【正文】 耽誤了一些時間。第六章 總結(jié)與展望47第六章 總結(jié)與展望本文在在系統(tǒng)地了解數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上，考慮對 JIFCNCB數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)進(jìn)行的初步設(shè)計。由加工工藝知識可知，要使表面粗糙度為某值，需保證工件與切削刃處接觸點的切削速度為以恒定值。通過改變主軸的旋轉(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脈沖編碼器發(fā)出的正交的兩相脈沖信號相位的先后順序判別出來的。加工螺紋時，應(yīng)是帶動工件旋轉(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。上述三擋通過電磁閥改變液壓缸通油方式的不同組合，推動變擋齒輪軸來實現(xiàn)。參看變頻器驅(qū)動電機(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)速的自動變換主軸電動機(jī)調(diào)速時，電動機(jī)的驅(qū)動信號由電動機(jī)的驅(qū)動電路根據(jù)轉(zhuǎn)速指令來轉(zhuǎn)換。目前，交流驅(qū)動的性能已達(dá)到直流驅(qū)動的水平。(3) 加減速時間短。其中主軸運動是數(shù)控車床的一個重要內(nèi)容，以完成切削任務(wù)，其動力約占整臺車床的動力的 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調(diào)整。軸承精度等級選 P4 級。 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，還會導(dǎo)致主軸軸線傾斜。4 升溫和熱變形主軸組件工作時因各相對運動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產(chǎn)生震動會降低工件的表面質(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。考慮載荷??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 ,： 第三章 傳動系統(tǒng)零部件設(shè)計38在水平面內(nèi)與豎直平面內(nèi)對軸進(jìn)行受力分析計算如下： a）.計算齒輪受力 =9550 =1831T?2PnmN? 圓周力 = = 徑向力 = N，r????? 軸向力 aF0t31t6b）.計算支撐反力 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。 傳動軸的設(shè)計與校核 傳動軸 I 的設(shè)計與校核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)計該軸兼有傳動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. 齒面彎曲疲勞強度驗算齒形系數(shù) FaY ??? 第三章 傳動系統(tǒng)零部件設(shè)計28 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 ,則查表指數(shù) m== =60 2 625 4800 (mni1hi6axtT???????????+ + )=.?=60 1 698 4800 ( + ?. .95?+ )=. 71第三章 傳動系統(tǒng)零部件設(shè)計29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驗算 = 111aSnKTbd?? ????=220MPa??1F? 221FaSFY?.35600aMP???2F????傳動無嚴(yán)重過載情況,固不作靜強度校核. 為保證滑移齒輪在滑移時總處于嚙合狀態(tài)，小齒輪因足夠?qū)挘↓X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，在相嚙合的每對齒輪的設(shè)計與校核時，主動齒以數(shù)字1 為下角標(biāo)，被動齒輪以數(shù)字 2 為下角標(biāo)） 各傳動軸傳遞動力計算電動機(jī) 輸出功率 = =11kw，額定轉(zhuǎn)速 =1500r/min，0Pd0n第三章 傳動系統(tǒng)零部件設(shè)計18輸出轉(zhuǎn)矩 =9550 =0T0P/n7mN?軸 I = =11 = 為帶傳動效率1P0??0? = = =750r/minni:5/2ir =9550 =?中間軸 II = = =， 分別為軸承、齒21?2?1?2輪傳動效率。?(12)單根 V 帶的額定功率增量：考慮到傳動比的影響，額定功率的增量由表查得： ?(13)計算帶的根數(shù)： ?????? ??????ladPz取 根。(3)傳動比：根據(jù)轉(zhuǎn)速圖知,傳動比為 ?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% ?????????????第三章 傳動系統(tǒng)零部件設(shè)計16取標(biāo)準(zhǔn)值 md20?(6) 驗算帶速： smsnvd ????因為 在 之間，所以經(jīng)濟(jì)耐用。傳動比 i≤10 軸間距小的傳動。其特點為：當(dāng)量摩擦系數(shù)大，工作面與輪槽粘附著好，允許包角小、傳動比大、預(yù)緊力小。根據(jù)工作原理可分為兩類：摩擦帶傳動和嚙合帶傳動。 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，電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為 4000 r/min，額定第二章 變速主傳動系統(tǒng)方案的制定12轉(zhuǎn)速為 1500 r/min，電動機(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）確定主軸的計算轉(zhuǎn)速 rc?由于數(shù)控機(jī)床主軸的變速范圍大，計算轉(zhuǎn)速應(yīng)比計算值高些，所以圓整取計算轉(zhuǎn)速 nc= 。主軸恒功率調(diào)速范圍 Rnp= max\ =2022\250=8,n計電動機(jī)恒功率調(diào)速范圍 Rdp= max\ =4500\1500=3額為了使主軸和電動機(jī)的恒功率匹配，現(xiàn)通過增加變速齒輪來滿足要求，該變速齒輪組擴(kuò)大了電動機(jī)的恒功率調(diào)速。而且，無級變速裝置的功率扭轉(zhuǎn)特性應(yīng)同傳動鏈的工作要求相適應(yīng)，這就要求串聯(lián)機(jī)械有級變速來擴(kuò)大變速范圍并選擇合適的無級變速器以滿足機(jī)床的功率扭矩特性要求。從至最高轉(zhuǎn)速的區(qū)域為恒功率區(qū)域，任意轉(zhuǎn)速能夠傳遞電動機(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。minVmaxV則數(shù)控車床總變速范圍 = =100nRaxi 主軸計算轉(zhuǎn)速的確定由切削原理知主運動為直線運動的機(jī)床，主運動為恒轉(zhuǎn)矩運動；主運動為旋轉(zhuǎn)運動的機(jī)床，主運動為恒功率運動。J1FCNCIB 機(jī)床是中等規(guī)格數(shù)控車床，參照國內(nèi)外同類機(jī)床的電動機(jī)功率，此機(jī)床可以選取 11kw 的電動機(jī)，考慮到數(shù)控機(jī)床變速范圍比較大，選用交流變頻電動機(jī) YVP1604，標(biāo)稱功率 11kw，額定轉(zhuǎn)矩 70N?m 調(diào)頻電動機(jī)功率轉(zhuǎn)矩與 主運動調(diào)速范圍的確定 主軸轉(zhuǎn)速 由切削速度 （r/min）與工件的直徑 （mm）來確定nvd = （r/min）10vd?計算該數(shù)控車床= 、 = ，mininaxvmaaxin10vd?則數(shù)控車床變速范圍 =Raxin代入公式，選擇 ， ， ， 要據(jù)車床上幾種典型加工情況minVaxmidax考慮，不可能將一切情況考慮進(jìn)去，也不是加工情況的最大值和最小值。但由于實際加工過程切削用量變化范圍大、傳動件之間的摩擦等不確定因素，用理論計算方法來確定主傳動功率尚有困難，可通過類比、統(tǒng)計方法相互比較來確定。根據(jù)數(shù)控車床的加工工藝、加工對象、所要求的精度、成本及生產(chǎn)周期并結(jié)合國內(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)。加快發(fā)展數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)也是我國裝備制造業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實要求。近期重在打基礎(chǔ)，建立信譽，擴(kuò)大國產(chǎn)數(shù)控車床的國內(nèi)市場份額，遠(yuǎn)期謀求趕超世界先進(jìn)水平，大步走向世界市場；必須狠抓根本，堅持“ 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，政府高度重視、正確決策、大力扶植。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨立發(fā)展，基本上處於從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控車床的水平差距很大。第一階段中對數(shù)控機(jī)床特點、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(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，無法用於生產(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)控車床向柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是：從點(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 C 軸和 Y 軸，可以實現(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)控車床對加工對象的適應(yīng)性的不斷提高，數(shù)控車床（特別適合主傳動系統(tǒng)）的設(shè)計發(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用兩個電機(jī)分別驅(qū)動主軸 上述兩種方式的混合傳動，高速時帶輪直接驅(qū)動主軸，低速時另一個電機(jī)通過齒輪減速后驅(qū)動主軸 國內(nèi)外數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)的發(fā)展 . 數(shù)控車床發(fā)展總趨勢近年來，隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)也呈現(xiàn)出第一章 緒論5一些新的發(fā)展趨勢，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機(jī)的功率特性和機(jī)床主軸的要求不匹配:調(diào)速電動機(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)控車床主傳動系統(tǒng)有以下三種方式。分級變速傳動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，主要用于普通機(jī)床。工作性能要求 主傳動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)床的運動特性。目錄數(shù)控車床傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文目 錄摘 要 ...............................