資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 畢業(yè)設(shè)計（論文） 相關(guān)資料 題目： CK6163車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動化專業(yè) 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 目 錄 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 二、畢業(yè)設(shè)計（論文）外文資料翻譯 三、畢業(yè)設(shè)計（論文）周次進(jìn)度計劃、檢查落實表 四、實習(xí)鑒定表 畢業(yè)設(shè)計（論文） 開題報告 題目： CK6163車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動化 專業(yè) 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 課題來源 受益于國家振興裝備制造業(yè)的大環(huán)境和強(qiáng)勁的市場需求拉動，國內(nèi)機(jī)床工具行業(yè)出現(xiàn)了技術(shù)長足發(fā)展、投資熱情高漲的局面。數(shù)控機(jī)床的水平、品種和生產(chǎn)能力直接反映了國家的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合國力。數(shù)控機(jī)床作為國防軍工的戰(zhàn)略裝備，是各種武器裝備最重要的制造手段，是國防軍工裝備現(xiàn)代化的重要保證。數(shù)控機(jī)床一般由輸入介質(zhì)、人機(jī)交互設(shè)備、計算機(jī)數(shù)控裝置、進(jìn)給伺服驅(qū)動系統(tǒng)、主軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)、輔助控制裝置、反饋裝置和適應(yīng)控制裝置等部分組成。隨著振興裝備制造業(yè)關(guān)鍵領(lǐng)域的高水平新產(chǎn)品的發(fā)展，每個領(lǐng)域都對數(shù)控機(jī)床提出了更高的要求。CK6163型數(shù)控機(jī)床也被廣泛運用。此次進(jìn)行對CK6163型數(shù)控機(jī)床的床頭箱、變速箱以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計。 科學(xué)依據(jù)（包括課題的科學(xué)意義；國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢；應(yīng)用前景等） 自20世紀(jì)中期以來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展。自動信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計算機(jī)的出現(xiàn)，給自動化技術(shù)帶來了新的概念，用數(shù)字化信號對機(jī)床運動及其加工過程進(jìn)行控制，從而推動了自動化的發(fā)展，讓世界機(jī)床業(yè)進(jìn)入了機(jī)電一體化的時代。數(shù)控機(jī)床機(jī)床是制造業(yè)的加工航母和國名經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，它為國民經(jīng)濟(jì)各個部門提供裝備和手段，具有無限放大的經(jīng)濟(jì)與社會效應(yīng)。 目前，歐、美、日等工業(yè)化國家已經(jīng)先后完成數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而我國是從20世紀(jì)80年代才開始起步，處于發(fā)展階段。長期以來，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床始終處于抵擋迅速膨脹，中檔進(jìn)展緩慢，高檔依靠進(jìn)口的局面，特別是國家重點工程需要的關(guān)鍵設(shè)備主要依靠進(jìn)口，技術(shù)受制于人。究其原因，國內(nèi)本土數(shù)控機(jī)床企業(yè)大多處于“粗放型”階段，在產(chǎn)品設(shè)計水平、質(zhì)量、精度、性能等方面與國外先進(jìn)水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技術(shù)方面的差距則達(dá)到了10-15年。同時中國在應(yīng)用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力也還比較低，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定相對滯后，國產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床還沒有形成品牌效應(yīng)。同時，中國的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)目前還缺少完善的技術(shù)培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系，市場營銷能力和經(jīng)營管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主創(chuàng)新能力，完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)少之又少，制約了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 十二五期間我國將持續(xù)投入，且力度加大，力爭通過10-15年的時間，實現(xiàn)由機(jī)床工具生產(chǎn)大國向機(jī)床工具強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)國產(chǎn)中高檔數(shù)控機(jī)床在國內(nèi)市場占有主導(dǎo)地位等一系列中長期目標(biāo)。 研究內(nèi)容 本設(shè)計內(nèi)容是對CK6163型數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部分設(shè)計和利用MCS-51系列單片機(jī)，對縱、橫向進(jìn)給系統(tǒng)給進(jìn)行開環(huán)設(shè)計。使其在縱向和橫向具有直線和圓弧插補的功能，驅(qū)動元件采用電液脈沖馬達(dá)，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠，使車床進(jìn)行精確動作，能進(jìn)行內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、圓柱螺紋和圓錐螺紋等加工。機(jī)床主軸的啟動，停止和變速，縱向和橫向進(jìn)給運動的行程和速度，刀具的變換和冷卻，都可以自動控制。并具有直線，錐度、直螺紋和錐螺紋的自動循環(huán)機(jī)能。 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析 通過對CK6163型數(shù)控機(jī)床的了解，總結(jié)出CK6163型數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)。工作方式與原理。進(jìn)行查閱書籍和圖冊，確定基本設(shè)計參數(shù)，從而進(jìn)行初步的作圖。交由老師檢查，修改。完成后，對圖紙進(jìn)行最終修改及確認(rèn)，編寫設(shè)計說明書。 可行性分析：《2013-2017年中國數(shù)控機(jī)床行業(yè)發(fā)展分析報告》指出2008年我國年產(chǎn)已達(dá)12.2萬臺；“十一五”期間，隨著一些關(guān)鍵技術(shù)突破和自主生產(chǎn)能力的形成，我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量保持著高速增長。2010年我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量達(dá)到23.6萬臺，同比增長62.2%；同時機(jī)床消費超達(dá)60億美元，臺數(shù)超過10萬臺。2011年我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量25.71萬臺，比上年增長20.6%，產(chǎn)量首次超過25萬臺，創(chuàng)下歷史新高。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國家政策大力支持下，我國數(shù)控機(jī)床業(yè)的旺盛需求仍將保持高速增長。由此可見，該設(shè)計方案切實可行。 研究計劃及預(yù)期成果 2012年11月12日-2012年12月2日：按照任務(wù)書要求查閱論文相關(guān)參考資料，填寫畢業(yè)設(shè)計開題報告書。 2013年1月11日-2013年3月5日：填寫畢業(yè)實習(xí)報告。 2013年3月8日-2013年3月14日：按照要求修改畢業(yè)設(shè)計開題報告。 2013年3月15日-2013年3月21日：學(xué)習(xí)并翻譯一篇與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的英文材料。 2013年3月22日-2013年4月11日：數(shù)控機(jī)床床頭箱和變速箱的初步設(shè)計，總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，材料的選擇，各部件的參數(shù)設(shè)計；強(qiáng)度計算，分析驗證,優(yōu)化設(shè)計。 2013年4月12日-2013年4月25日：完成二維圖的繪制。 2013年4月26日-2013年5月25日：畢業(yè)論文撰寫和修改工作。 特色或創(chuàng)新之處 數(shù)控機(jī)床相對于普通機(jī)床具有以下優(yōu)點：①具有高度柔性；②加工精度高；③加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠；④生產(chǎn)效率高；⑤改善勞動條件；⑥利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化； 已具備的條件和尚需解決的問題 1. ①已具備條件： 各類資料比較齊全，查閱方便； CK6163型數(shù)控機(jī)床已有類似產(chǎn)品可供參考； 2. ②尚需解決的問題： 對一些結(jié)構(gòu)設(shè)計部分的具體設(shè)計指導(dǎo)，以及制圖軟件的高級運用技巧。 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室（學(xué)科組、研究所）意見 教研室主任簽名： 年 月 日 系意見 主管領(lǐng)導(dǎo)簽名： 年 月 日 文獻(xiàn)綜述 隨著機(jī)電一體化技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用已日趨普及，機(jī)械制造業(yè)正在越來越多地采用數(shù)控技術(shù)來改善其生產(chǎn)加工方式，用以解決現(xiàn)代機(jī)械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、緊密、批量小、多變零件的加工問題。然而，從目前企業(yè)面臨的情況看，因數(shù)控機(jī)床價格昂貴，一次性投資較大，使有些企業(yè)難以承擔(dān)。因此，對數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)設(shè)計就顯得非常必要，這種必要性主要體現(xiàn)在：數(shù)控機(jī)床可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件；可以實現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍；加工零件的精度高，尺寸分散度小。使裝配容易，不再需要“修配”；可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運；擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自律功能，因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工。 通過改造CK6163數(shù)控車床，解決一些加工中出現(xiàn)的的問題：自動化程度提高，減輕操作者的勞動強(qiáng)度，改善了勞動條件；提高加工精度，加工質(zhì)量穩(wěn)定；提高生產(chǎn)效率；易于建立計算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)。 （本文獻(xiàn)內(nèi)容摘自于《數(shù)控機(jī)床加工工藝》、華茂發(fā)主編，《中國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀》、數(shù)控技術(shù)論壇，《數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃》、百科，《國外數(shù)控機(jī)床技術(shù)現(xiàn)狀點評》、中國行業(yè)研究網(wǎng)，<數(shù)控技術(shù)論壇>，<中國金屬加工網(wǎng)>，《國內(nèi)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀分析》、數(shù)控機(jī)床網(wǎng)，《數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》、中華機(jī)械網(wǎng)等）； 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 自從1952年美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng)以來，數(shù)控系統(tǒng)大致經(jīng)歷了以下四個階段： ① 1952——1969年研究開發(fā)階段 典型應(yīng)用：數(shù)控車床、銑床、鉆銑床 工藝方法：簡單工藝 數(shù)控功能：NC控制、3軸以下 驅(qū)動特點：步進(jìn)、液壓電機(jī) ② l97O——l985年推廣應(yīng)用階段 典型應(yīng)用：加工中心、電加工、鍛壓 工藝方法：多種工藝方法 數(shù)控功能：CNC控制、刀具自動交換、五軸聯(lián)動較好的人-機(jī)界面 驅(qū)動特點：直流伺服電機(jī) ③ 1982年系統(tǒng)化階段 典型應(yīng)用：性制造單元（FUC）、柔性制造系統(tǒng)(FUS) 工藝方法：完整的加工過程 數(shù)控功能：多臺車床和輔助設(shè)備協(xié)同。多坐標(biāo)控制，高精度、高速度，友好的人-機(jī)界面 驅(qū)動特點：交流伺服電機(jī) ④ 1990年性能集成化階段 典型應(yīng)用：計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)、無人化工廠 工藝方法：復(fù)合設(shè)計加工 數(shù)控功能：多過程、多任務(wù)調(diào)度、模板化和復(fù)合化 驅(qū)動特點：數(shù)字智能化直線驅(qū)動 1、國外數(shù)控機(jī)床技術(shù)現(xiàn)狀 （1）高速高精與多軸加工成為數(shù)控機(jī)床的主流，納米控制已經(jīng)成為高速高精加工的潮流。 （2）多任務(wù)和多軸加工數(shù)控機(jī)床越來越多地應(yīng)用到能源、航空航天等行業(yè)。 （3）機(jī)床與機(jī)器人的集成應(yīng)用日趨普及，且結(jié)構(gòu)形式多樣化，應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，運動速度高速化，多傳感器融合技術(shù)實用化，控制功能智能化，多機(jī)器人協(xié)同普及化。 （4）智能化加工與監(jiān)測功能不斷擴(kuò)充，車間的加工監(jiān)測與管理可實時獲取機(jī)床本身的狀態(tài)信息，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)測機(jī)床的狀態(tài)，提前進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)，避免事故的發(fā)生，減少機(jī)床的故障率，提高機(jī)床的利用率。 （5）最新的機(jī)床誤差檢測與補償技術(shù)能夠在較短的時間內(nèi)完成對機(jī)床的補償測量，與傳統(tǒng)的激光干涉儀相比，對機(jī)床誤差的補償精度能夠提高3～4倍，同時效率得到大幅度提升。 （6）最新的CAD/CAM技術(shù)為多軸多任務(wù)數(shù)控機(jī)床的加工提供了強(qiáng)有力的支持，可以大幅度提高加工效率。 （7）刀具技術(shù)發(fā)展迅速，眾多刀具的設(shè)計涵蓋了整個加工過程，并且新型刀具能夠滿足平穩(wěn)加工以及抗振性能的要求。（摘自于《國外數(shù)控機(jī)床技術(shù)現(xiàn)狀點評》、中國行業(yè)研究網(wǎng)） 2、我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀 我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為三個階段：第一階段從1958—1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期問以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)在研究、開發(fā)和產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家“八五”的后期和“九五”期間，即實施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達(dá)到了10％。目前我國一部分普及型數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)已經(jīng)形成一定規(guī)模，產(chǎn)品技術(shù)性能指標(biāo)較為成熟，價格合理，在國際市場上具有一定的競爭力。我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)所掌握的五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)較成熟，并已有成熟產(chǎn)品走向市場。同時，我國也已進(jìn)人世界高速數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國和高精度精密數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國的行列。我國現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家100多家，生產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品幾千種以上。產(chǎn)品主要分為經(jīng)濟(jì)型、普及型和高檔型三種類型。在CIMT2003上，中國內(nèi)地共展出機(jī)床700多臺，在600多臺金屬切削機(jī)床和近100臺金屬成形機(jī)床展品中，數(shù)控機(jī)床分別占75％和54％。這既體現(xiàn)了中國機(jī)床市場的需求趨勢，也反映了中國在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化方面取得了突破性進(jìn)展。雖然我國在數(shù)控產(chǎn)品的研究開發(fā)生產(chǎn)各方面有了較大的進(jìn)步，但目前我國占據(jù)市場的產(chǎn)品主要集中在經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品上，而在中檔、高檔產(chǎn)品上市場比例仍然很小，與國外一些先進(jìn)產(chǎn)‘品相比，在可靠性、穩(wěn)定性、速度和精度等方面均存在較大差距。與發(fā)達(dá)國家相比，我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)在信息化技術(shù)應(yīng)用上仍然存在很多不足。其主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1、核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏 　 統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)—數(shù)控系統(tǒng)，由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成，中國90%需要國外進(jìn)口。如在上海設(shè)廠的德國吉特邁集團(tuán)和意大利利雅路機(jī)床集團(tuán)，在煙臺建廠的韓國大宇綜合機(jī)械株式會社，所有的核心技術(shù)都被外方掌握。國內(nèi)能做的中、高端數(shù)控機(jī)床，更多處于組裝和制造環(huán)節(jié)，普遍未掌握核心技術(shù)。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵技術(shù)主要依賴進(jìn)口，國內(nèi)真正大而強(qiáng)的企業(yè)并不多。目前世界最大的3 家廠商是：日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)有華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。華中數(shù)控近幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯，但在電器硬件方面還需進(jìn)一步提高。 數(shù)控功能部件是另外一個薄弱環(huán)節(jié)。某種意義上說，功能部件將構(gòu)筑21世紀(jì)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床。功能部件的性能和價格決定了數(shù)控機(jī)床的性能和價格。功能部件不是機(jī)床附件，它是數(shù)控機(jī)床的核心代表。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的主要故障大多出在功能部件上，它是影響國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床使用的主要根源。從國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的開發(fā)和使用來看，功能部件急需技術(shù)攻關(guān)。特別在數(shù)控刀具滯后現(xiàn)象反映相當(dāng)強(qiáng)烈。國產(chǎn)數(shù)控刀具在壽命、可靠性等方面差距明顯，無論在品種、性能和質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶要求。 2、民族品牌與國際品牌差距明顯 2004年 6月一份廣東機(jī)床用戶的抽查情況透露，在數(shù)控機(jī)床的各個品牌之中，用戶對歐洲、日本、美國、韓國和中國臺灣等數(shù)控機(jī)床品牌的關(guān)注度已占全部市場的60%以上。品牌知名度上的差距，導(dǎo)致用戶在選擇加工設(shè)備時把更多的機(jī)會給了海外數(shù)控機(jī)床行業(yè)的一些“實力派”。如哈爾濱某發(fā)動機(jī)(集團(tuán))有限公司的缸體生產(chǎn)線是一條全自動加工線，其粗加工選用韓國大宇重工的專機(jī)自動線，精加工則選用了英國CROSS HULLE公司的專機(jī)自動線，缸蓋加工線是由德國Cross. Huller公司制造的高速加工中心和專機(jī)自動線、德國產(chǎn)的全自動在線測量機(jī)、日本產(chǎn)的全自動密封檢測機(jī)和清洗機(jī)組成的。曲軸生產(chǎn)線為全自動柔性流水生產(chǎn)線，精加工線由日本的數(shù)控高速CBN 磨床、動平衡機(jī)、拋光機(jī)等組成。（摘自于<數(shù)控技術(shù)論壇>） 根據(jù)2004年10月，完成的《數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃》。國內(nèi)數(shù)控機(jī)床大致發(fā)展趨勢表現(xiàn)在以下幾方面： 1、智能、高速、高精度化 新一代數(shù)控機(jī)床為提高生產(chǎn)效率，向超高速方向發(fā)展，采用新型功能部件(如電主軸、直線電機(jī)、LM直線滾動系統(tǒng)等)主軸轉(zhuǎn)速達(dá)15,000r/min以上。計算機(jī)技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機(jī)床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來越大，計算機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，帶來了機(jī)床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡化，數(shù)控機(jī)床的智能化程度日趨提高。 2、設(shè)計、制造綠色化 　 綠色設(shè)計是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用和回收等整個生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進(jìn)設(shè)計理論和方法。它在不犧牲產(chǎn)品功能、質(zhì)量和成本的前提下，系統(tǒng)考慮產(chǎn)品開發(fā)、制造及其活動對環(huán)境的影響，從而使得產(chǎn)品在整個生命周期中對環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源利用率最高。數(shù)控機(jī)床在設(shè)計時要考慮：綠色材料設(shè)計；可拆卸性設(shè)計；節(jié)能性設(shè)計；可回收性設(shè)計；模塊化設(shè)計；綠色包裝設(shè)計等。綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，通過綠色生產(chǎn)過程生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床在制造時要考慮：節(jié)約資源的工藝設(shè)計；節(jié)約能源的工藝設(shè)計；環(huán)保型工藝設(shè)計等。數(shù)控機(jī)床作為裝備制造業(yè)的核心，能否順應(yīng)環(huán)保趨勢，加大綠色設(shè)計與制造的研制，將是影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要要素之一。 3.復(fù)合化與系統(tǒng)化 工件一次裝夾，能進(jìn)行多種工序復(fù)合加工，可大大地提高生產(chǎn)效率和加工精度，是機(jī)床一貫追求的。由于產(chǎn)品開發(fā)周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應(yīng)提高，機(jī)床也朝高效能發(fā)展。機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品，用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)。產(chǎn)品對外觀曲線要求的提高，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。（摘錄于《數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃》、百科） 總結(jié) 我的的畢業(yè)設(shè)計課題是對數(shù)控車床改造，基于現(xiàn)在國內(nèi)以及國外的數(shù)控車床的性能以及發(fā)展趨勢，對數(shù)控車床進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造符合我國國情，是國內(nèi)許多企業(yè)提高生產(chǎn)設(shè)備自動化水平和精密程度的主要途徑，在我國有著廣闊的市場。根據(jù)摘錄的文獻(xiàn)及資料，對于未來數(shù)控車床的發(fā)展趨勢提出以下幾點方向： 1、數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展： 2、數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展 3、數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展 4、數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 5、數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展 6、數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展 7、數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展 參考文獻(xiàn)： [1]金屬切削機(jī)床設(shè)計指導(dǎo) 上海交通大學(xué)編 上海：上海交通大學(xué)出版社 1986 [2]機(jī)床設(shè)計手冊 上/下冊 機(jī)床設(shè)計手冊編寫組 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1986 [3]機(jī)械設(shè)計圖冊 華東紡織工學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)主編 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社 1979 [4]金屬切削機(jī)床設(shè)計 大連工學(xué)院 戴曙主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1989 [5]金屬切削機(jī)床設(shè)計 吉林工業(yè)大學(xué) 吉林工學(xué)院 東北工學(xué)院主編 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1989 [6]金屬切削機(jī)床構(gòu)造與設(shè)計 韋彥成 北京：國防工業(yè)出版社 1991 [7]金屬切削機(jī)床 李鐵堯主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1990 [8]金屬切削機(jī)床 鄧懷德主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1987 [9]切削用量手冊 艾興、肖詩綱編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1985 [10]金屬切削機(jī)床 顧維邦編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1987 摘 要 數(shù)控技術(shù)是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)，機(jī)械制造業(yè)的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看,其主要研究熱點有以下幾個方面：1．功能發(fā)展方向；2．結(jié)構(gòu)體系發(fā)展方向；3．高速、高效、高精度、高可靠性發(fā)展方向； CK6163型數(shù)控機(jī)床是開環(huán)式的數(shù)字程序控制車床。能進(jìn)行內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、圓柱螺紋和圓錐螺紋等加工。機(jī)床主軸的啟動、停止和變速，縱向和橫向進(jìn)給運動的行程和速度，刀具的變換和冷卻，都可以自動控制。并具有直線、錐度、直螺紋和錐螺紋等自動循環(huán)機(jī)能。 CK6163型數(shù)控機(jī)床有床頭箱、變速箱、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀架、控制箱等組成。床頭箱中由操縱油缸中的活塞桿帶動拔叉來控制雙向內(nèi)齒離合器的接通或放松，使主軸實現(xiàn)四級變速。主運動采用分離傳動從而使變速箱實現(xiàn)四級變速。進(jìn)給機(jī)構(gòu)由床鞍縱向進(jìn)給電液脈沖馬達(dá)、滾珠絲杠副和中間傳動齒輪副組成。 關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；床頭箱；變速箱；進(jìn)給機(jī)構(gòu)；滾珠絲杠； Abstract Numerical control technology is the core technology of the advanced manufacturing technology and equipment, machinery manufacturing competition, and its essence is the competition of numerical control technology.From the numerical control technology and equipment development trend, its main research focus has the following several aspects：1 .The direction of function development；2. The direction of structural system development；3. High speed, high efficiency, high precision and high reliability； CK6163 numerical controlled machine tool is the open loop type digital program controlled lathe. To inside and outside the cylinder, cone surface, such as processing arc face, straight thread and taper thread. Start, stop, and variable speed machine tool spindle, longitudinal and transverse feed motion of stroke and speed, transformation and the cooling of a tool, can be controlled automatically. And with a straight line, taper, straight thread and automatic cycle function of taper thread and so on. CK6163 numerical controlled machine tool headstock, transmission, feeding mechanism, tool carriage, control box, etc. Bedside box by manipulating the oil cylinder piston rod to control the bidirectional drive fork of the internal tooth clutch connected or relax, for level 4 speed of spindle. Separation is used in the main movement transmission so that realize four speed gearbox. Feed mechanism by the bed saddle longitudinal feed electric hydraulic pulse motor, ball screw pair and the intermediate transmission gears. Key words: Numerical control technology; Bedside cabinet; Gearbox; Feed mechanism; Ball screw; 目 錄 摘 要 III ABSTRACT IV 目 錄 V 1 緒論 1 1.1本課題的研究內(nèi)容和意義 1 1.2國內(nèi)外的發(fā)展概況 1 1.3本課題應(yīng)達(dá)到的要求 2 2 總體方案 3 2.1 CK6163的現(xiàn)狀和發(fā)展 3 2.2 CK6163臥式車床的總體方案 3 3 主軸箱的設(shè)計 4 3.1 主軸箱的運動設(shè)計 4 3.1.1 已知條件 4 3.1.2 結(jié)構(gòu)分析式 4 3.1.3 擬定轉(zhuǎn)速圖 4 3.1.4 確定轉(zhuǎn)速圖 5 3.1.5 確定各變速組傳動副齒數(shù) 6 3.2 齒輪傳動設(shè)計 7 3.2.1 漸開線直齒輪設(shè)計 7 3.2.2 斜齒輪設(shè)計 8 3.3 主軸傳動設(shè)計 11 3.3.1 確定主軸最小直徑 11 3.3.2 主軸最佳跨距的確定 11 3.3.3 主軸剛度的校核 12 3.4 帶傳動設(shè)計 12 3.5 滾珠螺母絲杠 14 3.5.1 滾珠絲杠副的種類與結(jié)構(gòu) 14 3.5.2 內(nèi)循環(huán)式 14 3.5.3 外循環(huán)式 14 3.5.4 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)參數(shù) 15 3.5.5 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)特點 15 3.5.6 滾珠絲杠副的安裝支撐方式 15 4 變速箱的設(shè)計 17 4.1 運動部分計算 17 4.1.1 參數(shù)確定的步驟和方法 17 4.2 傳動設(shè)計 18 4.2.1 傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 18 4.2.2 主傳動順序的安排 19 4.2.3 傳動系統(tǒng)的擴(kuò)大順序的安排 19 4.2.4傳動組的變速范圍的極限植 19 4.2.5 最后擴(kuò)大傳動組的選擇 20 4.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定 20 4.3.1 主電機(jī)的選定 20 4.3.2 雙速和多速電機(jī)的應(yīng)用 20 4.3.3 電機(jī)的安裝和外形 20 4.3.4 常用電機(jī)的資料 21 4.3.5 齒輪傳動比的限制 21 4.4 帶輪傳動部分的設(shè)計 21 4.4.1 帶輪直徑確定的方法、步驟 21 4.4.2 三角帶傳動的計算 21 4.4.3 選擇三角帶的型號 21 4.4.4 確定帶輪的計算直徑D1、D2 22 4.5 齒輪傳動部分的設(shè)計 24 4.6 電磁離合器的選擇 28 4.6.1 按扭距選擇 28 4.6.2 步驟 28 4.7 軸的設(shè)計計算 29 4.7.1 軸Ⅱ的設(shè)計計算 29 4.7.2 軸Ⅶ的設(shè)計計算 29 4.8 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計算 34 4.8.1 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計 34 4.8.2 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計算 34 5 結(jié)論與展望 40 5.1 結(jié)論 40 5.2 不足之處及未來展望 40 致謝 41 參 考 文 獻(xiàn) 42 3 CK6163車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 1 緒論 1.1本課題的研究內(nèi)容和意義 數(shù)控機(jī)床通常由控制系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)，機(jī)械傳動及其他輔助系統(tǒng)組成。數(shù)控機(jī)床相比較于普通機(jī)床有以下特點：（1）加工精度高，擁有穩(wěn)定加工質(zhì)量；（2）擁有多坐標(biāo)的聯(lián)動，能加工較為復(fù)雜的工件；（3）加工時間短；（4）生產(chǎn)效率高；（5）自動化程度高，減輕勞動強(qiáng)度； 數(shù)控機(jī)床的控制方式有很多種，主要分為開環(huán)控制，閉環(huán)控制和半閉環(huán)控制。開環(huán)控制系統(tǒng)沒有反饋裝置，系統(tǒng)不會計算誤差，精度不高，但屬于經(jīng)濟(jì)型；閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)都裝有反饋裝置，他們區(qū)別在于反饋檢測裝置安裝位置不同，閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋裝置在工作臺上，而半閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋裝置在軸端或者絲桿上。本次研究的CK6263型數(shù)控機(jī)床的控制就屬于開環(huán)控制系統(tǒng)。 CK6163型數(shù)控車床，是車床中應(yīng)用最廣泛、最典型的一種數(shù)控車床。該機(jī)床是開環(huán)式的數(shù)字控制車床。能進(jìn)行內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、圓柱螺紋和圓錐螺紋等加工。機(jī)床主軸的起動、停止和變速，縱向和橫向進(jìn)給運動的行程和速度，刀具的變換和冷卻，都可以自動控制。并具有直線、錐度、直螺紋和錐螺紋等自動循環(huán)功能。在該機(jī)床中采用液壓卡盤、液壓尾座、快換刀架和機(jī)床外對刀裝置。該機(jī)床使用于加工形狀復(fù)雜的中小批量的零件。 數(shù)控機(jī)床的主傳動方式分為集中傳動方式和分離傳動方式。集中傳動是指主傳動和變速傳動在同一個主軸箱內(nèi)的傳動方式，其優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)緊湊，便于實現(xiàn)集中操作，安裝調(diào)整方便，主要用于普通精度的大中型機(jī)床；分離傳動是指主傳動的大部分傳動和變速傳動安裝于遠(yuǎn)離主軸的單獨變速箱內(nèi)，通過帶傳動將運動傳到主軸箱的傳動方式，其優(yōu)點在于變速箱內(nèi)各傳動件所產(chǎn)生的的振動和熱能不直接傳給或少傳給主軸，有利于提高主軸工作精度，主要運用于對精度要求高的機(jī)床。 CK6163型數(shù)控機(jī)床就是采用了分離傳動，來提高工作精度。 1.2國內(nèi)外的發(fā)展概況 數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。世界各國信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在"高精尖"數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 目前，歐、美、日等工業(yè)化國家已經(jīng)先后完成數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而我國是從20世紀(jì)80年代才開始起步，處于發(fā)展階段。國內(nèi)本土數(shù)控機(jī)床企業(yè)大多處于“粗放型”階段，在產(chǎn)品設(shè)計水平、質(zhì)量、精度、性能等方面與國外先進(jìn)水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技術(shù)方面的差距則達(dá)到了10-15年。同時中國在應(yīng)用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力也還比較低，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定相對滯后，國產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床還沒有形成品牌效應(yīng)。同時，中國的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)目前還缺少完善的技術(shù)培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系，市 場營銷能力和經(jīng)營管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主創(chuàng)新能力，完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)少之又少，制約了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 十二五期間我國將持續(xù)投入，且力度加大，力爭通過10-15年的時間，實現(xiàn)由機(jī)床工具生產(chǎn)大國向機(jī)床工具強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)國產(chǎn)中高檔數(shù)控機(jī)床在國內(nèi)市場占有主導(dǎo)地位等一系列中長期目標(biāo)。 在數(shù)控機(jī)床制造方面，德國和日本一直處于領(lǐng)先地位，德國是老牌工業(yè)強(qiáng)國，其鍛壓機(jī)械種類齊全，基本上每一種鍛壓設(shè)備都有代表世界最先進(jìn)水平的產(chǎn)品，比如通快的鈑金成形機(jī)床、舒勒的大型覆蓋件壓力機(jī)、多工位壓力機(jī)和沖壓自動生產(chǎn)線、米勒萬家頓的電動螺旋壓力機(jī)、奧姆科的熱模鍛壓力機(jī)、哈森克勒佛的離合器式螺旋壓力機(jī)、拉斯科的鍛錘、辛北爾康普的大型液壓機(jī)、瓦格納-班寧的碾環(huán)機(jī)、雷菲爾德的旋壓機(jī)、FELSS的旋鍛機(jī)等等的鍛壓機(jī)械。日本的鍛壓機(jī)械和德國一樣，在世界上居于領(lǐng)先地位，盡管在大型和重型鍛壓設(shè)備方面不如德國，但在數(shù)控鍛壓機(jī)械，尤其在伺服驅(qū)動壓力機(jī)方面具有很高的技術(shù)水平。而在我國沈陽、大連兩市已基本成為全國數(shù)控車床、加工中心的中央綜治委開發(fā)基地；在長江三角洲地區(qū)已成為數(shù)控磨床、電加工機(jī)床、板材加工設(shè)備、等的主要生產(chǎn)基地。 1.3本課題應(yīng)達(dá)到的要求 本課題主要研究CK6163型數(shù)控機(jī)床的設(shè)計，主要設(shè)計主軸箱和變速箱，還有涉及到進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計，以及一些零部件的設(shè)計。而主要問題是：相關(guān)文獻(xiàn)資料的缺乏，對一些結(jié)構(gòu)設(shè)計部分的具體設(shè)計指導(dǎo)，以及制圖軟件的高級運用技巧。 圖1.1 CK6163型數(shù)控機(jī)床 2 總體方案 2.1 CK6163的現(xiàn)狀和發(fā)展 ?? 數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控系統(tǒng)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品；其技術(shù)范圍復(fù)蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。計算機(jī)對傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的滲透，完全改變了制造業(yè)。制造業(yè)不但成為工業(yè)化的象征，而且由于信息技術(shù)的滲透，使制造業(yè)猶如朝陽產(chǎn)業(yè)具有廣闊的發(fā)展天地。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢：①智能化?；②網(wǎng)絡(luò)化?；③集成化 ；④微機(jī)電控制系統(tǒng)?；⑤數(shù)字化 。 我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考： 1、注重系統(tǒng)配套 ； 2、注重產(chǎn)品的可靠性 ；3、提倡創(chuàng)新，加強(qiáng)服務(wù)。 2.2 CK6163臥式車床的總體方案 由于該設(shè)計給出的已知條件是16級變速，對于主軸箱的設(shè)計采用雙聯(lián)齒輪、撥叉、電磁離合器實現(xiàn)主軸的變速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。進(jìn)給部分用數(shù)控系統(tǒng)控制縱橫兩方向的步進(jìn)電機(jī)，實現(xiàn)X、Y兩方向的進(jìn)給運動；刀架采用四方刀架；參考的普通機(jī)床拆除其中的絲杠、光杠進(jìn)給箱、溜板箱，換上滾珠絲杠螺母副；在主軸后端加一主軸編碼器，以便加工螺紋。 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)（GB1582-79，JB/Z143-79） 最大的工件回轉(zhuǎn)直徑D是630mm；刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑D1大于或等于315mm；主軸通孔直徑d要大于或等于80mm；主軸頭號（JB2521-79）是4.5；最大工件長度L是1500mm；主軸轉(zhuǎn)速范圍是：32～1000r/min；級數(shù)范圍是：16級；主軸前端孔錐度是公制100號；縱向進(jìn)給量0.01～20.47mm；刀架橫進(jìn)給量范圍(在直徑上) 是0.01~20.47mm；刀架縱向和橫向進(jìn)給的脈沖當(dāng)量0.01mm；主電機(jī)功率是13kw。 本設(shè)計主要著重于主軸箱、變速箱和進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計。CK6163型數(shù)控機(jī)床主要結(jié)構(gòu)圖如圖2.1 圖2.1 CK6163型數(shù)控機(jī)床主 CK6163車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 3 主軸箱的設(shè)計 3.1 主軸箱的運動設(shè)計 3.1.1 已知條件 低轉(zhuǎn)速nmin為32r/min，高轉(zhuǎn)速nmax為1000r/min，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍為Rn=nmax/nmin=31.25 取Rn=32 確定公比:選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比為φ＝1.25；求出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)Z Z=lgRn/lgφ+1= lg32/lg1.25+1=16.53 取Z=16 3.1.2 結(jié)構(gòu)分析式 確定結(jié)構(gòu)式：16=2×2×2×2 16=2×2×4 16=2×4×2 根據(jù)擬定轉(zhuǎn)速圖的原則篩選結(jié)構(gòu)式 1.極限傳動比、極限變速范圍原則； 2.確定傳動順序及傳動副數(shù)的原則——“前多后少”的原則； 3.確定傳動順序與擴(kuò)大順序相一致的原則——“前密后疏” 的原則； 4.確定最小傳動比的原則——“前慢后快”（降速），“前快后慢”（升速）的原則。 經(jīng)整理得： 16=21×22×24×28 3.1.3 擬定轉(zhuǎn)速圖 (1)選定電動機(jī) 一般金屬切削機(jī)床的驅(qū)動，如無特殊性能要求，多采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(jī)。Y系列電動機(jī)高效、節(jié)能、起動轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動小、運行安全可靠。根據(jù)機(jī)床所需功率選擇Y160M-4，其同步轉(zhuǎn)速為1460r/min。 （2）分配總降速傳動比 總降速傳動比為uII=nmin/nd=32/1460≈0.0213,nmin為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否需要增加定比傳動副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動比。然后，將總降速傳動比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動比。 （3）確定各級轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖 由nmin= 32r/min;φ=1.25；z = 16 確定各級轉(zhuǎn)速：1000、800、630、500、400、315、250、200、160、135、100、80、63、40、32r/min。 本設(shè)計有四種傳動機(jī)構(gòu)，四段無級變速： (1)IV V VI VII VIII (2)IV V VII VIII (3)IV VI VII VIII （下?lián)懿孀螅? (4)IV VI VII VIII （下?lián)懿嬗遥? ① 先來確定IV軸的轉(zhuǎn)速 nmax=1450×130/186×40/32×36/36×190/304=791；取nmax=800 nmin=1450×32/40×32/40×190/304=405；取 nmin=400根據(jù)轉(zhuǎn)速圖跟結(jié)構(gòu)式，可確定IV軸的轉(zhuǎn)速為400、500、630、800r/min ② 確定軸V的轉(zhuǎn)速 因為IV軸跟V軸是1：1傳遞，所以V軸的轉(zhuǎn)速等同IV軸轉(zhuǎn)速：400、500、630、800r/min。 ③確定軸VI的轉(zhuǎn)速 由軸IV傳遞到軸VI可以得到四級轉(zhuǎn)速：400、500、630、800r/min 由軸V傳遞到軸VI可以得到四級轉(zhuǎn)速：400×24/60=160；500×24/60=200 ；630×24/60=252 取n=250 ；800×24/60=320 取n=315 所以VI軸的轉(zhuǎn)速確定為160、200、250、315、400、500、630、800r/min ④確定軸VII的轉(zhuǎn)速 由軸IV經(jīng)軸V直接傳遞到軸VII可以得到四級轉(zhuǎn)速：400、500、630、800r/min 由軸IV經(jīng)軸VI傳遞到軸VII可以得到八級轉(zhuǎn)速：800×24/60=160 ；630×24/60=125；500×24/60=100；400×24/60=80 (800×60/24=2000 30×60/24=1575 n=1600 500×60/24=1250 400×60/24=1000) 由軸IV經(jīng)軸V傳遞到軸VI再傳遞到軸VII可以得到四級轉(zhuǎn)速：315×24/60=160 250×24/60=100 200×24/60=80 160×24/60=63 確定VII軸的轉(zhuǎn)速為：2000、1600、1250、1000、800、630、500、400、315、250、200、160、135、100、80、63r/min 3.1.4 確定轉(zhuǎn)速圖 圖3.1 CK6163 轉(zhuǎn)速圖 3.1.5 確定各變速組傳動副齒數(shù) ①軸IV-V: 時：……64、66、68、70、72、74、76、84…… 時：……64、66、68、70、72、74、76、84…… 可取84,于是可得軸IV齒數(shù)為：42；于是 可得軸V上的齒輪齒數(shù)為：42 ②軸V-VI: ， 時：……69、72、73、76、77、80、81、84、87…… 可取 84，于是可得軸V上齒輪的齒數(shù)為：24； 于是 ，得軸VI上齒輪的齒數(shù)為：60 ③軸VI-軸VII: 時： ……72、75、78、81、84、87、89、90…… 可取 84；得軸VI齒輪齒數(shù)為24； 由； 得VII軸齒輪齒數(shù)為60 ④VII-軸VIII： 時：……72、75、78、81、84、87、89、90…… 可取 90.得軸VII齒輪齒數(shù)為30；由得VIII軸齒輪齒數(shù)為60 根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖： 圖3.2 CK6163床頭箱傳動系統(tǒng)圖 3.2 齒輪傳動設(shè)計 3.2.1 漸開線直齒輪設(shè)計 （1）選擇齒輪材料及精度等級: 因為是1:1傳遞,所以兩齒輪材料選擇一致:齒輪選用合金鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220～250HBs； 選8級精度，要求齒面粗糙度Ra≤3.2～6.3 （2）模數(shù)的確定： 在IV軸上42齒數(shù)的齒輪最容易受損，所以應(yīng)以42齒數(shù)齒輪位代表進(jìn)行模數(shù)計算，因為： (3.1) 查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表10.11“載荷系數(shù) K”得： ，因為： (3.2) 式子中 P——為主動軸的傳輸功率 n——為從動軸的的轉(zhuǎn)數(shù) IV軸的計算轉(zhuǎn)速為： 則有 (3.3) 查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表11.19得 查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表10.13“標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的齒形系數(shù)”得： 當(dāng)z=42時 所對應(yīng)的外齒輪齒形系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表10.14“標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)”得： 當(dāng)z=42時 所對應(yīng)的外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》圖11.24得： 查圖11.25得： 查表11.9得： 因為 所以 經(jīng)整理得： 取 于是軸IV齒輪的直徑為 因為是漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪,所以V軸齒輪的模數(shù)也為m=4. （3）校核齒輪 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核: 如果，則校核合格。 確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)： ①齒形系數(shù) ； 查表11.12得 ②應(yīng)力修正系數(shù) ；查表11.13得 ③許用彎曲應(yīng)力 由圖11.24查得 由表11.9查得 由圖11.25查得 由式 可得 故 齒根彎曲強(qiáng)度校核合格. ④驗算齒輪的圓周速度 查表可知,選8級精度是合適的. 3.2.2 斜齒輪設(shè)計 （1）選擇齒輪材料及精度等級: 按表查得選擇齒輪的材料為 小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220-150HBs； 大齒輪選用45鋼正火，硬度為170-210HBs； 選8級精度，要求齒面粗糙度Ra≦3.2-6.3um。 （2）確定設(shè)計準(zhǔn)則 由于為閉式齒輪傳動,且兩齒輪均為齒面硬度HBs小于等于350的軟齒面,齒面點蝕是最主要的失效形式.應(yīng)選按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計計算,確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸,然后再按彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根的彎曲強(qiáng)度 （3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù): ①轉(zhuǎn)矩 (3.3) ②荷系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表10.11“載荷系數(shù)K”得：K=1.1 ③齒數(shù),螺旋角和齒寬系數(shù) 小齒輪齒數(shù)取為30，大齒輪齒數(shù)是60 初選螺旋角=15° ④彈性系數(shù) 由表11.11查得 ⑤許用接觸應(yīng)力[] 查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》由圖11.23查得： 由表11.9查得 (3.4) 查圖11.26得 由可得： 故 由表11. 3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)為m=4.5 ⑥確定中心距a螺旋角： 取中心距a=210mm ⑦主要尺寸計算： 取, 。 ⑧按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)： a當(dāng)量齒數(shù)： b齒形系數(shù) 查表得：； c應(yīng)力修正系數(shù) 查表得：； d許用彎曲應(yīng)力 由圖查得： 由表查得 由圖查得： 由式： 可得： 故： 齒根彎曲強(qiáng)度校核合格. ⑨驗算齒輪的圓周速度 (3.5) 由表得可知,選8級精度是合適的. 3.3 主軸傳動設(shè)計 3.3.1 確定主軸最小直徑 （1）選擇軸的材料,確定許用應(yīng)力 由已知條件可知此主軸箱傳遞的功率屬中小功率,對材料無特殊的要求,故選45號鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,由《機(jī)械設(shè)計》一書中表16.1查得強(qiáng)度極限=637MPa,再由表16.3得許用彎曲應(yīng)力。 （2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 由式： (3.6) 考慮到主軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器,會有鍵槽存在.故需要將估算直徑加大.設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑 3.3.2 主軸最佳跨距的確定 主要參數(shù)工件最大直徑車床，功率.求軸承剛度，考慮機(jī)械效率，主軸最大輸出轉(zhuǎn)距： 床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的60%,取50%即, 切削力： 背向力： 故總的作用力： 次力作用于頂在頂尖間的工件上主軸尾架各承受一半, 故主軸軸端受力為： 先假設(shè)： 前后支撐分別為： 根據(jù)： 。 3.3.3 主軸剛度的校核 前支承為雙列圓柱滾子軸承，后支承為雙列圓柱滾子軸承 當(dāng)量外徑 主軸剛度：由于 故根據(jù)式（10-8） 對于機(jī)床的剛度要求，取阻尼比 當(dāng)v=50m/min,s=0.1mm/r時,, 取： 計算 ： 可以看出，該機(jī)床主軸是合格的. 3.4 帶傳動設(shè)計 電動機(jī)轉(zhuǎn)速,傳遞功率,傳動比， [1]確定計算功率 取，則 (3.7) [2]選取V帶型 根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計算功率，選B型帶。 [3]確定帶輪直徑和驗算帶速 查表小帶輪基準(zhǔn)直徑, 驗算帶速成 (3.8) 其中 -小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min； -小帶輪直徑，mm； ,合適 [4]確定帶傳動的中心距和帶的基準(zhǔn)長度 設(shè)中心距為,則 ： 于是：, 初取中心距為： 帶長： 查表取相近的基準(zhǔn)長度， 。 帶傳動實際中心距 [5]驗算小帶輪的包角 一般小帶輪的包角不應(yīng)小于。 。合適。 [6]確定帶的根數(shù) (3.9) 其中：P 時傳遞功率的增量； -按小輪包角，查得的包角系數(shù)； -長度系數(shù)； 為避免V型帶工作時各根帶受力嚴(yán)重不均勻，限制根數(shù)不大于10。 [7]計算帶的張緊力 (3.10) 其中： -帶的傳動功率,KW； v-帶速,m/s； q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=0.17kg/m。 v = 1440r/min = 9.42m/s。 [8]計算作用在軸上的壓軸力 (3.11) 3.5 滾珠螺母絲杠 3.5.1 滾珠絲杠副的種類與結(jié)構(gòu) 滾珠絲杠螺母副：是回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中一般采用滾珠絲杠副來改善摩擦特性。 工作原理是：當(dāng)絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)時，兩者發(fā)生軸向位移，而滾珠則可沿 3.5.2 內(nèi)循環(huán)式 內(nèi)循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠表面保持接觸。如圖3。在螺母的側(cè)面孔內(nèi)，裝有接通相鄰滾道的反向器，利用反向器引導(dǎo)滾珠越過絲杠的螺紋頂部進(jìn)入相鄰滾道，形成一個循環(huán)回路。一般在同一螺母上裝有2—4個反向器，并沿螺母圓周均勻分布。 優(yōu)缺點：滾珠循環(huán)的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸也較小，但制造精度要求高。 圖3.3 內(nèi)循環(huán)示意圖 1—凸鍵；2、3—反向鍵； 3.5.3 外循環(huán)式 外循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)反向時，離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外做循環(huán)運動。如圖3.4，（a）為螺旋槽式外循環(huán)（b）為插管式外循環(huán)。 優(yōu)缺點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、但徑向尺寸大，且彎管兩端耐磨性和抗沖擊性差。 圖3.4 外循環(huán)示意圖 （a）螺旋槽式：1—套筒；2—螺母；3—滾珠；4—擋珠器；5—絲杠 （b）插管式：1—彎管；2—壓板；3—絲杠；4—滾珠；5—滾道 3.5.4 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)參數(shù) 滾珠絲杠副的主要參數(shù)有：公稱直徑D、導(dǎo)程L和接觸角β。 公稱直徑D：是指滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時包絡(luò)滾珠球心的圓柱直徑。它與承載能力直接有關(guān)，常用范圍為30—80 mm，一般大于絲杠長度的1/35—1/30。 2）導(dǎo)程L：導(dǎo)程的大小要根據(jù)機(jī)床加工精度的要求確定，精度高時，導(dǎo)程小一些；精度低時，導(dǎo)程大些。但導(dǎo)程取小后，滾珠直徑將取小，使?jié)L珠絲杠副的承載能力下降；若滾珠直徑不變，導(dǎo)程取小后，螺旋升角也小，傳動效率將下降。因此，一般地，導(dǎo)程數(shù)值的確定原則是：在滿足加工精度的條件下盡可能取得大一些。 3.5.5 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)特點 1）摩擦因素小，傳動效率高。滾珠絲杠副的傳動效率可達(dá)0.92—0.96，比常規(guī)的絲杠螺母副提高3—4倍。因此，功率消耗只相當(dāng)于常規(guī)絲杠的1/4—1/3。 2）可預(yù)緊消隙。給予適當(dāng)預(yù)緊，可消除絲杠和螺母的間隙，反向運動時無死區(qū)，定位精度高，剛度好。 3）運動平穩(wěn)，低速時不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，傳動精度高。 4）運動具有可逆性?？梢詮男D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，也可以從直線運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動，即絲杠和螺母均可以作為主動件。 5）磨損小，使用壽命長。 6）所需傳動轉(zhuǎn)矩小。 7）制造工藝復(fù)雜。滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度要求也高，故制造成本高。 8）不能自鎖。特別是對于垂直絲杠，由于處于重慣性力的作用，常需添加輔助制動裝置。 3.5.6 滾珠絲杠副的安裝支撐方式 為提高傳動剛度，滾珠絲杠合理的支撐結(jié)構(gòu)及正確的安裝很重要一般采用高剛度的止推軸承支撐結(jié)構(gòu)，以提高滾珠絲杠的軸向承載能力。 圖3.5 支承方式 （a）一端裝止推軸承（固定-自由式）。其承載能力小，軸向剛度低，僅適用于短絲杠，如用于數(shù)控機(jī)床的調(diào)整環(huán)節(jié)或升降臺式數(shù)控機(jī)床的垂直坐標(biāo)中。 （b）一端裝止推軸承，另一端裝深溝球軸承（固定-支承式）。當(dāng)滾珠絲杠較長時，一端裝止推軸承固定，另一端由深溝球軸承支承。為了減小絲杠熱變的影響，止推軸承的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離熱源（如液壓馬達(dá)）。 （c）兩端裝止推軸承 將止推軸承裝在滾珠絲杠的兩端，并施加預(yù)緊拉力，有助于提高傳動剛度。但這種安裝方式對熱伸長較為敏感。 （d）兩端裝雙重止推軸承及深溝球軸承（固定-固定式） 為了提高剛度，絲杠兩端采用雙重支承，如止推軸承和深溝球軸承，并施加預(yù)緊拉力。這種結(jié)構(gòu)形式，可使絲杠的熱變形能轉(zhuǎn)化為止推軸承的預(yù)緊力。 4 變速箱的設(shè)計 4.1 運動部分計算 4.1.1 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。允許的切速極限參考值如《機(jī)床主軸變速箱設(shè)計指導(dǎo)書》。然而，根據(jù)本次設(shè)計的需要選取的值如表4.1。 表4-1 計參數(shù)選取表 加工條件 umax=300m/min umin=8m/min 硬質(zhì)合金刀具粗加工鑄鐵件 30～50 硬質(zhì)合金刀具半精或精加工碳鋼工件 150～300 螺紋（絲杠等）加工鉸孔 3～8 (2)主軸的極限轉(zhuǎn)速 計算車床主軸的極限轉(zhuǎn)速時的加工直徑，按經(jīng)驗分別?。?.1～0.2）D和（0.45～0.5）D。由于D=630mm，則主軸極限轉(zhuǎn)速應(yīng)為： nmax=r/min （4.1） =758～1517r/min ，取=1000r/m； nmin=r/min （4.2） 在中考慮車螺紋和絞孔時，其加工最大直徑應(yīng)根據(jù)實際加工情況選取0.1D和50左右。 所以：nmin==32r/min 由于轉(zhuǎn)速范圍： R= = =31.25 ； 因為級數(shù)Z已知：Z=16級 。 現(xiàn)以Φ=1.26和Φ=1.41代入R= 得R=32和173 ，因此取Φ=1.26更為合適。 各級轉(zhuǎn)速數(shù)列可直接從標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表中查出。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表給出了以Φ=1.06的從1～10000的數(shù)值，因Φ=1.26=，從表中找到nmax=1000r/min，就可以每隔4個數(shù)值取一個數(shù)，得： 1000，800，630，500，400，315，250，200，160，125，100，80，63，50，40，32。 (3)主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)z和公比￠ 已知 =Rn (4.3) Rn=且： z= 因機(jī)床的電動機(jī)轉(zhuǎn)速往往比主軸的大多數(shù)轉(zhuǎn)速高，變速系統(tǒng)以降速傳動居多，因此，傳動系統(tǒng)中若按傳動順序在前面的各軸轉(zhuǎn)速較高，根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式（單位N.m）T=，當(dāng)傳遞功率一定時，轉(zhuǎn)速較高的軸所傳遞的扭矩就較小，在其他條件相同時，傳動件（如軸、齒輪）的尺寸就較小，因此，常把傳動副數(shù)較多的變速組安排在前面的高速軸上，這樣可以節(jié)省材料，減少傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量。因此選擇結(jié)構(gòu)式如下： 16=。 (4)主電機(jī)功率—動力參數(shù)的確定 合理地確定電機(jī)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(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。 目前，確定機(jī)床電機(jī)功率的常用方法很多，而本次設(shè)計中采用的是：估算法，它是一種按典型加工條件（工藝種類、加工材料、刀具、切削用量）進(jìn)行估算。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)計書表中推薦的數(shù)值?。篜=13kw 4.2 傳動設(shè)計 4.2.1 傳動結(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(fù)雜的傳動并想由此導(dǎo)出實際的方案，就并非十分有效，可考慮到本次設(shè)計的需要可以參考一下這個方案。 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目 級數(shù)為Z的傳動系統(tǒng)有若干個順序的傳動組組成，各傳動組分別有Z1、Z2、Z3…個傳動副。即Z=Z1Z2Z3…傳動副數(shù)由于結(jié)構(gòu)的限制以2和3的因子積為合適，即變速級數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子:Z= 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)計所須的正確的方案列出，具體的內(nèi)容如下： 傳動齒輪數(shù)目 2x（2+2+1）+2x(2+1)+1=17個 軸向尺寸 19b 傳動軸數(shù)目 8根 操縱機(jī)構(gòu) 簡單，兩個雙聯(lián)滑移齒輪 根據(jù)以上分析及計算，擬定變速箱傳動結(jié)構(gòu)圖如下： 圖4.1 變速箱傳動結(jié)構(gòu)圖 圖4.1中，第Ⅰ軸至第Ⅲ軸，其結(jié)構(gòu)式為： 4= 圖4.1中，第Ⅳ軸至第Ⅷ軸，機(jī)床主軸箱傳動系統(tǒng)采用分離傳動，其主要特點是： （1） 在滿足傳動副極限傳動比的條件下，可以得到較大的變速范圍。 （2） 高速由短支傳動，有助于減少高速時機(jī)床的空運轉(zhuǎn)功率損失。而且高速分支的尺寸可相對小些。 （3） 變速級數(shù)不像常規(guī)變速系統(tǒng)那樣受2，3因子的限制，如與部分轉(zhuǎn)速重合的方法配合，幾乎可以得到任意的變速級數(shù)，大大增加了可供選擇方案的數(shù)目。 4.2.2 主傳動順序的安排 16級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組，可以安排成：2x2x2x2，選擇傳動組安排方式時，要考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。在Ⅰ軸上如果安裝摩擦離合器時，應(yīng)減小軸向尺寸，第一傳動組的傳動副不能多，以2為宜，本次設(shè)計中就是采用的2，一對是傳向正傳運動的，另一個是傳向反向運動的。 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。 4.2.3 傳動系統(tǒng)的擴(kuò)大順序的安排 對于16級的傳動只有一種方案，準(zhǔn)確的說應(yīng)該不只有這一個方案，可為了使結(jié)構(gòu)和其他方面不復(fù)雜，同時為了滿足設(shè)計的需要，選擇的設(shè)計方案是： 16=2［2］x 2［1］+ 2［2］x 2[1]+ 2[2］x 2[1] x 2[8] 傳動方案的擴(kuò)大順序與傳動順序可以一致也可以不一致，在此設(shè)計中，擴(kuò)大順序和傳動順序就是一致的。這種擴(kuò)大順序和傳動順序一致，稱為順序擴(kuò)大傳動。 4.2.4傳動組的變速范圍的極限植 在主傳動系統(tǒng)的降速傳動中，主動齒輪的最少齒數(shù)受到限制，為了避免被動齒輪的直徑過大，齒輪傳動副最小傳動比umin≥，最大傳動比umax≤2，決定了一個傳動組的最大變速范圍rmax=umax/nmin≤8 因此，要按照參考書中所給出的表，淘汰傳動組變速范圍超過極限值的所有傳動方案。極限傳動比及指數(shù)x，值為： 表4-2 極限傳動比數(shù)值 極限傳動比指數(shù) 1.26 x：umin== 6 值；umax==2 3 （x+）值：umin==8 9 4.2.5 最后擴(kuò)大傳動組的選擇 正常連續(xù)的順序擴(kuò)大的傳動（串聯(lián)式）的傳動結(jié)構(gòu)式為： Z=Z1［1］Z2［Z1］Z3［Z1Z2］ 即是：Z=16=2［2］2［1］2［2］2[8] 4.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定 運動參數(shù)確定以后，主軸各級轉(zhuǎn)速就已知，切削耗能確定了電機(jī)功率。在此基礎(chǔ)上，選擇電機(jī)型號，確定各中間傳動軸的轉(zhuǎn)速，這樣就擬定主運動的轉(zhuǎn)圖，使主運動逐步具體化。 4.3.1 主電機(jī)的選定 中型機(jī)床上，一般都采用三相交流異步電機(jī)為動力源，可以在系列中選用。在選擇電機(jī)型號時，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行： ① 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。但電機(jī)產(chǎn)品的功率已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此，按要求應(yīng)選取相近的標(biāo)準(zhǔn)值：N=13kw ②電機(jī)轉(zhuǎn)速nd： 異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速有：3000、1500、1000、750r/min 類比同類機(jī)床CM6163，在此處選擇的是：nd=1450r/min 這個選擇是根據(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。 4.3.2 雙速和多速電機(jī)的應(yīng)用 根據(jù)本次設(shè)計機(jī)床的需要，所選用的是：雙速電機(jī) 4.3.3 電機(jī)的安裝和外形 根據(jù)電機(jī)不同的安裝和使用的需要，有四種不同的外形結(jié)構(gòu)，用的最多的有底座式和發(fā)蘭式兩種。本次設(shè)計的機(jī)床所需選用的是外行安裝尺寸之一。具體的安裝圖可由手冊查到。 4.3.4 常用電機(jī)的資料 根據(jù)常用電機(jī)所提供的資料，選用：Y132M-4 4.3.5 齒輪傳動比的限制 機(jī)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。過大，容易引起震動和噪音。 ②降速傳動中，最小傳動比umin≥1/4。過小，則使主動齒輪與被動齒輪的直徑相差太大，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)龐大。 4.4 帶輪傳動部分的設(shè)計 根據(jù)擬定的轉(zhuǎn)速圖上的各傳動比，就可以確定帶輪直徑。 4.4.1 帶輪直徑確定的方法、步驟 ①選擇三角型號 一般機(jī)床上的都采用三角帶。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速和功率查圖即可確定型號（詳情見〈〈機(jī)床主軸變速箱設(shè)計指導(dǎo)〉〉4-1節(jié)）。但圖中的解并非只有一種，應(yīng)使傳動帶數(shù)為3～5根為宜。 本次設(shè)計中所選的帶輪型號和帶輪的根數(shù)如下：B型帶輪：選取3根。 ②確定帶輪的最小直徑Dmin（D?。? 各種型號膠帶推薦了最小帶輪直徑，直接查表即可確定。 根據(jù)皮帶的型號，從教科書〈〈機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教程〉〉 查表可?。篋min=186mm ③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。當(dāng)帶輪為降速時： （4.4） 三角膠帶的滑動率ε=2%。 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。對中型通用機(jī)床，一般取1～2.5為宜。 因此，137.2mm≤D大≤343mm 經(jīng)查表取：D大=304mm 4.4.2 三角帶傳動的計算 三角帶傳動中，軸間距A可以較大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會有打滑，亦可因而緩和沖擊及隔離震動，使傳動平穩(wěn)。帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸，機(jī)床中多用于電機(jī)輸出軸的定比傳動。 4.4.3 選擇三角帶的型號 根據(jù)計算功率Nj（kw）和小帶輪n1（r/min）查圖選擇帶的型號。 計算功率Nj=KWNd kW 式中 Nd—電機(jī)的額定功率，KW—工作情況系數(shù)。 車床的起動載荷輕，工作載荷穩(wěn)定，二班制工作時，?。篕W=1.1 帶的型號是：B型號 4.4.4 確定帶輪的計算直徑D1、D2 1）.小帶輪計算直徑D1 皮帶輪的直徑越小，帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的使用壽命，小帶輪直徑D1不宜過小，要求大于許用最小帶輪直徑Dmin，即D1≥Dmin。各型號帶對應(yīng)的最小帶輪直徑Dmin可查表得：D1=186r/min 2）.大帶輪計算直徑D2 （4.5） =304r/min 式中: n1--小帶輪轉(zhuǎn)速r/min; n2--大帶輪轉(zhuǎn)速r/min; ε--帶的滑動系數(shù),一般取0.02. 算后應(yīng)將數(shù)字圓整為整數(shù)。 3）.確定三角帶速度u 具體的計算過程如下： （4.6） = =10.6m/s 對于O、A、B、C型膠帶，5m/s≤u≤25m/s。 而u=5～10m/s時最為經(jīng)濟(jì)耐用。 此速度完全符合B型皮帶的轉(zhuǎn)速。 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)選取： A0=（0.6～2）（D1+D2） mm =490（0.6～2）mm =294mm～980mm 取 A0=760 mm 中心距過小，將降低帶的壽命；中心距過大時，會引起帶振動。中型車床電機(jī)軸至變速箱帶輪的中心距一般為750～850mm。 5）.確定三角帶的計算長度L0及內(nèi)周長LN。 三角帶的計算長度是通過三角帶截面重心的長度。 （4.7） = =2131.7mm 圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計算長度 L=2132 mm 經(jīng)查表 LN=2000 mm 修正值 Y=33 6）.驗算三角帶的擾曲次數(shù)u ≤40 次/s （則合格） 式中：m--帶輪個數(shù)。如u超限?？杉哟驦（加大A）或降低u（減少D2、D1）來解決。 代入數(shù)據(jù)得 =10.5 次/s ≤40 次/s 是合格的，不需作出任何修改。 7）.確定實際中心距A （4.8） = 710.65 mm 8）.驗算小帶輪包角а1 а1≈180°-（D2-D1）/A*60°≥120° （4.9） 如果а1過小，應(yīng)加大中心距或加張緊裝置。 代入數(shù)值如下： （4.10） =176.98°≥120° 經(jīng)校核合格。 9）.確定三角帶根數(shù)z （4.11） 式中：N0--單根三角帶在 а1=180°、特定長度、平穩(wěn)工作情況下傳遞的功率值。（ C1---包角系數(shù)。） 參數(shù)的選擇可以根據(jù)書中的表差?。? N0=2.71；C1=0.99；Kw=1.1 帶入數(shù)值得： 所以，傳動帶根數(shù)選3根。 次此公式中所有的參數(shù)沒有作特別說明的都是從〈〈機(jī)床主軸變速箱設(shè)計指導(dǎo)〉〉 4.5 齒輪傳動部分的設(shè)計 選擇以機(jī)床變速箱中第Ⅰ軸和第Ⅱ軸間，兩嚙合直齒圓柱齒輪Z1和Z2，對其進(jìn)行齒輪傳動部分的設(shè)計和驗算。根據(jù)總體結(jié)構(gòu)方案，主電機(jī)功率13KW,轉(zhuǎn)速1450r/min，要求輸出軸轉(zhuǎn)速1000 r/min，齒輪齒數(shù)比U=1.25。具體計算如下： （1)大、小齒輪的材料均為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)與表面淬火處理，硬度為40～50HRC （2)選小齒輪齒數(shù)=28,大齒輪齒數(shù)=U3=1.25328=35,齒數(shù)比U=1.25 （3)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 由設(shè)計計算公式進(jìn)行試算，即 d1t≥ (4.12) 1> 選取載荷系數(shù) Kt=1.2 2> 計算大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T2 =95.5310P1/n1=95.53103 13/1450 N.mm =8.562310 N.mm 3> 選取齒寬系數(shù)Φd =1 4> 查得材料的彈性影響系數(shù)ZE =189.8MPa 5> 按齒面硬度查得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限δHlim1 =δHlim2 =550 MPa 6> 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N2 =60n1jLh=6031450313(2383365315)=7.6212310 N1 =7.621231031.25=9.5265310 7> 查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.86；KHN2=0.88 8> 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得 = = 9> 試算小齒輪分度圓直徑d1t,帶入中較小的值 d1t≥ =69.429mm 10> 計算圓周速度n (4.13) 11> 計算齒寬b b=Φd3d1t=1369.429 mm=69.429 mm 12> 計算齒寬與齒高之比b/h 模數(shù) mt=d1t/Z1=69.429/28 mm=2.480 mm 齒高 h=2.253mt=2.2532.480 mm=5.58 mm b/h=69.429/5.58=12.44 13> 計算載荷系數(shù) 根據(jù)n=3.64m/s,7級精度，查得動載荷系數(shù)Kv=1.14； 直齒輪，假設(shè)KAFt/b ＜100 N/mm。查表得KHα=KFα=1.2；查表得使用系數(shù)KA=1；查得7級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時， KHβ=1.14+0.18（1+0.6Φd）Φd+0.23310b 將數(shù)據(jù)帶入后，得 KHβ=1.14+0.18（1+0.631）31+0.23310369.429=1.444； 由b/h=10.66，KHβ=1.444查圖《機(jī)械設(shè)計》10-13得KFβ=1.32；故載荷系數(shù) K=KAKvKHαKHβ=131.1431.231.444=1.975 14> 按實際的載荷系數(shù)效正所得的分度圓直徑，由式 69.4293mm 15> 計算模數(shù)m m=d1/Z1=79.81/28 mm=2.85 mm （4）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 (4.14) 1>