【正文】 CK6125數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)設計摘要：數(shù)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(chǎn)中使用最廣。本論文首先介紹了我國數(shù)控機床發(fā)展的過程與現(xiàn)狀 ,并分析了其存在的問題 。對數(shù)控機床的發(fā)展趨勢進行了探討；并對ck6125數(shù)控車床主軸箱傳動系統(tǒng)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(shù)控車床主軸可以獲得在調(diào)速范圍內(nèi)的任意速度，以滿足加工切削要求。目前，數(shù)控車床的發(fā)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(diào)速范圍3—5，難以滿足主軸變速要求；串聯(lián)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(jié)構(gòu)變?yōu)榱藥л喰逗山Y(jié)構(gòu)，使輸入軸在帶處只受轉(zhuǎn)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(guān)鍵詞：主軸箱，無級調(diào)速，傳動系統(tǒng) Abstract： NC 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 ck6125NC 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. II第一章 前言 1 1 1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 1 我國數(shù)控車床的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2 5 課題研究內(nèi)容 5 研究方法 5 論文構(gòu)成 5第二章 主傳動系統(tǒng)的設計 6 6 6 擬定傳動方案 6 選擇電機 7 主運動調(diào)速范圍的確定 9 轉(zhuǎn)速圖 11第三章 傳動系統(tǒng)零部件設計 12 12．V帶傳動設計 12 14 I軸結(jié)構(gòu)設計 14 II軸結(jié)構(gòu)設計 17 21第四章 主軸結(jié)構(gòu)設計 23 對主軸組件的性能要求 23 軸承配置型式 24 主要參數(shù)的確定 24 主軸頭的選用 25 編碼器的選擇與安裝 25第五章 結(jié)論 27參 考 文 獻 28致謝 29第一章 前言我國目前機床總量380余萬臺，即我國機床數(shù)控化率不到3％。近10年來，～，年產(chǎn)值約為18億元。機床的數(shù)控化率僅為6％。這些機床中,役齡10年以上的占60％以上；10年以下的機床中，自動/半自動機床不到20％，F(xiàn)MC/FMS等自動化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國和日本自動和半自動機床占60％以上）?？梢娢覀兊拇蠖鄶?shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品國內(nèi)、外市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。 而相對于傳統(tǒng)機床，數(shù)控機床有以下明顯的優(yōu)越性：可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。 可以實現(xiàn)加工的柔性自動化，從而效率比傳統(tǒng)機床提高3～7倍。 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。 可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。 擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自律功能，可實現(xiàn)長時間無人看管加工。 因此，采用數(shù)控機床，可以降低工人的勞動強度，節(jié)省勞動力（一個人可以看管多臺機床），減少工裝，縮短新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應。 此外，機床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術(shù)和基礎技術(shù)。 由于以上優(yōu)越性，數(shù)控機床所占的比例逐漸增大。從2005年的市場消費內(nèi)容也可可看出,普通機床的市場份額在下降,數(shù)控機床則大幅度增長，尤其是中高檔數(shù)控機床供不應求?？梢灶A見，未來幾年普通機床的市場份額將不斷下滑, 數(shù)控機床的消費會逐漸擴大。[2]在這樣一種背景下，我的課題選擇為設計一臺數(shù)控車床——CK20，用于對轉(zhuǎn)體零件的圓柱面、圓弧面、圓錐面、端面、切槽、及各種公、英制螺紋等進行批量、高效、高精度的自動加工，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量和降低工人勞動強度。通過本次設計培養(yǎng)綜合運用基礎知識和專業(yè)知識，解決工程實際問題的能力，使工程繪圖、數(shù)據(jù)處理、外文文獻閱讀、程序編制、使用手冊等基本技能及能力得到訓練和提高。此外，力求完成課題之余，熟悉國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,增強對如何發(fā)展民族數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的感性認識。 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢自從1951年計算機技術(shù)應用于機床上，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了數(shù)控（NC）和計算機數(shù)控（CNC）兩個階段的發(fā)展。目前，數(shù)控系統(tǒng)正處于第六代――基于PC（PC－BASED）。未來數(shù)控系統(tǒng)將呈以下發(fā)展趨勢： 繼續(xù)向開放式、基于PC的第六代方向發(fā)展 基于PC所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會走上這條道路。至少采用PC機作為它的前端機，來處理人機界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔數(shù)控的任務。向高速化和高精度化發(fā)展 向智能化方向發(fā)展 （1）應用自適應控制技術(shù)向高速化和高精度化發(fā)展 數(shù)控系統(tǒng)能檢測過程中一些重要信息，并自動調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，達到改進系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。 （2）引入專家系統(tǒng)指導加工 將熟練工人和專家的經(jīng)驗，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。 （3）引入故障診斷專家系統(tǒng) （4）引入動裝置智能化數(shù)字伺服驅(qū)動系統(tǒng)可以通過自動識別負載，而自動調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動系統(tǒng)獲得最佳的運行[3] 。 我國數(shù)控車床的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究現(xiàn)狀我國數(shù)控車床從20世紀70年代初進入市場，至今通過各大機床廠家的不懈努力，通過采取與國外著名機床廠家的合作、合資、技術(shù)引進、樣機消化吸收等措施，使得我國的機床制造水平有了很大的提高，其產(chǎn)量在金屬切削機床中占有較大的比例。目前，國產(chǎn)數(shù)控車床的品種、規(guī)格較為齊全，質(zhì)量基本穩(wěn)定可靠，已進入實用和全面發(fā)展階段。 1）床身按照床身導軌面與水平面的相對位置，床身有圖1所示的5種布局形式。一般來說，中、小規(guī)格的數(shù)控車床采用斜床身和平床身斜滑板的居多，只有大型數(shù)控車床或小型精密數(shù)控車床才采用平床身，立床身采用的較少。平床身工藝性好，易于加工制造。由于刀架水平放置，對提高刀架的運動精度有好處，但排屑困難；刀架橫滑板較長，加大了機床的寬度尺寸，影響外觀。平床身斜滑板結(jié)構(gòu)，再配置上傾斜的導軌防護罩，這樣既保持了平床身工藝性好的優(yōu)點，床身寬度也不會太大。斜床身和平床身斜滑板結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代數(shù)控車床中被廣泛應用，是