数控车床主传动系统的设计.
CK6140数控车床主传动系统及进给伺服系统设计
__届毕业（设计）论文题目CK6140数控车床主传动系统及进给伺服系统设计专业班级学号学生姓名随笔客指导教师指导教师职称学院名称机电工程学院完成日期： 2014 年 5 月 25日CK6140数控车床主传动系统及进给伺服系统设计CK6140 CNC lathe main drive system and feed servo system design学生姓名指导教师摘要本文介绍了CK6140数控车床的组成及工作原理，对数控机床的主要组成部分：机床主轴箱，进给伺服系统及主轴PLC控制进行了总体的设计及其详细设计。
数控机床是现代机电一体化的典型产品，对提高零件的加工质量和加工效率具有较好的作用。
在本次设计中，主要完成了以下工作：根据给出的要求，首先确定设计要求给出的已知条件确定电机的型号和功率，传动系统的布局，变速方式，开停方式，换向方式，制动方式及齿轮的排列与布置。
然后根据转速范围及级数确定它的转速图、各齿轮的齿数和传动系统简图。
在根据已确定传动比来确定带传动。
通过轴的初步设计，进行齿轮的设计和校核。
选取相应的轴承和键，进行轴的具体设计和校核，键和轴承的设计和校核。
最后进行装配图和各个零件图的绘制，完成主轴箱的设计。
然后完成伺服系统的设计。
在对进给伺服系统进行设计时，要确定进给传动系统的传动方式及控制系统的形式。
设计中，选择进给伺服系统为开环控制系统。
通过给定的参数选择好步进电机的步距角可确定传动齿轮的传动比及滚珠丝杆的导程。
设计的进给伺服系统能够满足设计任务的要求。
关键词：数控机床主轴箱进给伺服系统AbstractThis thesis introduced the constitution and working principle of CK6140 machine tool，the primarily parts of NC machine tool designed：including proceeds the total design and detailed design. NC machine tool is a modern machine to give or get an electric shock the integral whole the typical model of technique the processing of product, right exaltation spare parts the quantity with process the efficiency to have the good function. In this design,primarily completed following work.According to the timetable to design. First identified design requirements given the known conditions determine the type and electrical power, drivetrain system layout, speed change, stop the way for the way braking and gear configuration and the way layout. Based on rotational speed and scope of the class to determine its rotational speed maps, the various gear and drivetrain system Chishu sketch. In accordance with established transmission belt transmission than to determine. Through axle of the preliminary design, gear design and verification. The bearings and get used to a specific axle design and verification, design and verification keys and bearings. Final assembly of the various parts and mapping. Completed the design of headstock.Then completing the design of the servomechanism system. In designing of servo system, we can determine driving mode of driving system and controlling mode of controllingsystem,choosing the servo system for opening wreath control the system.Passing the parameter to settle the choice the good step the step for the electrical engineering the distance cape can make sure to spread to move the spreading of wheel gear to move the radio the roll the bead silk the think stick's lead. Design of into give the servo system can satisfy to designthe request of the mission.Keywords：NC Machine Tool；Axis Housing；Servomechanism目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章卧式数控车床简介 (1)1.1数控车床简介 (1)1.2 CK6140介绍及设计说明 (2)1.3设计任务 (3)第二章 CK6140总体设计计算 (6)2.1总体设计要求 (6)2.2机床的总体布局的确定 (7)2.3换向方向的选择 (7)2.4开停方式选择 (8)2.5 制动方式选择 (8)2.6 齿轮布置与排布 (8)2.7 变速方式选择 (9)2.8进给系统的组成及选用 (10)第三章主变速箱总体设计 (12)3.1电机的选用 (12)3.2传动方案的拟定 (15)3.3确定各级的转速.................................... 错误!未定义书签。
CK6150数控车床主传动系统设计
CK6150数控车床主传动系统设计辽宁科技大学本科生毕业设计CK6150数控车床主传动系统设计摘要机械制造业是国民经济的基础产业,它的发展直接影响到国民经济各部门的发展,也影响到国计民生和国防力量的加强。
而机床在机械制造业中扮演着举足轻重的角色,今天,普通机床已经满足不了加工的需求,从而出现了数控机床。
本设计的题目是设计CK6150主传动系统。
其主要对机床技术参数进行拟定,齿轮模数进行估算和验算,带轮尺寸和v带根数进行设计,根据需要选取适当的电机和轴承,并对轴承进行使用寿命验算,对传动轴进行刚度校核。
CK6150采用电动机的无级变速和机械齿轮的分级变速相结合的方式进行变速,可以在不停车的情况下得到转速范围内的任意转速,减少了速度损失和辅助加工时间,从而提高生产率。
设计过程中尽量使用标准件,使制造和装配更加方便。
设计过程中考虑了各零部件的空间尺寸和拆卸顺序,以保证结构尺寸设计的合理性。
关键词:数控机床,主传动系统,无级变速,机械制造业辽宁科技大学本科生毕业设计CK6150 CNC lathes Main Transmission SystemABSTRACTMachinery manufacturing industry is the basic industry of the national economy, and its development directly affects the development of various sectors of the national economy, but also affects the strengthening of the national economy and national defense forces. Themachine plays a pivotal role in the machinery manufacturing industry, today, general machine tools has failed to meet processing demands, which appeared in CNC machine tools. The design of the subject is to design CK6150 main drive system. The main technical parameters of the machine preparation, gear modulus estimate and checking, v belt pulley size and the number of the design, according to the need to select a suitable motor and bearings, and bearing life checking, carried on the shaft stiffness check. CK6150 uses the electric motor and a continuously variable mechanical gear shift grading combination of variable speed, you can get any speed within the speed range without stopping, reducing the speed loss and auxiliary processing time, thus increasing productivity. The design process to make use of standard parts, the manufacturing and assembly easier. The design process to consider the spatial dimensions of the various components and disassembly sequence in order to ensure the reasonableness of the structure size design.Key word:CNC machine tools; main drive system; CVT; machinery manufacturing 辽宁科技大学本科生毕业设计目录1 绪论...................................................................... .. (1)1.1数控机床的特点 ........................................................................................................... 1 1.2国产数控机床的发展现状 ..................................................................... . (1)1.3国内数控机床的发展趋势 ..................................................................... . (3)1.3.1智能、高速、高精化 ..................................................................... .. (3)1.3.2设计、制造绿色化 ..................................................................... (3)1.3.3复合化于系统化 ..................................................................... . (3)2 机床技术参数的拟定 ..................................................................... (4)2.1 确定极限转速和转速范围 ..................................................................... (4)2.1.1 计算主轴最高转速 ..................................................................... .. (4)............................................................ 5 2.1.2 计算主轴最小转速 ................................2.2 确定动力参数 ..................................................................... .. (5)2.2.1计算切削力...................................................................... . (5)2.2.2计算切削功率 ..................................................................... . (6)2.2.3估算电动机功率...................................................................... (6)3 传动部分设计...................................................................... .. (8)3.1 画机床转速图 ..................................................................... ......................................... 8 3.2 计算各轴输出功率和输出转矩 ..................................................................... ........... 10 3.3 带轮的设计 ..................................................................... . (10)3.3.1确定计算功率 ..................................................................... (10)V3.3.2选择带带型 ..................................................................... (11)3.3.3 确定带轮基准直径并验算带速 ......................................................................11v3.3.4确定带中心距和基准长度 ..................................................................... . (12)3.3.5验算小带轮上的包角 ..................................................................... (12)3.3.6计算带的根数 ..................................................................... ........................... 13 z辽宁科技大学本科生毕业设计3.4 齿轮设计 ..................................................................... .. (13)3.4.1 确定各齿轮齿数 ..................................................................... . (14)3.4.2 估算齿轮模数 ..................................................................... .. (14)3.4.3 验算齿轮模数 ..................................................................... .. (18)284 轴的校核 ..................................................................... .............................4.1 ?轴的受力分析 ..................................................................... .................................... 28 4.2 按弯扭合成应力校核轴强度 ..................................................................... (30).................................................................... ........ 31 4.3 轴的刚度校核 ................................4.4轴载荷点的挠度计算 ..................................................................... . (32)4.5轴的支撑点的倾角校核 ..................................................................... (33)4.5.1水平面倾角校核 ..................................................................... .. (33)4.5.2垂直面倾角校核 ..................................................................... .. (34)36 5 滚动轴承的验算 ..................................................................... .................. 结论...................................................................... (38)致谢...................................................................... (39)参考文献 ..................................................................... (40)第 1 页辽宁科技大学本科生毕业设计1 绪论1.1数控机床的特点数控机床通常由伺服系统、控制系统、机械传动系统、检测系统系统及其他辅助系统组成。
CK6140数控车床主传动系统设计
CK6140数控车床主传动系统设计数控车床的主传动系统是整个机床的核心组成部分，它主要由主轴、主轴驱动装置和主动工具头等组成。
设计一个稳定可靠的数控车床主传动系统，需要考虑诸多因素，如主轴精度、刚度、转速范围、加工能力等。
首先，主轴是数控车床主传动系统的核心部件，其精度和刚度直接影响到整个机床的加工质量。
主轴通常由高强度、高刚性的合金钢材料制成，并通过精密加工和热处理工艺提高其表面质量和硬度。
主轴的设计应考虑转动稳定性、轴向和径向刚度等因素，以确保在高速运转和大负载下能保持较小的振动和变形。
其次，主轴驱动装置主要是通过电机将动力传递给主轴，实现车床的加工运行。
常见的主轴驱动装置包括皮带传动、齿轮传动、液压传动等。
不同的传动方式具有不同的特点，需要根据数控车床的具体要求进行选择。
同时，主轴驱动装置还需要考虑电机的功率、转速调节范围、动态响应性能等因素，以满足不同加工工艺和加工材料的需求。
另外，主动工具头也是数控车床主传动系统的重要组成部分。
主动工具头一般由进给系统和切削工具组成，其主要功能是控制刀具的进给速度和刀具路径，实现工件的加工。
进给系统通常由伺服电机、滚珠丝杠等组成，将电机的旋转运动转化为刀具的直线运动。
切削工具的选择要根据不同的加工工件和加工要求进行，可以是转动刀具、切削刀具或磨削工具等。
除了上述部件，数控车床主传动系统的设计还需要考虑其控制方式和辅助装置。
传统的数控车床主传动系统采用闭环控制，通过编码器和反馈系统实现对主轴和主动工具头运动的精确控制。
辅助装置如冷却系统、润滑系统、自动换刀系统等，可以提高加工效率和工作环境的安全性。
总的来说，设计一个稳定可靠的数控车床主传动系统需要充分考虑主轴精度、刚度，主轴驱动装置的选择，主动工具头的设计以及控制方式和辅助装置的配置等因素。
只有在满足加工要求的前提下，才能实现高效、精确和安全的数控车床加工操作。
数控车床的主传动系统设计PPT
在进行动态特性分析时，需要考虑主轴的转速、转矩和刚度等参数，以及传动系统的固有频率和阻尼比等特性。 通过分析这些参数，可以评估主传动系统在加工过程中的稳定性，预测可能出现的振动和噪声问题，并采取相应 的措施进行优化设计。
强度与刚度分析
总结词
强度与刚度分析是评估主传动系统在承受外力和变形时的性能表现，以确保系统的可靠性和稳定性。
总结词：传统设计
详细描述：该实例介绍了一种传统的数控车床主传动系统设计，主要采用齿轮传 动和链传动组合的方式，具有结构简单、可靠性高的优点，但效率较低，适用于 一般加工需求。
实例二：主传动系统的改进设计
总结词：优化设计
详细描述：该实例针对传统主传动系统的不足，进行了优化改进。采用新型轴承和材料，提高了传动效率和稳定性，减少了 维护成本，适用于高精度、高效率的加工需求。
设计目的和意义
设计目的
设计出高效、稳定、可靠的数控车床主传动系统，满足加工精度和效率的要求， 提高生产效率和产品质量。
意义
主传动系统设计的优劣直接影响到数控车床的性能和加工精度，进而影响到整个 机械制造行业的生产水平和产品质量。因此，对数控车床主传动系统进行合理设 计，对于提高机械制造行业的整体水平具有重要意义。
要点二
详细描述
在进行热特性分析时，需要考虑主轴的转速、切削力和材 料导热系数等参数。通过建立热传导模型，可以预测主传 动系统在不同工况下的温度变化和热变形情况。根据分析 结果，可以采取相应的散热措施和热补偿技术，提高系统 的热稳定性和加工精度。
06 主传动系统实例分析
实例一：某型号数控车床主传动系统设计
高耐磨材料
选用高耐磨材料，如陶瓷和硬质 合金，以提高主传动系统的使用 寿命和可靠性，减少维护成本。
C618数控车床的主传动系统设计
第四章主传动部分改造与设计在改造设计之前，让我们先来看一下数控机床主传动与普通机床相比所具有的特点：1）采用调速电机驱动，以满足主轴根据数控指令进行自动变速的需要；2）传动路线短，从而简化了主传动系统机械结构；3）转速高、功率大；数控机床的主传动系统除应满足普通机床传动要求外，还应满足如下要求：○1具有更大的调速范围，并实现无极调速。
数控机床就要为了保证加工时能选用合理的切削用量，充分发挥刀具的切削性能，从而获得最高的生产效率、加工精度和表面质量，必须有更高的转速和更多的调速范围。
为了适应各种工序和各种加工材质的要求，主运动的调速范围还应进一步扩大。
②具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪声低。
数控机床加工精度的提高，与主传动系统的刚度密切相关。
为此，应提高传动件的制造精度与刚度，齿轮齿面进行高频感应加热淬火增加耐磨性；最后一级采用斜齿轮传动，使传动平稳；采用高精度轴承及合理的支承跨距等，以提高主轴件的刚性。
③具有良好的抗振性和热稳定性。
数控机床上一般既要进行粗加工，又要精加工；加工时可能由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰，使主轴产生振动，影响加工精度和表面粗糙度，严重时甚至破坏刀具和或零件，使加工无法进行。
因此在主传动系统中的各主要零部件不但要求有一定的静刚度，而且要求具有足够的抑制各种干扰力引起振动的能力——抗振性。
抗震性用动刚度或动柔度来衡量。
如果把主轴组件视为一个等效的单自由度系统，则动刚k与动力参数的关系为：度dd k =22221⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-n n k ωωξωω (4-1)式中: k —机床主轴结构系统的静刚度（m N μ/）；ω—外加激振力的激振频率（Hz ）； n ω—主轴组件的固有频率（n ω=mk ，m 为当量质量，k 为当量静刚度）； ξ—阻尼比（ξ=cγγ，γ是阻尼系数，c γ是临界阻尼系数，c γ=n m ω2）。
数控车床主传动机构设计方案
数控车床主传动机构设计方案数控车床是现代机械加工行业中的重要设备之一，其精度和效率对整个制造业具有重要的影响。
其中主传动机构是数控车床最关键的组成部分之一，直接影响到机床的性能和加工效果。
因此，本文将就数控车床主传动机构设计方案进行探讨。
首先，我们需要明确数控车床主传动机构的基本功能，即转换电机的旋转运动为切削刀具和工件之间的相对运动。
主传动机构的设计应该考虑到以下因素：1. 传动效率：主传动机构传递电机动力的效率决定了数控车床的加工效率和耗能情况。
因此，应该选用能够提供高传递效率的传动方式，如同步带传动系统或齿轮传动系统。
2. 稳定性和可靠性：对于高速运转的机床来说，稳定性和可靠性至关重要。
传动系统的设计应该能够减少振动和噪音，并且能够确保长期的可靠运行。
3. 正确的转速调节：数控车床需要能够实现旋转速度的精确定位和调节，以适应不同的加工要求。
因此，设计应该考虑涉及到反馈机制的电子速度控制。
4. 耐磨性和寿命：机床的传动系统在高负荷下工作，同时其精度和寿命有着极其重要的关系。
因此，应该选用经测试的高强度、低磨损材料来构建主传动机构。
综上所述，我们可在以下两个方面，对数控车床主传动机构进行设计方案的讨论：方案一：同步带传动系统在同步带传动系统中，电机的运动通过同步齿轮和同步带传递到机床主轴。
同步带传动设计的优点如下：1. 可靠性好。
同步齿轮连接方式使得同步带具有较强的耐久性和抗扭曲性。
2. 维护简单。
使用同步齿轮和带轮而不是齿轮齿条，可以减少机床本身的维护和潜在的问题。
3. 噪音低。
同步带传动系统相比于齿轮传动系统拥有更少的接触点，因而可以降低机床的噪声。
4. 成本低。
同步带传动的制作成本比齿轮更为便宜。
缺点：1. 接触作用较小。
传动效率不如齿轮传动系统高。
2. 需要更加频繁地更换同步带摩擦面，因为它们的磨损速度较快。
方案二：齿轮传动系统在齿轮传动系统中，机床主轴由电动机通过齿轮连接传动给。
因此，齿轮传动设计的优点如下：1. 能够提供高传动效率。
CK6163型数控车床主传动系统设计
最后综合地分析比较计算和调查所得的结果，对主轴的最高转速，计算结 果为 1010r/min，调查结果 900r/min，根据用户需要并留有发展余地，取所设 计机床的主轴最高转速为 1000r/min，最低转速为 32r/min。 1.2.2 主轴转速级数的确定 1.2.2.1 主轴转速数列公比φ CK6163 数控车床适中、小型通用机床，取φ =1.26 1.2.2.2 主轴转速的级数 ([2] P 39 )
n 1000 lg max lg nmin lg Rn 32 1 16 1 Z= = +1= lg 1.26 lgφ lgφ
1.3 动力参数 主电动机功率的确定： 1.3.1 计算法 负荷切削规范 规范名称 CK6163 数控 车床最大扭 矩试验 加工方法 车外圆 工作条件
([2] P 41 )
n min =
1000 Vmin 1000 7 =32 r/min ([2] P 35 ) d max 3.14 70
1
Ck6163 型数控车床主传动系统设计
访问若干个使用Φ 630 数控车床的使用部门，了解并统计了这些机床的主 轴转速如下： 加工轴类零件 加工盘形零件 机修工作 车大导程螺纹
5
Ck6163 型数控车床主传动系统设计
离 器，可直接传动主轴，得到 4 级高速；若经背轮机构，可得到 4 级低速，它的 结构式为 8=Z 2 ³Z 1 ³Z 4 ， 背轮机构作为第二扩大组， 其得 8 级转速。 如前计算， 主轴转速为 16 级，故采用增加一个变速组传动系统来扩大变速范围和变速级 数。本题采用增加一个变速组的传动系统，传动数为 2，作为最后一个扩大组， 则 其 结 构 式 为 Z=16= Z 2 ³ Z1 ³ Z 4 ³ Z 8 。 最 后 扩 大 组 的 变 速 范 围
第3章数控机床主传动系统设计
3.3无级变速传动链的设计
数控机床的主运动广泛采用无级变速 。 无级变速优势： 在一定范围内，转速(或速度)能连续地变 换，从而获取最有利的切削速度。 数控机床一般都采用由直流或调速电动 机作为驱动源的电气无级调速。
(2)主要设计内容:
拟定结构式或结构网; 拟定转速图， 拟定各传动副的传动比; 确定带轮直径、齿轮齿数; 布置、排列齿轮，绘制传动系统图。
3. 2 分级变速主传动系统设计
3. 2. 1转速图的概念
转速图由“三线一点”组成，即传动轴线、转速 线、传动线和转速点。
3. 2 分级变速主传动系统设计
由Z, φ, n1可知主轴的各级转速应为: 31.5, 45, 63, 90, 125, 180, 250，500、710、 1000、1400。
2)变速组和传动副数的确定 :
变速组和传动副数可能的方案有: 12=4×3 12=3×4 12=3×2×2 12=2×3×2 12=2×2×3
3. 2 分级变速主传动系统设计
②绘制转速图: A、 本例所选定的结构式共有三个变速 组，变速机构共需4根轴，加上电动机轴 共5根轴，(电动机到I轴为定比带传动)故 转速图需5条竖线。主轴共12级转速，电 动机轴转速与主轴最高转速相近，故需 12条横线。然后，标注主轴的各级转速 及电动机轴的转速。
3. 1 主传动系统设计概述
（2)按传动装置类型 可分为机械传动装置 液压传动装置 电气传动装置 以及它们的组合
3. 1 主传动系统设计概述
(3)按变速的连续性 可以分为分级变速传动和无级变速传动。 分级变速传动是在一定的变速范围内均 匀、离散地分布着有限级数的转速，变 速级数一般不超过20~30级。 分级变速传动方式有滑移齿轮变速、交 换齿轮变速和离合器(如摩擦片式、牙嵌 式、齿轮式离合器)变速。
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无锡职业技术学院毕业设计说明书数控车床主转动系统的设计目录第一章引言 (1)第二章设计方案论证与拟定 (2)2.1 总体方案的论证 (2)2.2 总体方案的拟定 (2)2.3 主传动系统总体方案图及传动原理 (2)第三章设计计算说明 (5)3.1 主运动设计 (5)3.1.1 参数的确定 (5)3.1.2 传动设计 (6)3.1.3 转速图的拟定 (8)3.1.4 带轮直径和齿轮齿数的确定·······错误!未定义书签。
3.1.5 传动件的设计·············错误!未定义书签。
3.2 纵向进给运动设计 (38)3.2.1 滚珠丝杆副的选择 (38)3.2.2 驱动电机的选用 (42)结论 (47)小结 (48)致谢 (49)参考文献 (50)第一章引言当前的世界已进入信息时代，科技进步日新月异。
生产领域和高科技领域中的竞争日益加剧，产品技术进步、更新换代的步伐不断加快。
现在单件小批量生产的零件已占到机械加工总量的80%以上，而且要求零件的质量更高、精度更高，形状也日趋复杂化，这是摆在机床工业面前的一个突出问题。
为了解决复杂、精密、单件小批量以及形状多变的零件加工问题，一种新型的机床——数字控制(Numerical control)机床的产生也就是必然的了。
此次设计是数控机床主传动系统的设计，其中包括机床的主运动设计，纵向进给运动设计，还包括齿轮模数计算及校核，主轴刚度的校核等。
第二章总体方案论证与拟定2.1 总体方案的论证数控车床是基于数字控制的，它与普通车床不同，因此数控车床机械结构上应具有以下特点：1．由于大多数数控车床采用了高性能的主轴，因此，数控机床的机械传动结构得到了简化。
2．为了适应数控车床连续地自动化加工，数控车床机械结构，具有较高的动态刚度，阻尼精度及耐磨性，热变形较小。
3．更多地采用高效传动部件，如滚动丝杆副等。
CNC装置是数控车床的核心，用于实现输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储，数据的变换，插补运算以及实现各种控制功能。
2.2 总体方案的拟定1．根据设计所给出的条件，主运动部分z=18级，即传动方案的选择采用有级变速最高ψ=。
转速是2000r/min，最低转速是40r/min， 1.262．纵向进给是一套独立的传动链，它们由步进电机，齿轮副，丝杆螺母副组成，它的传动比应满足机床所要求的。
3．为了保证进给传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杆螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙。
齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。
4．采用滚珠丝杆螺母副可以减少导轨间的摩擦阻力，便于工作台实现精确和微量移动，且润滑方法简单。
2.3主传动系统总体方案图及传动原理1.数控车床主传动系统图数控车床的主传动系统见图2.1。
整个主传动系统主要由主运动传动链和纵向进给传动链组成。
图2.1 总的传动系统图2.传动原理主轴部件是机床实现旋转运动的执行件，结构如图2.2所示，其工作原理如下：交流主轴电动机通过带轮15把运动传给主轴7。
主轴有前后2个支承。
前支承由一个圆锥孔双列圆柱滚子轴承11和一对角接触球轴承10组成，轴承11用来承受径向载荷，两个角接触球轴承一个大口向外（朝向主轴前端），另一个大口向里（朝向主轴后端），用来承受双向的轴向载荷和径向载荷。
前支承轴的间隙用螺母8来支撑。
螺钉12用来防止螺母8回松。
主轴的后支承为圆锥孔双列圆柱滚子轴承14，轴承间隙由螺母1和6来调整。
螺钉17和13是防止螺母1和6回松的。
主轴的支承形式为前端定位，主轴受热膨胀向后伸长。
前后支承所用圆锥孔双列圆柱滚子轴承的支承刚性好，允许的极限转速高。
前支承中的角接触球轴承能承受较大的轴向载荷，且允许的极限转速高。
主轴所采用的支承结构适宜低速大载荷的需要。
主轴的运动经过同步带轮16和3以及同步带2带动脉冲编码器4，使其与主轴同速运转。
脉冲编码器用螺钉5固定在主轴箱体9上。
图2.2 主轴部件第三章 设计计算说明3.1 主运动设计3.1.1 参数的确定一. 了解车床的基本情况和特点---车床的规格系列和类型1. 通用机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。
因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。
本次设计中的车床是普通型车床，其品种，用途，性能和结构都是普通型车床所共有的，在此就不作出详细的解释和说明了。
2.车床的主参数（规格尺寸）和基本参数（GB1582-79，JB/Z143-79）：最大的工件回转直径D （mm ）是400；刀架上最大工件回转直径D1大于或等于200；主轴通孔直径d 要大于或等于36；主轴头号（JB2521-79）是6；最大工件长度L 是750～2000；主轴转速范围是：32～1600；级数范围是：18；纵向进给量mm/r0.03～2.5；主电机功率（kw ）是5.5～10。
二. 参数确定的步骤和方法()()mmlEIb l b F y 916716232223221max 1064.0104.2105345.1104.247454247427.1939-⨯=⨯⨯=⨯-⨯⨯=-=γω ……………… 3.101mmy x ma x N 92max 211062.0-⨯=+=ωωω ……………… 3.102mmy N 9991081.11069.01019.1---⨯=⨯+⨯= ………… 3.103根据表选用[]mmy mm Ly N 0885.00885.05.4420002.00002.0≤=⨯=≤………………………… 3.104由此可得在主轴上的刚度是完全合格的。
三. 齿轮模数的估算和计算按接触疲劳和弯曲强度计算齿轮模数比较复杂，而且有些系数只有在齿轮个参数都已知道后方可确定，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。
此处省略NNNNNNNNNNNN字。
如需要完整说明书和CAD图纸等.请联系扣扣：二五一一三三四零八另提供全套机械毕业设计下载！Km-结合次数修正系数（有表可选）。
代入数值得：取Z=9。
3.2纵向进给运动设计3.2.1 滚珠丝杆副的选择一. 脉冲当量和传动比的确定机械系统的主要技术参数通常由设计任务书或由产品样本给出，一般包含功能参数和精度参数两部分。
主要精度参数有：定位精度（mm）、重复定位精度（mm）等。
1. 脉冲当量的选定传感器与电机轴相连，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。
常用脉冲编码器兼作位置和速度反馈。
伺服电机每转1转传感器发出一定数量的脉冲，每个脉冲代表电机一定的转角。
本次设计中纵向脉冲当量δp=0.01mm/脉冲，这是设计本身所给出的条件。
2. 传动比的选定（mm）和电机步距对步进电机，当脉冲当量δp（mm/脉冲）确定，并且滚珠丝杆导程L角θb（℃/脉冲）都也已初步选定后，则可用下式来计算，该轴伺服传动系统的传动比：5.2/25.165.1/75.0/01.036000=====i mm L mm L i b p pb 代入得：脉冲由θδδθ ……………………… 3.138尽可能使i=1，这时可使步进电机直接与丝杆联结，有利于简化结构，提高精度，所以i=1.25，取θb=0.75。
二. 传动系统等效转动惯量计算传动系统的转动惯量是一种惯性负载，在电机选用时必须加以考虑。
由于传动系统的各传动部件并不都与电机轴的同轴线，还成在各传动部件转动惯量向电机轴折算问题。
最后，要计算整个传动系统折算到电机轴上的总转动惯量，即传动系统等效转动惯量。
这些比如：转动惯量计算的基本公式、齿轮转动惯量折算、滚珠丝杆转动惯量Js 折算、工作台质量折算和传动系统等效转动惯量计算可见相关的参考书，在这里就不作详细的说明与计算了。
三. 滚珠丝杆螺母的选型和校核 1. 滚珠丝杆螺母副类型选择 1） 主要种类滚珠丝杆螺母副由专门工厂制造，当类别、型号选定和校核后，可以外购。
滚珠丝杆副的类别主要从三个方面考虑：循环方式、循环列数与圈数、预紧方式。
钢珠在丝杆与螺母之间的滚动是一个循环闭路。
根据回珠方式可分两类：内循环和外循环。
本次设计中根据应用的需要选：外循环。
钢珠每一个循环闭路称为列。
每个滚珠循环闭路内所含导程数称为圈数。
外循环滚珠丝杆副的每个螺母有1列2.5圈，1列3.5圈，2列1.5圈，2列2.5圈等，种类很多。
本次设计中采用的是外循环2列3.5圈。
为了消除间隙和提高滚珠丝杆副的刚度，可以预加载荷，使它在过盈的条件下工作，称为预紧。
常用的滚珠丝杆副预紧方法有：双螺母垫片式预紧、双螺母螺纹式预紧、双螺母齿差式预紧等。
预紧后的刚度可提高到为无预紧时的2倍。
但是，预加载荷过大，将使寿命下降和摩擦力矩加大。
通常，滚珠丝杆在出厂时，就已经由制造厂调好预加载荷，并且预加载荷往往与丝杆副的额定动载荷有一定的比例关系。
本次设计中的采用的是垫片式预紧，调整方法—调整垫片厚度，使螺母产生轴向位移。
这种方法结构简单，装卸方便，刚度高；但调整不便，滚道有磨损时，不能随时消除间隙和预紧，适用于高刚度重载传动。
2）参数及代号A. 滚珠丝杆副的主要参数a. 公称直径dm ，公称直径即滚珠丝杆的名义直径，dm越大，承载能力和刚度越大。
数控机床常用进给丝杆的公称直径dm为Φ30mm至Φ80mm。
本次设计中选用的公称直径为Φ40mm。
b. 基本导程（螺距）L。
丝杆相对于螺母旋转2Лrad时，螺母的轴向位移。
基本导程也称为螺距。
它按承载能力选取，并与进给系统的脉冲当量的要求有关。
本次设计中的导程L=6mm。
c. 精度等级。
滚珠丝杆副按其使用范围及要求分为7个精度等级，即1，2，3，4，5，7，及10七个精度等级，1级精度最高，其余依次逐级降低，一般选取4级～7级，数控车床及精密机械可选用2级～3级。
滚珠丝杆副的精度直接影响定位精度、承载能力和接触刚度，因此它是滚珠丝杆副的重要质量指标，选用时要予以注意。
本次所设计的机床是数控机床，所以选用的精度等级还是很高的，是3级。
B. 滚珠丝杆副代号的标注2. 滚珠丝杆螺母副的型号选择及校核步骤 1） 最大工作载荷计算2） 最大动负载C 的计算及主要尺寸初选 3） 传动效率计算滚珠丝杆螺母副的传动效率η为 ()ψλλη+=tg tg …………………………3.139式中：λ为丝杆螺旋升角，可据初选型号查出；ψ为摩擦角，滚珠丝杆副的滚动摩擦系数f=0.003～0.004，其摩擦角约等于10ˊ。
滚珠丝杆副的传动效率较高，一般在0.8～0.9之间。
4） 刚度验算 5） 压杆稳定性验算以上所有没有作出详细验算和校核过程的，在初稿上已经经校核都是符合所选的滚珠丝杆副的要求。