【正文】 nY=220MP][w?把以上參數(shù)代入式（2—6）得 )(1382?????jm代入式（27）得 ????wm 經(jīng)查標準系列得 .IIIII 間齒輪的模數(shù)按接觸疲勞強度計算模數(shù)： .)0(1638][)1(638 223 ???????jmjsj niZPK??按彎曲疲勞強度計算模數(shù)： ][27533321 ?????jmjswnYZP??經(jīng)查標準系列得 . 各軸間中心距的計算模數(shù)確定以后根據(jù)齒輪齒數(shù)就可以確定各軸中心距了III 間的中心距 mmZa2035.)836(2)(1 ???? IIIII 間的中心距 .1)()(32 確定各軸最小直徑軸的最小直徑可由公式： 求得（其中： 為各軸的計4108jpnnd?jn算轉(zhuǎn)速） 。jn 各齒輪副模數(shù)計算結(jié)構(gòu)確定以后，齒輪的工作條件、空間安排、材料和精度等都已確定，才可能核算齒輪的接觸疲勞和彎曲疲勞值是否滿足要求。（2）各軸上齒輪的計算轉(zhuǎn)速各變速組內(nèi)一般只計算組內(nèi)最小的,也是強度最薄弱的齒輪,故也只需確定最小齒輪的計算轉(zhuǎn)速。至于中間傳動件(包括軸上的傳動件)的計算轉(zhuǎn)速，也是按照上述原則，取主軸傳遞全部功率時，各中間傳動件相應(yīng)轉(zhuǎn)速中最低的一級轉(zhuǎn)速作為中間傳動件的計算轉(zhuǎn)速，即各個中間傳動軸和齒輪副的計算轉(zhuǎn)速，同樣應(yīng)是各自傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。由此可知，通用機床主傳動系統(tǒng)只是從某轉(zhuǎn)速開始才有可能使用電動機的全部功率。據(jù)調(diào)查，主抽在最低一段的幾級轉(zhuǎn)速一般用來加工螺紋、鉸孔、精鏜等輕負荷工作，或者是用于相加工，但切削速度較低，這些工序都不需要使用電動機的全部功率。對于專用機床，它是按照持定工藝設(shè)計的，傳遞的功率和轉(zhuǎn)速是固定不變的，所傳遞的轉(zhuǎn)矩也是一定的。首先計算最小齒輪所在的那對齒輪副 設(shè)定 ，則可找出：?i2min?Z257,0,124053,?i相應(yīng)的齒數(shù)和 .1,8,ZS同理，按傳動比 也可以找出一系列分數(shù)，但應(yīng)使其齒數(shù)和盡量與32,i圖 24 齒輪的齒厚齒數(shù)和數(shù)值相等或近似。??10%???4500r/min 過高，所以在 III 間加一個降速傳動比（35/77） ，這樣也有利于設(shè)計變形機床，因為只要改變這對降速齒輪傳動比，主軸的轉(zhuǎn)速就能提高或降低。5)保證主軸的轉(zhuǎn)速誤差在規(guī)定范圍之內(nèi)。對于標準齒輪，最小齒數(shù)一般取 。也就是說在同一變速組中各對齒輪的齒數(shù)和相等。一般推薦齒數(shù)和， 130~?ZS2）同一變速組中的各對齒輪，其中心距必須保持相等。在設(shè)計該系統(tǒng)時考慮到傳動的平穩(wěn)性，取變速箱的公比 等于電動f?機的恒功率變速范圍 ，如變速箱的變速級數(shù)為 Z，則主軸的恒功率dpR變速范圍 等于np zfdpzf???1（25）變速箱的變速級數(shù) Z 可由下式算出 ??fnpR?取 Z= 23 （a）和 (b)圖 a圖 b 確定各級傳動副齒輪的齒數(shù)機床轉(zhuǎn)速圖確定后，則各變速組的傳動比也就確定了。ednmax電機床的變速范圍： 1304minax??R機床主軸的恒功率調(diào)速范圍： 電動機恒功率調(diào)速范圍： 314ax??eddpnR電在設(shè)計數(shù)控機床主傳動時，必須要考慮電動機與機床主軸功率特性匹配問題。2m重量/kgYVP132M4 4500 1500 49 97 主傳動系統(tǒng)的設(shè)計由數(shù)控車床參數(shù)以及電動機參數(shù)可知：主軸最高轉(zhuǎn)速可達=4000r/min,最低轉(zhuǎn)速 =30r/min,計算轉(zhuǎn)速 =150r／min。 ，maxvin maxd并不是車床上可能加工的最大和最小直徑，而是指實際使用情況下，mind采用 ， 時常用的經(jīng)濟加工直徑。變速電動機廣泛用于數(shù)控機床、大型機床中。上述功率和轉(zhuǎn)矩特性一般不能滿足機床的使用要求。無極調(diào)速有機械、液壓和電氣等多種形式，數(shù)控機床一般采用有直流或交流調(diào)速電機作為驅(qū)動源的電氣無極調(diào)速。為此應(yīng)選擇間隙小，傳動精度高，運動平穩(wěn)，效率高以及傳遞轉(zhuǎn)矩大的傳動元件。無級變速器分為三類：機械摩擦無級變速器結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠，常用在中小型車床、銑床等主傳動中；液壓無級變速器傳動平穩(wěn)、運動換向沖擊小，易于實現(xiàn)直線運動，常用于主運動為直線運動的機床，如磨床、拉床、刨床等機床的主傳動中；電氣無級變速器有直流電動機或交流調(diào)速電動機兩種，由于可以大大簡化機械結(jié)構(gòu)，便于實現(xiàn)自動變速、連續(xù)變速和負載下變速，應(yīng)用越來越廣泛，尤其在數(shù)控機床上，目前幾乎都采用電氣變速。缺點是傳動比不準確，發(fā)熱量大。缺點是有速度損失，不能在運轉(zhuǎn)中進行變速。分級變速傳動方式有滑移齒輪變速、交換齒輪變速和離合器(如摩擦片式、牙嵌式、齒輪式離合器)變速。(3)按變速的連續(xù)性 可以分為分級變速傳動和無級變速傳動。驅(qū)動方式的選擇主要根據(jù)變速形式和運動特性要求來確定。交流電動機驅(qū)動中又可分為單速交流電動機驅(qū)動、調(diào)速交流電動機驅(qū)動和交流伺服電動機驅(qū)動。高速時電動機通過帶輪直接驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)；低速時，另一個電動機通過兩級齒輪傳動驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，齒輪起到降速和擴大變速范圍的作用，這樣就使恒功率區(qū)增大，擴大了變速范圍，克服了低速時轉(zhuǎn)矩不夠且電動機功率不能充分利用的缺陷。常用的是 v 帶和同步齒形帶。電動機本身的調(diào)速就能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動引起的振動與噪聲。滑移齒輪的移位大都采用液壓缸加拔叉，或者直接由液壓缸帶動齒輪來實現(xiàn)。如圖 22(a)所示，通過少數(shù)幾對齒輪降速，具有大的輸出轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸低速時對輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求。數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)主要有四種配置方式。在主傳動系統(tǒng)中，目前多采用交流主軸電動機和直流主軸電動機無級調(diào)速系統(tǒng)。凡有機械摩擦的部位，如軸承、錐孔等都有足夠的硬度，軸承處還有良好的潤滑。由于直流和交流主軸電動機的調(diào)速系統(tǒng)日趨完善，所以不僅能夠方便地實現(xiàn)寬范圍無級變速，又減少了中間傳遞環(huán)節(jié)，提高了變速控制的可靠性。 (3) 主軸變速迅速可靠。(2) 變速范圍寬。 與普通機床比較，數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)具有下列特點:(1) 轉(zhuǎn)速高、功率大。 數(shù)控機床主傳動系統(tǒng) 概述主傳動系統(tǒng)是用來實現(xiàn)機床主運動的傳動系統(tǒng)，它應(yīng)具有一定的轉(zhuǎn)速(速度)和一定的變速范圍，以便采用不同材料的刀具，加工不同材料、不同尺寸、不同要求的零件，并能方便地實現(xiàn)運動的開停、變速、換向和制動等。（4）數(shù)控車床的加工過程是自動控制的，原手動換刀刀架須更換為自動換刀刀架。（2）拆除進給箱、溜板箱、光桿，加裝縱、橫向步進電機，分別帶動縱、橫向絲桿旋轉(zhuǎn)。在具體設(shè)計改造方案時，應(yīng)在滿足要求的前提下，對機床盡可能減小改動量，以降低成本。 總體方案的確定對普通車床進行數(shù)控改造的首要問題是總體方案的確定，也是改造成功的關(guān)鍵問題。 經(jīng)濟型數(shù)控機床主要靠兩個方面來保證和提高被加工零件的精度：一是系統(tǒng)的控制精度；二是機床本身的機械傳動精度。二是進給運動傳動鏈，它用來實現(xiàn)刀架的縱向和橫向移動及車螺紋運動，運動及動力是由電動機經(jīng)主軸箱、主軸、進給運動傳動鏈、溜板傳至刀架。 原機床精度C6150 舊車床在數(shù)控化改造前進行了整體修復，修復后對機床原始精度和加工精度檢測結(jié)果如下：床身導軌調(diào)平 縱向：導軌在垂直平面內(nèi)的直線度 橫向：導軌應(yīng)在同一平面內(nèi)的平面度機床主軸 主軸軸向串動 主軸軸肩支承面的跳動 主軸定心軸頸的徑向跳動 主軸軸線的徑向跳動 主軸頂尖的徑向跳動 主軸軸線的平行度 加工精度 精車外圓的圓度 精車外圓的圓柱度 精車端面的平面度 精車的表面粗糙度 Ra = ～ 原機床的主要技術(shù)參數(shù)床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 500mm 最大工件長度 1500mm最大車削長度 900mm刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 300mm主軸內(nèi)孔直徑 52mm主軸轉(zhuǎn)速 正轉(zhuǎn) 24 級 10～1400r/min反轉(zhuǎn) 12 級 14～1580r/min主電機型號 Y132M4B3左主電機功率、轉(zhuǎn)速 ,1450r/min潤滑冷卻系統(tǒng) 潤滑葉片泵型號 R121 潤滑葉片泵流量 5L/min 冷卻泵型號 AOB25 冷卻泵流量 25L/min機床輪廓尺寸(長 寬 高) ?3168 1037 l312mm機床凈重 2290Kg 原機床的傳動系統(tǒng)原機床的傳動系統(tǒng)主要由兩大部分組成。通過設(shè)計獲得設(shè)計工作的基本技能的訓練，提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進行一般機械的設(shè)計創(chuàng)造一定的條件。通過設(shè)計分析比較機床的某些典型機構(gòu)，進行選擇和改進，學習構(gòu)造設(shè)計，進行設(shè)計計算和編寫技術(shù)文件，達到學習設(shè)計步驟和方法的目的。購買一臺的數(shù)控機床一般需要幾十萬到幾百萬，改造一臺只需幾萬到十幾萬即可。首先我國經(jīng)濟增長方式正在由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，集約型經(jīng)濟增長方式就是以經(jīng)濟效益為中心，主要依靠科技進步和提高勞動者素質(zhì)，重點放在現(xiàn)有企業(yè)的挖潛改造、充實和提高上，也就是運用高技術(shù)對老設(shè)備進行改造，以大幅度體改產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，達到提高經(jīng)濟效益的目的；二是技術(shù)上的保障，近年來，微電子技術(shù)的發(fā)展、電子計算機的應(yīng)用、傳感技術(shù)、粘接技術(shù)等新工藝、新產(chǎn)品的出現(xiàn)都為機床的數(shù)控化改造提供了充足的后備力量；三是在經(jīng)濟方面，機床數(shù)控化改造針對性強、投資少、資金利用率高，許多基礎(chǔ)部件仍可利用，可以縮短改造周期并降低生產(chǎn)成本。重型機床特別是現(xiàn)代化的數(shù)控機床價格都非常昂貴，因此把舊的機床改造成經(jīng)濟型數(shù)控機床的意義非常大。我國現(xiàn)有機床大約五百多萬臺，其中約 43%以上是車床，多數(shù)役齡都很長，尤其是大型和重型機床的役齡更長，這些機床結(jié)構(gòu)一般陳舊，操作部分復雜，測量系統(tǒng)，控制系統(tǒng)落后。其三 翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進行翻新，對機械部分重新裝配加工，恢復原精度。機床數(shù)控化改造主要內(nèi)容有以下幾點：其一 恢復原功能，對機床、生產(chǎn)線存在的故障部分進行診斷并恢復。提高機床數(shù)控化率有兩個途徑：一是購買新的數(shù)控機床，即更新設(shè)備；二是改造舊機床，配置數(shù)控系統(tǒng)，把舊機床改造成數(shù)控機床。 5. 可充分發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有技術(shù)力量的作用，調(diào)動技術(shù)人員的積極性；同時降低對工人技術(shù)水平的要求。因為改造時可根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展要求，及時提高生產(chǎn)設(shè)備的自動化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次。改造后的機床功能有較好的提高，除了保留原有功能外，還可以滿足各種復雜型面累零件加工，極大地擴大了機床的應(yīng)用范圍。這是因為機床的大型結(jié)構(gòu)件一般是鑄鐵制成的，而鑄鐵件年代越久則時效越充分，精度比新鑄件更加穩(wěn)定。 2. 機床改造可以充分利用原機床的絕大部分，大大節(jié)約原材料和資金，同時見效快，改造周期短，與新機床制造相比只需要其 1/101/15 的時間，工期大大縮減，從而節(jié)約了成本，解決了生產(chǎn)急需。 機床數(shù)控化改造的優(yōu)點 采用國內(nèi)外先進工藝、先進技術(shù)對舊機床進行改造有以下優(yōu)點： 1. 機床改造針對性強，容易適宜生產(chǎn)的要求。這中間取得了不少經(jīng)驗，但失敗的教訓也不少。根據(jù)常柴股份公司對已完成數(shù)控化改造的 11 臺加工中心和 1 臺仿形銑床投入運行后統(tǒng)計，新增產(chǎn)值達到 3000 多萬元，取得了良好的經(jīng)濟效益。該公司還改造了一臺最大直徑為 14m 的超重型立式車床，全部改造費用為當時同類規(guī)格新機床價格800 萬馬克的 % 。該機床是 1929 年生產(chǎn)的，當時曾是世界上最大的機床，其改造內(nèi)容有：工作臺導軌改裝成靜壓導軌，承載能力增加了 50%；主傳動采用半導體可控硅控制，取代老式機組的傳動刀架的滑動導軌改為滾動導軌；增加測量顯示裝置，配置數(shù)控系統(tǒng)等。世界各國，包括許多工業(yè)發(fā)達的國家相繼成立了機床修復公司，翻新公司或改造公司，承擔舊機床數(shù)控改造的任務(wù)，并成功地改造了一些大型和重型機床。由此可見，我國在作為機械制造自動化的數(shù)控機床設(shè)備，無論是在品種上、質(zhì)量上，還是在使用上，同世界先進水平比均有很大差距，這也是制約我國機械工業(yè)發(fā)展的重要因素。數(shù)控機床一方面向大型多功能方向發(fā)展；一方面向經(jīng)濟型方向發(fā)展。數(shù)控機床生產(chǎn)逐漸形成批量，開始出現(xiàn)了一批以北京研究所為龍頭的機床廠。另外售價也貴，未能及時推廣。我國從 1958 年開始數(shù)控機床的研制，其主要工作