【正文】 耽誤了一些時(shí)間。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文第六章 總結(jié)與展望本文在在系統(tǒng)地了解數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上，考慮對(duì) JIFCNCB數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行的初步設(shè)計(jì)。由加工工藝知識(shí)可知，要使表面粗糙度為某值，需保證工件與切削刃處接觸點(diǎn)的切削速度為以恒定值。通過(guò)改變主軸的旋轉(zhuǎn)方向可以加工出左螺紋與右螺紋，而主軸方向的判別是通過(guò)脈沖編碼器發(fā)出的正交的兩相脈沖信號(hào)相位的先后順序判別出來(lái)的。加工螺紋時(shí)，應(yīng)是帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的主軸轉(zhuǎn)速與坐標(biāo)軸的進(jìn)給量保持一定的關(guān)系，即主軸每轉(zhuǎn)一圈，按所要求的螺距沿工件的軸向坐標(biāo)進(jìn)給相應(yīng)的脈沖量。上述三擋通過(guò)電磁閥改變液壓缸通油方式的不同組合，推動(dòng)變擋齒輪軸來(lái)實(shí)現(xiàn)。參看變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電氣接線圖和主軸正反轉(zhuǎn)及變檔電氣接線圖。 主軸轉(zhuǎn)速的自動(dòng)變換主軸電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)轉(zhuǎn)速指令來(lái)轉(zhuǎn)換。目前，交流驅(qū)動(dòng)的性能已達(dá)到直流驅(qū)動(dòng)的水平。(3) 加減速時(shí)間短。其中主軸運(yùn)動(dòng)是數(shù)控車床的一個(gè)重要內(nèi)容，以完成切削任務(wù)，其動(dòng)力約占整臺(tái)車床的動(dòng)力的 70%～80%。3808r N?39。 機(jī)床支撐跨度很大程度上受其他零件結(jié)構(gòu)的影響，此機(jī)床 L=510mm 左右，主軸的外伸長(zhǎng)度 a=170~102mm 范圍即可。 D1，主軸后軸頸的直徑 D2表 D1（按電機(jī)功率）mm功率（kw）D1mm～ 2～ 3～ 5～ ～11車床 60～80 70～90 70～105 95～130 110～145銑床及加工中心 50～90 60～90 60～95 75～100 90～105外圓磨床 —— 50～60 55～70 70～80 75～90由上表可取 D1=110mm因此可知由式子 21(~.8)D?后端直徑 1m?圓整后 292．主軸內(nèi)徑 d主軸孔徑 d 取主軸平均直徑的 55%65%，取 d=56mm。主軸后端安裝雙列向心短圓柱滾子軸承，其徑向間隙也由圓螺母來(lái)調(diào)整。軸承精度等級(jí)選 P4 級(jí)。 主軸軸承選擇角接觸軸承既可以承受徑向載荷又可以承受軸向載荷。前軸承到主軸前端的距離（稱懸伸量）應(yīng)盡可能小一些。各種材料的彈性模量幾乎相同，因此剛度也不是選材的依據(jù)。對(duì)精度有影響的首先是軸承，其次是安置刀，夾具和工件的部位，如錐孔，定心軸徑等。前后軸承的溫度不同，還會(huì)導(dǎo)致主軸軸線傾斜。4 升溫和熱變形主軸組件工作時(shí)因各相對(duì)運(yùn)動(dòng)的處的摩擦和攪油等而發(fā)熱，產(chǎn)生溫升，從而使主軸組件的形狀和位置發(fā)生變化（熱變形） 。3 抗振性主軸組件工作時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)會(huì)降低工件的表面質(zhì)量和刀具耐用度，縮短主軸軸承壽命，還會(huì)產(chǎn)生噪聲影響環(huán)境。通用（包括數(shù)控）機(jī)床的旋轉(zhuǎn)精度已有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可循?？紤]載荷??31b0.???較均勻分布，本次校核是在極端情況下進(jìn)行且誤差在 5%之內(nèi)，所以合理。根據(jù)軸及軸上零件作用，完成軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,： 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文在水平面內(nèi)與豎直平面內(nèi)對(duì)軸進(jìn)行受力分析計(jì)算如下： a）.計(jì)算齒輪受力 =9550 =1831T?2PnmN? 圓周力 = = 徑向力 = N，r????? 軸向力 aF0t31t6b）.計(jì)算支撐反力 垂直面內(nèi)支撐反力 =580N, =806N1r2rF 水平面支撐反力 , 39。()軸頸處當(dāng)量彎矩 = =39。 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核 傳動(dòng)軸 I 的設(shè)計(jì)與校核1）.估算軸頸 d假設(shè)軸材料為 45鋼，則由公式 ，查表 C=118, 3pdCn??=25mm，??2)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該軸兼有傳動(dòng)軸和液壓變檔滑移作用，畫出 Z=26 的齒輪輪廓,齒輪分度圓直徑較大,不需要采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。1Z2nm /costnm??03/?分度圓直徑 = = 30=? = 54=? 中心距 a = =127mm12)m(za?3(0+54)齒寬 b 大齒輪 ,小齒輪2b?17bm?4. 齒面彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒形系數(shù) FaY Z??? 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 查表得 ?應(yīng)力重合修正系數(shù) 查表得 ?重合系數(shù) ? ?? ????????????????? = 01. ==+ =+ =?.7v?.169螺旋角系數(shù) Y? ??????minY?齒間載荷分配系數(shù) 由上面知 =?FK?齒間載荷分布系數(shù) b/h=70/ ( )= 查相關(guān)圖知 =1..2? FK?載荷系數(shù) K K= =1..25 =???彎曲疲勞極限 查試驗(yàn)齒輪的彎曲極限表 =600MPa,minF?min1F?=450 MPa,min2F彎曲最小安全系數(shù) 有相關(guān)表 =應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 估計(jì) ,則查表指數(shù) m== =60 2 625 4800 (mni1hi6axtT???????????+ + )=.?=60 1 698 4800 ( + ?. .95?+ )=. 71沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文彎曲壽命系數(shù) 查彎曲壽命系數(shù)圖 =, =尺寸系數(shù) 査尺寸系數(shù)圖 = x x許用彎曲應(yīng)力 =??F??? MPS????= aFY驗(yàn)算 = 111aSnKTbd?? ????=220MPa??1F? 221FaSFY?.35600aMP???2F????傳動(dòng)無(wú)嚴(yán)重過(guò)載情況,固不作靜強(qiáng)度校核. 為保證滑移齒輪在滑移時(shí)總處于嚙合狀態(tài)，小齒輪因足夠?qū)?，小齒輪寬度最少應(yīng)大于最大滑移距離與 Z=54 齒輪的寬度值之和。 （注意：為便于閱讀在本節(jié)內(nèi)容中，在相嚙合的每對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)與校核時(shí)，主動(dòng)齒以數(shù)字1 為下角標(biāo)，被動(dòng)齒輪以數(shù)字 2 為下角標(biāo)） 各傳動(dòng)軸傳遞動(dòng)力計(jì)算電動(dòng)機(jī) 輸出功率 = =11kw，額定轉(zhuǎn)速 =1500r/min，0Pd0n沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文輸出轉(zhuǎn)矩 =9550 =0T0P/n7mN?軸 I = =11 = 為帶傳動(dòng)效率1P0??0? = = =750r/minni:5/2ir =9550 =?中間軸 II = = =， 分別為軸承、齒21?2?1?2輪傳動(dòng)效率。?(12)單根 V 帶的額定功率增量：考慮到傳動(dòng)比的影響，額定功率的增量由表查得： ?(13)計(jì)算帶的根數(shù)： ?????? ??????ladPz取 根。(3)傳動(dòng)比：根據(jù)轉(zhuǎn)速圖知,傳動(dòng)比為 ?u(4)確定小帶輪基準(zhǔn)直徑：參考表取 md125(5)確定大帶輪直徑： ????mndd 20% ?????????????沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文取標(biāo)準(zhǔn)值 md20?(6) 驗(yàn)算帶速： smsnvd ????因?yàn)?在 之間，所以經(jīng)濟(jì)耐用。傳動(dòng)比 i≤10 軸間距小的傳動(dòng)。其特點(diǎn)為：當(dāng)量摩擦系數(shù)大，工作面與輪槽粘附著好，允許包角小、傳動(dòng)比大、預(yù)緊力小。根據(jù)工作原理可分為兩類：摩擦帶傳動(dòng)和嚙合帶傳動(dòng)。 該機(jī)床采用雙聯(lián)滑移齒輪變速組，采用窄式排列結(jié)構(gòu)，使機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊。z：已知機(jī)床的轉(zhuǎn)速范圍在 20r/min~2022r/min，電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為 4000 r/min，額定轉(zhuǎn)速為 1500 r/min，電動(dòng)機(jī)的額定功率 P=11kW，確定主軸箱結(jié)構(gòu)．（1）確定主軸的變速范圍 nR 102minax??R（2）確定主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 rc?由于數(shù)控機(jī)床主軸的變速范圍大，計(jì)算轉(zhuǎn)速應(yīng)比計(jì)算值高些，所以圓整取計(jì)算轉(zhuǎn)速 nc= 。主軸恒功率調(diào)速范圍 Rnp= max\ =2022\250=8,n計(jì)沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文電動(dòng)機(jī)恒功率調(diào)速范圍 Rdp= max\ =4500\1500=3n額為了使主軸和電動(dòng)機(jī)的恒功率匹配，現(xiàn)通過(guò)增加變速齒輪來(lái)滿足要求，該變速齒輪組擴(kuò)大了電動(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速。而且，無(wú)級(jí)變速裝置的功率扭轉(zhuǎn)特性應(yīng)同傳動(dòng)鏈的工作要求相適應(yīng)，這就要求串聯(lián)機(jī)械有級(jí)變速來(lái)擴(kuò)大變速范圍并選擇合適的無(wú)級(jí)變速器以滿足機(jī)床的功率扭矩特性要求。從至最高轉(zhuǎn)速的區(qū)域?yàn)楹愎β蕝^(qū)域，任意轉(zhuǎn)速能夠傳遞電動(dòng)機(jī)的全部功率，但主軸轉(zhuǎn)矩隨主軸轉(zhuǎn)速的上升而下降；從最低轉(zhuǎn)速至的區(qū)域 b 為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，任意轉(zhuǎn)速能夠輸出最大轉(zhuǎn)矩，但主軸輸出的功率將隨主軸轉(zhuǎn)速的下降而下降。J1FCNCIB 機(jī)床是中等規(guī)格數(shù)控車床，參照國(guó)內(nèi)外同類機(jī)床的電動(dòng)機(jī)功率，此機(jī)床可以選取 11kw 的電動(dòng)機(jī)，考慮到數(shù)控機(jī)床變速范圍比較大，選用交流變頻電動(dòng)機(jī) YVP1604，標(biāo)稱功率 11kw，額定轉(zhuǎn)矩 70N?m 調(diào)頻電動(dòng)機(jī)功率轉(zhuǎn)矩與 主運(yùn)動(dòng)調(diào)速范圍的確定 設(shè)定主軸變速范圍為：=23r/min、 =2400r/min，minmaxn則數(shù)控車床變速范圍 = = 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定由切削原理知主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)為恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)動(dòng)；主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)為恒功率運(yùn)動(dòng)。但由于實(shí)際加工過(guò)程切削用量變化范圍大、傳動(dòng)件之間的摩擦等不確定因素，用理論計(jì)算方法來(lái)確定主傳動(dòng)功率尚有困難，可通過(guò)類比、統(tǒng)計(jì)方法相互比較來(lái)確定。根據(jù)數(shù)控車床的加工工藝、加工對(duì)象、所要求的精度、成本及生產(chǎn)周期并結(jié)合國(guó)內(nèi)外機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀確定數(shù)控車床主要技術(shù)指標(biāo)。6 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書包括參數(shù)，運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的分析和擬定，軸和軸承的驗(yàn)算等，此外還應(yīng)對(duì)重要的選擇和分析做必要的說(shuō)明。3 動(dòng)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)估算齒輪模數(shù)，直徑，選擇和計(jì)算反向離合器，制動(dòng)器。加快發(fā)展數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)也是我國(guó)裝備制造業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)要求。近期重在打基礎(chǔ)，建立信譽(yù)，擴(kuò)大國(guó)產(chǎn)數(shù)控車床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額，遠(yuǎn)期謀求趕超世界先進(jìn)水平，大步走向世界市場(chǎng)；必須狠抓根本，堅(jiān)持“ 以人為本 ”，加速提高人員素質(zhì)、培養(yǎng)各種專家人才，從根本上改變目前低效、落后的狀態(tài)。應(yīng)學(xué)習(xí)美、德、日經(jīng)驗(yàn)，政府高度重視、正確決策、大力扶植。至今許多重要功能部件、自動(dòng)化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國(guó)外技術(shù)支撐，不能獨(dú)立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開(kāi)發(fā)階段，與日本數(shù)控車床的水平差距很大。第一階段中對(duì)數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識(shí)，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過(guò)關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無(wú)法用于生產(chǎn)而停頓。數(shù)控機(jī)床及其構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與 CAD、CAM、CAPP 及 MTS 等聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展。數(shù)控車床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是：從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨(dú)立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。通過(guò) C 軸和 Y 軸，可以實(shí)現(xiàn)平面銑削和偏孔、槽的加工。⑵功能復(fù)合化、柔性化隨著數(shù)控車床對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性的不斷提高，數(shù)控車床（特別適合主傳動(dòng)系統(tǒng)）的設(shè)計(jì)發(fā)生了很大變化，并向著功能復(fù)合化和系統(tǒng)柔性化的方向發(fā)展。⑷用兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸 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)通過(guò)齒輪減速后驅(qū)動(dòng)主軸 國(guó)內(nèi)外數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展 . 數(shù)控車床發(fā)展總趨勢(shì)近年來(lái)，隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)也呈現(xiàn)出沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文一些新的發(fā)展趨勢(shì)，如主軸轉(zhuǎn)速的高速化、功能結(jié)構(gòu)的復(fù)合化、柔性化。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)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。但因主軸的功率和轉(zhuǎn)矩特性直接決定主軸電機(jī)的性能，因而這種變速傳動(dòng)的應(yīng)用受到一定限制。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。分級(jí)變速傳動(dòng)是在一定范圍能均勻的、離散地分布著有限級(jí)數(shù)的轉(zhuǎn)速，主要用于普通機(jī)床。工作性能要求 主傳動(dòng)中所有零部件要有足夠的剛度、精度、和抗振性、熱變形特性穩(wěn)定，才能保證加工零件有較高的質(zhì)量。使用性能要求高 首先應(yīng)滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘 要 .......................................................... Ⅰ目 錄 .......