【正文】 ………….………..1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀...…….......…..…… …….………….………..1 發(fā)展趨勢....….…………......…..……….…....……..………2 選題目的及意義.......…….……………………….…....……….2 設(shè)計(jì)研究內(nèi)容要求...………………………….…..….………….32 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)……….…………………………………………….….……………..4 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案………….…….………………………..4 主傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方案的確定…………...……….………….………..4 主傳動(dòng)系統(tǒng)有級變速自動(dòng)變換方式的確定….....….……………...4 計(jì)算各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩…………………………………………...5 電機(jī)的選擇………….…….…………….…………….……………………73 傳動(dòng)系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì)…………………………………….……………………11 傳動(dòng)皮帶的設(shè)計(jì)和選定………………….……………….……………………11 軸系零部件的設(shè)計(jì)………….………………………….…………….….……14 確定各軸轉(zhuǎn)速…………………….…………………………….………14 確定傳動(dòng)各軸最小直徑..…….…………………………….………….14Ⅰ軸和Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………….……….….……….……….………16 鍵的校核......................….…………….….………………….………….17 齒輪模數(shù)的確定及校核............…...………..……………….………….17 齒寬的確定.....................…………….….…..……………….………….20 電磁摩擦離合器的計(jì)算和選擇...............……….…..……………….………….214 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)......................…………….…….…..……………….………….22 對主軸組件的性能要求...........…………….…….…..…………….…………22 軸承配置形式...…………….…….….….….…..…………….….….……22 主要參數(shù)的確定…….…….……………….….…..…………….….….…23ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5 編碼器的選擇與安裝………………….……………….…..…………….….…………25 6 結(jié)論......................……….………….……………………..….……...…..….………...26參考文獻(xiàn)......................…………….…………………..….…..……………….………….27致謝......................………………….……………………..…….…………...…………….28ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 0 1 前言 選題背景與意義 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀從 20 世紀(jì) 70 年代初，我國的數(shù)控車床進(jìn)入市場，通過各大機(jī)床廠家的不懈努力，在采取與國外著名機(jī)床廠家的合作、合資、技術(shù)引進(jìn)、樣機(jī)消化吸收等措施下，使得我國的機(jī)床制造水平有了巨大的提升，車床產(chǎn)量在金屬切削加工中占有較大的比例。關(guān)鍵詞：主軸箱；無級調(diào)速；傳動(dòng)系統(tǒng) ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ABSTRACTAt present, with the development of the social productive forces, the progress of machine technology, highprecision, highly automated CNC lathes significant increase in demand, and CNC lathe also has high power, high speed, automatic transmission, a wide range of spindle speed and other characteristics, so machine tool industry, CNC lathe bee an important power production.This paper introduces the present situation of CNC machine tools and process development as well as the purpose and significance of the topic, and analyzes some problems of its existence。在調(diào)速范圍內(nèi)，數(shù)控車床主軸可以獲得的任意速度，以滿足加工切削要求。Ｘ Ｘ 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目 電磁離合器變速式數(shù)控車床 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 班 級 ＸＸＸＸ 學(xué) 生 ＸＸＸ 學(xué) 號 ＸＸＸＸＸＸ 指導(dǎo)教師 ＸＸＸ 二〇一五 年 五月 三十日ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要當(dāng)前,隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展,機(jī)床技術(shù)的進(jìn)步，高精度、高自動(dòng)化的數(shù)控車床需求量顯著增多，而數(shù)控車床又具有大功率、高轉(zhuǎn)速、自動(dòng)變速、主軸轉(zhuǎn)速范圍廣等特點(diǎn)，所以在機(jī)床行業(yè)，數(shù)控車床成為重要的生產(chǎn)力量。目前，數(shù)控車床的發(fā)展趨勢是通過電氣與機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)無級變速。 CNC machine tool development trends were discussed briefly。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(jìn)入實(shí)用和全面發(fā)展階段。分級變速傳動(dòng)是在一定范圍能均勻的、離散地分布著有限級數(shù)的轉(zhuǎn)速，主要用于普通的機(jī)床。為了適應(yīng)不同的加工需求數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)有以下三種方式。但由于主軸的功率和轉(zhuǎn)矩特性決定電機(jī)性能的原因，從而這種變速傳動(dòng)的方式受到一定限制。很明顯，這種情況下主軸電動(dòng)機(jī)的功率特性和機(jī)床主軸的要求不匹配:調(diào)ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 速電動(dòng)機(jī)的恒功率范圍遠(yuǎn)小于主軸要求的恒功率變速范圍。4) 用兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸 此方式是上述兩種方式的混合傳動(dòng)，高速時(shí)帶輪直接驅(qū)動(dòng)主軸，低速時(shí)另一個(gè)電機(jī)則通過齒輪減速后驅(qū)動(dòng)主軸。這樣很大程度上提高了工作效率，提高設(shè)計(jì)的成功率，縮短試制周期，降低了設(shè)計(jì)成本，提高市場競爭能力。此外，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還把數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策。3) 通過對變速式數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，優(yōu)化主傳動(dòng)系統(tǒng)、改造數(shù)控系統(tǒng)，對數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用和推廣數(shù)控機(jī)床的改造有著深遠(yuǎn)意義。采用交流變頻主軸電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，最高轉(zhuǎn)速為 4500r/min，最低轉(zhuǎn)速為 310r/min.；2) 設(shè)計(jì)分級變速傳動(dòng)系統(tǒng)，用電磁離合器完成數(shù)控車床的調(diào)速。此外，還要求主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于調(diào)整和維修；工藝性好，便于加工和裝配；防護(hù)性能好；使用壽命長。由于數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)的調(diào)速范圍較大，單靠調(diào)速電機(jī)無法滿足這么大的調(diào)速范圍，另一方面調(diào)速電機(jī)的功率扭矩特性也難于直接與機(jī)床的功率和轉(zhuǎn)矩要求相匹配。電磁離合器是通過應(yīng)用電磁效應(yīng)接通或切斷運(yùn)動(dòng)的元件，由于它便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，并有現(xiàn)成的系列產(chǎn)品可供選用，所以它已成為自動(dòng)裝置中常用的操作元件。液壓變速機(jī)構(gòu)是通過液壓缸、活塞桿帶動(dòng)撥叉推動(dòng)滑移齒輪移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)變速，雙聯(lián)滑移齒輪用一個(gè)液壓缸，而三聯(lián)滑移齒輪則必須使用兩個(gè)液壓缸（差動(dòng)油缸）實(shí)現(xiàn)三位移動(dòng)。 計(jì)算各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩1) 主軸調(diào)速范圍的確定（本小節(jié)公式除非特別說明，均出自資料[12]）∵數(shù)控車床主軸轉(zhuǎn)速范圍 30～4500r/min則數(shù)控車床總變速范圍 150minax?Rn（）已知計(jì)算轉(zhuǎn)速 i/r150n?計(jì)主軸的恒功率變速范圍 30154max?計(jì)nRp（）電機(jī)的恒功率變速范圍 80dp由于 RnpRdp，電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸不能滿足恒功率變速要求，因此需要串聯(lián)一個(gè)有級變速箱，以滿足主軸的恒功率調(diào)速范圍。(2)根據(jù)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化范圍和啟動(dòng)頻繁程度等因素，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制、過載能力額啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)功率，并確定冷卻通風(fēng)方式。(5)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和對電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程的要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速。ＸＸ大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 3. 電動(dòng)機(jī)容量的選擇選擇電動(dòng)機(jī)容量就是合理確定電動(dòng)機(jī)的額定功率。4. 確定電機(jī)輸出功率 Pd dP??切 削傳動(dòng)裝置的總效率 ()123?其中， ―圓柱直齒輪傳動(dòng)效率，查得 ＝；；1?―Ⅱ軸軸承效率，查得2＝＝；2?―Ⅲ軸（主軸）軸承效率，查得3?＝＝。所以本電機(jī)的電壓可選為 380V。要綜合考慮電機(jī)性能、價(jià)格、車床性能要求等因素來選擇。II 軸上兩對直齒輪的傳動(dòng)比分別為 ， 。交流調(diào)頻主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)，傳遞給傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸再通過變速機(jī)構(gòu)傳遞給主軸，從而實(shí)現(xiàn)主軸的變速。這