【正文】 主軸的極限轉(zhuǎn)速時(shí)的加工直徑，按經(jīng)驗(yàn)分別?。ā〥和（～）D。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)。，它們由步進(jìn)電機(jī)，齒輪副，絲桿螺母副組成，它的傳動(dòng)比應(yīng)滿足機(jī)床所要求的。主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響大，因此主軸上齒輪少些為好，最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副選用2，或者用一個(gè)定比傳動(dòng)副。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)速不宜太高。，最小傳動(dòng)比umin≥1/4。2. 保證強(qiáng)度和防止熱處理變形過(guò)大，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚δ≥2mm，一般取δ5mm則zmin≥+，具體的尺寸可參考圖。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑，亦可因而緩和沖擊及隔離震動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。 三角帶的計(jì)算長(zhǎng)度是通過(guò)三角帶截面重心的長(zhǎng)度。強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭轉(zhuǎn)載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。計(jì)算花鍵軸的剛度時(shí)可采用直徑或當(dāng)量直徑。選用時(shí)應(yīng)作必要的計(jì)算。2． 譯碼電路設(shè)計(jì)　　　由于這里擴(kuò)展的容量較大，擴(kuò)展多個(gè)外圍芯片。I/,8255芯片的片選信號(hào)接74LS138的。脈沖分配器及前面的微機(jī)接口芯片，工作電壓一般為5V，而作為電機(jī)電源的許符合步進(jìn)電機(jī)要求的額定值，為避免干擾，在它們之間采用光電隔離電路．１、脈沖分配器（環(huán)形分配器）　　這里X向、Y向和Z向三個(gè)方向均采用YB015環(huán)形分配器。參 考 文 獻(xiàn)[1] 趙玉剛， [2] ,[3] ， [4] ， [5] ，[6] 蔡美琴， ， [7] 張新義主編．經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 [8] 余英良主編．機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994[9] 王貴明主編．?dāng)?shù)控實(shí)用技術(shù)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001[10] 張建綱，胡大鋒主編．?dāng)?shù)控技術(shù)．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000二、步進(jìn)電機(jī)接口及驅(qū)動(dòng)電路　　通常在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中，大多采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制，步進(jìn)電機(jī)是一種用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，并將電脈沖轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的角位移的電機(jī)，其角位移兩與電脈沖成正比，其轉(zhuǎn)速與電脈沖頻率成正比，通過(guò)改變脈沖頻率就可以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。I/O接口電路及輔助電路設(shè)計(jì)一、綜合考慮以上因素，這里我們選用8031芯片作為CPU由于8031芯片內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器，需要擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器支持，同時(shí)8031內(nèi)部只有128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供用戶使用，也不能滿足控制系統(tǒng)的要求，故需要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。根據(jù)接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為：經(jīng)查表取： …………取N=，代入公式得： ……… 根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為：查表取代入公式得： …… ……………… 經(jīng)校核和查表取m=。根據(jù)參考書(shū)中所給出的公式和本次設(shè)計(jì)所必須滿足的條件，在傳動(dòng)過(guò)程中所有軸的直徑的估算如下： nj（主）=nminψz/31 ……………………… =125 r/minⅤ主軸 nj=n6=125 r/min ；Ⅳ 軸 nj=n7=160 r/min ；Ⅲ 軸 nj=n11=400 r/min ；Ⅱ 軸 nj=n14=800 r/min ；Ⅰ 軸 nj=960 r/min ；由 ： ………………………則計(jì)算主軸Ⅴ和中間軸的直徑d如下：Ⅴ主軸 d5=64 mm ；Ⅳ 軸 d4=40 mm ；Ⅲ 軸 d3=40 mm ；Ⅱ 軸 d2=40 mm ；Ⅰ 軸 d1=30 mm ；3. 傳動(dòng)軸剛度的驗(yàn)算： 1）.軸的彎曲變形的條件和允許值機(jī)床主傳動(dòng)的彎曲剛度驗(yàn)算，主要驗(yàn)算軸上裝齒輪和軸承處的橈度y和傾角θ。、特定長(zhǎng)度、平穩(wěn)工作情況下傳遞的功率值。此速度完全符合B型皮帶的轉(zhuǎn)速。由確定的齒輪齒數(shù)所得的實(shí)際轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)設(shè)計(jì)理論值難以完全相符合，需要驗(yàn)算主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速，最大誤差不得超過(guò)正負(fù)10（ψ1）%。根據(jù)要求的傳動(dòng)比u和初步定出的傳動(dòng)齒輪副齒數(shù)和Sz，查表即可求出小齒輪齒數(shù)?！?m/s（可用7級(jí)精度齒輪）。具體的安裝圖可由手冊(cè)查到。根據(jù)此方法，中型車床典型重切削條件下的用量：根據(jù)設(shè)計(jì)書(shū)表中推薦的數(shù)值： 取 P= 傳動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效，可考慮到本次設(shè)計(jì)的需要可以參考一下這個(gè)方案。，在保證一定加工精度的前提下，應(yīng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)應(yīng)采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。，主運(yùn)動(dòng)部分z=18級(jí)，即傳動(dòng)方案的選擇采用有級(jí)變速最高轉(zhuǎn)速是2000r/min，最低轉(zhuǎn)速是40r/min。確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目級(jí)數(shù)為Z的傳動(dòng)系統(tǒng)有若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成，各傳動(dòng)組分別有ZZZ3…個(gè)傳動(dòng)副。根據(jù)常用電機(jī)所提供的資料，選用： Y132S4 電動(dòng)機(jī)Ⅰ軸從電機(jī)得到運(yùn)動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)化成主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速。在此條件下，可適當(dāng)選用較高的中間軸轉(zhuǎn)速。 在本次設(shè)計(jì)中采用的就是常用傳動(dòng)比的適用齒數(shù)（小齒輪）表就見(jiàn)教科書(shū)〈〈機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)〉〉。即 ％或按公式： Δn=2%～+6% ………………………………… 如果超差，要根據(jù)誤差的正負(fù)以及引起誤差的主要環(huán)節(jié)，重新調(diào)整齒數(shù)，使轉(zhuǎn)速數(shù)列得到改善。4）.初定中心距A0：帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床總體布局初步選定，一般可以在下列范圍內(nèi)選取： A0=（～2）（D1+D2） mm ……………………… =352（～2）mm=～704mm取 A0=704 mm 距過(guò)小，將降低帶的壽命；中心距過(guò)大時(shí)，會(huì)引起帶振動(dòng)。 C1包角系數(shù)。各類軸的橈度y和裝齒輪和軸承處傾角θ，應(yīng)小于彎曲剛度的許用值[Y]和[θ]值，即： y≤[Y]； ………………… θ≤[θ] ………………… 由于書(shū)寫(xiě)量比較大而篇幅不足的原因，所以在此就省了。2.Ⅱ軸傳到Ⅲ軸的模數(shù)：齒輪接觸疲勞的計(jì)算： ……………………………經(jīng)校核取m=。一、程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展8031的程序存儲(chǔ)器的尋址空間為64Ｋ字節(jié)，8031片內(nèi)不帶ROM，用作程序存儲(chǔ)器的器件是EPROM。I/O接口電路設(shè)計(jì)　　8031單片機(jī)共有四個(gè)８位并行　　驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的脈沖需要按所需的順序供給電機(jī)個(gè)相。[11] 鄧星鐘主編．機(jī)電傳動(dòng)控制．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001[12] ．北京：兵器工業(yè)出版社，1999[13] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999[14] ,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997[15] :遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,199940。為使步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行并輸出一定的功率，需要有足夠的功率提供給步進(jìn)電機(jī)，因此需要有功率放大環(huán)節(jié)。這里根據(jù)系統(tǒng)功能及需要,擴(kuò)展一片8155和一片8255可編程接1． 地址鎖存器由于8031芯片的口是分時(shí)傳送低8位地址線和數(shù)據(jù)線的，故8031擴(kuò)展系統(tǒng)中一定要有地址鎖存器，常用的地址鎖存器芯片是742S373，742S373是帶三態(tài)緩沖輸出的8D觸發(fā)器，其引腳與8031芯片的連接。摩擦電磁離合器目前在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用十分廣泛，因?yàn)樗梢栽谶\(yùn)轉(zhuǎn)中自動(dòng)的接通或脫開(kāi)，且具有結(jié)合平穩(wěn)，沒(méi)有沖擊、構(gòu)造緊湊的特點(diǎn)，部分零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，多用于機(jī)床主傳動(dòng)。當(dāng)軸的直徑相差不大且計(jì)算精度要求不高時(shí)，可把軸看作等徑軸，采用平均直徑來(lái)進(jìn)行計(jì)算。此公式中所有的參數(shù)沒(méi)有作特別說(shuō)明的都是從〈〈機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)〉〉傳動(dòng)軸除了應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外