【正文】 0%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。但是，我國在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進(jìn)程、市場占有率等方面情況尤為突出。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個(gè)國家的戰(zhàn)略地位。最初的數(shù)控機(jī)床只是在機(jī)械結(jié)構(gòu)上對(duì)普通機(jī)床進(jìn)行了局部改進(jìn)。它的發(fā)展一直備受人們的關(guān)注。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文X5032銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)畢業(yè)論文目 錄前 言 11 緒 論 4 數(shù)控機(jī)床簡介 4 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展 4 7 數(shù)控機(jī)床的工作原理和組成 8 8 8 數(shù)控機(jī)床的分類 10 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向 112 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 14 數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的配置方式 16 17 精度 17 剛度 193 主軸電動(dòng)機(jī)的選取 20 采用交流電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速 20 初選主軸電動(dòng)機(jī)（交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)）的功率： 20 銑削力的計(jì)算 21 初選交流調(diào)速主軸電動(dòng)機(jī)的功率 23 機(jī)床計(jì)算轉(zhuǎn)速nj的確定 23 變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及主軸電動(dòng)機(jī)的功率功率的確定 234 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 26 選擇V帶型號(hào) 26 確定帶輪的計(jì)算直徑 27 確定V帶速度 28 初定中心距 28 確定V帶的計(jì)算長度和內(nèi)周長度 28 確定實(shí)際中心距 28 驗(yàn)算帶輪包角 29 確定V帶根數(shù) 295 分級(jí)變速箱的設(shè)計(jì) 31 變速機(jī)構(gòu)的調(diào)速范圍的確定 31 各軸及齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 33 各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 34 各軸上齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 35 各齒輪副模數(shù)計(jì)算 35 各軸間中心距的計(jì)算 36 確定各軸最小直徑 36 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（此謹(jǐn)僅以每軸上一個(gè)齒輪為例進(jìn)行計(jì)算） 37 主軸齒輪的設(shè)計(jì)： 37 軸I上的齒輪設(shè)計(jì)尺寸如下： 38 軸II上的齒輪設(shè)計(jì)尺寸如下： 40 軸I和軸II軸軸承的選擇 406 主軸及其組件的設(shè)計(jì) 42 主軸組件的基本要求 42 旋轉(zhuǎn)精度 42 剛度 42 抗振性 43 溫升和熱變形 43 精度保持件 44 主軸的構(gòu)造 44 主軸的材料和熱處理 44 主軸部件的傳動(dòng)方式及布置型式 45 傳動(dòng)方式 45 傳動(dòng)件位置的合理布置 46 主軸部件軸承的配置 46 主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 48 主軸的技術(shù)要求 49 主軸組件校核 51 主軸最大扭矩 51 主軸的剛度計(jì)算 54結(jié)束語 56致 謝 57參考文獻(xiàn) 5858前 言科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求。數(shù)控機(jī)床以其卓越的柔性自動(dòng)化性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，它開創(chuàng)了機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化發(fā)展的先河。但是，隨著數(shù)字控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床上的發(fā)展，以及數(shù)控機(jī)床高剛度、高精度、高速度的要求，逐步發(fā)展到目前數(shù)控機(jī)床獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。在新世紀(jì)到來時(shí)，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列，使我們?cè)趪H競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù)。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。（2）高可靠性：當(dāng)前國外的數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時(shí)間MTBF在（7～10）104h以上，整機(jī)的平均無故障工作時(shí)間達(dá)800h以上。銑床是普通機(jī)床中比較常見的一種，而數(shù)控銑床則是數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用比較廣泛的一種。早在1948年，美國在研制加工直升機(jī)葉片輪廓檢查用樣板的加工機(jī)床任務(wù)時(shí)，就提出了研制數(shù)控機(jī)床的初步設(shè)想。其控制裝置由2000多個(gè)電子管組成，占了普通實(shí)驗(yàn)室那么大。它的性能日臻完善，應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。由于美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化所需的自動(dòng)線，而且電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機(jī)床的主機(jī)設(shè)計(jì)、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實(shí)，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機(jī)床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。德國的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實(shí)用、貨真價(jià)實(shí)，出口遍及世界。 日本政府對(duì)機(jī)床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機(jī)振法”、“機(jī)電法”、“機(jī)信法”等)引導(dǎo)發(fā)展。在上世紀(jì)80年代開始進(jìn)一步加強(qiáng)科研，向高性能數(shù)控機(jī)床發(fā)展。大批大量的產(chǎn)品，如汽車、拖拉機(jī)與家用電器的零件，為了解決高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的問題，多采用專用的工藝裝備、專用自動(dòng)化機(jī)床或?qū)Ｓ玫淖詣?dòng)化生產(chǎn)線和自動(dòng)化車間進(jìn)行生產(chǎn)。數(shù)字控制機(jī)床，就是為了解決單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件加工的自動(dòng)化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用領(lǐng)域也從航空工業(yè)部門逐步擴(kuò)大到汽車、造船、機(jī)床、建筑等民用機(jī)械制造行業(yè)。1）能適應(yīng)不同零件的自動(dòng)化。數(shù)控機(jī)床上可以采用較大的銑削用量，有效地節(jié)省了機(jī)動(dòng)工時(shí)。4）工序集中，一機(jī)多用。因此，機(jī)床價(jià)格較高，而且要求具有較高技術(shù)水平的人員來操作和維修。數(shù)控機(jī)床由以下幾部分組成1）控制介質(zhì)：控制介質(zhì)又稱信息載體，是人與數(shù)控機(jī)床之間聯(lián)系的中間媒介物質(zhì)，反映了數(shù)控加工中全部信息。其控制對(duì)象是位置、角度、速度等機(jī)械量，以及溫度、壓力、流量等物理量，其控制方式又可分為數(shù)據(jù)運(yùn)算處理控制和時(shí)序邏輯控制兩大類。主要由伺服電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和位置檢測與反饋裝置等組成。此外，它也與機(jī)床操作臺(tái)有關(guān)手動(dòng)按扭連接。它與傳統(tǒng)的普通機(jī)床相比較，同樣由主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)、床身以及立柱等部分組成，但數(shù)控機(jī)床的整體布局、外觀造型、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工具系統(tǒng)及操作機(jī)構(gòu)等方面都發(fā)生了很大變化。一般可根據(jù)功能和結(jié)構(gòu)，按下面四種原則進(jìn)行分類。為了滿足刀具沿工件輪廓的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡符合工件加工輪廓的要求，必須將各坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的位移控制和速度控制按照規(guī)定的比例關(guān)系精確地協(xié)調(diào)起來。當(dāng)今的數(shù)控機(jī)床正在不斷采用最新技術(shù)成就，超著高速化、高精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化與高可靠性等方向發(fā)展。③具有更高的通訊功能，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床除具有通訊口、DNC功能外，還有網(wǎng)絡(luò)功能。②采用故障自診斷、自修復(fù)功能：主要是利用CNC系統(tǒng)的內(nèi)裝程序?qū)崿F(xiàn)在線故障診斷，一旦出現(xiàn)故障時(shí)，立即采取停機(jī)等措施，并通過CRT進(jìn)行故障報(bào)警，提示發(fā)生故障的部位、原因等。④引進(jìn)模式識(shí)別技術(shù)：應(yīng)用圖象識(shí)別和聲控技術(shù)，使機(jī)器自己辨別圖樣，按照語言命令進(jìn)行加工。主傳動(dòng)系統(tǒng)還應(yīng)必須盡量滿足下面的要求，才能夠做到符合要求：、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的開停、變速，換向和制動(dòng)，以滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)要求。，工藝性好，成本低，以滿足經(jīng)濟(jì)性要求。②變速范圍寬。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。交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中又可分為單速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 (3)按變速的連續(xù)性 可以分為分級(jí)變速傳動(dòng)和無級(jí)變速傳動(dòng)。缺點(diǎn)是有速度損失，不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行變速。機(jī)械摩擦無級(jí)變速器結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠，常用在中小型銑床、銑床等主傳動(dòng)中。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)無級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。如圖3—1(a)所示，通過少數(shù)幾對(duì)齒輪降速，“大輸出轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸低速時(shí)對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求。電動(dòng)機(jī)本身的調(diào)速就能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動(dòng)引起的振動(dòng)與噪聲。高速時(shí)電動(dòng)機(jī)通過帶輪直接驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)；低速時(shí)，另一個(gè)電動(dòng)機(jī)通過兩級(jí)齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，齒輪起到降速和擴(kuò)大變速范圍的作用，這樣就使恒功率區(qū)增大，擴(kuò)大了變速范圍，克服了低速時(shí)轉(zhuǎn)矩不夠且電動(dòng)機(jī)功率不能充分利用的缺陷。 精度機(jī)床精度是指機(jī)床的主要部件的形狀、相互位置及相對(duì)運(yùn)動(dòng)的精確程度，包括幾何精度、傳動(dòng)精度、定位精度及精度保持性等幾個(gè)方面。它主要包括以下幾個(gè)方面：1）幾何精度 幾何精度是指機(jī)床空載條件下，在不運(yùn)動(dòng)（機(jī)床主軸不轉(zhuǎn)或工作臺(tái)不移動(dòng)等情況下）或運(yùn)動(dòng)精度較低時(shí)各主要部件的形狀、相互位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的精度程度。2）運(yùn)動(dòng)精度 運(yùn)動(dòng)精度是指機(jī)床的主要零件以工作狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度。這方面的誤差成為該傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差。5）工作精度 機(jī)床加工規(guī)定的時(shí)間所能達(dá)到的加工精度，成為機(jī)床的工作精度。影響精度保持性的主要因素是磨損。凡隨時(shí)間變化的力，如沖擊振動(dòng)力及切削力的交變部分等稱為動(dòng)載荷。因此，機(jī)床的整機(jī)剛度不能用某個(gè)零部件的剛度評(píng)價(jià)，而是指整臺(tái)機(jī)床在靜載荷作用下，各構(gòu)件及結(jié)合面抵抗變形的綜合能力。下面對(duì)于數(shù)控銑床進(jìn)行設(shè)計(jì)。所以選擇交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，因?yàn)榻涣髡{(diào)速電動(dòng)機(jī)體積小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、動(dòng)態(tài)反應(yīng)快，沒有電刷，等達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速比同功率的直流電動(dòng)機(jī)高，磨損和故障也少。加工碳鋼時(shí)，=673MPa其修正系數(shù)由《簡明銑工手冊(cè)》表314得： 則 利用圓柱銑刀進(jìn)行逆銑時(shí)，工作臺(tái)的工作載荷；工作臺(tái)縱向進(jìn)給方向載荷 工作臺(tái)垂向進(jìn)給方向載荷 工作臺(tái)橫向進(jìn)給方向載荷 個(gè)系數(shù)分別取中間值，則 由此可以算出周向銑削力； 初選交流調(diào)速主軸電動(dòng)機(jī)的功率為主軸傳遞全部功率時(shí)的最低銑削速度，即電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)數(shù)。電動(dòng)機(jī)型號(hào)最高轉(zhuǎn)速（r/min）額定轉(zhuǎn)速（r/min）額定功率(KW)額定電流（A）額定轉(zhuǎn)矩效率%重量/kgYVP160L4450015001533146電動(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速范圍=/=4500/1500=3 ,主軸恒功率調(diào)速范圍=/=3000/120=25，因此，主軸要求的恒功率變速范圍遠(yuǎn)大于電動(dòng)機(jī)所能提供的恒功率變速范圍，是不能簡單的使用電動(dòng)機(jī)直接直接拖動(dòng)主軸的。達(dá)到預(yù)期要求的銑刀的轉(zhuǎn)速。使傳動(dòng)平穩(wěn)。而窄V帶的工作原理和設(shè)計(jì)方法與普通V帶類似，因此，可以按普通V帶的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)窄V帶。大帶輪的計(jì)算直徑， 按下列公式計(jì)算，算后圓整小帶輪帶速（r/min）大帶輪轉(zhuǎn)速（r/min）帶的滑動(dòng)系數(shù)。 =)== 確定V帶的計(jì)算長度 =由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可以由表82選取相應(yīng)帶的基準(zhǔn)長度 。因此，打滑只可能在小帶輪上發(fā)生。一般來說，調(diào)速電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍足夠大，所以可滿足主軸恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的要求。一般推薦齒數(shù)和，常選用在100之內(nèi)。但是有時(shí)為了滿足傳動(dòng)比的要求，可以使同一傳動(dòng)組內(nèi)各傳動(dòng)副的不相等，然后采用變位的方法使中心距相等。⑤應(yīng)保證最小齒輪裝到軸上或套簡上具有足夠的強(qiáng)度、為保證輪齒受力和熱處理之后．齒根部分不致于斷裂．齒根到