（全套CAD）XK5040数控立式铣床主运动系统及进给系统及控制系统设计（终稿）

因此，必须保证传动轴有足够的刚度。

可以先扭转刚度估算轴的直径，画出草图后，再根据受力情况，结构布置和有关尺寸，验算弯曲刚度。

传动轴直径的估算传动轴直径按扭转刚度用下列公式估算传动轴直径式中该传动轴的输入功率电机额定功率从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积不计该轴轴承上的效率。

该传动轴的计算转速计算转速是传动件能传递全部功率的最低转速，各传动件的计算转速可以从转速图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系而确定，而中型车，铣床主轴的计算转速为主每米长度上允许的扭转角可根据传动轴的要求选取。

对传动轴刚度要求允许扭转角主轴般传动轴较低的轴.估算时应注意值为每米长度上允许的扭转角，而估算的传动轴的长度往往不足，因此，在计算时应按轴的实际长度计算和修正，如轴为，取则效率对估算轴径影响不大，可以忽略如使用花键是可根据估算的轴径选取相近的标准花键轴的规格，主轴总轴径可参考统计数据确定车床升降台铣床各轴的计算转速.轴径的估算.传动轴刚度的验算轴的弯曲变形的条件和允许值机床的主传动轴的弯曲刚度验算，主要验算轴上装齿轮和轴承出的挠度和倾角。

各类轴的挠度，装齿轮和轴承处的倾角，应小于弯曲刚度的许用值和，即。

轴的弯曲变形的允许值轴的类型允许挠度变形部位允许倾角般传动轴装轴承处，装齿轮处刚度要求较高的轴.装单列圆锥磙子轴承.安装齿轮的轴装滑动轴承处.安装蜗轮的轴装单列径向圆锥磙子轴承处.轴的弯曲复形计算公式计算花键轴的刚度时可采用平均直径或当量直径计算公式矩形花键轴平均直径当量直径惯性矩确定矩形花键轴的平均直径，当量直径和惯性，惯性查机床设计指导页表可定花键轴尺寸平均直径当量直径极惯性矩惯性矩轴Ⅱ.轴Ⅲ.轴轴齿轮模数的估算估算按接触疲劳和弯曲强度计算次论模数比较复杂，而且有些系数只有在齿轮各参数都已知的情况先才能确定，所以只在草图画完之后校核用。

在画草图之前，先估算，再选用标准齿轮模数。

齿轮弯曲疲劳强度的估算齿面点蚀的估算其中为大齿轮的计算转速，为齿轮中心矩，由中心矩及齿数，求出模数根据估算所得和中较大的值，选择相近的标准模数，各齿轮的计算转数为轴间传动组齿轮模数的估算齿轮弯曲疲劳估算.齿轮点蚀的估算.所以模数为.轴传动组齿轮模数的估算齿轮弯曲疲劳估算.齿面点蚀估算.取标准模数轴间传动组齿轮模数的估算齿轮弯曲疲劳估算.齿面点蚀估算.所以取标准模数。

轴间传动组齿轮模数的估算齿轮弯曲疲劳计算，.齿面点蚀估算.取标准模数值，轴间齿轮模数的确定齿轮弯曲疲劳强度计算，齿面电蚀估算.取模数值为。

计算验算结构确定后，齿轮的工作条件空间安排，材料和精度等级都已经确定，才可以核验齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度值是否满足要求。

，数控，立式，铣床，运动，系统，进给，控制系统，设计，毕业设计，全套，图纸这里，共需三个变速组。

传动组传动顺序的安排级转速传动系统的传动组，可以排成，或。

选择传动组安排方式时，要考虑到机床主轴变速率的具体结构，装置和性能。

轴如果安置制动的电磁离和器时，为减少轴向尺寸。

第传动组的传动副数不能多，以为宜，有时甚至用个定比传动副主轴对加工精度，表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好，最后个传动组的传动副选用，或个定比传动副。

这里，根据前多后少的原则，选择方案。

传动系统的扩大顺序安排对于的传动，有！种可能安排，亦即有种机构副和对应的结构网，传动方案中，扩大顺序与传动顺序可以致，结构式的传动中，扩大顺序与传动顺序致，称为顺序扩大传动，而，的传动顺序不致，根据“前密后疏”的原则，选择的结构式。

验算变速组的变速范围齿轮的最小传动，最大传动比，决定了个传动组的最大变速范围因此，可按下表，确定传动方案根据传动比及指数，的值公比极限值传动比指数.值值值因此，可选择的传动方案。

最后扩大传动组的选择正常连续顺序扩大传动串联式的传动式为最后扩大传动组的变速范围为按原则，导出系统的最大收效和变速范围为因此，传动方案符合上述条件，其结构网如下图.图.结构网图转速图拟定运动参数确定后，主轴各级转速就已知，切削耗能确定电机功率。

在此基础上，选择电机的型号，分配个变速组的最小传动比拟定转速图，确定各中间轴的转速。

主电机的选择中型机床上，般都采用交流异步电动机为动力源，可在下列中选用，在选择电机型号时，应注意电机的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标准化，因此，按要求应选取相近的标准值。

电机的转速异步电动机的转速有，这取决于电动机的极对数机床中最常用的是和两种，选用是要使电机转速与主轴最高速度和工轴转速相近为宜，以免采用过大的升速或过小的降速传动。

根据以上要求，我们选择功率为.，转速为的电机，查表，其型号为，其主要性能如下表电机型号额定功率荷载转速同步转速.分配最小传动比，拟定转速图轴的转速轴从电机得到运动，经传动系统转化为主轴各级转速，电机转速和主轴最小转速应相近，显然，从动件在高速运转下功率工作时所受扭矩最小来考虑，轴转速不宜将电机转速降得太低。

弱轴上装有离合器等零件时，高速下摩檫损耗，发热都将成为突出矛盾，因此，轴转速也不宜也太高，轴转速般取左右较合适。

因此，使中间变速组降速缓慢。

以减少结构的径向尺寸，在电机轴到主传动系统前端轴增加对的降速齿轮副，这样，也有利于变型机床的设计，改变降速齿轮传动副的传动比，就可以将主轴级转速起提高或降低。

中间轴的转速对于中间传动轴的转速的考虑原则是妥善解决结构尺寸大小和噪音，振动等性能要求之间的矛盾。

中间传动轴转速较高时，中间传动轴和齿轮承受扭矩小，可以使轴径和齿轮模数小些，从而可使结构紧凑。

但这样引起空载功率和噪音加大.式中系数，两支承滚动轴承和滑动轴承.，三支承滚动轴承所有中间轴轴径的平均值主轴前后轴径的平均值中间传动轴的转速之和主轴转速式中所有中间传动齿轮的分度圆直径的平均值主轴上齿轮分度圆直径的平均值传到主轴上所经过的齿轮对数主轴齿轮螺旋角，系数，根据机床类型及制造水平选取，我国中型车床，铣床.，车床，铣床.从上述经验公式可知，主轴和中间传动轴的转速和对机床噪音和发热的关系，确定中间轴转速时，应结合实际情况做相应的修正。

，对高速轻载或精密机床，中间轴转速宜取低些，控制齿轮圆周速度可用级齿轮精度，在此条件下，可适当选用较高的中间轴转速。

齿轮传这里取.，而.计算最大动载荷式中工作寿命，以为单位丝杠转速为最大切削力条件下的进给速度，可取最高进给速度的丝杆导程，为额定使用寿命，对于数控机床取运转状态系数，般运转取初选滚珠丝杠螺母副的选型查表，可采用内循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副。

圈列，其额定负载为，精度等级为级大致相当于老标准级。

传动效率计算式中螺旋升角摩擦角取滚动摩擦系数，刚度验算先画出此纵向进给滚珠丝杠支承方式草图如下图所示图.纵向进给丝杠计算草图最大牵引力为.，支承间距，丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负载荷的。

，丝杠的拉伸或压缩变形式中为工作载荷作用下丝杠总长度上拉伸或压缩变形量为丝杠工作载荷为滚珠丝杠在支承间的受力长度弹性模量，对钢，为滚珠丝杠按内径确定的横向截面积号用于拉伸，号用于压缩。

由于两端采用向心推力球轴承，且丝杠有进行了预紧，故其拉压刚度提高了到倍，故实际变形量，滚珠与螺纹滚道间接触变形量该变形量与滚珠列圈数有关，即与滚珠总数量有关，与滚珠丝杠的长度无关。

可用下式计算有预紧时，式中轴向工作负载，.预紧力滚珠直径滚珠数量圈的滚珠数滚珠丝杠的公柱直径。

，支承滚珠丝杠的轴承的轴向接触变形，般占的比重比较大，不同类型的轴承的接触变形量可用不同的公式计算。

采用推力球轴承滚动体直径滚珠数目因施加预紧力，故显然此变形量小于定位精度，故刚度足够。

稳定性校核计算临界负载式中材料弹性横量，刚为截面惯性距，对于丝杠为丝杠两支承端距离丝杠支承变形系数，端固定端自由取.滚珠丝杠两端采用推力轴承，不会产生失稳现象，不需作稳定性校核。

横向进给丝杠计算进给牵引力横向导轨为矩形导轨，计算公式如下这里而移动部件的重力除工作台重量外还有横向溜板的重量，这里去横向溜板的重量为，则。

对于矩形导轨，.，.因此，.计算最大动载荷初选这里取.，则滚珠丝杠螺母副的选型从附录表中查取，可选用内循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠，圈列，其额定动载荷为，精度等级为级。

传动效率计算对于型，刚度验算横向进给丝杠最大牵引力为.，支承间距，因丝杠长度较短。

不许预紧，用螺母及轴承预紧。

计算如下丝杠的拉伸或压缩变形量滚珠与螺纹滚道间接触变形量查系列圈列丝杠螺母副滚珠和螺纹滚道的接触变形量，但由于进行了预紧，支承滚珠丝杠的轴承的轴向接触变形采用圆锥滚子轴承，考虑到进行了预紧，故综合以上几项变形量之和显然此变形量小于定位精度要求，故刚度足够。

稳定性较核计算临界负载式中材料弹性模量，钢为截面惯性距，对于丝杠圆截面为丝杠两支承端距离丝杠支承变形系数，端固定端自由取.。

般，考虑到丝杠自重对水平滚珠的丝杠的影响可取，此丝杠不会产生失稳。

垂直进给丝杠计算进给牵引力垂直导轨为矩形导轨，计算如下这里额定静负荷安全系数轴承的选择轴两端轴承的选择，根据前面估算的直径及该轴的结构和受力情况，选择单列向心球轴承轴承型号为左轴承右轴承轴两端轴承的选择左轴承右轴承轴左，右，轴左右轴轴承的选择，由于轴右端悬伸部分与锥齿轮不相连，承受定的轴向负荷及径向负荷，因此，可选用圆锥滚子轴承左端型号右端轴垂直布置，下端轴承承受到大的轴向力，可选用向心推力球轴承，型号为，上端轴承可选用向心球轴承轴的轴向定位传动轴必须在箱体内保持准确的位置，相对保证安装在轴上各传动件的位置正确性，不论轴是否转动，是否受轴向力，都必