【文章內容簡介】 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，傳動效率要高，以滿足機床的工作性能要求。 4 操縱靈活可靠，調整維修方便，潤滑密封良好，以滿足機床的使用要求。 5 結構簡單緊湊，工藝性好，成本低，以滿足經濟性要求。 數控機床主傳動系統(tǒng)配置方式主傳動系統(tǒng)主要有四種配置方式： 1帶有變速齒輪的主傳動 大中型數控機床采用這種變速方式。通過少數幾對齒輪降速，擴大輸出轉矩，以滿足主軸低速時對輸出轉矩特性要求。數控機床在交流或直流電動機無級變速的基礎上配以齒輪變速，使之成為分段無級變速?；讫X輪的移位大都采用液壓缸加撥叉，或者直接采用由液壓缸帶動齒輪來實現。 2帶傳動的主傳動 這種傳動主要應用于轉速較高、變速范圍不大的機床。電動機本身的調速就能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動引起的振動與噪聲。適用于高速、低轉矩特性要求的主軸。常用V帶或同步齒形帶。 3用兩個電動機分別驅動主軸 這是上述兩種方案的結合，具有上述兩種性能。高速時電動機通過帶輪直接驅動主軸旋轉；低速時，另一個電動機通過兩級齒輪傳動驅動主軸旋轉，齒輪起到降速和擴大變速范圍的作用，這樣就使恒功率區(qū)增大，擴大了變速范圍，克服了低速時轉矩不夠且電動機功率不能充分利用的缺陷。內裝電動機主軸傳動結構 該主傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結構，有效的提高了主軸部件的剛度，但主軸轉矩小，電動機發(fā)熱對主軸影響較大。綜上所述，我認為選取第一種配置較為合理，因為該種配置應用較為廣泛并且滿足數控立式加工中心的設計要求，有足夠的變速范圍。主傳動系統(tǒng)的類型1 按動力源的類型可分為交流電機驅動和直流電機驅動。交流電動機驅動中又可分為單速交流電機驅動、調速交流電機驅動和交流伺服電機驅動。調速交流電機驅動又有多速交流電機驅動和變頻交流電機驅動。2 按傳動裝置類型 可分為機械傳動裝置、液壓傳動裝置、電氣傳動裝置以及它們的組合。3 按變速的連續(xù)性 可分為分級變速傳動和無級變速傳動 無級變速傳動可以在一定的變速范圍內連續(xù)改變轉速，以便得到最有利的切削速度；能在運轉中變速，便于實現變速自動化；能在負載下變速，便于車削大斷面時保持恒定的切削速度。以提高生產效率和加工質量。無級變速傳動可由機械摩擦無級變速器、液壓無級變速器和電氣無級變速器實現。機械摩擦無級變速器結構簡單、實用可靠，常用在中小型車床，銑床等主傳動中。液壓無級變速器傳動平穩(wěn)，運動換向沖擊小，易于實現直線運動，常用于主運動為直線運動的機床。電氣無級變速器有直流電動機和交流調速電機兩種，由于可以大大簡化機械結構，便于實現自動變速、連續(xù)變速和負載下變速，應用越來越廣泛，尤其在數控機床上，目前幾乎都采用電氣變速。 主軸組件設計組件設計基本要求： 旋轉精度、剛度、抗振性、溫升和熱變形、精度保持性。 主軸的構造： 主軸端部結構形狀示意圖應用范圍：銑床應用特點: 7：24錐孔作定位面，供安裝銑刀或銑刀心軸的尾椎，再用拉桿從主軸后端拉緊，四個螺孔供安裝端銑刀用，兩個長槽供安裝端面鍵以傳遞扭矩。 主傳動的運動設計分析和設計主傳動系統(tǒng)須應用一種特殊線圖，稱為轉速圖。轉速圖能夠清楚的表達出：傳動軸的數目，主軸及各傳動軸的傳動級數、轉速值及其傳動路線，變速組的個數、傳動順序及擴大順序，各變速組的傳動副數及其傳動比數值，變速規(guī)律等。根據最高轉速和最低轉速確定變速范圍，選擇合適的公比后再確定轉速級數Z，繪制轉速圖。（1）確定主軸的變速范圍 （2）確定主軸的計算轉速由于數控機床主軸的變速范圍大，計算轉速應比計算值高些，所以圓整取計算轉速。（3）確定主軸的恒功率變速范圍 （4）確定電動機所能夠提供的恒功率變速范圍 由于，電動機直接驅動主軸不能滿足恒功率變速要求，因此需要串聯一個有級變速箱，以滿足主軸的恒功率調速范圍。（5）串聯分級變速箱的變速范圍（6）確定轉速級數Z 取Z=4按Z=4算 取。（7）： (a) 轉速圖 （b）功率圖2．齒輪齒數的確定（1）Ⅰ軸與Ⅱ軸的之間齒輪的齒數 取 根據上式求得（2）Ⅱ軸與Ⅲ軸之間的齒輪的齒數取 根據上式求得且 ，所以滿足要求。取 根據上式求得且 ，所以滿足要求。 ： 傳動系統(tǒng)圖（2）各軸的計算轉速的確定主軸計算轉速確定后，就可以從轉速圖上得出各傳動軸的計算轉速，對于上述轉速圖可得各傳動軸的計算轉速如下：Ⅰ軸 Ⅱ軸根據傳動軸傳動的功率大小，用扭轉剛度公式進行初步的計算。 （）式中 d——受扭部分的最小直徑（mm），計算值贏圓整為標準直徑系列； K——鍵槽系數，按表選?。? A——根據許用扭轉角確定的系數，； P——電動機額定功率（KW）； ——從電動機到所計算的軸的機械效率，； ——被估算的傳動軸的計算轉速（r/min）。 估算軸徑時A和K值 1 2 A130 110 92 83 77 K無鍵 單鍵 雙鍵 花鍵 軸內徑 1 ~~ 各傳動機械效率的概略值 類別 傳動件 平均機械效率齒輪傳動直齒圓柱齒輪，磨齒帶傳動V帶滾動軸承滾子軸承由于各傳動軸屬于一般傳動軸，所以取，所對應的，電動機的額定功率。（1）Ⅰ軸軸徑的估算 由于Ⅰ軸上采用花鍵：差表K=，A=83且 取。（2）Ⅱ軸軸徑的估算Ⅱ軸上采用花鍵，查表K=，A=83且 取（3）Ⅲ軸軸徑的估算查表K=，A=110且 取模數的估算公式如式： 。。。（）式中 ——按解除疲勞強度估算的齒輪模數（mm），應圓整為標準值； P——電動機額定功率（KW）； ——被估算齒輪的計算轉速（r/min）； u——大齒輪與小齒輪齒數之比，u1，外嚙合為“+”號，內嚙合為“”號； Z——小齒輪齒數； ——齒寬系數，B為齒寬，m為模數； ——許用接觸應力（MPa）。查表。（見參考文獻[8]）（整體淬火），其接觸應力，取，由公式來確定各對齒輪的模數：（1） 第一對齒輪： 取標準值。（2）第二對齒輪： 取標準值。 3 主傳動系統(tǒng)的三維建模 Ⅰ軸的3D建模：Ⅰ軸建模步驟如下：點擊，選擇基準面，然后確定。畫出一個圓形，并約束圓的中心位置以及其尺寸。完成以后點擊。點擊，選擇拉伸面，輸入數值，點擊。在拉伸后的圓柱體上創(chuàng)建草圖。畫出花鍵軸的橫向剖面輪廓圖，點擊確定。完成草圖。通過拉伸，選擇花鍵軸橫向剖面，輸入拉伸數值。在拉伸后的花鍵軸上創(chuàng)建草圖，繪制出一周另一端軸的直徑圓。完成草圖。點擊拉伸選項，輸入拉伸數值后，點擊確定。單機，輸入偏執(zhí)數值，點擊要倒角的邊，單機。完成后，單機割槽按鈕。點擊舉行切槽。選擇切槽的平面，并設置切槽直徑與寬度，最后定位槽。點擊確定。 溝槽對話框： Ⅰ軸模型 Ⅰ軸上零件的3D建模： 齒輪建模步驟如下： 單機，點擊建模，進入建模環(huán)境。同時按住鍵盤上Ctrl與G鍵。調出齒輪自動生成軟件：選擇，雙擊。，設置齒輪齒數，模數，壓力角，以及其余相關數據。 齒輪參數對話框 設置數據完成后，單擊按鈕，設置有無鍵槽。在生成后的齒輪面上創(chuàng)建草圖，繪制出齒輪上的圓臺直徑輪廓，之后完成草圖。拉伸完成的草圖，設置拉伸高度。在拉伸后的圓柱體上端面創(chuàng)建草圖，繪制出花鍵槽的草圖，如繪制一軸時的步驟相同，完成草圖的繪制以后點擊拉伸選項，設置拉伸數值，單擊求差，點擊反響拉伸，選擇求差實體，單擊應用。 Ⅰ： 齒輪1Ⅰ： 齒輪2Ⅰ軸軸承3D建模步驟如下：單擊，選擇建模，進入建模環(huán)境。單擊中國國家標準件庫。 中國國標標準件庫 軸承類型對話框 點擊。選擇，選擇軸承的型號（內徑外徑與厚度）。選擇后點擊確定選項。： 軸承1Ⅰ： 軸承2Ⅰ： 因為彈性擋圈也是標