數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)設(shè)計【含CAD圖紙+PDF圖】
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畢業(yè)設(shè)計
數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)設(shè)計
學(xué) 生 姓 名：
指導(dǎo)教師：
合作指導(dǎo)教師：
專業(yè)名稱： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
所在學(xué)院：
2009年6月
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 前言 1
1.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展概況 1
1.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向 1
1.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 1
第二章 主傳動系統(tǒng)的運動設(shè)計 2
2.1 主運動系統(tǒng)驅(qū)動電機(jī)的選擇 2
2.2擬定轉(zhuǎn)速圖 5
2.3 擬定傳動方案 6
第三章軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 8
3．1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及齒輪尺寸參數(shù) 8
3.2電磁摩擦離合器的計算和選擇 16
3.3軸承的選擇 21
第四章 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 22
4.1主軸組件的性能要求 22
4.2 編碼器的選擇與安裝 24
4.3聯(lián)軸器的選擇及帶輪參數(shù) 25
結(jié)束語 28
致 謝 29
參 考 文 獻(xiàn) 30
大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 摘要
摘 要
裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。
隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，考慮到它的控制方式和使用特點，才對機(jī)床的生產(chǎn)率、加工精度和壽命提出了更高的要求。本課題主要研究的是數(shù)控機(jī)床的主體機(jī)構(gòu)。并將研究重點放在以下兩個方面：1）由于采用了高性能的無級變速主軸及伺服傳動系統(tǒng)，數(shù)控機(jī)床的極限傳動結(jié)構(gòu)大為簡化，傳動鏈也大大縮短。2）為適應(yīng)連續(xù)的自動化加工和提高加工生產(chǎn)率，數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的靜、動態(tài)剛度和阻尼精度，以及較高的耐磨性，而且熱變形小。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床，主軸，無級變速
大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 ABSTRACT
Abstract
The engineering level of equipment industry and modernized intensity are determining the level of the whole national economy and modernized intensity, numerical control technology and equip, develop new developing new high-tech industry and most advanced industry To can make technology and basic equipment most (national defense industry industries, such as information technology and their industry, biotechnology, industry, aviation, space flight, etc.).
With the development of technology of numerical control, consider its control method and use characteristic, have just put forward higher requirement for the productivity, machining accuracy and life span of the machine tool. That originally designed main research is the subject organization of the numerical control machine tool. And will study and place on two following respects especially: 1) Because of adopting the high-performance infinitely variable speeds spindle and servo transmission, the terminal transmission structure of the numerical control machine tool is greatly simplified, the drive chain is shortened greatly too. 2) For meet continuous automation process and improve productivity of processing, numerical control lathe mechanical structure have high quiet, dynamic rigidity and damping precision, and higher wear ability, and hot and out of shape and small.
Keyword: Numerical control machine tool, spindle, infinitely variable speeds
大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 前言
第一章 前言
1.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展概況
數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，一個國家數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量和技術(shù)水平在某種程度上就代表這個國家的制造業(yè)水平和競爭力。近年來，黨中央、國務(wù)院高度重視包括數(shù)控機(jī)床在內(nèi)的裝備制造業(yè)發(fā)展，相繼出臺的一系列政策措施，進(jìn)一步確立了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略地位，為行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。我國機(jī)床行業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，形成了具有一定生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平的產(chǎn)業(yè)體系，具備了快速提升的基礎(chǔ)，尤其是“十五”以來，面對持續(xù)高漲的國內(nèi)市場需求和良好的政策環(huán)境，我國機(jī)床行業(yè)發(fā)展迅速，在質(zhì)和量上都取得了飛躍。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。 數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要自身裝備水平的提升。另外，“十五”期間技術(shù)改造的不斷投入，極大地提高了機(jī)床行業(yè)的自身裝備水平。齊一、齊二、沈陽機(jī)床、大連機(jī)床等主機(jī)企業(yè)，在國家的支持下已投入了一批技術(shù)改造項目，哈量、哈一工、華中數(shù)控、南京工藝等數(shù)控機(jī)床配套基礎(chǔ)制造企業(yè)也提升了自身裝備水平，北京第一機(jī)床、武漢重型機(jī)床等通過搬遷改造也將很快奠定快速發(fā)展的基礎(chǔ)。
1.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向
1) 高速度、高精度化。速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個重要指標(biāo)，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
2)?多功能化。配有自動換刀機(jī)構(gòu)（刀庫容量可達(dá)１００把以上）的各類加工中心，能在同一臺機(jī)床上同時實現(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴(kuò)孔、攻螺紋等多種工序加工，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床還采用了多主軸、多面體切削，即同時對一個零件的不同部位進(jìn)行不同方式的切削加工。數(shù)控系統(tǒng)由于采用了多ＣＰＵ結(jié)構(gòu)和分級中斷控制方式，即可在一臺機(jī)床上同時進(jìn)行零件加工和程序編制，實現(xiàn)所謂的“前臺加工，后臺編輯”。
3)?機(jī)床的智能化。加工設(shè)備不僅提供“體力”，也有“頭腦”，能夠在線監(jiān)測工況、獨立自主地管理自己，并與企業(yè)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)通信。
4) 數(shù)控編程自動化。隨著計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，目前ＣＡＤ／ＣＡＭ圖形交互式自動編程已得到較多的應(yīng)用，是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的新趨勢
5）可靠性最大化。數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標(biāo)。
6）控制系統(tǒng)小型化。數(shù)控系統(tǒng)小型化便于將機(jī)、電裝置結(jié)合為一體。
1.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)
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，加工不同材料、不同尺寸、不同要求的工件，并能方便地實現(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)，省去了復(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。
29
大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 第二章 主傳動系統(tǒng)的運動設(shè)計
第二章 主傳動系統(tǒng)的運動設(shè)計
2.1 主運動系統(tǒng)驅(qū)動電機(jī)的選擇
2.1.1 選擇電機(jī)應(yīng)綜合考慮的問題
(1)根據(jù)機(jī)械的負(fù)載特性和生產(chǎn)工藝對電動機(jī)的啟動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動機(jī)類型。
(2)根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化范圍和啟動頻繁程度等要求，考慮電動機(jī)的溫升限制、過載能力額啟動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機(jī)功率，并確定冷卻通風(fēng)方式。所選電動機(jī)功率應(yīng)留有余量，負(fù)荷率一般取0.8～0.9。
(3)根據(jù)使用場所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)措施，選擇電動機(jī)的結(jié)構(gòu)型式。
(4)根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對功率因素的要求，確定電動機(jī)的電壓等級和類型。
(5)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和對電力傳動調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程的要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速。
此外，還要考慮節(jié)能、可靠性、供貨情況、價格、維護(hù)等等因素[11]。
2.1.2電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇
由于不同的機(jī)床要求不同的主軸輸出性能(旋轉(zhuǎn)速度，輸出功率，動態(tài)剛度，振動抑制等)，因此，主軸選用標(biāo)準(zhǔn)與實際使用需要是緊密相關(guān)的?？偟膩碚f，選擇主軸驅(qū)動系統(tǒng)將在價格與性能之間找出一種理想的折衷[9]。表1簡要給出了用戶所期望的主軸驅(qū)動系統(tǒng)的性能。下面將對各種交流主軸系統(tǒng)進(jìn)行對比、分析。
表1.1 理想主軸驅(qū)動系統(tǒng)性能
項目
內(nèi)容
高性能
低速區(qū)要有足夠的轉(zhuǎn)矩
寬恒功率范圍,并在高速范圍內(nèi)保持一定轉(zhuǎn)矩
高旋轉(zhuǎn)精度
高動態(tài)響應(yīng)
高加減速,起制動能力
具有強(qiáng)魯棒性,能適應(yīng)環(huán)境條件和參數(shù)變化
高效率,低噪聲
低價格
低購買價格,低維護(hù)價格,低服務(wù)價格
通用要求
耐用性,可維護(hù)性,安全可靠性
感應(yīng)電機(jī)交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)是當(dāng)前商用主軸驅(qū)動系統(tǒng)的主流，其功率范圍從零點幾個kW到上百kW，廣泛地應(yīng)用于各種數(shù)控機(jī)床上。
經(jīng)過對比分析本設(shè)計中決定采用FANU系列交流主軸電機(jī)。系列是高速、高精、高效的伺服系統(tǒng)，可實現(xiàn)機(jī)床的高速、高精控制，并使機(jī)床更緊湊。
2.1.3電動機(jī)容量的選擇
選擇電動機(jī)容量就是合理確定電動機(jī)的額定功率。決定電動機(jī)功率時要考慮電動機(jī)的發(fā)熱、過載能力和起動能力三方面因素，但一般情況下電動機(jī)容量主要由運行發(fā)熱條件而定。電動機(jī)發(fā)熱與其工作情況有關(guān)。但對于載荷不變或變化不大，且在常溫下連續(xù)運轉(zhuǎn)的電動機(jī)（如本課題中的電動機(jī)），只要其所需輸出功率不超過其額定功率，工作時就不會過熱，可不進(jìn)行發(fā)熱計算[9]，本設(shè)計中電機(jī)容量按以下步驟確定：
（1）確定主軸切削力(如無特殊說明，該小節(jié)計算方法均出自資料7)
確定主軸材料為45號鋼，淬硬處理（淬火及低溫回火），硬度為44HRC，單位切削力為().
切削用量范圍：
主切削力： (2.1)
取
切深取，進(jìn)給量取。
切削功率：
（2）確定電機(jī)輸出動率Pd
傳動裝置的總效率 (2.2)
其中，―圓柱直齒輪傳動效率，由資料[12]，表2－4查得＝0.98；；
―Ⅱ軸軸承效率，由資料[12]，表2－4查得
＝0.99×0.99＝0.98；
―Ⅲ軸（主軸）軸承效率，由資料[7]，表2－4查得
＝0.99×0.99＝0.98。
由此，＝0.98×0.98×0.98×0.980.922。
故，
（3）選擇電動機(jī)額定功率
如前所述，電動機(jī)功率應(yīng)留有余量，負(fù)荷率一般取0.8～0.9，所以電動機(jī)額定功率選取為11。
（4）電動機(jī)電壓和轉(zhuǎn)速的選擇
由資料[10],表22－1－9，小功率電動機(jī)一般選為380V電壓。所以本電機(jī)的電壓可選為380V。
同一類型、功率相同的電動機(jī)具有多種轉(zhuǎn)速。一般而言，轉(zhuǎn)速高的電動機(jī)，其尺寸和重量小，價格較低，但會使傳動裝置的總傳動比、結(jié)構(gòu)尺寸和重量增加。選用轉(zhuǎn)速低的電動機(jī)則情況相反。要綜合考慮電機(jī)性能、價格、車床性能要求等因素來選擇。[10]
本課題中數(shù)控機(jī)床的主軸的轉(zhuǎn)速范圍要求為。由于只有一根中間
傳動軸，傳動鏈較短，因此變速級數(shù)較少，故對電動機(jī)恒功率變速范圍以及整個變速范圍要求較高。I軸上齒輪傳動比確定為，II軸上兩對直齒輪的傳動比分別為， 。所以兩條傳動鏈中，高速傳動鏈傳動比，低速傳動鏈傳動比。由此可得電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍:
（5）確定電機(jī)的型號
由前面信息，可選取FANUC交流電機(jī)，型號為。這種電機(jī)轉(zhuǎn)動非常平穩(wěn)，采用160,000,000/rev的超高分辨率位置編碼器，通過線圈切換可實現(xiàn)電機(jī)的高速、高加速控制，作為α系列的后續(xù)產(chǎn)品，具有更先進(jìn)的節(jié)能效果。電機(jī)參數(shù)如下表所示：
表2.2 電機(jī)參數(shù)
型號
額定功率
連續(xù) 30min功率
最低轉(zhuǎn)速
最高轉(zhuǎn)速
重量
振動
冷卻
機(jī)座長為，電機(jī)軸徑為，軸伸為，中心高，其余安裝尺寸及其外形由資料[8]得[8]。
2.1.4 計算各軸計算轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩
1、各軸計算轉(zhuǎn)速（本小節(jié)公式除非特別說明，均出自資料[12]）
首先估算主軸的計算轉(zhuǎn)速，由于采用的是無級調(diào)速，所以采用以下的公式：
； (2.3)
然后通過傳動比計算傳動軸和電機(jī)軸的計算轉(zhuǎn)速，
上式中、 、的意義如前所述。
2、各軸輸入功率
=＝11Kw
＝ (2.4)
＝
上式中，、、的意義如前所述。
3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩
將以上計算結(jié)果整理后列于表2.2，供以后計算選擇，供以后計算使用：
表2.3 各軸的傳動參數(shù)
參數(shù) 軸
I軸（電機(jī)軸）
II軸（中間傳動軸）
III軸（主軸）
計算轉(zhuǎn)速（）
746
373
145
輸入功率（Kw）
11
10.6
10.2
轉(zhuǎn)矩（）
140.82
271.39
671.79
傳動比
，
2.2擬定轉(zhuǎn)速圖
由電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍(包括恒功率變速范圍)和各軸傳動比,作數(shù)控車床的轉(zhuǎn)速圖,見圖2-2.
圖2.2 轉(zhuǎn)速圖
2.3 擬定傳動方案
數(shù)控機(jī)床需要自動換刀、自動變速；且在切削不同直徑的階梯軸，曲線螺旋面和端面時，需要切削直徑的變化,主軸必須通過自動變速，以維持切削速度基本恒定。這些自動變速又是無級變速，以利于在一定的調(diào)速范圍內(nèi)選擇理想的切削速度，這樣有利于提高加工精度，又有利于提高切削效率。無級調(diào)速有機(jī)械、液壓和電氣等多種形式，數(shù)控機(jī)床一般采用由直流或交流調(diào)速電動機(jī)作為驅(qū)動源的電氣無級變速。由于數(shù)控機(jī)床的主運動的調(diào)速范圍較大（），單靠調(diào)速電機(jī)無法滿足這么大的調(diào)速范圍，另一方面調(diào)速電機(jī)的功率扭矩特性也難于直接與機(jī)床的功率和轉(zhuǎn)矩要求相匹配。因此，數(shù)控機(jī)床主傳動變速系統(tǒng)常常在無級變速電機(jī)之后串聯(lián)機(jī)械有級變速傳動，以滿足機(jī)床要求的調(diào)速范圍和轉(zhuǎn)矩特性。
為簡化主軸箱結(jié)構(gòu)，本方案僅采用二級機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，運動方案如圖2.1：
有級變速的自動變換方法一般有液壓和電磁離合器兩種。
液壓變速機(jī)構(gòu)是通過液壓缸、活塞桿帶動撥叉推動滑移齒輪移動來實現(xiàn)變速，雙聯(lián)滑移齒輪用一個液壓缸，而三聯(lián)滑移齒輪則必須使用兩個液壓缸（差動油缸）實現(xiàn)三位移動。液壓撥叉變速是一種有效的方法，工作平穩(wěn)，易實現(xiàn)自動化。但變速時必須主軸停車后才能進(jìn)行，另外，它增加了數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜性，而且必須將數(shù)控裝置送來的電信號轉(zhuǎn)換成電磁閥的機(jī)械動作，然后再將壓力油分配到相應(yīng)的液壓缸，因而增加了變速的中間環(huán)節(jié)，帶來了更多的不可靠因素。
圖2.1 主軸傳動圖
電磁離合器是應(yīng)用電磁效應(yīng)接通或切斷運動的元件，由于它便于實現(xiàn)自動操作，并有現(xiàn)成的系列產(chǎn)品可供選用，因而它已成為自動裝置中常用的操作元件。電磁離合器用于數(shù)控機(jī)床的主傳動時，能簡化變速機(jī)構(gòu)，操作方便。通過若干個安裝在各傳動軸上的離合器的吸合和分離的不同組合來改變齒輪的傳動路線，實現(xiàn)主軸的變速。電磁離合器一般分為摩擦片式和牙嵌式[6]。
本方案決定采用牙嵌式離合器。
2.3.1 傳動圖
初定數(shù)控車床的傳動圖,如圖1-3.
圖1.3傳動圖
大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 第三章 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
第三章軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3．1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及齒輪尺寸參數(shù)
3．1.1 I軸結(jié)構(gòu)設(shè)計及齒輪尺寸參數(shù)
（如無特殊說明，本小節(jié)公式均出自資料[14]）
I軸上的零件主要是齒輪1。一端用凸臺定位,另一端用緊定螺釘定位。
1.選定齒輪類型,精度等級,材料及齒數(shù).
根據(jù)選定的傳動方案,選用直齒圓柱齒輪傳動.
（1）本次設(shè)計屬于金屬切削機(jī)床類,一般齒輪傳動,故選用6級精度.
（2）材料選擇.由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS.
（3）選小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)
2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計
由設(shè)計計算公式(10-9a)進(jìn)行試算,即
(2.5)
1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
（1）試選載荷系數(shù)
（2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
由上文可知為
（3）由表10-7選取齒寬系數(shù)
（4）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)
（5）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限;
（6）由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
(2.6)
（7）由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)
（8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得
(2.7)
2）計算
（1）小齒輪分度圓直徑，代入[]中較小的值
(2.8)
（2）計算圓周速度
(2.9)
（3）計算齒寬
(2.10)
（4）計算齒寬與齒高之比
模數(shù) (2.11)
齒高 (2.12)
(2.13)
（5）計算載荷系數(shù)
根據(jù)，6級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)；
直齒輪，假設(shè)。由表10-3查得；
由表10-2查得使用系數(shù)；
由表10-4查得6級精度，小齒輪懸臂支承時，
(2.14)
將數(shù)據(jù)代入得
； (2.15)
由，查圖10-13得；故載荷系數(shù)
(2.16)
（6）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（10-10a）得
(2.17)
（7）計算模數(shù)
(2.18)
3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計
由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為
(2.19)
1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
（1）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；
（2）由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；
（3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12）得
(2.20)
（4）計算載荷系數(shù)K
(2.21)
（5）查取齒形系數(shù)
由表10-5查得；。
（6）查取應(yīng)力校正系數(shù)
由表10-5查得；。
（7）計算大小齒輪的并加以比較
(2.22)
大齒輪的數(shù)值大。
2）設(shè)計計算
對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)2.46并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)
大齒輪齒數(shù)
這樣設(shè)計出的齒輪傳動，即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。
4.幾何尺寸計算
1）計算分度圓直徑
2）計算中心距
3）計算齒輪寬度
取。
5.驗算
，合適。
3.1.2 II軸結(jié)構(gòu)設(shè)計（如無特殊說明，本小節(jié)公式均出自資料[14]）
1.軸的支承形式
該軸不受或只受極小的軸向力，而右端所受徑向力矩明顯高于左端，故左端選用深溝球軸承，而右端選用一對角接觸球軸承背靠背安裝，如圖所示：
圖2.4 中間軸的支承形式
2.軸上零件的軸向定位
II軸上的主要零件主要有三對直齒圓柱齒輪及其中兩直齒圓柱齒輪對應(yīng)的電磁離合器。滾子軸承的左端靠在端蓋上，右端用軸肩定位。與電機(jī)軸上齒輪相嚙合的齒輪左端用圓螺母固定,右端用軸肩定位.另外兩齒輪所對應(yīng)的電磁離合器位于它們中間，相互緊靠，兩齒輪的另兩端用螺釘鎖緊擋圈定位。軸右端的軸承左邊利用軸肩定位，右端用一摔油盤（有套筒的作用）和圓螺母進(jìn)行定位。
（1）軸的選材和最小直徑得確定
軸的材料選擇為：45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）。
軸的最小尺寸，由式（15－2），
式中，由表15－3，可取得110，故
?。?5mm。由于取值較計算值大的多，所以不用再按彎扭合成強(qiáng)度條件計算和進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校合。
軸的零件圖如圖2-5.
圖2.5 中間軸零件圖
（2）齒輪的設(shè)計
齒輪1和2的直徑相差較大，對齒輪1（小齒輪）在模數(shù)和選材及熱處理方面要求較高，所以首先進(jìn)行該對齒輪的設(shè)計。
1.選定齒輪的精度等級和材料，初選齒數(shù)
①本數(shù)控機(jī)床的運行速度較高，精度等級選擇6級精度；
②由表10－1，小齒輪材料選擇為40，調(diào)質(zhì)后表面淬火，硬度為280HBS；大齒輪材料選擇為45鋼，調(diào)制后表面淬火，硬度為240HBS。
③小齒輪齒數(shù)初選為＝24，＝ ＝
2.按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計
按式（10－9）試算，
確定公式內(nèi)的各計算值：
①初選載荷系數(shù)Kt＝1.6；
②計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
由前文可知小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為271.39;
③由表10－7及其說明，可選定齒寬系數(shù)＝0.4；
④由表10－6，查得材料的彈性影響系數(shù)＝189.8；
⑤由圖10－21d，按齒面接觸硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度＝650MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度＝600MPa；
⑥兩齒輪的設(shè)計壽命為50000h，由式10－13，計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
⑦由圖10－19查得接觸疲勞壽命系數(shù)=0.9,=0.95;
⑧計算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%,安全系數(shù)s＝1。由式（10－12），
==0.9×650/1＝585MPa
==0.95×600/1=570MPa
將以上參數(shù)代入公式進(jìn)行計算
①試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入[H-]中較小的值
②計算圓周速度v
③計算齒寬
④計算齒寬與齒高之比
齒輪模數(shù)
齒高
⑤計算載荷系數(shù)K
由圖10－8，查得動載系數(shù)；
由表10－3，查得;
由表10－2，查得使用系數(shù)＝1.25；
小齒輪精度為6級，相對支撐作對稱分布。由表10－4，
由b/h＝4.27，=1.15,查圖10－13，得＝1.12，
故，動載系數(shù)
⑥按實際得載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10－10a）得
⑦計算模數(shù)
3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計
由式（10－5）得彎曲疲勞的設(shè)計公式為
以下確定式中各參數(shù)的值：
①由圖10－20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限＝520MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限＝440MPa；
②由圖10－18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)＝0.82，＝0.87；
③計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.3，由式（10－12）得
＝＝0.82×520/1.3＝328MPa
＝＝0.87×440/1.3＝294.46Mpa
④計算載荷系數(shù) K
⑤查取齒形系數(shù)
由表10-5查得。
⑥查取應(yīng)力校正系數(shù)
由表10－5,查得；。
⑦計算大、小齒輪的并加以比較
大齒輪數(shù)值大，將用于以下計算。
將以上參數(shù)代入式（10－5）進(jìn)行計算
對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度所算得的模數(shù)，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)
4.幾何尺寸計算
1）計算分度圓直徑
2）計算中心距
3）計算齒輪寬度
取。
5.驗算
，合適。
第二對齒輪的模數(shù)可取得比齒輪1小，＝3。由于這兩齒輪得中心距與齒輪1和2的中心距相等，故,.
四個齒輪的尺寸參數(shù)如表2.4所示。
表2.4 齒輪尺寸參
齒輪
參數(shù)
1
2
3
4
模數(shù)m
3.5
3.5
3
3
齒數(shù)z
38
97
100
56
中心距a
236.25
分度圓直徑d
133
339.5
300
168
齒頂圓直徑
140
346.5
306
174
齒根圓直徑
124.25
330.75
292.5
160.5
全齒高h(yuǎn)
7.875
6.75
齒寬b
60
54
55
60
壓力角
基圓直徑
125
319
282
158
傳動比
18/7
9/16
齒輪寬B
65
60
70
75
齒寬系數(shù)
0.4
0.15
0.2
0.2
輪轂寬
70
65
85
90
3.2電磁摩擦離合器的計算和選擇
本課題中數(shù)控機(jī)床得轉(zhuǎn)速較高，對工作可靠性要求高，根據(jù)資料[13]中的結(jié)構(gòu)選擇原則，選取牙嵌式電磁離合器。
形式選定后，應(yīng)進(jìn)一步確定其規(guī)格（本小節(jié)公式及參數(shù)除非特別說明，均出自資料[15]）
（1）規(guī)格計算
其規(guī)格選擇計算的基本原則是使其計算轉(zhuǎn)矩小于或等于其薄弱環(huán)節(jié)的失效條件限制而允許其傳遞的許用轉(zhuǎn)矩[T]，即
(2.23)
其中--理論轉(zhuǎn)矩
--計算轉(zhuǎn)矩
--公稱轉(zhuǎn)矩
--許用轉(zhuǎn)矩
--最大轉(zhuǎn)矩
--許用最大轉(zhuǎn)矩
--許用轉(zhuǎn)速
1）計算轉(zhuǎn)矩
由于各類聯(lián)軸器，離合器實際工況不同，在確定計算轉(zhuǎn)矩時應(yīng)將理論轉(zhuǎn)矩乘以不同系數(shù)K，本機(jī)床承受長期平穩(wěn)載荷，故
(2.24)
式中，，，--分別為離合器的計算轉(zhuǎn)矩，公稱，許用轉(zhuǎn)矩，；
--離合器理論轉(zhuǎn)矩，；
K—離合器工況系數(shù)，見下表所示。
本文中為金屬切學(xué)機(jī)床，取K=1.4，從而得到
(2.25)
根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩，查表5-3-42選取規(guī)格為DLY5-40A的牙嵌式離合器，相關(guān)尺寸可從表中查取。
（2）牙嵌式離合器的設(shè)計計算
1）離合器的外徑計算（經(jīng)驗公式）
(2.26)
牙的外徑： (2.27)
表2.5 離合器工況系數(shù)
機(jī)械類型
K
機(jī)械類型
K
金屬切削機(jī)床
1.3-1.5
輕紡機(jī)械
1.2-2
曲柄式壓力機(jī)械
1.1-1.3
農(nóng)業(yè)機(jī)械
2-3.5
汽車,車輛
1.2-3
挖掘機(jī)械
1.2-2.5
拖拉機(jī)
1.5-3
鉆探機(jī)械
2-4
船舶
1.3-2.5
活塞泵,通風(fēng)機(jī),壓力機(jī)
1.3
起重運輸機(jī)械
在最大載荷下結(jié)合
1.35-1.5
活塞泵(單缸),大型通風(fēng)機(jī),壓縮機(jī),木材加工機(jī)械
1.7
在空載下結(jié)合
1.25-1.5
冶金礦山機(jī)械
1.8-3.2
牙的內(nèi)徑： (2.28)
牙的平均直徑： (2.29)
牙的寬度： (2.30)
牙的高度： (2.31)
牙的個數(shù)： (2.32)
式中--主，從動半離合器的轉(zhuǎn)速差
(2.33)
--牙齒接合圓周速度差，一般取
--離合器允許結(jié)合時間，一般機(jī)床，取
本文中取，，則可以得到
2）牙間壓緊力
(2.34)
近似可取
(2.35)
式中 --牙形角，一般取
--摩擦角，鋼與鋼接觸，取
--牙的平均直徑
--彈簧推力，一般取
本課題中取，
從而， (2.36)
（3）磁路結(jié)構(gòu)設(shè)計
1）磁軛鐵心截面積
(2.37)
式中，--磁感應(yīng)強(qiáng)度，一般取
--牙間壓緊力，N。
取，
2）線圈槽內(nèi)徑（內(nèi)鐵心外徑）
(2.38)
式中--離合器軸徑。
3）線圈槽外徑（外鐵心內(nèi)徑）
(2.39)
4）線圈槽寬度
(2.40)
5）勵磁磁勢
(2.41)
式中，--氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度，一般取
--工作氣隙，近似取牙的高度。
--氣隙系數(shù)，一般取
取，，則
(2.42)
6）線圈槽高度
(2.43)
式中，--線圈槽高寬比，
--傳熱系數(shù)。線圈散熱良好時，；
線圈散熱不良時， ；
--填充系數(shù)，按導(dǎo)線直徑由圖9-13查得；
--溫升，K，按技術(shù)要求確定；
--電阻系數(shù)，可取；
取查得，得
(2.44)
7）導(dǎo)線直徑
(2.45)
式中，--線圈的平均直徑，
--電源電壓，一般取24V
8）線圈匝數(shù)
(2.46)
9）磁軛底部厚度
(2.47)
磁軛高度：，一般取
10）銜鐵厚度
銜鐵內(nèi)徑由軸徑根據(jù)結(jié)構(gòu)確定，外徑
（4）磁路驗算
1）線圈總磁勢
(2.48)
式中，--氣隙，磁軛，銜鐵等各部分的磁均強(qiáng)度與磁路長度
2）氣隙磁場強(qiáng)度
(2.49)
3）電磁吸力
(2.50)
3.3軸承的選擇
由資料[12]，可選得軸承的型號和其他參數(shù)，如表2-7所示：
鍵和圓螺母的選擇
由資料[12]，可選擇鍵的尺寸如下表2-6：
表2.6 鍵的尺寸參數(shù)
參數(shù)
鍵
公稱尺寸
長度
軸深度
孔深度
與離合器配合的鍵
50
5.5
3.8
圓螺母選用 M35×1.5。
表2.7 軸承尺寸參數(shù)
參數(shù)
軸承
型號
內(nèi)徑
外徑
軸承寬
安裝尺寸
安裝尺寸
軸兩端的支撐軸承
107
35
62
14
41
57
7307C
7307AC
35
80
21
44
71
與齒輪配合的軸承
7308C
7308AC
40
90
23
49
81
第四章主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計
第四章 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1主軸組件的性能要求
主軸組件是機(jī)床主要部件之一，它的性能對整機(jī)性能由很大的影響。主軸直接承受切削力，轉(zhuǎn)速范圍又很大，所以對主軸組件的主要性能特提出如下要求：
①回轉(zhuǎn)精度 主軸組件的回轉(zhuǎn)精度，是指主軸的回轉(zhuǎn)精度。當(dāng)主軸做回轉(zhuǎn)運動時，線速度為零的點的連線稱為主軸的回轉(zhuǎn)中心線?；剞D(zhuǎn)中心線的空間位置，在理想的情況下應(yīng)是固定不變。實際上，由于主軸組件中各種因素的影響，回轉(zhuǎn)中心線的空間位置每一瞬間都是變化的，這些瞬時回轉(zhuǎn)中心線的平均空間位置成為理想回轉(zhuǎn)中心線。瞬時回轉(zhuǎn)中心線相對于理想回轉(zhuǎn)中心線在空間的位置距離，就是主軸的回轉(zhuǎn)誤差，而回轉(zhuǎn)誤差的范圍，就是主軸的回轉(zhuǎn)精度。純徑向誤差、角度誤差和軸向誤差，它們很少單獨存在。當(dāng)徑向誤差和角度誤差同時存在時，構(gòu)成徑向跳動，而軸向誤差和角度誤差同時存在構(gòu)成端面跳動。由于主軸的回轉(zhuǎn)誤差一般都是一個空間旋轉(zhuǎn)矢量，它并不是所有的情況下都表示為被加工工件所得到的加工形狀。
主軸回轉(zhuǎn)精度的測量，一般分為三種：靜態(tài)測量、動態(tài)測量和間接測量。目前我國在生產(chǎn)中沿用傳統(tǒng)的靜態(tài)測量法，用一個精密的測量棒插入主軸錐孔中，使千分表觸頭觸及檢測棒圓柱表面，以低速轉(zhuǎn)動主軸進(jìn)行測量。千分表最大和最小的讀數(shù)差即認(rèn)為是主軸的徑向回轉(zhuǎn)誤差。端面誤差一般以包括主軸所在平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的垂直坐標(biāo)系的垂直度數(shù)據(jù)綜合表示。動態(tài)測量是用以標(biāo)準(zhǔn)球裝在主軸中心線上，與主軸同時旋轉(zhuǎn)；在工作態(tài)上安裝兩個互成90o角的非接觸傳感器，通過儀器記錄回轉(zhuǎn)情況。間接測量是用小的切削量加工有色金屬試件，然后在圓度儀上的測量試件的圓度來評價。出廠時，普通級加工中心的回轉(zhuǎn)精度用靜態(tài)測量法測量，當(dāng)L＝300mm時允許誤差應(yīng)小于0.02mm。造成主軸回轉(zhuǎn)誤差的原因主要是由于主軸的結(jié)構(gòu)及其加工精度、主軸軸承的選用及剛度等，而主軸及其回轉(zhuǎn)零件的不平衡，在回轉(zhuǎn)時引起的激振力，也會造成主軸的回轉(zhuǎn)誤差。因此加工中心的主軸不平衡量一般要控制在0.4mm/s以下。
②剛度 主軸部件的剛度是指受外力作用時，主軸組件抵抗變形的能力。通常以主軸前端產(chǎn)生單位位移時，在位移方向上所施加的作用力大小來表示。主軸組件的剛度越大，主軸受力變形就越小。主軸組件的剛度不足，在切削力及其它力的作用下，主軸將產(chǎn)生較大的彈性變形，不僅影響工件的加工質(zhì)量，還會破壞齒輪、軸承的正常工作條件，使其加快磨損，降低精度。主軸部件的剛度與主軸結(jié)構(gòu)尺寸、支承跨距、軸承類型及配置型式、軸承間隙的調(diào)整、主軸上傳動元件的位置等有關(guān)。
③抗振性 主軸組件的抗振興是指切削加工時，主軸保持平穩(wěn)地運行而不發(fā)生振動的能力。主軸組件抗振興差，工作時容易產(chǎn)生，不僅降低加工質(zhì)量，而且限制了機(jī)床生產(chǎn)率的提高，使刀具耐用度下降。提高主軸抗振興必須提高主軸組件的靜剛度，采用較大阻尼比的前軸承，以及在必要時安裝阻尼器。另外，使主軸的固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激振力的頻率。
④溫升 主軸組件在運轉(zhuǎn)中，溫升過高會引起兩方面的不良后果：一是主軸組件和箱體因熱彭漲而變形，主軸的回轉(zhuǎn)中心線和機(jī)床其它組件的相對位置會發(fā)生變化，直接影響加工精度；其次是軸承等元件會因溫度過高而改變已調(diào)好的間隙和破壞正常潤滑條件，影響軸承的正常工作。嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生“抱軸”。數(shù)控機(jī)床一般采用恒溫主軸箱來解決恒溫問題。
⑤耐磨性 主軸組件必須有足夠的耐磨性，以能長期保持精度。主軸上易磨損的地方是刀具或工件的安裝部位以及移動式主軸的工作部位。為了提高耐磨性，主軸的上述部位應(yīng)該淬硬或氮化處理。主軸軸承也需有良好的潤滑，以提高耐磨性。
以上這些要求，有的還是矛盾的。例如高剛度和高速，高速與低溫升，高速與高精度等。這就要具體問題具體分析，例如設(shè)計高效數(shù)控機(jī)床的主軸組件時，主軸應(yīng)滿足高速和高剛度的要求；設(shè)計高精度數(shù)控機(jī)床時，主軸應(yīng)滿足高剛度、低溫升的要求[6]。
軸承配置型式
本課題中數(shù)控機(jī)床的轉(zhuǎn)速較高，卻要求徑向剛度好，所以軸承的配置型式選擇為剛度速度型[13]。前軸承采用雙列角接觸球軸承，接觸角為，它們通過套筒背靠背配置，以減少主軸懸伸量。后軸承采用雙列短圓柱滾子軸承，以承受較大的傳動力。如下圖所示：
圖2.6 主軸支承型式
3.主要參數(shù)的確定
主軸的主要參數(shù)是指：主軸平均直徑D（或主軸前軸頸直徑）；主軸內(nèi)孔直徑；主軸懸伸量a和主軸支承跨距。這些參數(shù)直接影響主軸的工作性能，但為簡化問題，主要是由靜剛度條件來確定這些參數(shù)，即選擇D、d、a、l使主軸獲得最大靜剛度，同時兼顧其它要求，如高速性、抗振性等。
（1）主軸前軸頸直徑的確定
主軸平均直徑對主軸部件剛度影響較大。加大直徑，可減少主軸本身彎曲變形引起的主軸軸端位移和軸承彈性變形引起的軸端位移，從而 提高主軸部件剛度。但加大直徑受到軸承dn值的限制，同時造成相配零件尺寸加大、制造困難、結(jié)構(gòu)龐大和重量增加等，因此在滿足剛度要求下應(yīng)取較小值。
按車床主電動機(jī)功率來確定，由資料[16]圖6.1－83可取。
（2）主軸內(nèi)孔直徑d的確定
確定孔徑的原則是，為減輕主軸重量，在滿足對空心主軸孔頸要求和最小壁厚要求以及不削弱主軸剛度的要求下，應(yīng)取較大值。
對于數(shù)控機(jī)床，，本課題中車床主軸尾端需要安裝皮帶輪，軸徑較小，故取[16]，即。
（3）主軸懸伸量的確定
主軸懸伸量是指主軸前端面到支承徑向反力作用中點的距離，它對主軸部件的剛度和抗振性影響很大。因此在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下盡可能取小值。減小的常見措施有：
①盡量采用短錐法蘭式主軸端部結(jié)構(gòu)。
②推力軸承配置在前支承時，應(yīng)安裝在徑向軸承的內(nèi)側(cè)而不是外側(cè)。
③合理設(shè)計前支承的調(diào)整結(jié)構(gòu)和密封裝置形式。盡量采用主軸端部的法蘭盤和軸肩等構(gòu)成密封裝置。
④采用向心推力軸承來代替向心軸承。成對安裝的圓錐滾子軸承，應(yīng)采取滾錐小端相對的形式；成對安裝的向心推力軸承應(yīng)采取背對背或面朝外的同方向排列形式。本課題中主軸前端的一對向心推力軸承正是采用這種安裝形式。
⑤改變軸端工夾具的結(jié)構(gòu)形式來減小a值[16]。
（4）支承跨距的確定
支承跨距是指相鄰兩支承的支承反力作用點之間的距離。合理確定是獲得主軸部件最大靜剛度的重要條件之一。當(dāng)時，主軸部件具有最大剛度，即為主軸部件的最佳跨距。在具體設(shè)計時，往往由于結(jié)構(gòu)上的限制而使，這就造成主軸部件的剛度損失。合理跨距,通常取。因為D、a一定時，越大，軸承的徑向跳動對主軸前端的徑向跳動影響越小，且加大可較小振動。當(dāng)需要遠(yuǎn)大于時，可采用三支承結(jié)構(gòu)[6]。
4.主軸頭的選用
如前文所述，采用短錐法蘭式主軸端部結(jié)構(gòu)有利于減小主軸懸伸量。本課題選用B型法蘭式主軸端部，代號為6，其基本尺寸由資料[16]表6.1－31可獲得。
5.軸承型號的選擇
考慮到主軸上部件的安裝需要利用軸肩來進(jìn)行軸向定位，初步確定好安裝軸承部位軸徑后，選擇軸承型號及其尺寸如表2-8所示：
表2.8 主軸軸承尺寸參數(shù)
參數(shù)
軸承
型號
內(nèi)徑
外徑
軸承寬
安裝尺寸
安裝尺寸
安裝尺寸
安裝尺寸
前軸承
36218
90
160
30
103
147
－
－
后軸承
3182114
70
110
30
80
－
103
102
4.2 編碼器的選擇與安裝
在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上加工螺紋或絲杠時，進(jìn)刀速度應(yīng)與車床主軸轉(zhuǎn)速之間保持一個恒定的比例關(guān)系，為此要在車床主軸上安裝一個主軸位置信號的反饋元件。即主軸脈沖發(fā)生器。在選用簡易數(shù)控裝置時，應(yīng)選用含有螺紋加工功能的系統(tǒng)軟件和相應(yīng)的主軸脈沖發(fā)生器。光電編碼器由于是數(shù)字信號，所以噪聲容限大，容易實現(xiàn)高分辨率，檢測精度高，且體積小、重量輕、易安裝，在現(xiàn)代檢測技術(shù)中得到了廣泛地應(yīng)用。本課題選用
LF1024型光電編碼器。
光電編碼器的安裝通常采用兩種方式:同軸安裝和異軸安裝。同軸安裝結(jié)構(gòu)簡單，缺點是安裝后不能加工穿出車床主軸孔的零件;異軸安裝較同軸安裝麻煩，需配一對同步平帶輪及同步平帶。在加工螺紋時，將其裝上，不使用時將其斷開，避免磨損和信號干擾，延長主軸脈沖發(fā)生器的使用壽命。本課題采用異軸安裝方式，利用同步帶傳動帶動軸轉(zhuǎn)動，軸通過聯(lián)軸器與光電編碼器相聯(lián)，帶動光電編碼器轉(zhuǎn)動[17]。
4.3聯(lián)軸器的選擇及帶輪參數(shù)
（1）聯(lián)軸器的選擇
本課題中聯(lián)軸器選用柱銷聯(lián)軸器，由資料[15],表4－290可知，它應(yīng)用于正反轉(zhuǎn)多，啟動頻繁的高、低速傳動，其結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，維護(hù)方便，壽命長，能緩沖減振，符合要求。
由于軸所傳動的力矩不大，故聯(lián)軸器的尺寸由LF1024型光電編碼器的軸徑（28mm）決定。由資料[15],表4－319可選取型號為 LX2的彈性柱銷聯(lián)軸器，其尺寸和性能參數(shù)可由該表查取。
（2）同步齒形帶傳動設(shè)計(以下公式均出自參考資料[14])
齒形帶傳遞的計算功率
(2.51)
帶輪傳遞的功率很小，模數(shù)不需太大，取。
確定兩輪傳動比
取兩帶輪齒數(shù) ，
計算兩輪節(jié)圓直徑
，
初定中心距
初定膠帶長度
(2.52)
初定齒數(shù)
計算中心距
(2.53)
帶寬b取為，
選用同步齒形帶規(guī)格為。
帶輪幾何尺寸的計算如表2-9所示.
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