音等因素。，取轴间锥材料齿轮齿数为，轴间齿轮齿数为。主轴转速系列的验算主轴转速在使用上并要求十分准确，转速稍高或稍低并无太大影响，但标牌上标准数列的数值般也不允许与实际转速相差太大。由确定的齿轮齿数所得的实际转速与传动设计理论值难以完全相符，需要验算主轴各级转速，最大误差不得超过即主轴的各级实际转速分别为.，.，，，.，.，.，.而.故符合条件同理经验算，其他各级转速也满足要求。传动系统图的绘制转速图和齿轮齿数确定后，变速箱的结构复杂程度也基本确定了如齿轮个数，轴数，支承轴，为使变速箱的结构紧凑，合理布置齿轮是个重要的问题，因为它直接影响变速箱的尺寸，变速操作的方便性和结构实现的可行性问题，在考虑主轴适当的支承距和散热条件下，般应尽可能减少变速箱尺寸。这里为使变速操作的方便，提高效率采用电磁离合器操纵方式。根据计算结果，绘制出传动系统图，如图.所示图.主传动系统图主运动传动链的传动路线表达式如下电动机主轴.传动件的估算与验算传动轴的估算和验算传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度要求。强度要求保证轴在反复载荷和扭转载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求高，不允许有较大的变形因此，疲劳强度般不是主要矛盾，除载荷很大的情况下，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不致产生过大的变形弯曲，失稳，转角。若刚度不足，轴上的零件如齿轮，轴承等将由于轴的变形过大而不能正常工作，或产生振动和噪声，发热，过早磨损而失效。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齿轮模数的估算与验算估算按接触疲劳和弯曲强度计算次论,数控,立式,铣床,进给,系统,设计,毕业设计,全套,图纸主运动系统设计.传动系统设计参数的拟定传动结构或结构网的选择转速图拟定齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制.传动件的估算与验算传动轴的估算和验算齿轮模数的估算与验算.展开图设计结构实际的内容及技术要求齿轮块的设计传动轴设计主轴组件设计.制动器设计按扭矩选择.截面图设计轴的空间布置润滑箱体设计的有关问题进给系统的设计与计算.设计方案的确定.机械部分设计与计算纵向进给系统的设计与计算横向进给系统的设计与计算垂直方向进给系统的设计与计算控制系统设计.绘制控制系统结构框图选择中央处理单元的类型.存储器扩展电路设计.程序存储器的扩展数据存储器的扩展.接口电路及辅助电路设计.接口电路设计.步进电机接口及驱动电路.其他辅助电路参考文献致谢附录主运动系统设计.传动系统设计参数的拟定选定公比，确定各级传送机床常用的公比为.或.，考虑适当减少相对速度损失，这里取公比为.，根据给出的条件主运动部分级，根据标准数列表，确定各级转速为，.，.，.传动结构或结构网的选择，确定变数组数目和各变数组中传动副的数目该机床的变数范围较大，必须经过较长的传动链减速才能把电机的转速降到主轴所需的转速。级数为的传动系统由若干个传动副组成，各传动组分别有个传动副，即。传动副数由于结构的限制，通常采用或，即变速应为或的因子因此，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••.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。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，用来检测电机转角和转速，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，滚珠丝杆副的滚动摩擦系数,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，折算到电机轴上的附加摩擦力矩式中为传动系统各部件惯量折算到电机轴上的总等效转动惯量为电机最大角加速度为运动部件最大快进速度对应的电机最大转速为运动部件从静止启动加速到最大快进进给速度所需时间,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，取的为滚珠丝杆球轴承都比滚锥轴承优越。而且滚锥轴承对轴的刚度支承孔的加工精度要求都比较高，异常球轴承用得更多。但滚锥轴承的内外圈可以公开。装配方便，间隙容易调整。所以有时