數(shù)控車床總體設(shè)計及主軸箱設(shè)計說明書.doc

1、前言.21.1數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)的特點.31.2主傳動系統(tǒng)的設(shè)計要求.32、主傳動方案選擇與設(shè)計.42.1數(shù)控車床主傳動總體方案選擇.42.2主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計.52.3計算轉(zhuǎn)速的確定.62.4傳動級數(shù)的確定.73、電動機的選擇.193.1直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)得特點.203.2交流主軸驅(qū)動系統(tǒng).213.3選擇電機.214、確定齒輪齒數(shù).224.1選定齒輪類型,精度等級,材料及齒數(shù).224.2按齒面接觸強度設(shè)計.224.3按齒根彎曲強度設(shè)計.254.4幾何尺寸計算.274.5驗算.275、皮帶輪的設(shè)計計算.296、主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計.326.1對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.37致謝詞.38參考文獻(xiàn).39一、前言主傳動系統(tǒng)是用來實現(xiàn)機床主運動的傳動系統(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，并能方便的實現(xiàn)運動的開停，變速，換向和制動等。數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)主要包括電動機、傳動系統(tǒng)和主軸部件，它與普通機床的主傳動系統(tǒng)相比在結(jié)構(gòu)上比較簡單，這是因為變速功能全部或大部分由主軸電動機的無級調(diào)速來承擔(dān)，剩去了復(fù)雜的齒輪變速機構(gòu)，有些只有二級或三級齒輪變速系統(tǒng)用以擴大電動機無級調(diào)速的范圍。1.1數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)的特點與普通機床比較，數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)具有下列特點。（1）、轉(zhuǎn)速高、功率大。它能使數(shù)控機床進(jìn)行大功率切削和高速切削，實現(xiàn)高效率加工。（2）、變速范圍寬。數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)有較寬的調(diào)速范圍，一般Ra100，以保證加工時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)控機床的變速是按照控制指令自動進(jìn)行的，因此變速機構(gòu)必須適應(yīng)自動操作的要求。由于直流和交流主軸電動機的調(diào)速系統(tǒng)日趨完善，所以不僅能夠方便地實現(xiàn)寬范圍無級變速，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，使傳動系統(tǒng)具有良好的精度保持性。凡有機械摩擦的部位，如軸承、錐孔等都有足夠的硬度，軸承處還有良好的潤滑。1.2主傳動系統(tǒng)的設(shè)計要求（1）、主軸具有一定的轉(zhuǎn)速和足夠的轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速級數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)運動的開停、變速、換向和制動，以滿足機床的運動要求。（2）、主電機具有足夠的功率，全部機構(gòu)和元件具有足夠的強度和剛度，以滿足機床的動力要求。（3）、主傳動的有關(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，傳動效率高，以滿足機床的工作性能要求。（4）、操作靈活可靠，維修方便，潤滑密封良好，以滿足機床的使用要求。（5）、結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工藝性好，成本低，以滿足經(jīng)濟性要求。二、主傳動方案選擇與設(shè)計2.1數(shù)控車床主傳動總體方案選擇數(shù)控機床的調(diào)速是按照控制指令自動執(zhí)行的，因此變速機構(gòu)必須適應(yīng)自動操作的要求。在主傳動系統(tǒng)中，目前多采用交流主軸電動機和直流主軸電動機無級調(diào)速系統(tǒng)。為擴大調(diào)速范圍，適應(yīng)低速大轉(zhuǎn)矩的要求，也經(jīng)常應(yīng)用齒輪有級調(diào)速和電動機無級調(diào)速相結(jié)合的調(diào)速方式。數(shù)控機床主傳動系統(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大、中型數(shù)控機床采用這種變速方式。如圖1-1（a）所示，通過少數(shù)幾對齒輪降速，擴大輸出轉(zhuǎn)矩，一滿足主軸低速時對輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求。數(shù)控機床在交流或直流電動機無級變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無級變速?；讫X輪的移位大都采用液壓缸加撥叉，或者直接由液壓缸帶動齒輪來實現(xiàn)。通過帶傳動的主傳動如圖1-1（b）所示，這種傳動主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機床。電動機本身的調(diào)速能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動引起的振動與噪聲。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。用兩個電動機分別驅(qū)動主軸如圖1-1（c）所示，這是上述兩種方式的混合傳動