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《數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、數(shù)控機(jī)床傳動系統(tǒng)設(shè)計書第一章緒言當(dāng)前的世界已進(jìn)入信息時代，科技進(jìn)步日新月異。生產(chǎn)領(lǐng)域和高科技領(lǐng)域中的競爭日益加劇，產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步、更新?lián)Q代的步伐不斷加快?，F(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)面前的一個突出問題。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)計是數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計，其中包括機(jī)床的主運動設(shè)計，縱向進(jìn)給運動設(shè)計，還包括齒輪模數(shù)計算及校核，主軸剛度的校核
2、等。53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：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)械傳動結(jié)構(gòu)得到了簡化。2．為了適應(yīng)數(shù)控車床連續(xù)地自動化加工，數(shù)控車床機(jī)械結(jié)構(gòu)，具有較高的動態(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部件，如滾動絲桿副等。CNC裝置是數(shù)控車床的核心，用于實現(xiàn)輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲，數(shù)據(jù)的變換，插補(bǔ)運算以及實現(xiàn)各種控制功能。2.2總體方案的擬定1．根據(jù)設(shè)計所給出的條件，主運動部分z=18級，即傳動
3、方案的選擇采用有級變速最高轉(zhuǎn)速是2000r/min，最低轉(zhuǎn)速是40r/min，。2．縱向進(jìn)給是一套獨立的傳動鏈，它們由步進(jìn)電機(jī)，齒輪副，絲桿螺母副組成，它的傳動比應(yīng)滿足機(jī)床所要求的。3．為了保證進(jìn)給傳動精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小、傳動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，便于工作臺實現(xiàn)精確和微量移動，且潤滑方法簡單。2.3主傳動系統(tǒng)總體方案圖及傳動原理1.數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)圖53數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)見圖2.1。整個主傳動系統(tǒng)主要由主運動傳動鏈和縱向進(jìn)給
4、傳動鏈組成。圖2.1總的傳動系統(tǒng)圖1.傳動原理主軸部件是機(jī)床實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動的執(zhí)行件，結(jié)構(gòu)如圖2.2所示，其工作原理如下：53交流主軸電動機(jī)通過帶輪15把運動傳給主軸7。主軸有前后2個支承。前支承由一個圓錐孔雙列圓柱滾子軸承11和一對角接觸球軸承10組成，軸承11用來承受徑向載荷，兩個角接觸球軸承一個大口向外（朝向主軸前端），另一個大口向里（朝向主軸后端），用來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來支撐。螺釘12用來防止螺母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來調(diào)整。螺釘17和13是防止螺母1和6回松的。主軸的
5、支承形式為前端定位，主軸受熱膨脹向后伸長。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。主軸的運動經(jīng)過同步帶輪16和3以及同步帶2帶動脈沖編碼器4，使其與主軸同速運轉(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53第三章設(shè)計計算說明3.1主運動設(shè)計3.1.1參數(shù)的確定一.了解車床的基本情況和特點---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)計時應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對這些基本知識和資料作些簡要介紹。本
6、次設(shè)計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（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（JB2521-79）是6；最大工件長度L是750～2000；主軸轉(zhuǎn)速范圍是：32～1600；級數(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
7、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)計指導(dǎo)書》。然而，根據(jù)本次設(shè)計的需要選取的值如下：取umax=300m/min；umin=30m/min。2.主軸的極限轉(zhuǎn)速計算車床主軸的極限轉(zhuǎn)速時的加工直徑，按經(jīng)驗分別取（0.1～0.2）D和（0.45～0.5）D。由于D=400mm，則主軸極限轉(zhuǎn)速應(yīng)為：nmax=r/min………………………………3.1=2000r/min；nmin=r/min……………………………3.253=40r/min；由于轉(zhuǎn)速范圍R==……………………………3.
8、3=50；因為級數(shù)Z已知：Z=18級?，F(xiàn)以Φ=1.26和Φ=1.4
