【正文】 故載荷系數(shù) 1 .6 6HHK K K K K?????? ⑤實(shí)際的載 荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 3311 1 . 6 66 5 . 2 8 7 0 . 81 . 3ttKd d m mK? ? ? 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 a13 212 ()[]Fa SdFYYKTm Z??? （ 1）①查取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? 2 ? ②查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1 500FE MPa? ? ； 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 380FE MPa? ? 查取應(yīng)力校正系數(shù)查表得 1 ? 2 ? 查取齒形系數(shù)查表得 1 ? 2 ? ③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 取彎曲疲勞安全系數(shù) ? ,由式（ 1012）得 1112220 . 8 5 5 0 0[ ] 3 0 3 . 5 71 . 40 . 8 8 3 8 0[ ] 2 3 8 . 8 61 . 4F N F EFF N F EFK M P a M P aSK M P a M P aS?????? ? ??? ? ? ④計(jì)算載荷系數(shù) K 1 1 . 1 7 1 1 . 3 5 1 . 5 8A V F FK K K K F??? ? ? ? ? ? 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度都滿足校核，按接觸強(qiáng)度算的的分度圓直徑 1 mm? ，算出小齒輪齒數(shù) 11 m??,取 1 24Z? 。 ②選擇載荷系數(shù) ?K ③ 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 5 411 19 5 . 5 1 0 1 . 8 1 1 0pT N m mn?? ? ? ④ 查表可知齒寬系數(shù) 1?d? ⑤ 根據(jù) 齒面硬度來查得的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim1 600H MPa? ? ； 和大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 lim 2 550H MPa? ? ⑥ 查表取接觸疲勞壽命系數(shù) ?NZ ?NZ ⑦ 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 ? ? M P aS ZH NHH 5 4 0 0m i n 11l i m1 ???? ?? ? ? M P aS ZH NHH i n 22l i m2 ???? ?? （ 2）計(jì)算 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 ①計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 1td 4221 331 1 1 . 3 1 . 8 1 1 0 4 1 8 9 . 82 . 3 2 ( ) 2 . 3 2 ( ) 6 5 . 2 8[ ] 1 3 5 2 2 . 5EtHK T Zud m mdu?? ? ? ? ?? ? ?? ②計(jì)算齒寬 b 1 1 6 5 .2 8 6 5 .2 8tb d d m m?? ? ? ? ③ 計(jì)算齒寬與齒高之比 bh 116 5 . 2 8 2 . 9 722tt dm m mZ? ? ? 2 .2 5 2 .2 5 2 .9 7 6 .6 8th m m m? ? ? ? ?? ④計(jì)算小齒輪的載荷系數(shù) 根據(jù) /v m s? ， 7級精度，查表得動(dòng)載荷系數(shù) ? 。 60i? 可得步距角為 ： ????? i? 計(jì)算的值與 11BYG250D0502步進(jìn)電機(jī)的步距角相吻合。齒輪： ? ? 軸承： ? ? 蝸桿 。步進(jìn)電機(jī)的單位是一步，比較明顯的數(shù)字特征極大地方便了計(jì)算機(jī)控制。 在功率步進(jìn)電機(jī)的選擇方面，實(shí)際上應(yīng)該大約算出機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率以及機(jī)械的負(fù)載慣量，使之能夠在與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配的同時(shí)還擁有一定的計(jì)算余量，使機(jī)床快速移動(dòng)的頻率小于高速連續(xù)工作的頻率 優(yōu) 點(diǎn)： 直接利用數(shù)字量進(jìn)行控制； 傳動(dòng)慣量小，啟動(dòng)，停止方便； 成本低； 無誤差積累； 定位準(zhǔn)確； 低頻率特性比較好； 調(diào)速范圍較寬 步進(jìn)電機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 許多機(jī)械加工需要微量進(jìn)給。 在步進(jìn)電機(jī)的選擇方面，步距角和機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)要匹配，這樣機(jī)床所需的脈沖當(dāng)量就可以獲得。 在步進(jìn)電機(jī)的選擇方面，開始要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率必須大于負(fù)載所需要的功率。同時(shí)電機(jī)總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比，與之相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入的脈沖頻率大小。為了提高減摩擦性和耐磨性，蝸輪通常采用價(jià)格較貴的有色金屬制造。 2．傳動(dòng)平穩(wěn) 蝸桿齒是連續(xù)的螺旋齒，與蝸輪的嚙合是連續(xù)的，因此，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。 所以數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)方案為方案二：步進(jìn)電機(jī) —— 齒輪傳動(dòng) —— 蝸桿傳動(dòng) —— 工作臺(tái)。 （ 4） 結(jié)構(gòu)工藝性要求；如結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、使用維護(hù)便利、工 藝性和經(jīng)濟(jì)合理等。在本課題中，原動(dòng)機(jī)采用應(yīng)采用步進(jìn)電機(jī)，工作臺(tái)為 T形槽工作臺(tái)，傳動(dòng)裝置由齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)組成。在全閉環(huán)控制系統(tǒng)中，由高精度的圓光柵發(fā)出工作臺(tái)精確到位信號，反饋給數(shù)控裝置進(jìn)行控制。在工作臺(tái)需要回轉(zhuǎn)時(shí)，先使小液壓缸的上腔接通回油路，在彈簧的作用下，鋼球抬起，夾緊瓦將蝸輪松開。 可是因?yàn)?同一側(cè)的螺距是 一樣 的，所以 一樣可以 保持正常 的嚙合情況 。 既 定的指令 控制著 它的分度轉(zhuǎn)位、定位鎖緊和進(jìn)給?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)分度，擴(kuò)大了數(shù)控機(jī)床加工范圍。因此，日本、美國、意大利、 西班牙、印度等國，都采用了一些扶持本國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施。 因此，體現(xiàn)國家綜合國力水平和影響到國家戰(zhàn)略地位的數(shù)控技術(shù)，它的水 平高低是決定了一個(gè)國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度高低，同時(shí)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展焦點(diǎn)已經(jīng)聚焦到加工機(jī)床與生產(chǎn)的數(shù)控化的實(shí)現(xiàn)上。 數(shù)控技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 當(dāng)今世界上的所有產(chǎn)品，哪個(gè)不是由機(jī)床直接或間接所制造的機(jī)器或工具機(jī)械所制造的，所有把機(jī)床稱為工作母機(jī)，當(dāng)今制造業(yè)的現(xiàn)代化程 度完全取決于它的現(xiàn)代化程度，而數(shù)控機(jī)床又是機(jī)床的現(xiàn)代化程度的集中體現(xiàn)，工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)也是數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵是數(shù)控技術(shù)。它是連接 CIMS 各功能分系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用國際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)各分系統(tǒng)間信息與數(shù)據(jù)的通信與交換。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 （ 4） 質(zhì)量保證分系統(tǒng)。采用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行產(chǎn)品設(shè) 計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、制造準(zhǔn)備及產(chǎn)品性能測試等階段的工作，即 CAD/CAPP/CAM 系統(tǒng)，目的是使產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)更高效、更優(yōu)質(zhì)、自動(dòng)地進(jìn)行。一般 CIMS 通常又管理信息分系統(tǒng)、設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)、制造制動(dòng)化分系統(tǒng)、質(zhì)量保證分系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分系統(tǒng)六個(gè)部分組成，即 CIMS 由四個(gè)功能分系統(tǒng)和兩個(gè)支撐系統(tǒng)組成，圖 14所示為 CIMS 的構(gòu)成框圖。 CIMS 是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù) 、制動(dòng)化技術(shù)、制造技術(shù)和現(xiàn)代管理科學(xué)的基礎(chǔ)上，將制造工廠的全部生產(chǎn)和經(jīng)營活動(dòng) 設(shè)計(jì)、制造及經(jīng)營管理（包括市場調(diào)研生產(chǎn)決策、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造以及銷售經(jīng)營）等與整個(gè)生產(chǎn)過程有關(guān)的各種分布的制動(dòng)化子系統(tǒng)，通過新的生產(chǎn)管理模式、工藝?yán)碚摵陀?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)的集成起來，構(gòu)成一個(gè)優(yōu)化的完整的全面自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，從而獲得更高的整體效益，縮短產(chǎn)品開發(fā)制作周期。 柔性制造系統(tǒng)不僅節(jié)省了上料、下料與調(diào)整時(shí)間，而且系 統(tǒng)只需要最低限度的操作人員，并能實(shí)現(xiàn)夜班無人作業(yè)，操作人員只負(fù)責(zé)啟停系統(tǒng)和裝卸工作，特別是柔性制造系統(tǒng)中的各工作單元以及整個(gè)系統(tǒng)均由計(jì)算機(jī)控制。 （ 3） 信息系統(tǒng)。物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)控制下主要實(shí)現(xiàn)工件、刀具和夾具的輸送及入庫存放，它由自動(dòng)化倉庫。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 13 柔性制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 （ 1） 加工系統(tǒng)。 FMC 具有規(guī)模小，成本低（相對FMS），占地面積小，便于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，它可在單元計(jì)算機(jī)的控制下，配以簡單的物料傳送裝置，擴(kuò)展成小型的柔性制造系統(tǒng) ，特別適用于中、小型企業(yè)。用于工件的輸送與中間存儲(chǔ)是環(huán)形工作臺(tái)，由內(nèi)側(cè)的環(huán)鏈拖動(dòng)在環(huán)形導(dǎo)軌上回轉(zhuǎn)的是托盤座，并且每個(gè)托盤座上都有地址識(shí)別碼。由于工件一次裝夾后可在柔性制造單元中的加工中心上加工， 因此比加工中心具有更高的制造柔性、加工精度和生產(chǎn)效率。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 圖 DNC 的基本功能是傳送 NC程序。分布式數(shù)控既具有直接數(shù)字控制的所有功能，也具有系統(tǒng)控制、系統(tǒng)信息收集及系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視等功能。 先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù) 直接數(shù)字控制系統(tǒng) 直接數(shù)字控制（ Direct Numerical Control）又稱為分布式數(shù)字控制（ DNC），其研究始于 20世紀(jì) 60年代。 為了適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的需要，同時(shí)也是為了達(dá)到改善普通機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和可靠性的目的，滿足減少其裝配時(shí)的工作量從而達(dá)到提高裝配效率的目的，數(shù)控機(jī)床的精密化越來越高。開放式的體系結(jié)構(gòu)不僅可以通過升檔或剪裁使之構(gòu)成各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)，而且可以通過擴(kuò)展從而構(gòu)成不同類型的數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，從而大大縮短了開發(fā)生 產(chǎn)周期。當(dāng)前在電主軸出現(xiàn)的情況下，大為簡化了 5 軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)，大幅度降低了其制造難度和成本，縮小了數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距，最終推動(dòng)了復(fù)合加工機(jī)床（含 5 面加工機(jī)床）和復(fù)合主軸頭類型的 5 軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。 增加了數(shù)控機(jī)床的復(fù)合加工功能即為數(shù)控機(jī)床的復(fù)合化，并且進(jìn)一步提高了工序的集中度，減少了多工序加工零件的上下料時(shí)間，避免了在不同機(jī)床上的零件進(jìn)行的工序轉(zhuǎn)換，從而增加了工序間等待和輸送時(shí)間，降低了零件的生產(chǎn)周期，最終滿足了敏捷生產(chǎn)的現(xiàn)代生產(chǎn)模式的需要。 (3)越來越網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)控技術(shù)。 （ 2）越來越智能化的數(shù)控技術(shù) 。 向高速化方向發(fā)展的數(shù)控機(jī)床，充分地發(fā)揮了現(xiàn)代刀具材料的性能，不但大幅度提高了零件的表面加工質(zhì)量和精度，而且還降低了加工成本、提高了加工效率，適應(yīng)了制造業(yè)對低成本、優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)的需求。截止到目前，不斷升級的數(shù)控系統(tǒng)第五代和更加完善和普及的數(shù)控系統(tǒng)第六代，在數(shù)控系統(tǒng)的功能和性能方面都得到了很大的提高，而且在體積和價(jià)格方面的下降幅度也在不斷增大。基于 PC 的數(shù)控系統(tǒng)的是第六代數(shù)控系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是將所采用通用型的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為數(shù)控系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)。包括第四代（ 1