數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄摘要第一章緒言3第二章設(shè)計(jì)方案論證與擬定42.1總體方案的論證42.2總體方案的擬定42.3主傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案圖及傳動(dòng)原理4第三章設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明73.1主運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)73.1.1參數(shù)的確定73.1.2傳動(dòng)設(shè)計(jì)83.1.3轉(zhuǎn)速圖的擬定113.1.4帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定143.1.5傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)233.2縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)433.2.1滾珠絲桿副的選擇433.2.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選用48結(jié)論53參考文獻(xiàn)55致謝56第56頁(yè)共56頁(yè)第56頁(yè)共56頁(yè)第一章緒言當(dāng)前的世界已進(jìn)入信息時(shí)代，科

2、技進(jìn)步日新月異。生產(chǎn)領(lǐng)域和高科技領(lǐng)域中的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步、更新?lián)Q代的步伐不斷加快。現(xiàn)在單件小批量生產(chǎn)的零件已占到機(jī)械加工總量的80%以上，而且要求零件的質(zhì)量更高、精度更高，形狀也日趨復(fù)雜化，這是擺在機(jī)床工業(yè)面前的一個(gè)突出問(wèn)題。為了解決復(fù)雜、精密、單件小批量以及形狀多變的零件加工問(wèn)題，一種新型的機(jī)床——數(shù)字控制(Numericalcontrol)機(jī)床的產(chǎn)生也就是必然的了。此次設(shè)計(jì)是數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，還包括齒輪模數(shù)計(jì)算及校核，主軸剛度的校核

3、等。第56頁(yè)共56頁(yè)第二章總體方案論證與擬定2.1總體方案的論證數(shù)控車床是基于數(shù)字控制的，它與普通車床不同，因此數(shù)控車床機(jī)械結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有以下特點(diǎn)：1．由于大多數(shù)數(shù)控車床采用了高性能的主軸，因此，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化。2．為了適應(yīng)數(shù)控車床連續(xù)地自動(dòng)化加工，數(shù)控車床機(jī)械結(jié)構(gòu)，具有較高的動(dòng)態(tài)剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形較小。3．更多地采用高效傳動(dòng)部件，如滾動(dòng)絲桿副等。CNC裝置是數(shù)控車床的核心，用于實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)的變換，插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。2

4、.2總體方案的擬定1．根據(jù)設(shè)計(jì)所給出的條件，主運(yùn)動(dòng)部分z=18級(jí)，即傳動(dòng)方案的選擇采用有級(jí)變速最高轉(zhuǎn)速是2000r/min，最低轉(zhuǎn)速是40r/min，。2．縱向進(jìn)給是一套獨(dú)立的傳動(dòng)鏈，它們由步進(jìn)電機(jī)，齒輪副，絲桿螺母副組成，它的傳動(dòng)比應(yīng)滿足機(jī)床所要求的。3．為了保證進(jìn)給傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小、傳動(dòng)效率高的滾珠絲桿螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)，以提高傳動(dòng)剛度和消除間隙。齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機(jī)構(gòu)。4．采用滾珠絲桿螺母副可以減少導(dǎo)軌間的摩擦阻力，便于工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)精確和微量移動(dòng)，且潤(rùn)滑方法簡(jiǎn)單。2.3

5、主傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案圖及傳動(dòng)原理第56頁(yè)共56頁(yè)1.數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)見(jiàn)圖2.1。整個(gè)主傳動(dòng)系統(tǒng)主要由主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈和縱向進(jìn)給傳動(dòng)鏈組成。圖2.1總的傳動(dòng)系統(tǒng)圖2.傳動(dòng)原理主軸部件是機(jī)床實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行件，結(jié)構(gòu)如圖2.2所示，其工作原理如下：第56頁(yè)共56頁(yè)交流主軸電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪15把運(yùn)動(dòng)傳給主軸7。主軸有前后2個(gè)支承。前支承由一個(gè)圓錐孔雙列圓柱滾子軸承11和一對(duì)角接觸球軸承10組成，軸承11用來(lái)承受徑向載荷，兩個(gè)角接觸球軸承一個(gè)大口向外（朝向主軸前端），另一個(gè)大口向里（朝向主

6、軸后端），用來(lái)承受雙向的軸向載荷和徑向載荷。前支承軸的間隙用螺母8來(lái)支撐。螺釘12用來(lái)防止螺母8回松。主軸的后支承為圓錐孔雙列圓柱滾子軸承14，軸承間隙由螺母1和6來(lái)調(diào)整。螺釘17和13是防止螺母1和6回松的。主軸的支承形式為前端定位，主軸受熱膨脹向后伸長(zhǎng)。前后支承所用圓錐孔雙列圓柱滾子軸承的支承剛性好，允許的極限轉(zhuǎn)速高。前支承中的角接觸球軸承能承受較大的軸向載荷，且允許的極限轉(zhuǎn)速高。主軸所采用的支承結(jié)構(gòu)適宜低速大載荷的需要。主軸的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)同步帶輪16和3以及同步帶2帶動(dòng)脈沖編碼器4，使其與主軸同

7、速運(yùn)轉(zhuǎn)。脈沖編碼器用螺釘5固定在主軸箱體9上。圖2.2主軸部件第56頁(yè)共56頁(yè)第三章設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明3.1主運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)3.1.1參數(shù)的確定一.了解車床的基本情況和特點(diǎn)---車床的規(guī)格系列和類型1.通用機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。本次設(shè)計(jì)中的車床是普通型車床，其品種，用途，性能和結(jié)構(gòu)都是普通型車床所共有的，在此就不作出詳細(xì)的解釋和說(shuō)明了。2.車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)（GB1582-79，JB/Z143-79）：最大的工件回轉(zhuǎn)直徑D（

8、mm）是400；刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑D1大于或等于200；主軸通孔直徑d要大于或等于36；主軸頭號(hào)（JB2521-79）是6；最大工件長(zhǎng)度L是750～2000；主軸轉(zhuǎn)速范圍是：32～1600；級(jí)數(shù)范圍是：18；縱向進(jìn)給量mm/r0.03～2.5；主電機(jī)功率（kw）是5.5～10。二.參數(shù)確定的步驟和方法1.極限切削速度umax﹑umin根據(jù)典型的和可能的工藝選取極限切削速度要考慮：工序種類﹑工藝要求刀具和工件材料等因素。允許的切速極限參考值如《機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》。然而，根