（优秀毕业全套设计）CK6163型数控机床设计

如图.，为螺旋槽式外循环为插管式外循环。

优缺点结构简单制造容易但径向尺寸大，且弯管两端耐磨性和抗冲击性差。

图.外循环示意图螺旋槽式套筒螺母滚珠挡珠器丝杠插管式弯管压板丝杠滚珠滚道滚珠丝杠副的结构参数滚珠丝杠副的主要参数有公称直径导程和接触角。

公称直径是指滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠球心的圆柱直径。

它与承载能力直接有关，常用范围为，般大于丝杠长度的。

导程导程的大小要根据机床加工精度的要求确定，精度高时，导程小些精度低时，导程大些。

但导程取小后，滚珠直径将取小，使滚珠丝杠副的承载能力下降若滚珠直径不变，导程取小后，螺旋升角也小，传动效率将下降。

因此，般地，导程数值的确定原则是在满足加工精度的条件下尽可能取得大些。

滚珠丝杠副的结构特点摩擦因素小，传动效率高。

滚珠丝杠副的传动效率可达，比常规的丝杠螺母副提高倍。

因此，功率消耗只相当于常规丝杠的。

可预紧消隙。

给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的间隙，反向运动时无死区，定位精度高，刚度好。

运动平稳，低速时不易出现爬行现象，传动精度高。

运动具有可逆性。

可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运动，即丝杠和螺母均可以作为主动件。

磨损小，使用寿命长。

所需传动转矩小。

制造工艺复杂。

滚珠丝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。

不能自锁。

特别是对于垂直丝杠，由于处于重惯性力的作用，常需添加辅助制动装置。

滚珠丝杠副的安装支撑方式为提高传动刚度，滚珠丝杠合理的支撑结构及正确的安装很重要般采用高刚度的止推轴承支撑结构，以提高滚珠丝杠的轴向承载能力。

图.支承方式端装止推轴承固定自由式。

其承载能力小，轴向刚度低，仅适用于短丝杠，如用于数控机床的调整环节或升降台式数控机床的垂直坐标中。

端装止推轴承，另端装深沟球轴承固定支承式。

当滚珠丝杠较长时，端装止推轴承固定，另端由深沟球轴承支承。

为了减小丝杠热变的影响，止推轴承的安装位置应远离热源如液压马达。

两端装止推轴承将止推轴承装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧拉力，有助于提高传动刚度。

但这种安装方式对热伸长较为敏感。

两端装双重止推轴承及深沟球轴承固定固定式为了提高刚度，丝杠两端采用双重支承，如止推轴承和深沟球轴承，并施加预紧拉力。

这种结构形式，可使丝杠的热变形能转化为止推轴承的预紧力。

变速箱的设计.运动部分计算参数确定的步骤和方法极限切削速度﹑根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑工序种类﹑工艺要求刀具和工件材料等因素。

允许的切速极限参考值如机床主轴变速箱设计指导书。

然而，根据本次设计的需要选取的值如表.。

表计参数选取表加工条件硬质合金刀具粗加工铸铁件硬质合金刀具半精或精加工碳钢工件螺纹丝杠等加工铰孔主轴的极限转速计算车床主轴的极限转速时的加工直径，按经验分别取和。

由于，则主轴极限转速应为.，取.在中考虑车螺纹和绞孔时，其加工最大直径应根据实际加工情况选取.和左右。

所以由于转速范围.因为级数已知级。

现以.和.代入得和，因此取.更为合适。

各级转速数列可直接从标准数列表中查出。

标准数列表给出了以.的从的数值，因.，从表中找到，就可以每隔个数值取个数，得，。

主轴转速级数和公比已知.且因机床的电动机转速往往比主轴的大多数转速高，变速系统以降速传动居多，因此，传动系统中若按传动顺序在前面的各轴转速较高，根据转矩公式单位.，当传递功率定时，转速较高的轴所传递的扭矩就较小，在其他条件相同时，传动件如轴齿轮的尺寸就较小，因此，常把传动副数较多的变速组安排在前面的高速轴上，这样可以节省材料，减少传动系统的转动惯量。

因此选择结构式如下。

主电机功率动力参数的确定合理地确定电机功率，使用的功率实际情况既能充分的发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。

目前，确定机床电机功率的常用方法很多，而本次设计中采用的是估算法，它是种按典型加工条件工艺种类加工材料刀具切削用量进行估算。

根据此方法，中型车床典型重切削条件下的用量根据设计书表中推荐的数值取.传动设计传动结构式结构网的选择结构式结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效，可考虑到本次设计的需要可以参考下这个方案。

确定传动组及各传动组中传动副的数目级数为的传动系统有若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有个传动副。

即传动副数由于结构的限制以和的因子积为合适，即变速级数应为和的因子可以有几种方案，由于篇幅的原因就不列出了，在此只把已经选定了的和本次设计所须的正确的方案列出，具体的内容如下传动齿轮数目个轴向尺寸传动轴数目根操纵机构简单，两个双联滑移齿轮根据以上分析及计算，拟定变速箱传动结构图如下图.变速箱传动结构图图.中，第Ⅰ轴至第Ⅲ轴，其结构式为图.中，第Ⅳ轴至第Ⅷ轴，机床主轴箱传动系统采用分离传动，其主要特点是在满足传动副极限传动比的条件下，可以得到较大的变速范围。

高速由短支传动，有助于减少高速时机床的空运转功率损失。

而且高速分支的尺寸可相对小些。

变速级数不像常规变速系统那样受，因子的限制，如与部分转速重合的方法配合，几乎可以得到任意的变速级数，大大增加了可供选择方案的数目。

主传动顺序的安排级转速传动系统的传动组，可以安排成，选择传动组安排方式时，要考虑到机床主轴变速箱的具体结构装置和性能。

在Ⅰ轴上如果安装摩擦离合器时，应减小轴向尺寸，第传动组的传动副不能多，以为宜，本次设计中就是采用的，对是传向正传运动的，另个是传向反向运动的。

主轴对加工精度表面粗糙度的影响大，因此主轴上齿轮少些为好，最后个传动组的传动副选用，或者用个定比传动副。

传动系统的扩大顺序的安排对于级的传动只有种方案，准确的说应该不只有这个方案，可为了使结构和其他方面不复杂，同时为了满足设计的需要，选择的设计方案是传动方案的扩大顺序与传动顺序可以致也可以不致，在此设计中，扩大顺序和传动顺序就是致的。

这种扩大顺序和传动顺序致，称为顺序扩大传动。

传动组的变速范围的极限植在主传动系统的降速传动中，主动齿轮的最少齿数受到限制，为了避免被动齿轮的直径过大，齿轮传动副最小传动比，最大传动比，决定了个传动组的最大变速范围因此，要按照参考书中所给出的表，淘汰传动组变速范围超过极限值的所有传动方案。

极限传动比及指数，值为表极限传动比数值极限传动比指数.值值最后扩大传动组的选择正常连续的顺序扩大的传动串联式的传动结构式为即是.转速图的拟定运动参数确定以后，主轴各级转速就已知，切削耗能确定了电机功率。

在此基础上，选择电机型号，确定各中间传动轴的转速，这样就拟定主运动的转图，使主运动逐步具体化。

主电机的选定中型机床上，般都采用三相交流异步电机为动力源，可以在系列中选用。

在选择电机型号时，应按以下步骤进行机功率根据机床切削能力的要求确定电机功率。

但电机产品的功率已经标准化，因此，按要求应选取相近的标准值电机转速异步电机的转速有类比同类机床，在此处选择的是这个选择是根据电机的转速与主轴最高转速和Ⅰ轴的转速相近或相宜，以免采用过大的升速或过小的降速传动。

双速和多速电机的应用根据本次设计机床的需要，所选用的是双速电机电机的安装和外形根据电机不同的安装和使用的需要，有四种不同的外形结构，用的最多的有底座式和发兰式两种。

本次设计的机床所需选用的是外行安装尺寸之。

具体的安装图可由手册查到。

常用电机的资料根据常用电机所提供的资料，选用齿轮传动比的限制机床主传动系统中，齿轮副的极限传动比升速传动中，最大传动比。

过大，容易引起震动和噪音。

降速传动中，最小传动比。

过小，则使主动齿轮与被动齿轮的直径相差太大，将导致结构庞大。

.带轮传动部分的设计根据拟定的转速图上的各传动比，就可以确定带轮直径。

带轮直径确定的方法步骤选择三角型号般机床上的都采用三角带。

根据电机转速和功率查图即可确定型号详情见机床主轴变速箱设计指导节。

但图中的解并非只有种，应使传动带数为根为宜。

本次设计中所选的带轮型号和带轮的根数如下型带轮选取根。

确定带轮的最小直径小各种型号胶带推荐了最小带轮直径，直接查表即可确定。

根据皮带的型号，从教科书机械设计基础教程查表可取计算大带轮直径大根据要求的传动比和滑功率ε确定大。

当带轮为降速时.三角胶带的滑动率ε。

三角传动中，在保证最小包角大于度的条件下，传动比可取。

对中型通用机床，般取.为宜。

因此，.大经查表取大三角带传动的计算三角带传动中，轴间距可以较大。

由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，亦可因而缓和冲击及隔离震动，使传动平稳。

带传动结构简单，但尺寸，机床中多用于电机输出轴的定比传动。

选择三角带的型号根据计算功率和小带轮查图选择带的型号。

计算功率式中电机的额定功率，工作情况系数。

车床的起动载荷轻，工作载荷稳定，二班制工作时，取.带的型号是型号确定带轮的计算直径.小带轮计算直径皮带轮的直径越小，带的弯曲应力就越大。

为提高带的使用寿命，小带轮直径不宜过小，要求大于许用最小带轮直径，即。

各型号带对应的最小带轮直径可查表得.大带轮计算直径.式中小带轮转速大带轮转速ε带的滑动系数，般取算后应将数字圆整为整数。

.确定三角带速度具体的计算过程如下对于型胶带，。

而时最为经济耐用。

此速度完全符合型皮带的转速。

.初定中心距带轮的中心距，通常根据机床总体布局初步选定，般可以在下列范围内选取取中心距过小，将降低带的寿命中心距过大时，会引起带振动。

中型车床电机轴至变速箱带轮的中心距般为。

.确定三角带的计算长度及内周长。

三角带的计算长度是通过三角带截面重心的长度。

圆整到标准的计算长度经查表修正值.验算三角带的扰曲次数次则合格式中带轮个数。

如超限。

可加大加大或降低减少来解决。

代入数据得.次次是合格的，不需作出任何修改。

.确定实际中心距.验算小带轮包角аа.如果а过小，应加大中心距或加张紧装置。

代入数值如下经校核合格。

.确定三角带根数.式中单根三角带在а特定长度平稳工作情况下传递的功率值。

包角系数。

参数的选择可以根据书中的表差取.带入数值得所以，传动带根数选根。

次此公式中所有的参数没有作特别说明的都是从机床主轴变速箱设计指导.齿轮传动部分的设计选择以机床变速箱中第Ⅰ轴和第Ⅱ轴间，两啮合直齿圆柱齿轮和，对其进行齿轮传动部分的设计和验算。

根据总体结构方案，主电机功率，转速，要求输出轴转速，齿轮齿数比.。

具体计算如下大小齿轮的材料均为钢，经调质与表面淬火处理，硬度为选小齿轮齿数，大齿轮齿数.，齿数比.按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即.选取载荷系数.计算大齿