另一端用 套筒 定位。 一．主要失效形式 1．帶在帶輪上打滑，不能傳遞動力； 2．帶由于疲勞產(chǎn)生脫層、撕裂和拉斷； 3．帶的工作面 磨損。 降低變頻器功 率，節(jié)省成本和電源容量。 VFNC 系列是高速、高精、高效的伺服系統(tǒng)，可實現(xiàn)機(jī)床的高速、高精控制，并使機(jī)床更緊湊。電磁離合器用于數(shù)控機(jī)床的主傳動時，能簡化變速機(jī)構(gòu)，操作方便。數(shù)控車床作為高度自動化的機(jī)電一體化設(shè)備，其主傳動系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足如下基本要求。 研究方法 第一步，明確設(shè)計要求，找出研究的重難點：普通數(shù)控車床最基本的要求是精度達(dá)標(biāo)，穩(wěn)定可靠，操作、維修、保養(yǎng)方便，壽命較長，此外力求外型美觀?；剞D(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床最常用的一種典型換刀刀架，通過刀架的旋轉(zhuǎn)分 度定位來實現(xiàn)機(jī)床的自動換刀動作，根據(jù)加工要求可設(shè)計成四方、六方刀架或圓盤式刀架。數(shù)控車床得主傳動系統(tǒng)通常采用無級變速。一般來說，中、小規(guī)格的數(shù)控車床采用斜