【正文】 5%，即：取主軸內(nèi)徑和外徑之比為，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（中冊(cè)）表8361《空心軸系數(shù)表》得計(jì)算系數(shù)，則滿足強(qiáng)度要求的主軸最小直徑為：根據(jù)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖上主要零件的布置圖和軸的初步估算軸徑，進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從原理上看，其主軸功能與本次設(shè)計(jì)的臥式鏜銑數(shù)控機(jī)床主軸也很像。圖15　主軸前端支承結(jié)構(gòu)分析到這里只是勾勒出了雙層主軸前端的草圖，要確定前端一系列支承的徑向尺寸，必須先確定主軸后端的尺寸結(jié)構(gòu)（主軸做成前大后小，方便安裝和加工）?？紤]到主軸箱要在立導(dǎo)軌上作豎直方向成形運(yùn)動(dòng)，因此主軸箱寬度按立導(dǎo)軌的寬度選擇。a)確定齒輪材料和極限應(yīng)力傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足傳動(dòng)要求的前提下，應(yīng)盡可能降低成本，故變速齒輪選用45鋼表面淬火，硬度。已經(jīng)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表122得45鋼調(diào)質(zhì)處理后的許用彎曲應(yīng)力，則所以，Ⅱ軸強(qiáng)度滿足使用要求。圖25　銑削和鏜削加工示意圖鏜削加工通用性較強(qiáng)，但因?yàn)榧庸r(shí)刀桿懸伸布置，為保證鏜桿剛度和切削質(zhì)量，切削速度一般都較低，背吃刀量也較小，因此生產(chǎn)效率較低，多用于半精和精加工。則：因?yàn)?，故所選絲杠也符合壓桿穩(wěn)定的要求。8變速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的臥式鏜銑機(jī)床為數(shù)控機(jī)床，選用的主軸電機(jī)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。參考文獻(xiàn)[1] 文懷興，夏田．?dāng)?shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)踐指南[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008．[2] 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謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從選題到完成設(shè)計(jì)過(guò)程，得到了沈奇顯老師的親切關(guān)懷和細(xì)心指導(dǎo)?；就瓿闪嗽O(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求的內(nèi)容。該主傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速相對(duì)較高，箱體內(nèi)需要潤(rùn)滑的軸承和齒輪也較多，對(duì)滑潤(rùn)油需求量較大，因此本次設(shè)計(jì)中主軸箱內(nèi)采用噴油潤(rùn)滑。為此，對(duì)主軸進(jìn)給絲杠應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度校核。圖24　Ⅱ軸支承力學(xué)模型由軸承受力平衡可以得到下列方程：則在這里，并等于軸承預(yù)緊力的大小。轉(zhuǎn)矩　　　　　　　　　　　　　　圓周力　　　　　徑向力　　　　　軸向力　　　　　、的方向如圖22所示。因此，在機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)中，一般會(huì)用到2到3種模數(shù)，并沿高速級(jí)向低速級(jí)模數(shù)逐漸增大，以適應(yīng)輸出轉(zhuǎn)矩增大的需要的傳動(dòng)順序，模數(shù)逐漸增大，以適應(yīng)輸出轉(zhuǎn)矩增大或是滿足結(jié)構(gòu)要求的需要。為使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，主軸箱內(nèi)不設(shè)置隔板，外層主軸前后兩端軸承均安裝在主軸箱外壁上。主軸組件的滾動(dòng)軸承一般既要有承受徑向載荷的徑向軸承，又要有承受兩個(gè)方向軸向載荷的推力軸承。圖12?、蜉S軸頸尺寸分布圖該臥式鏜銑數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比，最大的特點(diǎn)是：立柱的水平移動(dòng)在加工中只用作粗定位時(shí)的移動(dòng)，而切削進(jìn)給由主軸的伸縮實(shí)現(xiàn)。如果將這部分材料旋轉(zhuǎn)在離圓心比較遠(yuǎn)的地方，可明顯地增大截面的極慣性矩，這樣就自然提高了軸的承載能力。因此，切削功率可用下式計(jì)算： 式中：——切削速度，；——切削力，單位。（c）是電主軸設(shè)計(jì)，這種變速方式大大簡(jiǎn)化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效提高了主軸部件剛度，但由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸即為機(jī)床主軸，受電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩特性限制，主軸輸出轉(zhuǎn)矩小，并且電動(dòng)機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸精度影響較大。銑削加工時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以由工件運(yùn)動(dòng)也可以由刀具運(yùn)動(dòng)來(lái)完成，或者部分由工件運(yùn)動(dòng)，部分由刀具運(yùn)動(dòng)完成，這樣就影響到了部件的配置和總體關(guān)系。ALPHA系列臥式加工中心立柱采用斜面概念的設(shè)計(jì)，剛性極高，具有臥式主軸和電主軸可交換使用的功能，具有“一機(jī)兩用”之功效，大大提高了機(jī)床的工藝性能，也降低了制造成本，這一創(chuàng)新引領(lǐng)著臥式鏜銑床的發(fā)展方向。刀庫(kù)安裝在立柱的側(cè)面，隨立柱移動(dòng)，還可配備直角銑頭、萬(wàn)能角銑頭、兩座標(biāo)數(shù)控銑頭、平旋盤等各種附件，一次裝夾完成孔、面、曲面的加工。如圖3所示，為幾種常見(jiàn)的數(shù)控臥式銑床布局結(jié)構(gòu)。因此，本次設(shè)計(jì)的臥式鏜銑數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)采用帶有變速齒輪的主傳動(dòng)，以滿足加工對(duì)機(jī)床變速范圍的要求和鏜削時(shí)對(duì)主軸輸出轉(zhuǎn)矩的要求。則切削力大小為：切削功率用式 計(jì)算?？紤]到主軸的伸縮式結(jié)構(gòu)，并且完成主軸箱設(shè)計(jì)后要與床身立柱相配合，此處結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要確定的是軸上各段軸頸的大小，長(zhǎng)度方向尺寸在主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后再考慮。另外聯(lián)想到的類似結(jié)構(gòu)還有變速箱中的滑移齒輪：滑移齒輪通過(guò)輪齒嚙合傳遞轉(zhuǎn)矩，當(dāng)需要變速時(shí)則可在花鍵的導(dǎo)向作用下進(jìn)行滑移，以實(shí)現(xiàn)齒輪在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也可以滑動(dòng)的功能。內(nèi)層主軸的伸縮運(yùn)動(dòng)是由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，進(jìn)而由絲杠螺母帶動(dòng)其向前伸出或退回的。該臥式鏜銑數(shù)控機(jī)床的立柱部分，是另外一位同學(xué)設(shè)計(jì)的，他設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌安裝寬度為，則箱體外側(cè)寬度可按如圖18所示裝配關(guān)系確定。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖532c查得45鋼表面淬火后齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖533c查得45鋼表面淬火后接觸疲勞極限應(yīng)力。本次設(shè)計(jì)中的齒輪均為硬齒面，在前面的設(shè)計(jì)中按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，故還應(yīng)校核其齒面的接觸疲勞強(qiáng)度。與前面計(jì)算主軸電機(jī)功率時(shí)的原理相同，在這里我們先求出鏜削時(shí)的切削力。實(shí)踐證明，絲杠的軸承組合及軸承座以及其它零件的連接剛性不足，將嚴(yán)重影響滾珠絲杠副的傳動(dòng)精度和剛度。但是，為了改善主軸的輸出轉(zhuǎn)矩特性，使主軸在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)仍能滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求，設(shè)計(jì)中采用在無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)中串聯(lián)機(jī)械變速環(huán)節(jié)的方法，將主軸電機(jī)的變速范圍分割成高、低兩段，實(shí)現(xiàn)分段無(wú)級(jí)變速，以匹配主軸與負(fù)載的轉(zhuǎn)特性。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和精益求精的工作作風(fēng)，為保證畢業(yè)設(shè)計(jì)保持保量完成打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也深深地感染和激勵(lì)著我。在本次設(shè)計(jì)中，在參考國(guó)內(nèi)外同類機(jī)床產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的下，完成了主軸鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，完成了主傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理布置了各軸空間位置；并繪制了完整的臥式鏜銑數(shù)控機(jī)床的總裝圖，明確了主軸箱、立柱、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等主要部件的裝配和相對(duì)位置關(guān)系。7主軸箱潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)零件之間不可避免地存在摩擦和磨損，因此，為機(jī)械系統(tǒng)選擇合理的潤(rùn)滑方式不但可以減小零件間的摩擦、磨損，延長(zhǎng)零部件的使用壽命，也能減小系統(tǒng)運(yùn)行的不平穩(wěn)