4981-MJ-50型数控车床主传动系统设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】
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4981-MJ-50型数控车床主传动系统设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】,mj,50,数控车床,传动系统,设计,机械,毕业设计,全套,资料,已经,通过,答辩
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毕业设计 (论文 ) 数控车床主传动系统设计 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 指导教师 年 月 15 日 本科毕业设 计 （论文 ） 任务书 工 学院 机械 系 机械设计制造及其自动化 专业 08 级 2 班 学 号 学生 指导教师 毕业设计（论文）题目 50 型数控车床主传动系统设计 毕业设计（论文）工作内容与基本要求 （目标、任务、途径、方法，应掌握的原始资料（数据）、参考资料（文献）以及设计技术要求、注意事项等）（纸张不够可加页） 一、设计技术要求、原始资料（数据）、参考资料（文献） 1、设计要求：主要是数控车床主传动系统的结构设计，以 结构设计 和关键零部件设计为主线， 以理论计算及计算机辅助设计为辅的综合性题目 。 2、参考文献：数控机床 构造、 机械设计 、机械原理、 金属工艺学及热处理、机械设计手册、机械工程手册等资料。 二、 设计目标与任务 1、查阅文献资料不少于 12 篇，其中外文资料不少于 2 篇；编写文献综述（不少于 3000 字）。 2、翻译外文科技资料，不少于 3000 字。 3、完 成开题报告。 4、完成数控车床主传动系统总体结构设计，绘制装配图、部件图和零件图，折合折合 纸 3 张以上。 5、编写设计说明书， 不少于 8000 汉字。 6、刻录光盘。 三、 时间安排 1 3 周 完成开题报告、文献翻译、文献综述等 4 11 周 完成总体设计、撰写说明书等 12 13 周 修改论文、资格审查等 13 周 毕业答辩 毕业设计（论文 ）时间 ： 年 12 月 15 日至 年 4 月 30 日 计 划 答 辩 时 间： 年 5 月 19 日 专业（教研室）审批意见： 审批人 签名： 毕业设计（论文） 第 I 页 控车床主传动系统 摘要 科学技术和社会生产的不断发展，对机械产品的性能、质量、生成率和成本提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一。单件、小批量生产占机械加工的 80%左右，一种适合于产品更新换代快、品种多、质量和生产效率高、成本低的自动化设备的应用已迫在眉睫。而数控机床这一集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机，适应了这种要求，满足了目前生产需求。数控机床 的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置。 因此了解数控车床的结构与工作原理是操作、维修、改进数控车床的前提，也是设计一款数控车床的基本。基于此本文介绍了 关键词： 机械加工，数控车床，主传动系统 毕业设计（论文） 第 NC of is to of of or 0% of a of of is of of of to in of of is of a s of is of of it in So NC of is of NC is a on NC 毕业设计（论文） 第 目录 1 绪论 . 1 控车床的现状及前景 . 1 控车床的组成与适用范围 . 1 控车床的组成 . 1 控车床的特点 . 3 控车床的分类 . 3 内外数控车床主传动系统的发展 . 4 控车床发 展总趋势 . 4 国发展数控车床存在的主要问题 . 5 2 主传动系统设计与结构说明 . 8 计思想 . 8 控车床的布局 . 8 控车床的主要技术参数 . 8 传动系统特点 . 9 主传动系统的要求 . 9 传动系统的方式 . 11 传动系统主要技术指标的确定 . 12 力参数的确定 . 12 运动调速范围的确定 . 14 轴计算转速的确定 . 15 3 主轴组件的设计与校核 . 17 轴箱的结构 . 17 动皮带的设计和选定 . 18 轴的设计与校核 . 20 轴支撑的选择 . 25 承的选择 . 25 承的预紧 . 26 承的润滑 . 26 轴驱动装置、工作特性及速度控制 . 27 机的选择 . 28 流主轴驱动装置及其工作特性 . 28 流主轴电机的调速 . 29 轴转速的自动变换 . 30 轴 旋转与轴向进给的同步控制 . 31 轴旋转与径向进给的同步控制 . 31 结论 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 毕业设计（论文） 第 1 页 1 绪论 控车床的现状及前景 当前的世界已进入信息时代，科技进步日新月异。生产领域和高科技领域中的竞争日益加剧，产品技术进步、更新换代的步伐不断加快。现在单件小批量生产的零件已占到机械加工总量的 80%以上，而且要求零件的质量更高、精度更高，形状也日趋复杂化，这是摆在机床工业面前的一个突出问题。 数控车床利用数字化的信息对车床运动及加工 过程进行控制，是一种可编程的通用加工设备，能自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，所以特别适合加工形状复杂的轴类和盘套类零件。 与通用机床和专用机床相比，数控车床具有加工灵活、通用性强、能适应产品的品种和规格频繁变化的特点，能够满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求，是一种柔性的、高性能的自动化车床，代表了现代控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品，因此被广泛应用于机械制造业。 数控车床的主传动系统包括主轴电机、传动系统与主轴组件，与普通机床比，变速功能绝大部分 由主轴电机的无级调速来承担，省去了繁杂的齿轮变速机构，结构简单，有些只有两极或三级齿轮变速机构系统用以扩大电机无级调速的范围。 控车床的组成与适用范围 控车床的组成 数控车床由以下几个部分组成： 1、 程序介质 根据零件的几何和工艺要求，确定零件加工的工艺过程和工艺参数，然后按规定的代码和格式编制数控加工程序。编制程序的工作可由人工完成，也可以用计算机自动编程系统来完成。比较先进的数控车床，可以在它的数控装置上直接编程。 毕业设计（论文） 第 2 页 编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储 介质上，称为程序介质，可以是穿孔纸带、磁带、磁盘等。 2、 输 入输出装置 输入输出装置主要用于零件数控程序的编制、存储、打印和显示等。简单的输入输出装置只包括键盘和发光二极管显示器。一般的输入输出装置除了人机对话编程键盘和 包括纸带、磁带和磁盘输入机、穿孔机等。高级的数控系统还使用自动编程机或 统。 3、 数控装置 数控装置是数控车床的核心。它根据输入的程序和数据，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令。 4、 伺服驱动系统、位置检测 装置及辅助控制装置 伺服驱动系统由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成，并于车床的执行部件和机械传动部件组成数控车床的进给系统。它根据数控装置发出来的速度和位移指令，控制执行部件的进给速度、方向和位移。每个进给运动的执行部件，都配有一套伺服驱动系统。伺服驱动系统由开环、半闭环和闭环之分。在半闭环和闭环伺服驱动系统中，还得使用位置检测装置，间接或直接测量执行部件的实际进给位移，与指令位移进行比较，按闭环原理，将其误差转换放大后控制执行部件的进给运动。 5、 机床的机械部件 数控车床的机械部件包括：主运 动部件，进给运动执行部件如工作台、拖板及其传动部件和床身立柱等支承部件，还有冷却、润滑、转位和夹紧等辅助装置。对于加工中心车床，还有存放刀具的刀库，交换刀具的机械手等部件。 6、 数控车床的工艺范围 数控车削是数控加工中用的最多的加工方法之一。其工艺范围较普通机床宽的多，凡是能在数控车床上装夹的回转体零件都能在数控车床上加工，特别是形状复杂的轴类或盘类零件。主要包括 : （ 1） 精度要求高的回转体零件； （ 2） 轮廓形状复杂的回转体零件； （ 3） 表面粗糙度好的回转体零件； （ 4） 特殊 的螺纹的回转体零件； 毕业设计（论文） 第 3 页 （ 5） 超精密、超低表面粗糙的零件。 控车床的特点 1、 加工对象改型的适应性强 由于在数控车床上改变加工零件时，只需要重新编制程序就能实现对零件的加工，它不同于传统的车床，不需要制造、更换许多工具、夹具和检具，更不需要重新调整车床。因此，数控车床可以快速的从加工一种零件转变为加工另一种零件，这就为单件小批以及试制新产品提供了极大的便利。它不仅缩短了生产准备周期，而且节约了大量工艺装备费用。 2、 加工精度高，质量稳定 数控车床本身的精度较高，还可以 利用软件进行精度校正和补偿，加工零件按数控程序自动进行，可以避免人为的误差。因此，数控车床可以获得比普通车床更高的加工精度。尤其提高了同批零件生产的一致性，产品质量稳定。 3、 生产效率高 数控车床上可以采用较大的切削用量，有效地节省了机加工时。还有自动换刀转速、自动换刀和其它辅助操作自动化等功能，而且无需工序间的检验与测量，故使辅助时间大为减缩。 4、 自动化程度高 数控车床对零件的加工时按事先编好的程序自动完成的，操作者除了操作面板、装卸零件、关键工序的中间测量以及观察机床的运行之外，其他的 机床动作直至加工完毕，都是自动连续完成，不需要进行繁重的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均大为减小，劳动条件也得到相应的改善。 5、 减轻劳动轻度，改善劳动条件。 由于数控机床是自动完成对零件的加工的，许多动作不需要操作者进行，因此劳动条件和劳动强度大为改善。 6、 有利于生产管理 采用数控机床，有利于向计算机控制和管理生产方向发展，为实现制造和生产管理自动化创造了条件。 控车床的分类 毕业设计（论文） 第 4 页 1、 按数控系统的功能分类 （ 1）经济型数控车床 （ 2）全功能性数控车床 （ 3）车 削中心 （ 4） 2、 按主轴的配置形式分类 （ 1）卧式数控机床 （ 2）立式数控机床 3、按数控系统控制的轴数分类 （ 1）两轴控制的数控机床 （ 2）四轴控制的数控机床 4、 其他分类方法 按加工零件的基本类型分为卡盘式数控车床；按数控系统的不同控制方式分为直线控制数控车床、轮廓控制数控车床等；按性能可分为多主轴车床、双主轴车床、纵切式车床、排刀式车床等。 内外数控车床主传动系统的发展 控车床发展总趋势 近年来，随着数控加工技术的不 断发展，数控车床的主传动系统也呈现出一些新的发展趋势，如主轴转速的高速化、功能结构的复合化、柔性化。 1、 高速主轴单元 为了适应数控加工高速化的发展，目前越来越多的高速数控车床采用了电主轴。电主轴又称内置式电动机主轴单元，就是将高速的主轴电动机置于主轴内部，通过交流变频控制系统，使主轴获得所需的工作转速和转矩，实现电动机、主轴的一体化功能；取消了皮带、带轮和齿轮等环节，大大减少了主传动的转动惯量，提高了主轴动态响应速度和工作精度，彻底解决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题；可精确实现主轴的定 位和轴传动功能。采用电主轴结构可使主轴转速达到 毕业设计（论文） 第 5 页 10000r/融合了尖端的高速精密轴承、润滑技术、冷却技术、高速变频驱动技术，是技术含量很高的机电一体化产品。 2、 功能复合化、柔性化 随着数控车床对加工对象的适应性的不断提高，数控车床（特别适合主传动系统）的设计发生了很大变化，并向着功能复合化和系统柔性化的方向发展。 功能复合化的目的是进一步提高机床的生产效率，使用于非加工辅助时间减至最少。通过功能的复合化，可以扩大车床的使用范围、提高效率，实现一机多用、一机多能，即一台数控车床既可以实现车 削功能，也可以实现铣削加工 。宝鸡机床厂已经研制成功的 机床同时具有 X、 轴和 过轴，可以实现平面铣削和偏孔、槽的加工。该机床还配置有强动力刀架和副主轴。副主轴采用内藏式电主轴结构，通过数控系统可直接实现主、副主轴转速同步。该机床工件一次装夹即可完成全部加工，极大地提高了效率。 数控车床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点 (数控单机、加工中心和数控复合加工机床 )、线 (面 (工段车间独立制造岛、 体 (布式网络集成 制造系统 )的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标，注重加强单元技术的开拓和完善。 速度和高柔性方向发展。数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与 信息集成方向发展。网络系统向开放、集成和智能化方向发展。 由此可见，现代数控车床主传动系统设计不仅限于只满足原有的 基本要求，还要综合考虑现代制造对机床的整体要求，如制造控制、过程控制以及物料传送，以缩短产品的加工时间、周转时间、制造时间，以最大限度的提高生产率。 国发展数控车床存在的主要问题 我国于 1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在 19581979年间为第一阶段，从 1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展 毕业设计（论文） 第 6 页 条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用于生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实 事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共 11国 (地区 )引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。 在 20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性 能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处於从仿制走向自行开发阶段，与日本数控车床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。 中国今后要加速发展数控机床产业，既要深入总结过往的经验 教训，切实改善存在的问题，又要认真学习国外的先进经验，沿正确的道路前进。建议切实做好以下几点： (1)中国厂多人众，极需正确的方针、政策对数控车床的发展进行有力的指引。应学习美、德、日经验，政府高度重视、正确决策、大力扶植。在方针政策上，应讲究科学精神、经济实效，以切实提高生产率、劳动生产率为原则。在方法上，深入用户，精通工艺，低中高档并举，学习日本，首先解决量大而广的中档数控机床，批量生产，占领市场，减少进口，扩大出口。在步骤措施上，必须使国产数控系统先进、可靠，狠抓产品质量与配套件过关，打好技术基础。 近期重在打基础，建立信誉，扩大国产数控车床的国内市场份额，远期谋求赶超世界先进水平，大步走向世界市场。 (2)必须狠抓根本，坚持“以人为本”，加速提高人员素质、培养各种专家人才，从根本上改变目前低效、落后的状态。人是一切事业成败的根本，层层都要重视“培 毕业设计（论文） 第 7 页 才、选才、用才”，建立学习型企业，树立企业文化，加速培育新人，培训在职人员，建立师徒相传制度，举办各种技术讲座、训练班和专题讨论会，甚至聘请外国专家、顾问等，尽力提高数控。 毕业设计（论文） 第 8 页 2 主传动系统设计与结构说明 计思路 本设计师参照济南第一机床厂的 数控车床来进行设计：床身和导轨的布局采用水平床身斜滑板；主轴驱动采用交流伺服电动机无机调速，采用 给系统也使用交流伺服电动机驱动，使用同步带机构减速，采用滚珠丝杠副进行传动；刀架系统使用回转刀架机构；尾座使用标准尾座。 控车床的布局 控车床为两坐标连续控制的卧式车床。床身为平床身，床身导轨上面支承着 30度倾斜布置的滑板，排屑方便。导轨的横截面为矩形，支承刚性好，且导轨上配置有防护罩。床身的左上方安装有主轴箱，主轴有 去 变速传动装置，因此使主轴箱的结构变得十分简单。为了快速而省力地装夹工件，主轴卡盘的夹紧与松开是由主轴尾端的液压缸来控制的。 床身右上方安装有尾座。该机床有两种可配置的尾座，一种是标准尾座，另一种是选择配置的尾座。 滑板的倾斜导轨上安装有回转刀架，其刀盘上由 10个工位，最多安装 10把刀具。滑板上分别安装有 轴的进给传动装置。 根据用户的要求，主轴箱前端上可以安装对刀仪，用于机床的机内对刀。检测刀具时，对刀仪的转臂摆出，其上端的接触式传感器测头对所有刀具进行检测。检测完成后，对刀仪的转臂摆回到原位，且测头 被锁在对刀仪防护罩中。 机床上配置有操作面板，机床防护门，可以配置手动防护门，也可以配置气动防护门。液压系统的压力由压力表显示。附有主轴卡盘夹紧与松开的脚踏开关。 控车床的主要技术参数 允许最大工件回转直径 500大切削直径 310大切削长度 650 毕业设计（论文） 第 9 页 主轴转速范围 35 3500r/续无级 ) 其中恒扭矩范围 35 437 r/中恒功率范围 437 3500 r/轴通孔直径 80管直径 65架有效行程 182 675速移动速度 10m/轴 15m/装刀具数 10把 刀具规格 车刀 25刀 12刀方式 刀盘就近转位 分度时间 单步 180 ;座套筒行程 130轴 30 超载 11/15给伺服电动机 C 轴 床外形尺寸（长 x宽 2995传动系统特点 1、 目前数控机床的主传动电动机已不再采用普通的交流异步电动机或传统的直流调速电动机，它们已逐步被新型的交流调速电动机和直流调速电动机所代替。 2、转速高，功率大。它能使数控机床进行大功率的切削和高速切削，实现高效率加工。 3、 变速范围大。数控机床的主传动系统要求有较大的调速范围，一般 100，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。 4、主轴速度的变换迅速可靠。数控机床的变 速是按照控制指令自动进行的，因此变速机构必须适应自动操作的要求。由于直流和交流主轴电动机的调速系统日趋完善，不仅能够方便地实现宽范围的无级变速，而且减少了中间传递环节，提高了变速控制的可靠性。 主传动系统的要求 数控机床的主传动系统除应满足普通机床传动要求外，还有如下要求： 毕业设计（论文） 第 10 页 1、旋转精度 主轴的旋转精度上是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴，轴承，箱体孔的的制造，装配和调整精度。还决定于主轴转速， 支撑的设计和性能，润滑剂及主轴组件的平衡。通用（包括数控）机床的旋转精度已有标准规定可循。 2、静刚度 主轴组件的静刚度（简称刚度）反映组件抵抗静态外载荷变形的能力。影响主轴组件弯曲刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承的型号，数量，配置形式和欲紧，前后支撑的距离和主轴前端的悬伸量，传动件的布置方式，主轴组件的制造和装配质量等。各类机床主轴组件的刚度目前尚无统一的标准。 3、抗振性 主轴组件工作时产生震动会降低工件的表面质量和刀具耐用度，缩短主轴轴承寿命，还会产生噪声影响环境。振动表现为强迫振动和自 激振动两种形式。影响抗振性的因素主要有主轴组件的静刚度，质量分布和阻尼（特别是主轴前支撑的阻尼）主轴的固有频率应远大于激动力的频率，以使它不易发生共振。目前，尚未制定出抗振性的指标，只有一些实验数据可供设计时参考。 4、升温和热变形 主轴组件工作时因各相对运动的处的摩擦和搅油等而发热，产生温升，从而使主轴组件的形状和位置发生变化（热变形）。主轴组件受热伸长，使轴承间隙发生变化。温度是使润滑油粘度降低，降低了轴承的承载能力。主轴箱因温升而变形，使主轴偏离正确位置。前后轴承的温度不同，还会导致主轴轴线倾斜。 由 于受热膨胀是材料固有的性质，因此高精度机床要进一步提高加工精度，往往受热变形的限制。研究如何减少主轴组件的发热，如何控制温度，是高精度机床主轴组件的研究的主要课题之一。 5、耐磨性 毕业设计（论文） 第 11 页 主轴组件的耐磨性是指长期保持原始精度的能力，即精度保持性。对精度有影响的首先是轴承，其次是安置刀，夹具和工件的部位，如锥孔，定心轴径等。为了提高耐磨性，一般机床主轴上的上述部分应淬硬至 右，深约 1 6、材料和热处理 主轴承载后允许的弹性变形很小，引起的应力通常远远小于钢的强度极限。因此，强度一般不做为选材的依据。 主轴的形状，尺寸确定之后，刚度主要取决于材料的弹性模量。各种材料的弹性模量几乎相同，因此刚度也不是选材的依据。 主轴材料的选择主要根据耐磨性和热处理变形来考虑。数控机床的材料通常是 45号或 60 号优质中碳钢，需调质处理。 7、主轴的结构 为了提高刚度，主轴的直径应该大些。前轴承到主轴前端的距离（称悬伸量）应尽可能小一些。为了便于装配，主轴通常作成阶梯形的，主轴的结构和形状与主轴上所安装的传动件，轴承等零件的类型，数量，位置和安装方法有直接的关系。 主轴中孔用与通过棒料，拉杆或其它工具。为了能够通过更大的棒料， 车床的中空希望大些，但受刚度条件的影响和限制，孔径一般不宜超过外径的 70%。 传动系统的方式 机床主传动系统可分为分级变速传动和无级变速传动。分级变速传动是在一定范围能均匀的、离散地分布着有限级数的转速，主要用于普通机床。无级变速形式可以在一定范围内连续改变转速，以便得到满足加工要求的最佳转速，能在运转中变速，便于自动变速。数控车床得主传动系统通常采用无级变速。 与普通车床相比，数控车床的主传动采用交、直主轴调速电动机，电动机调速范围大，并可无级调速，使主轴结构大为简化。为了适应不同的加工需求数控车 床主传动系统有以下三种方式： 1、电动机 直接驱动 主轴电动机与主轴通过联轴器直接连接，或采用内装式主轴电动机驱动。采用直接驱动可大大简化主轴箱结构，能有效地提高主轴刚度。这种传动的特点是主轴转速 毕业设计（论文） 第 12 页 的变化、输出转矩与主轴的特性完全一致。但因主轴的功率和转矩特性直接决定主轴电机的性能，因而这种变速传动的应用受到一定限制。 2、 采用定比传动 主轴电动机经定比传动给主轴。 定比传动可采用带传动或齿轮传动，这种传动方式在一定程度上能满足主轴功率和转矩的要求，但其变速范围仍和电动机的调速范围相同。 目前，交 流、直流主轴电动机的恒功率转速范围一般只有 2 4，而恒转矩范围则达 100以上；许多大、中型机床的主轴要求有更宽的恒功率转速范围。很明显，这种情况下主轴电动机的功率特性和机床主轴的要求不匹配 :调速电动机的恒功率范围远小于主轴要求的恒功率变速范围。所以这种变速方式多用于小型或高速数控机床。 3、采用分档变速方式 采用这种变速方式主要是为了解决主轴电动机的功率特性和机床主轴功率特性不匹配。变速多采用齿轮副来实现，电动机的无级变速配合变速机构可确保主轴的功率、转矩要求，满足各种切削运动的转矩输出，特别是保证低速时 的转矩和扩大恒功率的调速范围。 4、 用两个电机分别驱动主轴 上述两种方式的混合传动，高速时带轮直接驱动主轴，低速时另一个电机通过齿轮减速后驱动主轴。 传动系统主要技术指标的确定 力参数的确定 控车床，床身最大回转直径 500大工件长度 650轴通孔直径80以加工直线、锥度、球面、螺纹罩等，功能齐全、精度可靠、操作方便。主传动系统的主要参数有动力参数和运动参数。动力参数是指主运动驱动电动机的功率；运动参数是指主运动变速范围。根据数控车床的加工工艺、 加工对象、所要求的精度、成本及生产周期并结合国内外机床发展现状确定数控车床主要技术指标。 毕业设计（论文） 第 13 页 图 主轴传递的功率或扭矩与转速之间的关系如图 当机床处在连续运转状态下，主轴的转速在 437 3500r/轴应能传递电动机的全部功率 11线）为主轴的恒功率区域。在这个区域内，主轴的最大输出扭矩（ 245N m）应随着主轴的转速的增高而变小。主轴转速在 35 437r/是主轴的输出扭矩不变，称为主轴的恒扭矩区域 I（ 实线）。在这个区域内，主轴所能传递的功率随着主轴的转速的降低而降低。电动机的超载功率为 15载的最大输出扭矩为 334 N m。 主传动中个传动件的尺寸要根据传动功率来确定。传动功率过大，使传动件尺寸粗大，电动机常在低负载下工作，功率因数小而浪费能源；功率过小将限制车床切削加工能力而降低生产效率。因此需合理确定主传动功率。但由于实际加工过程切削用量变化范围大、传动件之间的摩擦等不确定因素，用理论计算方法来确定主传动功率尚有困难，可通过类比、统计方法相互比较来确定。 查机电一体化手册车削功率在 8 16间根据切削功率 估算 ,即 。主传动链的功率效率 = 数控车床多采用调速电动机和较短的机械传动链，效率较大，因此取 =估计 毕业设计（论文） 第 14 页 数控车床的加工范围一般都比较大，切削功率 其主切削抗力 60000Vp N； v m/ 查金属切削手册知，以硬质合金刀具车削合金结构钢为例，数控车床有代表型的主切削力的切 向分力 约在 2500左右，切削速度取 90 250r可 知道 考虑到空转运转的功率损失，如各传动件在空转运行时的摩损功耗，传动件的搅油和克服空气阻力功率以及其其它动载荷的摩擦损耗等。 照国内外同类机床的电动机功率，此机床可以选取功率为 11/15C 伺服电动机驱动，经一级 1： 1的带传动带动主轴旋转，使主轴在 35 3500r/轴箱内部省去了齿轮传动变速机构，因此减少了原齿轮传动对主轴精度的影响，并且维修方便。 运动调速范围的确定 主 轴转速 n 由切削速度 v （ r/工件的直径 d （ 确定 1000 ( / m i n ) (计算该数控车床 m i nm i n m a (m a xm a xm i (则数控车床变速范围 毕业设计（论文） 第 15 页 nR n(代入公式，选择 据车床上几 种典型加工情况考虑 ，不可能将一切情况考虑进去，也不是加工情况的最大值和最小值。 经统计分析车床的最高转速出现在硬质合金刀具精车钢料的外圆工艺中，最低转速出现在高速工具钢刀具精车合金钢工件的梯形丝杠中。由工艺手册可知硬质合金刀具刀具精车钢料的丝杠 m a x 2 5 0 r / m i ；高速车刀粗车圆柱体 m i n 3 0 5 0 r / m i （随被吃刀量与进给量的增加而减少）；高速工具钢低速精车丝杠 m i n 1 . 5 / m i ，车床主参数 500工 丝杠的最大直径 50d ，则 0 . 5 0 . 5 5 0 0 2 5 0d D m m m m m i n m a x( 0 . 2 0 . 2 5 ) ( 4 6 5 8 )d d m m 取 d =50 m a x m a =1000 25050 =3591 r/1000 30230 =r/于现代数控车床向高速高精度方向发展，考虑到今后的技术储备，类比行业中同类数控车床的转速范围初步选取0 r/500 r/ 则数控车床总变速范
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