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1、 I 毕业设计 数控机床主传动系统设计及尾架设计 目 录 摘摘 要要 . I I ABSTRACTABSTRACT . IIII 第一章第一章 前言前言 . 1 1 1.1 数控机床的发展概况 . 1 1.2 数控机床的发展方向 . 1 1.3 数控机床的主传动系统 . 1 第二章第二章 主传动系统的运动设计主传动系统的运动设计 . 2 2 2.1 主运动系统驱动电机的选择 . 2 2.2 拟定转速图 . 5 2.3 拟定传动方案 . 6 第三章轴的结构设计第三章轴的结构设计 . 9 9 31 轴的结构设计及齿轮尺寸参数 . 9 3.2 电磁摩擦离合器的计算和选择 . 错误！未定义书签。错误！
2、未定义书签。 3.3 轴承的选择 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 II 第四章第四章 主轴结构设计主轴结构设计 . 错误！未定义书签。 4.1 主轴组件的性能要求 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4.2 编码器的选择与安装 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4.3 联轴器的选择及带轮参数 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第五章尾架的设计第五章尾架的设计 . 错误！未定义书签。 5.1 尾架的结构设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.2 尾架的工作原理 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 结束语结束语 . . 错误！未定义书签。 致致 谢
3、谢 . . 错误！未定义书签。 参参 考考 文文 献献 . 错误！未定义书签。 I 摘摘 要要 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度， 数 控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术 及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。 随着数控技术的发展，考虑到它的控制方式和使用特点，才对机床的生产率、加 工精度和寿命提出了更高的要求。本课题主要研究的是数控机床的主体机构。并将研究重点放在以下两个方面：1）由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统， 数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短。2）为适应连续的自
4、动化加 工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及 较高的耐磨性，而且热变形小。 关键词：关键词：数控机床，主轴，无级变速数控机床，主轴，无级变速 II AbstractAbstract The engineering level of equipment industry and modernized intensity are determining the level of the whole national economy and modernized intensity, numerical control technology and equip,
5、 develop new developing new high-tech industry and most advanced industry To can make technology and basic equipment most (national defense industry industries, such as information technology and their industry, biotechnology, industry, aviation, space flight, etc.). With the development of technolo
6、gy of numerical control, consider its control method and use characteristic, have just put forward higher requirement for the productivity, machining accuracy and life span of the machine tool. That originally designed main research is the subject organization of the numerical control machine tool.
7、And will study and place on two following respects especially: 1) Because of adopting the high-performance infinitely variable speeds spindle and servo transmission, the terminal transmission structure of the numerical control machine tool is greatly simplified, the drive chain is shortened greatly
8、too. 2) For meet continuous automation process and improve productivity of processing, numerical control lathe mechanical structure have high quiet, dynamic rigidity and damping precision, and higher wear ability, and hot and out of shape and small. Keyword: Numerical control machine tool, spindle,
9、infinitely variable speeds 1 第一章第一章 前言前言 1.1 数控机床的发展概况 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。近年来，党中央、国务院高度重视包括数控机床在内的装备制造业发展，相继出台的一系列政策措施，进一步确立了数控机床产业的战略地位，为行业发展创造了有利条件。我国机床行业经过几十年的发展，形成了具有一定生产规模和技术水平的产业体系，具备了快速提升的基础，尤其是“十五”以来，面对持续高涨的国内市场需求和良好的政策环境， 我国机床行业发展迅速， 在质和量上都取得了飞跃。 我国现在已基本
10、掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。初步形成了数控产业基地。 数控机床产业的发展，需要自身装备水平的提升。另外，“十五”期间技术改造的不断投入，极大地提高了机床行业的自身装备水平。齐一、齐二、沈阳机床、大连机床等主机企业，在国家的支持下已投入了一批技术改造项目，哈量、哈一工、华中数控、南京工艺等数控机床配套基础制造企业也提升了自身装备水平，北京第一机床、武汉重型机床等通过搬迁改造也将很快奠定快速发展的基础。 1.2 数控机床的发展方向 1) 高速度、高精度化。速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直
11、接关系到加工效率和产品质量。 2) 多功能化。配有自动换刀机构（刀库容量可达把以上）的各类加工中心，能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工，现代数控机床还采用了多主轴、多面体切削，即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。数控系统由于采用了多结构和分级中断控制方式，即可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制，实现所谓的“前台加工，后台编辑” 。 3) 机床的智能化。加工设备不仅提供“体力”，也有“头脑”，能够在线监测工况、独立自主地管理自己，并与企业的生产管理系统通信。 4) 数控编程自动化。随着计算机应用技术的发展，目前图形交互式自动编程已得
12、到较多的应用，是数控技术发展的新趋势 5）可靠性最大化。数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标。 6）控制系统小型化。数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。 1.3 数控机床的主传动系统 主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，它应具有一定的转速(速度)和一定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工不同材料、不同尺寸、不同要求的工件，并能方便地实现运动的开停、变速、换向和制动等。 数控机床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单，这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担，省去了复杂的齿轮变速机构，有些只有二级或三级齿轮变速系统用以扩大电动机无级调速的范围。 2 第第二二章章 主传动系统的运动设计主传动系统的运动设计 2.1 主运动系统驱动电机的选择 2 2.1.1 .1.1 选择电机应综合考虑的问题选择电机应综合考虑的问题 (1)根据机械的负载特性和生产工艺对电动机的启动、制动、反转、调速等要求，选择电动机类型。 (2)根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力额启动转矩，选择电动机功率，并确定冷却通风方式。所选电动机功率应留有余量，负荷率一般取 0
