1、 1 数控车床传动机构设计 姓姓 名名： 学学 号号： 专专 业业： 机械制造及自动化机械制造及自动化 班班 级级： 1111 级机械制造及自动化级机械制造及自动化 指导教师指导教师： 目录 2 目目 录录 摘 要 目 录 第一章第一章 绪论绪论. 1 1.1 数控车床主传动系统的要求 . 1 1.2 数控车床主传动系统方式 . 1 1.3 国内外数控车床主传动系统的发展 . 2 1.3.1 设数控车床发展总趋势. 2 1.3.2 确中国数控车床发展的主要问题 4 第二章 变速主传动系统法案的制定 . 6 2.1 主传动技术指标的制定. 7 2.1.1 动力参数的确定计的数. 7 2.1.2
2、主运动调速范围的确定. 8 2.1.3 主轴计算转速的确定. 9 2.2 变速主传动系统的设计 10 2.2.1 确定传动方案. 10 2.2.2 转速图的拟定 11 2.2.3 拟定传动变速系统图 12 第三章 传动系统零部件设计 . 15 3.1 传动皮带的设计与选定 15 3.1.1 V 带传动设计. 15 3.1.2 带结构的设计. 16 3.2 齿轮的设计与校核 17 3.2.1 各传动轴传递动力计算17 3.2.2 齿轮副 32/76 齿轮的设计与校核. 19 3.2.3 齿轮副 30/54 齿轮的设计与校核23 3.2.4 齿轮副 54/54 齿轮的设计与校核26 目录 3 3.
3、3 传动轴的设计与校核 30 3.3.1 传动轴 I 的设计与校核. 30 3.3.2 轴 II 的设计与校核. 33 第四章 主轴组件的设计与校核 . 35 4.1 主轴的要求 35 4.2 主轴轴承选择 36 4.3 主轴的设计与校核 36 第五章 主轴驱动与控制 . 39 5.1 主轴转速的自动变换 39 5.2 齿轮有级变速变挡装置 . 40 5.3 主轴旋转与轴向进给的同步控制 40 5.3 主轴旋转与径向进给的同步控制 40 第六章总结与展望 41 第一章 绪论 4 第一章 绪论 数控车床利用数字化的信息对车床运动及加工过程进行控制， 是一种可编程 的通用加工设备，能自动完成内外圆
4、柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序 的切削加工，所以特别适合加工形状复杂的轴类和盘套类零件。 与通用机床和专用机床相比，数控车床具有加工灵活、通用性强、能适应产 品的品种和规格频繁变化的特点，能够满足新产品的开发和多品种、小批量、生 产自动化的要求，是一种柔性的、高性能的自动化车床，代表了现代控制技术的 发展方向，是一种典型的机电一体化产品，因此被广泛应用于机械制造业。 数控车床的主传动系统包括主轴电机、传动系统与主轴组件，与普通机床相 比，变速功能绝大部分由主轴电机的无级调速来承担，省去了繁杂的齿轮变速机 构，结构简单，有些只有两极或三级齿轮变速机构系统用以扩大电机无级调速的 范围 1.
5、1 数控车床主传动系统的要求 数控机床作为高自动化的机电一体化设备， 其主传动系统的设计一般应满足 以下基本要求。 使用性能要求高 首先应满足机床的运动特性。如机床主轴有足够的转速范 围和转速级数，不仅有低速大转矩功能而且还要有较高的转速。传动系统设计合 理，操作方便灵活、迅速、安全可靠。 传递动力要求 主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转速，具有 较高的传递效率。 工作性能要求 主传动中所有零部件要有足够的刚度、精度、和抗振性、热 变形特性稳定，才能保证加工零件有较高的质量。电动机、主轴及传动部件都是 热源，低温升、小变形是对主轴传动系统的重要指标；主轴要较高的旋转精度与 运动精度；
6、主轴轴颈尺寸、轴承类型及装配方式，轴承预紧量大小、主轴组件的 质量分布是否均匀及主轴组件的阻尼对主轴组件的静刚度和抗振性都会产生影 响；主轴组件必须有足够的耐磨性，使之保持良好的精度；轴承处还要有良好的 润滑。 此外，还要求主创动系统结构简单，便于调整与维修；工艺性好，便于加工 与装配；防护性好；使用寿命长。 1.2 数控车床主传动系统的方式 第一章 绪论 5 机床主传动系统可分为分级变速传动和无级变速传动。分级变速传动是在 一定范围能均匀的、离散地分布着有限级数的转速，主要用于普通机床。无级变 速形式可以在一定范围内连续改变转速，以便得到满足加工要求的最佳转速，能 在运转中变速，便于自动变速。数控车床得主传动系统通常采用无级变速。 与普通车床相比，数控车床
