【正文】 …………（38）齒輪1與2之間的中心距 ………………………（39） Ⅱ軸與Ⅲ軸之間的距離：取m=，由轉速圖而確定的傳動比見圖， …………………………（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=，由轉速圖而確定的傳動比 ………………………（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=，由轉速圖而確定的傳動比 …………………（314） ………………………（315）主軸到脈沖軸的中心距：取m=，傳動比 …………………………（316） ………………………（317）Ⅰ軸到反轉軸Ⅵ軸的中心距：取m=，傳動比 …………………………… （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。應避免齒輪和軸之間相撞，出現(xiàn)以上的情況可以采用相應的措施來補救。但修正量不能太大，一般齒數(shù)差不能超過3～4個齒。但由于傳動比的要求，尤其是在傳動中使用了公用齒輪后，常常滿足比了上述要求。3)同一傳動組的各對齒輪副的中心距應該相等。一般去Zmin≥18～20。 在本次設計中采用的就是常用傳動比的適用齒數(shù)（小齒輪）表就見教科書〈〈機床簡明設計手冊〉〉。因此，≤D大≤343mm經(jīng)查表取：D大=212mm(2)確定齒輪齒數(shù) 用計算法或查表法確定齒輪齒數(shù)，后者更為簡單。三角傳動中，在保證最小包角大于120度的條件下，傳動比可取1/7≤u≤3。根據(jù)皮帶的型號，從教科書〈〈機械設計基礎教程〉〉查表可?。? Dmin=140mm3)計算大帶輪直徑D大根據(jù)要求的傳動比u和滑功率ε確定D大。但圖中的解并非只有一種，應使傳動帶數(shù)為3～5根為宜。(1)帶輪直徑確定的方法、步驟1)選擇三角型號一般機床上的都采用三角帶。主運動的轉速如圖34所示。2)降速傳動中，最小傳動比umin≥1/4。（2）齒輪傳動比的限制 機床主傳動系統(tǒng)中，齒輪副的極限傳動比：1)升速傳動中，最大傳動比umax≤2。③控制齒輪圓周速度u∠8m/s（可用7級精度齒輪）。確定中間傳動軸的轉速時，應結合實際情況作相應修正：①功率教大的重切削機床，一般主軸轉速較低，中間軸的轉速適當取高一些，對減小結構尺寸的效果較明顯。車床K=54，銑床K=。 ………………（37）（mz）a—所有中間傳動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)過的齒輪對數(shù)；β主軸齒輪螺旋角；CK系數(shù)，根據(jù)機床類型及制造水平選取。 中間傳動軸的轉速較高時（如采用先升后降的傳動），中間轉動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∝，從而可以使用結構緊湊。另外，也要注意到電機與Ⅰ軸間的傳動方式，如用帶傳動時，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，高速下摩擦損耗、發(fā)熱都將成為突出矛盾，因此，Ⅰ軸轉速不宜太高。電機轉速和主軸最高轉速應相接近。根據(jù)常用電機所提供的資料，選用電機33所示。本次設計的機床所需選用的是外行安裝尺寸之一。 N=② 電機轉速nd異步電機的轉速有：3000、1500、1000、750r/min 在此處選擇的是： nd=1500r/min 這個選擇是根據(jù)電機的轉速與主軸最高轉速nmax和Ⅰ軸的轉速相近或相宜，以免采用過大的升速或過小的降速傳動。在選擇電機型號時，應按以下步驟進行：① 電機功率N：根據(jù)機床切削能力的要求確定電機功率。在此基礎上，選擇電機型號，確定各中間傳動軸的轉速，這樣就擬定主運動的轉圖，使主運動逐步具體化。如表32所示。這種擴大順序和傳動順序一致，稱為順序擴大傳動。主軸對加工精度、表面粗糙度的影響大，因此主軸上齒輪少些為好，最后一個傳動組的傳動副選用2，或者用一個定比傳動副。圖31 總的傳動系統(tǒng)（2）組傳動順序的安排18級轉速傳動系統(tǒng)的傳動組，可以安排成：3x3x2，2x3x3，或3x2x3選擇傳動組安排方式時，要考慮到機床主軸變速箱的具體結構、裝置和性能。即 Z=Z1 Z2 Z3 ………………………………（34）傳動副數(shù)由于結構的限制以2或3為合適，即變速級數(shù)Z應為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)選定了的和本次設計所須的正確的方案列出，具體的內容如下：傳動齒輪數(shù)目：2x（3+3+2）+2x2+1=21個；軸向尺寸：9b；傳動軸數(shù)目：6根；操縱機構 ：簡單，兩個三聯(lián)滑移齒輪，一個雙聯(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)設計書表中推薦的數(shù)值： 取 P= 傳動設計（1）傳動結構式、結構網(wǎng)的選擇結構式、結構網(wǎng)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動不失為有用的方法，但對于分析復雜的傳動并想由此導出實際的方案，就并非十分有效，可考慮到本次設計的需要可以參考一下這個方案。3)主軸轉速級數(shù)z和公比￠已知 : =Rn Rn=且： z=18=4)主電機功率—動力參數(shù)的確定 合理地確定電機功率N，使用的功率實際情況既能充分的發(fā)揮其使用性能，滿足生產需要，又不致使電機經(jīng)常輕載而降低功率因素。 各級轉速數(shù)列可直接從標準數(shù)列表中查出。由于D=400mm，則主軸極限轉速應為： nmax=r/min ………………………………（31）=2000r/min ； nmin=r/min ……………… ………（32） =40r/min ； 由于轉速范圍 R = = …………………………（33） = 50 ；因為級數(shù)Z已知： Z=18級 。然而，根據(jù)本次設計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。本次設計中的車床是普通型車床，其品種，用途，性能和結構都是普通型車床所共有的，在此就不作出詳細的解釋和說明了。圖22系統(tǒng)總體方案框圖3械部分設計計算說明3．1運動部分計算 參數(shù)的確定 （1）了解車床的基本情況和特點車床的規(guī)格系列和類型①通用機床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設計時應該遵照的基礎。根據(jù)系統(tǒng)的要求我還設計了鍵盤接口電路、顯示接口電路、驅動電路、復位電路、晶振電路、功率放大電路和報警電路等。Freescale公司的16位單片機主要分為HC12系列、HCS12系列以及HCS12X系列,在此我選擇了80C196KC芯片單片機。如圖21所示。根據(jù)設計要求選擇半閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)具有裝在機床移動部件上的檢測元件，用來測量實際位移量，能補償系統(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，不帶檢測裝置，指令信號是單方向傳送的。如預加負載的滾動導軌等?？s短傳動鏈可以提高系統(tǒng)的剛度，減少傳動鏈誤差。例如采用消隙齒輪等。如采用滾珠絲杠螺母傳動副、滾動導軌、貼塑導軌等。為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動精度和工作臺平穩(wěn)性，在設計機械傳動裝置時，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)叫點位/直線系統(tǒng)。在點位控制系統(tǒng)中不具有連續(xù)控制系統(tǒng)中所具有的軌跡計算裝置，而連續(xù)控制系統(tǒng)中卻具有點位系統(tǒng)控制的功能。如果要求工作臺和刀具沿各坐標軸的運動有確定的函數(shù)關系，即連續(xù)控制系統(tǒng)，應具備控制刀具以給定速率沿加工路徑運動的功能。例如數(shù)控鉆床等。數(shù)控系統(tǒng)按運動方式可分為點位控制系統(tǒng)、點位/直線系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)能實現(xiàn)直線插補和圓弧插補并可以自動回轉刀架。（4）節(jié)省資金，機床的改造跟新采購的數(shù)控機床相比節(jié)省了很大的費用，大型及特殊設備尤其明顯。（3）可以采用最新的控制技術，可擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自檢功能，更好的調節(jié)了機床的加工狀態(tài)。（2）提高生產效率，機床經(jīng)數(shù)控改造后即可實現(xiàn)加工的自動化效率可比傳統(tǒng)機床提高3到5倍。然而，用普通機床加工出來的產品普遍出現(xiàn)質量差、品種少、精度低、成本高、供貨期長等缺點，從而使產品在國內、國際市場上缺少競爭力，這將直接影響一個企業(yè)的生產效益以及生存和發(fā)展、所以大力提高機床的數(shù)控化已迫在眉睫，有很大的意義，而且普通機床的數(shù)控化改造將會長期存在并不斷發(fā)展。與世界先進水平相比差距仍然十分明顯。數(shù)控機床改造的意義:自造技術和自動化水平的高低已成為一個國家和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志，而其中最具有代表性的就是數(shù)控機床。與普通機床相比，數(shù)控機床的特點：加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質量；可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件；加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序；機床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產率高（一般為普通機床的35倍；機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；對操作人員的素質要求較高，對維修人員的技術要求更高。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。當幾個進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線以及曲面加工。（3） 驅動裝置，它是數(shù)控機床執(zhí)行機構的驅動部件，包括主軸驅動系統(tǒng)、伺服驅動系統(tǒng)、主軸電機以及伺服電機等。數(shù)控機床一般由下列幾個部分組成：（1） 主機，它是數(shù)控機床的主體，包括機床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件，是用于完成各種切削加工的機械部件。它把機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)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動的將零件加工出來。（3）體系結構的發(fā)展：集成化、模塊化、網(wǎng)絡化、開放式閉環(huán)控制模式。數(shù)控技術的發(fā)展趨勢：（1）性能方面的發(fā)展趨勢：高速高精度高效、柔性化、工藝復合和軸化、實時智能化。在美國首先推出了基于PC微機的數(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，在生產中，實際使用的數(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的發(fā)展得到了根本性的提高。1 緒論 CK6140的現(xiàn)狀和發(fā)展自第一臺數(shù)控機床在美國問世至今的半個世紀內，機床數(shù)控技術的發(fā)展迅速，經(jīng)歷了六代兩個階段的發(fā)展過程。其中，第一個階段為NC階段；第二個階段為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90年代開始，微電子技術和計算機技術的發(fā)展突飛猛進，PC微機的發(fā)展尤為突出，無論是軟硬件還是外器件的進展日新月異，計算機所采用的芯片集成化越來越高，功能越來越強，而成本卻越來越低，原來在大，中型機上才能實現(xiàn)的功能現(xiàn)在在微型機上就可以實現(xiàn)。下面從數(shù)控系統(tǒng)的性能、功能和體系結構三方面討論機床。.（2）功能發(fā)展方面：用戶界面圖形化、科學計算可視化、插補和補償方式多樣化、內置高性能PLC、多媒體技術應用。 對于數(shù)控機床的簡介數(shù)字控制機床（Numerical Control Machine Tools）簡稱數(shù)控機床，這是一種將數(shù)字計算機技術應用于機床的控制技術。數(shù)控機床較好的解決了復雜、精密、小批量，多品種的零件加工問題，是一種柔性、高效能的自動化機床，是典型的機電一體化產品。（2） 數(shù)控裝置，是數(shù)控機床的核心，相當于人的大腦，它包括硬件(印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、織帶閱讀機等)以及相應的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補運算以及實現(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)實現(xiàn)主軸和進給驅動。（4） 輔助裝置，指數(shù)控機床的一些必要配套部件，用以保證數(shù)控機床的運行，如冷卻、排屑、輪滑、照明、監(jiān)測等。（5） 編程及其他附屬設備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。數(shù)控機床的優(yōu)點：數(shù)控機床能縮短準備時間，增加切削加工時間的比率；使用數(shù)控機床進行生產，加工的零件精度高，產品質量穩(wěn)定，從而有效的提高了產品在市場上得競爭力；數(shù)控機床具有廣泛的適應性和較大的靈活性，因此能夠完成很多普通