【文章內容簡介】 ,要付出大量的勞動 ,還存在著精度低、修改調整困難、設計周期長及成本費用高等問題。 圖（ 1）：三維實體產品設計流程圖 三江學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文 4 第 2 章 數控實驗平臺 簡介及概述 數控實驗平臺 數控實驗平臺的產生發(fā)展 隨著現代制造業(yè)的高速發(fā)展，企業(yè)需要大批能編程操作、會調試維修的綜合性數控技術人才。由于數控設備價格昂貴，大多數學校經費不足，只配備了數量較少的數控實訓設備，且隨著數控技術的發(fā)展，部分數控系統(tǒng)已經陳舊，但升級卻十分因難，加之部分學校采用計算機仿真代替數控實訓設備完成操作訓練，使得學校培養(yǎng)的數控人才大多理論基礎扎實，但動手操作能力不強。因此開發(fā)一種成本低、升級擴展容易、能夠用于批量培訓、可以引入最新數控技術的開放式數控實驗平臺就顯得非常必要。 數控實驗平臺的特點 具有模塊化設計特點： 提高設計效率，滿足用戶要求。產品模塊具有規(guī)范化、系列化、通用化、標準化特點，一次設計可滿足市場上的多種需求，可顯著提高設計效率，最大限度地縮短供貨周期和滿足用戶需求。 安全性：需要保證學生和機器的安全性。 低成本：它的成本遠低于數控機床。 操作方便：操作比數控簡單，制造工藝簡單。 可擴展性：系統(tǒng)可以靈活地增加硬件設備控制接口來實現功能的拓展和性能的提高。 可互操作性：控制器應能與一個或多個計算機進行信息交流。 可移植性：在不增加硬件結構的前提下，利用現有的底 層結構模塊，通過配置和編譯控制軟件來實現系統(tǒng)的自定義。 可增減性，系統(tǒng)的性能和功能根據實際需求方便地增減。 數控實驗平臺設計方法 數控實驗平臺設計流程框架圖 三江學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文 5 圖（ 2）：數控實驗平臺設計流程框架圖 對于本次課題所要設計的數控實驗平臺進行模塊化的設計，它 既保證了數控實驗平臺的簡化結構也減少了對性能的影響，使學生在拆裝時更加靈活方便。 本次設計主要達到要求 （ 1）通過本次設計要求學會查閱、綜合和消化技術文獻資料的能力及閱讀外文資料的能力。 （ 2）掌握常用工程繪圖軟件 CAXA 的使用方法。 （ 3）熟悉實驗平臺的結構特點及原理。 （ 4）了解 Z軸的機械傳動和主軸箱的連接。 （ 5）培養(yǎng)綜合運用機械制圖、機械設計、工程力學、計算機繪圖、機械制造工藝等專業(yè)知識的能力。 （ 6）通過本次設計，熟練撰寫專業(yè)性的論文的能力。 三江學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文 6 第 3 章 數控實驗平 臺 主傳動機構及主軸箱設計 數控實驗平臺主傳動系統(tǒng) 概述 主傳動系統(tǒng)是用來實現數控實驗平臺主運動的傳動系統(tǒng)，它應具有一定的轉速（速度）和一定的變速范圍。以便采用不同材料的刀具，加工不同材料、不同尺寸、不同要求的工件，并能方便地實現運動的開停、變速、換向和制動等。 主傳動系統(tǒng)的設計要求 主傳動系統(tǒng)的實際要求： （ 1）主軸具有一定的轉速和足夠的轉速范圍、轉速級數，能夠實現運動的開停、變速、換向和制動，以滿足機床的運動要求。 （ 2）主電動機具有足夠的功率，全部機構和元件具有足夠的強度和剛度，以滿足機床的動力要求。 （ 3）主傳動的有關結構，特別是主軸組件要有足夠高的精度、抗振性，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。 操縱靈活可靠，調整維修方便，潤滑密封良好，滿足機床的使用要求。 結構簡單緊湊，工藝性好，成本低，以滿足經濟性要求。 主傳動系統(tǒng)的選擇 數控機床的調速是按照控制指令自動執(zhí)行的，因此變速機構必須適應自動操作的要求。為擴大調速范圍，適應低速大轉矩的要求，也經常應用齒輪有級調速和電動機無級調速相結 合的調速方式。 主傳動三種形式比較： （ 1）齒輪傳動 在所有的機械傳動中，齒輪傳動應用最廣，可用來傳遞相對位置 不遠 的兩軸之間的運動和動力 。 齒輪傳動平穩(wěn)， 傳動比 精確，工作可靠、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬千瓦；速度最高可達 300m/s；齒輪直徑可以從幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設備，嚙合傳動會產生噪聲。 圖（ 3）：齒輪傳動 三江學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文 7 （ 2） 帶傳動 帶傳動具有結構簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動力，且其造價低廉、不需潤滑、維護容易等特點，在近代機械傳動中應用十分廣泛。摩擦型帶傳動能過載打滑、運轉噪聲低，但傳動比不準確（滑動率在2%以下）；同步帶傳動可保證傳動同步，但對載荷變動的吸收能力稍差，高速運轉有噪聲。 帶傳動除用以傳遞動力外，有時也用來輸送物料、進行零件的整列等。優(yōu)點：傳動平穩(wěn)、結構簡單、成本低、使用維護方便、 有良好的撓性和彈性、過載打滑。 缺點：傳動比不準確、帶壽命低、軸上載荷較大、傳動裝置外部尺寸大、效率低。因此，帶傳動常適用于大中心距、中小功率、帶速 v =5～ 25m/s，i≤7 的情況。 （ 3） 鏈傳動 鏈傳動是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪的運動和動力傳遞到具有特殊齒形的從動鏈輪的一種傳動方式。 鏈傳動有許多優(yōu)點，與帶傳動相比，無彈性滑動和打滑現象，平均傳動比準確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強，相同 情 況下的傳動尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上的壓力?。荒茉诟邷?、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。 與齒輪傳動相比，鏈傳動的制 造和安裝精度要求較低；中心距較大時其傳動結構簡單。瞬時鏈速和瞬時傳動比不是常數，因此傳動平穩(wěn)性較差，工作中有一定的沖擊和噪聲。鏈傳動的缺點主要有：僅能用于兩平行軸間的傳動；成本高，易磨損，易伸長，傳動平穩(wěn)性差，運轉時會產生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動中。 圖（ 4）：帶傳動 圖（ 5）：鏈傳動 綜合上述幾種傳動方式對比考慮，本課題中所設計的數控實驗平臺采 用帶傳動方式給主軸進行傳動。這種主傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結構，也降低了成本。 數控實驗平臺主軸箱構成 主軸組件 （ 1）主軸箱 主軸箱是 數控實驗平臺 的重要的部件，是用于布置 實驗平臺 工作主軸及其傳動零件和相應的附加機構的。主軸箱傳動系統(tǒng)的設計，以及主軸箱各部件的加三江學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文 8 工工藝直接影響 實驗平臺 的性能。 （ 2）主軸軸承 主軸軸承是主軸組件的重要組成部