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1、目 录 机电一体化产品综合课程设计任务书2前言31.进给传动系统设计计算和选型31.1切削力的计算21.2滚珠丝杠副的的计算和选型（横向）41.3.齿轮减速箱的设计(横向)61.4.步进电动机的计算与选型（横向）72. 绘制横向进给系统装配图113.设计小结124.参考资料12三 明 学 院 机电一体化产品综合课程设计报告题目： CK6136型数控车床的设计 姓 名： 学 号： 20060663113 年 级： 2006 系 别： 物理与机电工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 2009 年 12 月 25 日三明学院机电一体化产品综合课程设计任务书一、设计题目：CK6136型
2、数控车床的设计 横向进给机械结构设计二、设计原始资料： 主轴转速： 453000r/min(无级) 最大回转直径； 360mm 最大加工长度： 700mm 溜板及刀架重量： 1600N 刀架快速运动速度：纵向 8m/min 横向 6m/min 最大进给速度： 纵向 60mm/r 横向 45mm/r 主电机功率： 5.5kW 机床定位精度： 0.01mm三、设计工作内容：（1）进给传动系统设计计算（2）横向进给系统装配图A1 1张（3）综合课程设计说明书 1份四、设计完成时间： 2009年12月25日2010年1月15日 学 生 姓 名 指 导 教 师 物理与机电工程系前言机电一体化系统设计课程
3、设计是在我们学完了机电一体化之后进行的，这次通过设计让我们获得综合运用过去所学过知识，独立进行一次机电结合的设计训练，学会了进给传动系统设计计算，并且通过课程设计掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予批评指教。1.进给传动系统设计计算和选型横向进给的计算和选型主要包括：计算切削力、选择滚珠丝杠副、设计减速箱、选择步进电动机等。1.1切削力的计算以下是横向切削力的详细计算过程。设工件材料为碳素结构钢，；选用刀具材料为硬质合金YT15；刀具几何参数为：主偏角，前角，刃倾角；切削用量为：背吃刀量，进给量f=0.6mm/r，切削速度
4、vc=105m/min。查表3-1，得：CFc=2795,xFc=1.0,yFc=0.75,nFc=-0.15；CFp=1940, xFp=0.9,yFp=0.6,nFp=-0.3；CFf=2880,xFf=1.0,yFf=0.5,nFf=-0.4。查表3-3，得：主偏角的修正系数=0.94；刃倾角、前角和刀尖圆弧半径的修正系数值均为1.0。由经验公式（3-2），算得纵向主切削力=2673.4N，横向主切削力为纵向的一半所以横向主切削力由经验公式Fc:Ff:Fp=1:0.35:0.4,横向进给切削力Ff=467.85N，背向力Fp=534.68N1.2滚珠丝杠副的的计算和选型（横向）1.2.1
5、计算最大工作载荷Fm 横向导轨为燕尾型，查表（3-29）K=1.4，=0.2;根据Fz=,Fy=Fp,Fx=Ff可得：Fx=534.68N，Fy=467.85N，Fz=1336.7N计算如下：根据任务书溜板及刀架重量G为1600N =1.4534.68+0.2（1336.7+2467.85+1600）=1523.03N 1.2.2计算最大动负载 根据任务书最快进给速度为v=0.45m/min 初选丝杠导程，则此时丝杠转速 刀具寿命T取15000h，代入，则滚珠丝杠副寿命系数： （单位为：） 查表3-30，取载荷系数fw=1.2，再取硬度系数fH=1.0 代入式（3-23）求得最大动作载荷：1.
6、2.3滚珠丝杆副的初选型号 根据计算出的最大动载荷，查表3-33选用FL3205型滚珠丝杠副，公称直径32mm，基本导程Ph=5mm，双螺母滚珠总圈数32=6圈，内循环，精度等级4级 ，额定动载荷为9500N，满足要求。 1.2.4传动效率的计算 将公称直径，基本导程，代入 。将摩擦角，代入所以得传动效率1.2.5刚度的验算横向进给滚珠丝杆支撑方式草图 先画出此横向进给滚珠丝杆支撑方式草图，最大工作载荷为1523.03N，支撑间距a=550mm；钢的弹性模量E=2.1105Mpa查表3-33，滚珠直径Dw=3.5mm，算得丝杠底径=公称直径d0滚珠直径Dw=28.5mm，则丝杠截面积 (1）忽
7、略式3-25中第二项，丝杠的拉伸或压缩变形量 (2）滚珠与螺纹滚道间接触变形。根据公式，求得单圈滚珠数目Z=26，该型号丝杠为双螺母，滚珠圈数为32=6，则滚珠总数量=266=156。滚珠丝杠预紧时，取轴向预紧力。则由式（3-27），求得滚珠与螺纹滚道间的接触变形量，因为丝杠加有预紧力，且为轴向负载的1/3，所以实际变形量可减小一半，取。(3）将以上算出的和代入，求得丝杠总变形量。由表3-27知，对于跨度550mm的4级精度滚珠丝杠允许变动量为，可见丝杠刚度足够。1.2.6压杆稳定性校核 根据式（3-28）计算失稳时的临界载荷 式中：E-丝杆材料弹性模量，对刚E=2.1105Mpa I-截面惯性矩，丝杆截面惯性矩 a-丝杆两支撑端距离 K-压杆稳定安全系数，取K=3 -丝杆的支撑方式系数，查表3-34得=2.00对于本设计： =147928.48N 远大于工作负载Fm=1523.03N，故不会失稳。 综上所述，初选的滚珠丝杠副满足使用要求。1.3.齿轮减速箱的设计(横向)为了满足脉冲当量的设计要求和增大转矩，同时也为了使传动系统的负载惯量尽可能地减小，传动链中常采用减速传动。本设计中，横向减速箱选用齿轮传动。
