数控机床主轴箱设计

数控机床主轴箱设计

毕业设计（论文）任务书

摘要

主轴箱为数控机床的主要传动系统，它包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。

本设计采用北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。通过给定的技术参数来初步设定部分轴、齿轮等单元的结构尺寸，对传动系统进行理论力学分析，精确计算选定尺寸及材料，由电机转速传动至进给系统的参数反馈，校核所选定主轴和转动轴尺寸的合理性完成整体结构设计，最后对齿轮进行了验算以及V型带的、离合器的选择与计算。

通过本次设计，使数控机床结构更加紧凑，性能更加优越，生产加工更加精密，有利于改善数控机床的性能，使得产品的加工更加高效。

关键词：数控机床；主轴箱；交流调速电动机；BESK-8

Abstract

For the spindle box of NC machine tool main transmission system which comprises a motor, the transmission system and the spindle, it with ordinary lathe spindle box is relatively simple, only two or three stage gear transmission system, it is mainly used to expand the range of stepless speed regulation of motor, to meet a certain constant power, and speed problems.

This design uses the Beijing CNC equipment factory of type BESK-8 AC spindle motor, maximum speed is 4500r / min. Through the given technical parameter to set an initial portion of the shaft, gear unit size, the transmission system of theoretical mechanics analysis, accurate calculation of the selected size and material, the motor speed drive to the feed system parameters feedback, check the selected spindle and rotary shaft size is reasonable to complete the overall structure design, assembly drawing and parts graph.

Through the design of the NC machine tool, compact structure, superior performance, production and processing of more sophisticated, is helpful for improving the performance of CNC machine tools, making the product processing more efficient.

Key words: NC machine tool; spindle box; AC motor; BESK-8

东北大学继续教育学院毕业设计（论文）用纸

目录

摘要 (Ⅰ)

Abstract (Ⅱ)

1.绪论 (1)

1.1研究的目的和意义 (1)

2.主轴驱动源的选择 (2)

2.1直流主轴驱动系统的特点 (2)

2.2 交流主轴驱动系统的特点 (3)

2.3主轴驱动电机的确定 (4)

3.主传动设计 (5)

3.1转速图的拟定 (5)

3.2主轴转速的确定 (6)

3.3传动级数的确定 (7)

3.3.1主传动系数的参数 (7)

3.3.2主传动级数的确定 (8)

3.3.3分级变速箱的设计计算 (11)

4.传动系统零件的设计 (17)

4.1齿轮的验算 (17)

4.2 V型带的选择 (19)

4.3离合器的选择与计算 (21)

总结 (24)

参考文献 (25)

1.绪论

1.1研究的目的和意义

数控机床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单，这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担，剩去了复杂的齿轮变速机构，有些只有二级或三级齿轮变速系统用以扩大电动机无级调速的范围。

我国数控车床从20世纪70年代初进入市场，至今通过各大机床厂家的不懈努力，通过采取与国外著名机床厂家的合作、合资、技术引进、样机消化吸收等措施，使得我国的机床制造水平有了很大的提高，其产量在金属切削机床中占有较大的比例。目前，国产数控车床的品种、规格较为齐全，质量基本稳定可靠，已进入实用和全面发展阶段。但是在这些数控机床中，大都处于单机运行状态，并且相当一部分处于效率不高，加工不精密的状态。通过本设计的研究，有利于改善数控机床的性能，使数控机床结构更加紧凑，使得产品的加工更加高效，性能更加优越，生产加工更加精密。

2. 主轴驱动源的选择

2.1 直流主轴驱动系统的特点

在数控机床高速,高效,高精度的控制要求,使得FANUC直流主轴驱动与通常的速度自动调节系统相比有以下特点:

（1）调速范围宽, 采用FANUC主轴驱动的数控机床,在机械结构方面，小型机床通常采用电机与主轴直接或皮带变速的结构形式、中、大型机床通常只设置高,低速两级简单的机械变速机构，因此，主轴电动机的调速必须全部依赖主轴驱动器进行控制。为保证数控机床的加工范围,使加工工艺相对集中，并达到理想的切削效果，主轴驱动器必须实现无级变速，且具有教宽的调速范围。

（2）在结构上，ＦＡＮＵＣ直流主轴电动机为全封闭的结构形式，可以在有尘埃和切削液飞溅的工业环境中使用。

（3）在冷却系统上，为了缩小体积，提高效率，ＦＡＮＵＣ主轴电动机采用了特殊法人热管冷却系统，可以将转子产生的热量迅速的向外界发散。

（4）在磁路设计上，为了使电机发热最小，ＦＡＮＵＣ煮粥电动机定子采用了独特的附加磁极，以减小损耗，提高了效率。