【正文】 機(jī)床在交流或直流電動(dòng)機(jī)無級(jí)變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無級(jí)變速。1 帶有變速齒輪的主傳動(dòng) 大、中型數(shù)控機(jī)床采用這種變速方式。為擴(kuò)大調(diào)速范圍，適應(yīng)低速大轉(zhuǎn)矩的要求，也經(jīng)常應(yīng)用齒輪有級(jí)調(diào)速和電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速相結(jié)合的調(diào)速方式。二、主傳動(dòng)方案選擇與設(shè)計(jì) 數(shù)控車床主傳動(dòng)總體方案選擇 數(shù)控機(jī)床的調(diào)速是按照控制指令自動(dòng)執(zhí)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動(dòng)操作的要求。 （4）、操作靈活可靠，維修方便，潤(rùn)滑密封良好，以滿足機(jī)床的使用要求。 （2）、主電機(jī)具有足夠的功率，全部機(jī)構(gòu)和元件具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以滿足機(jī)床的動(dòng)力要求。凡有機(jī)械摩擦的部位，如軸承、錐孔等都有足夠的硬度，軸承處還有良好的潤(rùn)滑。由于直流和交流主軸電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)日趨完善，所以不僅能夠方便地實(shí)現(xiàn)寬范圍無級(jí)變速，而且減少了中間傳遞環(huán)節(jié)，提高了變速控制的可靠性。數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)有較寬的調(diào)速范圍，一般Ra100，以保證加工時(shí)能選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。它能使數(shù)控機(jī)床進(jìn)行大功率切削和高速切削，實(shí)現(xiàn)高效率加工。 與普通機(jī)床比較，數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)。目錄一、前言 2 2 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 2二、主傳動(dòng)方案選擇與設(shè)計(jì) 3 數(shù)控車床主傳動(dòng)總體方案選擇 3 主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 3 傳動(dòng)級(jí)數(shù)的確定 3三、電動(dòng)機(jī)的選擇 3 直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)得特點(diǎn) 3 交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 3 3四、確定齒輪齒數(shù) 3 選定齒輪類型,精度等級(jí),材料及齒數(shù). 3 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 3 3 3五 皮帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 3六、主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 3 3 3 3總結(jié)與體會(huì) 3致謝詞 3參考文獻(xiàn) 3如需要圖紙等資料，聯(lián)系1961660126如需要圖紙等資料，聯(lián)系1961660126如需要圖紙等資料，聯(lián)系1961660126一、前言 主傳動(dòng)系統(tǒng)是用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，它應(yīng)具有一定的轉(zhuǎn)速（速度）和一定的變速范圍，以便采用不同材料的刀具，加工不同的材料，不同尺寸，不同要求的工件，并能方便的實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的開停，變速，換向和制動(dòng)等。數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸部件，它與普通機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)相比在結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單，這是因?yàn)樽兯俟δ苋炕虼蟛糠钟芍鬏S電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速來承擔(dān)，剩去了復(fù)雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，有些只有二級(jí)或三級(jí)齒輪變速系統(tǒng)用以擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速的范圍。（1）、轉(zhuǎn)速高、功率大。（2）、變速范圍寬。（3）、主軸變速迅速可靠，數(shù)控機(jī)床的變速是按照控制指令自動(dòng)進(jìn)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動(dòng)操作的要求。（4）、主軸組件的耐磨性高，使傳動(dòng)系統(tǒng)具有良好的精度保持性。 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 （1）、主軸具有一定的轉(zhuǎn)速和足夠的轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)的開停、變速、換向和制動(dòng)，以滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)要求。 （3）、主傳動(dòng)的有關(guān)結(jié)構(gòu)，特別是主軸組件要有足夠高的精度、抗震性，熱變形和噪聲要小，傳動(dòng)效率高，以滿足機(jī)床的工作性能要求。 （5）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，工藝性好，成本低，以滿足經(jīng)濟(jì)性要求。在主傳動(dòng)系統(tǒng)中，目前多采用交流主軸電動(dòng)機(jī)和直流主軸電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主要有四種配置方式，如圖11所示。如圖11（a）所示，通過少數(shù)幾對(duì)齒輪降速，擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩，一滿足主軸低速時(shí)對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求?；讫X輪的移位大都采用液壓缸加撥叉，或者直接由液壓缸帶動(dòng)齒輪來實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)機(jī)本身的調(diào)速能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動(dòng)引起的振動(dòng)與噪聲。常用的是V帶和同步齒形帶。高速時(shí)電動(dòng)機(jī)通過帶輪直接驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)；低速時(shí)，另一個(gè)電動(dòng)機(jī)通過兩級(jí)齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，齒輪起到降速和擴(kuò)大變速范圍的作用，這樣就使恒功率區(qū)增大，擴(kuò)大了變速范圍，克服了低速時(shí)轉(zhuǎn)矩不夠且電動(dòng)機(jī)功率不能充分利用的缺陷。 在機(jī)床初步設(shè)計(jì)中，考慮主軸變速箱機(jī)床上位置，其他部件的相互關(guān)系，只是概略給出形狀與尺寸要求，最終還需要根據(jù)箱內(nèi)各元件的實(shí)際結(jié)構(gòu)與布置才確定具體方案，在可能的情況下，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減小主軸變速箱的軸向和徑向尺寸，以便節(jié)省材料，減輕質(zhì)量，滿足使用要求。機(jī)床主傳動(dòng)部件即主軸變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：主軸組件設(shè)計(jì)，操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，傳動(dòng)軸組件設(shè)計(jì)，其他機(jī)構(gòu)（如開停、制動(dòng)及換向機(jī)構(gòu)等）設(shè)計(jì)，潤(rùn)滑與密封裝置設(shè)計(jì)，箱體及其他零件設(shè)計(jì)等。給制展開圖和橫向剖視圖時(shí)，要相互照應(yīng)，交替進(jìn)行，不應(yīng)孤立割裂地設(shè)計(jì)，以免顧此失彼。 計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速在主軸調(diào)速范圍中所居的地位，是因?yàn)闄C(jī)床種類而已。對(duì)于精密機(jī)床，鉆床、滾齒機(jī)等，由于應(yīng)用范圍較窄，調(diào)速范圍較小，計(jì)算轉(zhuǎn)速應(yīng)取低些。輕型機(jī)床的計(jì)算轉(zhuǎn)速可比表中推薦值的高。但是，目前數(shù)控機(jī)床尚未總結(jié)出公式，故主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式選用表1對(duì)本次設(shè)計(jì)機(jī)床定位中型車床，故選用公式其中 為主軸的最低轉(zhuǎn)速 =40r/min 為主軸的變速范圍 代入公式中 = 數(shù)控機(jī)床又與考慮切削輕金屬、調(diào)速范圍比普通機(jī)床要寬，計(jì)算轉(zhuǎn)速也可以比推薦的高些，故取 傳動(dòng)級(jí)數(shù)的確定（1）主傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)主傳動(dòng)系統(tǒng)的主要參數(shù)有動(dòng)力參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)。運(yùn)動(dòng)參數(shù)： =2400r/min =40r/min主軸的調(diào)速范圍： ===60主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： =150r/min主軸恒功率變速范圍：（2）主傳動(dòng)級(jí)數(shù)的確定綜合考慮電動(dòng)機(jī)與主軸功率特性的匹配問題（數(shù)控車床主軸要求的恒功率變速范圍遠(yuǎn)大于調(diào)速電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍），為了解決這一問題，需要在電動(dòng)機(jī)與主軸之間串聯(lián)一個(gè)分擋變速機(jī)構(gòu)，以便擴(kuò)大其恒功率調(diào)速范圍，滿足低速大功率切削時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)輸出功率的要求。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。這樣通過電動(dòng)機(jī)的無級(jí)變速，配合變速機(jī)構(gòu)便可確保主軸的功率和轉(zhuǎn)矩要求。這兩條特性曲線是以計(jì)算轉(zhuǎn)速為分界，從至最高轉(zhuǎn)速的區(qū)域Ⅰ為恒功率區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)，任意轉(zhuǎn)速下主軸都可以輸出額定的功率，最大轉(zhuǎn)矩則隨主軸轉(zhuǎn)速的下降而上升。在Ⅱ區(qū)域內(nèi)，主軸可能輸出的最大功率，則隨主軸轉(zhuǎn)速的下降而下降。如圖所示是變速電機(jī)的功率特性。很明顯，變速電機(jī)的功率特性與車床主軸的要求不匹配：變速電機(jī)的恒功率范圍小而主軸要求的范圍大。因此，雖然交流調(diào)頻電機(jī)的最低轉(zhuǎn)速可以低于45r/min，總的調(diào)速范圍可以超過主軸要求的=60，但由于恒功率調(diào)速范圍不夠，性能不匹配，是不能簡(jiǎn)單地使電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)主軸的。在設(shè)計(jì)數(shù)控車床傳動(dòng)時(shí)，必須考慮電動(dòng)機(jī)與主軸功率特性匹配問題。 在設(shè)計(jì)分級(jí)變速箱時(shí)，考慮機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性要求等因素，變速箱公比的選取有下列三種情況。如變速箱的變速級(jí)數(shù)為Z，則主軸的恒功率變速范圍為 變速箱的變速級(jí)數(shù)Z可由上式算出 ② 若要簡(jiǎn)化變速箱結(jié)構(gòu)，變速級(jí)