数控雕铣机主传动系统机械设计2

学院毕业设计（论文）题目数控雕铣机主传动系统机械设计作者系（部）机械工程学院专业班级机械设计与制造08级（1）班指导教师职称讲师二一一年一月十八日I毕业设计（论文）任务书课题名称数控雕铣机主传动系统机械设计系别机械工程学院专业/班级机械设计与制造08级（1）班学生姓名学号指导教师单位/职称机械工程学院/讲师课题来源科研课题成果形式论文所属岗位机械加工与设计一、毕业设计（论文）课题的主要内容、任务和目标、基本要求等根据已知条件确定极限转速、公比、结构网和结构式、绘制转速图，得到主运动传动系统图；完成一份机床主运动说明书以及典型零件计算校核说明书；完成机床各部分工作情况的说明和要求；完成一张机床装配图和若干张机床零件图。二、实G17353要求G20042岗实G1076单位要与机械加工岗位G11468G1863，G7114G1940012G2620，要求G10099G5725所G1363G11004的机械加工工G1867的工作G2419G10714，G5194G14033G10099G13463G6817作加工G1998G2524G10714的零件，G4557零件的加工工G14414和工G5219及G6984件的装配G7389所G1114G16311。加G5390动G6175G14033G2159的G3533G1871。加G5390G4557数控机床的G16760G16794和G6817作，G14033G10432G12447G16311G1927机床G7053G19766G12628单的G19394题，G5194G4557G14270G5061的毕业设计G1582G1474G6925和完G2904。G989、G17839G5242G4445G6502G20、校内G7609G19417文G10498G17176G7021，完成G5332题G6265G2590；（G20G2620）；G21、根据数控雕铣机的G1867G1319G2454数，确定G5647G1319设计G7053G7708；G2524G10714G17885G2474G11017动机；（G20G2620）；3、根据G5647G1319设计G7053G7708，G17839G15904主运动的设计与校核；（1G2620）；4、完成装配图和零件图的绘制。G20042岗实G1076；（G20G2620）；5、G6984G10714毕业设计论文G17176G7021，G1946G3803毕业G12584G17789；（1G2620）；6、毕业G12584G17789；IIG3247、G6524G14628的主要G2454G13783G17176G7021G62G20G64G18085G1474本G17机械制造工G14414学G17G2283G1152机械工业G1998G10268G12050，G20G28G28G28G17G62G21G64G19484G12447G5515G17机械制造装G3803设计G17G2283G1152G20652等教G13958G1998G10268G12050，G21G19G19G25G17G62G22G64G5476G21523本G17机床G3853G1867设计G6175G1888G17G8796G19463G17809G4437科学G6228G7427G1998G10268G12050，G21G19G19G23G17G62G23G64G13930G13499G5515G15G19484G4437G5191G17机床G3853G1867设计G17G2283G1152机械工业G1998G10268G12050，G21G19G19G19G17G62G24G64G2620G7647G19546G17机械制造工G14414及G3853G1867G17G2283G1152G1025G3281G17743工业G1998G10268G12050，G20G28G28G25G17G62G25G64G1923G17775G4445G17机械制造装G3803设计G17G2283G1152机械设计G1998G10268G12050G15G20G28G28G28G17G62G26G64G7458G5210G1325G17机械制造装G3803设计G17G2283G1152机械设计G1998G10268G12050G15G21G19G19G22G17G62G27G64G10591G1461G1053G17机械制造装G3803设计G17G2283G1152机械设计G1998G10268G12050G15G21G19G19G21G17G62G28G64G19484G12447G5515G17机械制造G6228G7427G17G990海G990海交通大学G1998G10268G12050G15G21G19G19G23G17G62G20G19G64黄鹤汀G17机械制造装G3803G17G2283G1152机械工业G1998G10268G12050G15G21G19G19G20G17G62G20G20G64薛源顺G17机械设计师G6175G1888G17G2283G1152机械工业G1998G10268G12050G15G21G19G19G19G17G62G20G21G64桂文杰G17工程材G7021及加工基础G17江苏江苏科G6228G1998G10268G12050G15G20G28G28G24G17G62G20G22G64张G5515泉G17机械制造装G3803及设计G17天津天津大学G1998G10268G12050，G21G19G19G22G17G62G20G23G64袁巨龙G17G2620兆忠机械制造基础杭州浙江科学G6228G7427G1998G10268G12050，G21G19G19G26G62G20G24G64G18085G1474本机械制造工G14414学G2283G1152机械工业G1998G10268G12050，G20G28G28G28指导教师签名田敬年月日专业负责人签名G5476惠敏年月日I数控雕铣机主传动系统机械设计摘要数控机床是高度自动化机床,其传动系统的特点是转速高、功率大、转速自动变换迅速可靠、主轴刚度和回转精度高、主轴转速范围广、能进行高效率加工。本次毕业设计的目的是通过查阅机械设计手册等相关资料完成CGM4300小型数控雕铣机床的主运动结构设计及相关工艺参数的校核。此次的设计任务为CGM4300小型数控雕铣机床的主传动设计，主要完成如下设计工作一、机床主运动传动系统的设计，主轴转速要求150024000R/MIN。二、主轴轴承的选择及轴承间隙的调整，定位，轴向力如何传递。三、各主要零部件设计；计算轴承选择及G4563G2641校G20576；主轴G994G3883G12582的G11842定。G3247、G2045G11004CG36G39完成铣床G16025G18209G3282。G4557G1122主传动运动的设计完成的G5468G20046G2045。关键词主轴轴承，数控雕铣机，G11017动机，轴承定位G3G3G3G3I目录第一章前言G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G20G20G17G20数控机床的发展现状综述G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G20G20G17G21设计要G16311G1927的G19394题和拟采G11004的研究G7053法G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G21G20G17G21G17G20设计主要G16311G1927如下G19394题G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G21G20G17G21G17G21设计拟采G11004的研究G7053法G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G21G20G17G22G16311G1927思路及步骤G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G22G20G17G23机床G2454数G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G22第二章机床的主运动设计G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G24G21G17G20主运动的传动系统设计G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G24G21G17G20G17G20主轴的转速的实现G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G24G21G17G21主轴的设计及主轴轴承G17885G11004G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G25G21G17G21G17G20主轴前、后轴颈的设计G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G25G21G17G21G17G21主轴内孔直径DG17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G25G21G17G21G17G22主轴前端悬伸量AG17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G25G21G17G21G17G23主轴跨距G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G25G21G17G21G17G24确定最佳跨距G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G26G21G17G21G17G25主轴轴承的G17885G2474G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G26G21G17G22主轴轴承的寿命校验G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G26G21G17G22G17G20轴承受G2159分析G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G26G21G17G22G17G21轴承寿命检验G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G27G21G17G22G17G22轴承的寿命LG17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G28第三章结束语G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G20G20参考文献G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G20G21谢辞G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G20G22A1A0A2A3A4A5A6A7A8A9A11A12A10A141第一章前言11数控雕铣机机床的发展现状综述在机械制造领域，机床的数控G6228G7427G1867G7389非常重要的意G1053。随着科学G6228G7427的不断发展，G4557机械产品的质量和生产率提G1998G1114越来越G20652的要求，产品的更新换代也不断加快。因此，G4557数控机床的也就显得比较重要，数控机床的设计与G6925造也成为工业发展的一个重要G7053G19766。数控铣床，由于可以较好的G16311G1927形状复杂、精密小批量多变零件的加工G19394题，G14033够稳定加工质量和提G20652生产率，因此，数控铣床在世界各G3281得到G1114大G2159的发展，设计G6925造速G5242不断加快。数控机床的重要组成部分G7389数控系统、刀库和机械G6175、数控刀架和转G2500、主轴单G1815G11G2559G11017主轴G12、G9390G10676G1009G7476G2115和G9390动导G17724G2115、G19462G6264G13629和数控刀G1867等G2163G14033部件，G17837G1135G2163G14033部件的G5627G14033已成为G6984机G5627G14033的G1927定因G13044。数控系统由显G12046G3132、G1294G7393控制G3132、G1294G7393G11017机和各G12193G5332G1863、传G5875G3132构成。G5415G9994，G7234通机床发展到数控机床不G2494G7171加装系统G17837G1052G12628单，G1375如G29G1186铣床发展到加工G1025G5527，机床结构发生变G2282，最主要的G7171加G1114刀库，G17836大G5145G5242提G20652G1114精G5242。加工G1025G5527最主要的G2163G14033G7171铣、G19243、G19087的G2163G14033。目前世界最大的G989G4490G2390G2842G7171日本G41G68G81G88G70、G5515G3281G16211G19388G4388、日本G989G14789，G1866产品量大G19766G5203，G1306G6228G7427G5194不一定G7171最G20652的，G1866G1325G17836G7389法G3281G49G88G80、G16211班G10285G1973G20652等。G6117G3281数控机床G15904业G5647G1319的G6228G7427G5332发G14033G2159和G6228G7427基础G15192G5381，G1461G5699G2282G6228G7427G5224G11004程G5242不G20652。G15904业现G7389的G1461G5699G2282G6228G7427来源主要G1393G19764G5353G17839G3281G3818G6228G7427，G1000G3818G7053在G16780多G20652新产品的核G5527G6228G7427G990G1867G7389G6496控G3332位，G6117G1216G4557G3281G3818G6228G7427的G1393G4396G5242较G20652，G4557G5353G17839G6228G7427的G9052G2282G1185G1584G11053在G6496G6581已G7389G6228G7427和提G20652G3281产G2282率G990，G8821G7389G990G2331到形成产品G14270主G5332发G14033G2159和G6228G7427G2031新G14033G2159的G20652G5242。G1867G7389G20652精G5242、G20652速、G20652G6940、复G2524G2163G14033、多轴G13864动等G10317G9869的G20652G5627G14033实G11004数控机床基本G990G17836得G1393G17194G17839G2487。与G3281G3818产品G11468比，G6117G3281的G5058距主要G7171机床的G20652速G20652G6940G2282和精密G2282G990。G4557G20652速加工G6228G7427，G3281G3818已G17839G15904G1114多年的研究，G4557G20652速加工的机G10714、机床结构、机床G2030G5242和精G5242的G5445G2721等G18129G7389G1114系统的研究，G5194G5332发生产G1114各G12193G20652速铣G2078G1025G5527、G20652速加工G1025G5527，G5203G8879G5224G11004于G14334G12366G3132G19121G2524G18341零件和G8181G1867加A13A15A16A17A18A19A20A21A22A23A24A25A26A272工G990。G6117G3281的数控机床G7092论G1186产品G12193G12879、G6228G7427G8712G5191、质量和产量G990G18129G2474得G1114G5468大的发展，在一G1135G1863G19202G6228G7427G7053G19766也G2474得G1114重大G12373G11784。据统计，目前G6117G3281可G1391G5078G3342的数控机床G73891500G12193，G1972G1058G16218G11434G1114G6984个G18341属G2011G2078机床的品G12193G12879别和主要的G19215G2399机械。领域G1055G5203，可与日本、G5515G3281、G13666G3281G5194G20562G21796G20549。G17837标G5547着G3281内数控机床已G17839G1849快速发展的G7114G7411A2812设计要解决的问题和拟采用的研究方法此G8437的设计任务为数控雕铣床主传动系统的机械设计，G6788写一份详细的设计说明书、绘制一张小型数控雕铣床的装配图、零件图。121设计主要解决如下问题1根据主轴转速（1500R/MIN至24000R/MIN）设计G11017主轴，G17885择变频G3132；2设计主运动G1025各个零部件及分析G1866工作G10317G9869；3主轴轴承、G19400隙如何调G6984；4G6788写设计说明书、绘制数控铣床的装配图、零件图。122设计拟采用的研究方法G20到学校数控基G3332增G5390G4557数控雕铣机系统和结构的G16760G16794；拆装G5194测绘数控机床，G1363G14270G5061G4557数控雕铣机G7389G1114G5875G5627的G16760G16794；2去学校图书馆翻G19417一G1135G7389G1863数控雕铣机的G6925造的书籍再G4557G1866系统内部零件G17839G15904设计机床主运动传动系统的设计；各个主运动零件工作优G9869；机床主要零件部件设计计算。3翻G19417一G1135G7389G1863数控雕铣机的G6925造的书籍，采G11004小组讨论的G7053法共同确定数控雕铣机的结构，G5194G17839G15904G11468G1863工G14414G2454数的校核。4完成工程图的绘制。A13A15A16A17A18A19A20A21A22A23A24A25A26A27313解决思路及步骤G16311G1927思路如图G20G20雕铣机设计框图所G12046。A29A30A31A30A32A33A13A22A23A34A29G20G17机床的主运动设计根据G7092级变速的G10317G9869，利G11004变频G3132的工作G10317G9869，来实现G11017主轴的转速。G21G17主运动过程G1025的零件G17885择和分析主轴轴承的G17885择，根据G10317G9869主轴前端采G11004双列短圆柱G9390G4388轴承后端采G11004角接触球轴承（采G11004背G19764背），分析轴承G19400隙的调G6984，轴向G2159的传递。G22G17机床主要零部件的设计（G20）步G17839G11017机的G17885择计算；（G21）轴承的G17885择和寿命校验；G23G17控制G11017路的设计由变频G3132来控制G11017主轴的转速和步G17839G11017机的快慢，来控制X、Y、Z轴G7053向的运动。14机床参数工作G2500尺寸（X/Y）G24G19G19G23G27G19毫米最大G15904程（X/Y/Z）G23G19G19G23G19G19G20G24G19毫米最大工件尺寸（X/Y/Z）G23G19G19毫米最大刀G1867直径（ERG21G19）G20G22毫米主轴G11017机G2163率G22千瓦最大G17839给速G5242G24米/分钟A13A15A16A17A18A19A20A21A22A23A24A25A26A274主轴转速范围G20G24G19G19G21G23G19G19G19转/分钟分辨率士G19G17G19G19G20毫米/脉冲定位精G5242士G19G17G19G20毫米重复定位精G5242士G19G17G19G19G24毫米G3818型尺寸（长/宽/G20652）G20G24G19G19G20G24G19G19G20G27G19G19毫米机G3132G5647G2163率G24千瓦机G3132轴G13864动数G22A13A15A16A17A18A19A20A21A22A23A24A25A26A275第二章机床的主运动设计21主运动的传动系统设计211主轴的转速的实现通过变频G3132G6925变G11017动机G11017源频率来控制G11017主轴的转速，把主轴的转速G11861500至24000R/MIN，实现G7092级转速。变频G3132G7171通过G11017脑给的G1461G5699，发G1998一G12193脉冲，通过脉冲来实现1500至24000R/MIN的不同转速。变频G3132G7171一G12193G11004来G6925变交流G11017频率的G11017气设G3803。此G3818，它G17836G1867G7389G6925变交流G11017G11017G2399的辅助G2163G14033。过去，变频G3132一般被包G2559在G11017动发G11017机、旋转转换G3132等G11017气设G3803G1025。随着半导G1319G11017G4388设G3803的G1998现，人G1216已经可以生产完全G10432G12447的变频G3132。变频G3132通常包G2559G22个组成部分G6984流G3132（REG70TIFIER）和逆变G3132（IG81VERTER）G15G17836G7389直流部分G11DCG12。G1866G1025，G6984流G3132将输G1849的交流G11017转换为直流G11017，逆变G3132将直流G11017再转换成所需频率的交流G11017。除G1114G17837G21个部分G1055G3818，变频G3132G17836G7389可G14033包G2559变G2399G3132和G11017池。G1866G1025，变G2399G3132G11004来G6925变G11017G2399G5194可以隔离输G1849/输G1998的G11017路，G11017池G11004来补偿变频G3132内部线路G990的G14033量损失A28不同的变频G3132G14033够处G10714的G11017源G2163率G7171不一样的，G1186G1972瓦到G1972兆瓦G18129G7389。G1866变频G3132的工作G2419G10714G7171S/P160F1N（G21G17G20）式G1025N为异步G11017动机的转速；F为异步G11017动机的频率；S为G11017动机转G5058率；P为G11017动机极G4557数。由公式（21）可知，转速N与频率F成正比，G2494要G6925变频率F即可G6925变G11017动机转速，G5415频率F在050HZ的范围内变G2282G7114，G11017动机转速调节范围非常宽。变频G3132就G7171通过G6925变G11017动机G11017源频率实现速G5242调节的，G7171一G12193G10714想的G20652G6940率、G20652G5627G14033的调速G6175段。A35A36A37A38A39A40A41A42A43A44A45A46A47A48622主轴的设计及主轴轴承选用221主轴前、后轴颈的设计G7609G18341属G2011G2078机床G6175G1888下G1888图G23G21G27得前轴颈MMD641A49A50A51MMDD4875012222主轴内孔直径D根据50DDG7389MMDDDD285025021223主轴前端悬伸量A51601D，G2474G20G17G20故G7389MMD70111224主轴跨距按G7389G1863计算公式A52MMNDKA/107517005411G247414ABKK，即MMNKB/10145454444105464285664MMDDIPIPI计算综G2524变量460701075105410235553AKEIAA53A54A55A56A57A58A59A60A61A62A45A46A47A48752210/ENMM225确定最佳跨距G7609G18341属G2011G2078机床图431，在横坐标G990找460的G9869向G990作垂直线与14ABKK的斜直线G11468交得420AL208MM11251844L51750818477424200）（A63A64LMMAL226主轴轴承的选取主轴前端G11004双列短圆柱G9390G4388轴承，G7609机械设计师G6175G1888表122G17885型号为NN3000KGB/T2851994后端G11004角接触球轴承，才G11004背G19764背，G7609机械设计师G6175G1888表122G17885型号70000/DBGB/T292199423主轴轴承的寿命校验231轴承受力分析轴承受G2159如图21所G12046。A65A66A67A68A69A70A71A72A65QG2011G2078G7114，主轴所受的径向G2159，G22G24G24G49受G2159分析可得A73A74A75A76A77A78A79A80A81A82A83A84A85A8684993554454445425070250355QFFFABA232轴承寿命检验主轴前端采G11004双列短圆柱G9390G4388轴承NN3000KGB/T2851994，G2494承受径向G2159，额定动载荷为G26G25G25G19G19G49轴承所受的G5415量动载荷RP根据RPPFP式G1025PPFF载荷系数，取15故NP6681445451轴承寿命L根据16667RRCLNP（）式G1025N主轴转速，G2474G21G19G19G19R/G80IG81RC基本额定动载荷，G26G25G25G19G19G49轴承寿命指数，G9390G4388轴承103故HHL15000103156681766002000166677310G4445全。主轴后端支承G7171采G11004角接触球轴承70000/DBGB/T2921994轴承的轴向派生G2159SFA87A88A89A88A90A91A92A93A92A87A94A95A96A97A98A99A100A101A102A103A104A105A106A1079RF径向载荷NFR35109AF轴向载荷NFA426由图G21G21可知，轴向派生G2159121093564322085SSFFN每个轴承的轴向负载AF由图分析，轴承G20被放松，所以它的轴向负载即为派生轴向G2159，即116432ASFFN轴承G21被G2399紧，所受的轴向负载2249032ASAFFFN每个轴承的G5415量动载荷RP因为2249032896056109352RFAEF故G2474XG32G19G17G26G21，G92G32G20G17G25G22G7389222P16349032RPRAFXFYF（）10935150722125788NG2460因为1164321176056109352ARFEF故G2474XG32G19G17G26G21，G92G32G20G17G25G22G7389111109352RPRAPFXFYF（）15（0721636432）21631N233轴承的寿命L根据16667RRCLNP（）式G1025RC基本额