带有卸荷装置的加工中心主传动系统设计【4张CAD图纸+毕业论文】【答辩通过】

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摘要
本文介绍了立式加工中心的一些基本概况，简述了机床主传动系统方面的原理和类型，分析了各种传动方案的机理。立式加工中心主传动系统由主轴电动机、主轴传动系统和主轴组件三部分组成。本文详细介绍了立式加工中心主传动系统的设计过程，该立式加工中心选用多楔带传动，该种传动方式的特点在于它能使主传动系统的结构比较简单，而且避免了齿轮传动的振动和噪声。文中介绍了立式加工中心主传动系统各种传动方案优缺点的比较、主传动方案的选择和确定、主传动变速系统的设计计算、主轴组件的设计并确定主轴的卸荷装置和结构形式以及关键零件的校核等设计过程。
关键词：数控机床 立式加工中心 主传动系统 主轴组件 卸荷装置

Abstract

Some basic concepts and the general knowledge of the vertical machining center were introduced in this paper. The principle and types of the main drive system, analysis mechanism of the transmission project are brief described. The spindle drive system of vertical machining center, including spindle drive motor, transmission and spindle subassembly. The design process of vertical machining center main drive system were introduced in detail in this paper. The vertical machining center used arc tooth timing belt drive, the species transmission features is that it enables the structure of main drive system is relatively simple, and to avoid the noise and vibration. Compared of the program merit and demerit are detailed, the program options and determines of vertical machining center spindle drive system is detailed, main gearshift system and spindle is subassembly designed in this paper.
Key Words: CNC  Vertical machining center Main drive system  Spindle subassembly Unloading device

目  录

第一章 绪论 …………………………………………………………………………… 1
  1.1、引言 ………………………………………………………………………1
1.2、数控机床的基本概况 ………………………………………………………………1
1.3、加工中心的基本概念和分类 ………………………………………………………2
1.4、加工中心的结构组成 ………………………………………………………………3
1.5、加工中心的发展趋势 ………………………………………………………………3
第二章 加工中心主传动系统方案的确定 …………………………………………5
2.1 加工中心主传动系统简介 ………………………………………………………5
2.2 对加工中心主传动系统的要求 …………………………………………………5
2.3 主传动的类型及方案选择 ………………………………………………………6
2.4 主传动系统设计条件 ………………………………………………………… 7
第三章 主传动变速系统主要参数计算 ………………………………………… 8
3.1 计算切削功率 ………………………………………………………………… 8
3.2 计算主传动功率 ……………………………………………………………… 8
3.3 确定电动机型号 ……………………………………………………………… 9
3.4多楔带传动的计算 ………………………………………………………………… 9
3.5 主轴的卸荷装置……………………………………………………………………11
3.5.1 径向力的卸荷………………………………………………………………12
3.5.2 轴向力的卸荷………………………………………………………………13
第四章 主轴组件设计 ……………………………………………………… 14
4.1 主轴组件的设计要求和步骤 ………………………………………………… 14
4.1.1 主轴组件的设计要求 ………………………………………………… 14
4.1.2 主轴组件的设计步骤 ………………………………………………… 15
4.2主轴的设计要求 ……………………………………………………………… 15
4.2.1 主轴的主要尺寸参数 ………………………………………………… 16
4.2.2 主轴轴端结构 ………………………………………………………… 16
4.2.3 主轴的材料和热处理 ………………………………………………… 16
4.2.4 主轴主要精度指标 …………………………………………………… 17
4.3 主轴滚动轴承 ………………………………………………………………… 17
4.3.1 滚动轴承类型 ………………………………………………………… 17
4.3.2 主轴轴承配置与调整 ………………………………………………… 17
4.4主轴组件的设计计算 ………………………………………………………… 19
4.4.1 初选主轴直径 ………………………………………………………… 19
4.4.2 主轴悬伸量的确定 …………………………………………………… 19
4.4.3 主轴最佳跨距的选择 ………………………………………………… 19
4.5 主轴组件的校核计算 ………………………………………………………… 20
4.5.1 主轴组件的刚度计算 ………………………………………………… 20
4.5.2 主轴组件的强度计算 ………………………………………………… 21
4.5.3 轴承的校核计算 ……………………………………………………… 23
4.5.4 键的校核计算 ………………………………………………………… 25
4.6 主轴内部刀具自动夹紧机构及切屑清除装置 ……………………………… 26
4.7 主轴组件的润滑与密封 ……………………………………………………… 26
4.8 提高主轴组件性能的措施 …………………………………………………… 27
结论 ………………………………………………………………………………… 29
参考文献……………………………………………………………………………… 30
致谢…………………………………………………………………………………… 31

第一章绪 论
1.1、引言
毕业设计是对我们大学四年期间所学知识的一次综合运用过程，是对大学四年所学知识的一次总结，是一次较全面的设计训练，是理论联系实际的重要实践性环节，是我们在理论学习和生产实践基础上迈向工程设计的一个转折点。在这一学习过程中，培养了我们运用所学知识解决问题的能力，提高了我们对产品整体设计把握的能力。通过这次毕业设计，可以培养和提高我们综合运用所学机械方面的课程和其它以前所学的各科基础知识和专业知识、结合生产实际去分析和解决工程实际问题的能力；可以学习机械设计的一般程序，熟悉和掌握通用机械零件、机床传动系统和简单机械的设计方法和步骤，培养创造性思维能力和增强独立、全面、科学的工程设计能力；可以完成机械设计基本技能的训练，学会使用各种设计资料（标准、规范、手册、图册等）、经验估算、数据处理及编写设计计算说明书。
本次毕业设计的课题是设计一个带有卸荷装置的立式加工中心的主传动系统。参考TH5640立式加工中心，初步了解到该型号立式加工中心主传动系统采用多楔带传动，从主轴电动机经一级带传动传递给主轴。在本文中，详细介绍了立式加工中心主传动系统传动方案的选择设计、电动机选型及功率的计算、多楔带传动的计算、各种零件的设计并确定主轴的卸荷装置和结构形式及关键零件的校核等设计过程