【正文】 8）齒輪1與2之間的中心距 ………………………（39） Ⅱ軸與Ⅲ軸之間的距離：取m=，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動(dòng)比見圖， …………………………（310）齒輪3與4之間的中心距： ………………………………（311） Ⅲ軸與Ⅳ軸之間的距離：取m=，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動(dòng)比 ………………………（312）齒輪9與10之間的中心距： ……………………………（313）Ⅳ軸Ⅴ軸之間的中心距離：取m=，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動(dòng)比 …………………（314） ………………………（315）主軸到脈沖軸的中心距：取m=，傳動(dòng)比 …………………………（316） ………………………（317）Ⅰ軸到反轉(zhuǎn)軸Ⅵ軸的中心距：取m=，傳動(dòng)比 …………………………… （318） ………………………………（319） 由齒頂高 ……………………………（320）齒頂高和齒跟高只與所取的模數(shù)m有關(guān)。應(yīng)避免齒輪和軸之間相撞，出現(xiàn)以上的情況可以采用相應(yīng)的措施來補(bǔ)救。但修正量不能太大，一般齒數(shù)差不能超過3～4個(gè)齒。但由于傳動(dòng)比的要求，尤其是在傳動(dòng)中使用了公用齒輪后，常常滿足比了上述要求。3)同一傳動(dòng)組的各對(duì)齒輪副的中心距應(yīng)該相等。一般去Zmin≥18～20。 在本次設(shè)計(jì)中采用的就是常用傳動(dòng)比的適用齒數(shù)（小齒輪）表就見教科書〈〈機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)〉〉。因此，≤D大≤343mm經(jīng)查表?。篋大=212mm(2)確定齒輪齒數(shù) 用計(jì)算法或查表法確定齒輪齒數(shù)，后者更為簡(jiǎn)單。三角傳動(dòng)中，在保證最小包角大于120度的條件下，傳動(dòng)比可取1/7≤u≤3。根據(jù)皮帶的型號(hào)，從教科書〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程〉〉查表可?。? Dmin=140mm3)計(jì)算大帶輪直徑D大根據(jù)要求的傳動(dòng)比u和滑功率ε確定D大。但圖中的解并非只有一種，應(yīng)使傳動(dòng)帶數(shù)為3～5根為宜。(1)帶輪直徑確定的方法、步驟1)選擇三角型號(hào)一般機(jī)床上的都采用三角帶。主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速如圖34所示。2)降速傳動(dòng)中，最小傳動(dòng)比umin≥1/4。（2）齒輪傳動(dòng)比的限制 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中，齒輪副的極限傳動(dòng)比：1)升速傳動(dòng)中，最大傳動(dòng)比umax≤2。③控制齒輪圓周速度u∠8m/s（可用7級(jí)精度齒輪）。確定中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況作相應(yīng)修正：①功率教大的重切削機(jī)床，一般主軸轉(zhuǎn)速較低，中間軸的轉(zhuǎn)速適當(dāng)取高一些，對(duì)減小結(jié)構(gòu)尺寸的效果較明顯。車床K=54，銑床K=。 ………………（37）（mz）a—所有中間傳動(dòng)齒輪的分度圓直徑的平均值mm；（mz）主—主軸上齒輪的分度圓的平均值mm；q傳到主軸所經(jīng)過的齒輪對(duì)數(shù)；β主軸齒輪螺旋角；CK系數(shù)，根據(jù)機(jī)床類型及制造水平選取。 中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速較高時(shí)（如采用先升后降的傳動(dòng)），中間轉(zhuǎn)動(dòng)軸和齒輪承受扭矩小，可以使用軸徑和齒輪模數(shù)小寫：d∝ 、 m∝，從而可以使用結(jié)構(gòu)緊湊。另外，也要注意到電機(jī)與Ⅰ軸間的傳動(dòng)方式，如用帶傳動(dòng)時(shí)，降速比不宜太大，否則Ⅰ軸上帶輪太大，和主軸尾端可能干涉。但如果Ⅰ軸上裝有摩擦離合器一類部件時(shí)，高速下摩擦損耗、發(fā)熱都將成為突出矛盾，因此，Ⅰ軸轉(zhuǎn)速不宜太高。電機(jī)轉(zhuǎn)速和主軸最高轉(zhuǎn)速應(yīng)相接近。根據(jù)常用電機(jī)所提供的資料，選用電機(jī)33所示。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床所需選用的是外行安裝尺寸之一。 N=② 電機(jī)轉(zhuǎn)速nd異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速有：3000、1500、1000、750r/min 在此處選擇的是： nd=1500r/min 這個(gè)選擇是根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速nmax和Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速相近或相宜，以免采用過大的升速或過小的降速傳動(dòng)。在選擇電機(jī)型號(hào)時(shí)，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：① 電機(jī)功率N：根據(jù)機(jī)床切削能力的要求確定電機(jī)功率。在此基礎(chǔ)上，選擇電機(jī)型號(hào)，確定各中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，這樣就擬定主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)圖，使主運(yùn)動(dòng)逐步具體化。如表32所示。這種擴(kuò)大順序和傳動(dòng)順序一致，稱為順序擴(kuò)大傳動(dòng)。主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響大，因此主軸上齒輪少些為好，最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副選用2，或者用一個(gè)定比傳動(dòng)副。圖31 總的傳動(dòng)系統(tǒng)（2）組傳動(dòng)順序的安排18級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組，可以安排成：3x3x2，2x3x3，或3x2x3選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，要考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。即 Z=Z1 Z2 Z3 ………………………………（34）傳動(dòng)副數(shù)由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適，即變速級(jí)數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子:Z= ………………………………（35）可以有幾種方案，由于篇幅的原因就不一一列出了，在此只把已經(jīng)選定了的和本次設(shè)計(jì)所須的正確的方案列出，具體的內(nèi)容如下：傳動(dòng)齒輪數(shù)目：2x（3+3+2）+2x2+1=21個(gè)；軸向尺寸：9b；傳動(dòng)軸數(shù)目：6根；操縱機(jī)構(gòu) ：簡(jiǎn)單，兩個(gè)三聯(lián)滑移齒輪，一個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪。根據(jù)此方法，中型車床典型重切削條件下的用量：根據(jù)設(shè)計(jì)書表中推薦的數(shù)值： 取 P= 傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效，可考慮到本次設(shè)計(jì)的需要可以參考一下這個(gè)方案。3)主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z和公比￠已知 : =Rn Rn=且： z=18=4)主電機(jī)功率—?jiǎng)恿?shù)的確定 合理地確定電機(jī)功率N，使用的功率實(shí)際情況既能充分的發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。 各級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列可直接從標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表中查出。由于D=400mm，則主軸極限轉(zhuǎn)速應(yīng)為： nmax=r/min ………………………………（31）=2000r/min ； nmin=r/min ……………… ………（32） =40r/min ； 由于轉(zhuǎn)速范圍 R = = …………………………（33） = 50 ；因?yàn)榧?jí)數(shù)Z已知： Z=18級(jí) 。然而，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的需要選取的值如下：取umax=300m/min； umin=30m/min。(2)參數(shù)確定的步驟和方法1)極限切削速度umax﹑umin根據(jù)典型的和可能的工藝選取極限切削速度要考慮：工序種類 ﹑工藝要求 刀具和工件材料等因素。本次設(shè)計(jì)中的車床是普通型車床，其品種，用途，性能和結(jié)構(gòu)都是普通型車床所共有的，在此就不作出詳細(xì)的解釋和說明了。圖22系統(tǒng)總體方案框圖3械部分設(shè)計(jì)計(jì)算說明3．1運(yùn)動(dòng)部分計(jì)算 參數(shù)的確定 （1）了解車床的基本情況和特點(diǎn)車床的規(guī)格系列和類型①通用機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。根據(jù)系統(tǒng)的要求我還設(shè)計(jì)了鍵盤接口電路、顯示接口電路、驅(qū)動(dòng)電路、復(fù)位電路、晶振電路、功率放大電路和報(bào)警電路等。Freescale公司的16位單片機(jī)主要分為HC12系列、HCS12系列以及HCS12X系列,在此我選擇了80C196KC芯片單片機(jī)。如圖21所示。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇半閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)具有裝在機(jī)床移動(dòng)部件上的檢測(cè)元件，用來測(cè)量實(shí)際位移量，能補(bǔ)償系統(tǒng)的誤差，因而伺服控制精度高。開環(huán)控制系統(tǒng)中，沒有反饋電路，不帶檢測(cè)裝置，指令信號(hào)是單方向傳送的。如預(yù)加負(fù)載的滾動(dòng)導(dǎo)軌等?？s短傳動(dòng)鏈可以提高系統(tǒng)的剛度，減少傳動(dòng)鏈誤差。例如采用消隙齒輪等。如采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副、滾動(dòng)導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌等。為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作臺(tái)平穩(wěn)性，在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置時(shí)，通常提出低摩擦、低慣量、高剛度、無間隙、高諧振以及有適宜阻尼比的要求。這種系統(tǒng)叫點(diǎn)位/直線系統(tǒng)。在點(diǎn)位控制系統(tǒng)中不具有連續(xù)控制系統(tǒng)中所具有的軌跡計(jì)算裝置，而連續(xù)控制系統(tǒng)中卻具有點(diǎn)位系統(tǒng)控制的功能。如果要求工作臺(tái)和刀具沿各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)有確定的函數(shù)關(guān)系，即連續(xù)控制系統(tǒng)，應(yīng)具備控制刀具以給定速率沿加工路徑運(yùn)動(dòng)的功能。例如數(shù)控鉆床等。數(shù)控系統(tǒng)按運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)、點(diǎn)位/直線系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)并可以自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架。（4）節(jié)省資金，機(jī)床的改造跟新采購的數(shù)控機(jī)床相比節(jié)省了很大的費(fèi)用，大型及特殊設(shè)備尤其明顯。（3）可以采用最新的控制技術(shù)，可擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自檢功能，更好的調(diào)節(jié)了機(jī)床的加工狀態(tài)。（2）提高生產(chǎn)效率，機(jī)床經(jīng)數(shù)控改造后即可實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3到5倍。然而，用普通機(jī)床加工出來的產(chǎn)品普遍出現(xiàn)質(zhì)量差、品種少、精度低、成本高、供貨期長(zhǎng)等缺點(diǎn)，從而使產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)上缺少競(jìng)爭(zhēng)力，這將直接影響一個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)效益以及生存和發(fā)展、所以大力提高機(jī)床的數(shù)控化已迫在眉睫，有很大的意義，而且普通機(jī)床的數(shù)控化改造將會(huì)長(zhǎng)期存在并不斷發(fā)展。與世界先進(jìn)水平相比差距仍然十分明顯。數(shù)控機(jī)床改造的意義:自造技術(shù)和自動(dòng)化水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，而其中最具有代表性的就是數(shù)控機(jī)床。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)：加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件；加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序；機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機(jī)床的35倍；機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較高，對(duì)維修人員的技術(shù)要求更高。它包括液壓和氣動(dòng)裝置、排屑裝置、交換工作臺(tái)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測(cè)裝置等。當(dāng)幾個(gè)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)時(shí)，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線以及曲面加工。（3） 驅(qū)動(dòng)裝置，它是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸電機(jī)以及伺服電機(jī)等。數(shù)控機(jī)床一般由下列幾個(gè)部分組成：（1） 主機(jī)，它是數(shù)控機(jī)床的主體，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件，是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。它把機(jī)加工過程中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置，經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)的將零件加工出來。（3）體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展：集成化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、開放式閉環(huán)控制模式。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：（1）性能方面的發(fā)展趨勢(shì)：高速高精度高效、柔性化、工藝復(fù)合和軸化、實(shí)時(shí)智能化。在美國(guó)首先推出了基于PC微機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，即PCNC系統(tǒng)，它被劃入為所謂的第六代數(shù)控系統(tǒng)。在近20多年內(nèi)，在生產(chǎn)中，實(shí)際使用的數(shù)控系統(tǒng)大多是這第五代數(shù)控系統(tǒng)，其性能和可靠性隨著技術(shù)的發(fā)展得到了根本性的提高。CK6140普通機(jī)床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)說明書1 緒論 CK6140的現(xiàn)狀和發(fā)展自第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在美國(guó)問世至今的半個(gè)世紀(jì)內(nèi)，機(jī)床數(shù)控技術(shù)的發(fā)展迅速，經(jīng)歷了六代兩個(gè)階段的發(fā)展過程。其中，第一個(gè)階段為NC階段；第二個(gè)階段為CNC階段，從1974年微處理器開始用于數(shù)控系統(tǒng)，即為第五代數(shù)空系統(tǒng)。從20世紀(jì)90年代開始，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，PC微機(jī)的發(fā)展尤為突出，無論是軟硬件還是外器件的進(jìn)展日新月異，計(jì)算機(jī)所采用的芯片集成化越來越高，功能越來越強(qiáng)，而成本卻越來越低，原來在大，中型機(jī)上才能實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在在微型機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)。下面從數(shù)控系統(tǒng)的性能、功能和體系結(jié)構(gòu)三方面討論機(jī)床。.（2）功能發(fā)展方面：用戶界面圖形化、科學(xué)計(jì)算可視化、插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化、內(nèi)置高性能PLC、多媒體技術(shù)應(yīng)用。 對(duì)于數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)介數(shù)字控制機(jī)床（Numerical Control Machine Tools）簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床，這是一種將數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的控制技術(shù)。數(shù)控機(jī)床較好的解決了復(fù)雜、精密、小批量，多品種的零件加工問題，是一種柔性、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。（2） 數(shù)控裝置，是數(shù)控機(jī)床的核心，相當(dāng)于人的大腦，它包括硬件(印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、織帶閱讀機(jī)等)以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。它在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。（4） 輔助裝置，指數(shù)控機(jī)床的一些必要配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、輪滑、照明、監(jiān)測(cè)等。（5） 編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、存儲(chǔ)等。數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床能縮短準(zhǔn)備時(shí)間，增加切削加工時(shí)間的比率；使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)，加工的零件精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，從而有效的提高了產(chǎn)品在市場(chǎng)上得競(jìng)爭(zhēng)力；數(shù)控機(jī)床具有廣泛的適應(yīng)性和