XK5040数控铣床主传动系统设计
XK数控立式铣床及控制系统设计方案
目录摘要II关键词 (1)1 总体设计III1.1、铣床简介III1.2、 X K5040型数控铣床的总体布局、主要技术参数及总传动系统图IV1.2.1 XK5040型数控铣床的总体布局IV1.2.2 XK5040型数控铣床的主要技术参数V1.2.3 总传动系统图VII2 主运动系统设计VIII2.1 传动系统设计VIII2.1.1参数的拟定VIII2.1.2 传动结构或结构网的选择VIII2.1.3 转速图拟定X2.1.4齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制XII２.２传动件的估算与验算XVI2.2.1传动轴的估算和验算XVI２.２.２齿轮模数的估算XIX２.３展开图设计XXIII２.３.１结构实际的内容及技术要求XXIII２.３.２齿轮块的设计XXV２.３.３传动轴设计XXVII２.３.４主轴组件设计XXX２.４制动器设计XXXVI２.４.１按扭矩选择XXXVI２.５截面图设计XXXVII２.５.１轴的空间布置XXXVII２.５.２操纵机构XXXVIII２.５.３润滑XXXVIII２.５.４箱体设计的确有关问题XXXIX３进给系统设计XL３.１总体方案设计XL３.１.１对进给伺服系统的基本要求XL３.１.２进给伺服系统的设计要求XL３.１.３总体方案XLI３.２进给伺服系统机械部分设计XLI３.２.１确定脉冲当量，计算切削力XLI３.２.２滚珠丝杆螺母副的计算和造型XLIII３.２.３齿轮传动比计算LII３.２.４步进电机的计算和选型LIII３.２.５进给伺服系统机械部分结构设计LXIII４控制系统设计LXVI4.1绘制控制系统结构框图LXVI4.2.选择中央处理单元（CPU）的类型LXVII4.3存储器扩展电路设计LXVII４.３.１程序存储器的扩展LXVII４.３.２数据存储器的扩展LXIX４.４I/O接口电路及辅助电路设计LXIX４.４.１I/O接口电路设计LXIX４.４.２步进电机接口及驱动电路LXX参考文献LXXIII致谢错误！未定义书签。
数控铣床的传动系统及控制系统设计课程设计(机电一体化)
长沙理工大学继续教育学院机械电子学课程设计年级： 2014级专业：机电一体化技术姓名：侯志勇学号：2014HBH27009指导老师：韩建华时间：2015 年10 月30 日机械电子学课程设计目录一课程设计任务书 (1)1.课程设计目的意义 (1)2.课程设计任务 (1)3.数控铣床的性能指标设计要求 (1)二课程设计内容 (1)摘要 (1)关键词 (2)第一节总体方案设计 (2)1.主轴驱动系统设计方案 (2)2. X/Y/Z轴控制系统方案设计 (2)3.电气系统设计方案 (2)第二节传动系统设计 (3)1.主轴传动系统的设计 (3)1.1主轴电机选择 (3)1.2变频器的选择 (3)1.3主轴传动系统设计 (3)2.伺服驱动系统设计 (3)2.1伺服传动机构设计 (3)2.2伺服电机选择 (4)2.3 滚珠丝杠的选择 (4)2.4滚珠丝杠支承的选择 (5)3.设计验算校核 (5)3.1惯量匹配验算 (5)3.2伺服电机负载能力校验 (6)3.3系统的刚度计算 (7)3.4固有频率计算 (8)3.5死区误差计算 (8)3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (8)三存在问题及改进意见 (9)四参考文献 (9)五致谢 (9)一课程设计任务书1.课程设计目的意义机电一体化是一门实践性强的综合性技术学科，所涉及的知识领域非常广泛，现代各种先进技术构成了机电一体化的技术基础。
机电一体化系统设计基础课程设计属于专业的课程设计，培养学生综合应用所学的知识，进行机电一体化系统设计的能力。
2.课程设计任务本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。
由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。
为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。
XK5040数控铣床主轴箱进给机构及控制系统设计
XK5040数控铣床主轴箱进给机构及控制系统设计XK5040数控铣床是一种高精度的数控加工设备，其主轴箱、进给机构及控制系统的设计对整个机床的性能与精度至关重要。
首先，我们来看主轴箱的设计。
主轴箱是整个数控铣床的核心部件，负责转动刀具进行加工。
在设计主轴箱时，需考虑以下几个关键因素：主轴转速范围、刚性和稳定性、换刀系统和冷却系统。
对于主轴转速范围，需要根据实际加工要求和材料特性来确定。
主轴转速的选择要考虑到加工效率和加工质量。
另外，还需考虑主轴的刚性和稳定性，以确保在高速转动时不产生振动和弯曲。
此外，还需设计一个高效的换刀系统，实现自动化的换刀操作，以提高生产效率。
冷却系统的设计也很重要，可通过冷却液使主轴和刀具保持适宜的温度，确保长时间连续运行时不会过热。
接下来是进给机构的设计。
进给机构是用来控制工件在坐标轴方向上的运动，使刀具能够按照预定的路径进行加工。
在设计进给机构时，需考虑以下几个因素：进给速度、精度、刚性和传动方式。
进给速度的确定需要结合加工要求和材料特性，确保在一定的时间内完成加工任务。
精度是指进给机构能够按照预定的路径进行精确的移动，需考虑进给机构的定位精度和反复定位精度。
为了保证加工质量，进给机构的刚性也很重要，可以通过选用合适的材料和结构来提高刚性。
传动方式的选择要考虑到进给的平滑性和稳定性，常见的传动方式有滚珠丝杠和直线导轨等。
最后是控制系统的设计。
控制系统是整个数控铣床的大脑，负责对机床各个部件进行协调和控制。
在控制系统的设计中，需考虑以下几个方面：控制方式、控制精度、编程方式和人机界面。
综上所述，XK5040数控铣床的主轴箱、进给机构及控制系统设计是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
合理的设计将直接影响到机床的性能和加工效率。
因此，在设计过程中需要充分考虑实际需求和技术限制，确保设计出符合要求的数控铣床。
铣床主传动系统设计说明书精品
第一章 运动设计1.1技术要求最低转速n min =30 rpm ； 级数Z =11； 公比ϕ=1.41； 功率P =5 .5KW ；工件材料：钢、铸铁和有色金属 刀具材料：高速钢、硬质合金、陶瓷1.2 确定公比和转速序列公比ϕ=1.41=1.066，最低转速n min =30 rpm ，根据标准转速序列可得11级转速为：30、42.5、60、85、118、170、236、335、475、670、950。
1.3 确定结构网或结构式级数为Z 的变速系统由若干个顺序的变速组组成，各变速组分别有21Z Z 、……个变速副。
即 321Z Z Z Z =变速副中由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z 应为2和3的因子b a Z 32⨯=。
因此确定结构式为：122311531-⨯⨯=。
1.4 绘制转速图1.4.1 选定电动机根据技术要求，选择Y132M2-6型三相异步电动机，同步转速1000rpm,额定功率5.5KW,满载转速d n =960rpm1.4.2 确定传动轴轴数传动轴数 = 变速组数 + 定比变速副数 + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。
1.4.3 分配总降速传动比总降速变速比03.0960/30/min ===d n n i 。
又电动机转速min /960r n d =不符合转速数列标准，因而增加一定比变速副。
在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按变速顺序依次设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（主轴）。
Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ、Ⅲ与Ⅳ轴之间的变速组分别设为a 、b 、c 。
现由Ⅳ（主轴）开始，确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的转速。
⑴确定Ⅲ轴的转速：变速组c 的变速范围为86.541.155<==ϕ，故两个传动副的传动比有两种方案：311ϕ=C I 、122ϕ=C I 或411ϕ=C I 、12ϕ=C I 。
选取第一种方案311ϕ=C I、122ϕ=C I 结合结构式，Ⅲ轴的转速：85、118、170、236、335、475。
X5040立式铣床数控化改造设计方案
X5040立式铣床数控化改造设计方案作者：侯金辰来源：《新生代·上半月》2018年第11期【摘要】：随着现代工业的迅猛发展，普通机床已经越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求，数控机床已经成为衡量一个国家机械制造水平的最要标志。
目前我国生产、加工使用的绝大多数是普通机床，机床数控化率远低于发达国家，使得資金投入量大、成本高。
把普通机床改造为数控机床则是一条提高数控化率的有效途径。
本次主要是对X5040立式铣床的进给运动系统进行数控化改造设计的方案。
首先将三相异步电动机改成步进电动机， X轴、Y轴、Z轴的丝杠改为滚珠丝杠副。
其次步进电动机与丝杠之间的传动采用齿轮一级传动式，在设计步进电动机与丝杠的联接时，尽量减少传动间隙，满足精度要求。
【关键词】：数控铣床改造设计总体方案一、机床数控化改造的意义（1）减少投资额，交货期短。
同购置新机床相比，一般可以节省60%～80%的费用，改造费用低，大型、特殊机床尤其明显。
一般大型机床改造，只花新机床购置费用的1/3，交货期短。
（2）力学性能稳定可靠。
旧机床所利用的床身、立柱灯基础构件都是重而坚固的铸造构件，而不是焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。
（3）熟悉设备，便于操作维修。
购买新设备可能不了解新设备是否能满足其加工要求。
改造则不然，可以精确计算出机床的加工能力；另外，由于使用多年，操作者对机床的性能已了解，在操作使用和维修方面培训时间短，见效快，改造的机床易安装好，可以实现全负荷运转。
（4）可充分利用现有的条件。
例如可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。
（5）可以采用最新的控制技术。
可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备档次和质量，将旧机床改成当今水平的机床。
二、铣床数控化改造的步骤在改造之前，要先做好充分的技术准备，安排技术人员做好技术规划，电气原理图及各种转换接口的设计等。
XK5040主传动系统及控制系统设计
摘要在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置（例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数、温度、压力、流量的设定与控制等），采用可编程序控制器（PLC）来解决工业现场中的这些自动控制问题已成为最有效的工具之一。
XK5040立式铣床主运动系统的设计：首先分析立式铣床的加工特点和加工要求，确定其主参数（包括运动和动力参数）；再根据主参数和设计要求进行主运动系统机械结构设计及校核（其中主运动系统采用有级变速实现动力传递）；使其达到更高的加工精度、加工效率和更小的能源消耗的目的。
XK5040铣床电气控制线路设计为可编程控制器控制。
首先通过对XK5040型立式铣床的电气控制原理进行分析，然后确定输入点和输出点等，画出接线图和其梯形图。
再在程序输入机床后进行调试，实现了自动化控制，从而可以减少维护、维修的工作量，提高了整个电气控制系统的工作性能。
关键词：立式数控铣床；主传动系统；电气控制；PLCAbstractIn modern industrial production equipment, digital and analog control devices (such as the motor starts and stops, the solenoid valve opening and closing of the count, temperature, pressure, flow rate setting and control, etc.), the use of programmable logic controller (PLC) to solve automatic control problems in the industrial field has become one of the most effective tool.The XK5040 vertical milling machine motion system design: First analysis of vertical milling machine processing characteristics and processing requirements, determine the main parameters (including the movement and power parameters); main parameters and design requirements for the mechanical structure of the main motion system design and school nuclear (including the main movement systems have variable speed and power transmission); to achieve higher machining accuracy and processing efficiency, and smaller energy consumption purposes.The XK5040 milling electrical control circuit design to control the programmable controller. The first principle of the right the XK5040 type vertical milling machine, electrical control, and then determine the input and output points, draw a wiring diagram and ladder. After the program into the machine tool for debugging, automated control, which can reduce the workload of maintenance, repair, improve the performance of the entire electrical control system.Keywords: CNC vertical milling machine; main drive system; electrical control; PLC目录摘要 (I)Abstract ························错误！未定义书签。
XK5040数控铣床改造简述
XK5040数控铣床改造简述
李诚人
【期刊名称】《中国设备管理》
【年(卷),期】1993(000)004
【摘要】XK5040数控铣床是北京第一机床厂70年代出厂的硬件数控铣床。
控制机为B1K211A,约40块插件板。
驱动系统为电液伺服系统,开环控制。
目前国内此类机床的控制柜多数不能正常工作。
根据船舶工业总公司874厂的要求,我们为该厂的一台XK5040数控柜进行改造。
由于原控制机BK211A已严重老化,备件无法解决,加上驱动系统漏油、噪音等问题,决定采用全面改造方法,即用国产STD工业控制机取代原有的硬件控制器。
用国产脉宽调速直流伺服系统取代原有的电液伺服系统,增加光电编码器反馈。
由于型面加工需要,将原来的3套电液伺服系统改为4套直流伺服系统,以组成四座标三联动的计算机数控柜。
由于采用国产化的改造方案,成本约为进口机柜的一半左右。
而且从根本上解决了数控系统的维修问题。
计算机数控柜由工业控制计算机和伺服部分组成,见图1。
【总页数】2页(P21-22)
【作者】李诚人
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG547
【相关文献】
1.XK5040型数控立式铣床主轴精度的装配调整方法 [J], 刘慧男;徐学彬
2.步进电机伺服系统在XK5040数控立式铣床中的应用 [J], 李东
3.XK5040立式铣床的数控改造 [J], 廖勇;魏昌祥
4.XK5040数控铣床通信接口的开发 [J], 石磊
5.XK5040数控铣床通信接口的开发 [J], 石磊
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数控加工-XK5040数控立式铣床进给系统设计 精品
20XX届设计说明书XK5040数控立式铣床进给系统设计院(系)、部：机械设计及其自动化学院学生姓名：杨铁生指导教师：孙和俊专业：机械设计制造及其自动化班级： 07-7完成时间： 20XX年目录1 概述 (2)2 设计的意义 (3)2.1 国内外对比 (3)2.2 生产中的应用 (3)3 设计计算 (9)3.1 电机的选择 (9)3.2 V带的传动设计 (9)3.3 主轴的设计 (12)3.4 键的计算选择 (13)3.5轴承的选择 (14)3.6 轴承座的选择 (14)3.7 轴强度的校核 (14)3.8轴承的校核 (18)4 机架的设计 (20)设计感想 (22)参考资料 (23)1 概述——————2 设计进给系统的意义2.1 国内外对比——————2.2 进给系统在铣削生产中的应用——————1．1横向进给系统的设计采用半闭环机床进给系统，滚珠丝杆拖动工作台。
传感器与电机轴相联，用来检测电机转角和转速，并把它们转换为电信号反馈给数控装置，传感器采用脉冲编码器。
（1）横向进给系统的设计计算工作台重量： W=112Kgf=1120N(根据图纸粗略计算) 时间常数： T=25 ms滚珠丝杠基本导程： Lo=6mm行程： S=500mm步距角： 075.0=α/step快速进给速度： 1max =V 500mm/min（2）工作台选择：(mm)工作台宽度B=400工作台面长度L=800立式主轴端面到工作台面的最小距离H2=100工作台T 形槽宽度b/mm(按GB/T158-1996):18主轴前端锥度号（按GB/T3837-2001）:501.2横向进给系统的设计计算（1）切削力计算 (硬质合金端铣刀铣削碳素钢)铣削力： 0.75 1.11.30.27750p w f z z o a a a Z F K F d n⋅=⋅⋅ 式中：p a ————铣削深度 f a ————每齿进给量w a ————铣削宽度o d ————刀具直径n ————刀具转速Z ————刀齿数p a 取3，f a 取0.1，w a 取60，Z 取4，o d 取100，1001000318.5100v n D ππ==⨯=r/min 则有： 0.75 1.11.30.2604()100775030.1318.5z z F K F ⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=4718N 工作台纵向进给分力载荷:F L =0.4Fz=0.4×4718=1887 N工作台横向进给分力载荷：F C =0.5Fz=0.5×4718= 2359 N工作台垂直方向分力载荷：F V =0.9Fz=0.9×4718=4246 N1.3丝杠与导轨设计：由《机床设计手册》3部件、结构及总体设计，选用回转运动滚动导轨，（用于低速回转工作台）。
(完整版)XK5040数控立式铣床进给系统设计
湖南科技大学2007届毕业设计（论文）材料院（系）、部：机电工程学院学生姓名：赵东方指导教师：黄开有教授专业：机械设计制造及其自动化班级： 0301学号: 20031811362007 年 5 月材料清单1、毕业设计（论文)课题任务书2、毕业设计（论文)开题报告3、中期检查表4、指导教师评阅表5、评阅教师评阅表6、答辩及最终成绩评定表7、毕业设计说明书8、附录材料湖南科技大学毕业设计（论文)任务书系(教研室）主任: （签名)年月日学生姓名：赵东方学号： 2003181136 专业: 机械设计制造及其自动化1 设计（论文)题目及专题：XK5040数控立式铣床进给系统设计2 学生设计（论文)时间：自3 月5日开始至 6 月1日止3 设计（论文)所用资源和参考资料:1、陈宏钧主编，《实用机械加工工艺手册》，机械工业出版社，1996.12.2、赵家奇编,《机械制造工艺学课程设计指导书》—2版。
---北京:机械工业出版社，2000.10.3、浦林祥主编,《金属切削机床夹具设计手册》，机械工业出版社，1995.01.01.4、刘文剑主编，《夹具工程师手册》,黑龙江科学技术出版社，1992.01。
01。
5、机械加工工艺装备设计手册编委会编写，《机械加工工艺装备设计手册》，机械工业出版社，1998年6月。
6、徐圣群主编,《简明机械加工工艺手册》，上海科学技术出版社，1991。
2。
7、李云主编，《机械制造及设备指导手册》.-- 北京:机械工业出版社，1997.8。
8、哈尔滨工业大学编，《机械制造工艺设计手册》，哈尔滨工业大学出版社，1981年5月。
9、上海市金属技术协会编，《金属切削手册》,上海科学技术出版社，1994.4年。
10、东北重型机械学院，洛阳工学院,第一汽车制造厂职工大学编写，《机床夹具设计手册》第二版，上海科学技术出版社。
11、李益民主编，《机械制造工艺设计简明手册》,哈尔滨工业大学出版社，1993年4月。
XK5040A型立式数控铣床
便 携 式纸带 机
录 返机 能
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及用 户 宏 指 令 机 能
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工 厂 名称 厂 长
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齐 齐哈 尔 第 二 机 床 厂 孙 振英
齐齐哈 尔市 水安大 街
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号
话
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47593 ] 6066 16 10 0 5
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步进电机伺服系统在XK5040数控立式铣床中的应用
14 2010 年第 3 期理论与设计步进电机伺服系统在XK5040数控立式铣床中的应用李 东四川达州职业技术学院（635001）Application of Step Motor Servo System into the XK5040Digital-control Vertical Milling MachineLi DongSichuan Dazhou Vocational and Technical College通过控制脉冲频率来控制步进电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
步进电机能将电脉冲信号变换成直线或角位移，其直线和角位移量与电脉冲数成正比，其线速度或转速与脉冲频率成正比。
通过改变脉冲频率可在很大范围内调节电机的转速，而且能够快速起动、制动和反转。
如停机后某些相绕组仍保持通电状态，则具有自锁能力。
所以步进电机具有结构简单、维护方便、精确度高、起动灵敏、停车准确等特点。
步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统的各个领域。
它最多应用在数控机床中，因步进电机不需要A/D转换，能直接将数字脉冲信号转化为角位移，是数控机床理想的执行元件。
步进电机作为数控机床进给伺服机构的驱动电机，它要完成两项任务：（1）传递转矩，克服机床工作台与导轨间的摩擦力及切削阻力等负载转矩，通过滚珠丝杠带动工作台，按指令要求快速进退或切削加工；（2）传递信息，根据指令要求精确定位，经传动机构驱动工作台，按规定方向移动一个脉冲当量的距离，因此指令脉冲总数决定了工作台的总位移量，指令脉冲频率决定了工作台的移动速度。
每台步进电机可驱动一个坐标的伺服机构，利用两个或三个坐标轴联动能加工出一定的几摘 要：在开环数控机床中，由于计算机的速度和精度都很高，完全能满足数控机床高速度、高精度的要求；因而数控机床的精度和速度等全取决于步进电机的伺服系统性能。
当选择和应用合适的步进电机伺服系统，可满足一般数控铣床速度和精度的要求。
X5040(X53K)立式铣床PLC改造
......目录第一章绪论 (1)第二章整体设计 (2)设计流程图 (2)X5040 铣床简介 (2)2.3 FX2N(C)PLC 简介 (4)X5040 型铣床电气原理图线路解析 (4)PLC 的 I/O 分配 (8)2.6 PLC 接线图 (11)第三章 X5040 立式铣床电气系统的软件设计 (13)3.1 PLC 程序设计 (13)程序讲解及调试 (16)第四章小结 (19)参照文件 (20)任务书 .............................................................................................错误！不决义书签。
大纲X5040铣床是一种应用广泛的多用途机床，它能够进行平面、斜面、螺旋面等多种表面的加工，它原是采用继电接触器电路来实现其电气控制，但是在电气控制系统中，故障的查找与消除是特别困难的，特别是在继电器接触式控制系统，由于电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长，给生产与保护带来诸多不便，严重的影响生产。
PLC是专为工业应用而设计，其可靠性高，抗搅乱能力强。
可将 X5040 铣床电气控制线路改造为基于 FX2N的可编程控制器控制，能够提升铣床的整个电气控制系统的工作性能及参数指标，拥有较高的可靠性与灵便性，减少工人保护、维修的工作量。
本文介绍了用 PLC代替X5040 铣床的继电器控制电路，阐述了 PLC的设计方案；依照控制要求，确定PLC的输入输出点数，对I/O 地址进行了分配，并画出了 I/O 接线图；依照控制原理，进行系统的软件设计，画出了 T形图。
要点词： X5040 铣床；电气控制；PLC 控制；梯形图......第一章绪论可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
他采用可编程序的储藏器，用来在其内部储藏执行逻辑运算、序次控制、准时、计数和算术运算等操作的指令，并经过数字的、模拟的输入输出，控制各种种类的机械或生产过程。
XK5040数控立式铣床及控制系统设计
目录摘要 (1)前言 (2)第1章绪论 (3)1.1数控机床的知识 (3)1.2 数控铣床的分类 (3)1.2.1 数控立式铣床 (3)1.2.2 数控卧式铣床 (4)1.3 数控铣床的结构特征 (4)1.3.1 数控铣床的主轴特征 (5)1.3.2 控制机床的坐标特征 (5)1.4 数控铣床的主要功能及加工对象 (5)1.4.1 数控铣床的功能 (5)1.4.2 自动换刀装置及其形式 (5)1.4.3 自动装置应当满足的基本要求 (6)第2 章总体方案的设计 (8)2.1 运动方案的设计 (9)2.1.1 运动数目的确定 (11)2.1.2 运动方案的确定 (13)2.2 功能部件的设计方案 (14)2.2.2 进给伺服系统 (18)2.2.3 自动换刀系统 (20)2.2.4 基础部件 (23)2.2.5 数控系统 (24)2.2.6 辅助装置 (24)2.3 总体布局 (24)2.4 主要技术参数 (24)2.5 小结 (25)第3章刀库的设计 (26)3.1 确定刀库容量 (26)3.2 确定刀库形式 (28)3.3 刀库结构设计 (28)3.4 初估刀库驱动转距及选定电机 (28)3.4.1初选电动机与降速传动装置 (29)3.4.2初估刀库驱动转距 (29)3.5刀库转位机构的普通圆柱蜗杆传动的设计 (30)3.6刀库驱动转矩的校核 (30)3.7花键联接的强度计算 (30)3.8夹紧机构插销剪切强度的校核 (31)3.9确定刀具的选择方式 (31)3.10刀库的定位与刀具的松夹 (31)第4章刀具交换装置的设计 (31)4.1确定换刀机械手形式 (31)4.2换刀机械手的工作原理 (32)4.3机械手的自动换刀过程的动作顺序 (32)4.4机械手回转轴4上的齿轮齿条设计 (33)4.5自动换刀装置的相关技术要求 (33)4.5.1主轴准停装置 (33)4.5.2换刀机械手的安装与调试 (33)4.6自动换刀程序的编制 (33)第5章自动换刀装置的控制原理 (34)5.1自动换刀装置的液压系统原理图 (35)5.2自动换刀装置换刀动作的顺序控制过程 (35)第六章数控加工程序的编制 (35)6.1 数控加工的特点 (35)6.2 数控编程方法及特点 (35)6.2.1 数控编程的分类 (35)6.2.2 编程零点及坐标系的选择 (36)6.2.3 对刀点的选择 (37)6.2.4 加工路线的确定 (37)6.3 数控加工程序的内容 (38)6.3.1车床程序 (38)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)摘要随着数控技术的发展和普及，加工中心的作用越发突显它的重要性。
XK5040数控立式铣床主运动系统、进给系统及控制系统设计
优秀设计（20**届）本科生毕业设计（论文）XK5040数控立式铣床主运动系统、进给系统及控制系统设计20**年5月20**届毕业设计（论文）课题任务书院(系)：专业：本科毕业设计（论文）开题报告（20**届）20**年1月10日说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为毕业设计（论文）成绩考查的重要依据，经导师审查后签署意见生效。
本科毕业设计（论文）中期报告摘要数控机床即数字程序控制机床，是一种自动化机床，数控技术是数控机床研究的核心，是制造业实现自动化、网络化、柔性化、集成化的基础。
随着制造技术的发展，现代数控机床借助现代设计技术、工序集约化和新的功能部件使机床的加工范围、动态性能、加工精度和可靠性有了极大的提高。
本文主要对XK5040数控立式铣床及控制系统进行设计，首先分析立式铣床的加工特点和加工要求确定其主参数，包括运动和动力参数；根据主参数和设计要求进行主运动系统、进给系统和控制系统硬件电路设计。
主要进行主运动系统和进给系统的机械结构设计及滚珠丝杠和步进电机的选型和校核；对于控制系统由于这里主要针对经济型数控铣床的设计，这里采用步进电机开环控制，计算机系统采用高性能价格比的MCS-51系列单片扩展系统，主要进行中央处理单元的选择、存储器扩展和接口电路设计。
由于本文采用8031单片机控制系统，因此，设计出的立式铣床性能价格比高，满足经济性要求。
可实用于加工精度较高的场合。
关键词数控技术，立式铣床，设计ABSTRACTThe numerical control engine bed is the digital process control engine bed, is one kind of automated engine bed, the numerical control technology is the core which the numerical control engine bed studies, is the manufacturing industry realization automation, the network, the flexibility, the integrated foundation. Along with the manufacture technology development, the modern numerical control engine bed with the aid of the modern design technology, the working procedure intensification and the new function part caused the engine bed the processing scope, the dynamic performance, the processing precision and the reliability had the enormous enhancement .This article mainly carries on the design to the XK5040 numerical control vertical milling machine and the control system, first analyzes the vertical milling machine the processing characteristic and the processing request determines its host parameter, including movement and dynamic parameter; Carry on the host kinematic scheme according to the host parameter and the design request, enters for the system and the control system hardware circuit design. Mainly carries on the host kinematic scheme and enters for the system mechanism design and the ball bearing guide screw and electric stepping motor shaping and the examination; Regarding control system because here mainly aims at the economy numerical control milling machine the design, here uses electric stepping motor open-loop control, the computer system uses the high performance price compared to the MCS-51 series monolithic expansion system, mainly carries on the central processing element the choice, the memory expansion and the connection circuit design .Because this article uses 8,031 monolithic integrated circuits control system, therefore, designs the vertical milling machine performance price is higher than, satisfies the efficient request. But practical to processing precision higher situation .Key words：Numerical control technology，Vertical milling machine，Design目录摘要................................................................................................................................ - 11 - 1 总体设计...................................................................................................................... - 15 - 1.1、铣床简介.................................................................................................................. - 15 - 1.2、 X K5040型数控铣床的总体布局、主要技术参数及总传动系统图 ................... - 15 - 1.2.1 XK5040型数控铣床的总体布局 ......................................................................... - 15 - 1.2.2 XK5040型数控铣床的主要技术参数 ................................................................. - 16 -1.2.3 总传动系统图...................................................................................................... - 18 -2 主运动系统设计.......................................................................................................... - 18 - 2.1 传动系统设计............................................................................................................ - 19 - 2.1.1参数的拟定............................................................................................................. - 19 - 2.1.2 传动结构或结构网的选择.................................................................................... - 19 - 2.1.3 转速图拟定............................................................................................................ - 20 - 2.1.4齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 ................................................................. - 23 - ２.２传动件的估算与验算........................................................................................ - 26 - 2.2.1传动轴的估算和验算............................................................................................. - 26 - ２.２.２齿轮模数的估算................................................................................................ - 28 - ２.３展开图设计............................................................................................................ - 32 - ２.３.１结构实际的内容及技术要求............................................................................ - 32 - ２.３.２齿轮块的设计................................................................................................ - 33 - ２.３.３传动轴设计.................................................................................................... - 35 - ２.３.４主轴组件设计................................................................................................ - 37 - ２.４制动器设计............................................................................................................ - 42 - ２.４.１按扭矩选择.................................................................................................... - 42 - ２.５截面图设计.......................................................................................................... - 43 - ２.５.１轴的空间布置.................................................................................................. - 44 - ２.５.２操纵机构........................................................................................................ - 44 - ２.５.３润滑................................................................................................................ - 44 - ２.５.４箱体设计的确有关问题.................................................................................... - 45 - ３进给系统设计.............................................................................................................. - 46 - ３.１总体方案设计........................................................................................................ - 46 - ３.１.１对进给伺服系统的基本要求............................................................................ - 46 - ３.１.２进给伺服系统的设计要求................................................................................ - 47 - ３.１.３总体方案............................................................................................................ - 47 - ３.２进给伺服系统机械部分设计................................................................................ - 48 - ３.２.１确定脉冲当量，计算切削力............................................................................ - 48 - ３.２.２滚珠丝杆螺母副的计算和造型 ........................................................................ - 50 - ３.２.３齿轮传动比计算................................................................................................ - 56 - ３.２.４步进电机的计算和选型................................................................................ - 57 - ３.２.５进给伺服系统机械部分结构设计 ................................................................ - 65 - ４控制系统设计.............................................................................................................. - 68 - 4.1绘制控制系统结构框图............................................................................................. - 69 - 4.2.选择中央处理单元（CPU）的类型 .......................................................................... - 69 - 4.3存储器扩展电路设计................................................................................................. - 70 - ４.３.１程序存储器的扩展............................................................................................ - 70 - ４.３.２数据存储器的扩展........................................................................................ - 71 - ４.４I/O接口电路及辅助电路设计............................................................................. - 71 - ４.４.１I/O接口电路设计....................................................................................... - 71 - ４.４.２步进电机接口及驱动电路............................................................................ - 72 -４.２.３其他辅助电路................................................................................................ - 73 - 参考文献............................................................................................................................ - 75 - 致谢.. (74)附录（英文翻译及实习报告）......................................................... 错误！未定义书签。
XK5040数控铣床主传动系统设计
XK5040数控铣床主传动系统设计大学课程设计说明书题目：数控铣床主传动系统设计目录第一章概述 (1)1.1设计要求 (1)第二章主传动系统设计 (2)2.1计算转速的确定................................................. 错误！未定义书签。
2.2变频调速电机的选择......................................... 错误！未定义书签。
2.3传动比的计算..................................................... 错误！未定义书签。
2.4齿轮副齿数确定................................................. 错误！未定义书签。
2.5主轴箱传动机构简图......................................... 错误！未定义书签。
2.6转速图拟定......................................................... 错误！未定义书签。
2.7传动轴的设计 (2)2.7.1各轴计算转速 (5)2.7.2各轴功率和扭矩的计算 (5)2.7.3扭转角的选择 (6)2.7.4各轴直径的估算 (7)2.7.5主轴轴颈尺寸的确定 (7)2.7.6主轴最佳跨距的选择 (8)2.8齿轮的设计 (10)2.8.1材料和热处理工艺 (10)2.8.2初步计算齿轮的模数 (10)2.8.3齿轮宽度确定 (11)2.8.4中心距的确定 (11)2.8.5直齿圆柱齿轮的应力验算 (12)总结 (16)参考文献 (17)第一章概述1.1设计要求机床类型：数控铣床满载功率4KW，最高转速2250rpm,最低转速40rpm 变速要求：无级变速进给传动系统设计：行程1500，最低速度0.001mm/r，最高速度0.5mm/r，最大载荷4500N，精度第二章主传动系统设计1.设计要求2.电机的选取2.1计算转速的确定机床主轴的变速范围：=，且：=2250rpm,=40rpm 所以：==56.25根据机床的主轴计算转速计算公式：=得：=40х=134.0rpm，选：=134rpm2.2主轴转速图的确定因为（）（）则主轴的功率转矩特性图如下主轴的功率转矩特性2.3确定电机功率图初步给定，画出如粉红线电机功率图进而确定最佳传动比画出如黑线电机功率图综合如下图：2.4确定电机的功率：因为：又：即取：时，得得根据电机标称功率的系列选择：标称功率为此时电动机过载系数此时将传动比修正为，此时如下图因此选用上海皓天电机制造有限公司YVF2-160M-4 变频调速三相异步电动机，连续输出功率为11kw，售价2330元人民币。
立式数控铣床主传动系统的设计
立式数控铣床主传动系统的设计
立式数控铣床主传动系统一般采用电机驱动直接带动铣刀进行加工。
其设计应满足以下要求：
1. 动力匹配：根据铣削工艺要求选用适合的电机型号和规格，保证动力匹配，满足加工的需要。
2. 传动系统：主传动系统应采用独立的齿轮或皮带传动机构，带有润滑装置，以确保系统的可靠性和寿命。
3. 变速系统：针对不同的加工工艺，应设计带有变速机构的传动系统，以便根据不同的铣削要求调节加工速度和进给速度。
4. 控制系统：为了实现数控操作，主传动系统应与控制系统配合，实现快速、精确、稳定的加工操作。
5. 安全装置：为了确保操作人员的安全，主传动系统应配备过载保护和紧急停车装置。
综合以上几点，我们可以设计出一个可靠、精确、高效的立式数控铣床主传动系统。
X5040铣床主传动系统数控改造毕业设计中期报告
XX大学本科毕业设计中期检查表指导教师：职称：所在院系（单位）： XXXXXXX 教研室（研究室）： XXXXXXX 题目X5040铣床主传动系统数控改造学生姓名专业班级学号一、选题质量1.X5040铣床的主传动系统数控化改造这一课题跟自己的专业紧密相关，在做这一课题的过程中将会是自己在本科阶段所学习的各科专业基础知识都得到重新认识学习；2.这个课题是一个综合性的课题，本科阶段的各门专业基础课都要用到，这中高度的综合性对之前只做单科设计的自己来说是一个挑战，而且还需要自己学习相关的单片机知识；3.这个课题需要我对普通铣床和数控铣床都有一个深入的认识，了解数控化改造对于机械生产的意义；4.完成该课题需要动机床主轴进行一个动力系统及控制系统的改造，这就需要对于传统铣床及数控铣床的主轴组件有一个重新的认识学习，尤其涉及数控系统的部分。
二、开题报告完成情况在老师的指导下，大致了解了机床数控化改造的现实意义及其必要性，同时也了解自己将要完成的工作，并完成了开题报告。
由于是对普通铣床的主传动的数控化改造，因此必须对简单数控系统的软件及硬件都有一个简单的认识了解，这对自己是一个极大的挑战，尤其是控制方面的知识需要自己重新回顾学习。
同时自己要对现在常见的数控改造实例进行大致的学习，从中吸取对自己的课题有用的知识。
通过对以往相关论文及书籍的学习，对于一台普通铣床的数控化改造步骤及相应内容有了一个大致的认识，当然这里边还有很多不太确定的地方，在随后的完成过程中仍需继续学习，从自己的毕业设计中尽可能多的学习、巩固知识。
三、阶段性成果1．通过老师的指导和讲解，我大致了解数控改造的一些基本步骤及原理，同时通过查阅相关资料，为接下来的毕业设计的具体工作准备了理论基础。
2. 通过对目前机床总量中的数控化率的查阅，意识到这是一个及其庞大的市场。
3. 经过一段实际的准备和努力，对该设计过程有了较完整的方案。
四、存在的主要问题通过上述的相关工作，自己对于铣床的主传动系统的改造有了一个大致的认识，但是里边很多具体的工作还没有思路，尤其是牵涉到自己之前没有怎么了解的数控系统软件方面，这方面仍需老师的指导及自己的努力。
(完整版)XK5040数控铣床主轴箱、进给机构及控制系统设计
引言数控机床是一种高技术设备,它可以通过改变数控程序,适应不同零件的自动加工，而且可以采用较大的切削用量，利用软件进行精度校正和补偿，从而提高生产效率、加工精度和加工质量，可以实现工序集中、一机多用,能完成复杂型面的加工。
数控机床是现代制造业的关键设备，一个国家的数控机床的产量和技术水平在某种程度上反映了这个国家的制造业水平和竞争力。
因此数控机床是将来机床研制的重点.本文针对经济型数控立式铣床及其控制系统的设计作简要的讨论。
数控铣床是机械和电子技术相结合的产物，，它的机械结构随着电子控制技术的在铣床上的饿应用，以及铣床性能提出的新要求,而逐步变化。
与不同铣床相比数控铣床用三个数控伺服系统替代了传统的机械进给系统，其外形和结构与普通铣床类似。
数控铣床的设计主要是进行主运动系统与进给系统的机械结构设计和控制系统设计第一章总体设计1.1、铣床简介铣床是一种用途广泛的机床。
它可以加工平面(水平面、垂直面等）、沟槽（键槽、T型槽、燕尾槽等）、多齿零件上齿槽（齿轮、链轮、棘轮、花键轴等）、螺旋形表面(螺纹和螺旋槽）及各种曲面。
此外，它还可以用于加工回转体表面及内孔，以及进行切断工作等。
由于铣床使用旋转的多齿刀具加工工件，同时有数个刀齿参加切削，所以生产效率高，但是，由于铣刀每个刀齿的切削过程是断续的，且每一个的切削厚度又是变化的，这就使切削力相应地发生变化,容易引起机床振动，因此，铣床在结构上要求有较高的刚度和抗振性。
铣床的类型很多，主要类型有：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床和各种专门化铣床等.随着科学技术的进步，数控铣床得到了越来越广泛的应用，它一般分为立式和卧式两种，一般数控铣床是指规格较小的升降台数控铣床，其工作台宽度多在400mm以下，规格较大的数控铣床,例如工作台宽度在500mm以上的，其功能已向加工中心靠近,进而演变成柔性制造单元。
数控铣床多为三坐标、两轴联动的机床，也称两轴半控制，即X、Y、Z三个坐标轴中，任意两个都可以联动。
铣床传动系统课程设计
铣床传动系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解铣床传动系统的基础知识，掌握其主要部件及工作原理。
2. 学生能掌握铣床传动系统的传动比计算方法，并运用其分析实际铣床传动问题。
3. 学生了解铣床传动系统的设计原则和步骤，能结合实际需求进行简单传动系统的设计。
技能目标：1. 学生能运用CAD软件绘制铣床传动系统的结构图，并进行简单的传动比分析。
2. 学生能通过实验和观察，分析铣床传动系统在实际工作过程中的性能和可能存在的问题。
3. 学生具备运用所学知识解决实际铣床传动问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过铣床传动系统的学习，培养对机械工程的兴趣和热情。
2. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通协作，培养良好的团队精神和职业素养。
3. 学生认识到机械设计在工程实践中的重要性，增强对工程实践的责任感和使命感。
本课程针对高年级学生，具有较强的理论性和实践性。
在教学过程中，注重引导学生主动探索，提高分析问题和解决问题的能力。
课程目标明确，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，培养具备创新精神和实践能力的优秀机械工程技术人才。
二、教学内容1. 铣床传动系统概述：介绍铣床传动系统的基本概念、组成及分类，使学生对其有一个全面的了解。
教材章节：第二章 第二节2. 铣床传动系统主要部件及其工作原理：详细讲解铣床传动系统中的主要部件，如齿轮、同步带、丝杠等，并分析其工作原理。
教材章节：第二章 第三节3. 铣床传动系统传动比计算：教授传动比的计算方法，并通过实例进行讲解。
教材章节：第二章 第四节4. 铣床传动系统设计原则和步骤：阐述传动系统设计的基本原则，介绍设计步骤及注意事项。
教材章节：第二章 第五节5. 铣床传动系统CAD绘图及分析：教授利用CAD软件绘制铣床传动系统结构图，并进行传动比分析。
教材章节：第二章 第六节6. 铣床传动系统实验与观察：组织学生进行铣床传动系统的实验，观察并分析实际工作过程中的性能和问题。
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大学课程设计说明书题目：数控铣床主传动系统设计目录第一章概述 (1)1.1设计要求 (1)第二章主传动系统设计 (2)2.1计算转速的确定................................................... 错误!未定义书签。
2.2变频调速电机的选择........................................... 错误!未定义书签。
2.3传动比的计算....................................................... 错误!未定义书签。
2.4齿轮副齿数确定................................................... 错误!未定义书签。
2.5主轴箱传动机构简图........................................... 错误!未定义书签。
2.6转速图拟定........................................................... 错误!未定义书签。
2.7传动轴的设计 (2)2.7.1各轴计算转速 (5)2.7.2各轴功率和扭矩的计算 (5)2.7.3扭转角的选择 (6)2.7.4各轴直径的估算 (7)2.7.5主轴轴颈尺寸的确定 (7)2.7.6主轴最佳跨距的选择 (8)2.8齿轮的设计 (10)2.8.1材料和热处理工艺 (10)2.8.2初步计算齿轮的模数 (10)2.8.3齿轮宽度确定 (11)2.8.4中心距的确定 (11)2.8.5直齿圆柱齿轮的应力验算 (12)总结 (16)参考文献 (17)第一章概述1.1设计要求机床类型：数控铣床满载功率4KW，最高转速2250rpm,最低转速40rpm 变速要求：无级变速进给传动系统设计：行程1500，最低速度0.001mm/r，最高速度0.5mm/r，最大载荷4500N，精度±3μm第二章主传动系统设计1.设计要求2.电机的选取2.1计算转速的确定机床主轴的变速范围：R n=n maxn min，且：n max=2250rpm, n min=40rpm所以：R n=225040=56.25根据机床的主轴计算转速计算公式：n j=n min R n0.3得：n j=40х56.250.3=134.0rpm，选：n j=134rpm2.2主轴转速图的确定因为T max=9550P maxn j=9550×4134=285.07（N·m）T min=9550P maxn max=9550×42250=16.98（N·m）则主轴的功率转矩特性图如下主轴的功率转矩特性2.3确定电机功率图初步给定 i1=1，i2=4画出如粉红线电机功率图进而确定最佳传动比 i2=4.66画出如黑线电机功率图综合如下图：2.4确定电机的功率：P0因为：P x=n xn0又：P x≥4kw即取：P x=4kw×P0时，得4=556.7×1.331500得P0=8.1kw根据电机标称功率的系列选择：标称功率为P0=11kw=1.36此时电动机过载系数λ=118.1此时将传动比i2=4.66修正为i2=4.5，此时如下图因此选用上海皓天电机制造有限公司YVF2-160M-4 变频调速三相异步电动机，连续输出功率为11kw，售价2330元人民币。
变频器选择日利普电子科技有限公司的变频器，变频器型号：RLPB-15R0G-4-4-485-Z，售价2100元人民币。
2.7传动轴的设计2.7.1各轴计算转速计算转速nj是传动件传递全部功率时的最低转速，各个传动轴上的计算转速可以从转速图是直接得出，如表3-1所示。
2.7.2各轴功率和扭矩的计算已知一级齿轮传动效率为0.98（包括轴承），第Ⅲ轴的输出功率为P3=4kw；则：=4.08KWⅡ轴的输出功率为：P2=40.98=4.16KWⅠ轴的输出功率为：P1= 4.080.98则各轴输入功率为=4.24kwⅠ轴：P1=4.160.98Ⅱ轴：P2=4.16KWⅢ轴：P3=4.08kw各轴输入转矩=270N·mⅠ轴： T1=9550·P1150=265N·mⅡ轴： T2=9550·P2150=291N·mⅢ轴： T3=9550·P31342.7.3扭转角的选择[[φ]是每米长度上允许的扭转角（deg/m）,可根据传动轴的要求选取，其选择的原则如表3-2所示。
表3-2 许用扭转角选取原则最后所确定各轴所允许的扭转角如表3-3所示2.7.4各轴直径的估算把以上确定的各轴传动轴的输入功率、允许扭转角[Φ]代入扭转刚度的估算公式：d=91 √Nn j[φ]4,可得传动轴的估算直径：d1=91√4.24150×0.5×1000 5004=37.31mmd2=91√4.16150×0.5×1000 5004=37.14mmd3=91√4.08134×0.35×1000 10004=49.42mm计算出的轴颈要进行圆整，电机轴根据所选电机确定，YVF2-160M-4型号交流主轴电动机电机轴d1=42mm，满足要求；为便能够采用标准量具和刀具，Ⅱ轴做成花键轴，故选择花键轴外径综合考虑，估算各轴直径如表3-42.7.5主轴轴颈尺寸的确定为保证机床的工作精度，主轴尺寸一般都是根据其刚度要求确定的，对于通用机床的主轴尺寸参数通常由结构上的需要而定。
故主轴前轴颈的尺寸可通过查表得到：主轴的驱动功率为4kW，机床类型为数控铣床，则主轴前轴颈取D1=65mm。
主轴的后轴颈一般为前轴颈的0.7～0.85倍，为了保证主轴刚度，取后轴颈D2=（0.7～0.85）D1=45.5～55.25mm,取D2=50mm。
根据《机床设计手册》表6.1-36取：内孔选择：铣床主轴结构根据标准选取，选7：24圆锥连接的主轴端部锥度号为30的轴头，内孔为17mm。
2.7.6主轴最佳跨距的选择①、由前轴颈取D1=65mm，后轴颈取D2=50mm，选前轴承为NN3013型和234413型，后轴承为NN3010型。
选主轴锥度号为30的轴②、求轴承刚度：主轴最大输出转矩：T max=9550P maxn j=9550×4134=285.07（N·m）设定工作台面积为320х1250（mm2），端铣刀的计算直径为200mm，端铣刀宽度60mm，故半径为0.1m。
最大圆周切削力P t=285.070.1=2850.7N该铣床进给系统末端传动副有消隙机构，应采用不对称顺铣，则作用端铣刀上的切削分力与铣削圆周力的比例关系大致为：P V=0.95P t;P H=0.24P tP a=0.5P t垂直于进给方向的铅直分力:P V=0.95P t=0.95×2850.7=2708.2N平行于进给方向的水平分力:P H=0.24P t=0.24×2850.7=684.2N轴向分力:P a=0.5P t=0.5×2850.7=1425.4N则端铣刀径向作用力:P=√P V2+P H2=2793.3N此力作用在工件和端铣刀上，主轴和工作台各承受一半，故主轴端受力约为P2=1396.6N在估算时，先假定初值la=3,则l=3×73=219mm 前后支承的支反力R A和R B分别为：F ra=P2×l+al=1396.6×219+73219=1862.1NF rb=P2×al=1396.6×73219=465.5N轴向力R C=P a=1425.4N根据《金属切削机床》公式（如下）球轴承K a=dF adδa =3.44√F a d b z2sin5α3滚子轴承K r=dF rdδr=3.39F r0.1l a0.8（iz）0.9cos1.9α式中K a、K r——轴向和径向刚度（N/μm）可求出前、后轴承刚度轴承NN3013径向刚度：K ra= 1074.5N/μm轴承NN3010径向刚度：K rb=935.4 N/μm轴承234413-M-SP轴向刚度：K ac=833 N/μm③、求最佳跨距：K ra K rb =1074.5935.4=1.15初步计算时，可假设主轴的当量外径d e为前、后轴承颈的平均值，d e=（65+50）/2=57.5mm。
故惯性矩为I=0.05×(0.0654−0.0174)=88.8×10−8m4η=EIK A a3=2.1×1011×88.8×10−81074.5×0.0733×106=0.45查《金属切削机床》图（10—24）主轴最佳跨距计算线图，l0/a= 2.3。
可根据l0/a=2，再计算支反力和支撑刚度，求最佳跨距，经过进一步的迭代过程，最终取得最佳跨距为l0=168mm。
2.8齿轮的设计2.8.1材料和热处理工艺由于机床主轴齿轮一般在高速、中载、无猛烈冲击的条件下工作，而且要求热处理变形小，所以选择齿轮材料为40Cr，高频淬火，HRC50～55。
2.8.2初步计算齿轮的模数一般同一变速组中的齿轮去同一模数，选择负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳强度公式进行计算：m j=16338√(μ±1)N d ψm Z12μ[бj]2n j3式中：m j——按接触疲劳强度计算的齿轮模数（mm）;N d——驱动电动机功率（kW）；μ——大齿轮齿数与小齿轮齿数比μ≥1，外啮合取“+”号，内啮合取“—”号；ψm——齿宽系数，ψm=6～10；Z1——小齿轮齿数；[бj]——许用接触应力（Mpa）;n j——计算齿轮的计算转速；电机轴与中间轴的齿轮副Z1中，i=1，N d=4kw，ψm=10，Z 1=55，[бj ]=1370Mpa, n j =150m j1=16338√(1+1)×410×552×1×13702×1503=1.60，取m j1=2中间轴与主轴的齿轮副Z 2中，i =1，N d =4kw ，ψm =10，Z 1=55，[бj ]=1370Mpa, n j =150m j2=16338√(1+1)×410×552×1×13702×1503=1.60，取m j2=2中间轴与主轴的齿轮副Z 3中，i =4.5，N d =4kw ，ψm =10，Z 1=20，[бj ]=1370Mpa, n j =134m j3=16338√(4.5+1)×410×202×4.5×13702×1343=2.77，取m j3=3一般上使中间轴和主轴之间的两对齿轮模数相等，故选取m j2=m j3=32.8.3齿轮宽度确定机床主传动系统中推荐的齿宽系数ψm =bm =6～10 ,取ψm =10，同一齿轮副中，小齿轮比大齿轮宽5～10mm ，则各齿轮的齿宽如表4-22.8.4中心距的确定①齿轮Z 11和齿轮Z 12的中心距：a1=m j1（Z11+Z12）2=2х（55+55）2=110mm，分度圆直径：在此处键入公式。