【正文】 ，b段取長設計為50 彎曲應力計算及驗算 許用彎曲應力== 由《機械設計手冊》圖3813818c、表3815可得= = = =2 =500MP所以=== 所以彎曲應力合適 軸承的選擇根據(jù)主軸示意圖，可選用深溝球軸承和推力球軸承，具體選擇如下表： 型號外徑/D內(nèi)徑/d承寬/b軸承類型a6206623016深溝球軸承51206523016推力球軸承b6206623016深溝球軸承（2個）51206523016推力球軸承 系統(tǒng)進給機構的設計 軸向進給機構設計主軸外設計一個套筒：先用一級減速器接步進電機使主軸產(chǎn)生進給運動，設計長度為80mm齒條，并由齒輪帶動齒條，具體示意圖如圖33所示： 圖3齒輪、齒條傳動由《機電一體化課程設計指導書》可知：I=αt0/360δα為步距角（deg） δ為脈沖當量（） t0為齒距（t0=Лm）根據(jù)《機電一體化課程設計指導書》選步進電機 取α= m= I== α=：I== 當I=，α=Z1=20 Z2=64 m= b=20mm α=200d f1=mZ1=25mm df2=mZ2=80mm de1=28 de2=83設計齒輪為直齒圓柱齒輪，齒輪材料為45鋼，則大、小齒輪轉動慣量分別為：J=由《機電一體化課程設計指導書》表1，初選步進電機為200BF001，得電機轉子軸的轉動慣量為：折算到電動機軸上的轉動慣量為：Z1=20 Z2=64所以電機軸上的轉動慣量=計算等效負載轉矩Tm，取V=2m/minTm=（F軸+F摩）V主軸進給/2nmnm=V /3600=1100r/min（1） 啟動慣量的計算當系統(tǒng)在最不利的情況下啟動為例，設啟動加速時間為△t=步進電機的角速度Wm=2nm/60=所以加速度a=Wm/△t=T慣=a=，則T∑=Tm+T慣=+=（2）步進電機的選擇傳動效率n=，安全系數(shù)K=初選的進電機型號200BF001，五相十步，%Step，最大靜轉矩Tymax=，為保證能夠正常起動或停止，步電機的起動轉矩Tg TΣˊ，由表可知Tg/Tymax=，則Tg==，故選擇合適。關于主軸傳動中的第一組齒輪齒面接觸疲勞強度計算如下所示：小輪直徑的初步計算：d1≥=,（《機械設計》） 取=1= （） =85 （）接觸疲勞極限=710Mpa；=580Mpa （）===5490Nmmd1≥ d1=90mm （沒特別說明本章所指均是《機械設計》一書）=b/d1 b=90mm（2） 校核計算圓周速度：等級精度為8級（）選取齒數(shù)=60，=i=160=60m==90/60=，=使用系數(shù):＝，動載系數(shù):＝=1/=2=122 （=5490，=90）/b=斷面重合度=[（1/+1/）]cos = ()（直齒圓柱齒輪=0）==所以齒間載荷系數(shù)=1/=齒向載荷分布系數(shù)=A+B+ （）=109++=彈性系數(shù)=（）節(jié)點區(qū)域系數(shù)= （）最小安全系數(shù)= （）工作總時間：=10300820%=4800h那么指數(shù)m===60（ （） =6016314800(++ ) =原估計應力系數(shù)正確接觸壽命系數(shù)=，=；（）許用接觸應力[] 驗算：бH=ZEZHZε ＝ ＝計算結果正確，接觸疲勞強度合適，不需要作相應的調(diào)整。 齒輪設計設計齒輪的時候，,切削速度nⅠ=631r/min。為了設計需要，可以僅設計一組齒輪即可。故在接下來設計的齒輪組中，主要達到的目的為將電動機的轉動傳遞給主軸使主軸完成轉動，并不影響軸向的進給運動。根據(jù)電動機功率和轉矩及主軸所必須達到的最小轉矩，可確定變速器，查《機械設計手冊》第四卷可選擇的無級變速器為：HZXD1500L。并且，根據(jù)設計，主軸要能在主軸的軸向方形上移動，也就是說，上端的花鍵齒外面要有內(nèi)花鍵齒輪才能將電動機的運動傳遞給主軸，所以主軸的傳遞方式為：主軸電機—無級變速器—聯(lián)軸器—漸開線圓柱齒輪組—主軸 確定主軸齒輪傳動方案 （1）齒輪傳遞方案的確定如圖31所示，軸Ⅰ為機床主軸，設計為齒輪花鍵軸；軸Ⅱ為主軸電機聯(lián)軸器圖3主軸傳動示意圖所以==，軸二== （精度為8級）則主軸電機輸出功率=/=粗略估算則選用Y90S2，額定電壓為380V，轉速為2840r/min。在數(shù)控多工位鉆床設計中，要求機床能進行多級變速。與之相對應的轉速為==、==同理由《金屬切削刀具》計算鉆頭軸向力F和扭矩T的經(jīng)驗公式及表31麻花鉆軸向力和扭矩表達式中的系數(shù)、指數(shù)及修正系數(shù)可知： （1） （2） （3）而=、=、=、=、== 、=對于已經(jīng)磨損的鉆頭==1而工件材料==（）=1，其中（=190）當進給量為f=，由公式F= 、T= 、=2可得= = ===2=當進給量為f=，同理可得=== ==2=所以，可得鉆頭的最大軸心力Fmax=、最大轉矩Tmax=、最大功率Pmax=又因鉆頭的主軸功率=/，===所以=現(xiàn)在開始選擇主軸的電機，查閱《機械設計課程設計》（附錄Ⅲ 電動機）∽，不能滿足主軸(Tmax=)需求。工件材料為號鋼（=）；灰鑄鐵190HBS；加工精度IT8∽IT10級 計算切削力和扭矩（1）根據(jù)《機械加工工藝手冊》，工件材料為45號鋼時，高速鋼在鉆孔（=10mm）∽，鉆頭的切削速度、扭矩及軸向力可選取進給量的兩極極限值f=∽,而與之對應的切削速度為V=∽，而由公式v=得n=。這個基本框架使后面的詳細設計更針對的性，以免脫離設計的目的和要求。該論文將采用開環(huán)控制系統(tǒng)，采用經(jīng)濟性的單片機控制系統(tǒng)，起控制系統(tǒng)框圖如圖22所示，在下一章有詳細設計縱橫等軸主 軸脈沖主 軸電機刀庫（銑床）機械手控制電路繼電器蝸桿渦輪Z向絲杠橫向絲杠縱向絲杠W軸電Z軸電Y軸電X軸電鍵盤顯示器驅 動 器功率放大器光 電驅 動I/O 口存 儲 器單 片 機急停、STOP清零等圖2數(shù)控系統(tǒng)控制框圖 詳細技術分析本論文組要是在加工零件是實現(xiàn)多工位功能，而回轉工作臺能夠實現(xiàn)多工位的功能，因此主要就是在工作臺設計時采用渦輪蝸桿及絲杠傳動，實現(xiàn)多工位功能。所以，該論文將用漸開線圓柱齒輪傳動來作為減速器。 傳動系統(tǒng)因為電機的轉速不能夠滿足鉆孔加工是所需轉矩時，要用減速器來降低加工時的轉速來增大轉矩，以滿足孔加工要求。我們就以加工最大尺寸的孔加工工件為例，根據(jù)切削力、所需轉矩來確定電機。具體如圖21 結束滿足設計要求機床整機綜合評價詳細設計機床總體方案設計 總體方案設計總體方案綜合評價與選擇總體方案的設計修改（優(yōu)化） N Y 圖2系統(tǒng)設計框圖 系統(tǒng)的詳細組成該數(shù)控多工位鉆床主要由動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、進給系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等組成。 論文研究的主要工作該論文主要研究傳統(tǒng)數(shù)控鉆床怎么實現(xiàn)多工位的功能、提高生產(chǎn)效率、高精度、自動化控制等，以滿足當代的生產(chǎn)需求，以低成本來滿足良好的經(jīng)濟效益。相反，在這競爭激烈的現(xiàn)代社會中，數(shù)控多工位鉆床適應了社會發(fā)展、生產(chǎn)制造的發(fā)展需求。實現(xiàn)加工機床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已經(jīng)成為當今制造業(yè)的發(fā)展方向。 論文工作的意義機床是制造裝備的“工作母機”，數(shù)控系統(tǒng)是機床的“大腦”。該工件孔數(shù)量多達 36000個。該公司為了客戶需要,在一條生產(chǎn)線上可以加工多種不同品種的曲軸油孔，于2000年設計制造了第一臺柔性曲軸加工中心，可以加工2～12缸不同曲軸上所有的油孔。例如專門為了加工曲軸上的油孔，連桿上的斜油孔，平行孔和飼料機械上料模的多個徑向出料孔等。采用多工位則更為縮短了裝夾時間，使生產(chǎn)率得到更大的提高等，這是本設計課題經(jīng)濟意義。床身、立柱的