數(shù)控車(chē)床總體設(shè)計(jì)及主軸箱設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc

1、前言.21.1數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn).31.2主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求.32、主傳動(dòng)方案選擇與設(shè)計(jì).42.1數(shù)控車(chē)床主傳動(dòng)總體方案選擇.42.2主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).52.3計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定.62.4傳動(dòng)級(jí)數(shù)的確定.73、電動(dòng)機(jī)的選擇.193.1直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)得特點(diǎn).203.2交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng).213.3選擇電機(jī).214、確定齒輪齒數(shù).224.1選定齒輪類型,精度等級(jí),材料及齒數(shù).224.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì).224.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì).254.4幾何尺寸計(jì)算.274.5驗(yàn)算.275、皮帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算.296、主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).326.1對(duì)主軸組件的性能要求.326.2軸承配置型式.346.3主要參數(shù)的確定.356.4主軸頭的選用.36總結(jié)與體會(huì).37致謝詞.38參考文獻(xiàn).39一、前言主傳動(dòng)系統(tǒng)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，它應(yīng)具有一定的轉(zhuǎn)速（速度）和一定的變速范圍，以便采用不同材料的刀具，加工不同的材料，不同尺寸，不同要求的工件，并能方便的實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的開(kāi)停，變速，換向和制動(dòng)等。數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸部件，它與普通機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)相比在結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單，這是因?yàn)樽兯俟δ苋炕虼蟛糠钟芍鬏S電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速來(lái)承擔(dān)，剩去了復(fù)雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，有些只有二級(jí)或三級(jí)齒輪變速系統(tǒng)用以擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的范圍。1.1數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)與普通機(jī)床比較，數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)。（1）、轉(zhuǎn)速高、功率大。它能使數(shù)控機(jī)床進(jìn)行大功率切削和高速切削，實(shí)現(xiàn)高效率加工。（2）、變速范圍寬。數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)有較寬的調(diào)速范圍，一般Ra100，以保證加工時(shí)能選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。（3）、主軸變速迅速可靠，數(shù)控機(jī)床的變速是按照控制指令自動(dòng)進(jìn)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動(dòng)操作的要求。由于直流和交流主軸電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)日趨完善，所以不僅能夠方便地實(shí)現(xiàn)寬范圍無(wú)級(jí)變速，而且減少了中間傳遞環(huán)節(jié)，提高了變速控制的可靠性。（4）、主軸組件的耐磨性高，使傳動(dòng)系統(tǒng)具有良好的精度保持性。凡有機(jī)械摩擦的部位，如軸承、錐孔等都有足夠的硬度，軸承處還有良好的潤(rùn)滑。1.2主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求（1）、主軸具有一定的轉(zhuǎn)速和足夠的轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)的開(kāi)停、變速、換向和制動(dòng)，以滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)要求。（2）、主電機(jī)具有足夠的功率，全部機(jī)構(gòu)和元件具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以滿足機(jī)床的動(dòng)力要求。（3）、主傳動(dòng)的有關(guān)結(jié)構(gòu)，特別是主軸組件要有足夠高的精度、抗震性，熱變形和噪聲要小，傳動(dòng)效率高，以滿足機(jī)床的工作性能要求。（4）、操作靈活可靠，維修方便，潤(rùn)滑密封良好，以滿足機(jī)床的使用要求。（5）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，工藝性好，成本低，以滿足經(jīng)濟(jì)性要求。二、主傳動(dòng)方案選擇與設(shè)計(jì)2.1數(shù)控車(chē)床主傳動(dòng)總體方案選擇數(shù)控機(jī)床的調(diào)速是按照控制指令自動(dòng)執(zhí)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動(dòng)操作的要求。在主傳動(dòng)系統(tǒng)中，目前多采用交流主軸電動(dòng)機(jī)和直流主軸電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。為擴(kuò)大調(diào)速范圍，適應(yīng)低速大轉(zhuǎn)矩的要求，也經(jīng)常應(yīng)用齒輪有級(jí)調(diào)速和電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速相結(jié)合的調(diào)速方式。數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主要有四種配置方式，如圖1-1所示。帶有變速齒輪的主傳動(dòng)大、中型數(shù)控機(jī)床采用這種變速方式。如圖1-1（a）所示，通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪降速，擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩，一滿足主軸低速時(shí)對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求。數(shù)控機(jī)床在交流或直流電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無(wú)級(jí)變速。滑移齒輪的移位大都采用液壓缸加撥叉，或者直接由液壓缸帶動(dòng)齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)如圖1-1（b）所示，這種傳動(dòng)主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機(jī)床。電動(dòng)機(jī)本身的調(diào)速能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動(dòng)引起的振動(dòng)與噪聲。它適用于高速、低轉(zhuǎn)矩特性要求的主軸。常用的是V帶和同步齒形帶。用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸如圖1-1（c）所示，這是上述兩種方式的混合傳動(dòng)