【正文】 ② 變速組 b計(jì)算 z = 22 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 500r/min； ③ 變速組 a應(yīng)計(jì)算 z = 24 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 1000r/min。 根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 ，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 m in/1 2 6 . 1 131213zm i n ???? ???j ⑵各變速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： ①軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速可從主軸 125r/min 按 72/18 的變速副找上去，軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 3jn 為 180r/min； ②軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 2jn 為 500r/min； ③軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 1jn 為 1000r/min。 確定各軸轉(zhuǎn)速 ⑴確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速： 計(jì)算轉(zhuǎn)速 jn 是傳動件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。機(jī)床主傳 動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。其他條件參見 ?TGB 中的規(guī)定。 輪 槽工作表面的粗糙度為 RR 或 。 V帶安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)該超出帶輪外圓，也不應(yīng)該與輪槽底部接觸。 ⑶ V帶輪的論槽 V帶輪的輪槽與所選的 V帶型號相對應(yīng)，見《機(jī)械制圖》表 810. 表 V帶輪的輪槽與所選的 V帶型號 槽型 db minah minfh e minf d 與 d 相對應(yīng)得 ? o32?? o34?? o36?? o38?? A ? 9 — 0118? — 0118? V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使 V帶工作面夾角發(fā)生變化。可以采用實(shí)心式，當(dāng) mmdd 300? 可以采用腹板式， mmdDmmd d 1 0 0,3 0 0 11 ??? 同時(shí) 時(shí)可以采用孔板式，當(dāng) mmdd 300? 時(shí)，可以采用輪輻式。 ⑵帶輪結(jié)構(gòu)形式 V帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成，根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同可以分為實(shí)心式（《機(jī)數(shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 械制圖》圖 814a）、腹板式（《機(jī)械制圖》圖 814b）、孔板式（《機(jī)械制圖》圖814c）、橢圓輪輻式（《機(jī)械制圖》圖 814d）。 v = 1460r/min = 。 (4)初定中心距 帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選取： 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 152P 經(jīng)驗(yàn)公式（ 820） )(2)( 21021 DDADD ???? ⑸ （ 140+200）≤ 0A ≤ 2（ 140+200） 238≤ 0A ≤ 680 取 0A =600mm. (5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度 ?L 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 158P 公式（ 822）計(jì)算帶輪的基準(zhǔn)長度 ? ? ? ?02122100 422 A DDDDAL ????? ? ⑸ 6 004 )1 402 00()2 001 40(26 002 2?????? ? = 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 146P 表 82，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長度 L=1800mm (6)確定實(shí)際中心距 A 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》 158P 公式（ 823）計(jì)算實(shí)際中心距 A= 0A + 20LL? =600+ 2 ? = (7)驗(yàn)算小帶輪包角 1? 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 158P 公式（ 825）， ???? 1202195 7 . 3A 1D2D1801α ?????? 故主動輪上包角合適。 故 mmD )(140100014602 ????， 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 157P 表 88取圓整為 200mm。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 157P 表 8 圖 811 和 15P 表 86 取主動小帶輪基準(zhǔn)直徑 ?D =140mm。 (2)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 ?D ， ?D 帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。 (1)選擇三角帶的型號 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 156P 表 87工作情況系數(shù) AK 查得工況系數(shù) AK =。帶輪結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動。 ⑶定軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速 對于軸Ⅰ，其級比指數(shù)為 1,可?。? 數(shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 1ai =21?=21 2ai =?1= 3ai =11 確定軸Ⅰ轉(zhuǎn)速為 1000，電動機(jī)于軸Ⅰ的傳動比為 1460/1000= 繪制轉(zhuǎn)速圖 如圖 圖 繪制變速系統(tǒng)圖 如圖 圖 數(shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 5．傳動件的設(shè)計(jì) 帶輪的設(shè)計(jì) 三角帶傳動中，軸間距 A可以加大?，F(xiàn)由Ⅳ（主軸）開始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速。 ③在五根軸中，除去電動機(jī)軸，其余四軸按變速順序依次設(shè)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（主軸）。 數(shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 ? ?1222 ???? PXR ? 其中， ?? 62?X ， 22?P ∴ )10~8( ?????R ，符合要求 確定各軸的轉(zhuǎn)速 ?分配總降速變速比 總降速變速比 4 6 0/45/m in ??? dnni 又電動機(jī)轉(zhuǎn)速 min/1460rnd ? 不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一定比變速副。 主軸的變速范圍應(yīng)等于住變速傳動系中各個(gè)變速組變速范圍的乘積，即： in RRRRR ?210? ⑷ 檢查變速組的變速范圍是否超過極限值時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。 ⑶ 變速組的降速要前慢后快，中間軸的速度不易超過電動機(jī)的轉(zhuǎn)速； 根據(jù)以上的原則我們最終確定的傳動方案是： 631 22312 ??? 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 根據(jù)中間變速軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為 ： 表 傳動方式 631 22312 ??? 361 22312 ??? 612 22312 ??? 214 22312 ??? 262 22312 ??? 124 22312 ??? 根據(jù)主變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則 ⑴ 傳動副前多后少的原則； 主變速傳動系從電動機(jī)到主軸，通常為降速傳動，接近電動機(jī)的傳動轉(zhuǎn)速較高， 傳動的轉(zhuǎn)矩較小，尺寸小 一些，反之，靠近主軸的傳動件轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，尺寸就較大。 根據(jù)以上計(jì)算可得到本次設(shè)計(jì)數(shù)控車床的基本參數(shù)： 表 （規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表 工件最大回轉(zhuǎn)直徑 maxD (mm) 最高轉(zhuǎn)速 maxn ( minr ) 最低轉(zhuǎn)速 minn ( minr ) 電機(jī)功率 P（ kW） 公比 ? 轉(zhuǎn)速級數(shù) Z 400 2021 45 11 12 數(shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 運(yùn)動設(shè)計(jì) 確定變速組及變速副數(shù)目 級數(shù)為 Z 的變速系統(tǒng)由若干個(gè)順序的變速組組成，各變速組分別有 ?Z 、?Z ??個(gè)變速副。適用于無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床，泵，風(fēng)機(jī)，攪拌機(jī)，運(yùn)輸機(jī)，農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 ⑵ 確定切削速度，參《切削加工簡明實(shí)用手冊》 448P 表 857，取 Vc =2 sm 。刀具幾 何參數(shù)： 0? =15o ， 0? =6o ， r? =75o ， r?? =15o ， ? =0o ， 01? =10o ， b1r =，re =1mm。 現(xiàn)在以常見的中碳鋼為工件材料，取 45 號鋼，正火處理，車削外圓，表面粗糙度 aR =。首先找到最小極限轉(zhuǎn)速 45，再每跳過 5個(gè)數(shù)（ ～ ）取一個(gè)轉(zhuǎn)速，即可得到公比為 的數(shù)列： 4 6 90、 12 180、 250、 35 500、 7 1000、1400、 2021。 當(dāng)?shù)湫凸ば驗(yàn)殂q孔或加工螺紋時(shí)，應(yīng)按在車床上常用最大鉸孔直徑或經(jīng)常加工的最 大螺紋 直徑作 為最 大計(jì)算 直徑 maxd ，根據(jù)調(diào) 研可推 薦：maxd 1D ,( 1D為刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑） 故 maxn =minmax1000dv? = 322021000??? =1990 r/min， 取 maxn =2021 r/min； minnmaxmin1000dv? = 160251000??? = r/min， 取 minn =45 r/min； 與本次設(shè)計(jì)的參數(shù)相差不大，取計(jì)算值。 采用最小速度 minv 的典型工序又以下幾種情況： ⑴ 在低速光車，要求獲得粗糙度小于 m； ⑵ 精鉸孔 ⑶ 加工各種螺紋及多頭螺紋； ⑷ 用高 速鋼車刀，對鑄鐵材料的盤類工件進(jìn)行粗車端面工作，取minv =25r/min。 主軸最高和最低轉(zhuǎn)速可按下列計(jì)算： maxn =minmax1000dv? (rpm) ⑴ minn =maxmin1000dv? (rpm) ⑵ 其中： maxn 、 minn —— 主軸最高、最低轉(zhuǎn)速（ m/min）； maxv 、 minv —— 典型工序的最大、最小切削速度（ m/min）； maxd 、 mind —— 最大、最小計(jì)算直徑。還應(yīng)該和先進(jìn)的同類機(jī)床比較，因?yàn)檫^大的轉(zhuǎn)速范圍不僅不能充分發(fā)揮其性能，而且還可能使結(jié)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)。例如普通車到在大多數(shù)情況下已經(jīng)采用硬質(zhì)合金，目前陶瓷刀具也已開始應(yīng)用等情況。 由于通用性機(jī)床加工對象很廣，不同工序所采用的切削用量相差懸殊，而且加工零件的尺寸變換也很大，所以要合理地確定其極限轉(zhuǎn)速是一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，必須對有關(guān)加工工序和切削用量進(jìn)行分析，在分析切削用量的過程中，應(yīng)特別注意下列幾點(diǎn)： ⑴ 考慮先進(jìn)加工方法，但所選的切削用量不應(yīng)該是個(gè)別記錄，而應(yīng)該具有普遍性。 在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，對一根傳動軸和齒輪的剛度、強(qiáng)度進(jìn)行校核。 估算齒輪模數(shù) m和軸頸 d，選擇和計(jì)算離合器。分離傳動的主軸箱與變速箱；擴(kuò)大變 速范圍可以用增加傳動組數(shù)，也可用背輪機(jī)構(gòu)、分支傳動等型式；變速型式上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。 運(yùn)動設(shè)計(jì) 根據(jù)擬定的參數(shù)，通過結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖的分析，確定傳動結(jié)構(gòu)方案和傳動系統(tǒng)圖。 數(shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 2 總體方案擬定 擬定主運(yùn) 動參數(shù) 機(jī)床設(shè)計(jì)的初始，首先需要確定有關(guān)參數(shù)，它們是傳動設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)，影響到產(chǎn)品是否能滿足所需要的功能要求。 （ 4）操作靈活可靠，維修方便，潤滑密封 非常 良好， 才能 滿足機(jī)床的使用要求。 （ 2）主電機(jī) 具備足夠大 的功率， 為 滿足機(jī)床的動力要求，全部機(jī)構(gòu)和元件都 具有足夠的強(qiáng)度和剛度。凡有機(jī)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。 隨著 直流和交流主軸電動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng) 逐漸 完善， 很容易就能 實(shí)現(xiàn)寬范圍無級變速， 這樣以來，不僅 減少了 變速機(jī)構(gòu)的 中間傳遞環(huán)節(jié)， 而且 變速控制的可靠性 也大大提高了 。 它 的主傳動系統(tǒng)調(diào)速范圍較寬，一般 Ra100，以 確保 加工時(shí)能合理的選用切削用量，從而 達(dá)到 最 高 的生產(chǎn) 效 率、表面 的 質(zhì)量和 加工的精度 。它能 實(shí)現(xiàn) 大功率切