【正文】 按式（10－9）試算： 確定公式內(nèi)的各計(jì)算值：①初選載荷系數(shù)Kt＝；②計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由前文可知小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為235。軸的零件圖如圖25. 中間軸零件圖（2）齒輪的設(shè)計(jì)齒輪1和2的直徑相差較大，對(duì)齒輪1（小齒輪）在模數(shù)和選材及熱處理方面要求較高，所以首先進(jìn)行該對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)。軸的最小尺寸，由式（15－2）， 式中，由表15－3，可取得110，故： 取＝35mm。軸右端的軸承左邊利用軸肩定位，右端用一摔油盤(pán)（有套筒的作用）和圓螺母進(jìn)行定位。滾子軸承的左端靠在端蓋上，右端用軸肩定位。：，合適。2）設(shè)計(jì)計(jì)算：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)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)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，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)，=，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。（6）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得；。（6）由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次： ()（7）由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)（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，由式（1012）得： ()2）計(jì)算（1）小齒輪分度圓直徑，代入[]中較小的值：() （2）計(jì)算圓周速度： ()（3）計(jì)算齒寬： ()（4）計(jì)算齒寬與齒高之比： 模數(shù) () 齒高 () ()（5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，6級(jí)精度，由圖108查得動(dòng)載系數(shù)；直齒輪，假設(shè)。一端用凸臺(tái)定位,另一端用緊定螺釘定位。計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值：應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為：(9)帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸：由表810可查得為了減輕傳動(dòng)軸上載荷，采用卸荷式帶輪結(jié)構(gòu)，使帶輪上的載荷由軸承支撐進(jìn)而傳給箱體，軸只承受轉(zhuǎn)矩，裝配裝置參見(jiàn)裝配圖。再根據(jù)=1000r/min、i==查表85得：2計(jì)算帶的根數(shù)z。(6)計(jì)算帶的根數(shù)Z。3計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。．V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 　(1)設(shè)計(jì)功率的確定：由表87查得工況系數(shù)(2) 選定帶型：根據(jù)和由圖810確定選用A型。一．主要失效形式 1．帶在帶輪上打滑，不能傳遞動(dòng)力； 2．帶由于疲勞產(chǎn)生脫層、撕裂和拉斷； 3．帶的工作面磨損。傳動(dòng)功率P＜700kW。繩芯結(jié)構(gòu)帶體較柔軟，曲撓疲勞性好。、梯形截面環(huán)行帶。摩擦帶傳動(dòng)是機(jī)床主要傳動(dòng)方式之一，常見(jiàn)的有平帶傳動(dòng)和V帶傳動(dòng)；嚙合傳動(dòng)只有同步帶一種。各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 各軸輸入功率 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 ，供以后計(jì)算選擇，供以后計(jì)算使用： 各軸的傳動(dòng)參數(shù)參數(shù) 軸0軸（電機(jī)軸）I軸(傳動(dòng)軸）II軸（中間傳動(dòng)軸）III軸（主軸)計(jì)算轉(zhuǎn)（）1000208 104/輸入功率（Kw） 轉(zhuǎn)矩（） 54121235 傳動(dòng)比 ， 轉(zhuǎn)速圖由電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍(包括恒功率變速范圍)和各軸傳動(dòng)比,作數(shù)控車(chē)床的轉(zhuǎn)速圖, 見(jiàn)圖22. 轉(zhuǎn)速圖第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì) （如無(wú)特殊說(shuō)明，本小節(jié)公式均出自資料[14]）帶傳動(dòng)是由帶和帶輪組成傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)。 主運(yùn)動(dòng)調(diào)速范圍的確定、計(jì)算各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩主運(yùn)動(dòng)調(diào)速范圍的確定（本小節(jié)公式除非特別說(shuō)明，均出自資料[12]）∵數(shù)控車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速范圍25～2500r/min則數(shù)控車(chē)床總變速范圍 估算主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，由于采用的是無(wú)級(jí)調(diào)速，所以采用以下的公式： ()因?yàn)閿?shù)控機(jī)床主軸的變速范圍大于計(jì)算轉(zhuǎn)速的實(shí)際值同時(shí)為了便于計(jì)算故取：主軸的恒功率變速范圍電機(jī)的恒功率變速范圍由于RnpRdp，電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸不能滿足恒功率變速要求，因此需要串聯(lián)一個(gè)有級(jí)變速箱，以滿足主軸的恒功率調(diào)速范圍。VFNC系列變頻主軸電機(jī)特別適合數(shù)控車(chē)床類(lèi)機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)，配合高性能矢量變頻器或主軸驅(qū)動(dòng)器，更能發(fā)揮其優(yōu)良的主軸特性，成為性能與經(jīng)濟(jì)性具佳的數(shù)控車(chē)床類(lèi)機(jī)床的變頻主軸驅(qū)動(dòng)方案。 降低變頻器功率，節(jié)省成本和電源容量。VFNC系列變頻主軸電機(jī)的特點(diǎn)：1. 雙功率設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)短時(shí)重載切削。由于只有一根中間傳動(dòng)軸，傳動(dòng)鏈較短，因此變速級(jí)數(shù)較少，故對(duì)電動(dòng)機(jī)恒功率變速范圍以及整個(gè)變速范圍要求較高。要綜合考慮電機(jī)性能、價(jià)格、車(chē)床性能要求等因素來(lái)選擇 [10] 。一般而言，轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)，其尺寸和重量小，價(jià)格較低，但會(huì)使傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比、結(jié)構(gòu)尺寸和重量增加。所以本電機(jī)的電壓可選為380V。但對(duì)于載荷不變或變化不大，且在常溫下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)（如本課題中的電動(dòng)機(jī)），只要其所需輸出功率不超過(guò)其額定功率，工作時(shí)就不會(huì)過(guò)熱，可不進(jìn)行發(fā)熱計(jì)算[8]，本設(shè)計(jì)中電機(jī)容量按以下步驟確定：（1）確定電機(jī)輸出動(dòng)率Pd（） 傳動(dòng)裝置的總效率 () 其中， ―V帶輪傳動(dòng)效率，由資料[12]，表2－4查得＝；―滾動(dòng)軸承效率，由資料[12]，表2－4查得＝； ―圓柱齒輪傳動(dòng)效率，由資料[12]，表2－4查得＝98； 由此，= 故， （3）選擇電動(dòng)機(jī)額定功率如前所述，電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)留有余量，～。決定電動(dòng)機(jī)功率時(shí)要考慮電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱、過(guò)載能力和起動(dòng)能力三方面因素，但一般情況下電動(dòng)機(jī)容量主要由運(yùn)行發(fā)熱條件而定。VFNC系列是高速、高精、高效的伺服系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)床的高速、高精控制，并使機(jī)床更緊湊。 理想主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能項(xiàng)目?jī)?nèi)容高性能低速區(qū)要有足夠的轉(zhuǎn)矩寬恒功率范圍,并在高速范圍內(nèi)保持一定轉(zhuǎn)矩高旋轉(zhuǎn)精度高動(dòng)態(tài)響應(yīng)高加減速,起制動(dòng)能力具有強(qiáng)魯棒性,能適應(yīng)環(huán)境條件和參數(shù)變化高效率,低噪聲低價(jià)格低購(gòu)買(mǎi)價(jià)格,低維護(hù)價(jià)格,低服務(wù)價(jià)格通用要求耐用性,可維護(hù)性,安全可靠性感應(yīng)電機(jī)交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是當(dāng)前商用主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流，其功率范圍從零點(diǎn)幾個(gè)kW到上百kW，廣泛地應(yīng)用于各種數(shù)控機(jī)床上。表1簡(jiǎn)要給出了用戶所期望的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能。電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式的選擇由于不同的機(jī)床要求不同的主軸輸出性能(旋轉(zhuǎn)速度，輸出功率，動(dòng)態(tài)剛度，振動(dòng)抑制等)，因此，主軸選用標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際使用需要是緊密相關(guān)的。(5)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程的要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速。(3)根據(jù)使用場(chǎng)所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)措施，選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式。(2)根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化范圍和啟動(dòng)頻繁程度等要求，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制、過(guò)載能力額啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)功率，并確定冷卻通風(fēng)方式。電磁離合器一般分為摩擦片式和牙嵌式[6]。電磁離合器用于數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)時(shí)，能簡(jiǎn)化變速機(jī)構(gòu)，操作方便。但變速時(shí)必須主軸停車(chē)后才能進(jìn)行，另外，它增加了數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜性，而且必須將數(shù)控裝置送來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電磁閥的機(jī)械動(dòng)作，然后再將壓力油分配到相應(yīng)的液壓缸，因而增加了變速的中間環(huán)節(jié)，帶來(lái)了更多的不可靠因素。液壓變速機(jī)構(gòu)是通過(guò)液壓缸、活塞桿帶動(dòng)撥叉推動(dòng)滑移齒輪移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)變速，雙聯(lián)滑移齒輪用一個(gè)液壓缸，而三聯(lián)滑移齒輪則必須使用兩個(gè)液壓缸（差動(dòng)油缸）實(shí)現(xiàn)三位移動(dòng)。因此，數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)變速系統(tǒng)常常在無(wú)級(jí)變速電機(jī)之后串聯(lián)機(jī)械有級(jí)變速傳動(dòng)，以滿足機(jī)床要求的調(diào)速范圍和轉(zhuǎn)矩特性。無(wú)級(jí)調(diào)速有機(jī)械、液壓和電氣等多種形式，數(shù)控機(jī)床一般采用由直流或交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源的電氣無(wú)級(jí)變速。良好的抗振性和熱穩(wěn)定性. 擬定傳動(dòng)方案數(shù)控機(jī)床需要自動(dòng)換刀、自動(dòng)變速；且在切削不同直徑的階梯軸，曲線螺旋面和端面時(shí)，需要切削直徑的變化,主軸必須通過(guò)自動(dòng)變速，以維持切削速度基本恒定。第二章 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)的主軸系統(tǒng)除了應(yīng)滿足普通機(jī)床主傳動(dòng)要求外，還提出以下要求：具有更大的調(diào)速范圍，并實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。第六章總結(jié)本課題設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及其有待改進(jìn)之處。第四章闡述數(shù)控系統(tǒng)的選擇及其設(shè)計(jì)。第二章詳細(xì)論述主軸系統(tǒng)包括各傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由主電機(jī)的變速范圍，確定變速箱的減速級(jí)數(shù)以及傳動(dòng)方式。硬件方面（1）根據(jù)機(jī)床性能要求，確定機(jī)床支承件結(jié)構(gòu)形式為斜床身結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行總體布局；（2）選擇主電機(jī)。第三步，初步確定總體設(shè)計(jì)方案：軟件方面 綜合考慮功能、價(jià)格、技術(shù)先進(jìn)、服務(wù)方便等因素，以及數(shù)控系統(tǒng)所具有的功能是否與CK6125的性能相匹配，盡量減少過(guò)剩的數(shù)控功能。 研究方法第一步，明確設(shè)計(jì)要求，找出研究的重難點(diǎn)：普通數(shù)控車(chē)床最基本的要求是精度達(dá)標(biāo)，穩(wěn)定可靠，操作、維修、保養(yǎng)方便，壽命較長(zhǎng)，此外力求外型美觀。5）智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化和集成化[5]。這樣大大提高了工作效率，提高設(shè)計(jì)的一次成功率，從而縮短試制周期，降低設(shè)計(jì)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。另一方面，電主軸和直線電機(jī)的成功應(yīng)用，陶瓷滾珠軸承、高精度大導(dǎo)程空心內(nèi)冷和滾珠螺母強(qiáng)冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導(dǎo)軌副等機(jī)床功能部件的面市，也為機(jī)床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。前者由于具有可靠性高、造價(jià)低等特點(diǎn)而被廣泛采用[4]。 數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)中常用的驅(qū)動(dòng)裝置是伺服電機(jī)。前者定位精度低，但它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉；后者控制精度高、快速性能好，但它對(duì)機(jī)床的要求比較高，且造價(jià)較昂貴。排刀式刀架和回轉(zhuǎn)刀架對(duì)刀具的數(shù)目有一定的限制，當(dāng)需要數(shù)量較多的刀具時(shí)，應(yīng)采用帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀