【正文】 1?根據(jù)【4】 公式（825）158P，故主動輪上包角合適。v=1500r/min=。各傳jn動件的計算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動關(guān)系確定。變速組 1 中，21/99 只需計算 z = 21 的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為 675r/min；變速組 2 計算 z = 37 的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為 150r/min；核算主軸轉(zhuǎn)速誤差∵ ()min/?????實 min10rn?標(biāo)∴ ，所以合適。??mnPdj491?????① Ⅰ軸的直徑：取 in/675,.011rj??ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 ()??mndj 44 ??????② Ⅱ軸的直徑：取 in/150,..8. 212 rnj???ndj ??????其中：P電動機額定功率（kW） ；從電機到該傳動軸之間傳動件的所有傳動效率的乘積；?該傳動軸的計算轉(zhuǎn)速（ ） ；jnminr傳動軸允許的扭轉(zhuǎn)角（ ） 。.。所 以 合 格,YB?ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 ④ Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。其中用凸臺跟軸用彈性擋圈定位,電磁離合器選用軸間和鎖緊螺母定位。機床主傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。2. Ⅱ軸的支承形式該軸不受或只受極小的軸向力，主要受徑向力，故左、右端選用深溝球軸承。滾子軸承的左端靠在端蓋上，右端用軸肩定位。軸右端的軸承左邊利用軸肩定位，右端用一摔油盤（有套筒的作用）和鎖緊螺母進行定位。軸的最小尺寸，由式（15－2） ， 3min0PdA? ()式中， 0A由表 15－3，可取得 110，故： ???dＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 取 mind＝40mm。軸的零件圖如圖 32.圖 中間轉(zhuǎn)動軸零件示意圖 鍵的校核鍵和軸的材料都是鋼，由【4】表 62 查的許用擠壓應(yīng)力 ,MPap120~][??取其中間值， 。由【4】式（61）.? ()PaMPaldT pp 10][.???式 中 ： ；】 表鍵 【，弱 材 料 的 許 用 擠 壓 應(yīng) 力鍵 、 軸 、 輪 轂 三 者 中 最；鍵 的 直 徑 ， ；為 鍵 的 寬 度 ，為 鍵 的 公 稱 長 度 ， 圓 頭 平 鍵鍵 的 工 作 長 度 ， 。,p ?????? MPamd mbmLbll hkkNT?可見連接的擠壓強度足夠了，鍵的標(biāo)記為： 03194?TGB鍵 齒輪模數(shù)的確定及校核1. 選定齒輪類型,精度等級,材料及齒數(shù)。1) 本次設(shè)計屬于金屬切削車床類,一般齒輪傳動,故選用 6 級精度。3) 選齒輪齒 ， ， =20。通常在相同變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)，若齒輪材料相同，則選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強度和齒輪彎曲疲勞強度條件按【5】ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 表 717 進行估算模數(shù) 和 ，并按其中較大者選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，為簡化工藝HmF制造，變速傳動系統(tǒng)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過 2～3 種模數(shù)。齒面接觸疲勞強度： ()32)1(1602???HPjmHznK??其中: 公比 ； = 2；? P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數(shù) = ；m?m105??b 齒輪許允接觸應(yīng)力 ， 由【5】圖 76 按 MQ 線查HP??li取。jnK載荷系數(shù)取 。齒輪彎曲疲勞強度： ()340FPjmFznK???其中: P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數(shù) = ；m?m15??bＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 齒輪許允齒根應(yīng)力 ， 由【5】圖 711 按 MQFP???li線查取；計算齒輪計算轉(zhuǎn)速。，MPaF30lim??∴ ??∴ mF ?根據(jù)【6】表 104 將齒輪模數(shù)圓整為 。軸Ⅰ上主動輪齒輪的直徑： ()mmddaa 6023d138460234a21 ?????；；軸Ⅱ上從動輪齒輪的直徑分別為： 。239。當(dāng)齒頂圓直徑時，可以做成實心式結(jié)構(gòu)的齒輪。ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 電磁摩擦離合器的計算和選擇本課題中數(shù)控機床得轉(zhuǎn)速較高，對工作可靠性要求高，根據(jù)資料中的結(jié)構(gòu)選擇原則，選取濕式多片電磁離合器。其規(guī)格選擇計算的基本原則是使其計算轉(zhuǎn)矩 cT小于或等于其薄弱環(huán)節(jié)的失效條件限制的許用轉(zhuǎn)矩[T]，即 maxa[][]T??? ()其中 T理論轉(zhuǎn)矩； c計算轉(zhuǎn)矩； n公稱轉(zhuǎn)矩； []T許用轉(zhuǎn)矩； maxT最大轉(zhuǎn)矩； max[]許用最大轉(zhuǎn)矩； []許用轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)矩由于各類聯(lián)軸器，離合器實際工況不同，在確定計算轉(zhuǎn)矩 c時應(yīng)將理論轉(zhuǎn)矩T乘以不同系數(shù) K。ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21 4 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 對主軸組件的性能要求主軸組件是數(shù)控機床重要部件之一，它的性能對整機性能有很大的影響。當(dāng)主軸做旋轉(zhuǎn)運動，連接線速度到零點被稱為主軸旋轉(zhuǎn)的中心線。實際上，由于各種因素的主軸組件的影響，旋轉(zhuǎn)中心線的空間位置是變化的每一刻，理想的旋轉(zhuǎn)中心線的瞬時旋轉(zhuǎn)中心線平均空間位置。純徑向誤差，角度誤差和軸向誤差，他們很少獨自一人。由于主軸的旋轉(zhuǎn)矢量的旋轉(zhuǎn)誤差通常是一個空間，它并不像形狀通過加工工件獲得所有的情況下被表示。通常，以產(chǎn)生主軸前端部的位移，這個力的大小，在施加位移的方向被表示。剛性不足主軸組件，力和其它力的作用下，主軸將產(chǎn)生較大的彈性變形，不僅影響工件的質(zhì)量，而且也損壞齒輪，軸承正常工作條件下，加速磨損，降低精度。嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生“抱軸” 。4) 耐磨性 主軸組件必須有足夠的耐磨性，才能長期保持精度。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。 軸承配置型式本課題中數(shù)控機床的轉(zhuǎn)速較高，卻要求徑向剛度好，所以軸承的配置型式選擇為剛度速度型。如下圖所示：ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 圖 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 1D） ；主軸內(nèi)孔直徑d；主軸懸伸量 a 和主軸支承跨距 l。1. 主軸前軸頸直徑 1D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 a的確定主軸懸伸量 是指主軸前端到支承徑向的反力作用中點的距離，它對主軸部件的剛度和抗振性影響很大。減小 a的常見措施有：圖 ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23 ① 盡量采用短的錐法蘭式主軸端部結(jié)構(gòu)。③ 合理設(shè)計前支承的調(diào)整結(jié)構(gòu)和密封裝置形式，盡量采用主軸端部的法蘭盤和軸肩等構(gòu)成密封裝置。4. 支承跨距 l的確定支承跨距 是指相鄰兩支承的支承反力作用點之間的距離。當(dāng) 0l?時，主軸部件具有最大剛度， 0即為主軸部件的最佳跨距。合理跨距 (.751)ratll?,通常取 0ratl??。當(dāng)需要 遠(yuǎn)大于 0l時，可采用三支承結(jié)構(gòu)。如圖 圖 主軸零件圖5. 主軸頭的選用如前文所述，采用短錐法蘭式主軸端部結(jié)構(gòu)有利于減小主軸懸伸量 a。ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24 5 編碼器的選擇與安裝在經(jīng)濟型數(shù)控車床上加工螺紋或絲杠時，進刀速度應(yīng)與車床主軸轉(zhuǎn)速之間保持一個恒定的比例關(guān)系，為此要在車床主軸上安裝一個主軸位置信號的反饋元件。在選用簡易數(shù)控裝置時，應(yīng)選用含有螺紋加工功能的系統(tǒng)軟件和相應(yīng)的主軸脈沖發(fā)生器。本課題選用增量式實心軸編碼器 PZF58。同軸安裝結(jié)構(gòu)簡單，缺點是安裝后不能加工穿出車床主軸孔的零件；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，利用同步齒輪傳動帶動電編碼器轉(zhuǎn)動。數(shù)控車床的主要驅(qū)動系統(tǒng)包括一個主軸電機，驅(qū)動器和主軸部件，用普通工具，通過變速主軸馬達(dá)的絕大多數(shù)承擔(dān)變速功能相比，省去了復(fù)雜的齒輪換檔機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，只有一些或雙極三檔變速機構(gòu)系統(tǒng)，以擴大可變速馬達(dá)的范圍。 CAD、CAXA 進行零件設(shè)計過程中出現(xiàn)一些不能熟練應(yīng)用操作，造成了設(shè)計時間的浪費，加長了設(shè)計的時間。耽誤了一些時間。，使輸入軸帶輪處只受轉(zhuǎn)矩，將軸上的徑向力傳動到車床機體上改善了輸入軸的受力情況。 System Safety, Volume 65, Issue 3, September 1999, Pages 307–314[19]M. Mori (2), H. Mizuguchi, M. Fujishima, Y. Ido, N. Mingkai, K. Konishi,” Design optimization and development of CNC lathe headstock to minimize thermal deformation”, CIRP Annals Manufacturing Technology, Volume 58, Issue 1, 2022, Pages 331–334.ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 27 致 謝在本論文的完成過程中，我要感謝很多人的幫助和指點，要是沒有他們的幫助我不可能完成論文。本論文是在宋強老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成。她待人誠懇熱情，在學(xué)習(xí)和生活上都給與我很多的指導(dǎo)和照顧。同時也感謝所有老師在畢業(yè)設(shè)計上給我的幫助。在此對他們表示感謝。