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 System ABSTRACTMachinery 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. The machine 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11.1数控机床的特点11.2国产数控机床的发展现状11.3国内数控机床的发展趋势31.3.1智能、高速、高精化31.3.2设计、制造绿色化31.3.3复合化于系统化32 机床技术参数的拟定42.1 确定极限转速和转速范围42.1.1 计算主轴最高转速42.1.2 计算主轴最小转速52.2 确定动力参数52.2.1计算切削力52.2.2计算切削功率62.2.3估算电动机功率63 传动部分设计83.1 画机床转速图83.2 计算各轴输出功率和输出转矩103.3 带轮的设计103.3.1确定计算功率103.3.2选择带带型113.3.3 确定带轮基准直径并验算带速113.3.4确定带中心距和基准长度123.3.5验算小带轮上的包角123.3.6计算带的根数133.4 齿轮设计143.4.1 确定各齿轮齿数143.4.2 估算齿轮模数143.4.3 验算齿轮模数184 轴的校核284.1 轴的受力分析284.2 按弯扭合成应力校核轴强度304.3 轴的刚度校核314.4轴载荷点的挠度计算324.5轴的支撑点的倾角校核334.5.1水平面倾角校核334.5.2垂直面倾角校核345 滚动轴承的验算36结 论38致 谢39参考文献40第 39 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。伺服系统通过控制系统的指令来驱动机床，使刀具和零件按数控代码所规定的运动路线运功；控制系统用于数控机床的运算、管理和控制，通过输入介质得到数据，对这些数据进行解释和运算并对机床产生作用；机床传动系统是由进给伺服驱动元件至机床执行件之间的机械进给传动装置；检测系统则是用来检测机床执行件(工作台、转台等)的角度、位移和速度的变化量，并将检测的结果反馈到输入端，同输入的指令进行对比，根据其不同的地方来重新调整机床的运动；辅助系统种类很多，如:固定循环系统(能进行多次重复加工)、自动换刀系统(可交换指定刀具)等等。 数控机床的操作和监控全部在数控机床的控制单元中完成，它是数控机床的大脑1。与普通机床相比，数控机床有如下特点: 1、加工精度很高，具有稳定的加工质量；2、可进行多轴联动，能加工表面形状复杂度较高的零件；3、加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，不需要过多的改动，从而节省辅助时间，提高生产率；4、机床本身的精度较高、刚性大，可选择更加利于快速切削的加工用量，生产率高(一般为普通机床的3-5倍)；5、机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；6、对操作人员的技术要求较高，对维修人员的技术要求更高；7、有利于生产管理的现代化；8、有自我诊断和监控能力。1.2国产数控机床的发展现状数控机床是当代机械制造业的主要装备，在国内，国产的数控机床经历了30多年的起起落落，已经进入了比较成熟的时期，可提供市场1500多中的数控机床，其中包括超重型机床、高精度机床、锻压设备、特种加工机床、和前沿的高技术机床等2。在五轴联动数控机床、立卧式加工中心、数控车床、数控超重机床和数控齿轮加工机床领域的部分的技术已经达到了使劲的先进水平3。其中，五轴联动机床是数控机床技术的标志之一。他是集高性能伺服驱动机构、精密加工技术和计算机控制于一体的应用于复杂曲面的高精密、高密、自动化加工，是船舶、发电、航空航天、高精密仪器,和模具等民工和,军工部门迫，切需要的关键性加工设备。五轴联动机床的应用，使其加工效率大大提高，大约是三轴机床的两倍。甚至还可以省略某些大型自动化生产线的投资，大大的节约了成本和占地空间，同时也可以减少零件的辅助加工时间，从而提高生产率。从技术发展水,平来看，随着“高档数控机床与基础制造,装备重大专项”任务的陆续完成，国产机床的数控化由以前的35.5%提,高到现在的51.9%。我国在数控系统方面已经开发出多，轴多轨道、总线式高档数控装置产品。武汉华中数控有限公司、沈阳高精数控技术有限公司等单位已经完成50多，套开放式全数字的高档数控装置的生产。从市场的需求情况来看，我国是目前世界上最大的数控机床的进口国和消费国，2010年，中国机床消费同比增长43%，达到284.8亿美元，进口约为94亿美元，成为世界上第一大机床消费大国。虽然“十一五”期间机床行业，实现了快速发展，但是高档的数控机床产值仅仅占行业总产值的1015%，面对这国内的巨大消费市场，国内的机床企业无法满足国内的市场需求，大多数的高档数控，机床还是需要从国外进口。由于国内的技术水平和工业，基础还是比较落后的，数控机床的性能、水平和可靠性于发达国家相比，还是有很大的差距，特别是在数控系统的控制可靠性上，数控产业还没有真正的形成。因此，加快进行数控系统的工程化、和商品化攻关的速度，尽快建设成完善的数控机床和数控产业成为当前的主要任务。目前还存在这许多的问题：1、严重缺乏核心技术。统计数据表明，机床的核心技术90%需要进口，几乎所有的核心技术多掌握在外方手中，国内能做的中、高端的数控机床更多的处于组装和制造的环节。国产的数控机床的关键,零部件和主要的技术，大多是依,赖进口，国内真正,强大的企业并不多。国内的数控系统才刚刚开始产业化，但水平质量一般，华中数控这几年的发展比较迅速，软件水平相当不错，但在电器硬件,上,还有待提高。目前国内的大企,业基本上还没有用华中数控的系统。数控功能部件这一方面，国内的技术也是比较欠缺的，从某种意义上讲，功能部件将构筑现代机床。数控机床的性能和价格都取决于功能部件的性能和价格。功能部件是数控机床的核心代表 ，是影响国产数控机,床使用的主要因素。从国产数控机床的开发和使用上来看，功能部件急需快,速改进，尤其是在数控刀具滞后现象上的反映巨大。国产机床在刀具的可靠性和使用寿命上也好似比国外罗逊一筹。总之，在某些方面上，国产数控机床还是与发达国家有相当大的差距，需要尽快赶上。1.3国内数控机床的发展趋势1.3.1智能、高速、高精化新一代的数控机床，为了提高生产率，向超高速方向发展，采用新型的功能部件，使主轴的转速高达15000r/min以上，计算机和软件控制技术在机床产品技术上扮演着越来越重要的角色，应用软件和计算机系统的完善，使机床系统和结构得到简化，其智能化也越来越高。机床的重复定位精度达到0.005mm以下，就是超高精机床，随着电脑辅助制造系统的发展，精密度已经达到微米级别。数控机床向着智能化、高速化和高精化发展。1.3.2设计、制造绿色化随着经济的发展，环保的话题越来越受到重视，在各行各业，都兴起了环保的主题，数控机床行业也不例外，提出了设计制造的绿色化理念。绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理念和方法4。它是在不影响产品性能的前提下，考虑产品的开发、制造及其使用对环境造成的影响，从而使得产品在整个生命周期中对环境额影响最小化，资源利用率的最大化。在进行绿色设计时要考虑：绿色材料设计、可拆卸性设计、节能性设计、可回收设计等等。机床行业作为装备制造业的核心，绿色设计与制造的程度将影响着经济发展。1.3.3复合化与系统化零件的一次装夹，如果可以进行，多道工序的加工，可大大减少辅助加工时间，从而大大的提高生产，效率和加工精度，是数控机床，所追求的。由于产品开发周，期越开越短，对制造速度的要求，也就越来越高，数控机床也朝，着高效能的方向发展。现在，可以用一台电脑对，一台机床甚至是，一条数控生产线进行控制，数控机床已经逐渐成为系统化产品。人们的审美观念越来越高，对产品的外形设计要求也越来越高，其产品外形的复杂程度就越高，机床加工的复合化是不可避免的发展趋势。2 机床技术参数的拟定 毕业设计任务书上给定的主参数为 500 mm。 车床的工艺范围：出车、精车、半精车外圆、车螺纹、车端面等。加工用的刀具的材料为：硬质合金刀具和高速钢刀具。加工材料一般为：钢和铸铁。加工范围:0500mm。2.1 确定极限转速和转速范围查机械制造工艺金属切削机床设计指导可知： (2-1a) (2-1b)式中 、典型工艺选取的最大、最小切削速度 m/min； 、典型工艺选取的最大、最小直径 mm； ； K系数； D可能加工的最大直径 mm，通常取D为主参数； mm； 计算直径范围。2.1.1 计算主轴最高转速 在采用硬质合金刀具精车或者半精车碳钢时，切削速度最高，查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.2-3可知：=150250 m/min, 这里取=250m/min。 的范围是=0.20.25 这里取0.2。则： 2.1.2 计算主轴最小转速（1）当采用高速钢刀具切削盘类零件时： 这里取，则： （2）当采用高速钢刀具切削丝杠或蜗杆时： 这里取，则： 查阅资料得知：高速钢刀具很少用于低速的切削条件，所以，低速切削的条件为高速钢切削铸铁盘类零件的时候，故取。因此，机床的转速范围为：。但是参考现代数控机床和类比同型号机床的参数，定为机床的转速范围为。2.2 确定动力参数 要确定主电机的功率，首先要确定主切削力的大小，所以先估算主切削力。2.2.1计算切削力中型卧式车床的重切削条件为，刀具材料：45钢；切削方式：车外圆。主切削力 （N) （2-2）式中 切深 mm； 进给量 mm。 查金属制造工艺金属切削机床设计指导表2.2-5可知： 则： 2.2.2计算切削功率 （2-3）式中 切削速度 m/min。 查金属制造工艺金属切削机床设计指导表2.2-5可知：。则： 2.2.3估算电动机功率 （kw） （2-4）式中 主传动系统总机械效率。 回转运动的机床 。参考金属制造工艺金属切削机床设计指导表2.2-6和表2.2-7中国内外机床的参数，这里选取 。则： 数控机床主轴的变速方法主要有三种，第一种是电机的无级变速，第二种是齿轮机构的分级变速，第三种就是电机的无级变速和齿轮机构的相结合。在这里，采用的是第三种变速方式。因为它可以达到不停车变速，这样就减少了辅助加工时间，提高加工效率。在转速范围内，可以达到任意的转速，减少了机床的速度损失。电机的无级变速和齿轮机构的结合，不仅可以得到转速范围内的任意转速，还可以传递较大的转矩。所以这里选择电机的无级变速和齿轮机构的结合方式。变频调速电机的效率较高，而且调速的过程中没有附加的损耗，节能效果显著。所以这里选择变频调速三相异步电动机。根据估算的电动机的功率，查机电系统设计表1-77，选取电机的型号为YVP132M-4，该电机的恒转矩的运行区是550Hz,恒功率运行区是50100Hz。电机参数如表2.1。电机型号额定功率/kw额定转矩/Nm额定电流/A额定转矩转子转动惯量/kg质量/kg同步转速 r/minYVP132M-47.54915.51.250.0296971500表2.1 电动机参数表3 传动部分设计3.1 画机床转速图（1）确定电机转速范围 （3-1）式中 电机的频率 ； 电机极对数。 根据表2.1可知：电机的变频范围为。则： 电机的恒功率转速范围；电机的恒转矩转速范围；电机的转速范围为。电机的计算转速为：机床恒功率转速范围机床恒转矩转速范围则： 先假设机械部分的转速级数，则：传动比 结构式为 验算传动比 ，则传动比合理，所以假设成立，机械部分的转速级数，结构式：。（2）画出转速图3.1。 图3.1 机床转速图 根据转速图，计算出各轴的计算转速和各齿轮的计算转速，整理如表2-2和表2-3。表3-1 各轴的计算转速轴 号轴轴轴计算转速（r/min）747315133 表3-2 各齿轮的计算转速齿轮编号计算转速（r/min）7473157473153157473151333.2 计算各轴输出功率和输出转矩电机轴：1轴：2轴：3轴：整理各轴的输出功率和输出转矩如表3-3。表3-3 各轴的输出转矩和功率轴号电机轴轴轴轴输出转矩/45.7592.05207.37462.42输出功率/7.57.26.846.443.3 带轮的设计3.3.1确定计算功率 (kw)式中 工作情况系数； 电动机功率 kw。 查机械设计表8-7查得工作情况系数，则：3.3.2选择带带型根据计算功率和小带轮的转速，查机械设计图8-11的得：选用型带。3.3.3 确定带轮基准直径并验算带速（1）初选小带轮的基准直径 查机械设计表8-6和表8-8，初选小带轮的基准直径。（2）验算带速 按机械设计式（8-13）验算带的速度 （3-2） 因为，所以，所选的小带轮的基准直径合格。（3）计算大带轮基准直径 按机械设计式（8-15a）计算大带轮基准直径 （mm） （3-3）式中 带轮的转动比。 由第2章可知 ，故： 根据表8-8，圆整为。3.3.4确定带中心距和基准长度（1）初选中心距 根据机械设计式（8-20）初选中心距得： （3-4）则：初选中心距。（2）计算带轮基准长度 根据机械设计式（8-22）计算带所需的基准长度 （3-5） 根据表8-2，选取中心距的基准长度。（3） 计算实际中心距 按机械设计式（8-23）计算实际中心距 （3-6） 3.3.5验算小带轮上的包角根据机械设计式（8-25）验算小带轮的包角 （3-7） 因为，小带轮上的包角，所以中心距合格。3.3.6计算带的根数（1）计算单根带的额定功率 由和，查机械设计表8-4a得 根据 和型带，查机械设计表8-4b得 查机械设计表8-2得带长修正系数，查机械设计表8-5得包角修正系数。于是： （2）计算带的根数 根据机械设计式（8-26）计算带的根数整理带轮的参数如表3-4。表3-4 带轮参数小带轮基准直径/mm大带轮基准直径/mm中 心 距/mm小带轮包角/传 动 比带的根数/根90224373159.422.3743.4 齿轮设计 3.4.1 确定各齿轮齿数根据第2章所求出的传动比和图2-1，查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.3-3得各齿轮齿数如表4.1。表4.1 各齿轮齿数齿轮序号齿数44432661883737883.4.2 估算齿轮模数我们从两个方面估算齿轮的模数，一方面是按齿面接触疲劳强度，另一方面是按轮齿弯曲疲劳强度。 按齿面接触疲劳强度估算公式为： (3-8) 按轮齿弯曲疲劳强度估算公式为： (3-9)1）估算第一传动组齿轮模数（1） 确定齿数比和齿宽系数 根据第2章可知。齿宽系数的范围，这里取。（2） 确定齿轮传递名义功率和载荷系数齿轮传递的名义功率：式中 电动机额定功率 kw； 电动机到该齿轮的传动效率。根据表2.1可知电动机额定功率，电动机到高齿轮之间有一级带传动,查机械设计课程设计表17-9可得带传动的效率。则： 载荷系数，根据机械制造工艺金属切削机床设计指导表2-17可知载荷系数常取,这里取(3) 确定系数和 查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2-17可知：当分度圆柱螺旋角时，。当分度圆柱螺旋角时， 。这里都是直齿轮，所以分度圆柱螺旋角，所以系数 ，。（4） 确定复合形系数 这里采用的齿轮加工方法为滚齿，查图2.4-10，得。（5） 确定许用接触用力 查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2-17可知，许用接触用力，查图2.4-8得，故：（6） 确定需用齿根应力 查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2-17可知，当齿轮单向受力时：,当齿轮双向受力时：。根据结构可知，该齿轮为单向受力，故： 查图2.4-13，得，故：（7） 估算齿轮轮模数 按齿面接触疲劳强度估算齿轮模数为： 按轮齿弯曲疲劳强度估算齿轮模数为： 综上所述，选取第一传动组齿轮模数为。2)估算第一传动组齿轮模数（1）确定齿数比和齿宽系数 根据第2章可知。齿宽系数的范围，这里取（2）确定齿轮传递的名义功率和载荷系数齿轮传递的名义功率：式中 电动机额定功率 kw； 电动机到该齿轮的传动效率。根据表2.1可知电动机额定功率，电动机到高齿轮之间有一级带传动、一级齿轮传动 和两个滚动轴承，查机械设计课程设计表17-9可得带传动的效率，滚动轴承效率，齿轮传动效率则： 载荷系数，根据机械制造工艺金属切削机床设计指导表2-17可知载荷系数常取,这里取。（3）确定系数和 查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2-17可知：当分度圆柱螺旋角时，。当分度圆柱螺旋角时， 。这里都是直齿轮，所以分度圆柱螺旋角，所以系数 。（4）确定复合形系数 这里采用的齿轮加工方法为滚齿，查机械制造工艺金属切削机床设计指导图2.4-10，得。（5）确定许用接触用力 查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2-17可知，许用接触用力，查图2.4-8得，故：（6）确定需用齿根应力 查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2-17可知，当齿轮单向受力时：,当齿轮双向受力时：。根据结构可知，该齿轮为单向受力，故： 查图2.4-13，得，故：（7）估算齿轮轮模数 按齿面接触疲劳强度估算齿轮模数为： 按轮齿弯曲疲劳强度估算齿轮模数为： 综上所述，第二传动组齿轮模数为。3.4.3 验算齿轮模数我们从两个方面验算齿轮模数，一方面是按齿面接触疲劳强度验算齿轮模数，另一方面是从轮齿弯曲疲劳强度验算齿轮模数。按齿面接触疲劳强度验算齿轮模数公式为： (3-10)按轮齿弯曲疲劳强度验算齿轮模式公式为： (3-11)1)验算第一传动组齿轮模数（1） 确定使用系数查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-19得，该机床的使用系数。（2） 确定变动工作用量系数 查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-18得，确定变动工作用量系数公式为： 查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-24可得极限值为()，当()，取()；当()，取()；当()，取()。 查表2.4-20，得功率利用系数,。查表2.4-21，得转速变化系数，。查表2.4-18，得工作期限系数的公式为： 查表2.4-22和表2.4-23，得知 ，故： 则： 因，所以取,所以取。（3） 确定动载系数查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-18，可知动载系数：查表2.4-25，得。查机械设计得切向力：查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-18，得分度圆圆周速度：则，动载系数： （4） 确定齿向载荷分布系数查机械制造工艺金属切削机床表2.4-18，得齿向载荷分布系数：查图2.4-2和图2.4-3，得，。故： （5） 确定齿向载荷分配系数查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-26，得。（6） 确定弹性系数和节点区域系数 查机械制造工艺金属切削机床表2.4-18，得弹性系数。查图2.4-4，得。（7） 确定重合度螺旋角系数查机械设计可知：则： （8） 确定许用接触用力 查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-18，得需用接触应力： 查图2.4-8，得，查图2.4-9，得。故:（9）确定重合度及螺旋角细数 查机械制造工艺金属切削机床图2.4-12得。（10） 确定许用齿根应力 查机械制造工艺金属切削机床表2.4-18，得： 查图2.4-13，得。故：（11）验算齿轮模数 按齿面接触强度验算 mm因，故按齿面接触疲劳强度验算合格。按轮齿弯曲疲劳强度验算 mm因为，故按轮齿弯曲疲劳强度验算合格。2)验算第2传动组齿轮模数（1）确定使用系数查机械制造工艺金属切削机床表2.4-19得，该机床的使用系数。（2）确定变动工作用量系数 查表2.4-18得，确定变动工作用量系数公式为： 查机械制造工艺金属切削机床表2.4-24可得极限值为()，当()，取()；当()，取()；当()，取()。 查表2.4-20，得功率利用系数,。查表2.4-21，得转速变化系数，。查表2.4-18，得工作期限系数的公式为： 查表2.4-22和表2.4-23，得知 ，故： 则： 因，所以取,所以取。（3）确定动载系数查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-18，可知动载系数：查表2.4-25，得。查机械设计得切向力：查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-18，得分度圆圆周速度：则，动载系数： （4）确定齿向载荷分布系数查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-18，得齿向载荷分布系数：查图2.4-2和图2.4-3，得，。故： （5）确定齿向载荷分配系数查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-26，得。（6）确定弹性系数和节点区域系数查表2.4-18，得弹性系数。查图2.4-4，得。（7）确定重合度螺旋角系数查机械设计可知：则： （8）确定许用接触用力 查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-18，得需用接触应力： 查图2.4-8，得，查图2.4-9，得。故:（9）确定重合度及螺旋角细数 查机械制造工艺金属切削机床设计指导图2.4-12得。（10）确定许用齿根应力 查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-18，得：查图2.4-13，得。故：（11）验算齿轮模数 按齿面接触强度验算 mm因，故按齿面接触疲劳强度验算合格。按轮齿弯曲疲劳强度验算 因为，故按轮齿弯曲疲劳强度验算合格。 4 轴的校核4.1 轴的受力分析（1）画出轴的受力图做轴的结构图如图4.1。图4.1 轴的结构图画出轴的空间受力图如图4.2a.（2） 求出轴所受轴向力和切向力查机械设计可知：（3） 做出弯矩图水平面上的支承反力： （4-1）水平面上弯矩: 做水平面上的弯矩图如图4.1b。垂直面上的支承反力：垂直面上弯矩： 做垂直面上的弯矩图如图4.1c。 根据机械设计可知，弯矩： （4-2）这里,故： 做弯矩图图如图4.1d。（4） 做出扭矩图根据表2.4，。做扭矩图如图5.1e。整理D截面弯矩值如表4-1。表4-1 D截面弯矩值载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T图4.1 轴的载荷分布图4.2 按弯扭合成应力校核轴强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面D）的强度。根据机械设计式（15-5）及表4.1中的数据，以及轴双向旋转，弯曲切应力为对称循环变应力，取，则轴的计算应力 轴的材料为45钢，调制处理，查机械设计表15-1查得。因此，故安全。 4.3 轴的刚度校核（1） 花键键侧挤压应力计算 （4-3）式中：计算挤压应力 ； 许用挤压引力 ； 花键轴传递的最大转矩 ； 花键的齿数； 载荷分布不均匀系数，； 两支撑点之间的长度； 花键轴的小径、大径 mm。 查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-16，许用挤压应力为，这里取。取载荷分布系数为。由图5.1可知，根据第2章可知花键轴传递的最大转矩为。故计算挤压应力 因为，故键侧挤压应力计算合格。4.4轴载荷点的挠度计算 做轴的受力简图如图4.2轴的载荷点挠度的计算公式 （4-4）式中 作用力(N)； 弯矩（）； 长度（mm）； 材料弹性模量 MPa，钢材; 轴的抗弯断面惯性矩 mm4。图4.2轴的受力简图（1） 轴水平方向挠度计算 （2） 轴垂直方向挠度计算 （3） 轴的挠度 因此，故挠度校核合格。4.5轴的支撑点的倾角校核查机械制造工艺金属切削机床设计指导表2.4-14左支撑点倾角校核公式： （4-5）右支撑点倾角校核公式： （4-6）式中 轴的抗弯端面的惯性矩 。这为实心轴，则： （4-7） 4.5.1水平面倾角校核 左支撑点倾角校核 右支撑点倾角校核 4.5.2垂直面倾角校核 左支撑点倾角校核 右支撑点倾角校核 左支撑点倾角校核 右支撑点倾角校核 因此，,所以两支撑点的倾角校核合格。5 滚动轴承的验算 机床一般传动轴滚动轴承的失效形式，主要是疲劳破坏，故进行疲劳寿命验算。查机械制造工艺金属切削机床式（2.4-3），轴承寿命的验算公式： (5-1)式中 额定寿命 h； 滚动轴承许用寿命 h； 滚动轴承的额定动负荷KN； 速度系数； 轴承的计算转速 ； 寿命系数； 使用系数； 功率利用系数； 速度转化系数； 齿轮轮换工作系数； 当量动负荷 N。（1）确定轴承的许用寿命和动载荷根据结构，轴承选取的是型号为6207的深沟球轴承。查机械制造工艺金属切削机床，取。查机械设计课程设计表21-1，确定。（2） 确定速度系数 寿命系数对球轴承，对滚子轴承，；这里是深沟球轴承，故。则：（3） 确定使用系数和功率利用系数查机械制造工艺金属切削机床表2.4-19和表2.4-20，可知。（4） 确定转速变化系数和齿轮轮换工作系数查机械制造工艺金属切削机床表2.4-21和表2.4-27，可知。（5） 确定当量动负荷查机械制造工艺金属切削机床表2.4-28，可知深沟球轴承的当量动负荷(6) 额定寿命计算 因此，故所选轴承合格。结 论为期三个月的毕业设计结束了，在对CK6140数控机床的设计当中，我对数控机床的工作原理有了进一步的了解，对其结构的了解也更加深刻了。对CK6140的设计主要是主传动系统的设计，是电机无级变速串联齿轮传动。由于采用了电机的无级变速，使得主轴箱的结构的到简化，尺寸大大减小。由于串联的齿轮传动，使得传递较大转矩的同时，电机的体积和质量大大减小。相对于普通机床来讲，数控机床的无级变速体现了很大的优势，可以在变速的范围内，得到任意的转速，减小了速度损失。而且还可以实现不停车变速，可以大大的节省零件的辅助加工时间，从而提高生产率。毕业设计中，我进行了轴的设计、轴承的设计、齿轮的设计和带轮的设计等等，这些设计包含了大学这四年的大部分专业知识，使我对之前学的理论知识得到了巩固和实践，对知识的掌握更加牢固。对以后的生活和工作很有帮助。致 谢本设计说明书在编写过程中，承蒙张文洁老师的评阅、指正。前期，张文洁老师向我们提出了毕业设计的要求，并对我们不明白的地方进行了详细的解答。在毕业设计期间，张老师定期的检查我们的工作进度，并对我们提出的问题认真细致的解答。最后对我们的说明书和图纸认真的查阅，指出错误。在张老师悉心指导下，经过几个月的努力，使本人对数控机床的相关知识进一步得到了了解和深化。明白了数控机床的设计理念和方法步骤，更了解了其结构，在使用中会更加的得心应手。在金属切削机床方向的学术研究上这些老师都有很深的造诣。给予我许多理论方面的指导。在此表示由衷的感谢。同时也对在设计中对我有帮助的同学表示由衷的感谢。本设计引用了一些教材和相关的设计手册的数据和公式，在此谨向有关作者、编者、译者表示深切的谢意。由于本人水平所限,难免存在不少缺点和错误,希望老师批评指正。最后对参与评阅和答辩的老师表示由衷的感谢参考文献1234尹少华，张霞.企业生产过程中的环境保护问题探讨.求索.2014年11期.5鞍山钢铁学院.机械制造工艺金属切削机床设计指导.6秦大同，谢里阳.机电系统设计.北京：化学工业出版社.2013.7濮良贵，纪名刚.机械设计.第八版.北京：高等教育出版社2003.8巩云鹏，田万禄，张伟华，黄秋波，机械设计课程设计，北京：科学教育出版社.2008.9金属切削机床设计编写组.金属切削机床设计.上海.科学技术出版社.1984.10吴圣庄.金属切削机床.北京：机械工业出版社.1979.11关慧珍，冯新安.机械制造装备设计.第三版.北京：机械工业出版社.2009.12李柱，徐振高，蒋向前.互换性与测量技术.北京：高等教育出版社.2004.