【正文】 ()確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由上文可知為121N/m（3）由表107選取齒寬系數(shù)（4）由表106查得材料的彈性影響系數(shù)（5）由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。由表103查得；由表102查得使用系數(shù)；由表104查得6級精度，小齒輪懸臂支承時(shí)： () 將數(shù)據(jù)代入得： ； ()由，查圖1013得；故載荷系數(shù)： () （6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（1010a）得： ()（7）計(jì)算模數(shù)： ()：由式（105）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： ()1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）由圖1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；（2）由圖1018查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=，由式（1012）得： () （4）計(jì)算載荷系數(shù)K： () （5）查取齒形系數(shù)由表105查得；。（7）計(jì)算大小齒輪的并加以比較： ()大齒輪的數(shù)值大。1）計(jì)算分度圓直徑：2）計(jì)算中心距：3）計(jì)算齒輪寬度：取。 II軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如無特殊說明，本小節(jié)公式均出自資料[14]）該軸不受或只受極小的軸向力，而右端所受徑向力矩明顯高于左端，故左端選用深溝球軸承，而右端選用一對角接觸球軸承背靠背安裝，如圖所示： 中間軸的支承形式II軸上的主要零件主要有三對直齒圓柱齒輪及其中兩直齒圓柱齒輪對應(yīng)的電磁離合器。與電機(jī)軸上齒輪相嚙合的齒輪左端用圓螺母固定,，相互緊靠，兩齒輪的另兩端用螺釘鎖緊擋圈定位。（1）軸的選材和最小直徑得確定軸的材料選擇為：45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）。由于取值較計(jì)算值大的多，所以不用再按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算和進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校合。，初選齒數(shù)①本數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行速度較高，精度等級選擇6級精度；②由表10－1，小齒輪材料選擇為40，調(diào)質(zhì)后表面淬火，硬度為280HBS；大齒輪材料選擇為45鋼，調(diào)制后表面淬火，硬度為240HBS。③由表10－7及其說明，可選定齒寬系數(shù)； ④由表10－6，查得材料的彈性影響系數(shù)＝；⑤由圖10－21d，按齒面接觸硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度＝650MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度＝600MPa；⑥兩齒輪的設(shè)計(jì)壽命為50000h，由式10－13，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： ⑦由圖10－19查得接觸疲勞壽命系數(shù)=,=。由式（10－12），==650/1＝585MPa ==600/1=570MPa 將以上參數(shù)代入公式進(jìn)行計(jì)算 ① 算小齒輪分度圓直徑d1t，代入[H]中較小的值：②計(jì)算圓周速度v： ③計(jì)算齒寬： ④計(jì)算齒寬與齒高之比： 齒輪模數(shù) 齒高 ⑤計(jì)算載荷系數(shù)K由圖10－8，查得動(dòng)載系數(shù)；由表10－3，查得。由表10－4， 由b/h＝，=,查圖10－13，得＝，故，動(dòng)載系數(shù)： ⑥按實(shí)際得載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10－10a）得： ⑦計(jì)算模數(shù) ： 由式（10－5）得彎曲疲勞的設(shè)計(jì)公式為 以下確定式中各參數(shù)的值：①由圖10－20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限＝520MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限＝440MPa；②由圖10－18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)＝，＝；③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝，由式（10－12）得：＝＝520/＝328MPa＝＝440/＝ ④計(jì)算載荷系數(shù) K： ⑤查取齒形系數(shù)由表105查得。⑦計(jì)算大、小齒輪的并加以比較： 大齒輪數(shù)值大，將用于以下計(jì)算。，合適。由于這兩齒輪得中心距與齒輪1和2的中心距相等，故,。形式選定后，應(yīng)進(jìn)一步確定其規(guī)格（本小節(jié)公式及參數(shù)除非特別說明，均出自資料[15]）（1）規(guī)格計(jì)算其規(guī)格選擇計(jì)算的基本原則是使其計(jì)算轉(zhuǎn)矩小于或等于其薄弱環(huán)節(jié)的失效條件限制而允許其傳遞的許用轉(zhuǎn)矩[T]，即 ()其中理論轉(zhuǎn)矩計(jì)算轉(zhuǎn)矩公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩許用最大轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速1）計(jì)算轉(zhuǎn)矩由于各類聯(lián)軸器，離合器實(shí)際工況不同，在確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩時(shí)應(yīng)將理論轉(zhuǎn)矩乘以不同系數(shù)K。第四章 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對主軸組件的性能要求主軸組件是機(jī)床主要部件之一，它的性能對整機(jī)性能由很大的影響。當(dāng)主軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線速度為零的點(diǎn)的連線稱為主軸的回轉(zhuǎn)中心線。實(shí)際上，由于主軸組件中各種因素的影響，回轉(zhuǎn)中心線的空間位置每一瞬間都是變化的，這些瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心線的平均空間位置成為理想回轉(zhuǎn)中心線。純徑向誤差、角度誤差和軸向誤差，它們很少單獨(dú)存在。由于主軸的回轉(zhuǎn)誤差一般都是一個(gè)空間旋轉(zhuǎn)矢量，它并不是所有的情況下都表示為被加工工件所得到的加工形狀。目前我國在生產(chǎn)中沿用傳統(tǒng)的靜態(tài)測量法，用一個(gè)精密的測量棒插入主軸錐孔中，使千分表觸頭觸及檢測棒圓柱表面，以低速轉(zhuǎn)動(dòng)主軸進(jìn)行測量。端面誤差一般以包括主軸所在平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的垂直坐標(biāo)系的垂直度數(shù)據(jù)綜合表示。角的非接觸傳感器，通過儀器記錄回轉(zhuǎn)情況。出廠時(shí)，普通級加工中心的回轉(zhuǎn)精度用靜態(tài)測量法測量，當(dāng)L＝。②剛度 主軸部件的剛度是指受外力作用時(shí)，主軸組件抵抗變形的能力。主軸組件的剛度越大，主軸受力變形就越小。主軸部件的剛度與主軸結(jié)構(gòu)尺寸、支承跨距、軸承類型及配置型式、軸承間隙的調(diào)整、主軸上傳動(dòng)元件的位置等有關(guān)。主軸組件抗振興差，工作時(shí)容易產(chǎn)生，不僅降低加工質(zhì)量，而且限制了機(jī)床生產(chǎn)率的提高，使刀具耐用度下降。另外，使主軸的固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激振力的頻率。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生“抱軸”。⑤耐磨性 主軸組件必須有足夠的耐磨性，以能長期保持精度。為了提高耐磨性，主軸的上述部位應(yīng)該淬硬或氮化處理。以上這些要求，有的還是矛盾的。這就要具體問題具體分析，例如設(shè)計(jì)高效數(shù)控機(jī)床的主軸組件時(shí)，主軸應(yīng)滿足高速和高剛度的要求；設(shè)計(jì)高精度數(shù)控機(jī)床時(shí)，主軸應(yīng)滿足高剛度、低溫升的要求[6]。前軸承采用雙列角接觸球軸承，接觸角為，它們通過套筒背靠背配置，以減少主軸懸伸量。如下圖所示： 主軸支承型式 主要參數(shù)的確定主軸的主要參數(shù)是指：主軸平均直徑D（或主軸前軸頸直徑）；主軸內(nèi)孔直徑；主軸懸伸量a和主軸支承跨距。（1）主軸前軸頸直徑的確定主軸平均直徑對主軸部件剛度影響較大。但加大直徑受到軸承dn值的限制，同時(shí)造成相配零件尺寸加大、制造困難、結(jié)構(gòu)龐大和重量增加等，因此在滿足剛度要求下應(yīng)取較小值。 （2）主軸內(nèi)孔直徑d的確定確定孔徑的原則是，為減輕主軸重量，在滿足對空心主軸孔頸要求和最小壁厚要求以及不削弱主軸剛度的要求下，應(yīng)取較大值。（3）主軸懸伸量的確定主軸懸伸量是指主軸前端面到支承徑向反力作用中點(diǎn)的距離，它對主軸部件的剛度和抗振性影響很大。減小的常見措施有：①盡量采用短錐法蘭式主軸端部結(jié)構(gòu)。③合理設(shè)計(jì)前支承的調(diào)整結(jié)構(gòu)和密封裝置形式。④采用向心推力軸承來代替向心軸承。本課題中主軸前端的一對向心推力軸承正是采用這種安裝形式。（4）支承跨距的確定支承跨距是指相鄰兩支承的支承反力作用點(diǎn)之間的距離。當(dāng)時(shí)，主軸部件具有最大剛度，即為主軸部件的最佳跨距。合理跨距,通常取。當(dāng)需要遠(yuǎn)大于時(shí)，可采用三支承結(jié)構(gòu)[6]。本課題選用C型法蘭式主軸端部，代號為6，其基本尺寸由資料[16]－31可獲得。即主軸脈沖發(fā)生器。光電編碼器由于是數(shù)字信號，所以噪聲容限大，容易實(shí)現(xiàn)高分辨率，檢測精度高，且體積小、重量輕、易安裝，在現(xiàn)代檢測技術(shù)中得到了廣泛地應(yīng)用。其技術(shù)參數(shù)如下表:編碼器的安裝通常采用兩種方式:同軸安裝和異軸安裝。異軸安裝較同軸安裝麻煩，需配一對同步平帶輪及同步平帶。本課題采用異軸安裝方式，利用同步帶傳動(dòng)帶動(dòng)電編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)[17]。數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)包括主軸電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)與主軸組件，與普通機(jī)床相比，變速功能絕大部分由主軸電機(jī)的無級調(diào)速來承擔(dān)，省去了繁雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，有些只有兩極或三級齒輪變速機(jī)構(gòu)系統(tǒng)用以擴(kuò)大電機(jī)無級調(diào)速的范圍設(shè)計(jì)過程中存在的主要問題：起初對于數(shù)控車床傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)沒有十分明確的概念，未能在最短的時(shí)間內(nèi)初步設(shè)計(jì)出機(jī)器的零部件草圖，耽誤了很多不必要的時(shí)間。，變頻器的使用了解不多，查閱了大量資料后才弄明白。設(shè)計(jì)中著重考慮問題與解決的問題：1. 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪多級變速的情況變?yōu)榉謾n無級變速，電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速后，通過帶輪輸送到輸入軸上，再經(jīng)過齒輪有級變速擴(kuò)大變速范圍，滿足變速范圍的要求，使輸入軸帶輪處只受轉(zhuǎn)矩，將軸上的徑向力傳動(dòng)到車床機(jī)體上改善了輸入軸的受力情況。(一)[EB/OL].:// ,20040813.[5] 師鴻飛首先我要感謝我的母校的辛勤培育，其次感謝院系各位老師四年來的諄諄教誨，沒有他們給我機(jī)械設(shè)計(jì)與等基礎(chǔ)知識，我的論文不可能這么順利完成。馮老師平時(shí)工作繁忙，但仍抽出時(shí)間來指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，積極地幫我設(shè)定了工作進(jìn)程，熱心的答疑，給與我極大的幫助和鼓勵(lì)，在此表示衷心的感謝。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我的同學(xué)也給與了我很多的幫助，尤其是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分和繪圖等細(xì)節(jié)部分，同學(xué)熱心的給我講解。另外，還要感謝我宿舍的舍友們，在我繁忙的設(shè)計(jì)期間他們在生活上給與我很多的幫助和照顧，并積極地提供一些硬件設(shè)備幫助，給予精神支