卧式升降台铣床主传动系统设计

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机床设计-传动系统

1400r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 31.5
转速图的绘制
主传动系统的传动路线表达式：
36
1
主电机 440r / min
φ126 φ256
I
3306 4224
II
42
4222 62
III
60
1380 72
IV(主
轴)
48
主轴的转速计算：
126
n主轴
=
n电机
× 256
×uI-II
×uII-III
×uIII-IV
a
126
n主轴max
=
n电机
× 256
×uI
-II
max
×uII -III max
×uIII-IVmax
126
n主轴min
=
n电机
× 256
×uI
-II
min
×uII -III min
×uIII-IVmin
直接标出转速值。注意：转速格线间距大小并不代表公比ф的
数值大小。
转速图一点三线转速点——传动轴上的圆点，表示该轴具有的转速。
如轴Ⅳ（主轴）上有12个圆点，表示具有12级转速。
传动线——相邻两轴的相关两个转速点之间的连线。
传传动比大于1其对数值为正，传动线向右上倾斜；
应用：普通机床应用最为广泛的一种变速方式。
变速方式的选择
主传动系统的变速方式分为无级变速和有级变速两种。
（1）有级变速变速机构——是指在输入轴转速不变的条件下，使输出轴获得不同转速的传动装置。有级（或分级）变速机构
➢滑移齿轮变速机构 ➢交换齿轮变速机构 ➢多速电动机 ➢离合器变速机构 ➢摆移变速机构

机床主传动设计

对于主运动是直线运动的机床，如插床或刨床，主运动参数是每分钟的往复次数。
通用机床是为适应多种零件加工而设计制造的，主轴需要变速。因此需确定它的变速范围，即最低与最高转速。
1）.主轴最低（nmin）和最高转速（nmax）的确定
根据公式有：
nm in
1000 vm in
d m ax
nm ax
1000 vmax
2 、主电动机和传动机构须能供给和传递足够的功率和扭矩，并具有较高的传动效率。
3、执行件（如主轴组件）须有足够的精度、刚度、抗振性和小于许可限度的热变形和温升。
4 、噪声应在允许的范围内。 5、操纵要轻便灵活、迅速、安全可靠，并须便于调整和维修。 6 、结构简单、润滑与密封良好，便于加工和装配，成本低。
此表不仅可用于转速、双行程数和进给量数列，而且也可用于机床尺寸和功率参数等数列。表中的数列应优先选用。
图 7 1
3、公比的选用 a.对于通用机床，为使转速损失不过大，机床结构又不过于
复杂，一般取Ф=1.26或1.41。
b.对于大批量生产用的专用机床，自动化机床公比应取小些，这些机床的生产率高，转速损失的影响显著，一般取 Ф=1.12或1.26
dm in
nmax和nmin的比值是变速范围Rn:
Rn nm ax nm in
注意：dmax和dmin不是机床上可能加工的最大和最小直径，而是经济加工的最大和最小直径（即不是理论上的最大和最小直径），通常可取dmax= KD ； dmin=Rd dmax
最大加工直径dmax =( 0.5-0.6)D 最小加工直径dmin=(0.2-0.25)dmax
例：
以Ø 400mm普通车床为例，计算其主轴的极限转速。 (1)计算主轴最高转速nmax：

卧式升降台铣床主传动系统计算说明书

第2章
2.1 确定极限转速
运动设计
由已知最小转数 nmin 28r / min ，级数 Z 18 ，得到主轴极限转速
nmax 1400r / min ，转速调整范围 Rn
Rmax 50 。 Rmin
2.2
确定公比
由设计任务书给定条件，转速公比 1.26 ，由参考文献[1]，查得其转速
第 1 页，共 22 页
将 Rn 50 ， 1.26 代入，得 z 18 。

确定结构网或结构式
在设计简单变速系统时，变速级数应选为 z 3m 2n 的形式，其中 m, n 为正
整数。故 z 18 32 21 ，即选用 2 对三联齿轮，1 对两联齿轮进行变速。由参考文献[2]，主变速传动系设计的一般原则是：传动副前多后少原则，传动顺序与扩大顺序相一致的原则，变速组降速要前慢后快。因此，确定其变速结构式如下：
目
录
第 1 章机床的规格及用途 ...................................................................................... 1 第 2 章运动设计....................................................................................................... 1 2.1 确定极限转速 ............................................................................................ 1 2.2 确定公比 .................................................................................................... 1 2.3 求出主轴转速级数 .................................................................................... 1 2.4 确定结构网或结构式 ................................................................................ 2 2.5 绘制转速图 ................................................................................................ 2 2.5.1 选用电动机 ..................................................................................... 2 2.5.2 确定传动轴的轴数 ......................................................................... 2 2.5.3 绘制转速图 ..................................................................................... 3 2.6 转速图 ........................................................................................................ 4 第 3 章传动零件的初步计算 .................................................................................. 5 3.1 传动轴直径初定 ........................................................................................ 5 3.2 主轴轴颈直径的确定 ................................................................................ 6 3.3 齿轮模数计算 ............................................................................................ 6 3.3.1 初算齿轮模数 ................................................................................. 6 3.3.2 对各种限制的讨论 ......................................................................... 7 3.3.3 其余验证 ......................................................................................... 8 3.4 核算主轴转速误差 .................................................................................... 8 第 4 章零件的验算................................................................................................... 9 4.1 第 2 变速组的验证计算 ............................................................................ 9 4.1.1 小齿轮的弯曲强度验算 ................................................................. 9 4.1.2 大齿轮的接触强度验算 ............................................................... 10 4.2 传动轴Ⅲ的验证计算 .............................................................................. 12 4.2.1 传动轴Ⅲ的载荷分析 ................................................................... 12 4.2.2 传动轴Ⅲ的最大挠度计算 ........................................................... 13 4.2.3 传动轴Ⅲ在支承处的倾角计算 ................................................... 16 4.3 主轴组件的静刚度验算 .......................................................................... 16 4.3.1 计算条件的确定 ........................................................................... 16 4.3.2 两支承主轴组件的静刚度验算 ................................................... 17 第 5 章结构设计的说明 ........................................................................................ 20 第 6 章参考文献..................................................................................................... 21

数控铣床电主轴系统设计说明书

目录引言 (1)1.数控铣床简介 (3)1.1.数控铣床组成 (3)1.2.数控铣床的工作原理 (4)1.3数控铣床加工的特点 (4)1.4数控铣床加工的主要对象 (4)2.电主轴概述 (5)2.1电主轴的基本概念 (5)2.2电主轴单元关键技术 (6)2.2.1高速精密轴承技术 (6)2.2.2高速精密电主轴的动态性能和热态性能设计 (7)2.2.3高速电动机设计及驱动技术 (8)2.2.4高速电主轴的精密加工和精密装配技术 (8)2.2.5高速精密电主轴的润滑技术 (9)2.2.6高速精密电主轴的冷却技术 (9)2.3高速电主轴发展及现状 (9)2.3.1高速电主轴技术的发展及现状 (9)2.3.2主轴单元结构形式研究的发展 (11)2.4电主轴对高速加工技术及现代数控机床发展的意义 (12)2.5内装式电主轴系统的研究 (13)3.电主轴工作原理及结构 (16)3.1电主轴的基本结构 (16)3.1.1轴壳 (16)3.1.2转轴 (16)3.1.3轴承 (17)3.1.4定子及转子 (17)3.2电主轴的工作原理 (17)3.3电主轴的基本参数 (19)3.3.1电主轴的型号 (19)3.3.2转速 (19)3.3.3输出功率 (19)3.3.4 输出转矩 (19)3.3.5电主轴转矩和转速、功率的关系 (20)3.3.6 恒转速调速 (20)3.3.7 恒功率调速 (20)3.3.8 轴承中径 (20)3.4自动换刀装置 (21)4. 电主轴结构设计 (22)4.1主轴的设计 (22)4.1.1.铣削力的计算 (22)4.1.2 主轴当量直径的计算 (23)4.2高速电主轴单元结构参数静态估算 (23)4.2.1 高速电主轴单元结构静态估算的内容及目的 (23)4.2.2轴承的选择和基本参数 (23)4.3轴承的预紧 (24)4.4主轴轴承静刚度的计算 (24)4.4.1 主轴单元主要结构参数确定及刚度验算 (26)4.4.2主轴单元主要结构参数确定 (27)4.4.3主轴强度的校核 (32)4.4.4主轴刚度的校核 (34)4.4.5主轴的精密制造 (35)4.5主轴电机 (36)4.5.1电机选型 (36)4.6主轴轴承 (37)4.6.1轴承简介 (37)4.6.2陶瓷球轴承 (38)4.6.3陶瓷球轴承的典型结构 (40)4.7主轴轴承精度对主轴前端精度影响 (40)4.8拉刀机构设计 (41)4.8.1刀具接口 (41)4.8.2拉刀杆尺寸设计 (42)4.8.3夹具体结构尺寸设计 (43)4.8.4 松、拉刀位移的确定 (45)4.8.5碟型弹簧的设计及计算 (46)4.9HSK工具系统结构特点分析 (48)4.10HSK工具系统的静态刚度 (52)4.10.1 HSK工具系统的变形转角及极限弯矩 (52)5.电主轴的润滑及冷却 (55)5.1润滑介绍 (55)5.1.1润滑的作用和目的 (55)5.1.2 电主轴润滑的主要类型 (55)5.1.3 油气润滑的原理和优点 (57)5.2电主轴的冷却 (58)5.2.1电主轴的热源分析 (58)5.2.2电主轴的冷却方法 (59)5.3电主轴的防尘和密封 (60)6.电主轴的驱动和控制 (61)6.1恒转矩变频驱动和参数设置 (61)6.2恒功率变频驱动和参数设置 (62)6.3矢量控制驱动器的驱动和控制 (64)6.4普通变频器原理 (65)6.5本设计采用的变频器原理 (67)6.6主轴准停 (69)6.6.1主轴的准停功能 (69)6.6.2主轴准停的工作原理 (69)6.6.3主轴准停控制方法 (70)7．主轴动平衡 (72)7.1动平衡介绍 (72)7.2动平衡设计 (73)总结 (75)致谢 (76)参考文献 (77)引言高速机床是实现高速切削加工的前提和条件。

简易卧式铣床传动装置设计.doc

简易卧式铣床传动装置设计摘要本设计为简易卧式铣床的传动装置设计。

由于此设计需要按照工厂的具体情形（条件），自行设计，制造，能供本厂生产利用的简单的机床，所以本设计是依照工厂生产需要，进行有针对性的设计制造。

在设计进程中发觉，能够利用方案有很多种，可是大部份传动方案由于传动比和结构方面的原因不能利用，只有采用蜗杆—圆锥齿轮减速器。

传动比的分派本着机体结构简单、体积小、重量轻的原则来肯定，传动零件的设计应尽可能选用既能知足要求有是价钱低廉的材料。

按照卧式铣床的特点主要利用了两级传动装置，第一级利用了蜗杆减速器，第二级采用了圆锥齿轮减速器，而且这两级减速器别离独立，各为一体。

主如果考虑其以后的改装方便和经济性易保护等方面，例如：蜗杆减速器为多用途设计，在本设计中为下置式，若需要上置式则能专门快捷方便的进行改装。

本设计的重点和难点部份为多功能蜗杆减速器的设计，它能改成蜗杆上置式工作，也能改成蜗杆下置式进行工作。

可利用有限的物力和财力对机床做多功能的改造。

关键词简易机床减速装置传动AbstractThis design for simple horizontal milling machine transmission device design. As a result of this design needs according to the factory special details (condition), independently to design, the manufacture, can supply this factory production use the simple engine bed, therefore this design defers to the plant production need, carries on has the pointed design manufacture.Discovered in the design process that, may have very many kinds using the plan, but majority of transmissions plan because the velocity ratio and the structure aspect reason cannot use, only then uses the worm bearing adjuster bevel gear reduction gear. The velocity ratio assignment in line with the body structure simple, the volume is small, the weight light principle determined that, the transmission components design should select as far as possible already can answer the purpose has is the price inexpensive material. Has mainly used two levels of transmission devices according to the horizontal milling machine characteristic, the first level has used the worm reducer, the second level has used the bevel gear reduction gear, and these two levels of reduction gears distinction is independent, each is a body. Mainly is considered its later the reequipment convenience and the efficiency will be easy to maintain and so on the aspect, for example:The worm reducer is the multipurpose design, in this design for down-alex, if needs onto set at the type then can very quick Czechoslovakia facilitate carries on the reequipment.This design key point and the difficulty partially for the multi-purpose worm reducer design, it can alter to on the worm bearing adjuster to set at the type work, also can alter to the worm bearing adjuster down-alex to carry on the work. May use the limited physical resource and the financial resource makes the multi-purpose transformation to the engine bed.Keyword: Simple engine-bed decelerating device transmission目录简易卧式铣床传动装置设计 (1)1 .简易卧式铣床的传动装置的设计 (8)前言 (8)2．传动装置设计 (9)铣床的熟悉 (9)铣床的传动方式 (10)3.选择电动机 (11)原始参数 (11)电动机的选择 (11)4.传动方案的选择： (12)计算总传动比 (12)选择传动形式 (12)传动方案的选择 (13)方案一： (13)方案二： (14)方案三： (15)方案四： (16)方案综合考虑并选用 (17)5.按照传动方案计算运动参数 (18)传动比的分派 (18)蜗杆,蜗轮传动计算(<机械设计手册>机械工业出版社) (18)选择材料 (18)选择蜗杆蜗轮的齿数 (19)肯定许用应力 (19)按接触强度计算； (19)求蜗轮的圆周速度，并校核效率，实际传动比： (20)校核蜗轮齿面的接触强度 (21)蜗轮齿根强度校核 (21)计算几何尺寸 (22)各轴段轴向长度的肯定 (24)按许用弯曲应力校核轴 (24)蜗杆，蜗轮简图 (26)蜗杆减速器轴承的选用 (27)蜗杆轴轴承的选用 (27)蜗轮轴轴承的选用 (28)锥齿轮传动设计：（进程见《机械零件设计手册》第三版） (30)初步设计： (30)几何计算。

72学时机械系统设计练习资料07机Y12

机械系统设计复习资料一.名词解释1．“黑箱法”2．转速扩大顺序3．计算转速4．卸荷导轨5.主轴旋转精度6.功能原理设计7．基本组8．内联传动精度9.主轴合理跨距二. 判断题：判断下列各题的正误，并分别用√（表示正确）和×（表示错误）填入小题的方格中。

□ 1.从系统的观点来看，任何机械产品都是由若干个零部件及装置组成的一个特定系统。

□ 2.通用机床执行轴组件的旋转精度应根据工件精度要求确定。

□ 3. 在标准等比数列的有级变速传动系统中，将公比φ为1的变速组称之为基本组。

□4.主轴滚动轴承的精度分为P2、P4、P5、P6和P0五级。

其中P2级最低，P0级最高。

□ 5. 三角形导轨导向性和精度保持性比矩形导轨高，而刚度及承载能力不如矩形导轨。

□6. 在分配内联传动系统各变速组降速比时，应使末端传动副的传动比为最大。

□7. 在原有的总工作原理基本不变的情况下，对已有产品进行局部变更以适应某种新的要求不属于机械系统设计。

□ 8. 在拟定转速图时，一般只要验证最后一级扩大组的变速范围即可。

□9. 为了提高导轨副的耐磨性和防止咬焊，动导轨合支撑导轨的材料应不同，但原则上双方硬度应相同。

□ 10. 单边拨动滑移齿轮不发生自锁条件是滑移齿轮中心到拨叉拨动部位径向距离必须大于滑移齿轮11.在产品的工作原理和功能结构都不变的情况下，对其结构配置或尺寸加以改变使之能够适应于某些量方面有所变更要求的设计不属于机械系统设计。

□ 12.专□用机床执行轴组件的旋转精度应根据工件精度要求确定。

□ 13. 在标准等比数列的有级变速传动系统中，第一扩大组的级比等于公比φ。

□ 14.由误差传动规律可知末端传动副的精度应高于中间传动副的精度。

□15. 设计双速电动机主传统系统时，为了得到连续而不重复的等比数列，所选标准公比的整数次方必须等于2。

□ 16. 大批生产用的专用机床，对减少相对转速损失的要求很高，所以常取很大的公比如1.58，甚至可取2。

第3章 X6132A卧式升降台铣床机电传动与控制

卧式铣床
机床的主要组成部件
主轴
悬梁
刀杆
刀杆支架
工作台主轴变速盘
回转盘
操作盘床鞍
底座
升降台
悬梁
床身
主轴
刀杆支架
工作台
回转盘
床鞍
底座
升降台
X6132A万能卧式升降台铣床
6、机床的布局（1）床身
床身是机床的主体，大部分部件都安装在床身上，如主轴组件、主传动装置及变速操纵机构等装在床身的内部。
3、特性： ① 多刃刀具加工。生产率较高，表面粗糙度较高。 ② 切削力周期性变化，切削过程断续，易引起机床
振动。所以，铣床在结构上要求有较高的刚度和抗振性。
4、铣床的分类
铣床种类很多，一般按布局形式和范围来分，主要有：升降台铣床（包括卧式、立式、万能等）工作台不升降铣床
龙门铣床
顺铣和逆铣加工
逆铣刀具从加工表面切入，切削厚度逐渐增大，刀具的刀齿容易磨损，而且刀具切离工件时的垂直分力会使工件脱离工作台，因此需要较大的加紧力。
工作台右移时，丝杠螺纹左侧为工作表面，与螺母螺纹的右侧相接触。
丝杠
逆铣时铣削分力F纵与进给方向F相反，有助于使工作台丝杠与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密贴合。 F纵不会产生工作台窜动，能保证工作台平稳进给。
进给丝杠的左端有空套手轮5，用于手动移动工作台。操作时，将手轮向右移动，压缩弹簧，使离合器M合上，即可转动手轮使工作台移动。而松开手轮时在弹簧的作用于下，手轮自动与离合器脱开，保证工作台在机动进给和快速移动时，手轮不转，以免打伤操作者。纵向丝杠右端有带键槽的轴头，用来安装配换交换齿轮。
5、顺铣机构
后
前

铣床主传动系统设计

４.3.3传动轴的弯曲刚度验算
４.3.3.1传动轴上的弯曲载荷
齿轮传动轴同时受输入扭矩的齿轮驱动Qa和输出扭矩的齿轮驱动阻力Qb的作用而产生弯曲变形。当齿轮为直齿圆柱齿轮，其啮合角a=20,齿面摩擦角=5.72时，则
Qa(或Qb)=2.12式4-13
式中N—该齿轮传递的全功率（KW）
m,z—该齿轮的模数，齿数；
---大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，μ≥1外啮合取“+”号，内啮合取“-”号；
---小齿轮齿数；
---齿宽系数，(B为齿宽系数，m为模数)，
[---许用接触应力（MPa）取MPa
第一组：选取II轴齿数为32的齿轮：
=1.43(mm)取
第二组：选取IV轴齿数为18的齿轮：
取
第三组：选取V轴齿数为21的齿轮:
m—疲劳曲线指数，接触载荷取：m=3;
弯曲载荷时，对正火，调质以及整体淬硬件取m=6.对表面淬硬件取m=9;
；
—齿向载荷分布系数；
Y—齿形系数；
—许用接触应力；1650Mpa
297Mpa
选取齿数为21和84的一对齿轮进行验算，小齿轮验算弯曲强度，大齿轮验算接触强度
系数
K1
Y
K2
K3
KT
KN
Kn
Z1=21
４.2.1传动轴直径初定
d=91(mm)式（4-7）
式中d----传动轴直径（mm）
---该轴传递的额定扭矩(Nmm)
N----该轴传递的功率（kW）
nj---该轴的计算转速（r/min）
—该轴每米长允许扭转角（deg/m），一般传动轴取。对空心轴须将（6）（7）式计算值再乘以系数。
取：V带传动效率
接触应力验算公式为：

第3章 X6132A卧式升降台铣床机电传动与控制

2013-7-21
江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强
岗位责任体系概述第3章 X6132A卧式升降台铣床机电传动与控制——3.2 基础知识
3.2.1 X6132A卧式升降台铣床的机械结构 3. 工作台及顺铣机构
图3-5 X6132A卧式升降台铣床工作台结构 1-床鞍；2-回转盘；3-纵向进给丝杠；4-手轮；5-前支架；6-工作台；7-花键；8-花键套筒；9-后支架；10-螺母；11-压板；12偏心轴；13-手柄；14-螺栓江苏食品职业技术学院
（1）熟悉电路原理，确定检修方案（2）先机械，后电路（3）先简单，后复杂（4）先外部调试，后内部处理（5）先不通电测量，后通电测试（6）先公用电路，后专用电路
2013-7-21
江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强
2013-7-21 《机电一体化技术》，胡继强
岗位责任体系概述第3章 X6132A卧式升降台铣床机电传动与控制——3.2 基础知识
3.2.1 X6132A卧式升降台铣床的机械结构 3. 工作台及顺铣机构
图3-6
2013-7-21
X6132A卧式升降台铣床顺铣机构 a）逆铣 b）顺铣
江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强
2013-7-21 《机电一体化技术》，胡继强
岗位责任体系概述第3章 X6132A卧式升降台铣床机电传动与控制——3.2 基础知识
3.2.1 X6132A卧式升降台铣床的机械结构 5. 工作台的横向和垂直进给操纵机构
图3-8 X6132A卧式升降台铣床工作台横向和垂直进给操纵机构 1-手柄；2-平键；3-毂体；4-轴；5、6、8、9-顶销；7-鼓轮； S3、S4、S7、S8-微动开关；M3、M4-电磁离合器江苏食品职业技术学院

X6132铣床——进给箱_课程设计说明书

专业课程设计说明书课程名称：机械设计方向课程设计题目：X6132铣床——进给箱机械工程学院（系）机械设计专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2013年9月《现代机械CAD》课程设计任务书一.设计目的和要求《现代机械CAD》课程设计是机械设计专业方向课程中实践性较强、综合性突出的重要教学环节，使该专业方向的学生在校期间最后一次（除毕业设计外）进行的较长时间、较系统、较全面的工程设计能力训练，在实现学生总体培养目标中占有特别重要的地位。

对于树立学生的创新精神，培养学生设计的系统性、可靠性、完整性意识，激发学生用依据理论结合计算机技术解决工程实践问题的兴趣，加深同学对课程所学内容的综合理解和掌握具有举足轻重的作用和十分重要的意义。

本教学环节的实施目的是：1、通过课程设计实践，树立正确的现代的机械设计思想，培养综合运用《机械设计》、《现代设计方法学》、《自动机械设计》课程和《计算机辅助设计/辅助分析/辅助制造（CAD/CAE/CAM）》、《有限元分析》、《优化设计》、《可靠性设计》等其他先修课程的理论与生产实践知识来分析和解决用计算技术对现代机械的进行完整设计所涉问题的能力。

2、学习用计算机技术进行现代机械设计的一般方法，掌握计算机辅助现代机械设计的一般规律和所需技术和软件。

3、用计算机进行现代机械设计基本技能的训练：例如计算（Matlab）、分析（UG/Scinario、有限元分析、机构运动分析、结构分析和参数化设计模块）、修正、绘图（UG/Drafting/Assembly/FreeForm）、查阅资料和手册、运用标准和规范。

4、有条件的话，可熟悉现代设计中涉及的计算机技术（计算机辅助制造UG/Manufacturing）和其他流行CAD软件（ANSYS、ADAMS、Pro/E）的使用操作，全面掌握现代计算机辅助机械设计的全过程。

课程设计教学的基本要求是：1、能从机器功能要求出发，制定或分析设计方案，合理的选择电动机、传动机构和零件。

立式加工中心主传动系统设计毕业设计

立式加工中心主传动系统设计毕业设计目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 研发背景及意义 (1)1.3 加工中心的发展状况 (2)1.4 课题拟解决的关键问题 (2)第2章立式加工中心主传动系统设计 (4)2.1 加工中心主轴箱的组成 (4)2.2 机械系统方案的确定 (4)2.2.1 主轴传动机构 (4)2.2.2 加工中心主轴组件总体设计方案的确定 (4)2.3 运动及动力参数计算 (5)2.3.1 铣削分力 (5)2.3.2 铣削圆周力的计算 (6)2.3.3 选用电机 (9)第3章传动系统的设计 (11)3.1 主传动系统的设计 (11)3.1.1 带传动的设计 (11)3.1.2 齿轮传动的设计 (12)3.2 Ⅰ轴的设计 (17)3.2.1 Ⅰ轴的初步设计 (17)3.2.2 I轴的校核 (18)3.3 主轴的设计 (21)3.3.1 主轴的设计 (21)3.3.2 主轴受力分析 (24)3.3.3 主轴的强度校核 (28)3.3.4 主轴的刚度校核 (29)第4章控制系统设计 (30)4.3软件设计 (32)4.3.1 步进电机的控制原理 (33)4.3.2 变频电机的相关控制 (34)4.3.3 译码法寻址 (34)4.3.4 键盘显示器接口 (34)4.3.5 程序存储器（EEPROM）芯片 (34)4.2.6 数据存储器（RAM）芯片 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)立式加工中心主传动系统设计摘要：数控技术和数控装备是制造工业现代化的基础，这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到国家的战略地位。

立式加工中心主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统。

包括电动机、传动系统和主轴部件。

本文通过对立式加工中心主传动系统的各方面设计，以达到低制造成本、简化机构、实现优化。

采用变频电机和一级机械调速达到调速和传递功率的要求；用步进电机驱动主轴上下运动达到Z行程的要求；数控装置采用51单片机来实现对电机更加精确的控制和实现机械调速的自动控制。

3 机床总体设计和传动系统设计

第三章机床总体设计和传动系统设计
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教学目的和要求了解机床设计应满足的基本要求；了解机床设计的步骤；熟悉机床总体布局要求；掌握机床主要技术性能参数的内容；掌握转速图、结构网、结构式的各自含义；掌握主运动链转速图的拟定与结构网的绘制；掌握等比结构串联系统的级比规律；了解扩大变速范围的方法；熟悉齿轮齿数的确定；熟悉主轴箱的温升与热变形对机床运转带来的影响。
2828主参数大多数情况下用折算值表示其折算值等于主参数乘以折算系数机床名称主参数名称主参数的折算系数第二主参数单轴自动车床最大棒料直径转塔车床最大车削直径110立式车床最大车削直径1100最大工件高度卧式车床床身上最大工件回转直径110最大车削长度摇臂钻床最大钻孔直径最大跨距立式钻床最大钻孔直径卧式铣镗床镗轴直径110坐标镗床工作台面宽度110工作台面长度外圆磨床最大磨削直径110最大磨削长度内圆磨床最大磨削孔径110平面磨床工作台面宽度11028292929端面磨床最大砂轮直径110齿轮加工机床大多数是最大工件直径110大多数是最大模数龙门铣床工作台面宽度1100工作台面长度卧式升降台铣床工作台面宽度110工作台面长度龙门刨床最大刨削宽度110最大刨削长度牛头刨床最大刨削长度110最大插削长度110机床名称主参数名称主参数的折算系数第二主参数30301运动参数运动参数是指机床的主运动进给运动和辅助运动的执行件的运动速度如主轴工作台刀架等的运动速度
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二、机床设计方法和步骤机床设计方法
理论分析、计算和试验研究相结合的设计方法是机床设计的传统方法，随着科学技术的进步，机床设计的理论和方法也不断进步。计算机技术和分析技术的迅速发展，使得计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)等技术，已经应用于机床设计的各个阶段，改变了传统的设计方法，由定性设计向定量设计、有静态和线性分析向动态和非线性分析、由可靠性设计向最佳设计过渡，提高了机床设计的质量和效率。

数控机床的主传动系统

性能要求高
电机过载能力强。要求有较长时间 (1~30min)和较大倍数的过载能力
在断续负载下，电机转速波动要小。速度响应要快，升降速时间要短。电机温升低，振动和噪音小，精度要高。可靠性高，寿命长，维护容易。要具有抗振性和热稳定性。体积小，重量轻，与机床联接容易。
液体静压滑动轴承主要应用于主轴高转速、高回转精度的场合，如应用于精密、超精密的数控机床主轴、数控磨床主轴。
4 、主轴准停装置
主轴准停也叫主轴定向。在加工中心等数控机床上，由于有机械手自动换刀，要求刀柄上的键槽对准主轴的端面键上，因此主轴每次必须停在一个固定准确的位置上，以利于机械手换刀。所以，主轴上必须设有准停装置。主轴准停装置分为机械式准停、电气式准停。
二、数控机床的主轴部件
主轴部件是主运动的执行件，它夹持刀具或工件，并带动其旋转。功用：
夹持工件或刀具实现切削运动；传递运动及切削加工所需要的动力。组成：主轴、支承、传动零件、装夹刀具或工件的附件及辅助零部件。
要求：主轴的精度要高。包括运动精度(回转精度、轴向串动)、和安装刀具或夹持工件的夹具的定位精度(轴向、径向)。部件的结构刚度和抗振性好。较低的运转温升以及较好的热稳定性。部件的耐磨性和精度保持性好。自动可靠的装夹刀具或工件
（3）机床基础件，通常指床身、底座、立柱、滑座、工作台等。其功用是支承机床本体的零、部件，并保证这些零、部件在切削加工过程中占有的准确位置。
一、概述
1、概念主运动是机床实现切削的基本运动。即驱动主轴运动的系统。在切削过程中，它为切除工件上多余的金属提供所需的切削速度和动力，是切削过程中速度最高、消耗功率最多的运动。主传动系统是：由主轴电机经一系列传动元件和主轴构成的具有运动、传动联系的系统。数控机床的主传动系统包括：主轴电动机、传动装置、主轴、主轴轴承、主轴定向装置。

XKA5750数控铣床主传动系统设计

XKA5750数控铣床主传动系统设计摘要本文介绍了XKA5750立式数控铣床的一些基本情况，简述了机床主传动系统方面的原理和类型，分析了各种传动方案的机理。

XKA5750立式数控铣床主传动系统包括主轴电动机、主轴传动系统和主轴组件三部分。

本文详细介绍了立式数控铣床主传动系统的设计过程，该立式数控铣床主轴变速箱是靠齿轮进行传动的，传动形式采用集中式传动，主轴变速系统采用多联滑移齿轮变速。

齿轮传动具有传动效率高，结构紧凑，工作可靠、寿命长，传动比准确等优点。

文中介绍了立式数控铣床主传动系统各种传动方案优缺点的比较、主传动方案的选择和确定、主传动变速系统的设计计算、主轴组件的设计、轴承的选用基润滑、关键零件的校核、以及主轴电动机的控制等设计过程。

关键词：数控铣床，主传动系统，主轴组件The main drive system design of XKA5750 CNC milling machineAuthor:Han LiguoTutor:Yan CunfuAbstractThis paper introduces some basic situations of the XKA5750 vertical CNC milling machine, briefly discusses the principles and types about spindle driving system of machine tool and analyzes the mechanism of various transmission scheme. The main driving system of XKA5750 CNC milling machine includes three parts that is spindle motor, spindle driving system and spindle components. This paper describes the main driving system design process of the XKA5750 CNC milling machine in detail. The spindle gearbox of this vertical CNC milling machine is driven by gear, and the driving mode adopts a centralized transmission, the spindle speed system uses multi sliding gear transmission. The advantages of gear drive are high transmission efficiency, compact structure, reliable, long life and accurate transmission ratio and so on. This paper compares the advantages and disadvantages of the various transmission scheme for vertical CNC milling machine system, introduces the selection and identification of main drive program, gearshift design and calculation of the main drive, the design of the spindle components, the selection and lubrication of the bearing, verification of critical parts, and the control of spindle motor, and so on.Key words：CNC milling machine, spindle driving system, spindle components目录1 绪论 (1)1.1我国数控机床的发展现状 (1)1.2课题提出的意义和目的 (2)2 XKA5750数控铣床主传动系统方案的确定 (3)2.1数控铣床主传动系统简介 (3)2.2对数控铣床主传动系统的要求 (3)2.3主传动的类型及方案选择 (4)3 主传动变速系统主要参数计算 ........................................................ 错误！未定义书签。

卧式升降台铣床主传动系统设计书

卧式升降台铣床主传动系统设计书1．项目背景分析1.1 综合课程设计Ⅱ的目的《综合课程设计II》是机械设计制造及自动化专业极其重要的实践性教学环节。

其目的是在相关先修课程学习后，进行机械结构设计综合训练，使学生掌握机械系统分析和设计的基本步骤和方法，培养和锻炼学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力。

也为学习后续专业课奠定基础。

1.2 金属切削机床在国外发展趋势机床作为加工的母机，总是要保证和提高加工质量和生产率，随着科技的不断进步，各种机床也相应地不断发展与更新，如性能参数的提高、功能的扩大、切削功率的加大，自动化程度的提高，机床动态性能的不断改善，加工精度的不断提高，基础元件的不断创新，控制系统的更新等等。

我国机床工业的发展趋势：根据机床工具工业局对振兴我国机床工业的设想，要在以后相当长时期限制和压缩落后机床的生产，要化大力气发展高性能、高效率、高水平的适合国民经济需要的“高档”产品，改善机床品种的构成比。

重点发展机、电、仪结合的产品。

注意在冲压、电加工、激光、等离子加工中应用数控技术。

国外机床工业的发展，特别讲究机床的精度、效率，讲究机床制造工艺技术水平，试验分析与理论研究。

从七十年代以来，国外已普遍推广使用数控机床。

日本和美国已建成柔性自动化生产车间和柔性自动化工厂，整个机床制造的技术水平和自动检测控制技术已有大幅度提高。

2．研究计划要点与执行情况2.1 设计任务书设计容见表2-1。

表 2-1 设计任务2.2 进度安排进度安排见表2-2。

表 2-2 进度安排3．项目关键技术的解决课程设计设计要求：1、图纸工作量：画两图：开展图（A0）。

操纵机构、摩擦离合器、换向、制动和润滑不要求画，但要求掌握。

截面图（A1）：画剖面轴系布置示意图（包括截面外形及尺寸、车床标中心高）。

（2、标注：中心距，配合尺寸，中心高（车床），外形尺寸。

3、明细：不设明细表，件号采用流水号（1,2,3…）标注，标准件的标准直接标在图纸上（件号下面），标题栏采用标准装配图的标题栏（180×56），其中，图号：KS01（表示：课设01号图纸）；单位：工业大学；图名：主传动系统装配图。

卧式升降台铣床主传动课程设计

卧式升降台铣床主传动课程设计目录一、设计目的二、设计步骤1、参数拟定2、运动设计2.1、机构式分析2.2、绘制转速图2.3、各变速组传动副齿数的确定2.4、绘制传动系统图3、动力设计3.1、确定各轴转速3.2、带传动设计3.3、各传动组齿轮模数的确定和校核4、齿轮强度的校核4.1、校核a传动组齿轮4.2、校核b传动组齿轮4.3、校核c传动组齿轮5、主轴绕度的校核5.1、确定各轴最小直径5.2、轴的校核6、主轴最佳跨距的确定6.1、选择轴颈直径、轴承型号和最佳跨距6.2、轴承刚度7、各传动轴支撑处轴承的选择8、主轴刚度的校核8.1、主轴图8.2、计算跨距三、总结四、参考文献一、设计的目的机床设计是学生在学完基础课、技术基础课及有关专业课的基础上，结合机床主传动部件（主轴变速箱）设计进行的综合训练，其目的：1、掌握机床主传动部件设计过程和方法，包括参数拟定、传动设计、零件计算、结构设计等，培养结构分析和设计的能力。

3、使学生在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。

2、综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力。

二、设计步骤1、参数拟定已知条件：主轴最低转速：26.5 r/ min 主轴转速公比：1.26主轴变速级数18级主电动机功率4KW 选择电动机：一般机床采用Y系列封闭式三相异步电动机，根据已知条件选择…………型三相异步电动机。

2、运动设计2.1、结构式分析（1）18=3×3×2 （2）18=3×2×3 (3)18=2×3×3由于从电动机到主轴，大多数为降速传动，靠近电动机轴的传动件转速高，计算转速也高，传动的转矩小，传动件的尺寸也小。

将传动副多的变速组放在靠近电动机处，可使小尺寸零件多，不仅节省材料，还可使变速箱的结构紧凑。

XA6132卧式万能铣床讲解

1 XA6132卧式万能铣床的主要结构结构：箱形的床身固定在底座上，在床身内装有主轴传动机构和主轴变速机构。

在床身的顶部有水平导轨，其上装着带有一个或两个刀杆支架的悬梁。

刀杆支架用来支承安装铣刀心轴的一端，而心轴的另一端固定在主轴上。

在床身的前方有垂直导轨，一端悬持的升降台可沿垂直导轨做上下移动，升降台上装有进给传动机构和进给变速机构。

在升降台上面的水平导轨上，装有溜板，溜板在其上做平行主轴轴线方向的运动(横向移动，又称前后运动)，溜板上方装有可转动部分，转动部分对溜板可绕垂直轴线转动一个角度。

在转动部分上又有导轨，导轨上安放有工作台，工作台在转动部分的导轨上做垂直于主轴轴线方向的运动(纵向移动，又称左右运动)。

这样工作台可在上下、前后、左右三个相互垂直方向上均可运动，再加上转动部分可对溜板垂直轴线方向转动一个角度，这样工作台还能在主轴轴线倾斜方向运动，从而完成铣螺旋槽的加工。

为扩大铣削能力还可在工作台上安装圆工作台。

图2-4-1 XA6132卧式万能铣床的主要结构2 XA6132卧式万能铣床的运动形式铣床的运动形式：主运动、进给运动及辅助运动。

主运动：铣刀的旋转运动即主轴的旋转运动；进给运动：工件夹持在工作台上在垂直于铣刀轴线方向做的直线运动。

包括工作台上下、前后、左右三个相互垂直方向上的进给运动；辅助运动：工件与铣刀相对位置的调整运动即工作台在上下、前后及左右三个相互垂直方向上的快速直线运动及工作台的回转运动称为辅助运动。

3 XA6132卧式万能铣床电气控制要求1）结构上主轴传动系统在床身内，进给系统在升降台内。

主运动与进给运动之间没有速度比例协调的要求，故采用单独传动。

2) 主轴电动机空载起动，能进行顺铣和逆铣，用正、反转来实现。

在加工前需预选，在加工中方向不改变。

3) 铣削加工是多切削刃不连续加工，因此为减轻负载波动，往往在主轴传动系统中加入飞轮，使转动惯量加大，但为实现主轴快速停车，对主轴电动机应设有停车制动。