數控車床帶輪卸荷結畢業論文設計(已修改)

　

【正文】 數控車床畢業論文摘要數控車床不僅能夠車外圓還能用于鏜孔、車端面、鉆孔與鉸孔。與其他種類的機床相比，車床在生產中使用最廣。本論文首先介紹了我國數控機床發展的過程與現狀 ,并分析了其存在的問題 。對數控機床的發展趨勢進行了探討；并對 JIFCNCB 數控車床主軸箱傳動系統進行了設計與計算。主軸箱有安裝在精密軸承中的空心主軸和一系列變速齒輪組成。數控車床主軸可以獲得在調速范圍內的任意速度，以滿足加工切削要求。目前，數控車床的發展趨勢是通過電氣與機械裝置進行無級變速。變頻電機通過帶傳動和變速齒輪為主軸提供動力。通常變頻電機調速范圍 3—5，難以滿足主軸變速要求；串聯變速齒輪則擴大了齒輪的變速范圍 。本設計將原來的帶輪不卸荷結構變為了帶輪卸荷結構，使輸入軸在帶處只受轉矩，將軸上的徑向力傳動到車床機體上,改善了輸入軸的受力情況， 。關鍵詞：主軸箱，無級調速，傳動系統 AbstractNC lathe can do boring, facing, drilling and Reaming in addition to use of lathes in the production than the other types of machine tools and more. And pared to other types of machine tools, lathes in the production is the most widely used.In this design ，the development and current situation of NC machine in China was introduced and a series of problems were presented .The development trend to NC lathe was countermeasures was presented for the development of NC machine in China and then the headstock of JIFCNCB NC lathe has been calculatly designed . Headstocks is posed of the hollow spindle which is installed in precision bearings and a series of transmission gears. The spindle can obtain any speed in the speed range to meet the processing requirements of cutting.At present, the development trend is to provide a continuously variable speed through the electrical or mechanical devices . Variable Frequency Motor conveys the power through belt drive and a set of transmission gears. The speed range of Variable Frequency Motor is usually 35 , which is difficult to meet the speed range requirements of the spindle speed。 The transmission gears is to expand the scope of a variablespeed to meet the speed range of the spindle In addition, in this design the design of the belt drive has been changed from the original unloading structure into the loading structure, transmissed the force to the lathe body so that input shaft is only forced torque, improved the forcing state of the input shaft. Key words: headstocks, a continuously variable speed , transmission Systerm目 錄摘 要 .......................................................... ⅠABSTRACT（英文摘要） .......................................... Ⅱ目 錄 .......................................................... Ⅲ第一章 緒論 ..................................................... 1 數控車床主傳動系統的要求 ................................... 1 數控車床主傳動系統方式 ..................................... 1 國內外數控車床主傳動系統的發展 .............................. 2 設數控車床發展總趨勢................................. 2 確中國數控車床發展的主要問題 .............. .......... 4第二章 變速主傳動系統法案的制定 ................................. 6 主 傳 動 技 術 指 標 的 制 定 ................................... 7 動力參數的確定計的數................................... 7 主運動調速范圍的確定................................. 8 主軸計算轉速的確定................................... 9 變 速 主 傳 動 系 統 的 設 計 .................................. 10 確定傳動方案........................................... 10 轉速圖的擬定........................................ 11 擬定傳動變速系統圖.................................. 12第三章 傳動系統零部件設計 ....................................... 15 傳 動 皮 帶 的 設 計 與 選 定 .................................. 15 V 帶傳動設計......................................... 15 帶結構的設計......................................... 16 齒 輪 的 設 計 與 校 核 ....................................... 17 各傳動軸傳遞動力計算....................................17 齒輪副 32/76 齒輪的設計與校核........................... 19 齒輪副 30/54 齒輪的設計與校核............................23 齒輪副 54/54 齒輪的設計與校核............................26 傳 動 軸 的 設 計 與 校 核 .................................... 30 傳動軸 I 的設計與校核................................... 30 軸 II 的設計與校核..................................... 33第四章 主軸組件的設計與校核 ..................................... 35 主 軸 的 要 求 ............................................. 35 主 軸 軸 承 選 擇 .......................................... 36 主 軸 的 設 計 與 校 核 ...................................... 36第五章 主軸驅動與控制 ........................................... 39 主 軸 轉 速 的 自 動 變 換 .................................... 39 齒 輪 有 級 變 速 變 擋 裝 置 ................................. 40 主 軸 旋 轉 與 軸 向 進 給 的 同 步 控 制 .......................... 40 主 軸 旋 轉 與 徑 向 進 給 的 同 步 控 制 .......................... 40第六章總結與展望 ................................................ 41參 考 文 獻 ................................................... 43致 謝 ....................................................... 45第一章 緒論數控車床利用數字化的信息對車床運動及加工過程進行控制，是一種可編程的通用加工設備，能自動完成內外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工，所以特別適合加工形狀復雜的軸類和盤套類零件。與通用機床和專用機床相比，數控車床具有加工靈活、通用性強、能適應產品的品種和規格頻繁變化的特點，能夠滿足新產品的開發和多品種、小批量、生產自動化的要求，是一種柔性的、高性能的自動化車床，代表了現代控制技術的發展方向，是一種典型的機電一體化產品，因此被廣泛應用于機械制造業。數控車床的主傳動系統包括主軸電機、傳動系統與主軸組件，與普通機床相比，變速功能絕大部分由主軸電機的無級調速來承擔，省去了繁雜的齒輪變速機構，結構簡單，有些只有兩極或三級齒輪變速機構系統用以擴大電機無級調速的范圍 數控車床主傳動系統的要求數控機床作為高自動化的機電一體化設備，其主傳動系統的設計一般應滿足以下基本要求。使用性能要求高 首先應滿足機床的運動特性。如機床主軸有足夠的轉速范圍和轉速級數，不僅有低速大轉矩功能而且還要有較高的轉速。傳動系統設計合理，操作方便靈活、迅速、安全可靠。傳遞動力要求 主電動機和傳動機構能提供和傳遞足夠的功率和轉速，具有較高的傳遞效率。工作性能要求 主傳動中所有零部件要有足夠的剛度、精度、和抗振性、熱變形特性穩定，才能保證加工零件有較高的質量。電動機、主軸及傳動部件都是熱源，低溫升、小變形是對主軸傳動系統的重要指標；主軸要較高的旋轉精度與運動精度；主軸軸頸尺寸、軸承類型及裝配方式，軸承預緊量大小、主軸組件的質量分布是否均勻及主軸組件的阻尼對主軸組件的靜剛度和抗振性都會產生影響；主軸組件必須有足夠的耐磨性，使之保持良好的精度；軸承處還要有良好的潤滑。此外，還要求主創動系統結構簡單，便于調整與維修；工藝性好，便于加工與裝配；防護性好；使用壽命長。 數控車床主傳動系統的方式 機床主傳動系統可分為分級變速傳動和無級變速傳動。分級變速傳動是在一定范圍能均勻的、離散地分布著有限級數的轉速，主要用于普通機床。無級變速形式可以在一定范圍內連續改變轉速，以便得到滿足加工要求的最佳轉速，能在運轉中變速，便于自動變速。數控車床得主傳動系統通常采用無級變速。 與普通車床相比，數控車床的主傳動采用交、直主軸調速電動機，電動機調速范圍大，并可無級調速，使主軸結構大為簡化。為了適應不同的加工需求數控車床主傳動系統有以下三種方式。 ⑴電動機直接驅動 主軸電動機與主軸通過聯軸器直接連接，或采用內裝式主軸電動機驅動。采用直接驅動可大大簡化主軸箱結構，能有效地提高主軸剛度。這種傳動的特點是主軸轉速的變化、輸出轉矩與主軸的特性完全一致。但因主軸的功率和轉矩特性直接決定主軸電機的性能，因而這種變速傳動的應用受到一定限制。⑵采用定比傳動 主軸電動機經定比傳動給主軸。 定比傳動可采用帶傳動或齒輪傳動，這種傳動方式在一定程度上能滿足主軸功率和轉矩的要求，但其變速范圍仍和電動機的調速范圍相同。 目前，交流、直流主軸電動機的恒功率轉速范圍一般只有 24，而恒轉矩范圍則達 100 以上；許多大、中型機床的主軸要求有更寬的恒功率轉速范圍。很明顯，這種情況下主軸電動機的功率特性和機床主軸的要求不匹配:調速電動機的恒功率范圍遠小于主