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1、ZK211X3数控深孔钻床主传动结构设计ee（ee）指导教师：ee摘要 现代制造工程从各个角度对深孔钻床提出了愈来愈高的要求，而深孔钻床也在不断吸取新技术成果而完善和发展。ZK2113是一台三头数控深孔钻床。该机床采用单轴数控，三头加工，可同时进行三个工件的深孔钻削,具有较高的加工精度和生产效率。本次设计的数控深孔钻床主传动结构是数控钻床的重要组成系统，该设计内容主要是解决主传动的传递方式和主轴组件的结构。首先查阅资料，合理选择轴承、同步带等零件和进行主轴的结构设计。然后进行相应的设计计算，建立理论基础。最后，完成计算机绘图和简单的仿真。关键词 深孔钻床 数控钻床 深孔ZK211 3 CNC
2、deep hole drilling machine structure design of the main transmissionee（ee）Tutor：eeAbstract：The modern manufacturing engineering from various perspectives on deep hole drilling machine puts forward more and more high demand, and deep hole drilling machine also constantly absorbing the new technology
3、achievements in and improvement and development. ZK211 3 is a three deep hole drilling machine head numerical control. The machine USES single axis CNC, three head processing, but also for three of the workpiece deep hole drilling, has the high machining accuracy and efficiency. The design of the CN
4、C deep hole drilling machine main transmission structure is an important component of the CNC drilling machine system, this design is the main content of the main transmission is to solve the transmission and spindle component structure. First check data and rational selection of the bearings, synch
5、ronous belts and spare parts such as the structure design of the main shaft. And then for the corresponding design calculation, establishing the theoretical basis. Finally, complete computer graphics and simple simulation.Key words：Deep Hole Drilling Machine NC Drilling Machine Deep目 录1 引言11.1数控机床简介
6、11.2数控机床的发展史21.3现代数控机床的特征51.4我国数控机床的发展趋势81.5数控机床可应用的领域92 数控深孔钻床112.1深孔钻床发展概况112.2数控钻床的原理132.3数控钻床的分类143 ZK2113数控深孔钻床173.1 ZK211X3数控深孔钻床简介173.1.1机床外形及主要部件173.1.2机床的用途和特点193.1.3主要技术参数203.2 ZK211X3进给传动203.3工件夹紧与保持架213.4 床身油箱223.5 冷却过滤润滑系统234 ZK211X3数控深孔钻床主传动结构的设计方案264.1主传动264.1.1传动方式264.1.2主轴结构264.2主轴部
7、件中部分零件的选择标准274.2.1轴承的选择274.2.2传动带284.3主轴箱305 基本设计计算与校核315.1同步带的选取与计算315.1.1同步带介绍315.1.2 圆弧齿同步带传动设计计算325.2轴向力和轴颈力的计算385.3轴承的选配与计算395.3.1 轴承受力分析395.3.2 71907C轴承组的校核405.3.3 71908C轴承组的校核415.4主轴的设计及计算425.4.1按扭转强度公式计算425.4.2轴的结构基本设计445.4.3按弯扭合成应力校核轴的强度445.4.4危险截面计算465.4.5轴的扭转刚度校核496 应用PROE软件画三维仿真图51总结54致谢
8、55参考文献561 引言1.1数控机床简介数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点： 对加工对象的适应性强1，适应模具等产品单件生产的特点，为模具的制造提供了合适的加工方法； （1）加工精度高，具有稳定的加工质量； （2）可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； （3）加工零件
9、改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间； （4）机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的35倍）； （5）机床自动化程度高，可以减轻劳动强度； （6）有利于生产管理的现代化 数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，使用了计算机控制方法，为计算机辅助设计、制造及管理一体化奠定了基础； （7）对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高； （8）可靠性高。数控机床是现代制造业的关键设备，一个国家数控机床的产量和技术水平在某种程度上就代表这个国家的制造业水平和竞争力。 2003年我国机床消费额达到67.3亿美元，居世界第一位，其中数控机床占5
10、7%（37.5亿美元）。国内生产数控机床36813台（产值约10.4亿美元），创历史新高。但是，我国数控机床的技术水平、性能和质量与国外还有很大差距，技术含量较低的简易数控车床仍占主导地位，高档数控机床及功能部件大多数依靠进口。特别应该引起注意的是，国产数控机床市场占有率逐年下降，1999年是33.6%，2003年仅占27.7%，而进口额逐年上升，1999年为8.78亿美元（7624台），2003年达27.1亿美元（23320台），相当于同年国内数控机床产值的2.7倍。因此，尽管当前市场活跃、需求旺盛，如果只顾眼前生产，不了解国外数控机床的发展趋势，提高自主开发能力，积极培育新产品，那么在高潮
11、过去以后，我国的机床工业将更加缺乏竞争力，有可能在家门口就被人家打得一败涂地。1.2数控机床的发展史数控机床是由美国发明家约翰帕森斯上个世纪发明的。随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从20世纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。 美国的数控发展史美国政府重视机床工业，美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务，并且提
12、供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研。因而在机床技术上不断创新，如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由于美国首先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床，其存在的教训是，偏重于基础科研，忽视应用技术，且在上世纪80代政府一度放松了引导，致使数控机床产量增加缓慢，于1982
13、年被后进的日本超过，并大量进口。从90年代起，纠正过去偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。 德国的数控发展史德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位，在多方面大力扶植。，于1956年研制出第一台数控机床后，德国特别注重科学试验，理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作，对数控机床的共性和特性问题进行深入的研究，在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、货真价实，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别重视数控机床主机及配套件之先进实用，其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件，在质量、性能上居世界前列。如西门
14、子公司之数控系统，均为世界闻名，竞相采用。 日本的数控发展史日本政府对机床工业之发展异常重视，通过规划、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国，在质量管理及数控机床技术上学习美国，甚至青出于蓝而胜于蓝。自1958年研制出第一台数控机床后，1978年产量(7,342台)超过美国(5,688台)，至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46,604台，出口27,409台，占59%)。战略上先仿后创，先生产量大而广的中档数控机床，大量出口，占去世界广大市场。在上世纪80年*始进一步加强科研，向高性能数控机床发展。日本FANUC公司战略正确，
15、仿创结合，针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统，在技术上领先，在产量上居世界第一。该公司现有职工3,674人，科研人员超过600人，月产能力7,000套，销售额在世界市场上占50%，在国内约占70%，对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用。 “十五”期间，中国数控机床行业实现了超高速发展。其产量2001年为17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，2004年产量是2000年的3.7倍，平均年增长39%；2005年国产数控机床产量59639台，接近6万台大关，是“九五”末期的4.24倍。“十五”期间，中国机床行业发展迅猛的主要原因是市场需求旺盛。固定资产投资增速快、汽车和机械制造行业发展迅猛、外商投资企业增长速度加快所致。 2006年，中国数控金切机床产量达到85756台，同比增长32.8%，增幅高于金切机床产量增幅18.4个百分点，进而使金切机床产值数控化率达到37.8%，同比增加2.3个百分点。此外，数控机床在外贸出口方面亦业绩骄人，全年实现出口额3.34亿美元，同比增长63.14%，高于全部金属加工机床出口额增幅18.58个百分点。 2007年，中国数控金切机床产量达123,257台，数控金属成形机床产量
