数控机床的机械传动装置设计

毕业设计（论文）设计(论文)题目：数控机床的机械传动装置设计金陵科技学院学士学位论文目录I目录摘要IIAbstractIII1.引言1TOC\o"1-3"\h\z\u202422.主传动方案的拟定 695592.1初定传动方案 612932.2方案的选择 61453.动力计算 12245673.1齿轮的计算(计算过程参考文献2第八章) 12154933.2电磁离合器的选择和使用 20173194.轴的设计和验算 22123724.1轴的结构设计 22119704.2轴的强度校核(以Ⅰ轴为例) 22324374.3轴的刚度校核(以Ⅰ轴为例) 26125745．主轴变速箱的装配设计 29215895.1箱体内结构设计的特点 29256105.2设计的方法 2937936.滚动导轨的结构 32284096.1导轨结构的设计 3288217．PLC概述 37276067.1PLC的发展历程 3713217.2PLC的发展趋势 38138237.3PLC的应用 39218857.4PLC的硬件结构 40101597.5PLC的工作原理 4128258.PLC控制系统设计 43203118.1确定I／O的点数437158.2选择适用的PLC机型 43176758.3输入／输出点的分配 4339398.4PLC接线图 44184978.5PLC控制程序梯形图设计 44134168.6改造中必须注意的几个问题 4420574结论 4520209参考文献 46致谢47金陵科技学院学士学位论文摘要II数控机床的机械传动装置的设计摘要本文研究的主要是数控机床的机械传动装置的设计，传动装置在各外界因素和自身因素的影响下传动精度会大大降低，例如几何精度与变形产生的误差、机床的热变形以及运动间的摩擦和传动间隙等因素。这些都是影响数控机床传动精度的重要因素，我也是从这入手，从各个方面着手提高数控机床的传动精度。我完成的设计主要包括一些原始数据的拟定，再根据拟定的参数，进行传动方案的比较，确定传动方案。然后计算各传动副的传动比及齿轮齿数，再估算齿轮的模数和各轴的轴径，并对齿轮和轴的强度、刚度进行校核。除此之外，还要对箱体内的主要结构进行设计，一些零件的选型，从而完成对整个机械传动系统的设计。关键词：数控机床传动系统精度设计金陵科技学院学士学位论文AbstractIIICNCmachinetools,mechanicaltransmissiondesignAbstractThisstudymainlyCNCmachinetoolsmechanicaltransmissiondesign,mechanicaltransmissiongearundertheinfluenceofexternalfactorsandthefactorsdrivingaccuracywillgreatlyreducetheAccuracy,suchasgeometricaccuracyanddeformationofthethermaldeformationofmachinetools,aswellasthemovementbetweenthefrictionandthetransmissiongap.ThesearethetransmissionaccuracyofCNCmachinetools,IamalsofromthisstartbegintoimprovethetransmissionaccuracyofCNCmachinetools,fromallaspects.Icompletedthedesignincludetheformulationofsomeoftherawdata,accordingtotheparametersoftheproposedtransmissionschemecomparedtodeterminethetransmissionscheme.Thencalculatethetransmissionratioofthepairandgearofthetransmission,andthenestimatethemodulusofthegearandtheaxisoftheshaft,andgearandshaftstrengthandstiffnessofthecheck.Inaddition,wemustdesignthemainstructureofcabinets,somepartsoftheselection,thuscompletingthedesignofthemechanicaldrivesystemasawhole.Keywords:accuracyofCNCmachinetooldrivesystemdesignKeywords：NCmachinetool;drivingsystem;Accuracy；design金陵科技学院学士学位论文第1章引言11.引言1.1数控机床的发展及现状数控机床是数字控制机床（Computernumericalcontrolmachinetools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。数控机床有如下特点：对加工对象的适应性强，适应模具等产品单件生产的特点，为模具的制造提供了合适的加工方法；加工精度高，具有稳定的加工质量；可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；有利于生产管理的现代化数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，使用了计算机控制方法，为计算机辅助设计、制造及管理一体化奠定了基础；对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高；可靠性高。数控机床是由美国发明家约翰·帕森斯上个世纪发明的。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。美国政府重视机床工业，美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务，并且提供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研。因而在机床技术上不断创新，如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由于美国首先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床，其存在的教训是，偏重于基础科研，忽视应用技术，且在上世纪80代政府一度放松了引导，致使数控机床产量增加缓慢，于1982年被后进的日本超过，并大量进口。从90年代起，纠正过去偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。德国政府同样重视机床工业的重要战略地位，在多方面大力扶植。，于1956年研制出第一台数控机床后，德国特别注重科学试验，理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作，对数控机床的共性和特性问题进行深入的研究，在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、货真2价实，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别重视数控机床主机及配套件之先进实用，其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件，在质量、性能上居世界前列。如西门子公司之数控系统，均为世界闻名，竞相采用。至于日本政府对机床工业之发展重视的程度我们也可想而知，他们通过规划、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国，在质量管理及数控机床技术上学习美国，甚至青出于蓝而胜于蓝。自1958年研制出第一台数控机床后，1978年产量(7,342台)超过美国(5,688台)，至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46,604台，出口27,409台，占59%)。战略上先仿后创，先生产量大而广的中档数控机床，大量出口，占去世界广大市场。在上世纪80年代开始进一步加强科研，向高性能数控机床发展。日本FANUC公司战略正确，仿创结合，针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统，在技术上领先，在产量上居世界第一。该公司现有职工3,674人，科研人员超过600人，月产能力7,000套，销售额在世界市场上占50%，在国内约占70%，对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用。随着各国数控机床的发转，我国的数控行业从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，完全拥有自主知参考文献[1]曹金榜，易锡麟，张玉峰，陈田养，王长春.机床主轴变速箱设计指导.北京:机械工业出版社,1987[2]濮良贵,纪名刚.机械设计.高等教育出版社,2006[3]张新义.经济型数控机床系统设计.北京:国防工业出版社,1993[4]王爱玲.现代数控机床结构与设计.北京:兵器工业出版社,2006[5]王伯平.互换性与测量技术基础.北京:机械工业出版社,1999[6]吴宗泽,罗建国.机械设计课程设计手册.北京:高等教育出版社[7]机械工业出版社编辑组编.机械设计手册.北京:机械工业出版社[8]何玉林，机械制图，重庆：重庆大学出版社，2000[9]机械设计手册编委会，机械设计手册卷4，北京：机械工业出版社，1998[10]机械工程基础与通用标准实用丛书编委会，形状和位置公差，北京：中国计划出版社，2004[11]机电一体化系统设计手册杨黎明主编国防工业出版社2007[12]机械可靠性设计刘惟信主编清华大学出版社1996[13]机电传动与控制姚永刚中国轻工业出版社2005[14]贺光谊等，画法几何及机械制图，重庆：重庆大学出版社，1994。[15]单辉祖编，材料力学(I、II)，高等教育出版社，1999[16]R.Lizarralde，A.Azkarate，O.Zelaieta．NewDevelopmentsinLathesandTurningCentres．MachineToolsforHighPerformanceMachining．UnitedAtatedofAmerica：THOMSON，2009，DOI:10.1007/978-1-84800-380-4_7：261-279．[17]NickP.Manos，SanjeevBedi，DanMiller，StephenMann．Singlecontrolledaxislathemill．IntJAdvManufTechnol．2007，32：55-65．金陵科技学院学士学位论文致谢致谢本人的本科毕业设计论文一直是在姜小菁老师的悉心指导下进行的。姜老师治学态度严谨，学识渊博，为人和蔼可亲。并且在整个毕业设计过程中对我悉心教导，对我得到的结论进行总结，并提出新的问题，使得我的毕业设计课题能够深入地进行下去，也使我接触到了许多理论和实际上的新问题，使我做了许多有益的思考。在此表示诚挚的感谢和由衷的敬意。经过了一个学期的毕业设计，我不但学到了很多设计的方法，更重要的是我学会了如何独立思考问题、解决问题。懂得了如何充分利用现有的资料解决设计中的障碍。而且毕业设计是一个系统的过程，通过这个过程我系统回顾了大学四年学过的知识，并将他们应用到实际运用中,为我以后的学习打下了基础。目录第一章总论 3一、项目摘要 3二、可行性研究报告编制依据 3三、综合评价和论证结论 3四、问题与建议 3第二章项目背景 3一、项目提出的背景 3二、项目建设的必要性 3第三章建设条件 3一、项目概况 3二、项目建设的有利条件 3三、主要障碍因素及解决方案 3第四章建设单位基本情况 3一、建设单位概况 3二、研发能力 3第五章市场分析与销售方案 3一、市场分析 3二、产品生产方案 3三、销售策略和营销模式 3四、销售队伍和销售网络建设 3第六章项目建设方案 3一、项目建设任务与规模 3二、建设规划与布局 3三、生产技术方案及工艺流程 3四、项目建设标准和具体建设内容 3五、项目实施进度安排 3第七章投资估算与资金筹措 3一、投资估算范围 3二、投资估算的依据 3三、项目总投资及资金筹措 3四、资金使用和管理 3第八章财务评价 3一、经济评价原则 3二、基础数据 3三、总成本费用分析 3四、产品销售收入及损益 3五、财务盈利能力分析 3六、项目的风险及不确定性分析 PAG