1．3 动力计算和结构草图设计
估算齿轮模数m和轴颈d，选择和计算离合器。
将各传动件及其它零件在展开图和剖面图上做初步的安排、布置和设计。
1．4 轴和齿轮的验算
在结构草图的基础上，对一根传动轴和齿轮的刚度、强度进行校核。
1．5 主轴变速箱装配设计
主轴变速箱装配图是以结构草图为“底稿”，进行设计和绘制的。图上各零部件要表达清楚，并标明尺寸和配合。
2 参数拟定
2.1 车床主参数(规格尺寸)和基本参数
此经济型数控车床是由C6140普通车床改装而来，根据任务书上提供的条件：
此数控车床的主轴转速可分高低两档,共有12级转速：其中高低两档各有6级转速，低速档时=340 rmin, =45rmin;高速档时=1800 rmin， =235 rmin；
此车床床身上最大回转直径为400mm,主轴端部型式为C6；主轴通孔直径为65 mm； 45.5KW。
2.2 各级转速的确定
已知主轴的转速分为12级，又分为高低两档，其中高档最大转速为
R= [1]
当机床处于低速档时,主轴共有6级，转速范围===7.556
=，即===1.499，取=1.449≈,已知=45,查标准数列表(见参考文献1第6页).从表中找到=45,就可每隔六个数取得一个数,得低当车床处于高速档时, 主轴共有6级，转速范围===7.659
=，即===1.50,取=1.50≈,已知=1800 ,查标准数列表(见参考文献1第6页). 从表中找到=1800, 就可每隔六个数取得一个数,得高速档的6级转速分别为
3． 运动设计
3．1 主拟定传动方案
拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及其组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济性等多方面统一考虑。
3．2 传动方案的比较
3．2．1 采用单速电机
已知变速级数为Z=12。
确定传动组及各传动组中传动副的数目。
级数为Z的传动系统由若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有Z1、Z2、Z3、...
7
各传动副，即 Z=Z1Z2Z3?
传动副数由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z应为2和3的因子 Z=×3。
可以有两种方案 方案一12=2×3×2
传动齿轮数目2×（2+3+2）=14。 轴向尺寸为15b。 传动轴数目为4根。
操纵机构较为简单：两个滑移齿轮和一个三联滑移齿轮，可单独也可集中操纵。 方案二 12=3×4
传动齿轮数目2×（3×4）=14个。 轴向尺寸为19b。 传动轴数目为3根。
操纵机构较复杂：四联滑移齿轮作为整体式，滑移长度为12b；如拆为2个双联滑移齿轮，需要有自锁，以保证只有一个齿轮副啮合。
相比之下，还是传动副数分别为2，3，2的三个传动组方案为优。
3．2．2 采用双速电机
车床上，有时采用双速电机，双速电机的转速比： =2，传动系统的公比应当是2的整次方根，本设计中的双速电机的公比==1.41。这时电机的转速变换起着系统中第一扩大传动组的作用相应基本组的传动级数应为2，这样使传动系统的机械结构简化。本设计是经济型数控车床，采用电控和手动两种方式，为了结构设计的需要，本设计采用双速电机。
3．3 各级传动比的计算
假设结构如图：
9
1Ⅰ轴237Ⅱ轴4主轴105689
由于已经设计了各轴之间的相对位置关系，由传动系统草图知共有六个传动比。 分别设齿轮1和齿轮4之间的传动比为,齿轮2和齿轮5之间的传动比为,齿轮8和齿轮9之间的传动比为,齿轮3和齿轮6之间的传动比为,齿轮7和齿轮10之间的传动比为,带轮传动比为。
设其中<<。
当处于低档时，手动操作使得齿轮8和齿轮9啮合。
当中间的电磁离合器得电，齿轮2和齿轮5之间啮合，当时的主轴转速最小，为45或67 rmin。
可得 ×××1000=45rmin
×××1500=67 rmin
当左侧的电磁离合器得电，齿轮3和齿轮6之间啮合，当时的主轴转速最大，为226或340 rmin。
可得 ×××1000=230 rmin
×××1500=340 rmin
当右侧的电磁离合器得电，齿轮1和齿轮4之间啮合，当时的主轴转速为100或150
可得 ×××1000=100 rmin ×××1500=150 rmin
当处于高档时，手动操作使得齿轮7和齿轮10啮合
当中间的电磁离合器得电，齿轮2和齿轮5之间啮合，当时的主轴转速最小，为236或354
可得 ×××1000=235 rmin ×××1500=354 rmin
当左侧的电磁离合器得电，齿轮3和齿轮6之间啮合，当时的主轴转速最大，为1200或1800
可得 ×××1000=1200 rmin ×××1500=1800 rmin
当右侧的电磁离合器得电，齿轮1和齿轮4之间啮合，当时的主轴转速为543或816
可得 ×××1000=543 rmin ×××1500=815 rmin 由这6各方程联列可解得
≈0.3226 ≈0.7447 ≈1.6452 ≈0.2576 ≈1.3659 ≈0.534
传动比的选用时，应注意的几个问题，充分使用齿轮副的极限传动比=14， =2， 虽然可以最大限度地获得变速箱范围或减少传动件数，但会导致齿轮和箱体尺寸过大，齿轮线速度增大，容易产生振动和噪音，要求精度提高。在实践中，往往不采用降速很小、升速很大的传动比，特别是中间轴的传动。因此，从系统的角度考虑，宁可适当增加串联传动组的数目，或者用并联式的分支传动满足变速范围的要求，而避免用极限传动比的传动副。
以上几个传动比都符合要求。
3．4 各轴转速的确定方法
由传动比和电机的转速，可以计算出各轴的转速；
11
3．4．1 Ⅰ轴的转速
Ⅰ轴从电机得到运动，经传动系统转化成各级转速。电机转速转速和主轴最高转速应相接近。显然，从传动件在高速运转下恒功率工作时所受扭矩最小来考虑，Ⅰ轴不宜将电机转速降得太低。但如果Ⅰ轴上装有摩擦离合器一类部件时，高速下摩擦损耗、发热都将成为突出矛盾，因此，Ⅰ轴转速也不宜太高车床的Ⅰ轴转速一般取700～1000 rmin左右比较合适。另外也要注意到电机与Ⅰ轴的传动方式，如用带轮传动时，降速比不宜太大，和主轴尾部可能干涉。