毕业设计（论文）-φ400mm数控车床总体设计及主轴箱设计

PAGEV毕业设计(论文)设计题目：Φ400mm的数控车床总体设计及主轴箱进给设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日 PAGE62摘要当前在我国国民经济的各行各业发挥着越来越重要的作用，数控机床已经成为企业技术改造的首先设备之一。我国的数控技术发展很快，呈现出高速度、高精度、高可靠性、多轴控制、工艺复合、集成化、智能化、网络化合环保化发展的态势。与国外数控技术的发展相比，我国数控技术的发展仍然存在着较大差距。通过该课题的研究，努力达到以下目的：1、加强数控机床结构设计和模块化训练；2、加强数控机床功能部件的选型与设计计算的训练；3、加强数控机床的整机设计中应该把握的主要问题的训练关键词：车床，数控，伺服电机，滚珠丝杠AbstractAtpresentinourcountryalltradesandprofessionsofnationaleconomyisplayinganincreasinglyimportantrole,CNCmachinehasbecomethefirstdeviceofthetechnologicaltransformationofenterprises.Numericalcontroltechnologyofourcountryisdevelopingveryquickly,showingahighspeed,highprecision,highreliability,multiaxiscontrol,compositetechnology,integrated,intelligent,networkcombiningenvironmentalprotectiondevelopment.Comparedwithforeigndevelopmentofnumericalcontroltechnology,numericalcontroltechnologyinChinastillhasalargegapinthedevelopmentof.Throughtheresearch,effortstoachievethefollowingobjectives:1,strengthenstructuredesignoftheNCmachinetoolandthemodulartraining;2,strengthenthefunctionalcomponentsofNCmachinetoolselectionanddesigncalculationofthetraining;3,strengthentheNCmachinetoolinmachinedesignshouldgraspthemainproblemsintrainingKeywords:lathe,numericalcontrol,servomotor,theballscrew目录摘要 IIAbstract III目录 IV第1章数控机床发展概述 11.1数控机床及其特点 11.1.1数控机床与普通机床的区别 11.1.2数控机床的适用范围 21.2数控机床的工艺范围及加工精度 21.3数控机床发展趋势 3第2章数控机床总体方案的制订及比较 42.1总体方案设计的内容 42.1.1系统运动方式的确定 42.1.2伺服系统的选择 52.1.3执行机构传动方式的确定 52.1.4计算机的选择 62.2总体设计方案的确定 62.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择 62.2.2计算机系统 62.2.3机械传动方式 6第3章确定切削用量及选择刀具 73.1刀具选择 73.2切削用量确定 73.3切削三要素 83.4加工精度和表面粗糙度 83.5刀具材料 11第4章传动方案和传动系统图的拟定 124.1确定极限转速 124.2确定公比 124.3求出主轴转速级数Z 124.4确定结构网或结构式 124.5绘制转速图 12第5章主要设计零件的计算和验算 145.1主轴箱的箱体 145.2传动系统的I轴及轴上零件设计 155.2.1普通V带传动的计算 155.2.2多片式摩擦离合器的计算 175.2.3齿轮的验算 195.2.4传动轴的验算 215.2.5轴承疲劳强度校核 235.3.传动系统的Ⅱ轴及轴上零件设计 245.3.1齿轮的验算 245.3.2传动轴的验算 275.3.3轴组件的刚度验算 285.4传动系统的Ⅲ轴及轴上零件设计 305.4.1齿轮的验算 305.4.2传动轴的验算 335.4.3轴组件的刚度验算 355.4传动系统的Ⅳ轴及轴上零件设计 375.4.1齿轮的验算 375.4.2传动轴的验算 405.4.3轴组件的刚度验算 425.5.传动系统的Ⅴ轴及轴上零件设计 445.5.1齿轮的验算 445.5.2传动轴的验算 485.5.3轴组件的刚度验算 49致谢 53参考文献 54毕业设计（论文）PAGE63第1章数控机床发展概述近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。目前国外机械设备的数控化率已达到85%以上，而我国的机械设备的数控化率不足20%，随着我国机制行业新技术的应用，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（汽铣、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。1.1数控机床及其特点1.1.1数控机床与普通机床的区别数控机床对零件的加工过程，是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的。它是一种高效能自动或半自动机床，与普通机床相比，具有以下明显特点：

1.适合于复杂异形零件的加工

数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工业中得到广泛应用。

2.加工精度高

3.加工稳定可靠

实现计算机控制，排除人为误差，零件的加工一致性好，质量稳定可靠。

4.高柔性

加工对象改变时，一般只需要更改数控程序，体现出很好的适应性，可大大节省生产准备时间。在数控机床的基础上，可以组成具有更高柔性的自动化制造系统—FMS。

5.高生产率

数控机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高，一般为普通机床的3～5倍，对某些复杂零件的加工，生产效率可以提高十几倍甚至几十倍。

6.劳动条件好

机床自动化程度高，操作人员劳动强度大大降低，工作环境较好。

7.有利于管理现代化

采用数控机床有利于向计算机控制与管理生产方面发展，为实现生产过程自动化创造了条件。

8.投资大，使用费用高

9.生产准备工作复杂

由于整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。

10.维修困难

数控机床是典型的机电一体化产品，技术含量高，对维修人员的技术要求很高。1.1.2数控机床的适用范围由于数控机床的上述特点，适用于数控加工的零件有：

·批量小而又多次重复生产的零件；

·几何形状复杂的零件；

·贵重零件加工；

·需要全部检验的零件；

·试制件。

对以上零件采用数控加工，才能最大限度地发挥出数控加工的优势。1.2数控机床的工艺范围及加工精度数控车床是一种高精度、高效率的自动化机床，也是使用数量最多的数控机床，约占数控机床总数的25%。它主要用于精度要求高、表面粗糙度好、轮廓形状复杂的轴类、盘类等回转体零件的加工，能够通过程序控制自动完成园柱面、圆锥面、圆弧面和各种螺纹的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔等加工。由于数控车床具有加工精度高、能作直线和圆弧插补功能，有些数控车床还具有非圆曲线插补功能以及加工过程中具有自动变速功能等特点，所以它的工艺范围要比普通车床要宽得多。1.精度要求高的回转体零件由于数控车床刚性好，制造和对刀精度高，以及能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工精度要求高的零件，甚至可以以铣代磨。2.表面粗糙度要求高的回转体零件数控车床具有恒线速切削功能，能加工出表面粗糙度小的均匀的零件。使用恒线速切削功能，就可选用最佳速度来切削锥面和端面，使切削后的工件表面粗糙度既小又一致。数控车床还适合加工各表面粗糙度要求不同的工件。粗糙度要求大的部位选用较大的进给量，要求小的部位选用小的进给量。3.轮廓形状特别复杂和难于控制尺寸的回转体零件由于数控车床具有直线和圆弧插补功能，部分车床数控装置还有某些非圆曲线和平面曲线插补功能，所以可以加工形状特别复杂或难于控制尺寸的的回转体零件。1.3数控机床发展趋势1.高速、高效、高精度、高可靠性（1）高速、高效加工进入21世纪，机床向高速化方向发展:大幅度提高加工效率、降低加工成本，提高零件的表面加工质量和精度.上世纪90年代以来欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。（2）高精度、超精密化加工当前，机械加工高精度的要求较普通的加工精度提高了一倍.达到5微米;精密加工精度提高了两个数量级，超精密加工精度进入纳米级(0.001微米)，主轴回转精度要求达到0.01-0.05微米，加工圆度为0.1微米加工表面粗糙度Ra0.003微米等从精密加工发展到超精密加工〔特高精度加工)，是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级(<10nm).其应用范围日趋广泛（3）高可靠性是指数控系统的可靠性要高于被控设备的可靠性在一个数量级以上，但也不是可靠性越高越好，仍然是适度可靠对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在16小时内连续正常工作，无故障率P(t)=99%以上的话，则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时.当前国外数控装置的MIBF值已达60000小时以上，驱动装置达30000小时以上.2.模块化、智能化、柔性化和集成化(1)模块化、专门化与个性化为了适应数控机床多品种、小批量的特点.机床结构模块化，数控功能专门化，机床性能价格比显著提高并加快优化。个性化是近几午来特别明显的发展趋势.(2)智能化在数控系统中智能化的内容包括①为追求加工效率和加工质量方面的智能化:如自适应控制，工艺参数自动生成:②为提高驱动性能及使用连接方便方面的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算等:③简化编程、简化操作方面的智能化:④智能诊断、智能监控方面的内容等。(3)柔性化和集成化数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMSF、TLF、ML)向面(工段车间独立制造岛、工厂自动化FA)、体(CIMS,分布式网络集成制造系统)的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展.3.开放性为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、柔性化及数控迅速发展的耍求，最重耍的发展趋势是体系结构的开放性，设计生产开放式的数控系统，例如美国的OMAC,欧共体的OSACA及日本的OSEC发展开触式数控的计划等。第2章数控机床总体方案的制订及比较2.1总体方案设计的内容数控系统总体方案的拟定应包括以下内容:系统运动方式的确定、伺服系统的选择、执行机构的结构及传动方式的确定、计算机系统的选择等内容。根据设计任务要求，有三种方案可供选择：方案一：将Z轴(纵向)、X轴(横向)的进给改为微机控制，实现二坐标控制联动的开环控制。方案二:将Z轴(纵向)、X轴(横向)改为微机控制，实现两坐标控制，两坐标轴联动的开环控制2.1.1系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统、连续控制系统和点位/直线控制系统。如果工件相对于刀具移动过程中不进行切削，可选用点位控制方式。例如，数控钻床，在工作台移动过程中钻头并不进行钻孔加工，因此数控系统可采用点位控制方式。对于点位控制系统的要求是快速定位，保证定位精度。连续控制系统要求工作台和刀具沿各坐标轴的运动有确定的函数关系，能够控制刀具沿任意直线或曲线运动，控制每一个轴的位置和速度，使得各个轴同步协调到达目标点。连续控制系统不仅控制目标点，而且控制刀具到达这些目标点的整个路径，使刀具始终接触工件并制造出希望的形状，所以具有连续控制系统的数控机床可以加工各种外形轮廓复杂的零件，故而连续控制系统又称为轮廓控制系统或仿型系统。在点位控制系统中不具有连续控制系统中所具有的轨迹计算装置，而连续控制系统中却具有点位系统的功能。例如，数控车床、数控车床等。点位-直线系统，不但要求工作台运动的终点坐标，还要求工作台沿坐标轴运动过程中切削工作，进行简单的铣削和铣削作业。其控制方法与点位系统十分相似，故有时也将这两种系统统称为点位控制系统。例如，数控镗车床等。2.1.2伺服系统的选择伺服系统可以分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统中，没有反馈电路，不带检测装置，指令信号是单方向传送的。指令发出后，不再反馈回来，故称为开环控制。开环控制系统主要由步进电机驱动。开环伺服系统结构简单，成本低廉，容易掌握，调试和维修都比较简单。目前国内大力发展的经济型数控机床普遍采用开环伺服系统。闭环控制系统具有装在机床移动部件上的检测反馈元件，用来检测实际位移量，能补偿系统的误差，因而伺服控制精度高。闭环系统多采用直流伺服电机或交流伺服电机驱动。但闭环系统造价高、结构和调试较复杂，多用于精度要求高的场合。半闭环控制系统与闭环控制系统不同，不直接检测工作台的位移半闭环控制系统与闭环控制系统不同，不直接检测工作台的位移量，而是检测元件测出驱动轴的转角，再间接推算出工作台实际的位移量，也有反馈回路，其性能介于开环系统和闭环系统之间。2.1.3执行机构传动方式的确定为确定数控系统传动精度和工件平稳性，在设计机械传动装置时，通常提出低摩擦、低惯量、高刚度、无间隙、高谐振以及适当的阻尼比要求。在设计中应考虑以下几点：尽量采用低摩擦的传动和导向元件。例如，采用滚珠丝杠螺母传动副、滚动导轨、贴塑导轨等。尽量消除传动间隙。例如，采用消隙齿轮等。提高系统刚度。缩短传动链可以提高系统的传动刚度、减小传动链误差。也可以用预紧的方法提高系统刚度。例如，采用预加负载的滚动导轨和滚动丝杠副等。2.1.4计算机的选择微机数控系统由CPU、存储扩展电路、I/O接口电路、伺服电机驱动电路、检测电路等组成。2.2总体设计方案的确定2.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择由于改造后的经济型数控车床应具有定位、直线插补、顺圆插补、逆圆插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。考虑到属于经济型数控机床加工精度不高，为了简化结构、降低成本容易调试和维护，经济型数控车床应选用步进电机开环控制系统。2.2.2计算机系统根据机床要求采用8位微机。由于MCS-51系列单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强性能价格比高等特点，决定采用MCS-51系列的80C31单片机扩展系统。控制系统由微机部分、键盘、显示器，I/O接口及光隔离电路，步进电机功率放大电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。2.2.3机械传动方式为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动给丝杠。为保证一定的传动精度和平稳性，应尽量减少摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。同时为提高传动刚度和消除间隙，采用有预加负载的结构。齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的结构。第3章确定切削用量及选择刀具3.1刀具选择（一）刀具选择：铣平面：硬质合金端铣刀或立铣刀，尽是采用二次走刀。凸台、凹槽、箱口面：立铣刀。毛坯表面或粗加工孔：镶硬质合金刀片的玉米铣刀（粗皮刀）。立体型面和变斜角轮廓外形：球刀、环形刀、锥形刀、盘形刀。（二）原则：安装调整方便、刚性好、耐用和精度高。尽是用较短刀柄，保证刚性。（三）排序原则减少刀具数量；装夹一次，尽是加工完；即使刀具规格相同，粗、精加工刀具分开；先铣后钻；精加工，先曲面后二维轮廓；尽可能自动换刀。3.2切削用量确定粗：效率；半精、精：质量、兼顾效率。1、主轴转速n：根据线速度v确定：πV=(端铣：150m/min；周铣：30m/min)2、切深t：最好是t等于加工余量。3、切宽L：与刀具直径成正比，与切深成反比。L＝0.6－0.9d粗加工：大切深、大进给、低切速。精加工：小切深、小进给、高切速。3.3切削三要素主轴转速、切削深度、进给速度。少切削，快进给。3.4加工精度和表面粗糙度1、加工精度：尺寸精度、形状精度、位置精度。（1）尺寸精度：公差与配合国家标准（GB1800－1804-97）。IT01、IT0、IT1、IT2……IT18。新公差等级与旧公差等级的对照及应用新公差等级旧精度等级加工方法应用轴孔IT01－IT2无研磨用于量块、量仪制造IT3－IT4研磨用于精密仪表、精密机件的光整加工IT51无研磨、珩磨、精磨、精铰、精拉用于一般精密配合。IT7－IT6在机床和较精密的机器、仪器制造中用得最为普遍IT621IT732磨削、拉削、铰孔、精铣、精镗、精铣、粉末冶金IT83－4IT94铣、镗、铣、刨、插用于一般要求。主要用于长度尺寸的配合外，如键和键槽的配合IT105IT116粗铣、粗镗、粗铣、粗刨、插、钻、冲压、压铸用于不重要的配合。IT12－IT13也用于非配合IT12－IT137IT148冲压、压铸用于非配合IT15－IT189－12铸、锻、焊、气割（2）形状精度：零件上的线、面要素的实际形状相对于理想形状的准确程度。国家标准（GB1182－1184-80）规定了六项形状公差：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度。（3）位置公差：零件上点、线、面要素的实际位置相对于理想位置的准确程度。国家标准（GB1182－1184-80）规定了八项位置公差：定向：平行度、垂直度、倾斜度。定位：同轴度、对称度、位置度。跳动：圆跳动、全跳动。2、表面粗糙度：表面上微小峰谷高低程度。国家标准（GB3503-83、GB1031－83、GB131-83）轮廓算术平均偏差：Ra＝或近似于Ra＝微观不平十点高度：Rz＝(+)在常用数值范围内（Ra＝0.25－6.3μm，Rz＝0.1－25μm），在图样上应优先选用Ra。表面粗糙度Ra、Rz允许值及加工方法表表面要求表面特征Ra(μm)Rz(μm)加工方法旧国际光洁度级别代号第1系列第2系列第1系列第2系列不加工毛坯表面清除毛刺1600∽12501000800630500100400粗加工明显可见的刀纹80320粗铣粗铣粗刨钻粗锉▽16325050200可见刀纹40160▽23212525100微见刀纹2080▽316.06312.550半精加工可见加工痕迹1040半精铣精铣精铣精刨粗磨▽48326.325微见加工痕迹520▽54163.212.5不见加工痕迹2.510▽6281.6精加工可辨加工痕迹的方向1.256.3精铰刮精拉精磨▽71.0050.84微辨加工痕迹的方向0.633.2▽2.0不辨加工痕迹的方向0.321.6▽1.00精密加工暗光泽面0.160.80精密磨削珩磨研磨超精加工抛光▽100.1250.630.10.50亮光泽面0.0800.40▽110.0630.320.050.25镜状光泽面0.0400.20▽120.0320.160.0250.125雾状光泽面0.0200.10▽130.0160.0800.0120.063镜面0.0100.050镜面磨削研磨▽140.0080.0400.0250.0323.5刀具材料碳素工具钢T10A、T12A：HRC60-64,200-250℃，V＜8m/min。合金工具钢CrWMn、9SiCr：350-400℃，V＜10m/min。高速钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2：HRC62-67，550-600℃，V＜30m/min；110W1.5Mo9.5Cr4Vco8、W6Mo5Cr4V2Al：HRC68-70，＞600℃4、硬质合金：HRA89-93（HRC74-82），850-1000℃，V＝100-300m/min。另外，还有新型硬质合金、陶瓷材料、人造金刚石、立方氮化硼等。第4章传动方案和传动系统图的拟定根据任务书要求，Φ400mm数控车床调速范围：10/1400r·min-14.1确定极限转速已知主轴最低转速nmin为10mm/s,最高转速nmax为1400mm/s，转速调整范围为Rn=nmax/nmin=144.2确定公比选定主轴转速数列的公比为φ＝1.264.3求出主轴转速级数ZZ=lgRn/lgφ+1=lg14/lg1.12+1=244.4确定结构网或结构式24=2×3×2×24.5绘制转速图（1）选定电动机一般金属切削机床的驱动，如无特殊性能要求，多采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。Y系列电动机高效、节能、起动转矩大、噪声低、振动小、运行安全可靠。根据机床所需功率选择Y160M-4，其同步转速为1500r/min。（2）分配总降速传动比总降速传动比为uII=nmin/nd=10/1500≈6.67×10－3,nmin为主轴最低转速，考虑是否需要增加定比传动副，以使转速数列符合标准或有利于减少齿轮和及径向与轴向尺寸，并分担总降速传动比。然后，将总降速传动比按“先缓后急”的递减原则分配给串联的各变速组中的最小传动比。（3）确定传动轴的轴数传动轴数＝变速组数+定比传动副数+1=6（4）绘制转速图先按传动轴数及主轴转速级数格距lgφ画出网格，用以绘制转速图。在转速图上，先分配从电动机转速到主轴最低转速的总降速比，在串联的双轴传动间画上u(k→k+1)min.再按结构式的级比分配规律画上各变速组的传动比射线，从而确定了各传动副的传动比。依据题目要求选级数Z=8，=1.41=1.065考虑到设计的结构复杂程度要适中，故采用常规的扩大传动。各级转速数列可直接从标准的数列表中查出，按标准转速数列为：10，12.5，16，20，25，32，40,50,63,80,100,125,160,200,250,320,400,450,500,560,710,900,1120,1400图4-1Φ400mm数控车床转速图 第5章主要设计零件的计算和验算5.1主轴箱的箱体主轴箱中有主轴、变速机构，操纵机构和润滑系统等。主轴箱除应保证运动参数外，还应具有较高的传动效率，传动件具有足够的强度或刚度，噪声较低，振动要小，操作方便，具有良好的工艺性，便于检修，成本较低，防尘、防漏、外形美观等。箱体材料以中等强度的灰铸铁HT150及HT200为最广泛,本设计选用材料为HT20-40.箱体铸造时的最小壁厚根据其外形轮廓尺寸(长×宽×高),按下表选取.长×宽×高()壁厚(mm)<500×500×3008-12>500×500×300-800×500×50010-15>800×800×50012-20由于箱体轴承孔的影响将使扭转刚度下降10%-20%，弯曲刚度下降更多，为弥补开口削弱的刚度，常用凸台和加强筋；并根据结构需要适当增加壁厚。如中型车床的前支承壁一般取25mm左右，后支承壁取22mm左右，轴承孔处的凸台应满足安装调整轴承的需求。箱体在主轴箱中起支承和定位的作用。Φ400MM主轴箱中共有15根轴，轴的定位要靠箱体上安装空的位置来保证，因此，箱体上安装空的位置的确定很重要。本设计中各轴安装孔的位置的确定主要考虑了齿轮之间的啮合及相互干涉的问题，根据各对配合齿轮的中心距及变位系数，并参考有关资料，箱体上轴安装空的位置确定如下：中心距(a)=1/2（d1+d2）+ym（式中y是中心距变动系数）中心距Ⅰ-Ⅱ=（56+38）/2×2.25=105.75mm中心距Ⅰ-Ⅶ=（50+34）/2×2.25=94.5mm中心距Ⅱ-Ⅶ=（30+34）/2×2.25=72mm中心距Ⅱ-Ⅲ=（39+41）/2×2.25=90mm中心距Ⅲ-Ⅳ=（50+50）/2×2.5=125mm中心距Ⅴ-Ⅷ=（44+44）/2×2=88mm中心距Ⅴ-Ⅵ=（26+58）/2×4=168mm中心距Ⅷ-Ⅸ=（58+26）/2×2=84mm中心距Ⅸ-Ⅵ=（58+58）/2×2=116mm中心距Ⅸ-Ⅹ=（33+33）/2×2=66mm中心距Ⅸ-Ⅺ=（25+33）/2×2=58mm综合考虑其它因素后，将箱体上各轴安装空的位置确定如下图：上图中XIV、XV轴的位置没有表达清楚具体位置参见零件图。箱体在床身上的安装方式，机床类型不同，其主轴变速箱的定位安装方式亦不同。有固定式、移动式两种。车床主轴箱为固定式变速箱，用箱体底部平面与底部突起的两个小垂直面定位，用螺钉和压板固定。本主轴箱箱体为一体式铸造成型，留有安装结构，并对箱体的底部为安装进行了相应的调整。箱体的颜色根据机床的总体设计确定，并考虑机床实际使用地区人们心理上对颜色的喜好及风俗。箱体中预留了润滑油路的安装空间和安装螺纹孔及油沟，具体表达见箱体零件图。5.2传动系统的I轴及轴上零件设计5.2.1普通V带传动的计算普通V带的选择应保证带传动不打滑的前提下能传递最大功率，同时要有足够的疲劳强度，以满足一定的使用寿命。设计功率（kW）——工况系数，查《机床设计指导》（任殿阁，张佩勤主编）表2-5，取1.1；故小带轮基准直径为130mm；带速；大带轮基准直径为230mm初选中心距＝1000mm,由机床总体布局确定。过小，增加带弯曲次数；过大，易引起振动。带基准长度查《机床设计指导》（任殿阁，张佩勤主编）表2-7，取＝2800mm;带挠曲次数＝1000mv/=7.0440；实际中心距故小带轮包角单根V带的基本额定功率,查《机床设计指导》（任殿阁，张佩勤主编）表2-8，取2.28kW；单根V带的基本额定功率增量——弯曲影响系数，查表2-9，取——传动比系数，查表2-10，取1.12故；带的根数——包角修正系数，查表2-11，取0.93；——带长修正系数，查表2-12，取1.01；故圆整z取4；单根带初拉力q——带每米长质量，查表2-13，取0.10；故＝58.23N带对轴压力5.2.2多片式摩擦离合器的计算设计多片式摩擦离合器时，首先根据机床结构确定离合器的尺寸，如为轴装式时，外摩擦片的内径d应比花键轴大2～6mm，内摩擦片的外径D的确定，直接影响离合器的径向和轴向尺寸，甚至影响主轴箱内部结构布局，故应合理选择。摩擦片对数可按下式计算Z≥2MnK/fb[p]式中Mn——摩擦离合器所传递的扭矩（N·mm）；Mn＝955×η/＝955××11×0.98/800＝1.28×（N·mm）;Nd——电动机的额定功率（kW）；——安装离合器的传动轴的计算转速（r/min）；η——从电动机到离合器轴的传动效率；K——安全系数，一般取1.3～1.5；f——摩擦片间的摩擦系数，由于磨擦片为淬火钢，查《机床设计指导》表2-15，取f=0.08；——摩擦片的平均直径（mm）;=（D+d）/2＝67mm;b——内外摩擦片的接触宽度（mm）；b=（D-d）/2=23mm；——摩擦片的许用压强（N/）；＝＝1.1×1.00×1.00×0.76＝0.836——基本许用压强（MPa），查《机床设计指导》表2-15，取1.1；——速度修正系数＝n/6×=2.5（m/s）根据平均圆周速度查《机床设计指导》表2-16，取1.00；——接合次数修正系数，查《机床设计指导》表2-17，取1.00；——摩擦结合面数修正系数，查《机床设计指导》表2-18，取0.76。所以Z≥2MnK/fb[p]＝2×1.28××1.4/（3.14×0.08××23×0.836＝11卧式车床反向离合器所传递的扭矩可按空载功率损耗确定，一般取＝0.4＝0.4×11＝4.4最后确定摩擦离合器的轴向压紧力Q，可按下式计算：Q=b(N)＝1.1×3.14××23×1.00＝3.57×式中各符号意义同前述。摩擦片的厚度一般取1、1.5、1.75、2（mm），内外层分离时的最大间隙为0.2～0.4（mm）,摩擦片的材料应具有较高的耐磨性、摩擦系数大、耐高温、抗胶合性好等特点，常用10或15钢，表面渗碳0.3～0.5（mm）,淬火硬度达HRC52～62。5.2.3齿轮的验算验算齿轮强度，应选择相同模数承受载荷最大的齿数最小的齿轮，进行接触应力和弯曲应力验算。一般对高速传动的齿轮验算齿面接触应力，对低速传动的齿轮验算齿根弯曲应力。对硬齿面、软齿芯渗碳淬火的齿轮，一定要验算齿根弯曲应力。接触应力的验算公式为（MPa）≤[]（3-1）弯曲应力的验算公式为（3-2）式中N-齿轮传递功率（KW），N=；T-齿轮在机床工作期限（）内的总工作时间（h），对于中型机床的齿轮取=15000~20000h，同一变速组内的齿轮总工作时间可近似地认为T=/P，P为变速组的传动副数；-齿轮的最低转速（r/min）;-基准循环次数；查表3-1（以下均参见《机床设计指导》）m—疲劳曲线指数，查表3-1；—速度转化系数，查表3-2；—功率利用系数，查表3-3；—材料强化系数，查表3-4；—的极限值，见表3-5，当≥时，则取=；当＜时，取=；—工作情况系数，中等冲击的主运动，取=1.2~1.6；—动载荷系数，查表3-6；—齿向载荷分布系数，查表3-9；Y—标准齿轮齿形系数，查表3-8；[]—许用接触应力（MPa）,查表3-9；[]—许用弯曲应力（MPa），查表3-9。如果验算结果或不合格时，可以改变初算时选定的材料或热处理方法，如仍不满足时，就得采取调整齿宽或重新选择齿数及模数等措施。I轴上的齿轮采用整淬的方式进行热处理传至I轴时的最大转速为：N==5.625kw在离合器两齿轮中齿数最少的齿轮为50×2.25，且齿宽为B=12mmu=1.05=≤[]=1250MP符合强度要求。验算56×2.25的齿轮：=≤[]=1250MP符合强度要求5.2.4传动轴的验算对于传动轴，除重载轴外，一般无须进行强度校核，只进行刚度验算。轴的抗弯断面惯性矩（）花键轴=式中d—花键轴的小径（mm）；i—花轴的大径（mm）；b、N—花键轴键宽，键数；传动轴上弯曲载荷的计算，一般由危险断面上的最大扭矩求得： =式中N—该轴传递的最大功率（kw）; —该轴的计算转速（r/min）。传动轴上的弯矩载荷有输入扭矩齿轮和输出扭矩齿轮的圆周力、径向力，齿轮的圆周力式中D—齿轮节圆直径（mm）,D=mZ。 齿轮的径向力： 式中α—为齿轮的啮合角，α＝20º；ρ—齿面摩擦角，；β—齿轮的螺旋角；β＝0故N花键轴键侧挤压应力的验算花键键侧工作表面的挤压应力为：式中—花键传递的最大转矩（）； D、d—花键轴的大径和小径（mm）；L—花键工作长度； N—花键键数； K—载荷分布不均匀系数，K=0.7～0.8； 故此花键轴校核合格5.2.5轴承疲劳强度校核 机床传动轴用滚动轴承，主要是因疲劳破坏而失效，故应进行疲劳验算。其额定寿命的计算公式为： C—滚动轴承的额定负载（N）,根据《轴承手册》或《机床设计手册》查取，单位用（kgf）应换算成（N）；—速度系数，为滚动轴承的计算转速（r/mm）—寿命系数，—寿命系数，对球轴承=3，对滚子轴承=；工作情况系数，对轻度冲击和振动的机床（车床、铣床、钻床、磨床等多数机床），；—功率利用系数，查表3—3；—速度转化系数，查表3—2；—齿轮轮换工作系数，查《机床设计手册》；P—当量动载荷，按《机床设计手册》。故轴承校核合格5.3.传动系统的Ⅱ轴及轴上零件设计5.3.1齿轮的验算验算齿轮强度，应选择相同模数承受载荷最大的齿数最小的齿轮，进行接触应力和弯曲应力验算。一般对高速传动的齿轮验算齿面接触应力，对低速传动的齿轮验算齿根弯曲应力。对硬齿面、软齿芯渗碳淬火的齿轮，一定要验算齿根弯曲应力。接触应力的验算公式为（MPa）≤[]（3-1）弯曲应力的验算公式为（5-2）式中N-齿轮传递功率（KW），N=；-电动机额定功率（KW）；-从电动机到所计算的齿轮的机械效率；-齿轮计算转速（r/min）;m-初算的齿轮模数（mm）;B-齿宽（mm）Z-小齿轮齿数；u-大齿轮与小齿轮齿数之比，u≥1，“+”号用于外啮合，“-”号用于内啮合；-寿命系数：-工作期限系数：T-齿轮在机床工作期限（）内的总工作时间（h），对于中型机床的齿轮取=15000~20000h，同一变速组内的齿轮总工作时间可近似地认为T=/P，P为变速组的传动副数；-齿轮的最低转速（r/min）;-基准循环次数；查表3-1（以下均参见《机床设计指导》）m—疲劳曲线指数，查表3-1；—速度转化系数，查表3-2；—功率利用系数，查表3-3；—材料强化系数，查表3-4；—的极限值，见表3-5，当≥时，则取=；当＜时，取=；—工作情况系数，中等冲击的主运动，取=1.2~1.6；—动载荷系数，查表3-6；—齿向载荷分布系数，查表3-9；Y—标准齿轮齿形系数，查表3-8；[]—许用接触应力（MPa）,查表3-9；[]—许用弯曲应力（MPa），查表3-9。如果验算结果或不合格时，可以改变初算时选定的材料或热处理方法，如仍不满足时，就得采取调整齿宽或重新选择齿数及模数等措施。Ⅱ轴上的双联滑移齿轮采用整淬的方式进行热处理传至Ⅱ轴时的最大转速为：m=2.25N==5.77kw在双联滑移齿轮中齿数最少的齿轮为38×2.25，且齿宽为B=14mmu=1.05=≤[]=1250MP故双联滑移齿轮符合标准验算39×2.25的齿轮：39×2.25齿轮采用整淬N==5.71kwB=14mmu=1=≤[]=1250MP故此齿轮合格验算22×2.25的齿轮：22×2.25齿轮采用整淬N==5.1kwB=14mmu=4=≤[]=1250MP故此齿轮合格验算30×2.25齿轮：30×2.25齿轮采用整淬N==5.1kwB=14mmu=1=≤[]=1250MP故此齿轮合格5.3.2传动轴的验算对于传动轴，除重载轴外，一般无须进行强度校核，只进行刚度验算。轴的抗弯断面惯性矩（）花键轴=式中d—花键轴的小径（mm）；i—花轴的大径（mm）；b、N—花键轴键宽，键数；传动轴上弯曲载荷的计算，一般由危险断面上的最大扭矩求得： =式中N—该轴传递的最大功率（kw）; —该轴的计算转速（r/min）。 传动轴上的弯矩载荷有输入扭矩齿轮和输出扭矩齿轮的圆周力、径向力，齿轮的圆周力：式中D—齿轮节圆直径（mm）,D=mZ。 齿轮的径向力： 式中α—为齿轮的啮合角；ρ—齿面摩擦角；β—齿轮的螺旋角；=27.86mm符合校验条件花键轴键侧挤压应力的验算花键键侧工作表面的挤压应力为：式中—花键传递的最大转矩（）； D、d—花键轴的大径和小径（mm）；L—花键工作长度； N—花键键数； K—载荷分布不均匀系数，K=0.7～0.8； 故此花键轴校核合格5.3.3轴组件的刚度验算两支撑主轴组件的合理跨距主轴组件的跨距对其刚度的影响很大，在绘制主轴组件的结构草图后，可以对合理跨距L。进行计算，以便修改草图，当跨距远大于L。时，应考虑采用三支撑结构。 《机床设计》的教科书中的主轴组件柔度方程系在主轴端部C点家在时主轴和轴承两相柔度的迭加，其极值方程为：式中L。—合理跨距；C—主轴悬伸梁； ﹑—后﹑前支撑轴承刚度 该一元三次方程求解可得为一实根： 机床传动轴用滚动轴承，主要是因疲劳破坏而失效，故应进行疲劳验算。其额定寿命的计算公式为： C—滚动轴承的额定负载（N）,根据《轴承手册》或《机床设计手册》查取，单位用（kgf）应换算成（N）；—速度系数，为滚动轴承的计算转速（r/mm）—寿命系数，—寿命系数，对球轴承=3，对滚子轴承=；工作情况系数，对轻度冲击和振动的机床（车床、铣床、钻床、磨床等多数机床），；—功率利用系数，查表3—3；—速度转化系数，查表3—2；—齿轮轮换工作系数，查《机床设计手册》；P—当量动载荷，按《机床设计手册》。故轴承校核合格5.4传动系统的Ⅲ轴及轴上零件设计5.4.1齿轮的验算验算齿轮强度，应选择相同模数承受载荷最大的齿数最小的齿轮，进行接触应力和弯曲应力验算。一般对高速传动的齿轮验算齿面接触应力，对低速传动的齿轮验算齿根弯曲应力。对硬齿面、软齿芯渗碳淬火的齿轮，一定要验算齿根弯曲应力。接触应力的验算公式为（MPa）≤[]（3-1）弯曲应力的验算公式为（3-2）式中N-齿轮传递功率（KW），N=；-电动机额定功率（KW）；-从电动机到所计算的齿轮的机械效率；-齿轮计算转速（r/min）;m-初算的齿轮模数（mm）;B-齿宽（mm）Z-小齿轮齿数；u-大齿轮与小齿轮齿数之比，u≥1，“+”号用于外啮合，“-”号用于内啮合；-寿命系数：-工作期限系数：T-齿轮在机床工作期限（）内的总工作时间（h），对于中型机床的齿轮取=15000~20000h，同一变速组内的齿轮总工作时间可近似地认为T=/P，P为变速组的传动副数；-齿轮的最低转速（r/min）;-基准循环次数；查表3-1（以下均参见《机床设计指导》）m—疲劳曲线指数，查表3-1；—速度转化系数，查表3-2；—功率利用系数，查表3-3；—材料强化系数，查表3-4；—的极限值，见表3-5，当≥时，则取=；当＜时，取=；—工作情况系数，中等冲击的主运动，取=1.2~1.6；—动载荷系数，查表3-6；—齿向载荷分布系数，查表3-9；Y—标准齿轮齿形系数，查表3-8；[]—许用接触应力（MPa）,查表3-9；[]—许用弯曲应力（MPa），查表3-9。如果验算结果或不合格时，可以改变初算时选定的材料或热处理方法，如仍不满足时，就得采取调整齿宽或重新选择齿数及模数等措施。三轴上的三联滑移齿轮采用整淬的方式进行热处理传至三轴时的最大转速为：N==5.42kw在三联滑移齿轮中齿数最少的齿轮为41×2.25，且齿宽为B=12mmu=1.05=≤[]=1250MP故三联滑移齿轮符合标准验算50×2.5的齿轮：50×2.5齿轮采用整淬N==5.1kwB=15mmu=1=≤[]=1250MP故此齿轮合格验算63×3的齿轮：63×3齿轮采用整淬N==5.1kwB=10mmu=4=≤[]=1250MP故此齿轮合格验算44×2齿轮：44×2齿轮采用整淬N==5.1kwB=10mmu=1=≤[]=1250MP故此齿轮合格5.4.2传动轴的验算对于传动轴，除重载轴外，一般无须进行强度校核，只进行刚度验算。轴的抗弯断面惯性矩（）花键轴=式中d—花键轴的小径（mm）；i—花轴的大径（mm）；b、N—花键轴键宽，键数；传动轴上弯曲载荷的计算，一般由危险断面上的最大扭矩求得： =式中N—该轴传递的最大功率（kw）; —该轴的计算转速（r/min）。 传动轴上的弯矩载荷有输入扭矩齿轮和输出扭矩齿轮的圆周力、径向力，齿轮的圆周力：式中D—齿轮节圆直径（mm）,D=mZ。 齿轮的径向力： 式中α—为齿轮的啮合角；ρ—齿面摩擦角；β—齿轮的螺旋角；=27.86mm符合校验条件花键轴键侧挤压应力的验算花键键侧工作表面的挤压应力为：式中—花键传递的最大转矩（）； D、d—花键轴的大径和小径（mm）；L—花键工作长度； N—花键键数； K—载荷分布不均匀系数，K=0.7～0.8； 故此三轴花键轴校核合格5.4.3轴组件的刚度验算两支撑主轴组件的合理跨距主轴组件的跨距对其刚度的影响很大，在绘制主轴组件的结构草图后，可以对合理跨距L。进行计算，以便修改草图，当跨距远大于L。时，应考虑采用三支撑结构。 《机床设计》的教科书中的主轴组件柔度方程系在主轴端部C点家在时主轴和轴承两相柔度的迭加，其极值方程为：式中L。—合理跨距；C—主轴悬伸梁； ﹑—后﹑前支撑轴承刚度 该一元三次方程求解可得为一实根： 机床传动轴用滚动轴承，主要是因疲劳破坏而失效，故应进行疲劳验算。其额定寿命的计算公式为： C—滚动轴承的额定负载（N）,根据《轴承手册》或《机床设计手册》查取，单位用（kgf）应换算成（N）；—速度系数，为滚动轴承的计算转速（r/mm）—寿命系数，—寿命系数，对球轴承=3，对滚子轴承=；工作情况系数，对轻度冲击和振动的机床（车床、铣床、钻床、磨床等多数机床），；—功率利用系数，查表3—3；—速度转化系数，查表3—2；—齿轮轮换工作系数，查《机床设计手册》；P—当量动载荷，按《机床设计手册》。故轴承校核合格5.4传动系统的Ⅳ轴及轴上零件设计5.4.1齿轮的验算验算齿轮强度，应选择相同模数承受载荷最大的齿数最小的齿轮，进行接触应力和弯曲应力验算。一般对高速传动的齿轮验算齿面接触应力，对低速传动的齿轮验算齿根弯曲应力。对硬齿面、软齿芯渗碳淬火的齿轮，一定要验算齿根弯曲应力。接触应力的验算公式为（MPa）≤[]（3-1）弯曲应力的验算公式为（3-2）式中N-齿轮传递功率（KW），N=；-电动机额定功率（KW）；-从电动机到所计算的齿轮的机械效率；-齿轮计算转速（r/min）;m-初算的齿轮模数（mm）;B-齿宽（mm）Z-小齿轮齿数；u-大齿轮与小齿轮齿数之比，u≥1，“+”号用于外啮合，“-”号用于内啮合；-寿命系数：-工作期限系数：T-齿轮在机床工作期限（）内的总工作时间（h），对于中型机床的齿轮取=15000~20000h，同一变速组内的齿轮总工作时间可近似地认为T=/P，P为变速组的传动副数；-齿轮的最低转速（r/min）;-基准循环次数；查表3-1（以下均参见《机床设计指导》）m—疲劳曲线指数，查表3-1；—速度转化系数，查表3-2；—功率利用系数，查表3-3；—材料强化系数，查表3-4；—的极限值，见表3-5，当≥时，则取=；当＜时，取=；—工作情况系数，中等冲击的主运动，取=1.2~1.6；—动载荷系数，查表3-6；—齿向载荷分布系数，查表3-9；Y—标准齿轮齿形系数，查表3-8；[]—许用接触应力（MPa）,查表3-9；[]—许用弯曲应力（MPa），查表3-9。如果验算结果或不合格时，可以改变初算时选定的材料或热处理方法，如仍不满足时，就得采取调整齿宽或重新选择齿数及模数等措施。Ⅸ轴上的直齿齿轮采用整淬的方式进行热处理传至Ⅸ轴时的最大转速为：N==5.42kw齿轮的模数与齿数为33×2，且齿宽为B=20mmu=1.05=≤[]=1250MP故齿轮符合标准验算58×2的齿轮：58×2齿轮采用整淬N==5.1kwB=20mmu=1=≤[]=1250MP故此齿轮合格5.4.2传动轴的验算对于传动轴，除重载轴外，一般无须进行强度校核，只进行刚度验算。轴的抗弯断面惯性矩（）花键轴=式中d—花键轴的小径（mm）；D—花轴的大径（mm）；b、N—花键轴键宽，键数；传动轴上弯曲载荷的计算，一般由危险断面上的最大扭矩求得： =式中N—该轴传递的最大功率（kw）; —该轴的计算转速（r/min）。 传动轴上的弯矩载荷有输入扭矩齿轮和输出扭矩齿轮的圆周力、径向力，齿轮的圆周力：式中D—齿轮节圆直径（mm）,D=mZ。 齿轮的径向力： 式中α—为齿轮的啮合角；ρ—齿面摩擦角；β—齿轮的螺旋角；=22.32mm符合校验条件花键轴键侧挤压应力的验算花键键侧工作表面的挤压应力为：式中—花键传递的最大转矩（）； D、d—花键轴的大径和小径（mm）；L—花键工作长度； N—花键键数； K—载荷分布不均匀系数，K=0.7～0.8； 故此花键轴校核合格5.4.3轴组件的刚度验算两支撑主轴组件的合理跨距主轴组件的跨距对其刚度的影响很大，在绘制主轴组件的结构草图后，可以对合理跨距L。进行计算，以便修改草图，当跨距远大于L。时，应考虑采用三支撑结构。 《机床设计》的教科书中的主轴组件柔度方程系在主轴端部C点家在时主轴和轴承两相柔度的迭加，其极值方程为：式中L。—合理跨距；C—主轴悬伸梁； ﹑—后﹑前支撑轴承刚度 该一元三次方程求解可得为一实根： 机床传动轴用滚动轴承，主要是因疲劳破坏而失效，故应进行疲劳验算。其额定寿命的计算公式为： C—滚动轴承的额定负载（N）,根据《轴承手册》或《机床设计手册》查取，单位用（kgf）应换算成（N）；—速度系数，为滚动轴承的计算转速（r/mm）—寿命系数，—寿命系数，对球轴承=3，对滚子轴承=；工作情况系数，对轻度冲击和振动的机床（车床、铣床、钻床、磨床等多数机床），；—功率利用系数，查表3—3；—速度转化系数，查表3—2；—齿轮轮换工作系数，查《机床设计手册》；P—当量动载荷，按《机床设计手册》。故轴承校核合格5.5.传动系统的Ⅴ轴及轴上零件设计5.5.1齿轮的验算验算齿轮强度，应选择相同模数承受载荷最大的齿数最小的齿轮，进行接触应力和弯曲应力验算。一般对高速传动的齿轮验算齿面接触应力，对低速传动的齿轮验算齿根弯曲应力。对硬齿面、软齿芯渗碳淬火的齿轮，一定要验算齿根弯曲应力。接触应力的验算公式为（MPa）≤[]（3-1）弯曲应力的验算公式为（3-2）式中N-齿轮传递功率（KW），N=；-电动机额定功率（KW）；-从电动机到所计算的齿轮的机械效率；-齿轮计算转速（r/min）;m-初算的齿轮模数（mm）;B-齿宽（mm）Z-小齿轮齿数；u-大齿轮与小齿轮齿数之比，u≥1，“+”号用于外啮合，“-”号用于内啮合；-寿命系数：-工作期限系数：T-齿轮在机床工作期限（）内的总工作时间（h），对于中型机床的齿轮取=15000~20000h，同一变速组内的齿轮总工作时间可近似地认为T=/P，P为变速组的传动副数；-齿轮的最低转速（r/min）;-基准循环次数；查表3-1（以下均参见《机床设计指导》）m—疲劳曲线指数，查表3-1；—速度转化系数，查表3-2；—功率利用系数，查表3-3；—材料强化系数，查表3-4；—的极限值，见表3-5，当≥时，则取=；当＜时，取=；—工作情况系数，中等冲击的主运动，取=1.2~1.6；—动载荷系数，查表3-6；—齿向载荷分布系数，查表3-9；Y—标准齿轮齿形系数，查表3-8；[]—许用接触应力（MPa）,查表3-9；[]—许用弯曲应力（MPa），查表3-9。如果验算结果或不合格时，可以改变初算时选定的材料或热处理方法，如仍不满足时，就得采取调整齿宽或重新选择齿数及模数等措施。轴上的斜齿轮采用调质处理的方式进行热处理传至五轴时的最大转速为：N==5.42kw斜齿轮为26×4，且齿宽为B=35mmu=1.05=≤[]=1560MP故斜齿轮符合标准验算80×2.5的齿轮：80×2.5齿轮采用调质热处理N==211.39kwB=26mmu=1=≤[]=1250MP故此齿轮合格验算50×2.5的齿轮：50×2.5齿轮采用调质热处理N==5.1kwB=10mmu=4=≤[]=1250MP故此齿轮合格5.5.2传动轴的验算对于传动轴，除重载轴外，一般无须进行强度校核，只进行刚度验算。轴的抗弯断面惯性矩（）花键轴=式中d—花键轴的小径（mm）；i—花轴的大径（mm）；b、N—花键轴键宽，键数；传动轴上弯曲载荷的计算，一般由危险断面上的最大扭矩求得： =式中N—该轴传递的最大功率（kw）; —该轴的计算转速（r/min）。 传动轴上的弯矩载荷有输入扭矩齿轮和输出扭矩齿轮的圆周力、径向力，齿轮的圆周力：式中D—齿轮节圆直径（mm）,D=mZ。 齿轮的径向力： 式中α—为齿轮的啮合角；ρ—齿面摩擦角；β—齿轮的螺旋角；=31.43mm符合校验条件花键轴键侧挤压应力的验算花键键侧工作表面的挤压应力为：式中—花键传递的最大转矩（）； D、d—花键轴的大径和小径（mm）；L—花键工作长度； N—花键键数； K—载荷分布不均匀系数，K=0.7～0.8； 故此五轴花键轴校核合格5.5.3轴组件的刚度验算两支撑主轴组件的合理跨距主轴组件的跨距对其刚度的影响很大，在绘制主轴组件的结构草图后，可以对合理跨距L。进行计算，以便修改草图，当跨距远大于L。时，应考虑采用三支撑结构。 《机床设计》的教科书中的主轴组件柔度方程系在主轴端部C点家在时主轴和轴承两相柔度的迭加，其极值方程为：式中L。—合理跨距；C—主轴悬伸梁； ﹑—后﹑前支撑轴承刚度 该一元三次方程求解可得为一实根： 机床传动轴用滚动轴承，主要是因疲劳破坏而失效，故应进行疲劳验算。其额定寿命的计算公式为： C—滚动轴承的额定负载（N）,根据《轴承手册》或《机床设计手册》查取，单位用（kgf）应换算成（N）；—速度系数，为滚动轴承的计算转速（r/mm）—寿命系数，—寿命系数，对球轴承=3，对滚子轴承=；工作情况系数，对轻度冲击和振动的机床（车床、铣床、钻床、磨床等多数机床），；—功率利用系数，查表3—3；—速度转化系数，查表3—2；—齿轮轮换工作系数，查《机床设计手册》；P—当量动载荷，按《机床设计手册》。故轴承校核合格结论在这几个月的毕业设计的过程中，我认真分析了指导老师提供的基本设计数据和要求，之后在查阅了大量工具书和期刊资料；对现在我国的数控工作台总体趋势进行分析，在网上和图书馆搜集了大量的第一手的资料，首先初步确定了本次设计的基本方案，然后设计出了具体的方案。伺服系统采用了步进电机通过弹性联轴器直接与滚珠丝杠连接驱动丝杠传动，而且其轴承采用的是角接触轴承保证其主轴不窜动，采用一个深沟来保证其径向的圆跳动。在设计中我们兼顾经济性，考虑满足精度的要求，因此对于设备及元件的选择都要求具有高精度，因此设计的成本较高。致谢首先，要感谢我的毕业设计指导XX老师。在毕业设计中，给了我许多指导性的建议和改进方法，使我在设计过程中少走弯路，在生活上也给与了一定的关心和支持。其次，也要感谢XX老师，他对我的设计提出了许多改进的建议，并且对我的设计方案，图形绘制等提出了许多宝贵的建议。对我的方案改进和图形的修改有了非常大的帮助。我也非常感谢我的父母，是他们在生活上和学习上给我关心和帮助，让我能全身心的投入到学习中。再次，也非常感谢学校能给我这次机会来进行我的毕业设计，让我把书本上的知识运用的实践中去，让我深刻的体会到了“学以致用”的道理。让我在实践中丰富和充实了自己。最后，要感谢所有曾经帮助我的同学，我的舍友，使他们的鼓励和帮助，让我的设计圆满结束。这次毕业设计不仅给我带来了知识上的收获，在做人方面也教会了我许多许多，在对待事情方面，尤其是有选择的时候自己该放弃什么，该抓住什么。什么是该自己作的，什么时候做，我明白了好多。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！参考文献碧承恩.现代数控机床.北京:机械工业出版社,1999宋丹.普通车床的数控改造设计.机械工业出版社.2003刘兴国.车床数控改造及技术.高等教育出版社.1998赵学良.伺服系统与检测装置.国防工业出版社.1997,7(6)张新义编.经济型数控机床系统设计.北京：机械工业出版社，1994冯勇等编著.现代计算机数控系统.北京：机械工业出版社，1996:96-166王润孝.机床数控原理与系统.西安：西北工业大学出版社，1997:45-62于英良.机床数控改造设计与实例.北京：机械工业出版社社,1998濮良贵，纪名刚.机械设计（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2001.WilliamOrthwein.MachineComponentDesign.WestPublishingCompany,St.Paul,T.A.Harrisetc.RollingElementBearingsDynamics[J].JournalofBasicEngineering,1959.机械设计理论机械设计是一门通过设计新产品或者改进老产品来满足人类需求的应用技术科学。它涉及工程技术的各个领域，主要研究产品的尺寸、形状和详细结构的基本构思，还要研究产品在制造、销售和使用等方面的问题。进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者机械设计工程师。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺学等方面具有深厚的基础知识。如前所诉，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科技知识本身并不一定能给人类带来好处，只有当它们被应用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到在一个特定的产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。应当把机械设计看成是机械设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制定产品的制造工艺学的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以在一个好的设计中做出所需的全部决定的。另一方面，应该认真精确的进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就使用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人墨守成规，这样做并不是一件容易的事。一位机械设计师应该不断地探索改进现有的产品的方法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的方法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新方法。在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不受各种约束。即使产生了许多不切实际的想法，也会在设计的早期，即绘制图纸之前被改正掉。只有这样，才不致于堵塞创新的思路。通常，要提出几套设计方案，然后加以比较。很有可能在最后选定的方案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来