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常州工學(xué)院成人（繼續(xù)）教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 系： 數(shù)控技術(shù)系 專業(yè)： 數(shù)控 班級： 數(shù)控50304 學(xué)生姓名 張士委 指導(dǎo)教師 姚明 職稱 課題名稱 數(shù)控銑床的主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課 題 工 作 內(nèi) 容 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，對我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著巨大的作用，特別是對我國要機(jī)械制造工業(yè)的現(xiàn)代化起到至關(guān)重要的作用。為此，我們要加大數(shù)控機(jī)床的研究和探討，把三坐標(biāo)銑床主軸設(shè)計(jì)作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，也是對我大專期間學(xué)習(xí)成果的一次全方位的檢驗(yàn)。 指 標(biāo) ︵ 目 標(biāo) ︶ 要 求 設(shè)計(jì)一臺簡易的數(shù)控實(shí)驗(yàn)銑床的主軸箱，包括主軸調(diào)速和刀具裝夾結(jié)構(gòu)，通過CAD軟件畫出所有零部件的實(shí)體模型，并通過裝配模塊將零件進(jìn)行虛擬裝配，要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，安裝后不可發(fā)生干涉現(xiàn)象，然后通過CAD工程圖模塊生成二維工程圖。 技術(shù)指標(biāo)： 1）要求使用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì) 2）主軸轉(zhuǎn)速范圍（無級）50~4500r/min 3）主軸電機(jī)功率1.85KW 4）主軸錐孔錐度7:24 5）主軸換刀方式：疊簧拉緊，液壓松刀 6）電源220V/50HZ/5A 進(jìn) 程 安 排 第1周 準(zhǔn)備資料,素材 第2－3周 確定總體方案 第4周 建立參數(shù)化三維實(shí)體模型 第5－7周 生成工程圖 第8－9周 寫論文 第10周 修改論文,準(zhǔn)備答辯 主 要 參 與 文 獻(xiàn) (1)、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第三版第二卷 成大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 (2)、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第三版第五卷 成大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 (3)、《機(jī)械設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》 唐保寧主編 同濟(jì)大學(xué)出版社 (4)、《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》 李洪主編 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 地 點(diǎn) 無錫技師學(xué)院 起止 日期 2008.03.17－2008.05.23 系主任： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 年 月 日 說明：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)課題的具體情況填寫，經(jīng)系部審核簽字后生效。 常州工學(xué)院 （成人教育） 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 題 目 數(shù)控銑床的主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 副標(biāo)題 性 質(zhì)： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文 學(xué)生姓名 張 士 委 年 級 2002 級 教 學(xué) 點(diǎn) 無錫技師學(xué)院 專 業(yè) 數(shù)控車床 指導(dǎo)教師 姚 明 評定成績 優(yōu) 良 中 及格 不及格 致謝 在進(jìn)行自述之前首先先對姚明老師的細(xì)心指導(dǎo)和在座的各位老師表示感謝 數(shù)控銑床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 常州工學(xué)院數(shù)控50304班張士委35號 數(shù)控機(jī)床概述 數(shù)控機(jī)床是機(jī) 電 液 氣 光 高度一體的產(chǎn)品 常用于小批量且生產(chǎn)過程中品種變換頻繁 加工方法區(qū)別較大 零件復(fù)雜程度較高的零件 數(shù)控機(jī)床可以獲得較高的加工精度 加工質(zhì)量穩(wěn)定 而且具有較高的生產(chǎn)率 切削速度高 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 對我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著巨大的作用 特別是對我國要機(jī)械制造工業(yè)的現(xiàn)代化起到至關(guān)重要的作用 此次設(shè)計(jì)要求完成的內(nèi)容和需要完成的任務(wù) 此次畢業(yè)設(shè)計(jì) 我主要設(shè)計(jì)的是數(shù)控銑床主軸箱的結(jié)構(gòu) 主要是機(jī)械傳動(dòng)部分 需要進(jìn)行裝配 工程圖的生成以及主軸換刀機(jī)構(gòu)的動(dòng)畫演示 此次設(shè)計(jì)的主題思想 此次設(shè)計(jì)的主軸傳動(dòng)系統(tǒng)是由一個(gè)安裝在主軸箱頂面的18 5kw的主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 通過同步帶帶動(dòng)連接在主軸上的大同步帶輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn) 使主軸完成轉(zhuǎn)動(dòng)任務(wù) 在主軸內(nèi)安裝有拉刀裝置 拉刀裝置采用液壓裝置及碟形彈簧來完成拉刀 松刀的動(dòng)作 根據(jù)設(shè)計(jì)思想所設(shè)計(jì)的主軸箱機(jī)構(gòu)實(shí)體圖 機(jī)構(gòu)工作過程 請各位老師看我畫的CAD圖 此次設(shè)計(jì)涉及到的知識范圍 此次設(shè)計(jì)的內(nèi)容涉及到 機(jī)械零件的設(shè)計(jì) 機(jī)床的結(jié)構(gòu) 數(shù)控知識 液壓知識 公差與配合 材料的選擇等知識 此次設(shè)計(jì)我做的具體工作 1 主軸電動(dòng)機(jī)的選取2 同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算3 主軸組件的設(shè)計(jì)4 主軸軸承的選擇5 聯(lián)接鍵的選擇6 碟形彈簧的選擇與計(jì)算7 螺釘聯(lián)接的設(shè)計(jì)8 液壓缸的設(shè)計(jì)9 潤滑與密封件設(shè)計(jì)10 繪圖11 外文翻譯 此次設(shè)計(jì)我的收獲 這次設(shè)計(jì) 不僅使我學(xué)到了數(shù)控技術(shù)方面的知識 更讓我認(rèn)識到 書到用時(shí)方恨少 的道理 端正了我的學(xué)習(xí)態(tài)度 我想這會(huì)對我以后工作起到至關(guān)重要的作用 通過這次設(shè)計(jì) 我對大學(xué)所學(xué)的知識進(jìn)行了一次全面的總結(jié)和應(yīng)用 初步了解了整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)的過程 學(xué)會(huì)了怎樣利用有關(guān)資料和手冊去獲得所需的數(shù)據(jù) 更重要的是 在這次設(shè)計(jì)中 我明白了 無論做什么事情都必須嚴(yán)謹(jǐn) 細(xì)致 認(rèn)真 不能有絲毫馬虎 要有吃苦耐勞的精神 結(jié)束語 最后再次感謝各位老師的指導(dǎo) 謝謝 常州工學(xué)院 大專（脫產(chǎn)）畢業(yè)設(shè)計(jì) 開題報(bào)告書 題 目 數(shù)控銑床的主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 姓 名 張士委 學(xué) 號 20020035 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 指導(dǎo)教師 姚 明 職 稱 2008 年 5 月 科學(xué)依據(jù)（包括課題的科學(xué)意義；國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢；應(yīng)用前景等） 數(shù)控機(jī)床是機(jī)、電、液、氣、光，高度一體的產(chǎn)品。要實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的控制，需要用幾何信息描述刀具和工件間的相對運(yùn)動(dòng)以及用工藝信息來描述機(jī)床加工必須具備的一些工藝參數(shù)。例如，進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速，主軸正反轉(zhuǎn)，換刀，冷卻液的開／關(guān)等。這些信息按一定的格式形成加工文件存放在信息載體上，然后由機(jī)床上數(shù)控系統(tǒng)讀入，通過對其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作和加工零件。在機(jī)械加工工業(yè)中大批量零件的生產(chǎn)宜采用專用機(jī)床或自動(dòng)化生產(chǎn)線。對于小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中產(chǎn)品品種的變換頻繁批量小，加工方法的區(qū)別大，宜采用數(shù)控機(jī)床。隨零件復(fù)雜程序和零件批量的變化，通用機(jī)床，普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的動(dòng)用情況。當(dāng)零件不太復(fù)雜，生產(chǎn)批量較小時(shí)，宜采用通用機(jī)床；當(dāng)生產(chǎn)批量大時(shí)宜采用專用機(jī)床；而當(dāng)零件復(fù)雜程度較高時(shí)，宜采用數(shù)控機(jī)床。這是由數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)決定的。 數(shù)控機(jī)床加工零件的適應(yīng)性，靈活性好，能完成很多普通機(jī)床難以勝任，或者根本不可能加工出來的復(fù)雜型面的零件，這是由于數(shù)控機(jī)床具有多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)功能，并可按零件加工的要求變換加工程序。因此，數(shù)控機(jī)床在航空航天等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。 １、 數(shù)控機(jī)床可以獲得較高的加工精度，加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)件，特別是滾珠絲杠精度很高。機(jī)床導(dǎo)軌采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或粘接有摩擦系數(shù)很小的合成塑料，因而減少了摩擦阻力，消除了低速爬行。閉環(huán)、半閉環(huán)伺復(fù)系統(tǒng)，裝有精度很高的位置檢測元件，并隨時(shí)把位置誤差反饋給控制系統(tǒng)，使之能夠及時(shí)進(jìn)行誤差校正。數(shù)控機(jī)床的一切操作都是由程序裝配的，沒有人為干擾，因而加工質(zhì)量穩(wěn)定。 ２、 具有較高的生產(chǎn)率，切削速度高，空行程的速度達(dá)１０mm以上，再因輔助時(shí)間很短。目前，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床正發(fā)展迅速，正朝以下幾個(gè)趨勢發(fā)展：1、具有先進(jìn)的自檢能力使之長期可靠的工作。在現(xiàn)在機(jī)床上裝有多種監(jiān)控、檢測裝置，從而提高了機(jī)床的綜合性能。2、向高速，高精度發(fā)展。新型的數(shù)控系統(tǒng)及伺服系統(tǒng)，有很高的分辨率和進(jìn)給速度。具有更高的生產(chǎn)率和利用率3、單元模塊化。數(shù)控機(jī)床的部件有專門生產(chǎn)廠家供貨。不僅可提高產(chǎn)品質(zhì)量，也大大的縮短了機(jī)床的生產(chǎn)周期。 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，對我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著巨大的作用，特別是對我國要機(jī)械制造工業(yè)的現(xiàn)代化起到至關(guān)重要的作用。 課題來源 互聯(lián)網(wǎng)。 研究內(nèi)容 1主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的配置方式 3主軸電動(dòng)機(jī)的選取 4同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 5主軸組件的設(shè)計(jì) 6主軸軸承的選擇 7聯(lián)接鍵的選擇和碟形彈簧的選擇與計(jì)算 8螺釘聯(lián)接的設(shè)計(jì) 9液壓缸的設(shè)計(jì) 10潤滑與密封件設(shè)計(jì) 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析 按照設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)調(diào)查研究所提供的權(quán)據(jù)和有關(guān)技術(shù)資料，進(jìn)行以下工作：進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、繪制有關(guān)圖紙（“三圖一卡”、部件總圖、裝配圖等），編寫技術(shù)文件等。其基本內(nèi)容如下： 1）繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。 2）部件裝配圖設(shè)計(jì)。 3）按規(guī)定格式編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 研究計(jì)劃及預(yù)期成果 設(shè)計(jì)一臺簡易的數(shù)控試驗(yàn)銑床的主軸箱，包括主軸調(diào)速和換刀裝置的結(jié)構(gòu)，通過CAD軟件畫出所有零件工程圖以及零件圖，并編寫畢業(yè)論文。 需要完成的工作：1、銑床主軸箱裝配圖一張（A0）； 2、換刀裝置液壓原理圖一張（A2）； 3、零件圖五張（A2）； 4、外文翻譯一份（3000字，與設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)） 5、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份（15000～20000字） 特色或創(chuàng)新之處 數(shù)控機(jī)床的主軸部件、變速箱立柱、工作臺、刀架等都可以模塊化生產(chǎn)，有專門生產(chǎn)廠家供貨。不僅可提高產(chǎn)品質(zhì)量，也大大的縮短了機(jī)床的生產(chǎn)周期。結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。 已具備的條件和尚需解決的問題 通過帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)主要應(yīng)用在中小數(shù)控機(jī)床上，可以避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)和噪聲，同步帶是一種綜合了帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)。帶的工作面及帶輪外圓上均制成齒形，通過帶輪與輪齒相嵌合，做無滑動(dòng)的嚙合傳動(dòng)。帶內(nèi)采用了承載后無彈性伸長的材料作強(qiáng)力層，以保持帶的節(jié)距不變，使主動(dòng)，從動(dòng)帶輪可做無相對滑動(dòng)的同步傳動(dòng)。與一般帶傳動(dòng)相比，同步帶傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確；傳動(dòng)效率高，可達(dá)98%以上；傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，噪聲小；使用范圍廣，速度要達(dá)到50m/s，速比可達(dá)10左右，傳動(dòng)功率由幾瓦到數(shù)千瓦；修保養(yǎng)方便，不需要潤等。已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)。 但是同步帶也有不足之處，其安裝時(shí)中心距要求嚴(yán)格，帶與帶輪制造工藝較復(fù)雜，成本高。 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室（學(xué)科組、研究所）意見 教研室主任簽名： 年 月 日 院系意見 主管領(lǐng)導(dǎo)簽名： 年 月 日 摘要 數(shù)字控制是近代發(fā)展起來的一種自動(dòng)化控制技術(shù)是用數(shù)字化信號對機(jī)床運(yùn)動(dòng)極其加工過程進(jìn)行控制的一種方法,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)是一個(gè)國家機(jī)械工業(yè)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。 數(shù)控機(jī)床是裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床。該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號碼，或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。 數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，起技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：（1）機(jī)械制造技術(shù)（2）信息處理、加工、傳輸技術(shù)；（3）自動(dòng)控制技術(shù)；（4）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；（5）傳感技術(shù)；(6軟件技術(shù)等。計(jì)算機(jī)對傳統(tǒng)機(jī)械業(yè)的滲透，完全改變了制造業(yè)。制造業(yè)不但成為工業(yè)化的象征，而且由于信息技術(shù)的滲透，使制造業(yè)猶如朝陽產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的發(fā)展天地。 數(shù)控機(jī)床就是將加工過程所需的各種步驟以及刀具與工件之間的相對位移量都是用數(shù)字化的代碼來表示。通過控制介質(zhì)數(shù)字信息送入專用區(qū)域通用的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對輸入的信息進(jìn)行處理，發(fā)出各種指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的工件。 關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；數(shù)控三坐標(biāo)銑床；主軸；數(shù)控系統(tǒng)。 目錄 緒論………………………………………………………………………………...1 第1章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述…………………………………………………...3 第2章 數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的配置方式……………………………………...4 第3章 主軸電動(dòng)機(jī)的選取…………………………………………...…………5 第4章 同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………...6 4.1、同步材料選擇……………………………..…………………………………6 4.2、同步帶參數(shù)的計(jì)算………………………..…………………………………6 4.2.1、模數(shù)的選取………………………………………………………………...6 4.2.2、小帶輪齒數(shù)………………………………………………………………...6 4.2.3、同步帶節(jié)距………………………………………………………………...6 4.2.4、節(jié)圓直徑…………………………………………………………………...7 4.2.5、大帶輪齒數(shù)………………………………………………………………...7 4.2.6、大帶輪直徑………………………………………………………………...7 4.2.7、帶的速度…………………………………………………………………...7 4.2.8、定中心距…………………………………………………………………...7 4.2.9、帶的節(jié)線長度……………………………………………………………...7 4.2.10、計(jì)算中心距……………………………………………………………….7 4.2.11、帶輪與帶的嚙合齒數(shù)…………………………………………………….8 4.2.12、帶寬……………………………………………………………………….8 4.2.13、作用在軸上的力………………………………………………………….8 4.2.14、小帶輪的最小包角……………………………………………………….8 4.2.15、帶輪寬度………………………………………………………………….8 第5章 主軸組件的設(shè)計(jì)……………………………………………..…………...9 5.1、主軸組件的設(shè)計(jì)要求………………………………………………………..9 5.1.1、回轉(zhuǎn)精度…………………………………………………………………...9 5.1.2、主軸剛度…………………………………………………………………...9 5.1.3、主軸的抗振性……………………………………………………………...10 5.1.4、主軸溫升…………………………………………………………………...10 5.1.5、主軸耐磨性………………………………………………………………..10 5.1.6、提高主軸組件抗振性的措施……………………………………………..10 5.2、減少主軸組件熱變形的措施……………………………………………….10 5.3、主軸材料的選擇及尺寸、參數(shù)的計(jì)算………………………………….…11 5.4、主軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置箱體的作用………………………………………………….13 5.5、主軸箱體的截面形狀和壁厚的計(jì)算……………………………………….15 第6章 主軸軸承的選擇………………………………………………………….15 6.1、軸承的選擇和軸承的精度…………………………………………………..15 6.2、軸承預(yù)緊力的要求…………………………………………………………..15 6.3、主軸軸承的潤滑與密封……………………………………………………..16 6.4、選取軸承求…………………………………………………………………..16 6.5、軸承壽命校核………………………………………………………………..18 6.6、軸承座孔的設(shè)計(jì)要求………………………………………………………..19 第7章 聯(lián)接鍵的選擇碟形彈簧的選擇與計(jì)算………………………………….20 7.1、碟形彈簧的特點(diǎn)……………………………………………………………...20 7.2、碟形彈簧材料及熱處理厚度和脫碳………………………………………...21 7.3、碟形彈簧的強(qiáng)壓處理………………………………………………………...21 7.4、表面強(qiáng)化處理和防腐處理…………………………………………………...21 第8章 螺釘聯(lián)接的設(shè)計(jì)…………………………………………………………..23 8.1、根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算…………………………………………………………...23 8.2、螺釘?shù)膹?qiáng)度計(jì)算與校核……………………………………………………...23 第9章 液壓缸的設(shè)計(jì)………………………………………………………..........24 9.1.液壓壓缸安裝應(yīng)注意的問題………………………………………………..…24 9.2.壓缸各部分的結(jié)構(gòu)及主要尺寸的確定………………………………………..24 9.3.強(qiáng)度校核………………………………………………………………………..25 第10章 潤滑與密封件設(shè)計(jì)………………………………………………………26 10.1、封件的作用及其意義…………………………………………………….....26 10.2、密封的分類及密封件的材料要求………………………………………….26 10.3、防塵圈的設(shè)計(jì)要求……………………………………………………….....27 結(jié)論………………………………………………………………………………....28 致謝……………………………………………………………………………….................. .29 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………….................. ..30 常州工學(xué)院 （成人教育） 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 題 目 數(shù)控銑床的主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 副標(biāo)題 性 質(zhì)： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文 學(xué)生姓名 年 級 教 學(xué) 點(diǎn) 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 評定成績 常州工學(xué)院 大專（脫產(chǎn)）畢業(yè)設(shè)計(jì) 開題報(bào)告書 題 目 數(shù)控銑床的主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué) 號 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 職 稱 20** 年 5 月 科學(xué)依據(jù)（包括課題的科學(xué)意義；國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢；應(yīng)用前景等） 數(shù)控機(jī)床是機(jī)、電、液、氣、光，高度一體的產(chǎn)品。要實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的控制，需要用幾何信息描述刀具和工件間的相對運(yùn)動(dòng)以及用工藝信息來描述機(jī)床加工必須具備的一些工藝參數(shù)。例如，進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速，主軸正反轉(zhuǎn)，換刀，冷卻液的開／關(guān)等。這些信息按一定的格式形成加工文件存放在信息載體上，然后由機(jī)床上數(shù)控系統(tǒng)讀入，通過對其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作和加工零件。在機(jī)械加工工業(yè)中大批量零件的生產(chǎn)宜采用專用機(jī)床或自動(dòng)化生產(chǎn)線。對于小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中產(chǎn)品品種的變換頻繁批量小，加工方法的區(qū)別大，宜采用數(shù)控機(jī)床。隨零件復(fù)雜程序和零件批量的變化，通用機(jī)床，普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的動(dòng)用情況。當(dāng)零件不太復(fù)雜，生產(chǎn)批量較小時(shí)，宜采用通用機(jī)床；當(dāng)生產(chǎn)批量大時(shí)宜采用專用機(jī)床；而當(dāng)零件復(fù)雜程度較高時(shí)，宜采用數(shù)控機(jī)床。這是由數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)決定的。 數(shù)控機(jī)床加工零件的適應(yīng)性，靈活性好，能完成很多普通機(jī)床難以勝任，或者根本不可能加工出來的復(fù)雜型面的零件，這是由于數(shù)控機(jī)床具有多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)功能，并可按零件加工的要求變換加工程序。因此，數(shù)控機(jī)床在航空航天等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。 １、 數(shù)控機(jī)床可以獲得較高的加工精度，加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)件，特別是滾珠絲杠精度很高。機(jī)床導(dǎo)軌采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或粘接有摩擦系數(shù)很小的合成塑料，因而減少了摩擦阻力，消除了低速爬行。閉環(huán)、半閉環(huán)伺復(fù)系統(tǒng)，裝有精度很高的位置檢測元件，并隨時(shí)把位置誤差反饋給控制系統(tǒng)，使之能夠及時(shí)進(jìn)行誤差校正。數(shù)控機(jī)床的一切操作都是由程序裝配的，沒有人為干擾，因而加工質(zhì)量穩(wěn)定。 ２、 具有較高的生產(chǎn)率，切削速度高，空行程的速度達(dá)１０mm以上，再因輔助時(shí)間很短。目前，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床正發(fā)展迅速，正朝以下幾個(gè)趨勢發(fā)展：1、具有先進(jìn)的自檢能力使之長期可靠的工作。在現(xiàn)在機(jī)床上裝有多種監(jiān)控、檢測裝置，從而提高了機(jī)床的綜合性能。2、向高速，高精度發(fā)展。新型的數(shù)控系統(tǒng)及伺服系統(tǒng)，有很高的分辨率和進(jìn)給速度。具有更高的生產(chǎn)率和利用率3、單元模塊化。數(shù)控機(jī)床的部件有專門生產(chǎn)廠家供貨。不僅可提高產(chǎn)品質(zhì)量，也大大的縮短了機(jī)床的生產(chǎn)周期。 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，對我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著巨大的作用，特別是對我國要機(jī)械制造工業(yè)的現(xiàn)代化起到至關(guān)重要的作用。 課題來源 互聯(lián)網(wǎng)。 研究內(nèi)容 1主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的配置方式 3主軸電動(dòng)機(jī)的選取 4同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 5主軸組件的設(shè)計(jì) 6主軸軸承的選擇 7聯(lián)接鍵的選擇和碟形彈簧的選擇與計(jì)算 8螺釘聯(lián)接的設(shè)計(jì) 9液壓缸的設(shè)計(jì) 10潤滑與密封件設(shè)計(jì) 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析 按照設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)調(diào)查研究所提供的權(quán)據(jù)和有關(guān)技術(shù)資料，進(jìn)行以下工作：進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、繪制有關(guān)圖紙（“三圖一卡”、部件總圖、裝配圖等），編寫技術(shù)文件等。其基本內(nèi)容如下： 1）繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。 2）部件裝配圖設(shè)計(jì)。 3）按規(guī)定格式編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 研究計(jì)劃及預(yù)期成果 設(shè)計(jì)一臺簡易的數(shù)控試驗(yàn)銑床的主軸箱，包括主軸調(diào)速和換刀裝置的結(jié)構(gòu)，通過CAD軟件畫出所有零件工程圖以及零件圖，并編寫畢業(yè)論文。 需要完成的工作：1、銑床主軸箱裝配圖一張（A0）； 2、換刀裝置液壓原理圖一張（A2）； 3、零件圖五張（A2）； 4、外文翻譯一份（3000字，與設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)） 5、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份（15000～20000字） 特色或創(chuàng)新之處 數(shù)控機(jī)床的主軸部件、變速箱立柱、工作臺、刀架等都可以模塊化生產(chǎn)，有專門生產(chǎn)廠家供貨。不僅可提高產(chǎn)品質(zhì)量，也大大的縮短了機(jī)床的生產(chǎn)周期。結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。 已具備的條件和尚需解決的問題 通過帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)主要應(yīng)用在中小數(shù)控機(jī)床上，可以避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)和噪聲，同步帶是一種綜合了帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)。帶的工作面及帶輪外圓上均制成齒形，通過帶輪與輪齒相嵌合，做無滑動(dòng)的嚙合傳動(dòng)。帶內(nèi)采用了承載后無彈性伸長的材料作強(qiáng)力層，以保持帶的節(jié)距不變，使主動(dòng)，從動(dòng)帶輪可做無相對滑動(dòng)的同步傳動(dòng)。與一般帶傳動(dòng)相比，同步帶傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確；傳動(dòng)效率高，可達(dá)98%以上；傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，噪聲??；使用范圍廣，速度要達(dá)到50m/s，速比可達(dá)10左右，傳動(dòng)功率由幾瓦到數(shù)千瓦；修保養(yǎng)方便，不需要潤等。已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)。 但是同步帶也有不足之處，其安裝時(shí)中心距要求嚴(yán)格，帶與帶輪制造工藝較復(fù)雜，成本高。 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室（學(xué)科組、研究所）意見 教研室主任簽名： 年 月 日 院系意見 主管領(lǐng)導(dǎo)簽名： 年 月 日 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評審表（理、工、農(nóng)類） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 類別：設(shè)計(jì)（ ）、論文（ ） 工作量：（折合零號）圖紙： 張；說明書： 頁 一、 指導(dǎo)教師意見： 1、評分（占總成績的30%） 設(shè)計(jì)評分欄 論文評分欄 序 評分標(biāo)準(zhǔn) 分值 得分 序 評分標(biāo)準(zhǔn) 分值 得分 1 設(shè)計(jì)過程中分析、解決問題能力的表現(xiàn) 15 1 論文過程中分析、解決問題能力的表現(xiàn) 15 2 設(shè)計(jì)方案的合理性、新穎性 25 2 研究方案制定的合理性、新穎性 25 3 設(shè)計(jì)過程中的獨(dú)立性 15 3 課題研究動(dòng)手能力及獨(dú)立性 15 4 設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性、圖紙數(shù)量、質(zhì)量 30 4 研究結(jié)果的準(zhǔn)確性 30 5 設(shè)計(jì)整個(gè)過程的工作態(tài)度 15 5 整個(gè)過程的工作態(tài)度 15 2、評語 評分： 分 指導(dǎo)教師： 年 月 日 二、 評閱教師意見： 1、評分（占總成績的30%） 設(shè)計(jì)評分欄 論文評分欄 序 評分標(biāo)準(zhǔn) 分值 得分 序 評分標(biāo)準(zhǔn) 分值 得分 1 設(shè)計(jì)方案、工藝條件論證 15 1 論文指導(dǎo)思想與實(shí)驗(yàn)方案制定 15 2 設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性、圖紙數(shù)量及質(zhì)量 35 2 論文質(zhì)量（包括論據(jù)的充分性、數(shù)據(jù)的可靠性與正確性） 35 3 設(shè)計(jì)合理、有創(chuàng)新 35 3 論文有創(chuàng)見、有突破、具有一定成果 35 4 設(shè)計(jì)說明書的結(jié)構(gòu)、文字表達(dá)及書面情況 15 4 論文結(jié)構(gòu)、文字表達(dá)及書寫情況 15 2、評語 評分： 分 評閱教師： 年 月 日 三、 答辯小組意見： 1、答辯記錄： 2、評分（占總成績的40%）： （《畢業(yè)答辯評分記錄表》由院系歸檔備查） 評分： 分 答辯負(fù)責(zé)人： 年 月 日 答辯小組成員簽名： 3、總成績： 分； 折合五級制： 四 、答辯委員會(huì)意見 答辯委員會(huì)主任委員簽名： 年 月 日 緒論 數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（Numerical Control）。它是利用數(shù)字化信息對機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。用數(shù)控技術(shù)實(shí)施加工控制的機(jī)床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床（NC）。數(shù)控技術(shù)包括：數(shù)控裝置，可編程控制器，主軸驅(qū)動(dòng)及進(jìn)給裝置等部分。 數(shù)控機(jī)床是機(jī)、電、液、氣、光，高度一體的產(chǎn)品。要實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的控制，需要用幾何信息描述刀具和工件間的相對運(yùn)動(dòng)以及用工藝信息來描述機(jī)床加工必須具備的一些工藝參數(shù)。例如，進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速，主軸正反轉(zhuǎn)，換刀，冷卻液的開／關(guān)等。這些信息按一定的格式形成加工文件存放在信息載體上，然后由機(jī)床上數(shù)控系統(tǒng)讀入，通過對其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作和加工零件。在機(jī)械加工工業(yè)中大批量零件的生產(chǎn)宜采用專用機(jī)床或自動(dòng)化生產(chǎn)線。當(dāng)零件不太復(fù)雜，生產(chǎn)批量較小時(shí)，宜采用通用機(jī)床；當(dāng)生產(chǎn)批量大時(shí)宜采用專用機(jī)床；而當(dāng)零件復(fù)雜程度較高時(shí)，宜采用數(shù)控機(jī)床。這是由數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)決定的。 數(shù)控機(jī)床能完成很多普通機(jī)床難以勝任，或者根本不可能加工出來的復(fù)雜型面的零件，這是由于數(shù)控機(jī)床具有多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)功能，并可按零件加工的要求變換加工程序。因此，數(shù)控機(jī)床在航空航天等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。 控機(jī)床可以獲得較高的加工精度，加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)件，特別是滾珠絲杠精度很高。機(jī)床導(dǎo)軌采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或粘接有摩擦系數(shù)很小的合成塑料，因而減少了摩擦阻力，消除了低速爬行。閉環(huán)、半閉環(huán)伺復(fù)系統(tǒng)，裝有精度很高的位置檢測元件，并隨時(shí)把位置誤差反饋給控制系統(tǒng)，使之能夠及時(shí)進(jìn)行誤差校正。數(shù)控機(jī)床的一切操作都是由程序裝配的，沒有人為干擾，因而加工質(zhì)量穩(wěn)定。 有較高的生產(chǎn)率，切削速度高，空行程的速度可達(dá) １０mm以上，再因輔助時(shí)間很短。目前，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床正發(fā)展迅速，正朝以下幾個(gè)趨勢發(fā)展：1、具有先進(jìn)的自檢能力使之長期可靠的工作。在現(xiàn)在機(jī)床上裝有多種監(jiān)控、檢測裝置，從而提高了機(jī)床的綜合性能。2、向高速，高精度發(fā)展。新型的數(shù)控系統(tǒng)及伺服系統(tǒng)，有很高的分辨率和進(jìn)給速度，達(dá)到了０.１μm（２４m/min ），　１μm（１００～２４０m/min），甚至達(dá)０.０１μm（４００～８００mm/min）。更高的生產(chǎn)率和利用率3、單元模塊化。數(shù)控機(jī)床的主軸部件、變速箱立柱、工作臺、刀架等都可以模塊化生產(chǎn)，有專門生產(chǎn)廠家供貨。不僅可提高產(chǎn)品質(zhì)量，也大大的縮短了機(jī)床的生產(chǎn)周期。 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，對我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著巨大的作用，特別是對我國要機(jī)械制造工業(yè)的現(xiàn)代化起到至關(guān)重要的作用。為此，我們要加大數(shù)控機(jī)床的研究和探討，把三坐標(biāo)銑床主軸設(shè)計(jì)作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，也是對我大專期間學(xué)習(xí)成果的一次全方位的檢驗(yàn)。 摘要 數(shù)字控制是近代發(fā)展起來的一種自動(dòng)化控制技術(shù)是用數(shù)字化信號對機(jī)床運(yùn)動(dòng)極其加工過程進(jìn)行控制的一種方法,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)是一個(gè)國家機(jī)械工業(yè)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。 數(shù)控機(jī)床是裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床。該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號碼，或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。 數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，起技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：（1）機(jī)械制造技術(shù)（2）信息處理、加工、傳輸技術(shù)；（3）自動(dòng)控制技術(shù)；（4）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；（5）傳感技術(shù)；(6軟件技術(shù)等。計(jì)算機(jī)對傳統(tǒng)機(jī)械業(yè)的滲透，完全改變了制造業(yè)。制造業(yè)不但成為工業(yè)化的象征，而且由于信息技術(shù)的滲透，使制造業(yè)猶如朝陽產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的發(fā)展天地。 數(shù)控機(jī)床就是將加工過程所需的各種步驟以及刀具與工件之間的相對位移量都是用數(shù)字化的代碼來表示。通過控制介質(zhì)數(shù)字信息送入專用區(qū)域通用的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對輸入的信息進(jìn)行處理，發(fā)出各種指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的工件。 關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；數(shù)控三坐標(biāo)銑床；主軸；數(shù)控系統(tǒng)。 目錄 緒論………………………………………………………………………………...1 摘要………………………………………………………………………………..2 第1章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述…………………………………………………...3 第2章 數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的配置方式……………………………………...4 第3章 主軸電動(dòng)機(jī)的選取…………………………………………...…………5 第4章 同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………...6 4.1、同步材料選擇……………………………..…………………………………6 4.2、同步帶參數(shù)的計(jì)算………………………..…………………………………6 4.2.1、模數(shù)的選取………………………………………………………………...6 4.2.2、小帶輪齒數(shù)………………………………………………………………...6 4.2.3、同步帶節(jié)距………………………………………………………………...6 4.2.4、節(jié)圓直徑…………………………………………………………………...7 4.2.5、大帶輪齒數(shù)………………………………………………………………...7 4.2.6、大帶輪直徑………………………………………………………………...7 4.2.7、帶的速度…………………………………………………………………...7 4.2.8、定中心距…………………………………………………………………...7 4.2.9、帶的節(jié)線長度……………………………………………………………...7 4.2.10、計(jì)算中心距……………………………………………………………….7 4.2.11、帶輪與帶的嚙合齒數(shù)…………………………………………………….8 4.2.12、帶寬……………………………………………………………………….8 4.2.13、作用在軸上的力………………………………………………………….8 4.2.14、小帶輪的最小包角……………………………………………………….8 4.2.15、帶輪寬度………………………………………………………………….8 第5章 主軸組件的設(shè)計(jì)……………………………………………..…………...9 5.1、主軸組件的設(shè)計(jì)要求………………………………………………………..9 5.1.1、回轉(zhuǎn)精度…………………………………………………………………...9 5.1.2、主軸剛度…………………………………………………………………...9 5.1.3、主軸的抗振性……………………………………………………………...10 5.1.4、主軸溫升…………………………………………………………………...10 5.1.5、主軸耐磨性………………………………………………………………..10 5.1.6、提高主軸組件抗振性的措施……………………………………………..10 5.2、減少主軸組件熱變形的措施……………………………………………….10 5.3、主軸材料的選擇及尺寸、參數(shù)的計(jì)算………………………………….…11 5.4、主軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置箱體的作用………………………………………………….13 5.5、主軸箱體的截面形狀和壁厚的計(jì)算……………………………………….15 第6章 主軸軸承的選擇………………………………………………………….15 6.1、軸承的選擇和軸承的精度…………………………………………………..15 6.2、軸承預(yù)緊力的要求…………………………………………………………..15 6.3、主軸軸承的潤滑與密封……………………………………………………..16 6.4、選取軸承求…………………………………………………………………..16 6.5、軸承壽命校核………………………………………………………………..18 6.6、軸承座孔的設(shè)計(jì)要求………………………………………………………..19 第7章 聯(lián)接鍵的選擇碟形彈簧的選擇與計(jì)算………………………………….20 7.1、碟形彈簧的特點(diǎn)……………………………………………………………...20 7.2、碟形彈簧材料及熱處理厚度和脫碳………………………………………...21 7.3、碟形彈簧的強(qiáng)壓處理………………………………………………………...21 7.4、表面強(qiáng)化處理和防腐處理…………………………………………………...21 第8章 螺釘聯(lián)接的設(shè)計(jì)…………………………………………………………..23 8.1、根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算…………………………………………………………...23 8.2、螺釘?shù)膹?qiáng)度計(jì)算與校核……………………………………………………...23 第9章 液壓缸的設(shè)計(jì)………………………………………………………..........24 9.1.液壓壓缸安裝應(yīng)注意的問題………………………………………………..…24 9.2.壓缸各部分的結(jié)構(gòu)及主要尺寸的確定………………………………………..24 9.3.強(qiáng)度校核………………………………………………………………………..25 第10章 潤滑與密封件設(shè)計(jì)………………………………………………………26 10.1、封件的作用及其意義…………………………………………………….....26 10.2、密封的分類及密封件的材料要求………………………………………….26 10.3、防塵圈的設(shè)計(jì)要求……………………………………………………….....27 結(jié)論………………………………………………………………………………....28 致謝……………………………………………………………………………….................. .29 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………….................. ..30 第1章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)包括主軸電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸組件。與普通機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)相比數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)上比較簡單，這是因?yàn)樽兯俟δ苋炕虼蟛糠钟芍鬏S電動(dòng)機(jī)的無級調(diào)速來承擔(dān)。省去了繁雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，還有一些數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)中還存在二級或三級齒輪變速機(jī)構(gòu)用以擴(kuò)大主軸電動(dòng)機(jī)無級變速的范圍。 對主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求: 范圍： 各種不同的機(jī)床對調(diào)速范圍的要求不同，多用途，通用性比較大的機(jī)床，要求主軸的調(diào)速范圍大，不但有低速大轉(zhuǎn)距的功能，而且還要有比較高的速度。 熱變形：電動(dòng)機(jī)、主軸及傳動(dòng)件都有熱源。降低溫升，減少熱變形是對主傳動(dòng)系統(tǒng)要求的重要指標(biāo)。 旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度： 主軸的旋轉(zhuǎn)精度:是指裝配后，在無載荷，低速轉(zhuǎn)動(dòng)條件下，測量主軸前端和300mm處的徑向和軸向跳動(dòng)值。 主軸在以工作速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，測量上述兩項(xiàng)精度稱為運(yùn)動(dòng)精度。 數(shù)控機(jī)床要求有較高的旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度。 主軸的靜剛度和抗振性； 由于數(shù)控機(jī)床的加工精度比較高，主軸的轉(zhuǎn)速又很高。因此，主軸組件的質(zhì)量分布是否均勻以及主軸組件的阻尼等，對主軸組件的靜剛度和抗振性都會(huì)產(chǎn)生影響。 主軸組件的耐磨性； 主軸組件必須有足夠的耐磨性，使之能夠長期保持要求的準(zhǔn)確精度。凡是有機(jī)械摩擦的部位，軸承，錐孔等都要有足夠的硬度，軸承還應(yīng)具有良好的潤滑。 第2章 數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的配置方式 數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)要求有較大的調(diào)速范圍，以保證進(jìn)行加工時(shí)能選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)效率、加工精度和表面質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床的變速是按照控制指令自動(dòng)進(jìn)行的，因此機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動(dòng)操作的要求。大多數(shù)的數(shù)控銑床是用無級變速系統(tǒng)控制的。數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主要有以下三種配置方式： 帶有變速齒輪的主傳動(dòng) 這種配置方式在大中型數(shù)控機(jī)床中采用比較普遍。它通過少數(shù)幾對齒輪進(jìn)行降速，使之能夠分段變速，確保低速時(shí)擁有足夠的扭矩，以滿足主軸輸出扭矩特性。但也有一部分小型數(shù)控機(jī)床也采用這種傳動(dòng)方式，以獲得強(qiáng)力切削時(shí)所需要的扭矩。 通過帶傳動(dòng)的主傳動(dòng) 主要應(yīng)用在中小數(shù)控機(jī)床上，可以避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)和噪聲，但它只能適用于低扭矩特性要求的主軸。同步帶有多楔帶，齒形帶，圓弧帶等，是一種綜合了帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)。帶的工作面及帶輪外圓上均制成齒形，通過帶輪與輪齒相嵌合，做無滑動(dòng)的嚙合傳動(dòng)。帶內(nèi)采用了承載后無彈性伸長的材料作強(qiáng)力層，以保持帶的節(jié)距不變，使主動(dòng)和從動(dòng)帶輪可做無相對滑動(dòng)的同步傳動(dòng)。與一般帶傳動(dòng)相比，同步帶傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.無滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確。 2.傳動(dòng)效率高，可達(dá)98%以上。 3.傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，噪聲小。 4.使用范圍廣，速度要達(dá)到50m/s，速比可達(dá)10左右，傳動(dòng)功率由幾瓦到數(shù)千瓦。 5.修保養(yǎng)方便，不需要潤滑。 但是同步帶也有不足之處，其安裝時(shí)中心距要求嚴(yán)格，帶與帶輪制造工藝較復(fù)雜，成本高。 由調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)： 這種主傳動(dòng)方式大大簡化了主軸箱與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度。但主軸輸出扭矩小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的熱量對主軸的精度影響比較大。在低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩輸出，高于額定轉(zhuǎn)矩時(shí)為恒功率輸出。使用這種電動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)電氣定向。我們把機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)與一般工業(yè)的驅(qū)動(dòng)相比較，便可知機(jī)床要求其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有較高的速度精度和動(dòng)態(tài)剛度，而且要求具有能連續(xù)輸出的高轉(zhuǎn)距能力和非常寬的恒功率運(yùn)動(dòng)范圍。隨著功率電子，計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制理論，新材料和電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，矢量控制交流主軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能已經(jīng)達(dá)到甚至超過了直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正在逐步取代直流系統(tǒng)。 第3章 主軸電動(dòng)機(jī)的選取 正確選擇電動(dòng)機(jī)的類型、型號及容量是機(jī)床設(shè)計(jì)的重要問題之一，它直接影響著機(jī)床的結(jié)構(gòu)和壽命，選擇時(shí)要根據(jù)機(jī)床的功能要求，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，工作狀況等全面考慮，然后選擇適宜的結(jié)構(gòu)型式及容量。 圖3-1主軸電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)功率的選擇：工作機(jī)所需的有效功率為：Pw=Fv/1000=17.5kw,為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需的功率，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作部件的總效率η，設(shè)η1、η2、分別為同步帶輪和同步帶的傳動(dòng)效率，查表所得η1和η2都等于0.97。則傳動(dòng)的總效率為η=η1×η2=0.94， 所以電動(dòng)機(jī)所需的功率為Pd=Pw/η=18.5KW 電動(dòng)機(jī)傳速的選擇:此次設(shè)計(jì)要求電動(dòng)機(jī)必須有額定轉(zhuǎn)速1500r/min,最高轉(zhuǎn)速必須達(dá)到4000r/min. 電動(dòng)機(jī)型號的選?。焊鶕?jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)中選取蘭州電機(jī)廠生產(chǎn)的1PH5167-4CF4型號交流主軸電動(dòng)機(jī)。 其主要參數(shù)如下表： 額定轉(zhuǎn)速（r/min） 最高轉(zhuǎn)速(r/min) 額定轉(zhuǎn)矩 慣性矩(N.M) 電機(jī)功率(KW) 恒功率范圍 1500 6000 117.7 0.046 18.5 1:90 表3-1 第 第4章 同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 同步帶傳動(dòng)，綜合了帶、鏈和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，帶的工作面呈齒形,與帶輪的的齒槽作嚙合傳動(dòng)，使主、從帶輪間作無滑差的同步運(yùn)動(dòng)，其特點(diǎn)是傳動(dòng)比準(zhǔn)確，對軸作用力小，結(jié)構(gòu) 緊湊，耐油耐磨損，抗老化性能好，傳動(dòng)效率可達(dá)99.5%，傳動(dòng)功率從幾瓦到數(shù)百千瓦，傳動(dòng)比可達(dá)10，線速度可達(dá)40m/s以上。 此次設(shè)計(jì)選用梯形同步帶，它靠齒嚙合傳動(dòng)，速比準(zhǔn)確，傳動(dòng)效率高，初張緊力最小，軸承承受壓力最小，瞬時(shí)速度均勻，單位質(zhì)量傳遞的功率最大，與鏈和齒輪傳動(dòng)相比，噪聲小，不需要潤滑，傳動(dòng)比、線速度范圍大，傳遞功率大，而沖擊振動(dòng)較好，維修簡單，經(jīng)濟(jì)。廣泛用于各種機(jī)械傳動(dòng)中。 4.1、材料選擇： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用聚氨酯同步帶，由帶背、帶齒、抗拉層三部分組成。帶背和帶齒材料為聚氨酯，抗拉層采用鋼絲繩，適用于中小功率的高速運(yùn)轉(zhuǎn)部分。 4.2、參數(shù)計(jì)算： 設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容主要是：齒形帶的模數(shù)、齒數(shù)、和寬度的結(jié)構(gòu)和尺寸，傳動(dòng)中心距，作用在軸上載荷以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 4.2.1、模數(shù)的選?。? 模數(shù)主要根據(jù)齒形帶所傳遞的計(jì)算功率Pd和小帶輪轉(zhuǎn)速n1確定的，通過查《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床》表4-33查得Pd=KA*P, 式中P———傳動(dòng)功率 表4-1 載荷性質(zhì) 一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間/h ≤10 10～16 16以上 載荷平穩(wěn) 1.0 1.1 1.2 載荷變化小 1.2 1.4 1.6 載荷變化大 1.4 1.7 2.0 選取KA=1.7，所以PC=5.5×1.7=9.35KW 由齒形帶模數(shù)選用圖可選m=4 4.2.2、小帶輪齒數(shù)Z1:由《機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊》表8-38 得Zmin=22,所以取Z1=24 4.2.3、同步帶節(jié)距Pb:由 PD=9.35KW n1=1500r/min, 查表選取節(jié)距Pb=12.566mm, 齒形角2β=40。　齒根厚S=5.75mm。齒頂厚St=4mm, 齒高h(yuǎn)g=ht+e=2.4+2.7=5.1mm, 齒根圓半徑Rr=齒頂圓半徑Ra=0.40mm, 帶高h(yuǎn)s=4.4mm, 節(jié)頂距δ=1.000mm, 帶bs=35～40mm. 4.2.4、節(jié)圓直徑d1:d1==96㎜ 4.2.5、大帶輪齒數(shù)z2與直徑：z2=iz1=36 4.2.6、大帶輪直徑d2=id1=1.5×96=144㎜ 4.2.7、帶的速度V:V==7.536， (式4-1) 由表查得 Vmax=35～40 VT 因?yàn)檩S承使用壽命遠(yuǎn)大于軸承預(yù)期的壽命所以軸承合格的。 6.6、軸承座孔的設(shè)計(jì)要求： 箱體壁上有安裝軸承的軸承座孔，通常軸承座孔寬度均大于壁厚，而且，孔的兩端面往往需要機(jī)械加工，壁厚則不需要加工，故在箱壁單側(cè)或者雙側(cè)制造出凸臺，凸臺可以增強(qiáng)主軸箱體的局部剛度，但D/d小于或等于2時(shí)，增強(qiáng)效果較為明顯。由于結(jié)構(gòu)的原因，h/t>2的情況下，為改善凸臺的局部剛度，應(yīng)該設(shè)有加強(qiáng)肋。 第7章 聯(lián)接鍵的選擇和碟形彈簧的選擇與計(jì)算 聯(lián)接鍵的選擇 鍵的類型可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用要求和工作條件選擇，鍵截面尺寸通常根據(jù)軸的直徑，從標(biāo)準(zhǔn)中選取，對于某些特殊情況（如階梯軸）在保證傳遞所需的轉(zhuǎn)矩的條件下，允許選用較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定小一擋的截面尺寸，有時(shí)候