【CK6154數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)計(jì)算14000字（論文）】

CK6154數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)計(jì)算目錄摘要 21緒論 41.1機(jī)床概述 41.2加工精度及工藝范圍 41.3數(shù)控機(jī)床的經(jīng)濟(jì)分析 51.4數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨向 52數(shù)控機(jī)床總體方案的制定及比較 72.1總體方案設(shè)計(jì)內(nèi)容 72.1.1系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 72.1.2伺服控制方式的選擇 72.2總體方案確定 82.2.1系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式伺服系統(tǒng)的選擇 82.2.2數(shù)控系統(tǒng) 82.2.3機(jī)械傳動(dòng)方式 93主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 103.1 主運(yùn)動(dòng)部分計(jì)算 103.1.1參數(shù)的確定 103.1.2各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 123.1.3傳動(dòng)圖 143.2軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 143.2.1I軸 143.2.2II軸 173.2.3主軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì) 28總結(jié) 31參考文獻(xiàn) 34

摘要在人類(lèi)發(fā)展歷史上，工業(yè)革命為社會(huì)和生產(chǎn)力的發(fā)展帶來(lái)了非常重要的一份力，而計(jì)算機(jī)的發(fā)展則為社會(huì)發(fā)展和生產(chǎn)力的發(fā)展帶來(lái)了一個(gè)質(zhì)的飛躍，信息化將近代的多數(shù)生產(chǎn)方式改變成了自動(dòng)化和數(shù)字化，讓現(xiàn)在的社會(huì)生活變得更加便利，生產(chǎn)生活更加的快捷。而機(jī)床的出現(xiàn)則是順應(yīng)生產(chǎn)力的需求而應(yīng)運(yùn)而生的，機(jī)床的發(fā)展是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展和生產(chǎn)力發(fā)展的一大助力，它改變了早期人類(lèi)用純手工制作零件而達(dá)不到生產(chǎn)要求的困難?，F(xiàn)階段的機(jī)床種類(lèi)有這幾大類(lèi)：車(chē)床、銑床、磨床、刨床、鏜床。其中，車(chē)床是生產(chǎn)力發(fā)展中的奠基石，它的出現(xiàn)改變了人們用原始方式加工圓形物體的生產(chǎn)方法，也是銑床、磨床、鏜床的發(fā)展始點(diǎn)。車(chē)床的出現(xiàn)是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的一大進(jìn)步，也因此，它成了現(xiàn)在生產(chǎn)生活中不可或缺的一員，從普通車(chē)床，到數(shù)控車(chē)床，再到加工中心，這是現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展的趨勢(shì)，加工方式逐漸變得集中起來(lái)，一改以往一個(gè)作坊一套流程下來(lái)只為加工一個(gè)精密零件的情況，現(xiàn)在因?yàn)樾畔⒒蛿?shù)字化的大力發(fā)展，所有機(jī)械零件都能通過(guò)將各種零件量化成各種加工數(shù)據(jù)，從控制面板輸入數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)和電流脈沖之間的轉(zhuǎn)換，來(lái)達(dá)到自動(dòng)加工成型的目的。而其中，臥式車(chē)床應(yīng)用最廣。在現(xiàn)在的生產(chǎn)中，多數(shù)臥式車(chē)床已經(jīng)采用了數(shù)控化，使其實(shí)現(xiàn)了加工自動(dòng)化，在生產(chǎn)中可以適應(yīng)較廣的圓柱類(lèi)加工工件所制造的零件。也能實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)和單件制造。但為了實(shí)現(xiàn)將復(fù)雜零件自動(dòng)化加工，所以就需要加以計(jì)算機(jī)輔助控制來(lái)進(jìn)行加工，因此，需要在機(jī)床上設(shè)有控制面板，而控制面板輸出的是數(shù)字信號(hào)，于此，需要在控制面板的輸出端加上譯碼器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)來(lái)控制機(jī)床上的伺服電機(jī)，用伺服系統(tǒng)控制伺服電機(jī)來(lái)控制加工運(yùn)行軌跡，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。CNC系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，它隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而發(fā)展。CNC裝置是為了加工一些復(fù)雜零件而研發(fā)出來(lái)的，從90年代初期出現(xiàn)到現(xiàn)在為止，其控制的可靠性與精度在不斷提升，復(fù)雜零件的加工難度也因此而降低。CNC系統(tǒng)隨著時(shí)間的發(fā)展，又分出了高速CNC和低速CNC。高速CNC通常應(yīng)用于電主軸、直連主軸等高轉(zhuǎn)速裝置，高速CNC的發(fā)展也隨之將加工精度提高。而隨CNC系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)控車(chē)床自動(dòng)化程度也得到提升，生產(chǎn)的零件精度也得到了提升，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生廢料更少，其穩(wěn)定性能的提高，零件的損壞程度和報(bào)廢數(shù)量得到了降低，生產(chǎn)效率也隨之得到了提高。關(guān)鍵詞：車(chē)床；數(shù)控車(chē)床；CNC裝置；自動(dòng)化；生產(chǎn)效率1緒論1.1機(jī)床概述在大規(guī)模的生產(chǎn)中，通常專(zhuān)用自動(dòng)線運(yùn)用專(zhuān)用機(jī)床或功能單一的組合機(jī)床為主體。機(jī)床的自動(dòng)化和高效率化就非常有必要，如果采用普通機(jī)床來(lái)加工零件，那么就一定會(huì)有部分零件復(fù)雜程度過(guò)高而無(wú)法勝任加工生產(chǎn)，如此一來(lái)，大批量生產(chǎn)的一部分零件生產(chǎn)效率就一定不會(huì)有提升；有些特殊的行業(yè)對(duì)零件加工和生產(chǎn)質(zhì)量要求很?chē)?yán)格，對(duì)于普通機(jī)床來(lái)說(shuō)，更是難以進(jìn)行大批量的加工生產(chǎn)，精度的要求也永遠(yuǎn)得不到快速的提升。及此，一是要增加機(jī)床的通用性，二是要能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，并且能夠迅速的做出調(diào)整，機(jī)床在目前的市場(chǎng)中發(fā)展的方向就是這樣的。并且改進(jìn)的機(jī)床不僅能適應(yīng)小批量的生產(chǎn)加工，亦能適用于大批量的改型繁瑣的產(chǎn)品生產(chǎn)加工。對(duì)于當(dāng)代社會(huì)生產(chǎn)生活而言，自動(dòng)化或許不難達(dá)到，但隨著時(shí)代和科技的進(jìn)步，零件的復(fù)雜程度與型號(hào)之間都有著諸多的不同，電腦自動(dòng)控制型的機(jī)床勢(shì)在必行。通過(guò)電腦控制輸入端的數(shù)字進(jìn)行信號(hào)模擬，從而來(lái)達(dá)到控制機(jī)床的過(guò)程，稱為機(jī)床的數(shù)控化，數(shù)控機(jī)床因此而來(lái)。而機(jī)床的數(shù)控化，使得機(jī)床的適應(yīng)性和通用性更強(qiáng)，便于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理這些特點(diǎn)。1.2加工精度及工藝范圍CK6154數(shù)控車(chē)床作為現(xiàn)階段應(yīng)用于生產(chǎn)生活上的數(shù)控機(jī)床，它所加工的范圍自然是有尺寸限制的，但據(jù)我查閱資料所知，目前該型號(hào)機(jī)床大多使用在特殊加工生產(chǎn)上，例如軍工、石油、汽車(chē)等多種行業(yè)。因?yàn)樯婕暗郊庸ぞ鹊膯?wèn)題，所以就需要把控好其最小和最大加工精度，而目前的CK6154數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)精度值肯定不會(huì)比市場(chǎng)上的低，加工產(chǎn)品的種類(lèi)決定了該型號(hào)機(jī)床的精度要求一定是非常嚴(yán)格的，所以需要以機(jī)床精度體系來(lái)篩選出所制造數(shù)控機(jī)床的基本動(dòng)力參數(shù)和結(jié)構(gòu)分解參照，我國(guó)目前認(rèn)同的參數(shù)體系大致為四種。按照機(jī)床的加工精度等級(jí)劃分，則有：超精密機(jī)床、高精密機(jī)床、精密機(jī)床，它們都需要裝上最合適的軸承和絲杠來(lái)使機(jī)床達(dá)到穩(wěn)定的加工精度。但到現(xiàn)在為止，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)還是一項(xiàng)無(wú)法彌補(bǔ)的薄弱環(huán)節(jié)，盡管現(xiàn)在我國(guó)的科技水平在不斷提高，但在智能系統(tǒng)方面還是無(wú)法那些老牌數(shù)控系統(tǒng)公司相比。目前現(xiàn)在的華中數(shù)控系統(tǒng)也開(kāi)始向數(shù)控機(jī)床行業(yè)這一塊進(jìn)發(fā)，只是硬件方面還不能達(dá)到應(yīng)有的精度，有些遺憾。數(shù)控系統(tǒng)這一機(jī)床中的核心行業(yè)在現(xiàn)在的中國(guó)來(lái)說(shuō)，勉強(qiáng)能看的上眼。1.3數(shù)控機(jī)床的經(jīng)濟(jì)分析在現(xiàn)階段，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)水平還是無(wú)法與其他幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家的品牌相提并論，數(shù)控化的機(jī)床制造裝備在機(jī)床裝備總體數(shù)量中占據(jù)數(shù)量非常之低，這就導(dǎo)致的剛性強(qiáng)，制造裝備的產(chǎn)品更新速度慢，生產(chǎn)制造中的制造批量不能太小，種類(lèi)很少，就無(wú)從談起“自動(dòng)化”。因此，我國(guó)的機(jī)床制造就需要引入國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，也就是國(guó)外的著名機(jī)床廠的援助，在國(guó)內(nèi)的各個(gè)機(jī)床制造廠內(nèi)進(jìn)行投資，以此來(lái)打開(kāi)中國(guó)機(jī)械制造裝備落后的尷尬問(wèn)題。而在近年來(lái)，有世界最大的專(zhuān)業(yè)機(jī)床制造商馬扎克（MAZAK）、德國(guó)著名機(jī)床制造商德馬吉、日本著名的機(jī)床生產(chǎn)商大隈公司、韓國(guó)大宇，以及國(guó)內(nèi)的先行者機(jī)床制造廠——北京第一機(jī)床廠、臺(tái)灣友嘉機(jī)床制造商，分別在寧夏銀川、上海、山東、浙江蕭山等地開(kāi)建了機(jī)床制造廠，逐步緩解了國(guó)內(nèi)機(jī)床制造水平提升速度跟不上生產(chǎn)需求的困境。除此之外，還有民營(yíng)企業(yè)也在為數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)上盡了一份力，例如有浙江日發(fā)公司、浙江寧波鑄塑機(jī)制造廠商海天公司、西安北村投資，這幾家公司的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)床質(zhì)量都還不錯(cuò)。除了一般的機(jī)床生產(chǎn)加工企業(yè)之外，軍工企業(yè)也在陸續(xù)地從國(guó)內(nèi)和國(guó)外各個(gè)數(shù)控車(chē)床生產(chǎn)廠商中采購(gòu)和引進(jìn)了精密級(jí)別較高的數(shù)控機(jī)床，也是為我國(guó)軍工技術(shù)水平的提升而奠定基礎(chǔ)，只有硬件設(shè)施和制造裝備得到了提升，才能有更好的國(guó)防科技技術(shù)水平的提高，這是一個(gè)必需的高能剛性要求。也以此帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)機(jī)床生產(chǎn)廠商的制造技術(shù)水平的相互競(jìng)爭(zhēng)，為我國(guó)的機(jī)床制造高端技術(shù)水平的提升帶來(lái)了機(jī)會(huì)。1.4數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨向數(shù)控機(jī)床的不斷更新意味著世界各國(guó)的科技水平不斷提高，不斷的有新的技術(shù)被提出、研發(fā)，并付諸了實(shí)踐。當(dāng)今的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)水平和生產(chǎn)數(shù)量關(guān)系到了世界各國(guó)的工業(yè)發(fā)展水平現(xiàn)況、經(jīng)濟(jì)能力和國(guó)防實(shí)力。近一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的數(shù)量在世界上也是排名靠前的只是相對(duì)而言，我國(guó)的機(jī)床的數(shù)控化程度還是太低了，僅僅只是在10%左右，相對(duì)于各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)控化率水平，我國(guó)的機(jī)床數(shù)控化還需要有待提高。相比于我國(guó)的機(jī)床數(shù)量，在我國(guó)東面的日本算不上什么大國(guó)家，數(shù)控機(jī)床總體數(shù)量上遠(yuǎn)不及我過(guò)，但是在生產(chǎn)能力和制造水平上卻比我國(guó)的要高上不少，在機(jī)床數(shù)控化這一塊，已經(jīng)是我國(guó)目前需要解決的燃眉之急。順應(yīng)社會(huì)和時(shí)代的變遷，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)在正朝著這幾個(gè)方向前進(jìn)。（1）性能發(fā)展在制造業(yè)高速發(fā)展的今天，各種機(jī)械裝備都需要具備相當(dāng)?shù)臄?shù)控化，對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，這一點(diǎn)尤為重要，但數(shù)控化的同時(shí)，還需要具備這幾條發(fā)展方向：①高轉(zhuǎn)速、高精度、高生產(chǎn)效率。②高柔性化，柔性化指得是機(jī)床的加工適應(yīng)性，相對(duì)以前的普通機(jī)床而言，數(shù)控機(jī)床在滿足生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)數(shù)量的同時(shí)，還需要滿足加工工件的實(shí)時(shí)加工適應(yīng)性，在機(jī)床的原本設(shè)計(jì)上就是具有一定柔性的，而數(shù)控系統(tǒng)的模塊化就使得原本就有一定柔性的機(jī)床本體具有市場(chǎng)普適性，可以根據(jù)用戶的需求，在一定程度上基于模塊的修剪，以滿足用戶的需求。③工藝復(fù)合性和多軸化，在生產(chǎn)制造日益發(fā)達(dá)的今天，生產(chǎn)工藝的復(fù)合化已成為了一個(gè)必定的發(fā)展趨勢(shì)，將多種工藝在一定程度上進(jìn)行相互的揉合，將加工生產(chǎn)的精度和效率提高了不少，也使得加工步驟在一定程度上減少了人工干預(yù)，復(fù)合型加工工藝使得機(jī)床的數(shù)控自動(dòng)性達(dá)到了一定先進(jìn)水平。多軸化是指將加工工藝步驟減少，直接在一臺(tái)機(jī)床上以復(fù)合加工技術(shù)進(jìn)行加工。④實(shí)施智能化，在數(shù)控化機(jī)床快速普及的今天，機(jī)床的智能化是發(fā)展趨勢(shì)的必然方向之一，智能化機(jī)床的快速普及，提高了現(xiàn)階段制造業(yè)的生產(chǎn)制造效率和生產(chǎn)質(zhì)量，使得人工的干預(yù)影響達(dá)到了一個(gè)很小的成程度。（2）功能發(fā)展方向①用戶界面圖形化圖形化開(kāi)發(fā)難度之大，到目前也只有為數(shù)不多的幾種可視化方法。②科學(xué)計(jì)算可視化以現(xiàn)在的機(jī)床加工圖形而言，多數(shù)情況下都需要用坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)和線條來(lái)集中計(jì)算一個(gè)加工用量，而此法可以省去大部分的計(jì)算時(shí)間，輸入坐標(biāo)點(diǎn)和計(jì)算公式，直接將其加工軌跡和各項(xiàng)計(jì)算插補(bǔ)顯示在用戶界面之上，極大的方便了用戶的使用。（3）體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展①集成化現(xiàn)在的數(shù)字化發(fā)展水平達(dá)到了很干的程度，但相對(duì)于比較散開(kāi)的大型模塊，微電路集成化的發(fā)展是現(xiàn)階段的主流發(fā)展方向，使得現(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床顯示模塊得到了極大的改善，用戶界面更加清晰，所有顯示列項(xiàng)十分明朗，操作面板將會(huì)越來(lái)越簡(jiǎn)便。②模塊化將集成電路芯片作為一種運(yùn)行單位，將多種功能不同的集成芯片進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的集成和約束，并且運(yùn)用一些簡(jiǎn)易的積木式搭建方法來(lái)增添和修剪功能，形成形式多樣的數(shù)控系統(tǒng)。③網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)網(wǎng)可以將數(shù)控機(jī)床進(jìn)行遠(yuǎn)程操控并且可以達(dá)到無(wú)人化管理。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)作為媒介，將編程、設(shè)定、運(yùn)行、操作、運(yùn)行實(shí)施與任何一臺(tái)機(jī)床，并且也可以將不同的機(jī)床畫(huà)面顯示在任何一臺(tái)機(jī)床的顯示屏上。在本世紀(jì)的今天，數(shù)控設(shè)備在一定程度上能達(dá)到很大一部分工業(yè)制造的需求，但與之相聯(lián)系的是我國(guó)目前的科技水平是真的落后較多，所以主席提出了《中國(guó)制造》系列規(guī)劃，力求在更短時(shí)間內(nèi)將中國(guó)的科技實(shí)力提升上去，這樣就不會(huì)處處受限于國(guó)外的某些“上帝之手”。2數(shù)控機(jī)床總體方案的制定及比較2.1總體方案設(shè)計(jì)內(nèi)容CK6154數(shù)控機(jī)床在平常的加工廠房?jī)?nèi)出現(xiàn)較少，多數(shù)是用于特殊加工，如軍工、石油、汽車(chē)，也使得其機(jī)床結(jié)構(gòu)精度和承載形變能力都有極高的標(biāo)準(zhǔn)。2.1.1系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行時(shí)，加工軌跡都是幾個(gè)簡(jiǎn)單的軌跡復(fù)合構(gòu)成的多種加工樣式，數(shù)控加工軌跡大部分都是由直線和圓弧組合而成，使得在加工軌跡的連續(xù)性上達(dá)到了一定程度的不間斷。位置控制是數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制核心，位置的移動(dòng)分為點(diǎn)位、點(diǎn)為直線和連續(xù)性，三種運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控車(chē)床的主要區(qū)分之處。三者的優(yōu)缺點(diǎn)分別在于穩(wěn)定性（整體加工出來(lái)時(shí)的表面光潔度）、精度確定（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、起點(diǎn)到終點(diǎn)的位移速度、連續(xù)位移的控制）的區(qū)別。連續(xù)型的數(shù)控機(jī)床在加工軌跡上有了更為完整運(yùn)動(dòng)軌跡插補(bǔ)運(yùn)算功能，連續(xù)型軌跡加工又被稱為輪廓軌跡加工，在加工控制時(shí)能同時(shí)控制位移和速度，但在運(yùn)行軌跡上需要進(jìn)行精確的比例來(lái)控制，用插補(bǔ)運(yùn)算將加工軌跡描述出來(lái)，在通過(guò)電脈沖的形式發(fā)送到坐標(biāo)軸控制器中進(jìn)行實(shí)時(shí)校核，來(lái)達(dá)到輪廓軌跡的精確控制。綜合上述的所有功能特點(diǎn)和加工類(lèi)型，本次所設(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床采用連續(xù)控制運(yùn)動(dòng)。2.1.2伺服控制方式的選擇機(jī)床的伺服控制系統(tǒng)根據(jù)三個(gè)環(huán)節(jié)，通著這三個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)區(qū)分有無(wú)反饋環(huán)節(jié)。（1）開(kāi)環(huán)控制開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)主要控制步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)線路，數(shù)控系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)配合脈沖編碼器的脈沖信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。在實(shí)際使用上步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)過(guò)的角度，有CNC系統(tǒng)傳出的指令脈沖的數(shù)量和單位時(shí)間密集度，體現(xiàn)在工作臺(tái)上，就是工作臺(tái)的實(shí)時(shí)位移大小和移動(dòng)速度。 （2）閉環(huán)控制開(kāi)環(huán)控制型的數(shù)控系統(tǒng)在執(zhí)行程序指令時(shí)，只接受數(shù)控機(jī)床的指令脈沖，無(wú)法判斷傳出的指令脈沖是否合格。而如果可以在執(zhí)行方面可以進(jìn)行監(jiān)控反饋，則機(jī)床的加工精度能夠得到很大的提升。在結(jié)構(gòu)上，閉環(huán)控制系統(tǒng)由比較環(huán)節(jié)、驅(qū)動(dòng)電路、伺服電機(jī)、反饋單元等組成。在運(yùn)行時(shí)，它實(shí)際上是檢測(cè)工作臺(tái)的位移信號(hào)，來(lái)達(dá)到精確控制機(jī)床的加工進(jìn)給精度。此方案一般只用大型精密數(shù)控機(jī)床。（3）半閉環(huán)控制相對(duì)于閉環(huán)控制數(shù)控伺服系統(tǒng)，半閉環(huán)的檢測(cè)反饋裝置是檢測(cè)的電動(dòng)機(jī)軸端的運(yùn)行情況，與閉環(huán)控制相比，在檢測(cè)影響因素上，少了很多比較復(fù)雜的情況，因此，此方案被廣泛的應(yīng)用于中小型數(shù)控機(jī)床上。2.2總體方案確定2.2.1系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式伺服系統(tǒng)的選擇CK6154數(shù)控車(chē)床，其本身的加工產(chǎn)品精度要求很高，所以不能采用開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，而全閉環(huán)控制系統(tǒng)又適用于高精密的數(shù)控車(chē)床，所以對(duì)于目前本次設(shè)計(jì)的數(shù)控車(chē)床而言，成本是很高的，因此，就只能選擇半閉環(huán)控制系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)因?yàn)槿蝿?wù)書(shū)的列項(xiàng)規(guī)定，所以選擇伺服電機(jī)作為主軸的動(dòng)力來(lái)源。而伺服電機(jī)又分為主軸伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，主軸伺服電機(jī)在數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速控制上都要比交流變頻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制要好的多，且在運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)功率變化，伺服電機(jī)速度控制相較于交流變頻電動(dòng)機(jī)要穩(wěn)定。2.2.2數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中，除開(kāi)機(jī)械部分之外，就是數(shù)控系統(tǒng)和硬件模塊了。而數(shù)控系統(tǒng)是整個(gè)數(shù)控機(jī)床的靈魂所在，沒(méi)有它數(shù)控機(jī)床就無(wú)法正常的工作。目前我國(guó)使用的數(shù)控系統(tǒng)從國(guó)外引進(jìn)的有很多老牌著名數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)商的數(shù)控系統(tǒng)，以日本FANUC、德國(guó)SINUMERIK數(shù)控系統(tǒng)使用最多。在生產(chǎn)制造中，為了減少因數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的不匹配性而造成的各種生產(chǎn)事故，所以必須得提前對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行選型。為了將數(shù)控系統(tǒng)在選用時(shí)的錯(cuò)誤選擇率減少，需要考慮的多種條件因素。為了設(shè)計(jì)出來(lái)的數(shù)控機(jī)床能夠更為友好的使用，數(shù)控系統(tǒng)選型方面則需要達(dá)到一定技術(shù)要求。2.2.3機(jī)械傳動(dòng)方式數(shù)控機(jī)床的動(dòng)力來(lái)自于電機(jī)驅(qū)動(dòng)，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速在通常情況下是在其需要的轉(zhuǎn)速之上或之下，而一個(gè)合適的機(jī)械傳動(dòng)方式，是非常重要的，這關(guān)系到車(chē)床的使用壽限、加工精度、生產(chǎn)效能，所以在主傳動(dòng)及各個(gè)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上，需要有一個(gè)合適的傳動(dòng)動(dòng)力源。主軸箱作為整個(gè)機(jī)床的核心之一，它的傳動(dòng)零件和承載負(fù)荷能力都是能影響到整個(gè)機(jī)床的加工生產(chǎn)質(zhì)量。主軸箱在一般的普通車(chē)床來(lái)說(shuō)，齒輪的傳動(dòng)比是一個(gè)機(jī)床能夠加工的精度級(jí)別（電機(jī)相同的情況下）的判斷方式之一，齒輪的輪齒強(qiáng)度和表面疲勞強(qiáng)度，軸的承受力矩和扭力力矩、剛度，都是計(jì)算機(jī)床的使用壽命的重要條件，強(qiáng)度、剛度、承受力矩不足，以及傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的不合理排布，都會(huì)使機(jī)床的使用壽限和加工精度嚴(yán)重降低。所以，選用合適的變速結(jié)構(gòu)也是很重要的一點(diǎn)。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的無(wú)級(jí)變速特性，變速結(jié)構(gòu)就無(wú)需將變速級(jí)舍得過(guò)多，可以直接選用2級(jí)、3級(jí)或者是4級(jí)變速，而本次課程設(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床作為中小型數(shù)控機(jī)床，且因?yàn)榧庸どa(chǎn)范圍的特殊性，選用2級(jí)變速足夠，也就是說(shuō)，主軸箱所所設(shè)置的軸數(shù)為3根（包括主軸）。在變速裝置上采用電磁離合器作為兩齒輪副之間的相互切換，數(shù)控機(jī)床上不可能采用手動(dòng)切換齒輪傳動(dòng)比，且數(shù)控機(jī)床的主軸箱空間極為有限，為了減小主軸箱的體積大小占比，所以就只能用電磁離合器作為變速核心。主軸傳動(dòng)信號(hào)通過(guò)主軸尾部編碼器的編譯，能夠使主軸轉(zhuǎn)速得到有效的調(diào)控。

3主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 主運(yùn)動(dòng)部分計(jì)算3.1.1參數(shù)的確定車(chē)床本身的基本情況和特點(diǎn)：1車(chē)床的規(guī)格系列和類(lèi)型CK6154數(shù)控車(chē)床作為現(xiàn)階段的數(shù)控加工生產(chǎn)的中小型數(shù)控設(shè)備，它的加工種類(lèi)比較多樣，可加工范圍較廣，材料種類(lèi)也較多，所以，它的加工精度、平穩(wěn)度是實(shí)現(xiàn)加工生產(chǎn)效率提高的基礎(chǔ)。數(shù)控車(chē)床除了具備普通車(chē)床的加工工藝之外，另需實(shí)現(xiàn)更大調(diào)速范圍，且要實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速；低噪音，傳動(dòng)平穩(wěn)；抗振性和熱穩(wěn)定性要夠好。圖3.1-1主軸傳動(dòng)圖2車(chē)床已知主要參數(shù)車(chē)床最大加工直徑 ?540mm工件最大長(zhǎng)度 1000mm切削速度 1-3000mm/min聯(lián)動(dòng)軸數(shù) X、Z二軸脈沖當(dāng)量 X軸0.0005mm，Z軸0.001mm快速進(jìn)給 8000mm/min最小輸入單位 0.001mm編碼尺寸范圍 ±7999.99mm編程代碼 符合ISO-840國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)車(chē)床最大回轉(zhuǎn)直徑 dddmin=3主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算從參考資料《機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)參考書(shū)》中可知，采用硬質(zhì)合金車(chē)刀半精加工小直徑鋼材時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速最高：VVK=n查表取得標(biāo)準(zhǔn)值 n 主軸最低轉(zhuǎn)速：n查表取得標(biāo)準(zhǔn)值 n在采用高速鋼車(chē)刀，精車(chē)合金鋼材料的絲杠時(shí)，查的資料：直徑540mm車(chē)床加工最大直徑為540mm，但在實(shí)際使用時(shí)，高速鋼車(chē)刀很少用到低速，所以轉(zhuǎn)速取值范圍R4選擇電機(jī)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱能，使得電動(dòng)機(jī)整體溫度升高，并且還必須清楚電機(jī)的過(guò)載能力，否則也會(huì)使得電機(jī)發(fā)熱過(guò)大，而且，數(shù)控車(chē)床在加工時(shí)，電動(dòng)機(jī)會(huì)有頻繁的啟動(dòng)和停止、轉(zhuǎn)速的頻繁改變，所以，在結(jié)合實(shí)際情況下，選擇冷卻通風(fēng)方式。電機(jī)在實(shí)際情況下都會(huì)留有功率余量，其負(fù)荷率一般取0.8~0.9.電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行環(huán)境也是有對(duì)應(yīng)的工作要求，各種環(huán)境因素的影響也需要對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式來(lái)防止其對(duì)本身運(yùn)行的影響。工廠中的電壓一般不會(huì)高過(guò)380V，所以相對(duì)于電機(jī)的電壓工作標(biāo)準(zhǔn)，需要在企業(yè)工廠中的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和功率的要求范圍內(nèi)。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況是整個(gè)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工中的核心，在機(jī)床設(shè)計(jì)中，數(shù)控機(jī)床是無(wú)級(jí)變速，且相對(duì)于普通車(chē)床，各個(gè)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度要相對(duì)于普通車(chē)床簡(jiǎn)單。電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式的選擇：相對(duì)較好的高性能，優(yōu)惠的價(jià)格和很好的通用性。高性能體現(xiàn)在：恒功率運(yùn)轉(zhuǎn)，在恒功率范圍內(nèi)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)轉(zhuǎn)矩也要有一定的穩(wěn)定性；電機(jī)運(yùn)行時(shí)的旋轉(zhuǎn)精度要高；能夠隨起隨停，且不能出現(xiàn)延時(shí)等5電機(jī)容量選擇合理的電機(jī)容量是機(jī)床運(yùn)行不過(guò)熱的基礎(chǔ)保障，選擇合適的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行功率，能夠減少額外的生產(chǎn)成本和其余的計(jì)算。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率在實(shí)際應(yīng)用上，只要機(jī)床運(yùn)行載荷在電動(dòng)機(jī)的額定功率范圍內(nèi)就不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱的情況。根據(jù)相關(guān)資料和對(duì)市場(chǎng)上的相關(guān)型號(hào)的參考，主軸伺服電機(jī)采用FANUC伺服電機(jī)里α系列的αi表3.1-2 電機(jī)參數(shù)電機(jī)名稱額定轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速額定功率最大扭矩最小扭矩αi20002500112741003.1.2各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩1、各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速在計(jì)算齒輪傳動(dòng)比之前，首先需要知道電機(jī)將轉(zhuǎn)速扭矩傳遞到軸I時(shí)，因數(shù)控機(jī)床在電動(dòng)機(jī)V帶傳動(dòng)時(shí)大多是情況下是等比傳動(dòng)，（I軸和電動(dòng)機(jī)軸V帶輪相同的情況下）是不會(huì)發(fā)生改變的，但電機(jī)所傳遞的轉(zhuǎn)速高于主軸轉(zhuǎn)速上限，所以采用減速傳動(dòng)比來(lái)將I軸的轉(zhuǎn)速降下一半傳到II軸，在II軸上有變速出輪組和主軸相互嚙合，而齒輪的傳動(dòng)比則與主軸的轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速估算值（無(wú)級(jí)調(diào)速）n設(shè)定各軸間的傳動(dòng)比如下：通過(guò)I軸和II軸傳動(dòng)比：i通過(guò)II軸和III軸傳動(dòng)比：得出降速傳動(dòng)組：i得出升速傳動(dòng)組：i通過(guò)傳動(dòng)軸和電動(dòng)機(jī)的計(jì)算轉(zhuǎn)速：得出n得出n通過(guò)計(jì)算得出主軸所需恒功率變速范圍：

R通過(guò)計(jì)算得出電動(dòng)機(jī)恒功率運(yùn)行范圍：

R2、通過(guò)計(jì)算得出各個(gè)軸的輸入功率PP通過(guò)上述的式子，、、的含義上文所述。3、通過(guò)計(jì)算得出各軸的輸入轉(zhuǎn)矩TTT將結(jié)果整合于表2.2，供以后計(jì)算選擇，供以后計(jì)算使用：表3.1-3各軸的傳動(dòng)參數(shù)參數(shù)軸I軸II軸III軸轉(zhuǎn)速（）528264110功率（Kw）1110.610.1轉(zhuǎn)矩（）198.96383.45876.86傳動(dòng)比ii2=3.1.2轉(zhuǎn)速圖圖3.1-3轉(zhuǎn)速圖3.1.3傳動(dòng)圖 初定數(shù)控車(chē)床傳動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖3.1-4圖3.1-4總傳動(dòng)簡(jiǎn)圖3.2軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1I軸（如無(wú)特殊說(shuō)明，本小節(jié)公式均出自資料[14]）I軸上只有一個(gè)齒輪，在定位上，采用右端軸肩定位，左端則是用軸套配合深溝球軸承來(lái)定位。1.根據(jù)齒輪類(lèi)型以及所需要的精度級(jí)別和用到的材料以及齒數(shù)。（1）此次的設(shè)計(jì)是金屬切削機(jī)床一類(lèi)的，是通過(guò)一般齒輪傳動(dòng),所以運(yùn)用六級(jí)精度.（2）小齒輪材料運(yùn)用40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度是280HBS,大齒輪材料運(yùn)用45鋼(調(diào)質(zhì))硬度為240HBS,并且這二者的材料硬度相比較的差是40HBS.（3）通過(guò)對(duì)于小齒輪所計(jì)算出的齒數(shù)z1=352.根據(jù)齒面的接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)通過(guò)設(shè)計(jì)的計(jì)算公式(10-11)進(jìn)行試算,即d通過(guò)計(jì)算得出公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)K（2）通過(guò)公式得出小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩根據(jù)計(jì)算得出198.96N·m（3）通過(guò)表10-7選擇齒寬系數(shù)?（4）通過(guò)表10-5得出材料的彈性影響系數(shù)Z（5）σHlim1=600MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限（6）通過(guò)公式10-13得出應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NN（7）通過(guò)圖10-19得出K（8）通過(guò)計(jì)算得出接觸疲勞許用應(yīng)力取得的失效概率為1%，S=1，由（10-12）為[[2）計(jì)算得出（1）小齒輪直徑，并且代入[]中取得的較小值d=107.79mm（2）根據(jù)計(jì)算得出v=（3）根據(jù)計(jì)算得出b=（4）根據(jù)計(jì)算得出bmh=2.25b（5）根據(jù)計(jì)算得出載荷系數(shù)v=4.55m/s，6級(jí)精度，通KvKAKAKKHβbh=7.78，KHβK=（6）分度圓直徑，d（7）通過(guò)計(jì)算得出模數(shù)m=3.依據(jù)齒根彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)m≥1）通過(guò)計(jì)算得出公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）通過(guò)圖10-20c得出σFE1=500MPa；也得出（2）通過(guò)圖10-18得出KFN1=0.82，（3）通過(guò)計(jì)算得出彎曲疲勞許用應(yīng)力S=1.4，得出[[（4）通過(guò)計(jì)算得出載荷系數(shù)KK=（5）通過(guò)表得出取齒形系數(shù)通過(guò)表10-5得出YFa1=2.45，（6）通過(guò)表得出應(yīng)力校正系數(shù)通過(guò)表10-5查得YSa1=1.65，（7）通過(guò)計(jì)算得出大小齒輪的YFaYY齒輪的數(shù)值較大。2）通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算得出mz1=z4.對(duì)幾何尺寸進(jìn)行計(jì)算1）分度圓直徑dd2）中心距a=3）齒輪寬度b=取B2=65mm，5.進(jìn)行驗(yàn)算FKA3.2.2II軸1.軸的支承形式II軸在機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，僅受徑向力，所以采用兩端以深溝球軸承承受徑向力，結(jié)構(gòu)方案為：圖3.2-1中間軸的支承形式2.軸上零件的軸向定位軸上通常最主要的有三個(gè)直齒圓柱齒輪以及電磁離合器所控制的兩個(gè)圓柱直齒輪，所用的軸承位置放置方案為左端深溝球軸承靠近端蓋，軸承右端用軸套配合軸套右端軸肩定位。軸套右端是I軸傳動(dòng)下來(lái)的大齒輪，大齒輪因?yàn)檠b配需求，左端無(wú)定位器，此時(shí)軸套也充當(dāng)了齒輪的定位裝置。軸右端軸承左端由軸肩定位，右端靠端蓋進(jìn)行定位。（1）dmin的通過(guò)對(duì)材料的選擇為45#鋼，并且需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。。通過(guò)計(jì)算得出軸的最小尺寸，根據(jù)公式（15－2），得出d根據(jù)公式中，A0通過(guò)d取得dmin=40。下圖是軸的零件圖圖3.2-2中間軸零件圖（2）對(duì)進(jìn)行齒輪設(shè)計(jì)II軸上的齒輪1、2是通過(guò)電磁離合器控制的，由于直徑的關(guān)系，要通過(guò)計(jì)算得出的小齒輪的模數(shù)以及選材，包括熱處理，而這三個(gè)條件的要求相比較于大齒輪是比較高的，因此必須首先設(shè)計(jì)小齒輪。3.根據(jù)選擇的齒輪精度等級(jí)以及材料和首選的齒數(shù)①本次數(shù)控機(jī)床的轉(zhuǎn)速比較高，并且在精度等級(jí)選擇的是6級(jí)精度；②小齒輪選擇的材料是40Cr③小齒輪齒數(shù)初選為z1=24，z4.根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)根據(jù)公式（10－9）試算得出，d通過(guò)計(jì)算得出公式內(nèi)的各計(jì)算值：①初次選擇載荷系數(shù)Kt②通過(guò)計(jì)算得出小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩根據(jù)上文可知小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為383.45N·m;③?d④ZE⑤σHlim1=650MPa；也得出大齒輪⑥壽命為50000h，得出應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為NN⑦KHN1=0.9，⑧失效概率為1%,安全系數(shù)S＝1。通過(guò)公式（10－12），[[代入得①通d1td②v=③b=④b/hmh=2.25b⑤載荷系數(shù)K；;＝1.25；小齒輪的精度為6級(jí)，進(jìn)行相對(duì)支撐作對(duì)稱分布。，K根據(jù)b/h＝4.27，KHβ=1.15，通過(guò)圖10－13，得出遠(yuǎn)程，動(dòng)載系數(shù)為K=⑥根據(jù)計(jì)算得出的實(shí)際得載荷系數(shù)校正計(jì)算得出的分度圓直徑，通過(guò)公式（10－10a）得出d⑦通過(guò)計(jì)算得出模數(shù)m=5.根據(jù)齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)m≥確定以下參數(shù)的值：①小齒輪σFE1=520MPaa；也得出大齒輪為②KFN1=0.82，③S＝1.3，得出[[④載荷系數(shù)KK=⑤齒形系數(shù)YFa1=2.65，⑥應(yīng)力校正系數(shù)通過(guò)表10－5,取得YSa1=1.58，=7\*GB3⑦大、小齒輪的YFaYSa[YY通過(guò)比較得出大齒輪數(shù)值大，并運(yùn)用于以下計(jì)算。根據(jù)以上參數(shù)并代入式（10－5）進(jìn)行計(jì)算得出m小齒輪齒數(shù)為z1=z6.通過(guò)計(jì)算得出幾何尺寸1）dd2）a=3）b=取B2=65mm，7.通過(guò)驗(yàn)算得出FKA依據(jù)＝3，兩齒輪的中心距與齒輪1和2的中心距相等，因此z1=252×2×12/19=318，以下是四個(gè)齒輪的尺寸參數(shù)表3.2-1齒輪的尺寸參數(shù)參數(shù)齒輪1234模數(shù)m4433齒數(shù)z378910662中心距a252分度圓直徑d148356318186齒頂圓直徑d156364324192齒根圓直徑d138346310.5178.5全齒高h(yuǎn)96.75齒寬b65606570壓力角基圓直徑139335299175傳動(dòng)比12/57/12齒輪寬B70657075齒寬系數(shù)?0.2輪轂寬757085907.電磁摩擦離合器的計(jì)算和選擇通過(guò)資料[13]中的結(jié)構(gòu)選擇原則得出，牙嵌式電磁離合器是最優(yōu)的選擇。對(duì)于選好的電磁離合器型結(jié)構(gòu)形式，要進(jìn)行規(guī)格參數(shù)的確定（此小章節(jié)的公式和參數(shù)若未特殊指明，均出自資料[15]）（1）對(duì)規(guī)格進(jìn)行計(jì)算依據(jù)基本原則就是是將其的計(jì)算得出的轉(zhuǎn)矩Tc小于等于其最小的失效條件限制，并且能夠被傳遞的許用轉(zhuǎn)矩[T]T<上述公式： T--指理論轉(zhuǎn)矩TcTn[T]--指許用轉(zhuǎn)矩Tmax[T [n]--指許用轉(zhuǎn)速1）通過(guò)計(jì)算得出轉(zhuǎn)矩根據(jù)各類(lèi)聯(lián)軸器，和不一樣的離合器實(shí)際工況，進(jìn)行計(jì)算得出轉(zhuǎn)矩時(shí)通過(guò)理論轉(zhuǎn)矩乘以不同系數(shù)K本機(jī)床承受長(zhǎng)期平穩(wěn)載荷，因此T通過(guò)公式中，Tc，Tn，[T]--對(duì)離合器的通過(guò)計(jì)算得出轉(zhuǎn)矩，公稱，許用轉(zhuǎn)矩，--離合器理論轉(zhuǎn)矩，N·m；K—離合器工況系數(shù)，通過(guò)下表所示。文中為金屬切學(xué)機(jī)床，取K=1.4，計(jì)算得出T根據(jù)計(jì)算得出的轉(zhuǎn)矩來(lái)查表5-3-42選擇取得的規(guī)格為DLY5-40A的牙嵌式離合器，它尺寸規(guī)格依據(jù)表中的數(shù)據(jù)取得。（2）通過(guò)計(jì)算得出牙嵌式離合器的設(shè)計(jì)1）通過(guò)計(jì)算得出離合器的外徑（經(jīng)驗(yàn)公式）D=60×牙的外徑：D表3.2-2離合器工況系數(shù)通過(guò)計(jì)算得出牙的內(nèi)徑：D通過(guò)計(jì)算得出牙的平均直徑：D通過(guò)計(jì)算得出牙的寬度：b通過(guò)計(jì)算得出牙的高度：?通過(guò)計(jì)算得得出牙的個(gè)數(shù)：Z=60/(?n?t)通過(guò)公式中?n?n=60×1000?v/?v--牙齒接合圓周速度差，一般取?t--離合器允許結(jié)合時(shí)間，一般機(jī)床，取t≤0.5s本文中取?v=0.7m/s，t=0.1s，因此得出?n=60×1000×0.7/(3.14×177.82)=75r/minz=60/(75×0.1)=8通過(guò)計(jì)算牙間壓緊力Q≥2近似可取得Q=通過(guò)公式中α--牙形角，取得α=ρ--摩擦角，鋼與鋼接觸，取ρ=DmFd--彈簧推力，一般取本課題中取α=30o，ρ=Q=（3）對(duì)磁路進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）通過(guò)計(jì)算磁軛鐵心截面積A=2.5Q/通過(guò)公式中，B--磁感應(yīng)強(qiáng)度，取得B=1.2?1.4TQ--牙間壓緊力，N。取B=1.4T，A=2.5Q/2）通過(guò)計(jì)算得出線圈槽內(nèi)徑（內(nèi)鐵心外徑）d通過(guò)公式中d--離合器軸徑。3）通過(guò)計(jì)算得出線圈槽外徑（外鐵心內(nèi)徑）d4）通過(guò)計(jì)算得出線圈槽的寬度b5）通過(guò)計(jì)算得出勵(lì)磁磁勢(shì)為IW=1.6×通過(guò)公式中，Bδ--氣隙中中磁感應(yīng)強(qiáng)度，一般取δ--工作氣隙，近似取牙的高度。V'--氣隙系數(shù)，一般取依據(jù)計(jì)算結(jié)果取Bδ=0.6T，IW=1.6×6）通過(guò)計(jì)算得出線圈槽高度?通過(guò)公式中，?--線圈槽高寬比，?=αs--傳熱系數(shù)。通過(guò)依據(jù)線圈散熱良好時(shí)，α通過(guò)依據(jù)線圈散熱不良時(shí)，αsfH--填充系數(shù)，通過(guò)依據(jù)導(dǎo)線直徑d?t--溫升，K，根據(jù)技術(shù)要求確定；ρ--電阻系數(shù)，取得ρ=0.017Ω·mm依據(jù)計(jì)算取得?=4，αs=8+0.056=8.056，?t=1?7）通過(guò)計(jì)算得出導(dǎo)線直徑d式中，dmdU--電源電壓，一般取24V8）通過(guò)計(jì)算得出線圈匝數(shù)W=49）通過(guò)計(jì)算得出磁軛底部厚度?磁軛高度：h=?n10）通過(guò)計(jì)算得出銜鐵厚度b銜鐵內(nèi)徑dx由軸徑d根據(jù)結(jié)構(gòu)確定，外徑（4）通過(guò)驗(yàn)算磁路1）通過(guò)計(jì)算得出線圈總磁勢(shì)IW通過(guò)公式中，--氣隙，磁軛，銜鐵等各部分的磁均強(qiáng)度與磁路長(zhǎng)度2）通過(guò)計(jì)算得出氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度B3）通過(guò)計(jì)算得出電磁吸力Q=0.46.對(duì)于軸承的進(jìn)行選擇通過(guò)資料[12]，取得軸承的型號(hào)和其他參數(shù)，通過(guò)表2-7所示：7、對(duì)于鍵和圓螺母進(jìn)行選擇通過(guò)資料[12]，可選擇鍵的尺寸如下表2-6：表3.2-3鍵的尺寸的參數(shù)鍵參數(shù)公稱尺寸b×?長(zhǎng)度L軸深度t孔深度t與離合器配合的鍵6×6145.53.8根據(jù)表圓螺母選用M40×1.5。

表3.2-4軸承尺寸的參數(shù)軸承參數(shù)型號(hào)內(nèi)徑外徑軸承寬安裝尺寸安裝尺寸軸兩端的支撐軸承10735621441577307C7307AC3580214471與齒輪配合的軸承7308C7308AC40902349813.2.3主軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)1.對(duì)主軸組件的性能進(jìn)行要求（1）回轉(zhuǎn)精度 主軸組件最為重要的是回轉(zhuǎn)精度，能影響整個(gè)機(jī)床在運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性，運(yùn)行越平穩(wěn)，則證明主軸組件的回轉(zhuǎn)精度高。影響因素有徑向跳動(dòng)、軸向力，產(chǎn)生的誤差會(huì)直接作用在加工工件上，會(huì)出現(xiàn)軸向誤差、角度誤差、徑向誤差。（2）剛度 在機(jī)床上的主軸部件，需要抵抗外力來(lái)進(jìn)行防止形變，這就是剛度。一般情況下，主軸前端如果產(chǎn)生微小位移時(shí)，那么就用所移動(dòng)方向上施加的力的大小來(lái)表示它。剛度如果不足時(shí)，那么主軸組件會(huì)因此而產(chǎn)生磨損，導(dǎo)致部件中各個(gè)零件的破壞，而使精度降低。（3）抗振性 車(chē)床在車(chē)削工件時(shí)，會(huì)因?yàn)楣ぜ庸r(shí)的微小震動(dòng)而造成整個(gè)機(jī)床的應(yīng)激共振，而導(dǎo)致機(jī)床的加工精度和生產(chǎn)效率降低，所以需要通過(guò)提高整體的抗振能力，要想提高主軸抗振興就應(yīng)當(dāng)必須提高主軸組件的靜剛度，運(yùn)用較大阻尼比的前軸承，并且在必要時(shí)安裝阻尼器，都是有效的措施。（4）溫升 機(jī)械加工中普遍存在的問(wèn)題，溫度會(huì)隨著加工時(shí)長(zhǎng)和運(yùn)行時(shí)間升高，而溫度的升高會(huì)導(dǎo)致整體的運(yùn)行部件加速磨損，這就需要數(shù)控車(chē)床主軸的恒溫性。并且在通過(guò)不斷運(yùn)用，讓恒溫主軸箱來(lái)進(jìn)行溫度問(wèn)題的完善。（5）耐磨性 主軸組件通常在耐磨性上具備很強(qiáng)的耐磨度，采用滲氮或淬硬的方式來(lái)提高上述零件的耐磨性。其它部分也需要良好的潤(rùn)滑。2 軸承配置形式此次的課程設(shè)計(jì)中，數(shù)控車(chē)床的主軸轉(zhuǎn)速較高，且在加工工件上，整體的加工尺寸較大。通過(guò)下圖所示：圖3.2-3主軸