人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > CJK6150数控车床设计－主轴箱和尾座部件【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

！！定单064-CJK6150数控车床设计－主轴箱和尾座部件论文.doc

CJK6150数控车床设计－主轴箱和尾座部件【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

资源目录

CJK6150数控车床设计－主轴箱和尾座部件【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】.rar

！！定单064-CJK6150数控车床设计－主轴箱和尾座部件论文.doc---(点击预览)

！！定单064-CJK6150数控车床设计－主轴箱和尾座部件开题报告.doc---(点击预览)

1021080505陈雄[任务书]2013-10-16.doc---(点击预览)

！！定单064-CJK6150数控车床设计－主轴箱和尾座部件主轴箱设计.dwg

压缩包内文档预览：(预览前20页/共53页)

编号：470900 类型：共享资源大小：5.80MB 格式：RAR 上传时间：2015-08-10 上传人：好资料QQ****51605 IP属地：江苏

45
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: cjk6150 数控车床设计主轴以及部件全套 cad 图纸毕业论文原创资料

资源描述：

【温馨提示】购买原稿文件请充值后自助下载。

以下预览截图到的都有源文件,图纸是CAD，文档是WORD，下载后即可获得。

预览截图请勿抄袭，原稿文件完整清晰，无水印，可编辑。

有疑问可以咨询QQ：414951605或1304139763

摘要

随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，加工设备的机械加工设备的加工的精密程度也要求越来越高。在搜索、查阅研究大量有关资料的基础上，对机床自动化技术进行了深入的研究和分析，并描述了机床控制系统的设计。整个过程主要对车床主传动进行设计。

车床主传动设计，主要包括三方面的设计，即：根据设计题目所给定的机床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或级数，确定其他有关运动参数，选定主轴各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网，拟定转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。其次，根据机床类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装配草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的刚度、强度或寿命。最后，完成运动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计。

关键词：车床；数控；传动系统

Abstract

With the industrial equipment for precision degree of the increasingly high demand, the degree of precision machining processing equipment of machining equipment also to request more and more high. In the search, a lot of related data access research of machine tool automation technology, in-depth research and analysis, and describes the design of machine tool control system. The whole process is mainly carries on the design to the main drive lathe.

CNC lathe main drive design, including the design, three aspects: according to the design of machine tool use, the given specifications, spindle speed limit, speed ratio determined sequence or series, other relevant motion parameters, selected at speed of the main shaft; through analysis and comparison, select the transmission scheme; develop structure or structure, develop speed diagram; to determine the number of gear teeth and belt pulley diameter; drawing drive system diagram. Secondly, based on the machine type and motor power, determining the spindle and the transmission of the computation speed, initial drive shaft diameter, the gear modulus, determine the transmission belt type and number of roots, friction plate size and number of assembly drawing; after checking transmission parts (gear, shaft, shaft, bearing stiffness,) strength or fatigue life. Finally, to complete the exercise design and dynamic design, to the main transmission scheme "structured", design of spindle gearbox assembly drawing and parts drawing, focuses on the transmission shaft assembly, spindle assembly, transmission mechanism, box, lubrication and seal, the transmission shaft and the sliding gear parts design.

Key Words:　Lathe; CNC; Transmission System

摘要3

Abstract4

目录6

第1章绪论9

1.1 数控技术的应用与发展9

1.1.1数控机床与发展趋势9

1.1.2数控技术10

1.1.3数控技术发展趋势12

1.1.4数控技术在机械工业中的进展14

1.2数控车床的工艺范围及加工精度15

1.2.1工艺范围15

1.2.2加工精度15

1.3 毕业设计题目、主要技术参数和技术要求16

1.3.1毕业设计题目和主要技术参数16

1.3.2技术要求16

第2章主轴箱传动系统参数计算17

2.1运动参数及转速图的确定17

2.1.1 转速范围17

2.1.2 转速数列17

2.1.3确定结构式17

2.1.4确定结构网17

2.1.5绘制转速图和传动系统图18

2.2 确定各变速组此论传动副齿数19

2.3 核算主轴转速误差20

第3章传动件的计算22

3.1 带传动设计22

3.2选择带型23

3.3确定带轮的基准直径并验证带速23

3.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角24

3.5确定带的根数z25

3.6确定带轮的结构和尺寸25

3.7确定带的张紧装置25

3.8计算压轴力25

3.2 计算转速的计算27

3.3 齿轮模数计算及验算28

3.5 主轴合理跨距的计算32

第4章主要零部件的选择34

4.1电动机的选择34

4.2 轴承的选择34

4.3变速操纵机构的选择34

4.4 轴的校核34

4.5 轴承寿命校核36

第5章主轴箱结构设计及说明38

5.1 结构设计的内容、技术要求和方案38

5.2 展开图及其布置38

第6章尾座部分的设计39

6.1尾座套筒的设计39

6.2尾座体的设计40

6.3尾座顶尖的设计40

6.4液压缸的设计40

6.5尾座导轨的设计41

6.6尾座孔系设计42

6.6.1配合42

6.6.2套筒孔的设计42

6.6.3孔和键的设计43

6.7挠度、转角、液压缸内径、锁紧力的计算及校核43

6.7.1挠度的计算44

6.7.2转角的计算45

6.7.3压板处螺栓直径的校核45

6.7.4液压缸内径的校核46

6.7.5尾座锁紧力的验算46

第7章尾座精度的设计48

7.1表面粗糙度的确定48

7.2尾座与机床形位公差的确定48

7.3底面及立导向面形位公差的确定49

总结50

参考文献51

致谢52

第1章绪论

1.1 数控技术的应用与发展

1.1.1数控机床与发展趋势

（1）数控机床：1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。

6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。

①数控（NC）阶段（1952～1970年）

早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路"搭"成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD-WIRED NC），简称为数控（NC）。随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年的第一代--电子管；1959年的第二代--晶体管；1965年的第三代--小规模集成电路。

②计算机数控（CNC）阶段（1970年～现在）

到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段（把计算机前面应有的"通用"两个字省略了）。到1971年，美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件--运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器（MICROPROCESSOR），又可称为中央处理单元（简称CPU）。

到1974年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。

到了1990年，PC机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于PC的阶段。

总之，计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代--小型计算机；1974年的第五代--微处理器和1990年的第六代--基于PC（国外称为PC-BASED）。

还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控（即CNC）了，而我国仍习惯称数控（NC）。所以我们日常讲的"数控"，实质上已是指"计算机数控"了。

１.png

２.png

３.png

４.png

５.png

６.png

７.png

８.png

９.png

内容简介：: 宁波大红鹰学院毕业设计 (论文 ) 任务书课题名称 CJK6150数控车床设计主轴箱和尾座部件指导教师尚伟燕学院机械与电气工程学院专业机械设计制造及其自动化班级 10机自 5(本 ) 学生姓名陈雄学号 1021080505 开题日期一、主要任务与目标： ? 通过调研和分析确定机床的传动方案、总体布置和机械部分的详细结构设计，设计的各部分间能有机结合，相互协调，共同完成整个机床的机械部分的大部分图样。 ? 加强综合训练，全面提高工程应用能力和开发创新能力，培养相互协作配合的团队精神。 ? 重点解决主轴箱部件有关的技术问题二、主要内容与基本要求：技术参数：床身最大回转直径： 4000mm，拖板最大回转直径： 160mm，最大加工长度： 750mm，主轴转速： 90 2000r/min，纵向进给最大速度：4m/min，横向进给最大速度： 4m/min。主电机功率 5.5Kw。 ? 设计任务：机床总装配图、部件装配图、主要自制件零件图，总图量不小于 3 张 A0。开题报告、文献综述、外文翻译、设计计算书各一份。 ? 设计要求：图样全部用计算机绘制，符合最新制图标准；投影正确，表达完整，布局nts合理。注重工作性能和结构、装配工艺性，外观造型，力求简洁、明快；功能满足，实用可靠。理论分析完整清楚；设计推导简明扼要；计算正确可靠。避免冗长，杜绝抄袭。三、计划进度： 2013.9.162013.12.24 接受任务，熟悉内容，完成文献综述和英文翻译； 2013.12.252014.02.20 完成开题报告，毕业实习、方案确定； 2014.02.232014.04.20 完成设计图样和说明书初稿； 2014.04.202014.04.30 修改图样、说明书，完成二稿；2012.05.012012.05.10 修改、检查全部资料，打印、上交资料； 2014.05.112014.05.25 准备论文答辩。四、主要参考文献：陈心昭 .现代实用机床设计手册 M.北京：机械工业出版社， 2006.8 李洪 .实用机床设计手册 M.沈阳：辽宁科学技术出版社， 1999.1 陈婵娟 .数控车床设计 M.北京：化学工业出版社， 2006.3 吴玉厚 .数控电主轴单元技术 M.北京：机械工业出版社， 2006.3 Paul Kenneth.21st Century ManufacturingM.Prentice Hall and TingHua University Press,2002 Robert L. Norton:Design of Machinery An Introduction to the Synthesis and Analysis of Mechanisms and MachinesM. McGraw-Hill Education companies, Inc., and Chine Machine Press.2003. nts 指导教师尚伟燕 2013年 09月 26日系主任左桂兰 2013年 09月 26日 nts分类号密级毕业设计（论文）开题报告课题名称： CJK6150 数控车床设计主轴箱和尾座部件分院：机械与电气工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：二一四年三月 nts一、选题目的和意义：数控加工技术的应用是机械制造业的一次技术革命，使机械制造的的发展进入了一个崭新的阶段。由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果具有高柔性、高精度与高度自动化的特点，因此它提高了机械制造的制造水平，解决了接卸制造中的常规加工技术难以解决甚至无法解决的发杂型面零件加工，为社会提供了高质量、多品种及高可靠的机械产品已取得了巨大的经济效益。目前，数控技术已逐步晋级，数控机床在工业生产中得到了广泛应用，已成为机械自动化的一个重要发展方向。随着可续技术和社会生产的不断进步，机械产品日趋复杂。对机械产品的质量和生产率的要求也越来越高，在航空航天、微电子、信息技术、汽车、造船、建筑、军工和计算机技术等行业中，零件形状复杂、结构改型频繁、批量小、零件精度高加工困难、生产效率低已成为日益突出的现实问题，机械加工工艺过程的自动化和智能化是适应上述发展特点的最重要手段。二、课题关键问题及难点本课题主要是完成 CJK6150 数控车床设计主轴箱和尾座部件，主轴箱的设计和尾座的设计，根据课题前提主轴转速范围是 90-2000r/min 机械制造装备设计的步骤设计类型而不同。创新设计可分为产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个阶段。（一）产品规划阶段产品规划阶段的任务是明确设计任务，通常应在市场调查与预测的基础上识别产品需求，进行可行性分析，制定设计任务书。在产品规划阶段将综合运用技术预测、市场学、信息学等理论和方法来解决设计中出现的问题。 1、需求分析产品设计是为了满足市场的要求，而市场的需求往往是不具体的，有时是模糊的、潜在的，甚至是不可能实现的。需求分析的任务是使这些需求具体化和恰到好处。明确设计任务的要求。需求分析的任务本身就是设计工作的一部分，是设计工作的一部分，是设计工作的开始，而且自始至终指导设计工作的进行。 nts需求分析一般包括对销售市场和原材料市场的分析 1、调查研究调查研究包括市场调研、技术调研和社会环境调研三个部分 2、预测定性预测和定量预测 3、可行性分析 4、编制设计任务书 (二 ) 方案设计阶段 1、对设计任务的抽象 2、建立功能结构 3、寻求原理与求解方法 4、初步设计方案的形成 5、设计方案的评价与赛选（三）技术设计阶段 1、确定结构原理方案 2、总体设计 3、结构设计（四）工艺设计阶段 1、零件图设计在零件图中包含了为制造零件所需的全部信息，这些信息包括几何形状、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度、材料和热处理要求、其他特殊技术要求等。 2、完善装配图在绘制零件图时，更加具体地从结构强度、工艺性和标准化等方面进行零件的结构设计，不可避免地要对技术设计阶段提供的装配图做些修改 3 编写技术文档设计工作大体的可分为三个步骤： 1、调查研究调查研究的内容一般包括有：学习有关机床设计的方针、政策，明nts确设计要求；到使用单位调查了解所涉及机床所要承担的生产任务和加工工艺，了解使用单位的对机床的要求；到制造单位调查，了解制造厂的设备条件、技术能力和生产经验；收集国内外同类型机床的技术文献和图纸资料，并注意调查它的结构性能、使用和制造情况等，尤其注意了解新技术在同类机床上应用的情况，以及在设计新机床时将要进行那些科学试验。 2、方案拟定在调查研究的基础上，通常可拟定出多个方案进行比较分析。每个方案所包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总体布局、主要部件的结构草图、试验结果及技术经济分析等在制定方案时应注意以下几点：处理好使用和制造之间的关系：应首先满足使用要求，其次是尽可能便于制造。注意倾听各方面意见，经过分析比较，去粗取精，最后形成一个比较使用方案。实验是检验真理的唯一标准，设计必须以生产实践和科学实验为依据，凡是未经实践考验的方案，必须经过实验证明可考后采用与设计。继承性和创造性的相结合，尽量采用先进技术，迅速提高生产力。三、我国数控机床的研究现状及发展趋势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。 “ 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nts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达3,011 台；国产数控机床拥有量约 50 万台，进口约 20 万台。 2008 年 10 月，中国数控机床产量达 105,780 台，比 2007 年同比增长 2.96%。长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。究其原因，国内本土数控机床企业大多处于 “ 粗放型 ” 阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了 5-10 年；在高、精、尖技术方面的差距则达到了 10-15 年。同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的数控机床还没有形成品牌效应。同时，中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。四、主要任务与目标： 1、翻译 1-2 篇与专业课程相关的最新英文文献，文献翻译要求汉字在 2000字以上； 2、查阅和整理文献并提交一篇反映课题内容的文献综述，文献综述在 3000字以上； 3 通过调研和分析确定机床的传动方案、总体布置和机械部分的详细结构nts设计，设计的各部分间能有机结合，相互协调，共同完成整个机床的机械部分的大部分图样。 4 加强综合训练，全面提高工程应用能力和开发创新能力，培养相互协作配合的团队精神。 5 重点解决主轴箱部件有关的技术问题五、课题研究思路 1.查阅资料，用到实处在做设计之前，通过各种路径，查阅有关注射模设计及沐浴露连体瓶盖学术期刊、学位论文、书籍等，从中获取有用的知识，并借鉴模具设计方法，用到自己的模具设计当中。 2.掌握并熟练已经学习过的知识复习以前所学设计有关的专业知识，并熟练的运用到设计中去。还要熟练一些二维、画图软件，比如 Autocad。六、预期成果 1.完成一到两篇与机械设计相关的最新英文文献； 2.整理一篇反映课题内容的文献综述； 3.独立完成二维图制作； 4.机床总装配图一份； 5.主轴箱和尾座设计图纸一份； 6.设计说明书一份。七、计划进度： 2013.9.162013.12.24 接受任务，熟悉内容，完成文献综述和英文翻译； 2013.12.252014.02.20 完成开题报告，毕业实习、方案确定； 2014.02.232014.04.20 完成设计图样和说明书初稿； 2014.04.202014.04.30 修改图样、说明书，完成二稿；2012.05.012012.05.10 修改、检查全部资料，打印、上交资料； 2014.05.112014.05.25 准备论文答辩。主要参考文献 1、陈心昭 .现代实用机床设计手册 M.北京：机械工业出版社， 2006.8 nts2、李洪 .实用机床设计手册 M.沈阳：辽宁科学技术出版社， 1999.1 3、陈婵娟 .数控车床设计 M.北京：化学工业出版社， 2006.3 4、吴玉厚 .数控电主轴单元技术 M.北京：机械工业出版社， 2006.3 5、 Paul Kenneth.21st Century ManufacturingM.Prentice Hall and TingHua University Press,2002 6、 Robert L. Norton:Design of Machinery An Introduction to the Synthesis and Analysis of Mechanisms and MachinesM. McGraw-Hill Education companies, Inc., and Chine Machine Press.2003. nts 分类号密级宁宁波大红鹰学院毕业设计 (论文 ) CJK6150 数控车床设计主轴箱和尾座部件所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日 nts 诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文） CJK6150 数控车床设计主轴箱和尾座部件均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。承诺人（签名）：年月日nts 摘要随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，加工设备的机械加工设备的加工的精密程度也要求越来越高。在搜索、查阅研究大量有关资料的基础上，对机床自动化技术进行了深入的研究和分析，并描述了机床控制系统的设计。整个过程主要对车床主传动进行设计。车床主传动设计，主要包括三方面的设计，即：根据设计题目所给定的机床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或级数，确定其他有关运动参数，选定主轴各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网，拟定转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。其次，根据机床类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装配草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的刚度、强度或寿命。最后，完成运动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计。关键词：车床；数控；传动系统 nts Abstract With the industrial equipment for precision degree of the increasingly high demand, the degree of precision machining processing equipment of machining equipment also to request more and more high. In the search, a lot of related data access research of machine tool automation technology, in-depth research and analysis, and describes the design of machine tool control system. The whole process is mainly carries on the design to the main drive lathe. CNC lathe main drive design, including the design, three aspects: according to the design of machine tool use, the given specifications, spindle speed limit, speed ratio determined sequence or series, other relevant motion parameters, selected at speed of the main shaft; through analysis and comparison, select the transmission scheme; develop structure or structure, develop speed diagram; to determine the number of gear teeth and belt pulley diameter; drawing drive system diagram. Secondly, based on the machine type and motor power, determining the spindle and the transmission of the computation speed, initial drive shaft diameter, the gear modulus, determine the transmission belt type and number of roots, friction plate size and number of assembly drawing; after checking transmission parts (gear, shaft, shaft, bearing stiffness,) strength or fatigue life. Finally, to complete the exercise design and dynamic design, to the main transmission scheme structured, design of spindle gearbox assembly drawing and parts drawing, focuses on the transmission shaft assembly, spindle assembly, transmission mechanism, box, lubrication and seal, the transmission shaft and the sliding gear parts design. Key Words: Lathe; CNC; Transmission System nts 目录摘要 . 3 Abstract. 4 目录 . 6 第 1 章绪论 . 9 1.1 数控技术的应用与发展 . 9 1.1.1 数控机床与发展趋势 . 9 1.1.2 数控技术 . 10 1.1.3 数控技术发展趋势 . 12 1.1.4 数控技术在机械工业中的进展 . 14 1.2 数控车床的工艺范围及加工精度 . 15 1.2.1 工艺范围 . 15 1.2.2 加工精度 . 15 1.3 毕业设计题目、主要技术参数和技术要求 . 16 1.3.1 毕业设计题目和主要技术参数 . 16 1.3.2 技术要求 . 16 第 2 章主轴箱传动系统参数计算 . 17 2.1 运动参数及转速图的确定 . 17 2.1.1 转速范围 . 17 2.1.2 转速数列 . 17 2.1.3 确定结构式 . 17 2.1.4 确定结构网 . 17 2.1.5 绘制转速图和传动系统图 . 18 2.2 确定各变速组此论传动副齿数 . 19 2.3 核算主轴转速误差 . 20 第 3 章传动件的计算 . 22 3.1 带传动设计 . 22 3.2 选择带型 . 23 nts 3.3 确定带轮的基准直径并验证带速 . 23 3.4 确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 . 24 3.5 确定带的根数 z . 25 3.6 确定带轮的结构和尺寸 . 25 3.7 确定带的张紧装置 . 25 3.8 计算压轴力 . 25 3.2 计算转速的计算 . 27 3.3 齿轮模数计算及验算 . 28 3.5 主轴合理跨距的计算 . 32 第 4 章主要零部件的选择 . 34 4.1 电动机的选择 . 34 4.2 轴承的选择 . 34 4.3 变速操纵机构的选择 . 34 4.4 轴的校核 . 34 4.5 轴承寿命校核 . 36 第 5 章主轴箱结构设计及说明 . 38 5.1 结构设计的内容、技术要求和方案 . 38 5.2 展开图及其布置 . 38 第 6 章尾座部分的设计 . 39 6.1 尾座套筒的设计 . 39 6.2 尾座体的设计 . 40 6.3 尾座顶尖的设计 . 40 6.4 液压缸的设计 . 40 6.5 尾座导轨的设计 . 41 6.6 尾座孔系设计 . 42 6.6.1 配合 . 42 6.6.2 套筒孔的设计 . 42 6.6.3 孔和键的设计 . 43 6.7 挠度、转角、液压缸内径、锁紧力的计算及校核 . 43 nts 6.7.1 挠度的计算 . 44 6.7.2 转角的计算 . 45 6.7.3 压板处螺栓直径的校核 . 45 6.7.4 液压缸内径的校核 . 46 6.7.5 尾座锁紧力的验算 . 46 第 7 章尾座精度的设计 . 48 7.1 表面粗糙度的确定 . 48 7.2 尾座与机床形位公差的确定 . 48 7.3 底面及立导向面形位公差的确定 . 49 总结 . 50 参考文献 . 51 致谢 . 52 nts第 1 章绪论 9 第 1 章绪论 1.1 数控技术的应用与发展 1.1.1 数控机床与发展趋势（ 1）数控机床： 1946 年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。 6 年后，即在 1952 年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。数控（ NC）阶段（ 1952 1970 年）早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路搭成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（ HARD-WIRED NC），简称为数控（ NC）。随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即 1952 年的第一代 -电子管； 1959 年的第二代 -晶体管；1965 年的第三代 -小规模集成电路。计算机数控（ CNC）阶段（ 1970 年现在）到 1970 年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（ CNC）阶段（把计算机前面应有的通用两个字省略了）。到 1971 年，美国 INTEL 公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件 -运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器（ MICROPROCESSOR），又可称为中央处理单元（简称 CPU）。到 1974 年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。到了 1990 年， PC 机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已发展到很高的阶段，nts宁波大红鹰学院毕业设计（论文）可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于 PC 的阶段。总之，计算机数控阶段也经历了三代。即 1970 年的第四代 -小型计算机； 1974 年的第五代 -微处理器和 1990 年的第六代 -基于 PC（国外称为 PC-BASED）。还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控（即 CNC）了，而我国仍习惯称数控（ NC）。所以我们日常讲的数控，实质上已是指计算机数控了。 1.1.2 数控技术随着计算机、微电子、信息、自动控制、精密检测及机械制造技术的高速发展，机床数控技术有了长足的进步。近几年一些相关技术的发展，如刀具及新材料的发展，主轴伺服和进给伺服、超高速切削等技术的发展，以及对机械产品质量的要求越来越高等，加速了数控机床的发展。目前数控机床正朝着高速度、高精度、高工序集中度、高复合化和高可靠性等方向发展。世界数控技术及其装备发展趋势主要体现在以下几个方面。高速高效高精度高生产率。由于数控装置及伺服系统功能的改进，主轴转速和进给速度大大提高，减少了切削时间和非切削时间。加工中心的进给速度已达到 80m/min 120m/min，进给加速度达 9.8m/s2 19.6m/s2，换刀时间小于 1s。高加工精度。以前汽车零件精度的数量级通常为 10 m，对精密零件要求为 1 m，随着精密产品的出现，对精度要求提高到0.1 m，有些零件甚至已达到 0.01 m，高精密零件要求提高机床加工精度，包括采用温度补偿等。微机电加工，其加工零件尺寸大小一般在 1mm 以下，表面粗糙度为纳米数量级，要求数控系统能直接控制纳米机床。柔性化柔性化包括两个方面的柔性：一是数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，便于不同用户的需求；二是 DNC 系统的柔性，同一 DNC 系统能够依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥DNC 系统的效能。工艺复合化和多轴化数控机床的工艺复合化，是指工件在一台机床上装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或旋转工作台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。已经出现了集钻、镗、铣功能于一身的数控机床，可完成钻、镗、铣、扩孔、铰孔、攻螺纹等多工序的复合数控加工中心，以及车削加工中心，钻削、磨削加工中心，电火花加工中心等。此外数控nts第 1 章绪论 11 技术的进步也提供了多轴控制和多轴联动控制功能。实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能，则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学发展到今天，实时系统与人工智能已实现相互结合，人工智能正向着具有实时响应的更加复杂的应用领域发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展，如自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如，在数控系统中配置编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统；在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能；在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。结构新型化 20 世纪 90 年代一种完全不同于原来数控机床结构的新型数控机床被开发成功。这种新型数控机床被称为“ 6 条腿”的加工中心或称虚拟轴机床 (有的还称为并联机床 )，它能在没有任何导轨和滑台的情况下，采用能够伸缩的“ 6 条腿” (伺服轴 )支撑并联，并与安装主轴头的上平台和安装工件的下平台相连。它可实现多坐标联动加工，其控制系统结构复杂，加工精度、加工效率较普通加工中心高 2 10 倍。这种数控机床的出现将给数控机床技术带来重大变革和创新。编程技术自动化随着数控加工技术的迅速发展，设备类型的增多，零件品种的增加以及零件形状的日益复杂，迫切需要速度快、精度高的编程，以便于对加工过程的直观检查。为弥补手工编程和 NC 语言编程的不足，近年来开发出多种自动编程系统，如图形交互式编程系统、数字化自动编程系统、会话式自动编程系统、语音数控编程系统等，其中图形交互式编程系统的应用越来越广泛。图形交互式编程系统是以计算机辅助设计 (CAD)软件为基础，首先形成零件的图形文件，然后再调用数控编程模块，自动编制加工程序，同时可动态显示刀具的加工轨迹。其特点是速度快、精度高、直观性好、使用简便，已成为国内外先进的 CAD/CAM 软件所采用的数控编程方法。目前常用的图形交互式软件有Master CAM、 Cimatron、 Pro/E、 UG、 CAXA、 Solid Works、 CATIA 等。 nts宁波大红鹰学院毕业设计（论文）集成化数控系统采用高度集成化芯片，可提高数控系统的集成度和软、硬件运行速度，应用平板显示技术可提高显示器性能。平板显示器 (FPD)具有科技含量高、质量小、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大规模显示，成为与 CRT 显示器抗衡的新兴显示器，是 21 世纪显示器主流。它应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融于一体 ,通过提高集成电路密度，减小互连长度和数量来降低产品价格、改进性能、减小组件尺寸、提高系统的可靠性。开放式闭环控制模式采用通用计算机组成的总线式、模块化、开放、嵌入式体系结构，便于裁减、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统数控系统仅有的专用型封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包括诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。在加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、多媒体技术、网络技术、 CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。 1.1.3 数控技术发展趋势（ 1）数控技术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。马克思曾经说过“ 各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 nts第 1 章绪论 13 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域 :(1)机械制造技术 ;(2)信息处理、加工、传输技术 ;(3)自动控制技术 ;(4)伺服驱动技术 :(5)传感器技术 :(6)软件技术等。（ 2）数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业 (IT、汽车、轻工、医疗等 )的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。高速、高精加工技术是装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为 5 大现代制造技术之一，国际生产工程学会 (CIRP)将其确定 21 世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产 30 万辆的生产节拍是 40 秒 /辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一 ;在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。目前高速加工中心进给速度可达 80m/min，甚至更高，空运行速度可达 100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，己经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国 CINCINNAT 工公司的 HyperMach 机床进给速度最大达 60m/min，快速为 100m/min，加速度达 2g，主轴转速已达 60000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用 30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需 3h，在普通铣床加工需 8h;德国 DMG 公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达 12000r/mm 在加工精度方面，近 10 年来，普通级数控机床的加工精度已由 l0um 提高到 5 m，精密级加工中心则从 35um，提高到 1 一 1.5m，并且超精密加工精度已开始进入纳米nts宁波大红鹰学院毕业设计（论文）级。在可靠性方面，国外数控装置的 MTBF 值己达 6000h 以上，伺服系统的 MTBF 值达到 30000h 以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21 世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面 :为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成 ;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等 ;简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等 ;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。数控设备更注重安全性、操作性数控设备是集机电一体化的产品，由于其自动化程度高，所以对其安全性和可操作性有了更高的要求。 1.1.4 数控技术在机械工业中的进展近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。 2001 年国内数控金切机床产量已达 1. 8 万台，比上年增长 28. 5%，机床行业产值数控化率从 2000 年的 17. 4%提高到 2001 年的 22. 7%。 2001 年，我国机床工业产值己进入世界第 5 名，机床消费额在世界排名上升到第 3 位，达 47. 39 亿美元，仅次于美国的 53. 67 亿美元，消费额比上一年增长 25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势， 2001 年进口机床跃升至世界第 2 位，达 24. 06 亿美元，比上年增长 27 。近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等，普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压力机、木工机床等。出口的数控机床品种以中低档为主。 nts第 1 章绪论 15 1.2 数控车床的工艺范围及加工精度 1.2.1 工艺范围数控车床是一种高精度、高效率的自动化机床，也是使用数量最多的数控机床，约占数控机床总数的 25%。它主要用于精度要求高、表面粗糙度好、轮廓形状复杂的轴类、盘类等回转体零件的加工，能够通过程序控制自动完成园柱面、圆锥面、圆弧面和各种螺纹的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔等加工。 1.2.2 加工精度由于数控车床具有加工精度高、能作直线和圆弧插补功能，有些数控车床还具有非圆曲线插补功能以及加工过程中具有自动变速功能等特点，所以它的工艺范围要比普通车床要宽得多。 1.精度要求高的回转体零件由于数控车床刚性好，制造和对刀精度高，以及能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工精度要求高的零件，甚至可以以车代磨。 2.表面粗糙度要求高的回转体零件数控车床具有恒线速切削功能，能加工出表面粗糙度小的均匀的零件。使用恒线速切削功能，就可选用最佳速度来切削锥面和端面，使切削后的工件表面粗糙度既小又一致。数控车床还适合加工各表面粗糙度要求不同的工件。粗糙度要求大的部位选用较大的进给量，要求小的部位选用小的进给量。 3.轮廓形状特别复杂和难于控制尺寸的回转体零件由于数控车床具有直线和圆弧插补功能，部分车床数控装置还有某些非圆曲线和平面曲线插补功能，所以可以加工形状特别复杂或难于控制尺寸的的回转体零件。 4.带特殊螺纹的回转体零件普通车床所能车削的螺纹类型相当有限，它只能车等导程的直、锥面公、英制螺纹，而且一台车床只能限定加工若干导程的螺纹。而数控车床不但能车削任何等导程的直、锥面螺纹和端面螺纹，而且能车变螺距螺纹，还可以车高精度螺纹。 nts宁波大红鹰学院毕业设计（论文） 1.3 毕业设计题目、主要技术参数和技术要求 1.3.1 毕业设计题目和主要技术参数技术参数：床身最大回转直径： 500mm，拖板最大回转直径： 250mm，最大加工长度： 750mm，主轴转速： 90 2000r/min，纵向进给最大速度： 4m/min，横向进给最大速度： 4m/min。主电机功率 5.5Kw。 1.3.2 技术要求（ 1）利用电动机完成换向和制动。（ 2）各滑移齿轮块采用单独操纵机构。（ 3）进给传动系统采用单独电动机驱动。 nts第 2 章主轴箱传动系统参数计算 17 第 2 章主轴箱传动系统参数计算 2.1 运动参数及转速图的确定 2.1.1 转速范围根据【 1】78P公式（ 3-2）因为已知 22.22902 0 0 0m inm a x nnR n， znR ， =1.41 Z=lglg nR +1=10 根据【 1】77P表 3-5 标准公比。这里我们取标准公比系列 =1.41 2.1.2 转速数列转速数列。因为 =1.41=1.066，根据【 1】77P表 3-6 标准数列。首先找到最小极限转速 45，再每跳过 5个数取一个转速，即可得到公比为 1.41的数列： 90， 125， 180，250， 355， 500， 710,1000,1400,2000 2.1.3 确定结构式对于 Z=10 可以按照 Z=12 来定实现 12 级主轴转速变化

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。