【正文】 100％由L≠％,可知，主軸剛度損失較小，選用的軸承型號(hào)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(gè)，后支承采用30215型和8215型軸承各一個(gè)。軸向載荷為主且精度要求不高時(shí)，選用推力軸承配深溝球軸承，精度要求較高時(shí)，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(duì)圓錐滾子軸承，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yīng)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(gè)軸承的承載能力比單個(gè)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(yīng)考慮結(jié)構(gòu)要求，如中心距特別小的組合機(jī)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(dòng)軸承既要有承受徑向載荷的徑向軸承，又要有承受兩個(gè)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。現(xiàn)將主軸部件中各個(gè)齒輪的尺寸計(jì)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(jì)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(duì)齒輪同時(shí)嚙合，兩個(gè)固定齒輪的間距，應(yīng)大于滑移 齒輪的寬度，一般留有間隙12mm，所以首先設(shè)計(jì)滑移齒輪。要減少引起振動(dòng)和噪聲，一般取齒寬系數(shù)Φm =(610)m。(1）傳動(dòng)軸的估算這一步在前面已經(jīng)做了計(jì)算。 有關(guān)零部件結(jié)構(gòu)和尺寸的確定傳動(dòng)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(jì)從畫(huà)展開(kāi)圖開(kāi)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(jì)算得： (34)根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度估算公式計(jì)算得: （35）選取齒輪模數(shù)為m =3mm，對(duì)比上述結(jié)果，可知這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既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，而且考慮到兩傳動(dòng)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(jì)中，即最小齒輪的齒數(shù)不小于17。在畫(huà)草圖時(shí)用經(jīng)驗(yàn)公式估算，根據(jù)估算的結(jié)果然后選用標(biāo)準(zhǔn)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(huà)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(yàn)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(guò)大而不能正常工作，或者產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，發(fā)熱，過(guò)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(yàn)算軸的強(qiáng)度。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求高，不允許有較大的變形。（2）傳動(dòng)軸的估算傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度要求。對(duì)要求高或要求耐磨的軸或軸段要進(jìn)行表面處理，以及表面強(qiáng)化處理（如噴丸、輻壓等）和化學(xué)處理（如滲碳、滲氮、氮化等），以提高其強(qiáng)度（尤其疲勞強(qiáng)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(yīng)中等載荷，中速轉(zhuǎn)速，能夠達(dá)到較高的精度，并且能承受一定的沖擊載荷，經(jīng)常用來(lái)制造銑床、龍門(mén)銑床、車(chē)床的主軸。球墨鑄鐵和一些高強(qiáng)度鑄鐵，由于鑄造性能好，容易鑄成復(fù)雜形狀，且減振性能好，應(yīng)力集中敏感性低，支點(diǎn)位移的影響小，故常用于制造外形復(fù)雜的軸。對(duì)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(dòng)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(jī)床的重要工作單元，它的選材對(duì)機(jī)床的工作性能的影響十分顯著，在選擇的時(shí)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(dòng)機(jī)。設(shè)計(jì)變速箱時(shí)，考慮到機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，運(yùn)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(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速范圍，即==3，功率特性圖是連續(xù)的，無(wú)缺口和無(wú)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(dòng)機(jī)，其最高轉(zhuǎn)速是4500 r/min。 驅(qū)動(dòng)源的選擇 機(jī)床上常用的是直流或交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)從額定轉(zhuǎn)速至最高轉(zhuǎn)速是調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流的方法來(lái)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(lái)調(diào)速的，屬于恒轉(zhuǎn)矩；交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)是靠調(diào)節(jié)供電頻率的方法調(diào)速。 主傳動(dòng)功率 機(jī)床主傳動(dòng)的功率P 可由下式來(lái)確定： 式中 －機(jī)床主傳動(dòng)的功率 －切削功率 －主傳動(dòng)鏈的總效率 數(shù)控機(jī)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(dòng)的總效率一般可取為＝～，數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)多用調(diào)速電機(jī)和變速來(lái)實(shí)現(xiàn)，傳動(dòng)鏈比較短，因此，效率可以取較大值。傳動(dòng)平穩(wěn)， 噪聲低。3 機(jī)床主軸系統(tǒng)與龍門(mén)架設(shè)計(jì) 主軸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求1. 具有更大的調(diào)速范圍，并實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。運(yùn)動(dòng)的實(shí)際值可進(jìn)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(yùn)動(dòng)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(mén)子405，因?yàn)榇讼到y(tǒng)提供了龍門(mén)軸的同步功能。選用的聯(lián)軸器帶有過(guò)載保護(hù)裝置，在過(guò)載時(shí)聯(lián)軸器會(huì)自動(dòng)脫開(kāi)。由于本機(jī)床不是高速銑床，Z軸的進(jìn)給系統(tǒng)為伺服電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)。這樣設(shè)計(jì)使機(jī)床的整體進(jìn)給性能得以協(xié)調(diào)，各軸的進(jìn)給速度和進(jìn)給力得到了最佳匹配?；_(tái)的設(shè)計(jì)是在龍門(mén)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(dǎo)軌面為原則，并把Z軸驅(qū)動(dòng)安裝在龍門(mén)架左側(cè)上，有效地減輕滑臺(tái)的重量。因床身會(huì)受到龍門(mén)框架的重力、切削力和工件的重力，這樣的設(shè)計(jì)可使龍門(mén)框架的重力直接傳入到機(jī)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(tái)面設(shè)計(jì)有幾條T形槽，為方便工作臺(tái)面和T形槽的精刨加工，槽完全貫通。機(jī)械部分設(shè)計(jì)整機(jī)分為床身、龍門(mén)架、滑臺(tái)、主軸箱、三軸進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械部分及相關(guān)數(shù)控伺服部分。（2）機(jī)床的動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。工作臺(tái)移動(dòng)龍門(mén)銑床的最大特點(diǎn)是：（1）造價(jià)便宜,容易制造生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是工作臺(tái)移動(dòng)式數(shù)控龍門(mén)銑床。 機(jī)床的設(shè)計(jì)要求本機(jī)床的設(shè)計(jì)，符合國(guó)家機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)外大多微細(xì)銑床都是立式或者臥式的，本論文采用了龍門(mén)架式，本章將要介紹所設(shè)計(jì)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(yīng)用發(fā)展及數(shù)控銑床數(shù)控機(jī)床的相關(guān)知識(shí)，包括數(shù)控機(jī)床的組成部分和工作原理。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)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(jì)型數(shù)控機(jī)床上。 圖13零件圖到成品的全過(guò)程坐標(biāo)軸或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的測(cè)量裝置，用于對(duì)坐標(biāo)軸（或工作臺(tái)）實(shí)際位置的測(cè)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(dāng)機(jī)床進(jìn)行加工零件時(shí)，對(duì)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(guò)控制介質(zhì)，輸入到控制裝置，經(jīng)微機(jī)處理后，發(fā)出控制與運(yùn)算的信息，在由伺服系統(tǒng)把脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)加工需要。4．測(cè)量反饋裝置該裝置由檢測(cè)元件和相應(yīng)的電路組成，其作用是檢測(cè)速度和位移，并將信息反饋出來(lái)，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(dòng)機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件。先導(dǎo)數(shù)控機(jī)床都采用計(jì)算機(jī)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(pán)等。數(shù)控技術(shù)就是在這種條件下發(fā)展起來(lái)的，適用于精度高、零件形狀復(fù)雜的單價(jià)及小批量生產(chǎn)，以數(shù)字形式實(shí)現(xiàn)控制的