數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)及數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

百度文庫-讓每個人平等地提升自我百度文庫-讓每個人平等地提升自我PAGEPAGE49百度文庫-讓每個人平等地提升自我PAGE1緒論課題背景及目的我國目前機(jī)床總量380余萬臺，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有萬臺，即我國機(jī)床數(shù)控化率不到3％。近10年來，我國數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為～萬臺，年產(chǎn)值約為18億元。機(jī)床的數(shù)控化率僅為6％。這些機(jī)床中,役齡10年以上的占60％以上；10年以下的機(jī)床中，自動/半自動機(jī)床不到20％，F(xiàn)MC/FMS等自動化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國和日本自動和半自動機(jī)床占60％以上）。可見我們的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品國內(nèi)、外市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。而相對于傳統(tǒng)機(jī)床，數(shù)控機(jī)床有以下明顯的優(yōu)越性：1、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。2、可以實(shí)現(xiàn)加工的柔性自動化，從而效率比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍。3、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”。4、可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。5、擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，可實(shí)現(xiàn)長時間無人看管加工。因此，采用數(shù)控機(jī)床，可以降低工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)省勞動力（一個人可以看管多臺機(jī)床），減少工裝，縮短新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應(yīng)。此外，機(jī)床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。由于以上優(yōu)越性，數(shù)控機(jī)床所占的比例逐漸增大。從2005年的市場消費(fèi)內(nèi)容也可可看出,普通機(jī)床的市場份額在下降,數(shù)控機(jī)床則大幅度增長，尤其是中高檔數(shù)控機(jī)床供不應(yīng)求?？梢灶A(yù)見，未來幾年普通機(jī)床的市場份額將不斷下滑,數(shù)控機(jī)床的消費(fèi)會逐漸擴(kuò)大。[2]在這樣一種背景下，我的課題選擇為設(shè)計(jì)一臺數(shù)控車床——CK20，用于對轉(zhuǎn)體零件的圓柱面、圓弧面、圓錐面、端面、切槽、及各種公、英制螺紋等進(jìn)行批量、高效、高精度的自動加工，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量和降低工人勞動強(qiáng)度。通過本次設(shè)計(jì)培養(yǎng)綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，解決工程實(shí)際問題的能力，使工程繪圖、數(shù)據(jù)處理、外文文獻(xiàn)閱讀、程序編制、使用手冊等基本技能及能力得到訓(xùn)練和提高。此外，力求完成課題之余，熟悉國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,增強(qiáng)對如何發(fā)展民族數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的感性認(rèn)識。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢自從1951年計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床上，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了數(shù)控（NC）和計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）兩個階段的發(fā)展。目前，數(shù)控系統(tǒng)正處于第六代――基于PC（PC－BASED）。未來數(shù)控系統(tǒng)將呈以下發(fā)展趨勢：1、繼續(xù)向開放式、基于PC的第六代方向發(fā)展基于PC所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點(diǎn)，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會走上這條道路。至少采用PC機(jī)作為它的前端機(jī)，來處理人機(jī)界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。2、向高速化和高精度化發(fā)展3、向智能化方向發(fā)展（1）應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)向高速化和高精度化發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)能檢測過程中一些重要信息，并自動調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。（2）引入專家系統(tǒng)指導(dǎo)加工將熟練工人和專家的經(jīng)驗(yàn)，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。（3）引入故障診斷專家系統(tǒng)（4）引入動裝置智能化數(shù)字伺服驅(qū)動系統(tǒng)可以通過自動識別負(fù)載，而自動調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行[3]。1.2.2我國數(shù)控車床的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1、研究現(xiàn)狀我國數(shù)控車床從20世紀(jì)70年代初進(jìn)入市場，至今通過各大機(jī)床廠家的不懈努力，通過采取與國外著名機(jī)床廠家的合作、合資、技術(shù)引進(jìn)、樣機(jī)消化吸收等措施，使得我國的機(jī)床制造水平有了很大的提高，其產(chǎn)量在金屬切削機(jī)床中占有較大的比例。目前，國產(chǎn)數(shù)控車床的品種、規(guī)格較為齊全，質(zhì)量基本穩(wěn)定可靠，已進(jìn)入實(shí)用和全面發(fā)展階段。（1）床身按照床身導(dǎo)軌面與水平面的相對位置，床身有圖1所示的5種布局形式。一般來說，中、小規(guī)格的數(shù)控車床采用斜床身和平床身斜滑板的居多，只有大型數(shù)控車床或小型精密數(shù)控車床才采用平床身，立床身采用的較少。平床身工藝性好，易于加工制造。由于刀架水平放置，對提高刀架的運(yùn)動精度有好處，但排屑困難；刀架橫滑板較長，加大了機(jī)床的寬度尺寸，影響外觀。平床身斜滑板結(jié)構(gòu)，再配置上傾斜的導(dǎo)軌防護(hù)罩，這樣既保持了平床身工藝性好的優(yōu)點(diǎn)，床身寬度也不會太大。斜床身和平床身斜滑板結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代數(shù)控車床中被廣泛應(yīng)用，是因?yàn)檫@種布局形式具有以下特點(diǎn)：☆容易實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化；☆機(jī)床外形整齊、美觀，占地面積?。弧钊菀自O(shè)置封閉式防護(hù)裝置；☆容易排屑和安裝自動排屑器；☆從工件上切下的熾熱切屑不至于堆積在導(dǎo)軌上影響導(dǎo)軌精度；☆宜人性好，便于操作；便于安裝機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動化。(2)導(dǎo)軌車床的導(dǎo)軌可分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌兩種?；瑒訉?dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、接觸剛度大等優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)滑動導(dǎo)軌摩擦阻力大，磨損快，動、靜摩擦系數(shù)差別大，低速時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。目前，數(shù)控車床已不采用傳統(tǒng)滑動導(dǎo)軌，而是采用帶有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動導(dǎo)軌和新型塑料滑動導(dǎo)軌。它們具有摩擦性能良好和使用壽命長等特點(diǎn)。滾動導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)小，動、靜摩擦系數(shù)很接近，不會產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，可以使用油脂潤滑。根據(jù)滾動體的不同，滾動導(dǎo)軌可分為滾珠直線導(dǎo)軌和滾柱直線導(dǎo)軌。后者的承載能力和剛度都比前者高，但摩擦系數(shù)略大。

a)后斜床身-斜滑板b)直立床身-直立滑板

c)平床身-平滑板d)前斜床身-平滑板e)平床身-斜滑板圖床身布局型式（3）主軸變速系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床大多數(shù)是不能自動變速的，全功能數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)大多采用無級變速。目前，無級變速系統(tǒng)主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種，一般采用直流或交流主軸電機(jī)，通過帶傳動帶動主軸旋轉(zhuǎn)，或通過帶傳動和主軸箱內(nèi)的減速齒輪帶動主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸電機(jī)調(diào)速范圍廣，又可無級調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡化。（4）刀架系統(tǒng)按換刀方式的不同，數(shù)控車床的刀架系統(tǒng)主要有回轉(zhuǎn)刀架、排式刀架和帶刀庫的自動換刀裝置等多種形式。排式刀架一般用于小規(guī)格數(shù)控車床，以加工棒料或盤類零件為主?；剞D(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床最常用的一種典型換刀刀架，通過刀架的旋轉(zhuǎn)分度定位來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動換刀動作，根據(jù)加工要求可設(shè)計(jì)成四方、六方刀架或圓盤式刀架。根據(jù)刀架回轉(zhuǎn)軸與安裝底面的相對位置，回轉(zhuǎn)刀架分為立式刀架和臥式刀架兩種。排刀式刀架和回轉(zhuǎn)刀架對刀具的數(shù)目有一定的限制，當(dāng)需要數(shù)量較多的刀具時，應(yīng)采用帶刀庫的自動換刀裝置。（5）進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控車床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)一般均采用進(jìn)給伺服系統(tǒng)，按其控制方式不同可分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。前者定位精度低，但它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉；后者控制精度高、快速性能好，但它對機(jī)床的要求比較高，且造價較昂貴。閉環(huán)系統(tǒng)中采用的位置檢測裝置有：脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、磁尺、光柵尺和激光干涉儀等。數(shù)控車床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)中常用的驅(qū)動裝置是伺服電機(jī)。伺服電機(jī)有直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)之分。前者由于具有可靠性高、造價低等特點(diǎn)而被廣泛采用[4]。2、發(fā)展趨勢（1）高速、高精密化當(dāng)前機(jī)床正向高速切削、干切削和準(zhǔn)干切削方向發(fā)展，加工精度也在不斷地提高。另一方面，電主軸和直線電機(jī)的成功應(yīng)用，陶瓷滾珠軸承、高精度大導(dǎo)程空心內(nèi)冷和滾珠螺母強(qiáng)冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導(dǎo)軌副等機(jī)床功能部件的面市，也為機(jī)床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。（2）高可靠性（3）數(shù)控車床設(shè)計(jì)CAD化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊化采用CAD技術(shù)以替代人工完成繁瑣的繪圖工作，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案選擇和大件整機(jī)的靜、動態(tài)特性分析、計(jì)算、預(yù)測及優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及對整機(jī)各工作部件進(jìn)行動態(tài)模擬仿真。這樣大大提高了工作效率，提高設(shè)計(jì)的一次成功率，從而縮短試制周期，降低設(shè)計(jì)成本，提高市場競爭能力。（4）功能復(fù)合化擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍、提高效率，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用、一機(jī)多能，即一臺數(shù)控車床既可以實(shí)現(xiàn)車削功能，也可以實(shí)現(xiàn)銑削加工。（5）智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化和集成化[5]。課題研究內(nèi)容及方法1.3.1課題研究內(nèi)容本課題設(shè)計(jì)的數(shù)控車床的主要參數(shù)如下：工件最大回轉(zhuǎn)直徑:SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?;最大加工直徑:SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?橫向最大行程(X軸):SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?,縱向最大行程(Z軸):SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?最大車削長度:SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?;X,Z軸的最小設(shè)定單位為:SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?主軸最大/最小轉(zhuǎn)速:SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?快速進(jìn)給速度:縱向:SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?,橫向:SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?課題研究的主要內(nèi)容包括主軸傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、編碼盤的安裝、液壓卡盤的設(shè)計(jì)安裝及數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1.3.2研究方法第一步，明確設(shè)計(jì)要求，找出研究的重難點(diǎn)：普通數(shù)控車床最基本的要求是精度達(dá)標(biāo)，穩(wěn)定可靠，操作、維修、保養(yǎng)方便，壽命較長，此外力求外型美觀。第二步，進(jìn)工廠觀摩，大量收集國內(nèi)外相關(guān)資料，吸取專家的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。第三步，初步確定總體設(shè)計(jì)方案：1、軟件方面綜合考慮功能、價格、技術(shù)先進(jìn)、服務(wù)方便等因素，以及數(shù)控系統(tǒng)所具有的功能是否與CK20的性能相匹配，盡量減少過剩的數(shù)控功能。選擇了SINUMERIK802D機(jī)床微機(jī)控制系統(tǒng)。2、硬件方面（1）根據(jù)機(jī)床性能要求，確定機(jī)床支承件結(jié)構(gòu)形式為斜床身結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行總體布局；（2）選擇主電機(jī)。根據(jù)切削力大小及機(jī)床的變速要求，初步確定主電機(jī)型號；（3）設(shè)計(jì)主傳動系統(tǒng)及箱體。由主電機(jī)的變速范圍，確定變速箱的減速級數(shù)以及傳動方式。論文構(gòu)成本論文構(gòu)成如下：第一章闡述課題的研究背景及內(nèi)容。第二章詳細(xì)論述主軸系統(tǒng)包括各傳動軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第三章詳細(xì)介紹液壓卡盤的設(shè)計(jì)選用。第四章闡述數(shù)控系統(tǒng)的選擇及其設(shè)計(jì)。第五章提供了在本機(jī)床加工一典型零件的程序。第六章總結(jié)本課題設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及其有待改進(jìn)之處。論文最后是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的心得和參考文獻(xiàn)。

2主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求數(shù)控系統(tǒng)的主軸系統(tǒng)除了應(yīng)滿足普通機(jī)床主傳動要求外，還提出以下要求：1、具有更大的調(diào)速范圍，并實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速;2、具有較高的精度和剛度、傳動平穩(wěn)，噪聲低;3、良好的抗振性和熱穩(wěn)定性.總體設(shè)計(jì)2.2.1擬定傳動方案數(shù)控機(jī)床需要自動換刀、自動變速；且在切削不同直徑的階梯軸，曲線螺旋面和端面時，需要切削直徑的變化,主軸必須通過自動變速，以維持切削速度基本恒定。這些自動變速又是無級變速，以利于在一定的調(diào)速范圍內(nèi)選擇理想的切削速度，這樣有利于提高加工精度，又有利于提高切削效率。無級調(diào)速有機(jī)械、液壓和電氣等多種形式，數(shù)控機(jī)床一般采用由直流或交流調(diào)速電動機(jī)作為驅(qū)動源的電氣無級變速。由于數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動的調(diào)速范圍較大（SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?），單靠調(diào)速電機(jī)無法滿足這么大的調(diào)速范圍，另一方面調(diào)速電機(jī)的功率扭矩特性也難于直接與機(jī)床的功率和轉(zhuǎn)矩要求相匹配。因此，數(shù)控機(jī)床主傳動變速系統(tǒng)常常在無級變速電機(jī)之后串聯(lián)機(jī)械有級變速傳動，以滿足機(jī)床要求的調(diào)速范圍和轉(zhuǎn)矩特性。為簡化主軸箱結(jié)構(gòu)，本方案僅采用二級機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，運(yùn)動方案如圖：有級變速的自動變換方法一般有液壓和電磁離合器兩種。液壓變速機(jī)構(gòu)是通過液壓缸、活塞桿帶動撥叉推動滑移齒輪移動來實(shí)現(xiàn)變速，雙聯(lián)滑移齒輪用一個液壓缸，而三聯(lián)滑移齒輪則必須使用兩個液壓缸（差動油缸）實(shí)現(xiàn)三位移動。液壓撥叉變速是一種有效的方法，工作平穩(wěn)，易實(shí)現(xiàn)自動化。但變速時必須主軸停車后才能進(jìn)行，另外，它增加了數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜性，而且必須將數(shù)控裝置送來的電信號轉(zhuǎn)換成電磁閥的機(jī)械動作，然后再將壓力油分配到相應(yīng)的液壓缸，因而增加了變速的中間環(huán)節(jié)，帶來了更多的不可靠因素。圖主軸傳動圖電磁離合器是應(yīng)用電磁效應(yīng)接通或切斷運(yùn)動的元件，由于它便于實(shí)現(xiàn)自動操作，并有現(xiàn)成的系列產(chǎn)品可供選用，因而它已成為自動裝置中常用的操作元件。電磁離合器用于數(shù)控機(jī)床的主傳動時，能簡化變速機(jī)構(gòu)，操作方便。通過若干個安裝在各傳動軸上的離合器的吸合和分離的不同組合來改變齒輪的傳動路線，實(shí)現(xiàn)主軸的變速。電磁離合器一般分為摩擦片式和牙嵌式[6]。2.2.2選擇電機(jī)1、選擇電機(jī)應(yīng)綜合考慮的問題(1)根據(jù)機(jī)械的負(fù)載特性和生產(chǎn)工藝對電動機(jī)的啟動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動機(jī)類型。(2)根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化范圍和啟動頻繁程度等要求，考慮電動機(jī)的溫升限制、過載能力額啟動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機(jī)功率，并確定冷卻通風(fēng)方式。所選電動機(jī)功率應(yīng)留有余量，負(fù)荷率一般取～。(3)根據(jù)使用場所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)措施，選擇電動機(jī)的結(jié)構(gòu)型式。(4)根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對功率因素的要求，確定電動機(jī)的電壓等級和類型。(5)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和對電力傳動調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程的要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速。此外，還要考慮節(jié)能、可靠性、供貨情況、價格、維護(hù)等等因素[11]。2、電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇由于不同的機(jī)床要求不同的主軸輸出性能(旋轉(zhuǎn)速度，輸出功率，動態(tài)剛度，振動抑制等)，因此，主軸選用標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際使用需要是緊密相關(guān)的?？偟膩碚f，選擇主軸驅(qū)動系統(tǒng)將在價格與性能之間找出一種理想的折衷[9]。表1簡要給出了用戶所期望的主軸驅(qū)動系統(tǒng)的性能。下面將對各種交流主軸系統(tǒng)進(jìn)行對比、分析。表理想主軸驅(qū)動系統(tǒng)性能項(xiàng)目內(nèi)容高性能低速區(qū)要有足夠的轉(zhuǎn)矩寬恒功率范圍,并在高速范圍內(nèi)保持一定轉(zhuǎn)矩高旋轉(zhuǎn)精度高動態(tài)響應(yīng)高加減速,起制動能力具有強(qiáng)魯棒性,能適應(yīng)環(huán)境條件和參數(shù)變化高效率,低噪聲低價格低購買價格,低維護(hù)價格,低服務(wù)價格通用要求耐用性,可維護(hù)性,安全可靠性感應(yīng)電機(jī)交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)是當(dāng)前商用主軸驅(qū)動系統(tǒng)的主流，其功率范圍從零點(diǎn)幾個kW到上百kW，廣泛地應(yīng)用于各種數(shù)控機(jī)床上。

經(jīng)過對比分析本設(shè)計(jì)中決定采用FANUSKIPIF1<0?SkipRecordIf...?系列交流主軸電機(jī)。SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?系列是高速、高精、高效的伺服系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)床的高速、高精控制，并使機(jī)床更緊湊。3、電動機(jī)容量的選擇選擇電動機(jī)容量就是合理確定電動機(jī)的額定功率。決定電動機(jī)功率時要考慮電動機(jī)的發(fā)熱、過載能力和起動能力三方面因素，但一般情況下電動機(jī)容量主要由運(yùn)行發(fā)熱條件而定。電動機(jī)發(fā)熱與其工作情況有關(guān)。但對于載荷不變或變化不大，且在常溫下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)（如本課題中的電動機(jī)），只要其所需輸出功率不超過其額定功率，工作時就不會過熱，可不進(jìn)行發(fā)熱計(jì)算[9]，本設(shè)計(jì)中電機(jī)容量按以下步驟確定：（1）確定主軸切削力(如無特殊說明，該小節(jié)計(jì)算方法均出自資料7)確定主軸材料為45號鋼，淬硬處理（淬火及低溫回火），硬度為44HRC，單位切削力為SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?(SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?).切削用量范圍：SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?主切削力SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?：SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?切深SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，進(jìn)給量取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。切削功率：SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（2）確定電機(jī)輸出動率PdSKIPIF1<0?SkipRecordIf...?傳動裝置的總效率SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?其中，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?―圓柱直齒輪傳動效率，由資料[12]，表2－4查得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝；；SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?―Ⅱ軸軸承效率，由資料[12]，表2－4查得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝×＝；SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?―Ⅲ軸（主軸）軸承效率，由資料[7]，表2－4查得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝×＝。由此，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝×××SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。故，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（3）選擇電動機(jī)額定功率SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?如前所述，電動機(jī)功率應(yīng)留有余量，負(fù)荷率一般取～，所以電動機(jī)額定功率選取為11SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。（4）電動機(jī)電壓和轉(zhuǎn)速的選擇由資料[10],表22－1－9，小功率電動機(jī)一般選為380V電壓。所以本電機(jī)的電壓可選為380V。同一類型、功率相同的電動機(jī)具有多種轉(zhuǎn)速。一般而言，轉(zhuǎn)速高的電動機(jī)，其尺寸和重量小，價格較低，但會使傳動裝置的總傳動比、結(jié)構(gòu)尺寸和重量增加。選用轉(zhuǎn)速低的電動機(jī)則情況相反。要綜合考慮電機(jī)性能、價格、車床性能要求等因素來選擇。[10]本課題中數(shù)控機(jī)床的主軸的轉(zhuǎn)速范圍要求為SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。由于只有一根中間傳動軸，傳動鏈較短，因此變速級數(shù)較少，故對電動機(jī)恒功率變速范圍以及整個變速范圍要求較高。=1\*ROMANI軸上齒輪傳動比確定為SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，=2\*ROMANII軸上兩對直齒輪的傳動比分別為SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。所以兩條傳動鏈中，高速傳動鏈傳動比SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，低速傳動鏈傳動比SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。由此可得電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍:SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（5）確定電機(jī)的型號由前面信息，可選取FANUC交流電機(jī)，型號為SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。這種電機(jī)轉(zhuǎn)動非常平穩(wěn)，采用160,000,000/rev的超高分辨率位置編碼器，通過線圈切換可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高速、高加速控制，作為α系列的后續(xù)產(chǎn)品，具有更先進(jìn)的節(jié)能效果。電機(jī)參數(shù)如下表所示：表電機(jī)參數(shù)型號額定功率連續(xù)30min功率最低轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速重量振動冷卻SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?機(jī)座長為SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，電機(jī)軸徑為SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，軸伸為SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，中心高SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，其余安裝尺寸及其外形由資料[8]得[8]。2.2.3計(jì)算各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩1、各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（本小節(jié)公式除非特別說明，均出自資料[12]）首先估算主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，由于采用的是無級調(diào)速，所以采用以下的公式：SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；然后通過傳動比計(jì)算傳動軸和電機(jī)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?上式中SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?、SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?、SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?的意義如前所述。2、各軸輸入功率SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?=SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝11KwSKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?上式中，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?、SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?、SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?的意義如前所述。3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?將以上計(jì)算結(jié)果整理后列于表，供以后計(jì)算選擇，供以后計(jì)算使用：表各軸的傳動參數(shù)參數(shù)軸I軸（電機(jī)軸）II軸（中間傳動軸）III軸（主軸）計(jì)算轉(zhuǎn)速（SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?）746373145輸入功率（Kw）11轉(zhuǎn)矩（SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?）傳動比SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?2.2.4轉(zhuǎn)速圖由電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍(包括恒功率變速范圍)和各軸傳動比,作數(shù)控車床的轉(zhuǎn)速圖,見圖2-2.SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?圖轉(zhuǎn)速圖2.2.5傳動圖初定數(shù)控車床的傳動圖,如圖2-3.圖傳動圖軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.3.1I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]）I軸上的零件主要是齒輪1。一端用凸臺定位,另一端用緊定螺釘定位。1.選定齒輪類型,精度等級,材料及齒數(shù).根據(jù)選定的傳動方案,選用直齒圓柱齒輪傳動.（1）本次設(shè)計(jì)屬于金屬切削機(jī)床類,一般齒輪傳動,故選用6級精度.（2）材料選擇.由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS.（3）選小齒輪齒數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?大齒輪齒數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式(10-9a)進(jìn)行試算,即SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由上文可知為SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（3）由表10-7選取齒寬系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（4）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（5）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?;（6）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（7）由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?2）計(jì)算（1）小齒輪分度圓直徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，代入[SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?]中較小的值SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（2）計(jì)算圓周速度SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（3）計(jì)算齒寬SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（4）計(jì)算齒寬與齒高之比SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?模數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?齒高SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，6級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；直齒輪，假設(shè)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。由表10-3查得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；由表10-2查得使用系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；由表10-4查得6級精度，小齒輪懸臂支承時，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?將數(shù)據(jù)代入得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；由SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，查圖10-13得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；故載荷系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（10-10a）得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（7）計(jì)算模數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；（2）由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；（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SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（4）計(jì)算載荷系數(shù)KSKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（5）查取齒形系數(shù)由表10-5查得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。（6）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。（7）計(jì)算大小齒輪的SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?并加以比較SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?大齒輪的數(shù)值大。2）設(shè)計(jì)計(jì)算SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，算出小齒輪齒數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?大齒輪齒數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動，即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。4.幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算分度圓直徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?2）計(jì)算中心距SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?3）計(jì)算齒輪寬度SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。5.驗(yàn)算SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，合適。2.3.2II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]）1.軸的支承形式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：圖中間軸的支承形式2.軸上零件的軸向定位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。滾子軸承的左端靠在端蓋上，右端用軸肩定位。與電機(jī)軸上齒輪相嚙合的齒輪左端用圓螺母固定,右端用軸肩定位.另外兩齒輪所對應(yīng)的電磁離合器位于它們中間，相互緊靠，兩齒輪的另兩端用螺釘鎖緊擋圈定位。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）和圓螺母進(jìn)行定位。（1）軸的選材和最小直徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?得確定軸的材料選擇為：45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）。軸的最小尺寸，由式（15－2），SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?式中，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?由表15－3，可取得110，故SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝35mm。由于SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?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。軸的零件圖如圖2-5.圖中間軸零件圖（2）齒輪的設(shè)計(jì)齒輪1和2的直徑相差較大，對齒輪1（小齒輪）在模數(shù)和選材及熱處理方面要求較高，所以首先進(jìn)行該對齒輪的設(shè)計(jì)。1.選定齒輪的精度等級和材料，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40SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，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小齒輪齒數(shù)初選為SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝24，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?2.按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)按式（10－9SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?）試算，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?確定公式內(nèi)的各計(jì)算值：①初選載荷系數(shù)Kt＝；②計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由前文可知小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為;③由表10－7及其說明，可選定齒寬系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝；④由表10－6，查得材料的彈性影響系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；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SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝650MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝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)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?⑦由圖10－19查得接觸疲勞壽命系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?=,SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?=;⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)s＝1。由式（10－12），SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?=SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?=×650/1＝585MPaSKIPIF1<0?SkipRecordIf...?=SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?=×600/1=570MPa將以上參數(shù)代入公式進(jìn)行計(jì)算①試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入[H-]中較小的值SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?②計(jì)算圓周速度vSKIPIF1<0?SkipRecordIf...?③計(jì)算齒寬SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?④計(jì)算齒寬與齒高之比齒輪模數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?齒高SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?⑤計(jì)算載荷系數(shù)K由圖10－8，查得動載系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；由表10－3，查得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?;由表10－2，查得使用系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝；小齒輪精度為6級，相對支撐作對稱分布。由表10－4，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?由b/h＝，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?=,查圖10－13，得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝，故，動載系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?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SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?⑦計(jì)算模數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10－5）得彎曲疲勞的設(shè)計(jì)公式為SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?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SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝520MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝440MPa；②由圖10－18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝；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SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝×520/＝328MPaSKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝×440/＝④計(jì)算載荷系數(shù)KSKIPIF1<0?SkipRecordIf...?⑤查取齒形系數(shù)由表10-5查得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。⑥查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10－5,查得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。=7\*GB3⑦計(jì)算大、小齒輪的SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?并加以比較SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?大齒輪數(shù)值大，將用于以下計(jì)算。將以上參數(shù)代入式（10－5）進(jìn)行計(jì)算SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度所算得的模數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，算出小齒輪齒數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?4.幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算分度圓直徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?2）計(jì)算中心距SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?3）計(jì)算齒輪寬度SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?。5.驗(yàn)算SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，合適。第二對齒輪的模數(shù)可取得比齒輪1小，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?＝3。由于這兩齒輪得中心距與齒輪1和2的中心距相等，故SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?,SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?.四個齒輪的尺寸參數(shù)如表所示。表齒輪尺寸參參數(shù)齒輪1234模數(shù)m33齒數(shù)z389710056中心距a分度圓直徑d133300168齒頂圓直徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?140306174齒根圓直徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?全齒高h(yuǎn)齒寬b60545560壓力角SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?基圓直徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?125319282158傳動比SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?18/79/16齒輪寬B65607075齒寬系數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?輪轂寬706585901.電磁摩擦離合器的計(jì)算和選擇本課題中數(shù)控機(jī)床得轉(zhuǎn)速較高，對工作可靠性要求高，根據(jù)資料[13]中的結(jié)構(gòu)選擇原則，選取牙嵌式電磁離合器。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SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?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SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?其中SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--理論轉(zhuǎn)矩SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--計(jì)算轉(zhuǎn)矩SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--公稱轉(zhuǎn)矩SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--許用轉(zhuǎn)矩SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--最大轉(zhuǎn)矩SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--許用最大轉(zhuǎn)矩SKIPIF1<0?SkipRecordIf...? --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SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?時應(yīng)將理論轉(zhuǎn)矩SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?乘以不同系數(shù)K本機(jī)床承受長期平穩(wěn)載荷，故SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?式中，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--分別為離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，公稱，許用轉(zhuǎn)矩，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--離合器理論轉(zhuǎn)矩，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；K—離合器工況系數(shù)，見下表所示。本文中為金屬切學(xué)機(jī)床，取K=，從而得到SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表5-3-42選取規(guī)格為DLY5-40A的牙嵌式離合器，相關(guān)尺寸可從表中查取。SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（2）牙嵌式離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算1）離合器的外徑計(jì)算（經(jīng)驗(yàn)公式）SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?牙的外徑：SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?表離合器工況系數(shù)機(jī)械類型K機(jī)械類型K金屬切削機(jī)床輕紡機(jī)械曲柄式壓力機(jī)械農(nóng)業(yè)機(jī)械汽車,車輛挖掘機(jī)械拖拉機(jī)鉆探機(jī)械2-4船舶活塞泵,通風(fēng)機(jī),壓力機(jī)起重運(yùn)輸機(jī)械在最大載荷下結(jié)合活塞泵(單缸),大型通風(fēng)機(jī),壓縮機(jī),木材加工機(jī)械在空載下結(jié)合冶金礦山機(jī)械牙的內(nèi)徑：SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?牙的平均直徑：SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?牙的寬度：SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?牙的高度：SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?牙的個數(shù)：SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?式中SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--主，從動半離合器的轉(zhuǎn)速差SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--牙齒接合圓周速度差，一般取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--離合器允許結(jié)合時間，一般機(jī)床，取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?本文中取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，則可以得到SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?2）牙間壓緊力SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?近似可取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?式中SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--牙形角，一般取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--摩擦角，鋼與鋼接觸，取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--牙的平均直徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--彈簧推力，一般取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?本課題中取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，從而，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（3）磁路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）磁軛鐵心截面積SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?式中，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--磁感應(yīng)強(qiáng)度，一般取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--牙間壓緊力，N。取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?2）線圈槽內(nèi)徑（內(nèi)鐵心外徑）SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?式中SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--離合器軸徑。3）線圈槽外徑（外鐵心內(nèi)徑）SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?4）線圈槽寬度SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?5）勵磁磁勢SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?式中，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--氣隙中中磁感應(yīng)強(qiáng)度，一般取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--工作氣隙，近似取牙的高度。SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--氣隙系數(shù)，一般取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，則SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?6）線圈槽高度SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?式中，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--線圈槽高寬比，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--傳熱系數(shù)。線圈散熱良好時，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；線圈散熱不良時，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--填充系數(shù)，按導(dǎo)線直徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?由圖9-13查得；SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--溫升，K，按技術(shù)要求確定；SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--電阻系數(shù)，可取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?；取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?查得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，得SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?7）導(dǎo)線直徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?式中，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--線圈的平均直徑，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?--電源電壓，一般取24V8）線圈匝數(shù)SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?9）磁軛底部厚度SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?磁軛高度：SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?，一般取SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?10）銜鐵厚度SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?銜鐵內(nèi)徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?由軸徑SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?根據(jù)結(jié)構(gòu)確