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1、數控機床傳動系統(tǒng)設計書第一章緒言當前的世界已進入信息時代，科技進步日新月異。生產領域和高科技領域中的競爭日益加劇，產品技術進步、更新換代的步伐不斷加快?，F在單件小批量生產的零件已占到機械加工總量的80%以上，而且要求零件的質量更高、精度更高，形狀也日趨復雜化，這是擺在機床工業(yè)面前的一個突出問題。為了解決復雜、精密、單件小批量以及形狀多變的零件加工問題，一種新型的機床——數字控制(Numericalcontrol)機床的產生也就是必然的了。此次設計是數控機床主傳動系統(tǒng)的設計，其中包括機床的主運動設計，縱向進給運動設計，還包括齒輪模數計算及校核，主軸剛度的校核等。第二章總體方案論
2、證與擬定2.1總體方案的論證數控車床是基于數字控制的，它與普通車床不同，因此數控車床機械結構上應具有以下特點：1．由于大多數數控車床采用了高性能的主軸，因此，數控機床的機械傳動結構得到了簡化。2．為了適應數控車床連續(xù)地自動化加工，數控車床機械結構，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裝置是數控車床的核心，用于實現輸入數字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲，數據的變換，插補運算以及實現各種控制功能。2.2總體方案的擬定1．根據設計所給出的條件，主運動部分z=18級，即傳動方案的選擇采用有級變速最高轉速是2000r/
3、min，最低轉速是40r/min，。2．縱向進給是一套獨立的傳動鏈，它們由步進電機，齒輪副，絲桿螺母副組成，它的傳動比應滿足機床所要求的。3．為了保證進給傳動精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小、傳動效率高的滾珠絲桿螺母副，并應有預緊機構，以提高傳動剛度和消除間隙。齒輪副也應有消除齒側間隙的機構。4．采用滾珠絲桿螺母副可以減少導軌間的摩擦阻力，便于工作臺實現精確和微量移動，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.數控車床主傳動系統(tǒng)圖數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給傳動鏈組成。圖2.1總的傳動系統(tǒng)圖1.傳動原理主軸部件是機床實現旋轉
4、運動的執(zhí)行件，結構如圖2.2所示，其工作原理如下：交流主軸電動機通過帶輪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。前后支承所用圓錐孔雙列圓柱滾子軸承的支承剛性好，允
5、許的極限轉速高。前支承中的角接觸球軸承能承受較大的軸向載荷，且允許的極限轉速高。主軸所采用的支承結構適宜低速大載荷的需要。主軸的運動經過同步帶輪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。脈沖編碼器用螺釘5固定在主軸箱體9上。圖2.2主軸部件第三章設計計算說明3.1主運動設計3.1.1參數的確定一.了解車床的基本情況和特點---車床的規(guī)格系列和類型1.通用機床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設計時應該遵照的基礎。因此，對這些基本知識和資料作些簡要介紹。本次設計中的車床是普通型車床，其品種，用途，性能和結構都是普通型車床所共有的，在此就不作出詳細的解釋和說明了。2.車床
6、的主參數（規(guī)格尺寸）和基本參數（GB1582-79，JB/Z143-79）：最大的工件回轉直徑D（mm）是400；刀架上最大工件回轉直徑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；主軸轉速圍是：32～1600；級數圍是：18；縱向進給量mm/r0.03～2.5；主電機功率（kw）是5.5～10。二.參數確定的步驟和方法1.極限切削速度umax﹑umin根據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《機床主軸變速箱設計指導書》。然而，根據
7、本次設計的需要選取的值如下：取umax=300m/min；umin=30m/min。2.主軸的極限轉速計算車床主軸的極限轉速時的加工直徑，按經驗分別?。?.1～0.2）D和（0.45～0.5）D。由于D=400mm，則主軸極限轉速應為：nmax=r/min………………………………3.1=2000r/min；nmin=r/min……………………………3.2=40r/min；由于轉速圍R==……………………………3.3=50；因為級數Z已知：Z=18級?，F以Φ=1.26和Φ=1.41代入R=得R=50和35
