1、“.....而且其数值合理与否对加工质量加工效率生产成本等有着非常重要的影响。所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能功率扭矩,在保证质量的前提下,获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。第章主运动系统设计.对立式数控铣床主传动系统简介主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，他应具有定的转速和定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工不同的材料不同尺寸不同要求的工作并能方便的实现运动的开停变速换向和制动等。数控机床主传动系统主要包括电动机传动系统和主轴部件，它与普通机床的主传动系统相比在结构上简单，这是因为变速功能全部或大部分主轴电动机的无极调速来承担，省去了复杂的齿轮变速机构，有些只有二级或三极齿轮变速系统用以扩大电动机无级调速的范围。在主传动系统方面，具有下列特点目前数控机床的主传动电机已不再采用普通的交流异步电机或传统的直流调速电机，它们已逐步被新型的交流调速电机和直流调速电机所代替。转速高，功率大......”。

2、“.....实现高效率加工。变速范围大。数控机床的主传动系统要求有较大的调速范围，般，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率加工精度和表面质量。主轴速度的变换迅速可靠。数控机床的变速是按照控制指令自动进行的，因此变速机构必须适应自动操作的要求。由于直流和交流主轴电机的调速系统日趋完善，不仅能够方便地实现宽范围的无级变速，而且减少了中间传递环节，提高了变速控制的可靠性。.对立式数控铣床主传动系统的要求主轴具有定的转速和足够的转速范围转速级数，能够实现运动的开停变速换向和制动，以满足机床的运动要求。主电动机具有足够的功率，全部机构和元件具有是够的强度和刚度，以满足机床的动力要求。主传动的有关结构，特别是主轴组件要有足够高的精度抗振性，热变形和噪声要小，传动效率要高，以满足机床的工作性能要求。操纵灵活可靠，调整维修方便，润滑密封良好，以满足机床的使用要求。结构简单紧凑，工艺性好，成本低，以满足经济性要求。.主传动的类型及方案选择数控机床的调速是按照控制指令自动执行的......”。

3、“.....在主传动系统中，目前多采用交流主轴电动机和直流主轴电动机无级凋速系统。为扩大调速。为了适应不同的加工要求，目前主传动系统主要有三种变速方式．具有变速齿轮的主传动这是大中型数控机床采用较多的种变速方式。通过几对齿轮降速，增大输出扭矩，以满足主轴输出扭矩特性的要求，见图所示。部分小型数控机床也采用此种传动方式以获得强力切削时所需要的扭矩。图.图.图通过带传动的主传动通常选用同步齿形带或多楔带传动，这种传动方式多见于数控车床，它可避免齿轮传动时引起的振动和噪声，见图所示。．由调速电机直接驱动的主传动这种主传动是由电动机直接驱动主轴，即电动机的转子直接装在主轴上，因而大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴的精度影响较大。如图所示。近年来，出现了种新式的内装电动机主轴，即主轴与电动机转子合为体。其优点是主轴组件结构紧凑，重量轻，惯量小，可提高起动停止的响应特性，并利于控制振动和噪声。缺点是电动机运转产生的热量亦使主轴产生热变形。因此......”。

4、“.....日本研制的立式加工中心主轴组件，其内装电动机最高转速可达。本次设计采用变速齿店主传动系统。使主轴获得较高的转速和骄傲大的转矩。二级以上齿轮变速系统虽然此种结构复杂，制造和维修费用高，但和以上两种驱动方式比，变速装置多采用齿轮变速结构，可以使用可调的交直流无级变速电动机，经齿轮变速后，实现分段无级变速，调速范围增加，且能满足各种切削运动的转矩输出，因此选用二级以上齿轮变速系统作为主传动的变速方式。.计算切削功率切削力的计算铣削时的切削力，公式如下式中铣削时的主切削力加工材料影响的系数每齿进给量背吃刀量铣削宽度铣刀齿数铣刀直径用直径的四齿锥柄立铣刀，铣刀宽的刚工件，.，计算得切削功率的计算切削时所消耗的功率称为切削功率。切削功率的公式计算式中切削功率切削力切削速度根据机床设计手册典型加工条件以及钢材料的铣削速度范围，取计算得.主轴转速范围的确定主轴转速范围.计算主传动功率用下列粗略估算主电动机的功率式中，为铣床主传动系统总机械效率，主运动为回转运动时......”。

5、“.....。取主传动的总效率.则初选电动机功率取电动机额定转速为额定最高转速为.分级变速箱的传动系统的设计及主轴电动机的功率的确定由.中初选电动机功率为，计算转速依据如下公式计算则电动机的恒功率调速范围主轴恒功率调速范围因此主轴要求的恒功率变速范围远大于电动机所能提供的恒功率围，所以在电动机与主轴之间要串联个分级变速箱，来扩大电动功率变速范围。变速级数的确定如取变速箱的公比则由于无级变速时故变速箱的变速极数可取虽然此中方法功率特性图示连续的无缺口即没有功率降低区和无重但是，变速箱机构较复杂。因此为简化变速箱机构，取。电动机的功率的确定由公式可知，应增大即所以比大很多。此时变速箱每挡内有部分低转速只能恒转矩变速，主传动系统的功率特性图中出现缺口区。缺口处的功率为低谷处功率应保证传递全部功率，只有选择额定功率较大的电机给予补偿。所以选用的交流变频电动机。则缺口处的功率为。有很大的改善。电动机参数电动机性能指标电机采用系列变频电机,型号,主要技术指标如下。电压三相变频调速范围无级调速,恒转矩调速......”。

6、“.....级数为级,额定转速电机应能承受额定转矩的过载,历时,低速时转矩平滑,无爬行现象能通过变频装置的电压提升,保证电动机频率在时输出额定转矩而不致使电机因发热而烧毁。系列变频电机,型号主要性能参数如表.所示表.图.为电动机外形图图.分级变速箱的传动系统变速机构的确定本系统设计的传动系统具有两档速度，低档转速为，高档转。采用二级变速传动，传动比为的高速传动的低速传动两种变速机构，采用拨叉变速。显然如果要求巧内作恒功率的不停车变速可用高档。如果要求在内作恒功率的不停车变速可用低档。转速图和功率特性图如图.所示。图.第章进给系统的设计与计算.设计方案的确定利用微机对纵横垂直进给系统进行半闭环控制，脉冲当量都为.脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副。采用微机对数据进行计算处理，由接口输出步进脉冲，经级齿轮减速滚珠丝杠转动，从而实现纵向横向垂直进给运动。.横向进给系统的设计与计算．横向进给系统的设计采用半闭环机床进给系统，步进电机经级减速齿轮传动副，滚珠丝杆拖动工作台。传感器与电机轴相联......”。

7、“.....并把它们转换为电信号反馈给数控装置，传感器采用脉冲编码器。．横向进给系统的设计计算工作台重量.根据图纸粗略计算时间常数滚珠丝杠基本导程行程步距角快速进给速度切削力计算由机床设计手册可知，切削功率式中电机功率，查机床说明书，.主传动系统总效率，般为取.进给系统功率系数，取为.。则有切向铣削力式中主轴传递全部功率时的最底切削速度则有.进给工作台工作载荷计算从数控铣床中表可得知，在般立式铣削时，工作台纵向进给方向载荷.工作台横向进给方向载荷工作台横向进给方向载荷滚珠丝杠设计计算由数控技术可知，采用燕尾导轨，导轨铣床丝杠的轴向力采用矩型导轨式中则有强度计算寿命值为丝杆转速为最大切削力下的进给速度,取最高进给速度的额定寿命，查表得滚珠丝杆导程，取则有最大动负载查表得运转状态系数则根据最大动负荷的值，可选则滚珠丝杠的型号。查表得，选取滚珠丝杠直径为，型号为，其额定载荷为，所以强度足够。效率计算根据机械原理的公式，丝杠螺母副的传动效率为式中为丝杆螺旋升角，查得为摩擦角......”。

8、“.....其摩擦角约等于则有刚度验算滚珠丝杠受工作负载引起的导程的变化量丝杆的拉压变形量式中.为材料弹性模量，对钢为滚珠丝杠截面积.则有滚珠与螺纹滚道间的接触变形量有预紧式中为滚珠直径，查表得.圈数列数为预紧力则有.则丝杆的总变形量查表知级精度丝杠允许的螺距误差长为故刚度足够。稳定性验算失稳时的临界载荷式中为丝杆材料弹性模量,对钢为截面惯性矩,对丝杆圆截面为丝杆底径,则有为丝杆最大工作长度,取为丝杆支承方式系数,参考图和表,取.则有稳定安全系数所选丝杆稳定安全系数，查表得则有，故稳定性不存在问题。齿轮及转矩的有关计算有关齿轮计算传动比故取则有转动惯量计算工作台质量折算到电机轴上的转动惯量丝杠的转动惯量齿轮的转动惯量电动机转动惯量很少，可以忽略因此，总的转动惯量.所需转动力矩计算快速空载启动时所需力矩式中空载启动时折算到电机轴上的加速度力矩折算到电机轴上的摩擦力矩由于丝杠预金所引起......”。

9、“.....取.则有空载摩擦力矩式中运动部件总重力为导轨摩擦系数，取.齿轮传动降速比，.传动系统总效率，取.基本导程，取.则有附加摩擦力矩式中为滚珠丝杆预加载荷，取的为滚珠丝杆预紧是的传动效率，取.则有.步进电机的选择步进电机的名义启动转矩为满足最小步距要求，电机选用五相十拍工作方式，查表知所以，步进电机最大静转矩步进电机最高工作频率综合考虑，查表选用型直流步进电机，能满足使用要求。结论短短的几个月的毕业设计是我们对大学的机械知识的整体总结，也是理论与实践的结合，通过这次毕业设计我们收益非浅，这次设计，主要是对立式数控铣床主传动系统进行设计。在进行毕业设计中，我学到了许多新的知识。我深刻的认识到，要想成为名合格技术人员只掌握本专业的知识是远远不够的，我们应该具有更加渊博的知识。首先从主传动系统设计以及主轴零件的选用，再定轴承的选型及其组配形式，然后对主轴电气控制的设计。在以上设计中，对零件的材料，对轴承，对装配方法等等知识点温习和学习......”。