VH50型数控立车主传动系统结构设计【10张CAD图纸+毕业论文+开题报告+外文翻译】

VH50型数控立车主传动系统结构设计

42页 17000字数+论文说明书+外文翻译+开题报告+10张CAD图纸【详情如下】

VH50型数控立车主传动系统结构装配图A0.dwg

VH50型数控立车主传动系统结构设计开题报告.doc

VH50型数控立车主传动系统结构设计论文.doc

主轴A1.dwg

主轴套筒A2.dwg

内隔套A4.dwg

外文翻译--一种基于表面生成仿真的新型机床设计方法及其在飞切机床上的实现  中文版.doc

外文翻译--一种基于表面生成仿真的新型机床设计方法及其在飞切机床上的实现  英文版.pdf

外隔套A4.dwg

法兰盖A2.dwg

法兰盘A2.dwg

电机安装板A2.dwg

皮带轮A2.dwg

齿形皮带轮A3.dwg

摘要：

该论文主要研究的是VH50型数控立车主传动系统，它是机床在加工时直接带动工件作旋转实现零件切削的主运动机构。运用了类比法，综合分析法主要从主传动系统的设计要求、主传动方式、主轴受力分析、主轴组件的平衡，动态特性，刚度的计算、主轴轴承以及成本经济分析等方面进行了研究，确定了主传动方案。研究此类机床更适合现代机械制造业的生产方式，有广阔的发展前景。相比普通数控车床，它有很多特色与创新的地方，比如通过对其主轴组件的研究分析，其加工精度和加工效率更高；通过对轴承冷却润滑的分析，润滑效果更好，降低了磨损，使主传动系统具有良好的精度保持性，增加了机床的使用寿命。因此，它具有很好的应用价值，将会被广泛应用于机械制造业。

关键词：数控车床 主传动系统 主轴 主轴轴承

Title VH50 CNC Vertical Lathe Main Transmission Structural Design                                           

Abstract

In this paper,the main study is VH50 CNC vertical lathe main transmission, which is directly contributing to the machine when processing a workpiece for rotary cutting implement parts of the main motion mechanism.Use of the analogy, a comprehensive analysis,it is mainly from the design requirements, the main transmission mode, the spindle force analysis, aspects of the spindle assembly balance, dynamic characteristics, stiffness calculation, spindle bearings and cost-analysis were studied to determine the main transmission scheme.Such research is more suitable for machine production of modern machinery manufacturing industry, there are broad prospects for development.Compared with ordinary CNC lathes, it has many features and innovative place,such as by studying the spindle assembly of its analysis, its higher machining precision and efficiency, so that the main drive system with good accuracy stable;By cooling the bearing lubrication analysis, better lubrication, reducing wear and tear, so that the main drive system with good precision to maintain and increase the life of the machine.Therefore, it has great value, it will be widely used in machinery manufacturing.

Keywords: CNC lathes  Main transmission  Spindle  Spindle bearings

目  录

前  言 1

第一章 绪  论 2

    1.1 课题背景及目的 2

    1.2 国内外研究现状及发展趋势 3

    1.3 课题研究内容和意义 5

      1.3.1 课题研究内容 5

      1.3.2 研究意义 5

第二章 主传动系统的设计 7

    2.1 主传动系统的设计要求 7

    2.2 主传动特点 7

    2.3 主传动方式 7

    2.4 电机型号的选择 9

第三章 主轴组件的结构设计 11

    3.1 对主轴组件的要求 11

      3.1.1 主轴组件的性能要求 11

      3.1.2 主轴组件的技术要求 12

    3.2 主轴 13

      3.2.1 主轴的功用 13

      3.2.2 主轴的主要尺寸参数 14

      3.2.3 主轴材料的选择及热处理 14

    3.3 主轴切削扭矩的计算 14

    3.4 主轴受力分析及主轴最佳支承计算 15

    3.5 主轴组件的动态特性 20

    3.6 主轴组件的平衡 21

    3.7 主轴组件的刚度计算 22

第四章 主轴轴承 24

    4.1 轴承的选用 24

    4.2 轴承的配置形式 24

    4.3 主轴前后轴承寿命计算 24

    4.4 轴承的预紧 27

      4.4.1 轴承预紧的意义 27

      4.4.2 轴承预紧方式 28

      4.4.3 轴承预紧力的确定 28

    4.5 主轴轴承的润滑与密封 29

第五章 技术经济分析 31

    5.1 技术成本分析的目的与意义 31

    5.2 成本计算依据 31

    5.3 成本材料构成 32

      5.3.1 非标准件 32

      5.3.2 标准件外购费用 33

第六章 结论 34

致谢 35

参考文献 36

前  言

如今已是一个信息时代的世界，科技进步迅猛发展。数控技术成为当今机械制造业的一个发展方向，对于国家综合国力水平的提升有着深远的影响，是国家产业发展中的一个重要元素。数控技术的发展在一定意义上是物质基础的一个保障，对于产品的质量的保证是不可或缺的。它将不断的创新，这对于机械制造业有着深远的影响。

现在机械加工中大多数都是单件小批量的生产零件，并且要保证零件具有复杂的形状，同时还要有良好的质量和精度。为了解决精密、复杂、单件小批量的零件加工问题，数字控制机床的产生也是必然的了。

数控车床能完成很多工序的切削加工，包括端面、圆柱面、圆锥面、螺纹等，它是一种常用的加工设备，可以进行编程和数字化的控制机床的运动，因而对于较为复杂的轴类零件特别适用。

跟普通机床进行比较，数控车床有很多特点，它可以适合各类产品，加工灵活，使用范围广。它是一种性能很高，且能实现自动化的机床。能满足多品种的生产需求，是典型的机电一体化产品。它体现了一种创新，是科技不断进步的标志，相信会发展的越来越好，更多的应用，服务于制造业。

此次我设计的是VH50型数控立车的主传动系统。其中包括机床的主轴组件，主轴的受力分析，主轴刚度的校核，轴承的配置形式以及轴承的寿命计算等。

第一章 绪  论

1.1 课题背景及目的

目前，机床业较为发达的国家对机床这一产品十分的重视，都在加快发展机电一体化技术和技术先进的数控机床，以此来加快发展工业水平和国民经济，为社会作出贡献。我国共拥有约三百多万台的机床设备，而当中仅有十几万台的数控机床。从现如今的行业发展形势来看，国内的数控机床还是比较好的，产量上去了，每年的产值也有所增加。但在有些方面还是存在欠缺。这样的情况持续到现在，然后几大强国就在国际市场上发起了激烈的行业之间的竞争，并始终保持着相互竞争的关系，尤其是因为电子技术和计算机技术的飞速发展，使得数控机床在1980年后也开始了超速发展。为了满足各种用户的不同需求，也为了吸引全世界人民的眼球，引起更多的关注，各国的机床制造商们纷纷展现出自己的机床水平，改造性能更加良好的机床。

在当今社会，设备制造业已成为一个重要的发展方向。然而就在制造这一方面，还存在着很多的遗憾。因为很多方面都不是中国制造，高档的数字化的控制系统及其零部件还要依赖于国外进口。归根结底，是因为国内的制造还存在技术上的问题，没有创新能力。这也就体现了国内外数控发展之间存在的差距，也是国内的数控发展所面临的以及需要挑战的严峻任务。因此，提高机床的数控占有率是发展的需要，是大有必要的。[1] 

我们可以把数控机床和通用机床作对比，将会发现。除了数控机床能加工形状更为复杂的零件，它加工出的零件精度会更高，装配起来也更方便。它还能进行多种工序的集中性，减少零件的来回次数，节约时间。所以，两者比较，数控机床的优势确实很大。它的加工效率更高，这样不但可以实现一个人看管多台机床，节省了劳动力，同时又能节约时间，充分利用。现在市场的需要供不应求，运用此类机床就能很快的作出响应。除了效率方面，它还有很多功能特点，加工的零件更复杂，精度更高，更符合市场需求。相信它的技术会不断的被开发，并应用于机械制造业。

由于以上优越性，数控化率逐步变大。可以看出在2005年的市场消费内容,数控机床在向相反的趋势发展，通用机床的市场份额下滑,而数控机床则在提升。可以预见的是，未来几年，数控机床会越来越广的被使用。[2]

在这种情况下，我选择研究的课题是VH50型数控立车，主要设计的是其主传动系统结构。它的主要零件包括:主轴箱体,主轴, 轴承,隔套,锁紧螺帽,迷宫法兰,皮带轮，电机安装板及皮带轮张紧块等，该部件动力输出性能及机械性能决定着机床性能和技术经济，它是一个重要指标，直接影响工件的加工质量和切削生产率,通过本次设计可以丰富自己的专业知识面，懂得了更多，同时也是自身能力的一种培养。对于完成课题的设计任务起到了很大的帮助。

1.2 国内外研究现状及发展趋势

随着计算机和软件技术发展越来越迅速，数控机床的控制系统越来越紧凑，多功能化，具有完善的自动编程和自动诊断功能等，在机床制造业中得到广泛应用。满足了复杂及高精密零部件的生产加工，提高了市场适应能力以及竞争能力。

在上世纪，我国的数控机床制造业曾发展迅猛，不少机床厂都有一个转化过程，即实现向数控产品的转化。然而相对来讲，不能保证质量，达不到较高的技术要求。因此，经历了几年艰难时刻，不过时代不断进步发展，原来的计划经济到市场经济的调整已不再存在。国家开始着手国内的机床市场，扩大内需，加强审批，尤其特别注意进口设备，并且进行技术研究，重点投资数控设备，如此一来，对数控设备的发展起到了不小的促进作用。

现在国内的数控机床和国外的相比，因为功能上的限制，还有很明显的差距。国外的绝大多数数控机床所采用的系统都比国内的先进，在国内，引进技术上还有待改善与提高。[3]

第六章 结  论

通过此次毕业设计，我完成了对VH50型数控立车主传动系统结构的设计。更深刻的了解了此类数控车床主传动系统的工作原理和典型结构，对主传动系统的组成及产生的作用有了更深的认识。

数控车床的主传动系统包括主轴、主电机、传动系统与主轴组件等，和普通机床相比，此类数控车床加工的精度更高，能提高产品质量和加工效率。另外，除了满足精度和经济性要求，还大大减轻了工人的劳动强度。

设计过程中存在的主要问题： 

   （1）刚开始设计时，对此类车床的主传动系统的工作原理和结构还不是很了解，所以并未能及时的对机床的零部件进行设计和绘制草图。

   （2）对主轴主传动部分的结构还有很多不明白的地方，查阅了相关资料，并得到导师的指导，才有所了解，所以计算耽误了一些时间。

   （3）运用CAD进行零件图与装配图的绘制过程中，对绘图软件的一些命令还不能熟练操作，造成设计时间的浪费。

设计过程中着重考虑的问题：

   （1）此类车床的主传动是主轴电机通过一对皮带轮传递到主轴上的，属间接传动，所以计算中要注意三角皮带轮的校核，中心距和张紧力的调节这些都要考虑到。

   （2）主轴上还要着重考虑的就是主轴轴承，要分析轴承的受力情况，轴承的配置问题，轴承的预紧，轴承的润滑与密封以及轴承的寿命计算等。

    在了解、熟悉进而掌握这些工程基础知识时，也培养和提高了我的思考和创新能力。此次设计中还有很多特色与创新的地方，比如通过对其主轴组件的研究分析，提高了加工精度和加工效率；通过对主传动系统动态特性的分析，减小了机床的动态误差，提高了精度，改善了主轴系统的动态性能；通过对冷却润滑系统的分析，轴承处具有良好的润滑，降低了磨损，使主传动系统具有良好的精度保持性，增加了机床的使用寿命。所以，学无止境，从中不仅能丰富专业知识，更能培养对于学习的一种态度，它是一种精神，对于自身综合素质的提升大有裨益！

致    谢

    本次关于VH50型数控立车主传动系统结构的设计是在我的导师（教授级高工）的悉心指导下完成的，在我的课题设计过程中，会遇到很多方面的困难，经过导师的耐心指导，给了我很大的帮助。导师以其对教学一丝不苟的作风、严谨治学的态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受启迪。从导师身上，我不仅学到了扎实的专业知识，也学到了做人的道理。她会给我提供很多具有参考价值的资料和宝贵的意见，这对于我完成课题的设计任务无疑是莫大的帮助。导师的教导让我为四年的大学生活画上了一个圆满的句号，在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深的敬意。

在我的课题设计过程中，室友以及很多同学都给了我宝贵的意见和学习上的种种帮助，向他们表示深深的感谢。

在平常学习生活中，还得到了许多学院领导、系（教研室）领导和老师的热情关心和帮助。

最后，向所有关心和帮助过我的领导，老师和同学表示由衷的谢意！

衷心感谢在百忙之中评阅我的设计（论文）和参加答辩的各位老师！   

参 考 文 献

1. 冯桂安. 机械制造装备设计[M].北京：机械工业出版社，1999；113-135. 

2. 符钢,张芳丽. 提高机床制造业的核心竞争力[J].制造技术与机床,2005.09；3-6. 

3. 宋春华. 数控技术的现状及发展趋势[期刊论文].装备制造技术，2011(3).

4. 张曙．数控机床发展的新趋势．机电产品开发与创新，2005.5；7-9.

5. 周延佑. 数控机床发展新趋势与我国相应的对策[J].机械工艺师,     2001.02；5-71.

6. 刘小敏. 我国数控机床的现状与发展.机械研究与应用，2006.08；4-19.

7. 师鸿飞等.我国数控机床的现状和发展趋势,2004.08.13；42-46.

8. 李劲松. 论我国数控技术和装备发展动态与趋势[J].机电新产品导报，2006.06.

9. 陈婵娟. 数控车床设计.北京：化学工业出版社，2006.02；86-92.

10. 全国数控培训网络天津分中心组编. 数控机床.北京：机械工业出版社，2006.07；26-28.

11. 吴宗泽. 机械零件设计手册（第二版），机械工业出版社，2013.09；103-106.

12. 闻邦椿. 机械设计手册(第五版)，第二卷[M].北京：机械工业出版社，2010.01；126-128.

13. 王爱玲. 现代数控机床（第二版），北京：国防工业出版社，2005.08；146-189.

14. 毕承恩. 现代数控机床，北京：机械工业出版社，1993；236-245.

15. 良贵，纪名刚. 机械设计[M].北京：机械工业出版社，2001；301-