数控车床主传动系统结构与控制设计

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CK6140数控车床主传动系统及进给伺服系统设计

__届毕业（设计）论文题目CK6140数控车床主传动系统及进给伺服系统设计专业班级学号学生姓名随笔客指导教师指导教师职称学院名称机电工程学院完成日期： 2014 年 5 月 25日CK6140数控车床主传动系统及进给伺服系统设计CK6140 CNC lathe main drive system and feed servo system design学生姓名指导教师摘要本文介绍了CK6140数控车床的组成及工作原理，对数控机床的主要组成部分：机床主轴箱，进给伺服系统及主轴PLC控制进行了总体的设计及其详细设计。

数控机床是现代机电一体化的典型产品，对提高零件的加工质量和加工效率具有较好的作用。

在本次设计中，主要完成了以下工作：根据给出的要求，首先确定设计要求给出的已知条件确定电机的型号和功率，传动系统的布局，变速方式，开停方式，换向方式，制动方式及齿轮的排列与布置。

然后根据转速范围及级数确定它的转速图、各齿轮的齿数和传动系统简图。

在根据已确定传动比来确定带传动。

通过轴的初步设计，进行齿轮的设计和校核。

选取相应的轴承和键，进行轴的具体设计和校核，键和轴承的设计和校核。

最后进行装配图和各个零件图的绘制，完成主轴箱的设计。

然后完成伺服系统的设计。

在对进给伺服系统进行设计时，要确定进给传动系统的传动方式及控制系统的形式。

设计中，选择进给伺服系统为开环控制系统。

通过给定的参数选择好步进电机的步距角可确定传动齿轮的传动比及滚珠丝杆的导程。

设计的进给伺服系统能够满足设计任务的要求。

关键词：数控机床主轴箱进给伺服系统AbstractThis thesis introduced the constitution and working principle of CK6140 machine tool，the primarily parts of NC machine tool designed：including proceeds the total design and detailed design. NC machine tool is a modern machine to give or get an electric shock the integral whole the typical model of technique the processing of product, right exaltation spare parts the quantity with process the efficiency to have the good function. In this design,primarily completed following work.According to the timetable to design. First identified design requirements given the known conditions determine the type and electrical power, drivetrain system layout, speed change, stop the way for the way braking and gear configuration and the way layout. Based on rotational speed and scope of the class to determine its rotational speed maps, the various gear and drivetrain system Chishu sketch. In accordance with established transmission belt transmission than to determine. Through axle of the preliminary design, gear design and verification. The bearings and get used to a specific axle design and verification, design and verification keys and bearings. Final assembly of the various parts and mapping. Completed the design of headstock.Then completing the design of the servomechanism system. In designing of servo system, we can determine driving mode of driving system and controlling mode of controllingsystem,choosing the servo system for opening wreath control the system.Passing the parameter to settle the choice the good step the step for the electrical engineering the distance cape can make sure to spread to move the spreading of wheel gear to move the radio the roll the bead silk the think stick's lead. Design of into give the servo system can satisfy to designthe request of the mission.Keywords：NC Machine Tool；Axis Housing；Servomechanism目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章卧式数控车床简介 (1)1.1数控车床简介 (1)1.2 CK6140介绍及设计说明 (2)1.3设计任务 (3)第二章 CK6140总体设计计算 (6)2.1总体设计要求 (6)2.2机床的总体布局的确定 (7)2.3换向方向的选择 (7)2.4开停方式选择 (8)2.5 制动方式选择 (8)2.6 齿轮布置与排布 (8)2.7 变速方式选择 (9)2.8进给系统的组成及选用 (10)第三章主变速箱总体设计 (12)3.1电机的选用 (12)3.2传动方案的拟定 (15)3.3确定各级的转速.................................... 错误!未定义书签。

CK6150数控车床主传动系统设计

CK6150数控车床主传动系统设计辽宁科技大学本科生毕业设计CK6150数控车床主传动系统设计摘要机械制造业是国民经济的基础产业,它的发展直接影响到国民经济各部门的发展,也影响到国计民生和国防力量的加强。

而机床在机械制造业中扮演着举足轻重的角色,今天,普通机床已经满足不了加工的需求,从而出现了数控机床。

本设计的题目是设计CK6150主传动系统。

其主要对机床技术参数进行拟定,齿轮模数进行估算和验算,带轮尺寸和v带根数进行设计,根据需要选取适当的电机和轴承,并对轴承进行使用寿命验算,对传动轴进行刚度校核。

CK6150采用电动机的无级变速和机械齿轮的分级变速相结合的方式进行变速,可以在不停车的情况下得到转速范围内的任意转速,减少了速度损失和辅助加工时间,从而提高生产率。

设计过程中尽量使用标准件,使制造和装配更加方便。

设计过程中考虑了各零部件的空间尺寸和拆卸顺序,以保证结构尺寸设计的合理性。

关键词:数控机床,主传动系统,无级变速,机械制造业辽宁科技大学本科生毕业设计CK6150 CNC lathes Main Transmission SystemABSTRACTMachinery manufacturing industry is the basic industry of the national economy, and its development directly affects the development of various sectors of the national economy, but also affects the strengthening of the national economy and national defense forces. Themachine plays a pivotal role in the machinery manufacturing industry, today, general machine tools has failed to meet processing demands, which appeared in CNC machine tools. The design of the subject is to design CK6150 main drive system. The main technical parameters of the machine preparation, gear modulus estimate and checking, v belt pulley size and the number of the design, according to the need to select a suitable motor and bearings, and bearing life checking, carried on the shaft stiffness check. CK6150 uses the electric motor and a continuously variable mechanical gear shift grading combination of variable speed, you can get any speed within the speed range without stopping, reducing the speed loss and auxiliary processing time, thus increasing productivity. The design process to make use of standard parts, the manufacturing and assembly easier. The design process to consider the spatial dimensions of the various components and disassembly sequence in order to ensure the reasonableness of the structure size design.Key word:CNC machine tools; main drive system; CVT; machinery manufacturing 辽宁科技大学本科生毕业设计目录1 绪论...................................................................... .. (1)1.1数控机床的特点 ........................................................................................................... 1 1.2国产数控机床的发展现状 ..................................................................... . (1)1.3国内数控机床的发展趋势 ..................................................................... . (3)1.3.1智能、高速、高精化 ..................................................................... .. (3)1.3.2设计、制造绿色化 ..................................................................... (3)1.3.3复合化于系统化 ..................................................................... . (3)2 机床技术参数的拟定 ..................................................................... (4)2.1 确定极限转速和转速范围 ..................................................................... (4)2.1.1 计算主轴最高转速 ..................................................................... .. (4)............................................................ 5 2.1.2 计算主轴最小转速 ................................2.2 确定动力参数 ..................................................................... .. (5)2.2.1计算切削力...................................................................... . (5)2.2.2计算切削功率 ..................................................................... . (6)2.2.3估算电动机功率...................................................................... (6)3 传动部分设计...................................................................... .. (8)3.1 画机床转速图 ..................................................................... ......................................... 8 3.2 计算各轴输出功率和输出转矩 ..................................................................... ........... 10 3.3 带轮的设计 ..................................................................... . (10)3.3.1确定计算功率 ..................................................................... (10)V3.3.2选择带带型 ..................................................................... (11)3.3.3 确定带轮基准直径并验算带速 ......................................................................11v3.3.4确定带中心距和基准长度 ..................................................................... . (12)3.3.5验算小带轮上的包角 ..................................................................... (12)3.3.6计算带的根数 ..................................................................... ........................... 13 z辽宁科技大学本科生毕业设计3.4 齿轮设计 ..................................................................... .. (13)3.4.1 确定各齿轮齿数 ..................................................................... . (14)3.4.2 估算齿轮模数 ..................................................................... .. (14)3.4.3 验算齿轮模数 ..................................................................... .. (18)284 轴的校核 ..................................................................... .............................4.1 ?轴的受力分析 ..................................................................... .................................... 28 4.2 按弯扭合成应力校核轴强度 ..................................................................... (30).................................................................... ........ 31 4.3 轴的刚度校核 ................................4.4轴载荷点的挠度计算 ..................................................................... . (32)4.5轴的支撑点的倾角校核 ..................................................................... (33)4.5.1水平面倾角校核 ..................................................................... .. (33)4.5.2垂直面倾角校核 ..................................................................... .. (34)36 5 滚动轴承的验算 ..................................................................... .................. 结论...................................................................... (38)致谢...................................................................... (39)参考文献 ..................................................................... (40)第 1 页辽宁科技大学本科生毕业设计1 绪论1.1数控机床的特点数控机床通常由伺服系统、控制系统、机械传动系统、检测系统系统及其他辅助系统组成。

CK6140数控车床主传动系统设计

CK6140数控车床主传动系统设计数控车床的主传动系统是整个机床的核心组成部分，它主要由主轴、主轴驱动装置和主动工具头等组成。

设计一个稳定可靠的数控车床主传动系统，需要考虑诸多因素，如主轴精度、刚度、转速范围、加工能力等。

首先，主轴是数控车床主传动系统的核心部件，其精度和刚度直接影响到整个机床的加工质量。

主轴通常由高强度、高刚性的合金钢材料制成，并通过精密加工和热处理工艺提高其表面质量和硬度。

主轴的设计应考虑转动稳定性、轴向和径向刚度等因素，以确保在高速运转和大负载下能保持较小的振动和变形。

其次，主轴驱动装置主要是通过电机将动力传递给主轴，实现车床的加工运行。

常见的主轴驱动装置包括皮带传动、齿轮传动、液压传动等。

不同的传动方式具有不同的特点，需要根据数控车床的具体要求进行选择。

同时，主轴驱动装置还需要考虑电机的功率、转速调节范围、动态响应性能等因素，以满足不同加工工艺和加工材料的需求。

另外，主动工具头也是数控车床主传动系统的重要组成部分。

主动工具头一般由进给系统和切削工具组成，其主要功能是控制刀具的进给速度和刀具路径，实现工件的加工。

进给系统通常由伺服电机、滚珠丝杠等组成，将电机的旋转运动转化为刀具的直线运动。

切削工具的选择要根据不同的加工工件和加工要求进行，可以是转动刀具、切削刀具或磨削工具等。

除了上述部件，数控车床主传动系统的设计还需要考虑其控制方式和辅助装置。

传统的数控车床主传动系统采用闭环控制，通过编码器和反馈系统实现对主轴和主动工具头运动的精确控制。

辅助装置如冷却系统、润滑系统、自动换刀系统等，可以提高加工效率和工作环境的安全性。

总的来说，设计一个稳定可靠的数控车床主传动系统需要充分考虑主轴精度、刚度，主轴驱动装置的选择，主动工具头的设计以及控制方式和辅助装置的配置等因素。

只有在满足加工要求的前提下，才能实现高效、精确和安全的数控车床加工操作。

数控车床的主传动系统设计PPT

详细描述
在进行动态特性分析时，需要考虑主轴的转速、转矩和刚度等参数，以及传动系统的固有频率和阻尼比等特性。通过分析这些参数，可以评估主传动系统在加工过程中的稳定性，预测可能出现的振动和噪声问题，并采取相应的措施进行优化设计。
强度与刚度分析
总结词
强度与刚度分析是评估主传动系统在承受外力和变形时的性能表现，以确保系统的可靠性和稳定性。
总结词：传统设计
详细描述：该实例介绍了一种传统的数控车床主传动系统设计，主要采用齿轮传动和链传动组合的方式，具有结构简单、可靠性高的优点，但效率较低，适用于一般加工需求。
实例二：主传动系统的改进设计
总结词：优化设计
详细描述：该实例针对传统主传动系统的不足，进行了优化改进。采用新型轴承和材料，提高了传动效率和稳定性，减少了维护成本，适用于高精度、高效率的加工需求。
设计目的和意义
设计目的
设计出高效、稳定、可靠的数控车床主传动系统，满足加工精度和效率的要求，提高生产效率和产品质量。
意义
主传动系统设计的优劣直接影响到数控车床的性能和加工精度，进而影响到整个机械制造行业的生产水平和产品质量。因此，对数控车床主传动系统进行合理设计，对于提高机械制造行业的整体水平具有重要意义。
要点二
详细描述
在进行热特性分析时，需要考虑主轴的转速、切削力和材料导热系数等参数。通过建立热传导模型，可以预测主传动系统在不同工况下的温度变化和热变形情况。根据分析结果，可以采取相应的散热措施和热补偿技术，提高系统的热稳定性和加工精度。
06 主传动系统实例分析
实例一：某型号数控车床主传动系统设计
高耐磨材料
选用高耐磨材料，如陶瓷和硬质合金，以提高主传动系统的使用寿命和可靠性，减少维护成本。

第三章数控机床的主传动系统

要使润滑油突破这层旋转气流很不容易，采用突入滚道式润滑方式则可以可靠地将油送人轴承滚道处。
第三章数控机床的主传动系统
(3)突入滚道式润滑方式如图3—10所示为适应该要求而设计的特殊轴承。润滑油的进油口在内滚道附近，利用高速轴承的泵效应，把润滑油吸人滚道。
若进油口较高，则泵效应差，当进油接近外滚道时则成为排放口了，油液将不能进入轴承内部。
第三章数控机床的主传动系统
3．冷却润滑技术的研究过去，加工中心机床主轴轴承大都采用油脂润滑方式，为了适应主轴转速向更高速化发展的需要，新的冷却润滑方式相继开发出来，见表3—2。
第三章数控机床的主传动系统
第一章数控机床概述
(1)油气润滑方式这种润滑方式不同于油雾方式，油气润滑是用压缩空气把小油滴送进轴承空隙中，油量大小可达最佳值，压缩空气有散热作用，润滑油可回收，不污染周围空气。图3—8是油气润滑原理图。
1．主轴部件常用滚动轴承的类型图3—13a为锥孔双列圆柱滚子轴承，内圈为1：12的锥孔，当内圈沿锥形轴颈轴向移动时，内圈胀大以调整滚道的间隙。滚子数目多，两列滚子交错排列，因而承载能力大，刚性好，允许转速高。它的内、外圈均较薄，因此，要求主轴颈与箱体孔均有较高的制造精度，以免轴颈与箱体孔的形状误差使轴承滚道发生畸变而影响主轴的旋转精度。该轴承只能承受径向载荷。
第一章数控机床概述
(2)热变形电动机、主轴及传动件都是热源。低温升、小
的热变形是对主传动系统要求的重要指标。 (3)主轴的旋转精度和运动精度
主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动条件下测量主轴前端和距离前端300mm处的径向圆跳动和端面圆跳动值。主轴在工作速度旋转时测量上述的两项精度称为运动精度。数控机床要求有高的旋转精度和运动精度。

C618数控车床的主传动系统设计

第四章主传动部分改造与设计在改造设计之前，让我们先来看一下数控机床主传动与普通机床相比所具有的特点：1）采用调速电机驱动，以满足主轴根据数控指令进行自动变速的需要；2）传动路线短，从而简化了主传动系统机械结构；3）转速高、功率大；数控机床的主传动系统除应满足普通机床传动要求外，还应满足如下要求：○1具有更大的调速范围，并实现无极调速。

数控机床就要为了保证加工时能选用合理的切削用量，充分发挥刀具的切削性能，从而获得最高的生产效率、加工精度和表面质量，必须有更高的转速和更多的调速范围。

为了适应各种工序和各种加工材质的要求，主运动的调速范围还应进一步扩大。

②具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪声低。

数控机床加工精度的提高，与主传动系统的刚度密切相关。

为此，应提高传动件的制造精度与刚度，齿轮齿面进行高频感应加热淬火增加耐磨性；最后一级采用斜齿轮传动，使传动平稳；采用高精度轴承及合理的支承跨距等，以提高主轴件的刚性。

③具有良好的抗振性和热稳定性。

数控机床上一般既要进行粗加工，又要精加工；加工时可能由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰，使主轴产生振动，影响加工精度和表面粗糙度，严重时甚至破坏刀具和或零件，使加工无法进行。

因此在主传动系统中的各主要零部件不但要求有一定的静刚度，而且要求具有足够的抑制各种干扰力引起振动的能力——抗振性。

抗震性用动刚度或动柔度来衡量。

如果把主轴组件视为一个等效的单自由度系统，则动刚k与动力参数的关系为：度dd k =22221⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-n n k ωωξωω (4-1)式中: k —机床主轴结构系统的静刚度（m N μ/）；ω—外加激振力的激振频率（Hz ）； n ω—主轴组件的固有频率（n ω=mk ，m 为当量质量，k 为当量静刚度）； ξ—阻尼比（ξ=cγγ，γ是阻尼系数，c γ是临界阻尼系数，c γ=n m ω2）。

数控车床主传动机构设计方案

数控车床主传动机构设计方案数控车床是现代机械加工行业中的重要设备之一，其精度和效率对整个制造业具有重要的影响。

其中主传动机构是数控车床最关键的组成部分之一，直接影响到机床的性能和加工效果。

因此，本文将就数控车床主传动机构设计方案进行探讨。

首先，我们需要明确数控车床主传动机构的基本功能，即转换电机的旋转运动为切削刀具和工件之间的相对运动。

主传动机构的设计应该考虑到以下因素：1. 传动效率：主传动机构传递电机动力的效率决定了数控车床的加工效率和耗能情况。

因此，应该选用能够提供高传递效率的传动方式，如同步带传动系统或齿轮传动系统。

2. 稳定性和可靠性：对于高速运转的机床来说，稳定性和可靠性至关重要。

传动系统的设计应该能够减少振动和噪音，并且能够确保长期的可靠运行。

3. 正确的转速调节：数控车床需要能够实现旋转速度的精确定位和调节，以适应不同的加工要求。

因此，设计应该考虑涉及到反馈机制的电子速度控制。

4. 耐磨性和寿命：机床的传动系统在高负荷下工作，同时其精度和寿命有着极其重要的关系。

因此，应该选用经测试的高强度、低磨损材料来构建主传动机构。

综上所述，我们可在以下两个方面，对数控车床主传动机构进行设计方案的讨论：方案一：同步带传动系统在同步带传动系统中，电机的运动通过同步齿轮和同步带传递到机床主轴。

同步带传动设计的优点如下：1. 可靠性好。

同步齿轮连接方式使得同步带具有较强的耐久性和抗扭曲性。

2. 维护简单。

使用同步齿轮和带轮而不是齿轮齿条，可以减少机床本身的维护和潜在的问题。

3. 噪音低。

同步带传动系统相比于齿轮传动系统拥有更少的接触点，因而可以降低机床的噪声。

4. 成本低。

同步带传动的制作成本比齿轮更为便宜。

缺点：1. 接触作用较小。

传动效率不如齿轮传动系统高。

2. 需要更加频繁地更换同步带摩擦面，因为它们的磨损速度较快。

方案二：齿轮传动系统在齿轮传动系统中，机床主轴由电动机通过齿轮连接传动给。

因此，齿轮传动设计的优点如下：1. 能够提供高传动效率。

数控加工中心—主传动系统设计

数控加工中心—主传动系统设计数控加工中心是一种高效精密的机械加工设备，主要用于加工具有一定形状和尺寸要求的工件。

主传动系统作为数控加工中心的核心部件之一，在数控加工中心的运行中起着至关重要的作用。

本文将从主传动系统设计的角度，详细介绍数控加工中心主传动系统的设计方法和要点。

在确定主传动系统的结构形式后，设计者还需要考虑传动方式。

数控加工中心主传动系统的传动方式主要有齿轮传动、同步带传动和链条传动等。

齿轮传动是最常见的传动方式，其传动效率高、传动精度高，但噪音大；同步带传动具有传动平稳、噪音低、维护方便等优点；链条传动则适用于大功率、大转矩传动。

在进行传动方式选择后，设计者还需要根据加工中心的实际工作要求和性能需求，确定主传动系统的传动比，即主轴转速与驱动电机转速之间的比值。

传动比的大小直接影响到主轴的转速范围和加工中心的加工能力。

一般情况下，数控加工中心的主轴转速范围为几百转/分钟到几万转/分钟不等。

另外，主传动系统的传动精度也是设计中需要关注的重点。

传动精度是指传动系统中输出轴的转速与输入轴的转速之间的误差大小。

由于主传动系统的传动精度直接影响到加工中心的加工精度，所以设计者需要根据加工要求和机械精度标准，选择适当的传动精度要求，并通过选用合适的传动装置和特殊的配合方式，来提高主传动系统的传动精度。

此外，设计者还需要注意主传动系统的可靠性和稳定性。

在设计过程中，应遵循可靠性设计原则，选用具有高可靠性的主传动装置和零部件，并合理安排主传动系统的结构形式和传动方式，以提高主传动系统的工作稳定性和使用寿命。

综上所述，数控加工中心主传动系统的设计是一项复杂而重要的工作，设计者需要根据具体的情况选择最合适的结构形式和传动方式，并合理确定主传动系统的传动比、传动精度等参数，以提高数控加工中心的加工能力和加工精度。

同时，设计者还要注重主传动系统的可靠性和稳定性，以确保数控加工中心的正常运行。

C6150车床数控改造主传动系统设计

优秀设计毕业设计（论文）开题报告论文题目：c6150车床主传动系统设计一、选题依据随着产品更新换代的加快和人们需求的多样化，产品的生产也趋向种类多样化、批量中小型化为适应这一变化，数控(NC)设备在企业中的作用愈来愈大。

随着电子技术、计算机技术、信息技术以及激光技术等发展并用于机床领域，使机床的发展进入了一个新时代。

数控车床具有加工精度高、质量稳定，生产效率高、适应性强等特点。

因此它能较好地解决形状复杂、精密度高、批量小、零件多变的加工问题，使得机床柔性得以提高。

目前我国企业机械制造整体水平与发达国家相比还有很大的差距。

由于我国企业大部分数控机床和数控系统依赖进口，企业承受不了巨额购置费，且易受国外的控制，另外数控机械设备维修力量薄弱，进口的备件维修成本高，设备完好率低，大部分进口机床数控系统已经崩溃，有的甚至在进口后还没使用就已因为各方面原因不能使用等等。

因此目前我国企业机床数控化比例极低，各企业使用的绝大部分为传统老式机床，很难满足企业高技术产品的生产需求和生产效率。

为节省资源，降低企业固定资产采购成本，使资源利用最大化，对普通机床的数控电气化改造是非常有必要的。

我国作为机床大国，如果对绝大多数传统的落后机床，都改用先进的自动化控制，实现机电一体化改造，将会适应多品种、小批量、复杂零件加工的需求，不但能提高机加工精度和生产率，而且会减少工人劳动强度、降低生产成本，缩短生产周期，特别适合我国国情，所以在当前我国现有机床的技术设备的基础上，进行必要的改造是机床研究学者的重要任务。

数控机床对比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。

(1)可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。

这是由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴应该运动的运动量，这就可以加工复杂的曲线和曲面。

(2)可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，效率可比传统机床提高3到7倍。

(完整word版)CK6140数控车床主传动系统设计

燕山大学课程设计说明书题目：CK6140数控车床主传动系统设计学院（系）:机械工程学院机制系年级专业： 08级机制2学号： 080101010127学生姓名：吕伟彪指导教师: 王敏婷李宇鹏1共24 页第页目录第1章概述……………………………………………. .……。

11.1 设计要求………………………………………………。

.1第2章主传动的设计 (2)2.1计算转速的确定 (2)2.2变频调速电机的选择.....................................。

(2)2.3转速图的拟定…………………………………………。

..22。

3。

1传动比的计算……………………………………。

.22.3.2参数确定…………………………………………. .。

22.3.3 主轴箱传动机构简图……………………………..。

32。

3.4 转速图拟定……………………………………….。

32.4传动轴的估算..............................................。

(3)2。

5主轴轴颈的确定 (5)2。

6主轴最佳跨距的选择 (5)2.7齿轮模数的估算………………………………………。

62.8 同步带传动的设计 (8)2。

9 滚动轴承的选择 (10)2.10 主要传动件的验算..............................。

. (10)2.10。

1 齿轮模数的验算 (10)2.10。

2 传动轴刚度的验算 (14)2。

10。

3 滚动轴承的验算......................................。

. 15总结.................................。

.................................。

. (16)参考文献………………………………………………..……….。

17第一章概述1.1 设计要求机床类型：数控车床主传动设计要求：满载功率7.5KW，最高转速4000rpm，最低转速41。

数控车床主传动系统结构与控制设计

沈阳理工大学课程设计专用纸图 1.1转速图和主轴功率特性图2．齿轮齿数的确定（1）Ⅰ轴与Ⅱ轴的中间齿轮的齿数取 301min ==Z Z 111/'0.6u Z Z == 根据上式求得 150z '=且1180120z z '+=<，所以满足要求。

（2）Ⅱ轴与Ⅲ轴之间齿轮的齿数取 min 220Z Z == 222/'0.33u Z Z == 根据上式求得 260Zz =且2280120z z '+=<，所以满足要求。

（3）Ⅲ轴与Ⅳ轴之间齿轮的齿数取 min 325Z Z == 333/'0.33u Z Z == 根据上式求得 '75Z =且33100120z z '+=<，所以满足要求。

（4）Ⅳ轴与Ⅴ轴之间齿轮的齿数取 min 450Z Z '== 444/'0.99u Z Z == 根据式求得 450Z =且44100120z z '+=≤，所以满足要求。

联立上面两式求得：Z 5=55, 550z '=。

图1.23．主轴及各传动轴计算转速的确定： (1) 主轴计算转速的确定：根据转速图得中型车床主轴的计算转速80min v n r =。

(2) 各轴的计算转速的确定主轴计算转速确定后，就可以从转速图上得出各传动轴的计算转速，对于上述转速图可得各传动轴的计算转速如下：2轴的计算转速：1250min n r = 1轴的计算转速：750min n r =44444110.810.939257.1318P d kA mm n η⨯≥=⨯⨯= 圆整后取458d mm = 5齿轮模数估算（1）第一对齿轮：1750min n r =；301=Z ；10.6u =；()()3312222111 1.680.41116300163002.408300.41250750m j uPm Z u n φσ±+⨯===⨯⨯⨯⨯⎡⎤⎣⎦取标准值5.21=m （2）第二对齿轮：2250min n r =； 220Z =；20.33u =；()()332222222130.51116300163002.718350.51250250m j uPm Z u n φσ±+⨯===⨯⨯⨯⨯⎡⎤⎣⎦取标准值32=m （3）第三对齿轮：2250min n r =；423=Z ；67.01=u ；()()333222233130.671116300163002.8188420.671250250m j uPm Z u n φσ±+⨯===⨯⨯⨯⨯⎡⎤⎣⎦取标准值33=m （4）第四对齿轮：m in 1254r n =； 534=Z ；8.04=u ；()[]()90.212512508.0538118.0116300116300322342244=⨯⨯⨯⨯⨯+=±=n u Z Pu m j m σϕ取标准值34=m 所以取m=3 两组都是 6中心距的计算： D1=二传动轴的验算轴在载荷的作用下会产生弯曲和扭转变形，当这些变形超过某个允许值时，会使机器零部件工作状况恶化，甚至使机器无法正常工作，故对精密机器的传动和对刚度要求高的轴，要进行刚度校核，以保证轴的正常工作。

数控机床的主传动系统

数控机床的主传动系统一、主传动装置1．数控机床主传动系统的特点（1）转速高、功率大(2）调速范围宽（3）主轴能自动实现无级变速，转速变换迅速可靠（4）数控机床的主轴组件具有较大的刚度、较高的精度和高的耐磨性能（5）在加工中心上，还具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹紧装置，以及主轴定向准停装置，以保证刀具和主轴、刀库、机械手的正确啮合。

（6)为了扩大机床功能，一些数控机床的主轴能实现C轴功能（主轴回转角度的控制）2．数控机床主传动装置（1）带有二级齿轮的变速装置确保低速时输出大扭矩，扩大恒功率调速范围，以满足机床重切削时对输出扭矩特性的要求。

（2)采用定比传动装置定比传动装置常用同步齿形带或三角带连接电机与主轴，避免了齿轮传动引起的振动与噪声。

（3）采用电主轴电主轴传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构,主轴部件的刚性更好。

但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴影响较大,需对主轴进行强制冷却.二、主轴结构1．数控车床主轴部件结构1、5—螺钉；2—带轮连接盘；3、15、16—螺钉；4—端盖；6—圆柱滚珠轴承；7、9、11、12—挡圈；8—热调整套；10、13、17—角接触球轴承；14—卡盘过渡盘；18—主轴；19—主轴箱箱体数控车床主轴部件结构示意图1—驱动爪；2—卡爪；3—卡盘；4—活塞杆；5—液压缸；6、7—行程开关液压驱动动力的自定心夹盘2．数控加工中心（镗、铣床）主轴部件结构（1）刀具夹紧装置和切屑清除装置1－刀架；2－拉钉；3－主轴；4-拉杆；5－碟形弹簧；6－活塞；7－液压缸（或气缸）；8、10－行程开关；9－压缩空气管接头；11－弹簧；12－钢球；13－端面键数控立式加工中心主轴部件（2)主轴准停装置1－多楔带轮；2－磁传感器；3－永久磁铁；4－垫片；5－主轴主轴准停装置的工作原理3．内装电主轴的主轴部件结构1－刀具系统；2、9－捕捉轴承；3、8－传感器；4、7－径向轴承；5－轴向推力轴承；6－高频电动机；10－冷却水管路；11－气－液压力放大器用磁悬浮轴承的高速加工中心电主轴部件1—转子；2—定子；3—箱体；4—主轴数控车床电主轴部件电主轴主要融合了以下技术：（1）高速电机技术其关键技术是高速度下的动平衡。

数控车床主传动系统的设计资料

数控车床主传动系统的设计资料1.传动方式：数控车床的主传动系统主要采用齿轮传动、皮带传动或蜗杆传动等方式实现。

齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定等特点，适合数控车床的高精度加工。

皮带传动具有传动平稳、减震降噪等特点，适合一些对噪音要求较高的场合。

蜗杆传动则适用于需要大扭矩输出和自锁性能的情况。

2.主轴转速范围：数控车床的主传动系统需要设计具有较宽的主轴转速范围，以满足不同加工需求。

主轴转速范围的设计取决于工件材料的加工硬度、所需表面光洁度和所使用的刀具类型等因素。

通常情况下，数控车床的主轴转速范围可以从几十转/分钟到上万转/分钟。

3.主轴扭矩输出：数控车床主传动系统需要设计具有较大的主轴扭矩输出，以满足加工过程中的切削力需求。

主轴扭矩输出的设计取决于工件材料的加工硬度、切削类型和所使用的刀具等因素。

通常情况下，数控车床主轴扭矩输出可以达到几百牛·米以上。

4.切削力平衡：数控车床主传动系统需要设计具有良好的切削力平衡性能，以保证加工过程中的稳定性和精度。

切削力平衡的设计需要考虑主轴和工件的质量平衡、刀具的质量和刀具夹持方式等因素。

同时，还需要考虑冷却液的引入和排出，以保证加工过程中的冷却和润滑效果。

5.变速机构：6.轴向和径向刚度：数控车床主传动系统需要设计具有良好的轴向和径向刚度，以保证加工过程中的稳定性和精度。

轴向刚度的设计需要考虑主轴和工件的支撑形式和支撑点，径向刚度的设计需要考虑主轴轴承的选择和安装方式等因素。

同时，还需要考虑刀具切削力对主传动系统的影响。

7.自动换刀装置：总之，数控车床主传动系统的设计需要考虑传动方式、主轴转速范围、主轴扭矩输出、切削力平衡、变速机构、轴向和径向刚度以及自动换刀装置等因素，以实现高精度、高效率和可靠性的加工过程。

同时，还需要根据具体的加工需求和预算限制，选择合适的设计方案和关键部件。

数控机床的主传动系统

联轴器直接与主轴联接
其优点是结构紧凑，传动效率高，但主轴转速的变化及转矩的输出完全受电机的限制，随着主轴电机性能的提高，这种形式越来越多地被采用；
内装电机主轴
这种主传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，主轴转速高，但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴的精度影响较大。
数控机床的主传动系统
1.1 主传动系统的结构与特点 1.数控机床的传动系统在数控机床的主轴电机、传动元件和主轴构成的具有运动传动联系的系统称为主传动系统。由于现代数控机床常采用直流或交流调速电机作为主运动的动力源，主要由电机实现主运动的变速，使得数控机床的主传动系统的结构大大简化。
1）带有变速齿轮的主传动
排油泵强制排油到恒温邮箱，以达到润滑、冷却的目的。
2．主轴的密封
主轴的密封有接触式和非接触式两种。接触式: 有摩擦和磨损，发热严重，用于低速主轴。非接触式: 迷宫式和隙缝式，发热很小，应用广泛。为保证密封作用，旋转部分与固定部分之间的径向间隙应小于
（a）主轴准停换刀
4.主轴组件的润滑与密封
1）主轴润滑主轴润滑的作用减少摩擦，降低机床温度，是带走摩擦所产生的热量，
减少机床热变形。机床的润滑凡是主要有以下两种：（1）油气润滑方式。油气润滑是定时定量地把油雾送进轴承空隙中，这
种送油方式是间歇式的；而油雾润滑则是连续供给油雾。（2）喷注润滑方式。它用较大流量的恒温油喷注到主轴轴承上，然后由
合机床的镗孔车端面头主轴组件。（5）主轴作旋转运动又作行星运动的主轴组件。
2）主轴端部的结构
主轴端部用于安装刀具或夹持安装工件的夹具。其结构应保证定位准确，夹紧牢固可靠，能传递足够大的扭矩，安装、拆卸方便。主轴端部的结构已经标准化，如图3-4所示为六种通用的结构形式。

数控机床主传动系统

伺服驱动系统通常由伺服电机、控制器和驱动器组成，通过调整电机的输入电压或电流实现主轴的精确位置和速度控制。
伺服驱动系统的性能决定了数控机床的动态特性和加工精度。
主轴与卡盘
主轴是数控机床主传动系统的输出部件，它能够带动刀具或工件
旋转。
主轴通常采用高精度轴承和刀具夹紧装置，以确保加工过程中的
稳定性和精度。
类型与分类
类型
数控机床主传动系统根据其结构和工作原理的不同，可以分为多种类型，如机械主传动系统、液压主传动系统、电气主传动系统等。
分类
数控机床主传动系统还可以根据其传动方式的不同进行分类，如带传动、链传动、齿轮传动等。不同类型的数控机床主传动系统具有不同的特点和应用范围，需要根据具体的加工需求和加工条件进行选择。
主轴定位精度与重复定位精度
主轴定位精度
主轴在特定位置的准确度，决定了加工零件的尺寸精度。定位精度越高，加工精度越好。
重复定位精度
主轴在相同位置的重复精度，反映了主轴运动的稳定性。重复定位精度越高，主轴运动越稳定。
热稳定性与动态特性
热稳定性
主轴在切削过程中抵抗温度变化的能力，热稳定性越高，加工过程中主轴的性能越稳定。
动态特性
主轴在动态切削过程中的表现，包括振动、噪声等。动态特性越好，切削过程越平稳，加工表面质量越高。
04
主传动系统的控制技术
数控编程与加工技术
数控编程
根据加工需求，使用数控编程语言（如G代码）对机床进行编程，以控制主轴的运动轨迹和加工过程。
加工工艺
根据工件材料、加工要求和刀具特性，选择合适的加工工艺，如粗加工、半精加工和精加工等，以确保加工质量和效率。
特点
数控机床主传动系统具有高精度、高效率、高稳定性等特点，能够满足复杂、高效、高ห้องสมุดไป่ตู้度的加工需求。

普通数控车床主传动系统设计

普通数控车床主传动系统设计1. 引言普通数控车床主传动系统是数控车床中的核心部件之一，主要负责提供动力和转速控制，以实现对工件的加工操作。

本文将详细介绍普通数控车床主传动系统的设计原理和关键要素。

2. 设计原理普通数控车床主传动系统的设计原理基于数控技术和机械传动原理。

其根本原理如下：•主电机提供动力：普通数控车床主传动系统的第一要素是主电机。

主电机通过机械传动装置将动力传递给主轴，驱开工件的旋转运动。

•变速装置实现转速控制：为了满足不同加工需求，普通数控车床主传动系统通常配备了变速装置。

变速装置可以改变主轴的转速，使其适应不同工件加工的要求。

•控制系统实现精确控制：普通数控车床主传动系统的另一重要元素是控制系统。

控制系统通过编程控制，实现对主电机和变速装置的精确控制，确保工件加工的精度和稳定性。

3. 设计要素3.1 主电机选择主电机是普通数控车床主传动系统的关键组成局部。

在选择主电机时，需要考虑以下因素：•功率：根据加工要求和工件材料的硬度，选择适当的主电机功率，以确保足够的动力输出。

•转速范围：根据加工要求和工件材料的特性，选择主电机的转速范围，以满足不同加工情况下的转速要求。

•耐久性：主电机应具有较高的耐久性和可靠性，以适应长时间运行和重复工作的需求。

3.2 变速装置设计变速装置的设计对普通数控车床主传动系统的性能和灵巧性有重要影响。

在设计变速装置时，需要考虑以下因素：•传动比：根据不同的加工要求，设计适宜的传动比，以实现主轴转速的调整。

•换挡操作：如果变速装置采用机械换挡方式，需要考虑换挡操作的平稳性和可靠性。

如果采用电子控制方式，那么需要确保换挡速度和精确性。

•维护和保养：变速装置应设计成易于维护和保养，以提高系统的可靠性和使用寿命。

3.3 控制系统设计控制系统是普通数控车床主传动系统的智能化局部。

在设计控制系统时，需要考虑以下要素：•控制精度：控制系统应具有较高的精度，以满足工件加工的精度要求。

数控机床主传动系统

图3-1 VMC-15型加工中心的外形图 1—对刀仪 2—工作台(X，Y轴进给) 3—第四轴旋转头 4—刀库 5—防护装置 6—主轴箱(Z轴进给) 7—操作面板
数控机床主传动系统
• 课程导引 • （1）主传动系统
如图3-2所示为VMC-15加工中心的主传动结构，其主传动路线为：交流主电动机(150～7500r／min无级调速)→1∶1多楔带传动→主轴。
a)各种钻床
b)铣、镗床
c)外圆磨床、平面磨统
• 3.2 主轴及其部件结构
• 2.主轴的主要尺寸参数 • （1）主轴直径
主轴直径越大，其刚度越高，但增加直径使得轴承和轴上其他零件的尺寸相应增大。轴承直径越大，同精度等级的轴承公差值也越大，同时轴承极限转速下降，要保证主轴的旋转精度就越困难。
• 3.1 数控机床的主轴系统
数控机床主传动系统
• 3.1.2 主传动变速的方式
•
数控机床主运动调速范围很宽，其主轴的传动变速方
式主要有以下几种：
图3-4 数控机床主传动的四种配置方式 a)齿轮变速 b)带传动 c)两个电动机分别驱动 d)电主轴
• 1.带有变速齿轮的主轴传动（分段无级变速）
数控机床主传动系统
数控机床结构与故障检修
Structure and maintenance of NC
第3章数控机床主传动系统
The main drive system of NC
CONTENTS 目录
一数控机床的主轴系统二主轴及其部件结构三典型机床主轴结构
• 课程导引
数控机床主传动系统
如图所示VMC-15加工中心，工作台行程X/Y/Z向 20in/16in/20in（ 1inc=25.4mm），快进速度400in/min，主轴转速 150—7500r/min，定位精度±0.0002in，主电机功率11.2KW。

CK6140数控车床主传动系统设计

共享知识分享快乐盛年不重来，一日难再晨。

实时宜自勉，光阴不待人。

东海科学技术学院机械制造装备设计课程设计设计题目： CK6140车床设计说明书专业：机电工程系年级：大三指导教师：张连仲学生姓名：陈达昆学号： 1113092212014 年 5 月 ----2014共享知识分享快乐目录第一章概括 (1)1.0 序言 (1)设计要求 (2)第二章主传动的设计 (3)计算转速确实定 (3)2.2 变频调速电机的选择 (3)转速图的制定 (3)传动轴的估量 (4)主轴轴颈确实定 (6)主轴最正确跨距的选择 (6)齿轮模数的估量 (7)同步带传动的设计 (9)转动轴承的选择 (11)主要传动件的验算 (11)总结 (16)参照文件 (17)第一章概括1.0 序言我国数控机床产量连续高速增添，依据市场需乞降技术发展趋向，应要点推动高效、精细为中心的数控机床“”级工程，增强民展性能、高可靠性数控功能零件，踊跃展开复合加工机床、超精细数控机床和可重构制造系统的工程化研究等机械加工装备家产、建立数字化公司的重要基础，镄的民展向来备受人们关注。

数控机床以其优秀的柔性的自动化的性能、优秀而稳固的精度、灵捷而多样化的功能惹起世人瞩目。

它创始了机械产品向机电一体化发展的先河，所以数控技术成为先进成为先进制造技术的一项中心技术。

经过连续的开发研究以及对信息技术的深入应用，促使了数控机床性能和质量的进一步提高，使数控机床成为公民经济和国防建设发展的重要制造装备 .数控机床是典型的机电一体化课题，经过毕业设计可使所学机械学、力学、电工学知识获取综合应用。

结构设计及控制系统设计能力都能遇到训练，可有力的提高学生的剖析问题、解决问题能力及机电一体化水平CK6140数控车床的导轨经超音频淬火并精磨，耐磨性好，精度高，主轴采纳变频无级调速控制，可自动达成对零件的内外柱面、端面、随意锥面、圆弧面及公英制螺纹切削等工序连续加工在经过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到稳固、加深和扩大所学知识的目的。