CA6150車床主軸箱設(shè)計【含CAD圖紙源文件】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 大專（脫產(chǎn)）畢業(yè)設(shè)計開題報告書 題 目姓 名 張斌學(xué) 號專 業(yè)數(shù)控技術(shù)指導(dǎo)教師 錢小平職 稱 2007 年 11 月課題來源 對數(shù)控機(jī)床傳動系統(tǒng)的觀察，及自己的興趣愛好，對數(shù)控車傳動系統(tǒng)產(chǎn)生了濃厚的興趣?，F(xiàn)在決定以此為課題，進(jìn)行CA6150主軸傳動系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計?？茖W(xué)依據(jù)（包括課題的科學(xué)意義；國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢；應(yīng)用前景等） MPS模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)具有較好的柔性，即每站各有一套PLC控制系統(tǒng)獨立控制，且結(jié)構(gòu)簡單，功能明確，模擬性強(qiáng)，操作簡便；安裝與調(diào)整方便，制造與檢測容易。研究內(nèi)容目前要解決如下問題：電動機(jī)功率的確定、滑道角度的確定、氣缸型號的選擇機(jī)器及材料的確定?，F(xiàn)基本以機(jī)械設(shè)計為主，其它為輔。擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析（1） 設(shè)計滿足本站功能要求的自動機(jī)械裝置，包括氣動回路；（2） 根據(jù)需要選擇（或設(shè)計）原動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、執(zhí)行元件；（3） 繪制本站全套機(jī)械工程圖（裝配圖和零件圖）一份；（4） 撰寫設(shè)計計算說明書一份。研究計劃及預(yù)期成果MPS是模擬生產(chǎn)系統(tǒng)（Model Produce System）的英文縮寫，用于模擬一個典型的順序控制系統(tǒng)。模塊化MPS是用于自動化專業(yè)高級維修電工進(jìn)行PLC編程與操作以及PLC聯(lián)網(wǎng)控制技能訓(xùn)練的教學(xué)設(shè)備。整個模塊化MPS是由上料檢測站、搬運站、加工站、安裝站、安裝搬運站、分類站六個部分組成的。故每一站除了要求能單獨完成本站的一個動作過程（功能要求）外，還要考慮能將各站按一定順序聯(lián)接在一起，組成一個模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)。特色或創(chuàng)新之處這兩個系統(tǒng)的設(shè)計特點是模塊化，結(jié)構(gòu)簡單，模擬性強(qiáng)，操作簡便。每一站就是一個模塊，各自有一套獨立的功能。兩模塊之間又能相互聯(lián)系，構(gòu)成一個的“系統(tǒng)工程”。是一臺較理想的理論知識和技能訓(xùn)練相結(jié)合的教學(xué)設(shè)備，非常適合高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校進(jìn)行模塊化教學(xué)。已具備的條件和尚需解決的問題在本次MPS上料檢測站和搬運站機(jī)械設(shè)計中，主要解決的問題是材料的選擇以及汽缸的選擇；其次是對傳感器的選擇。由于學(xué)校在自動化設(shè)計方面的資料比較多，以及在網(wǎng)上找到的資料。故本次設(shè)計的資料比較齊全。指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名：年 月 日教研室（學(xué)科組、研究所）意見 教研室主任簽名： 年 月 日院系意見 主管領(lǐng)導(dǎo)簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書指導(dǎo)老師 錢小平課題名稱CA6150車床主軸箱設(shè)計學(xué)生姓名 張斌 專業(yè)班級 數(shù)控70201班目錄1、 概述2、 主運動的方案選擇與主運動的設(shè)計3、 確定齒輪齒數(shù)4、 選擇電動機(jī)5、 皮帶輪的設(shè)計計算6、 傳動裝置的運動和運動參數(shù)的計算7、 主軸調(diào)速系統(tǒng)的選擇計算8、 主軸剛度的校核一、概述主傳動系統(tǒng)是用來實現(xiàn)機(jī)床主運動的傳動系統(tǒng)，它應(yīng)具有一定的轉(zhuǎn)速（速度）和一定的變速范圍，以便采用不同材料的刀具，加工不同的材料，不同尺寸，不同要求的工件，并能方便的實現(xiàn)運動的開停，變速，換向和制動等。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)主要包括電動機(jī)、傳動系統(tǒng)和主軸部件，它與普通機(jī)床的主傳動系統(tǒng)相比在結(jié)構(gòu)上比較簡單，這是因為變速功能全部或大部分由主軸電動機(jī)的無級調(diào)速來承擔(dān)，剩去了復(fù)雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，有些只有二級或三級齒輪變速系統(tǒng)用以擴(kuò)大電動機(jī)無級調(diào)速的范圍。 1.1數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的特點與普通機(jī)床比較，數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)具有下列特點。4 轉(zhuǎn)速高、功率大。它能使數(shù)控機(jī)床進(jìn)行大功率切削和高速切削，實現(xiàn)高效率加工。5 變速范圍寬。數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)有較寬的調(diào)速范圍，一般Ra100，以保證加工時能選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。6 主軸變速迅速可靠，數(shù)控機(jī)床的變速是按照控制指令自動進(jìn)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動操作的要求。由于直流和交流主軸電動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)日趨完善，所以不僅能夠方便地實現(xiàn)寬范圍無級變速，而且減少了中間傳遞環(huán)節(jié)，提高了變速控制的可靠性。7 主軸組件的耐磨性高，使傳動系統(tǒng)具有良好的精度保持性。凡有機(jī)械摩擦的部位，如軸承、錐孔等都有足夠的硬度，軸承處還有良好的潤滑。 1.2 主傳動系統(tǒng)的設(shè)計要求 主軸具有一定的轉(zhuǎn)速和足夠的轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速級數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)運動的開停、變速、換向和制動，以滿足機(jī)床的運動要求。 主電機(jī)具有足夠的功率，全部機(jī)構(gòu)和元件具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以滿足機(jī)床的動力要求。 主傳動的有關(guān)結(jié)構(gòu)，特別是主軸組件要有足夠高的精度、抗震性，熱變形和噪聲要小，傳動效率高，以滿足機(jī)床的工作性能要求。 操縱靈活可靠， 維修方便，潤滑密封良好，以滿足機(jī)床的使用要求。 結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工藝性好，成本低，以滿足經(jīng)濟(jì)性要求。1.3 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)配置方式 數(shù)控機(jī)床的調(diào)速是按照控制指令自動執(zhí)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動操作的要求。在主傳動系統(tǒng)中，目前多采用交流主軸電動機(jī)和直流主軸電動機(jī)無級調(diào)速系統(tǒng)。為擴(kuò)大調(diào)速范圍，適應(yīng)低速大轉(zhuǎn)矩的要求，也經(jīng)常應(yīng)用齒輪有級調(diào)速和電動機(jī)無級調(diào)速相結(jié)合的調(diào)速方式。 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)主要有四種配置方式，如圖3-1所示。 帶有變速齒輪的主傳動 大、中型數(shù)控機(jī)床采用這種變速方式。如圖3-1（a）所示，通過少數(shù)幾對齒輪降速，擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩，一滿足主軸低速時對輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求。數(shù)控機(jī)床在交流或直流電動機(jī)無級變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無級變速?；讫X輪的移位大都采用液壓缸加撥叉，或者直接由液壓缸帶動齒輪來實現(xiàn)。 通過帶傳動的主傳動 如圖3-1（b）所示，這種傳動主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機(jī)床。電動機(jī)本身的調(diào)速能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動引起的振動與噪聲。它適用于高速、低轉(zhuǎn)矩特性要求的主軸。常用的是V帶和同步齒形帶。 用兩個電動機(jī)分別驅(qū)動主軸 如圖3-1（c）所示，這是上述兩種方式的混合傳動，具有上述兩種性能。高速時電動機(jī)通過帶輪直接驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)；低速時，另一個電動機(jī)通過兩級齒輪傳動驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，齒輪起到降速和擴(kuò)大變速范圍的作用，這樣就使恒功率區(qū)增大，擴(kuò)大了變速范圍，克服了低速時轉(zhuǎn)矩不夠且電動機(jī)功率不能充分利用的缺陷。 內(nèi)裝電動機(jī)主軸傳動結(jié)構(gòu) 如圖3-1（d）所示，這種主傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出轉(zhuǎn)矩小，電動機(jī)發(fā)熱對主軸影響較大。 1.4主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 機(jī)床主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，是將傳動方案“結(jié)構(gòu)化”，向生產(chǎn) 提供主傳動部件裝配圖，零件工作圖及零件明細(xì)表等。 在機(jī)床初步設(shè)計中，考慮主軸變速箱機(jī)床上位置，其他部件的相互關(guān)系，只是概略給出形狀與尺寸要求，最終還需要根據(jù)箱內(nèi)各元件的實際結(jié)構(gòu)與布置才確定具體方案，在可能的情況下，設(shè)計應(yīng)盡量減小主軸變速箱的軸向和徑向尺寸，以便節(jié)省材料，減輕質(zhì)量，滿足使用要求。設(shè)計中應(yīng)注意對于不同情況要區(qū)別對待，如某些立式機(jī)床和搖臂鉆床的主軸 箱；要求較小的軸向尺寸而對徑向尺寸要求并不嚴(yán)格；但有的機(jī)床，如臥式銑鏜床、龍門銑床的主軸箱要沿立柱或橫梁導(dǎo)軌移動，為減少其顛覆力矩，要求縮小徑向尺寸。 機(jī)床主傳動部件即主軸變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要內(nèi)容包括：主軸組件設(shè)計，操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計，傳動軸組件設(shè)計，其他機(jī)構(gòu)（如開停、制動及換向機(jī)構(gòu)等）設(shè)計，潤滑與密封裝置設(shè)計，箱體及其他零件設(shè)計等。 主軸變速箱部件裝配圖包括展開圖、橫向剖視圖、外觀圖及其他必要的局部視圖等。給制展開圖和橫向剖視圖時，要相互照應(yīng)，交替進(jìn)行，不應(yīng)孤立割裂地設(shè)計，以免顧此失彼。給制出部件的主要結(jié)構(gòu)裝配草圖之后，需要檢查各元件是否相碰或干涉，再根據(jù)動力計算的結(jié)果修改結(jié)構(gòu)，然后細(xì)化、完善裝配草圖，并按制圖標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加深，最后進(jìn)行尺寸、配合及零件標(biāo)注等。二、主運動的方案選擇與主運動設(shè)計1、機(jī)床的工藝特性1.1 工藝范圍 精車、半精車外圓、車螺紋、車端面1.2 刀具材料 硬質(zhì)合金、高速鋼1.3 加工工作材料 鋼、鑄鐵1.4 尺寸范圍 05002、確定主軸轉(zhuǎn)速2.1 最高轉(zhuǎn)速 nmax 采用硬質(zhì)合車刀半精車小直徑鋼材的外圓時，主軸轉(zhuǎn)速最高。參考切削用量資料：Vmax =150200 m/s K = 0.5 Rd =0.20.25dmax =KD =0.5400 =200dmin =Rd dmax =0.2200 =40 nmax = = =1592.362.2最低轉(zhuǎn)速： 用高速鋼車刀，粗車鑄鐵材料的端面時，參考切削用量資料：Vmax =1520 m/snmin = = =31.8 用高速鋼車刀，精車合金鋼材料的絲杠時，參考資料：直徑500普通車床加工絲杠的最大直徑是50， Vmin =1.5 米/分 nmin = = =11.9轉(zhuǎn)/分因此：取最低轉(zhuǎn)速nmin=11.9轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速范圍 Rn= =133.8 由于高速鋼車刀少用低速，且為了避免結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，因此取轉(zhuǎn)速范圍Rn=1592.36/31.8=50主運動結(jié)構(gòu)圖三、確定齒輪齒數(shù) 1、 根據(jù)分度圓直徑選齒數(shù)： d=mz a組： Za1 = 64 Za2 = 54Z = 34b組: Zb1 = 95 Zb2 = 30 2、 齒輪的各參數(shù) a組： 模數(shù)m = 4 壓力角 =20 齒距 P = m =12.56 齒厚 s = m/2 = 6.28 齒槽寬 e =m/2 = 6.28 頂隙 c = cm =1.2 齒頂高 h = hm = 4 齒根高 h = (h+ c)m = 5.2 全齒高 h = h+ h=(2h+ c)m = 9.2 中心距 a1 = (d1+d2)/2 = 240 a2 = (d1+d3)/2 = 178b組: 模數(shù)m = 3.5 壓力角 =20 齒距 P = m =12.56 齒厚 s = m/2 = 6.28 齒槽寬 e =m/2 = 6.28 頂隙 c = cm =1.2 齒頂高 h = hm = 4 齒根高 h = (h+ c)m = 5.2 全齒高 h = h+ h=(2h+ c)m = 9.2 中心距 a = (d4+d5)/2 = 240四、選擇電動機(jī)1、 電動機(jī)功率N電=7.5kw 轉(zhuǎn)速n電=1450轉(zhuǎn)/分2、 電機(jī)型號J02514 電機(jī)軸徑=38五、皮帶輪的設(shè)計計算：設(shè)一天運轉(zhuǎn)時間=810小時（按小帶輪計算）1、 計算功率Pc = KAP = 1.27.5 = 9kw2、 選膠帶型別為：B型3、 選小帶輪直徑d1=140(實心輪)大帶輪直徑d2=280(四孔板輪)4、 帶速：V=10.6米/秒 （B型：Vmax=25米/秒）5、 實際傳動比：i= 取=005i=412010、 單根膠帶傳遞的功率： P0=2.03kw11、 單根膠帶傳遞功率的增量：P0=kbn1(1-) =1.99101450(1-) =2.812、 膠帶根數(shù)：由于需要傳遞的功率N=7kw， 因此需膠帶4根13、 單根膠帶初拉力： F0=18公斤14、 有效圓周力： Ft=91.8公斤15、 作用在軸上的力：F=2F0Zsin=2184sin =134公斤16、 帶輪寬：B=（Z-1）e+2f=(4-1)20+212.5=85 六、 傳動裝置的運動和運動參數(shù)計算： 1、傳動比：i= 1.19 2、傳動裝置的運動參數(shù)： 軸（電動機(jī)軸）：P=Pd=7.5 kw n=1450r/min T=9550=9550=49.4 Nm 軸（主軸）： P= P=7.50.96=7.2 kw n= = = 1218 r/min T=9550=9550=56.45 Nm 軸（編碼器）： P= P=7.20.990.97=6.9 kw n= = = 766 r/min T=9550=9550=86.02 Nm七、 主軸調(diào)速系統(tǒng)的選擇計算1、 對調(diào)速系統(tǒng)的基本考慮: a.由于調(diào)速范圍廣，且要求有較硬的機(jī)械特性。所以，以選用矢量控制方式為宜。對于普通車床來說，由于對動態(tài)響應(yīng)要求不高，用“無反饋矢量控制”方式已經(jīng)足夠。 b.因為調(diào)速范圍廣，且高速與低速段機(jī)械特性的特點不一樣，故工作頻率范圍應(yīng)不限于額定頻率以下。 c.電動機(jī)的容量一般應(yīng)比原拖動系統(tǒng)的電動機(jī)容量為大。 d.在低速段，可能出現(xiàn)較大的沖擊過載，容易引起變頻器的跳閘。所以，變頻器的容量以比電動機(jī)的容量大一檔為好。2、 一檔傳動比，且方案基本工作情況a. 電動機(jī)和主軸之間的傳動比只有一檔,傳動比 b. 變頻器的最大輸出頻率等于電動機(jī)的額定頻率。從而，電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速等于其額定轉(zhuǎn)速，它折算到負(fù)載軸上的值應(yīng)大于負(fù)載要求的最大轉(zhuǎn)速:=c. 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的折算值(折算到負(fù)載軸上的轉(zhuǎn)矩)； 綜上所述，電動機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩線如圖3.2的曲線2所示， 圖3.2曲線1是車床的機(jī)械特性曲線。為了便于比較，圖中，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速均為折算到負(fù)載軸上的值。電動機(jī)的容量在圖3.2中，負(fù)載所需功率 其大小與面積成正比。而電動機(jī)的容量則與面積成正比，其大小為： 可見,采用了變頻調(diào)速后,電動機(jī)的容量需增大倍以上。 3、 電動機(jī)的工作頻率范圍a. 最高頻率。b. 最底頻率因為只有一檔轉(zhuǎn)速，故頻率調(diào)節(jié)范圍為： 當(dāng)時, ；當(dāng)時，。 異步電動機(jī)在這樣低的頻率下連續(xù)工作，如不用負(fù)載反饋，是比較困難的。4、 一檔傳動比，且方案基本工作情況a. 電動機(jī)和主軸之間的傳動比仍只有一檔，但變頻器的最高輸出頻率允許超過額定頻率。但一般不宜超過額定頻率的1.5倍(即：). 設(shè)最大調(diào)頻比 則:電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速也約為額定轉(zhuǎn)速的倍： b. 電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 電動機(jī)有效轉(zhuǎn)矩線圈如圖中的曲線2所示。曲線1為車床的機(jī)械特性曲線。 電動機(jī)的容量如圖，電動機(jī)的容量與面積成正比，其大小為 可見,頻率范圍擴(kuò)大之后,電動機(jī)的容量可 以比減小倍,但與負(fù)載功率相比,仍需增大很多。 5、 電動機(jī)的工作頻率范圍 設(shè)：最高頻率為，則最低頻率為 當(dāng)時，； 當(dāng)時，。6、兩檔傳動比，且方案基本工作情況 將電動機(jī)和主軸之間的傳動比分成兩檔(和)，使變頻器的輸出頻率、電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載轉(zhuǎn)速之間的對應(yīng)關(guān)系見表4-1表4-1 頻率、電動機(jī)與負(fù)載轉(zhuǎn)速之間的對應(yīng)關(guān)系工作頻率電動機(jī)的轉(zhuǎn)速低檔傳動比負(fù)載轉(zhuǎn)速高檔傳動比負(fù)載轉(zhuǎn)速表中，是兩檔轉(zhuǎn)速分界點的“中間速”。在抵擋時，傳動比為，當(dāng)從到（到）時，從到；在高檔時，傳動比為，當(dāng)從到 (從到)時, 從到。 忽略電動機(jī)轉(zhuǎn)差率的變化的因素，則有： 圖3.3 作為兩檔中間的分界轉(zhuǎn)速（中間速） 所以,電動機(jī)工作頻率的范圍 可見,采用兩檔傳動比后,在負(fù)載的速度范圍不變的情況下,工作頻率的調(diào)節(jié)范圍大大的縮小了。采用兩檔傳動比后，在全頻率范圍內(nèi)的有效轉(zhuǎn)矩線如圖3.3中之曲線2所示，曲線1為車床的機(jī)械特性曲線。可以看出兩者已經(jīng)十分接近了。7 、動機(jī)的容量 電動機(jī)的容量與面積成正比,如圖3所示。其大小為： 可見,采用兩檔傳動比后,電動機(jī)容量可比減小倍。 電動機(jī)的工作頻率范圍設(shè)：最高頻率為，則最低頻率為當(dāng)時 當(dāng)時 可見,最低工作頻率增大了很多,使變頻調(diào)速系統(tǒng)在最低速時的工作穩(wěn)定性大大改善了.8、 調(diào)速系統(tǒng)的選擇經(jīng)上述分析，主軸拖動系統(tǒng)在不更換電動機(jī)的條件下，要實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速的無級調(diào)速，可以采用機(jī)械多檔變速傳動，與變頻器調(diào)速相結(jié)合的方法。原拖動與系統(tǒng)概況。電動機(jī)的主要數(shù)據(jù) 電動機(jī)額定功率：7.5KW 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速：1450rpm 主軸轉(zhuǎn)速范圍：102000r/min計算數(shù)據(jù) a. 調(diào)速范圍 b. 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 n/(r/min) 1.恒轉(zhuǎn)矩區(qū)的最大轉(zhuǎn)速 143.25T/(N/m)35.85002000 2.恒轉(zhuǎn)矩區(qū)的轉(zhuǎn)矩 3.恒功率區(qū)的最小轉(zhuǎn)矩 3.3.9普通籠型異步電動機(jī)變頻調(diào)速運行時的性能分析普通籠型異步電動機(jī)是按工頻電源條件下運行所設(shè)計制造的，用變頻器對其進(jìn)行調(diào)速時，因變頻器輸出波形中含有諧波的影響，電動機(jī)功率因數(shù)、效率均有下降，電流與線圈溫升將有所增高，電機(jī)在額定頻率以下連續(xù)進(jìn)行時，影響其帶負(fù)載能力的主要因素是溫升，在額定頻率以上連續(xù)運行時，電機(jī)允許最高頻率受軸承的極限轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)件的強(qiáng)度限制，因此初步選定電機(jī)的變頻范圍在10Hz75Hz之間。最大頻率調(diào)節(jié)比 因此在不變換主軸電機(jī)的條件下，主軸拖動系統(tǒng)需采用機(jī)械三檔以上變速傳動比在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，三檔與四檔變速傳動的方案相似，而采用四檔變速對電機(jī)的調(diào)速更為合適，因此決定利用機(jī)械四檔變速傳動方案。確定傳動比拖動系統(tǒng)機(jī)械四檔變速分配 傳動比 檔次低中高最高電機(jī)工作區(qū)恒轉(zhuǎn)矩恒功率恒轉(zhuǎn)矩恒功率恒轉(zhuǎn)矩恒功率恒轉(zhuǎn)矩恒功率主軸轉(zhuǎn)速r/min10 505072.5723603605405401080108016201620180018002160 電機(jī) 頻率Hz 105050751050507522.5 50507545505055電機(jī)轉(zhuǎn)r/min290145014502175290145014502175725 14501450 21751305145014501595低速傳動比 取中速傳動比 取高速傳動比 取最高速傳動比 取電機(jī)負(fù)荷性能核算恒轉(zhuǎn)矩區(qū)折算至負(fù)載軸的轉(zhuǎn)矩恒功率區(qū)折算至負(fù)載軸的轉(zhuǎn)矩 、調(diào)整后。拖動系統(tǒng)機(jī)械四檔調(diào)速分配及帶負(fù)載核算如下表：傳動比檔次低中高最高電機(jī)工作區(qū)恒轉(zhuǎn)矩恒功率恒轉(zhuǎn)矩恒功率恒轉(zhuǎn)矩恒功率恒轉(zhuǎn)矩恒功率主軸轉(zhuǎn)速r/min10505072.5723603605405401080108016201620180018002160電機(jī)頻率Hz105050751050507522.550507545505055電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min2901450145021752901450145021757251450145021751305145014501595電機(jī)調(diào)頻比0.2111.50.2 111.50.5 111.50.9111.1折算轉(zhuǎn)矩NM1432.51432.5955198198132666644393936核算結(jié)果表明：在不變換主軸電機(jī)的條件下，主軸拖動系統(tǒng)采用機(jī)械四檔變速傳動比的方案滿足要求。注： 狀態(tài)輸入低檔（K10）中檔（K11）高檔（K12）最高檔（K10、K12）SQ151001SQ160100SQ170011八、主軸鋼度的校核1、 計算切削力和驅(qū)動力 切削力的計算（Pz）a、切削功率：N切=N=6.30.98=6.05kwb、切削轉(zhuǎn)矩：M=9550=9550=638.7NMc、切削力：Pz= 取=130 Pz=9.810Nd、Py=0.4Pz=0.49.810=3.9210N Px=0.25Pz=0.259.810=2.4510N 驅(qū)動力的計算（Qr）a、 齒輪的傳遞功率 N齒= N齒=6.570.98=6.44kwb、 齒輪的傳遞轉(zhuǎn)距M=9550=9550=173.3Nmc、 驅(qū)動力 QT=4304.2N Qr= QTtg=4304.2tg20=1566.6N 切削力Pz與驅(qū)動力QT的位置關(guān)系，由機(jī)床個軸位置布置關(guān)系可知：=20Qz=QTcos+Qrsin=4304.2cos20+1566.6sin20=4580.4NQy=QTsin-Qrcos=4304.2sin20-1566.6cos20=0 2、 主軸的受力分析 Z方向三軸承支撐可簡化為如圖所示靜不定系統(tǒng)式中： 卡盤長L卡=150 工件長L=160 a=100 b=65 c=456 L1=285 L2=236 L=521 Mz=Pz(L卡+ L)=9800(150+160)=3.03810N E=2.110 I=（D平-d）=3870571.2a、 在Pz作用下，B處的撓度： （yB）Pz=b、 在Mz作用下，B處的撓度：（rB）MZ=c、 在QZ作用下，B處的撓度：（YB）QZ=-所以YB=+-d、 在（RB）Z作用B處的撓度：（YB）= 由于B處軸承是剛性支承 所以YB= YB+-=由上式可求出（RB）Z（RB）Z= =22330N r方向：三軸承支承可簡化為如圖所示靜不定系統(tǒng)：（RB）y= 式中：My=Py(L卡+ L)=1215200NMx=Px=147000NQy=0 （RB）y=10510.5N3、 主軸撓度計算： Z方向Y=-+ =-9800100(521+100)+- =-0.06 Y方向Y=-+ =-3920100(521+100) + - =-0.025 計算總撓度：Y=0.065Y=0.002l=0.002521=0.104計算結(jié)果：YY 主軸撓度合格4、 軸承處轉(zhuǎn)角的校核 Z方向：Qz=+-其中：a=a+ l卡+ l=100+150+160=410Qz=-0.00033 Y方向：Qy=-;( Qy=0) =-0.00012 計算總轉(zhuǎn)角Q=0.000350.001rad因此機(jī)床主軸的剛度是合適的