【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：配套絲桿螺距：6mm 脈沖當(dāng)量：圓盤工作臺(tái)由Y1向（3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)聯(lián)接控制130BF001型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：配套絲桿螺距：6mm 脈沖當(dāng)量：圓盤工作臺(tái)上縱向運(yùn)動(dòng)由X2向（4）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)聯(lián)接控制110BF001型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：配套絲桿螺距：6mm 脈沖當(dāng)量：圓盤工作臺(tái)上橫向運(yùn)動(dòng)由Z2向（5）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)聯(lián)接控制110BF001型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：配套絲桿螺距：6mm 脈沖當(dāng)量：CK6163數(shù)控車床改造為弧面蝸桿專用加工機(jī)床后，要求能完成一般車削及加工任意錐面、球面、螺紋等，并具有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)及其它輔助功能。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，選用JWK5/2經(jīng)濟(jì)型機(jī)床微機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用MCS51系列單片機(jī)，ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控代碼編程，功能較完備，驅(qū)動(dòng)性能好?？v向和橫向均采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)—→降速齒輪—→滾珠絲杠螺母副—→溜板的傳動(dòng)方式。23 專用弧面蝸桿數(shù)控車床的基本結(jié)構(gòu)床身 床身是用HT300澆鑄而成的。它由牢固的橫向十字筋組成，振動(dòng)低。2個(gè)90176。V形平導(dǎo)軌是經(jīng)過高頻淬火和精密磨削加工而成的，拖板和尾架各使用一個(gè)90176。V形平導(dǎo)軌?？v向走刀（Z向）采用滾珠絲桿傳動(dòng)，絲桿安裝在床身前面，主電機(jī)安裝在床身后面。主軸箱 主軸箱是用HT250澆鑄而成的，它由4顆螺釘固定在床身上。在床頭箱里，主軸安裝在2個(gè)圓錐滾子軸承（727212）上。主軸有一個(gè)248。38的通孔，主軸端內(nèi)孔錐度為莫氏5號(hào)。拖板 大拖板是用HT200澆鑄而成的，其滑動(dòng)導(dǎo)軌面經(jīng)過精密磨削，它與床身上的90176。V形平導(dǎo)軌之間無間隙，下面的滑動(dòng)部分能夠簡(jiǎn)單而又方便的調(diào)整。中拖板是安裝在大拖板上的，通過滾珠絲桿傳動(dòng)可帶動(dòng)中拖板在大拖板上滑動(dòng)，可通過鑲條來調(diào)整中拖板與大拖板燕尾導(dǎo)軌的間隙。尾架及其調(diào)整 尾架通過鎖緊受柄拉緊鎖緊塊，固定在床身上，尾架有一個(gè)帶3號(hào)莫氏錐孔的套筒。尾架套筒在任何位置都能用鎖緊手柄將其鎖緊。工作臺(tái) 弧面蝸桿數(shù)控專用加工機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作轉(zhuǎn)臺(tái)由滑座、十字滑臺(tái)、工作臺(tái)等零件組成。工作臺(tái)X軸向移動(dòng)，由已預(yù)緊且通過座、緊固在工作臺(tái)上的滾珠螺母和兩端分別用右托架、電機(jī)座固定在十字滑臺(tái)上的絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。絲桿是由電機(jī)通過同步齒形帶及兩帶輪來驅(qū)動(dòng)的。工作臺(tái)Y向移動(dòng)由已預(yù)緊且通過底座、緊固在十字滑臺(tái)上的滾珠螺母和用電機(jī)座固定在滑座上的絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。絲桿是由電動(dòng)機(jī)通過同步齒形帶及帶輪來驅(qū)動(dòng)的。工作臺(tái)面有六條T形槽，用來對(duì)工件進(jìn)行安裝、定位，中間的T形槽是定位T形槽。第三章 弧面蝸桿數(shù)控專用機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)31 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)選擇（1）主傳動(dòng)的確定，和公比Ф的確定：根據(jù)ZJK7532的使用說明書，初步定主軸轉(zhuǎn)速范圍為32～1000r／min， 則Ф＝=＝＝由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)值得：Ф=。令，則則取。（2）確定變速組和傳動(dòng)副數(shù)目：大多數(shù)機(jī)床廣泛應(yīng)用滑移齒輪的變速方式，為了滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操縱方便的要求，通常采用雙聯(lián)或三聯(lián)滑移齒輪，因此主軸轉(zhuǎn)速為12級(jí)的變速系統(tǒng)，總共需要兩個(gè)變速組。（3）確定傳動(dòng)順序方案： 按著傳動(dòng)順序，各變速組排列方案有： 12＝322 12＝232 12＝223從電機(jī)到主軸，一般為降速傳動(dòng)。接近電機(jī)處的零件，轉(zhuǎn)速較高，從而轉(zhuǎn)矩較小，尺寸也就較小。如使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在接近電機(jī)處，則可使小尺寸的零件多些，而大尺寸的零件可以少些，這樣就節(jié)省省材料，經(jīng)濟(jì)上就占優(yōu)勢(shì)，且這也符合“前多后少”的原則。從這個(gè)角度考慮，以取18=332的方案為好，本次設(shè)計(jì)即采用此方案。32 傳動(dòng)方案的擬訂根據(jù)以上分析及計(jì)算，擬定主軸箱、變速箱傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖如下：圖32中，第Ⅰ軸至第Ⅲ軸，其結(jié)構(gòu)式為： 4=圖31中，第Ⅳ軸至第Ⅷ軸，機(jī)床主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)采用分離傳動(dòng)，其主要特點(diǎn)是：（1） 在滿足傳動(dòng)副極限傳動(dòng)比的條件下，可以得到較大的變速范圍。（2） 高速由短支傳動(dòng)，有助于減少高速時(shí)機(jī)床的空運(yùn)轉(zhuǎn)功率損失。而且高速分支的尺寸可相對(duì)小些。（3） 變速級(jí)數(shù)不像常規(guī)變速系統(tǒng)那樣受2，3因子的限制，如與部分轉(zhuǎn)速重合的方法配合，幾乎可以得到任意的變速級(jí)數(shù)，大大增加了可供選擇方案的數(shù)目。33 齒輪傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)選擇以機(jī)床變速箱中第Ⅰ軸和第Ⅱ軸間，兩嚙合直齒圓柱齒輪Z1和Z2，對(duì)其進(jìn)行齒輪傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。根據(jù)總體結(jié)構(gòu)方案，主電機(jī)功率13KW,轉(zhuǎn)速1450r/min，要求輸出軸轉(zhuǎn)速1000 r/min，齒輪齒數(shù)比U=。具體計(jì)算如下：（1)大、小齒輪的材料均為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)與表面淬火處理，硬度為40～50HRC（2)選小齒輪齒數(shù)Z1=28,大齒輪齒數(shù)Z2=U3Z1==35,齒數(shù)比U=（3)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即d1t≥ 1選取載荷系數(shù) Kt= 2計(jì)算大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T2 = 3選取齒寬系數(shù)Φd =1 4查得材料的彈性影響系數(shù)ZE = 5按齒面硬度查得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限δHlim1 =δHlim2 =550 MPa 6計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N2 =60n1jLh=6031450313(2383365315)=N1 == 7查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=；KHN2= 8計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得 = =9 試算小齒輪分度圓直徑d1t,帶入中較小的值d1t≥ =10計(jì)算圓周速度n11計(jì)算齒寬bb=Φd3d1t= mm= mm12計(jì)算齒寬與齒高之比b/h模數(shù) mt=d1t/Z1=齒高 h== mm= mm b/h=13計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)n=,7級(jí)精度，查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv=；直齒輪，假設(shè)KAFt/b ＜100 N/mm。查表得KHα=KFα=；查表得使用系數(shù)KA=1；查得7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，KHβ=+（1+）Φd+將數(shù)據(jù)帶入后，得KHβ=+（1+）31+=；由b/h=，KHβ=《機(jī)械設(shè)計(jì)》1013得KFβ=；故載荷系數(shù) K=KAKvKHαKHβ==14按實(shí)際的載荷系數(shù)效正所得的分度圓直徑，由式 15計(jì)算模數(shù)m m=d1/Z1=（4）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)1查得大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限均為δFE1=710MPa；2查得彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=,KFN2=；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 4計(jì)算載荷系數(shù)KK=KAKvKFαKFβ==5查取齒形系數(shù)查得YFa1=； YFa2=。6查取應(yīng)力校正系數(shù)查得YSa1=；YSa2=。7計(jì)算大、小齒輪的并加以比較小齒輪的數(shù)值大。8設(shè)計(jì)計(jì)算 mm= mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，=3 mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1= mm,算出小齒輪的齒數(shù)，取Z1=32 mm大齒輪齒數(shù) Z2=U3Z1==40，取Z2=40。（5）幾何尺寸計(jì)算 1計(jì)算分度圓直徑d1= Z13m=3233 mm=96 mm ；d2= Z23m=4033 mm=120 mm 2計(jì)算中心距 a=(d1+d2)/2=108 mm 3計(jì)算齒輪寬度b=Φd3d1=1396 mm=96 mm因?yàn)樽兯傧渲?，小齒輪1固定安裝在第Ⅱ軸上；大齒輪2安裝在第Ⅰ軸上，且為雙聯(lián)滑移齒輪，變速箱做減速傳動(dòng)?？紤]整個(gè)變速系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及其安裝，取B2=108 mm，B1=42 mm。4驗(yàn)算＜100 N/mm,合適。5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖如下：機(jī)床主軸箱中，第Ⅶ軸和軸Ⅷ間為一對(duì)斜齒輪，兩齒輪的材料選用40Cr，經(jīng)過調(diào)質(zhì)與表面淬火處理，硬度為48～55HRC，許用接觸強(qiáng)度疲勞應(yīng)力，精度等級(jí)取7級(jí)。經(jīng)校核，齒輪齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度均滿足要求。此處，計(jì)算和驗(yàn)算過程略。兩斜齒輪參數(shù)選擇具體如下：1齒輪齒數(shù)Z1=30 ； Z2=u3Z1=2330=602中心距，將中心距圓整為210mm3按圓整后的中心距修正螺旋角：4大、小齒輪的分度圓直徑5齒輪寬度圓整后取B2=100 mm，B1=110 mm。6齒輪結(jié)構(gòu)如圖所示 弧面蝸桿加工專用數(shù)控機(jī)床是對(duì)CK6163型數(shù)控車床的改造，弧面蝸桿數(shù)控加工機(jī)床主軸箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)布置和參數(shù)的選擇均參考原CK6163型數(shù)控車床。主軸箱中，各軸間齒輪的齒數(shù)和模數(shù)與原CK6163型數(shù)控車床主軸箱內(nèi)部齒輪的齒數(shù)和模數(shù)相同。變速箱和主軸箱內(nèi)部齒輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖42如下所示：34 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 軸Ⅱ的設(shè)計(jì)計(jì)算 1〉軸的材料選用45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。2〉軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)是參考了CK6163的Ⅱ軸，如圖所示：3〉 由于軸的實(shí)質(zhì)結(jié)構(gòu)沒有變化，而且各部