【正文】 ??????? 11. m i n/ i n/ rrn ?????? ??????? ％％ ?????? n ??????????????? 12. m i n/ i n/ rrn ?????? ???????? ％％ 2100100 ????? n ???????????????? 13. m i n/ i n/ rrn ?????? ???????? ％％ ????? n ???????? ??????? 14. m i n/ i n/ rrn ?????? ???????? ％％ ????? n ???????????????? 15. m i n/ i n/ rrn ?????? ????? ?? ? 第 56 頁(yè) 共 56 頁(yè) ％％ ????? n ???????????????? 16. m i n/ i n/782063255729 rrn ?????? ??????? %%10040 ????? n ???????????????? 17. m i n/ i n/336549395729 rrn ?????? ?? ?????? %%100630 ????? n ?????????????? 18. m i n/ i n/ rrn ?????? ???????? %%10080 ????? n ????????????????? 在 主軸上的 18 級(jí)轉(zhuǎn)速分別校核后，都合格。 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)方案確定后，要進(jìn)行方案的結(jié)構(gòu)化，確定個(gè)零件的實(shí)際尺寸和有關(guān)布置。在這些尺寸的基礎(chǔ)上，畫(huà)出草圖，得出初步結(jié)構(gòu)化的有關(guān)布置與尺寸；然后按結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行主要零件的驗(yàn)算，如軸的剛度、齒輪的疲勞強(qiáng)度等，必要時(shí)作結(jié)構(gòu)和方案上的修改，重新驗(yàn)算，直到滿(mǎn)足要求。 一 . 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算 三角帶傳動(dòng)中，軸間距 A可以較大。帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸，機(jī)床中 第 56 頁(yè) 共 56 頁(yè) 多用于電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。 計(jì)算功率 Nj=KWNd (kW) 式中 Nd— 電機(jī)的額定功率， KW— 工作情況系數(shù)。為提高帶的使用壽命，小帶輪直徑 D1不宜過(guò)小，要求大雨許用最小帶輪直徑 Dmin，即 D1≥ Dmin。 D1=140r/min 2） 大帶輪計(jì)算直徑 D2 ? ? ? ?mmDiDnnD ?? ???? 111 11212 ?????????????? =212r/min 式中 : n1小帶輪轉(zhuǎn)速 r/min。 ε 帶的滑動(dòng)系數(shù) ,一般取 . 算后應(yīng)將數(shù)字圓整為整數(shù)。 而 u=5～ 10m/s 時(shí)最為經(jīng)濟(jì)耐用。 4） 初定中心距 A0 帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床總體布局初步選定，一般可以在下列范圍內(nèi)選?。? A0=（ ～ 2）（ D1+D2） mm ????????? =352（ ～ 2） mm =～ 704mm 取 A0=704 mm 距過(guò)小，將降低帶的壽命；中心距過(guò)大時(shí)，會(huì)引起帶振動(dòng)。 5） 確定三角帶的計(jì)算長(zhǎng)度 L0及內(nèi)周長(zhǎng) LN 三角帶的計(jì)算長(zhǎng)度是通過(guò)三角帶截面重 心的長(zhǎng)度。如 u超限。 代入數(shù)據(jù)得 2033 ???u ???????????????????? 第 56 頁(yè) 共 56 頁(yè) = 次 /s ≤ 40 次 /s 是合格的，不需作出任何修改。 代入數(shù)值如下： ?????? 121 A DD? =180176。 =176。 經(jīng)校核合格。、特定長(zhǎng)度、平穩(wěn)工作情況下傳遞的功率值。 參數(shù)的選擇可以根據(jù)書(shū)中的表差?。? N0= C1= Kw= 第 56 頁(yè) 共 56 頁(yè) 帶入數(shù)值得： 10CNNz i? 10CNNK dw? ??? ? 所以，傳動(dòng)帶根數(shù)選 3 根。 二 . 傳動(dòng)軸的估算和驗(yàn)算 傳動(dòng)軸除了應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足剛度要求。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大的變形。除了載荷很大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。如果剛度不足，軸上的零件如齒輪、軸承等將由于軸的變形過(guò)大而不能正常工作，或者產(chǎn) 生振動(dòng)和噪聲、發(fā)熱、過(guò)早磨損而失效。通常，先按扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑，畫(huà)出草圖之后，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。 nf— 該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min。各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系而確定，而中型車(chē)床主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為： ? ? 13??? znimj nn 主 ????????? [ψ ]— 每米長(zhǎng)度上允許的扭轉(zhuǎn)角（ deg/m），可根據(jù)傳動(dòng)軸的要求選取。各類(lèi)軸的橈度 y 和裝齒輪和軸承處傾角θ，應(yīng)小于彎曲剛度的許用值 [Y]和[θ ]值，即： y≤ [Y]； ??????? 第 56 頁(yè) 共 56 頁(yè) θ≤ [θ ] ??????? 由于書(shū)寫(xiě)量比較大而篇幅不足的原因，所以在此就省了。 當(dāng)軸的直徑相差不大且計(jì)算精度要求不高時(shí)，可把軸看作等徑軸，采用平均直徑來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 由于本次設(shè)計(jì)的說(shuō)明書(shū)的篇幅和時(shí)間的關(guān)系就不在此詳細(xì)的列出了。 三 . 齒輪模數(shù)的估算和計(jì)算 按接觸疲勞和彎曲強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜，而且有些系數(shù)只有在齒輪個(gè)參數(shù)都已知道后方可確定，所以只在草圖畫(huà)完之后校核用。 齒輪彎曲疲勞的 計(jì)算： 332jNm mmzn? ? ??????????? 第 56 頁(yè) 共 56 頁(yè) 齒面點(diǎn)蝕的估算： 3jnNA? ?????????????? 其中 nj為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速， A 為齒輪中心距。 計(jì)算（驗(yàn)算）： 結(jié)構(gòu)確定后，齒輪的工作條件、空間安排、材料和精度等級(jí)等都已確定，才可能核驗(yàn)齒輪的接觸疲勞和彎曲疲勞強(qiáng)度值是否滿(mǎn)足要求。zi z??“ +”用于外嚙合，“ ”用于內(nèi)嚙合； aK 壽命系數(shù)， a r n N qk K K K K? ； TK 工作期限系數(shù)，mT CnTK060? ； 第 56 頁(yè) 共 56 頁(yè) 齒輪等傳動(dòng)件在接觸和彎曲腳變載荷下的疲勞曲線(xiàn)指數(shù) m 和基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù) C0； n齒輪的最低轉(zhuǎn)速 r/min； T預(yù)定的齒輪工作期限，中型機(jī)床推薦： T=15， 000～ 20， 000h； Kn轉(zhuǎn)速變化系數(shù)； KN功率利用系數(shù)； Kq材料強(qiáng)化系數(shù)。 K1工作情況系數(shù)。 本次設(shè)計(jì)中的模數(shù)計(jì)算與選取如下： 1. Ⅰ軸傳到Ⅱ軸的模數(shù)： 齒輪接觸疲勞的計(jì)算： 33322800 51 4fNm mmnmmmm? ???? ???????? 齒輪彎曲疲勞的計(jì)算： 第 56 頁(yè) 共 56 頁(yè) mmmmnNAj80037033??? ?????????? 取 A=72mm mmzzAmj6051722221?????? ??????????? 計(jì)算（驗(yàn)算） 核驗(yàn)齒輪的接觸疲勞和彎曲疲勞強(qiáng)度值是否滿(mǎn)足要求。 2. Ⅱ軸傳到Ⅲ軸的模數(shù)： 齒輪接觸疲勞的計(jì)算： mmznNmf40038323233??????? ??????????? 經(jīng)校核取 m=。 四 . 電磁離合器的選擇 摩擦電磁離合器目前在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用十分廣泛，因?yàn)樗梢栽谶\(yùn)轉(zhuǎn)中自動(dòng)的接通或脫開(kāi)，且具有結(jié)合平穩(wěn)， 沒(méi)有沖擊、構(gòu)造緊湊的特點(diǎn)，部分零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，多用于機(jī)床主傳動(dòng)。 根據(jù)初步的計(jì)算可從《離合器的選擇與運(yùn)用》一書(shū)中選取，所有的作圖和計(jì)算尺寸都見(jiàn)書(shū)中的表。即： 第 56 頁(yè) 共 56 頁(yè) mNnNKKMM jnj ????? ?9550 ???????????? 對(duì)于需要在負(fù)載下啟動(dòng)和變速，或啟動(dòng)時(shí)間有特殊要求時(shí)，應(yīng)按動(dòng)扭距 設(shè)計(jì)離合器。 根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，如為軸裝式時(shí)，摩擦片的內(nèi)徑 d應(yīng)比安裝軸的軸徑大 2～ 6mm。 3） 計(jì)算摩擦面對(duì)數(shù) z ? ?? ? mv zn KKdDpf KKMZ 33120 ? ??? ? ????????????????? 式中： f摩擦片間的摩擦系數(shù)（有表可選）； ??p 許用壓強(qiáng) MPa（有表可選）； D摩擦片內(nèi)片外徑 mm（有表可選）； d摩擦片外片內(nèi)徑 mm（有表可選）； Ku速度修正系數(shù)（有表可選）； Kz結(jié)合面數(shù)修正系數(shù)（有表可選）； Km結(jié)合次數(shù)修正系數(shù)（有表可選）。 縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 滾珠絲桿副的選擇 一 . 脈沖當(dāng)量和傳動(dòng)比的確定 機(jī)械系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)通常由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)或由產(chǎn)品樣本給出，一般包含功能參數(shù)和精度參數(shù)兩部分。 第 56 頁(yè) 共 56 頁(yè) 1. 脈沖當(dāng)量的選定 傳感器與電機(jī)軸相連，用來(lái)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，并把它們轉(zhuǎn) 換為電信號(hào)反饋給數(shù)控裝置。伺服電機(jī)每轉(zhuǎn) 1轉(zhuǎn)傳感器發(fā)出一定數(shù)量的脈沖，每個(gè)脈沖代表電機(jī)一定的轉(zhuǎn)角。 2. 傳動(dòng)比的選定 對(duì)步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)脈沖當(dāng)量δ p（ mm/脈沖）確定，并且滾珠絲桿導(dǎo)程 L0（ mm）和電機(jī)步距角θ b（℃ /脈沖）都也已初步選定后，則可用下式來(lái)計(jì)算，該軸伺服傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比： 6/3 6 000?????immLmmLibppb代入得：脈沖由???? ????????? 盡可能使 i=1，這時(shí)可使步進(jìn)電機(jī)直接與絲桿聯(lián)結(jié)，有利于簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高精度，所以 i=，取θ b=。由于傳動(dòng)系統(tǒng)的各傳動(dòng)部件并不都與電機(jī)軸的同軸線(xiàn)，還成在各傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量向電機(jī)軸折算問(wèn)題。這些比如：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算的基本公式、齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算、滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js 折算、工作臺(tái)質(zhì)量折算和傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算可見(jiàn)相關(guān)的參考 書(shū)，在這里就不作詳細(xì)的說(shuō)明與計(jì)算了。 滾珠絲桿副的類(lèi)別主要從三個(gè)方面考慮：循環(huán)方式、循環(huán)列數(shù)與圈數(shù)、預(yù)緊方式。根據(jù)回珠方式可分兩類(lèi)：內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)。 鋼珠每一個(gè)循環(huán)閉路稱(chēng)為列。外循環(huán)滾珠絲桿副的每個(gè)螺母有 1 列 ， 1 列 圈， 2列 圈， 2列 圈等，種類(lèi)很多。 為了消除間隙和提高滾珠絲桿副的剛度，可以預(yù)加載荷，使它在過(guò)盈的條件下工作，稱(chēng)為預(yù)緊。預(yù)緊后的剛度可提高到為無(wú)預(yù)緊時(shí)的 2倍。通常，滾珠絲桿在出廠時(shí)，就已經(jīng)由制造廠調(diào)好預(yù)加載荷，并且預(yù)加載荷往往與絲桿副的額定動(dòng)載荷有一定的比例關(guān)系。這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，剛度高；但調(diào)整不便，滾道有磨損時(shí)，不能隨時(shí)消除間隙和預(yù)緊，適用于高剛度重載傳動(dòng)。數(shù)控機(jī)床常用進(jìn)給絲桿的公稱(chēng)直徑 dm為Φ 30mm 至Φ 80mm。 b. 基本導(dǎo)程（螺距） L0?；緦?dǎo)程也稱(chēng)為螺距。 本次設(shè)計(jì)中的導(dǎo)程 L0=6mm。滾珠絲桿副按其使用范圍及要求分為 7個(gè)精度等級(jí)，即 1， 2， 3， 第 56 頁(yè) 共 56 頁(yè) 4， 5， 7，及 10七個(gè)精度等級(jí)， 1級(jí)精度最高，其余依次逐級(jí)降低，一般選取 4級(jí)～ 7級(jí)，數(shù)控車(chē)床及精密機(jī)械可選用 2 級(jí)～ 3級(jí)。 本次所設(shè)計(jì)的機(jī)床是數(shù)控機(jī)床，所以選用的精度等級(jí)還是很高的，是 3級(jí)。 滾珠絲桿副的傳動(dòng)效率較高，一般在 ～ 之間。 6） 滾珠絲桿螺母副安裝連接尺寸 滾珠絲桿副型號(hào) 名義直徑 螺 距 滾珠直徑 滾道半徑 偏心距 絲桿外徑 螺母凸緣外徑 螺釘中心 圓直徑 螺母凸緣厚度