【正文】 100％由L≠％,可知，主軸剛度損失較小，選用的軸承型號及支承形式都能滿足剛度要求。主軸前軸承采用3182119型軸承一個，后支承采用30215型和8215型軸承各一個。軸向載荷為主且精度要求不高時，選用推力軸承配深溝球軸承，精度要求較高時，選用向心推力軸承?；?15176。通常情況下，中速重載采用雙列圓柱滾子軸承配雙向推力角接觸球軸承（如配推力軸承，則極限轉(zhuǎn)速低），或者成對圓錐滾子軸承，其結(jié)構(gòu)簡單，但是極限轉(zhuǎn)速較低，如配空心圓錐滾子軸承，其極限轉(zhuǎn)速顯著提高，但成本也相應的提高了。同樣尺寸的軸承，線接觸的滾子軸承比面接觸的球軸承的剛度要高，但極限轉(zhuǎn)速要低；多個軸承的承載能力比單個軸承的承載能力要大；不同軸承承受載荷類型及大小不同；還應考慮結(jié)構(gòu)要求，如中心距特別小的組合機床主軸，可采用滾針軸承。圖35 齒輪的軸向間距(4）軸承的選擇及其配置主軸組件的滾動軸承既要有承受徑向載荷的徑向軸承，又要有承受兩個方向軸向載荷的推力軸承。由滑移齒輪的厚度以及滑移齒輪上的間隙可以得出主軸上的齒輪的間隙?，F(xiàn)將主軸部件中各個齒輪的尺寸計算如表36所示:表36 各齒輪的直徑齒輪Z1Z1′Z2Z2′Z3Z3′分度圓直徑（mm）114 228 204 138 282 60 齒頂圓直徑（mm） 120234 210 144 288 66 齒根圓直徑（mm） Z0Z0’105210111216 計算各軸之間的距離，現(xiàn)將它們列出如表37所示:表37 各軸的中心距軸ⅠⅡⅡⅢ距離（mm）160175(3）確定齒輪的軸向布置為避免同一滑移齒輪的兩對齒輪同時嚙合，兩個固定齒輪的間距，應大于滑移 齒輪的寬度，一般留有間隙12mm，所以首先設(shè)計滑移齒輪。要減少引起振動和噪聲，一般取齒寬系數(shù)Φm =(610)m。(1）傳動軸的估算這一步在前面已經(jīng)做了計算。 有關(guān)零部件結(jié)構(gòu)和尺寸的確定傳動零件，軸，軸承是主軸部件的主要零件，其它零件的結(jié)構(gòu)和尺寸是根據(jù)主要零件的位置和結(jié)構(gòu)而定。因此設(shè)計從畫展開圖開始，確定所有零件的位置，結(jié)構(gòu)和尺寸，并以此為依據(jù)繪制零件工作圖。根據(jù)齒輪彎曲疲勞估算公式計算得： (34)根據(jù)齒面接觸疲勞強度估算公式計算得: （35）選取齒輪模數(shù)為m =3mm，對比上述結(jié)果，可知這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，而且考慮到兩傳動軸的間距，故取同一變速組中的所有齒輪的模數(shù)都為m=3mm。取Z3=20,S=114，則=94。根據(jù)齒輪不產(chǎn)生根切的基本條件：齒輪的齒數(shù)不小于17，在該設(shè)計中，即最小齒輪的齒數(shù)不小于17。在畫草圖時用經(jīng)驗公式估算，根據(jù)估算的結(jié)果然后選用標準齒輪的模數(shù)。15=65～80mm 取D1=70mm主軸后軸頸直徑 D2=(～)D1=45～55mm 取D2=50mm主軸內(nèi)孔直徑 d=177。通常，先確定軸的直徑，畫出草圖后，再根據(jù)受力情況，結(jié)構(gòu)布置和有關(guān)尺寸，驗算彎曲剛度。如果剛度不夠，軸上的零件如齒輪，軸承等由于軸的變形過大而不能正常工作，或者產(chǎn)生振動和噪音，發(fā)熱，過早磨損而失效，精度降低。除了載荷比較大的情況外，可以不必驗算軸的強度。機床主傳動系統(tǒng)精度要求高，不允許有較大的變形。（2）傳動軸的估算傳動軸除應滿足強度要求外，還應滿足剛度要求。對要求高或要求耐磨的軸或軸段要進行表面處理，以及表面強化處理（如噴丸、輻壓等）和化學處理（如滲碳、滲氮、氮化等），以提高其強度（尤其疲勞強度）和耐磨、耐腐蝕等性能。綜上所訴，采用40Cr作為主軸材料，它比較適應中等載荷，中速轉(zhuǎn)速，能夠達到較高的精度，并且能承受一定的沖擊載荷，經(jīng)常用來制造銑床、龍門銑床、車床的主軸。球墨鑄鐵和一些高強度鑄鐵，由于鑄造性能好，容易鑄成復雜形狀，且減振性能好，應力集中敏感性低，支點位移的影響小，故常用于制造外形復雜的軸。對于受載較小或不太重要的鋼，也常用Q235或Q275等普通碳素鋼。 圖31 主傳動系統(tǒng)圖圖32轉(zhuǎn)速圖 圖33主軸功率特性（1）主軸的材料選擇 主軸是加工機床的重要工作單元，它的選材對機床的工作性能的影響十分顯著，在選擇的時候要考慮多方面的因素?？蛇x用北京數(shù)控設(shè)備廠的BESK8型交流主軸電動機。設(shè)計變速箱時，考慮到機床結(jié)構(gòu)的復雜程度，運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性等因素，取變速箱的公比等于交流主軸電動機的恒功率調(diào)速范圍，即==3，功率特性圖是連續(xù)的，無缺口和無重合的。 根據(jù)主軸要求的最高轉(zhuǎn)速3000r/min，選擇北京數(shù)控設(shè)備廠的BESK8型交流主軸電動機，其最高轉(zhuǎn)速是4500 r/min。 驅(qū)動源的選擇 機床上常用的是直流或交流調(diào)速電動機，直流電動機從額定轉(zhuǎn)速至最高轉(zhuǎn)速是調(diào)節(jié)磁場電流的方法來調(diào)速的，屬于恒功率，從額定轉(zhuǎn)速向下至最低轉(zhuǎn)速是調(diào)節(jié)電樞電壓的方法來調(diào)速的，屬于恒轉(zhuǎn)矩；交流調(diào)速電動機是靠調(diào)節(jié)供電頻率的方法調(diào)速。 主傳動功率 機床主傳動的功率P 可由下式來確定： 式中 －機床主傳動的功率 －切削功率 －主傳動鏈的總效率 數(shù)控機床的加工范圍一般都比較大，可根據(jù)有代表性的加工情況，由下式確定： 式中 －主切削力的切向力（N） －切削速度（m/min） －切削扭矩 （N/cm） －主軸轉(zhuǎn)速 （r/min）主傳動的總效率一般可取為＝～，數(shù)控機床的主傳動多用調(diào)速電機和變速來實現(xiàn)，傳動鏈比較短，因此，效率可以取較大值。傳動平穩(wěn)， 噪聲低。3 機床主軸系統(tǒng)與龍門架設(shè)計 主軸系統(tǒng)的設(shè)計要求1. 具有更大的調(diào)速范圍，并實現(xiàn)無級調(diào)速。運動的實際值可進行連續(xù)比較，即使最小的偏差也可以得到糾正，因此提高了軸的運動精度。采用光柵系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)選型數(shù)控系統(tǒng)采用的是西門子405，因為此系統(tǒng)提供了龍門軸的同步功能。選用的聯(lián)軸器帶有過載保護裝置，在過載時聯(lián)軸器會自動脫開。由于本機床不是高速銑床，Z軸的進給系統(tǒng)為伺服電動機通過齒輪帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)。這樣設(shè)計使機床的整體進給性能得以協(xié)調(diào)，各軸的進給速度和進給力得到了最佳匹配?；_的設(shè)計是在龍門架和主軸箱的幾何尺寸確定后，按照主軸的中心盡量貼近橫梁上的導軌面為原則，并把Z軸驅(qū)動安裝在龍門架左側(cè)上，有效地減輕滑臺的重量。因床身會受到龍門框架的重力、切削力和工件的重力，這樣的設(shè)計可使龍門框架的重力直接傳入到機床的基座上，而床身只受到工件的重力。床身的上平面即工作臺面設(shè)計有幾條T形槽，為方便工作臺面和T形槽的精刨加工，槽完全貫通。機械部分設(shè)計整機分為床身、龍門架、滑臺、主軸箱、三軸進給驅(qū)動機構(gòu)機械部分及相關(guān)數(shù)控伺服部分。（2）機床的動態(tài)響應好。工作臺移動龍門銑床的最大特點是：（1）造價便宜,容易制造生產(chǎn)。 設(shè)計方案設(shè)計的主要內(nèi)容是工作臺移動式數(shù)控龍門銑床。 機床的設(shè)計要求本機床的設(shè)計，符合國家機床標準。國內(nèi)外大多微細銑床都是立式或者臥式的，本論文采用了龍門架式，本章將要介紹所設(shè)計銑床的主要組成部分。 本章小節(jié)本章主要講述了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展的背景、應用發(fā)展及數(shù)控銑床數(shù)控機床的相關(guān)知識，包括數(shù)控機床的組成部分和工作原理。開環(huán)系統(tǒng)簡單，易于控制，但精度差，低速不平穩(wěn)，變速扭矩小，一半用于傾覆在變化不太大或經(jīng)濟型數(shù)控機床上。 圖13零件圖到成品的全過程坐標軸或執(zhí)行機構(gòu)的測量裝置，用于對坐標軸（或工作臺）實際位置的測量，并反反饋到控制系統(tǒng)或伺服系統(tǒng)，形成全封閉控制。當機床進行加工零件時，對加工要求零件尺寸及其參數(shù)，加工步驟等專用代碼化的數(shù)字表示，通過控制介質(zhì)，輸入到控制裝置，經(jīng)微機處理后，發(fā)出控制與運算的信息，在由伺服系統(tǒng)把脈沖信號轉(zhuǎn)換為機床移動部件的運動，從而實現(xiàn)加工需要。4．測量反饋裝置該裝置由檢測元件和相應的電路組成，其作用是檢測速度和位移，并將信息反饋出來，構(gòu)成閉環(huán)控制。3．伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)世界手術(shù)控裝置的指令，驅(qū)動機床執(zhí)行機構(gòu)運動的驅(qū)動部件。先導數(shù)控機床都采用計算機數(shù)控裝置，既CNC(puterized numerial control)裝置。常用的有穿孔帶、穿孔卡片、磁帶和磁盤等。數(shù)控技術(shù)就是在這種條件下發(fā)展起來的，適用于精度高、零件形狀復雜的單價及小批量生產(chǎn)，以數(shù)字形式實現(xiàn)控制的