数控机床的机械传动装置设计设计
立式数控铣床进给传动系统设计
课程设计任务书目录1.概述 (3)1.1技术要求 (3)1.2总体设计方案 (3)2.滚珠丝杠螺母副的选型和计算 (3)2.1主切削力及其切削分力计算 (3)2.2导轨摩擦力的计算 (4)2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (4)2.4滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (5)3.工作台部件的装配图设计 (9)4.滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 (9)4.1滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验 (9)4.2滚珠丝杆螺母副临界转速的校验 (9)4.3滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验 (10)5.计算机械传动系统的刚度 (10)5.1机械传动系统的刚度计算 (10)5.2滚珠丝杠螺母副扭转刚度的计算 (11)6.驱动电动机的选型与计算 (11)6.1计算折算到电动机轴上的负载惯量。
(11)6.2计算折算到电动机轴上的负载力矩 (12)6.3 计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩 (13)6.4选择驱动电动机的型号 (14)7.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (14)7.1确定滚珠丝杠螺母副的精度等级 (14)7.2滚珠丝杠螺母副的规格型号 (15)8. 课程设计总结 (15)9.参考文献 (15)1.概述1.1技术要求工作台、工件和夹具的总质量m=918kg，其中，工作台的质量510kg；工作台的最大行程Lp=600 mm;工作台快速移动速度18000mm/min；工作台采用贴塑导轨，导轨的动摩擦系数为0.15，静摩擦系数为0.12；工作台的定位精度为30μm，重复定位精度为15μm；机床的工作寿命为20000h（即工作时间为10年）。
机床采用主轴伺服电动机，额定功率为5.5kw，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径125mm，主轴转速310r/min。
切削状况如下：数控铣床的切削状况1.2总体设计方案为了满足以上技术要求，采取以下技术方案：（1）工作台工作面尺寸（宽度×长度）确定为400mm×1200mm。
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。
立式数控铣床工作台(X轴)进给传动系统的设计
设计题目：立式数控铣床工作台（X轴）进给传动系统的设计摘要制造业是国民经济和国防建设的基础性产业，先进制造技术是振兴传统技术是振兴制造业的技术支撑和发展趋势，是直接创造社会财富的主要手段，谁掌握先进制造技术，谁就能够占领市场。
而数控技术是先进制造技术的基础技术和共性技术，已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。
我国数控技术及产业尽管在改革开放后取得了显著的成就，开发出了具有自主知识产权的数控平台，即以PC为基础的总线式、模块化、开放型的单处理器平台，开发出了具有自主知识产权的基本系统，也研制成功了并联运动机床，但是我过的数控技术及产业与发达国家相比仍然有比较大的差距，其原因是多方面的，但是最重要的是数控人才匮乏。
关键词：数控技术AbstractManufacturing industry is the foundation of the national economy and national defense industry, advanced manufacturing technology is the revitalization of traditional technology is the revitalization of technical support and development trend of the manufacturing industry, is the main means to create social wealth, who master the advanced manufacturing technology, who will be able to occupy the market. Numerical control technology is the basic technology and common technology of advanced manufacturing technology, which has become one of the important signs to measure the level of a country's manufacturing industry.China's CNC technology and industry even after the reform and opening up has made remarkable achievements, the development of the NC platform with independent intellectual property rights, which is based on PC bus modular open type single processor platform, developed the basic system with independent intellectual property rights, also developed a parallel motion but I have the machine tool, numerical control technology and industry compared with the developed countries is still a relatively large gap, its reason is iKey words: numerical control technology目录第1章概述 (3)1.2 总体方案设计 (3)第二章设计计算 (3)2.1 主切削力及其切削分力计算 (3)2.2 导轨摩擦力的计算 (3)2.3 计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (3)2.4 滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (3)第3章工作台部件的装配图设计 (3)第4章滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 (3)4.1 滚珠丝杠螺母副临界压缩载荷的校验 (3)4.2 滚珠丝杠螺母副临界转速c n的校验 (3)4.3. 滚珠丝杠螺母副额定寿命的校验 (3)第5章计算机械传动系统的刚度 (3)5.1 机械传动系统的刚度计算 (3)5.2 滚珠丝杠螺母副的扭转刚度计算 (3)第6章. 驱动电动机的选型与计算 (3)6.1 计算折算到电动机轴上的负载惯量 (3)6.2 计算折算到电机轴上的负载力矩 (3)6.3 计算坐标轴折算到电机轴上的各种所需的力矩 (3)6.4. 选择驱动电机的型号 (3)参考文献 (3)第1章概述1.1技术要求工作台、工件和夹具的总重量m=1500kg （所受的重力W=14700N ），其中，工作台的质量0m =510kg （所受的重力0W =5000N ）；工作台的最大行程p L =600mm ；工作台快速移动速度m ax V =15000mm/min ；工作台采用贴塑导轨，导轨的动摩擦系数u=0.15,静摩擦系数µ0=0.2；工作台的定位精度为30um ，重复定位精度为20um ；机床的工作寿命为20000h 。
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。
数控机床进给传动系统
数控机床进给模块之机械部件装配一．进给传动系统图纵向和横向进给传动系统图二．系统图的主要构造和功用电动机：1. 步进电动机步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的驱动元件。
步进电动机是一种特殊的电动机，一般电动机通电后都是连续转动的，而步进电动机则有定位与运转两种状态。
当有一个电脉冲输入时，步进电动机就回转一个固定的角度，这角度称为步距角，一个步距角就是一步，所以这种电动机称为步进电动机。
又由于它输入的是脉冲电流，也称作脉冲电动机。
当电脉冲连续不断地输入，步进电动机便跟随脉冲一步一步地转动，步进电动机的角位移量和输入的脉冲个数严格成正比例，在时间上与输入脉冲同步。
因此，只需控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组的通电顺序，便可获得所需转角、转速和方向。
在无脉冲输入时，步进电动机的转子保持原有位置，处于定位状态。
步进电动机的调速范围广、惯量小、灵敏度高、输出转角能够控制，而且有一定的精度，常用作开环进给伺服系统的驱动元件。
与闭坏系统相比，它没有位置速度反馈回路，控制系统简单，成本大大降低，与机床配接容易，使用方便，因而在对精度、速度要求不十分高的中小型数控机床上得到了广泛地应用。
2. 直流伺服电动机由于数控机床对进给伺服驱动装置的要求较高，而直流电动机具有良好的调速特性，因此在半闭坏、闭坏伺服控制系统中，得到较广泛地使用。
直流进给伺服电动机就其工作原理来说，虽然与普通直流电动机相同。
然而，由于机械加工的特殊要求，一般的直流电动机是不能满足需要的。
首先，一般直流电动机转子的转动惯量过大，而其输出转矩则相对较小。
这样，它的动态特性就比较差，尤其在低速运转条件下，这个缺点就更突出。
在进给伺服机构中使用的是经过改进结构，提高其特性的大功率直流伺服电动机，主要有以下两种类型：（1）小惯量直流电动机。
主要结构特点是其转子的转动惯量尽可能小，因此在结构上与普通电动机的最大不同是转子做成细长形且光滑无槽。
以此表现为转子的转动惯量小，仅为普通直流电动机的1/10左右。
数控车床的主传动系统设计PPT
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。
数控车床纵向进给传动系统设计(含全套CAD图纸)
XXXX大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：专业：题目：数控车床纵向进给系统设计指导教师：职称:职称:20**年12月5日任务书学院专业班级学生：题目：数控车床纵向进给系统设计课程设计从20** 年12 月22 日起到20** 年1 月 5 日1、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：课程设计的内容：（1）设计数控车床纵向进给系统传动设计；结构设计；主要零件设计（选择一个主要零件轴或齿轮）（2）编写设计说明书主要内容包括：机床的用途及主要技术参数，数控车床纵向进给系统传动的方案设计、动力计算、结构设计、零件设计、结果分析、设计体会及今后的改进等设计过程设计要求：车床控制精度：0.01mm（即为脉冲当量）；最大进给速度：V max=5m/min。
设计参数：最大加工直径为D max=400mm，工作台及刀架重：110㎏；最大轴向力=160㎏；导轨静摩擦系数=0.2；行程=1280mm；步进电机：110BF003；步距角：0.75°；电机转动惯量：J=1.8×10-2㎏.cm.s-2；主要参考资料：机床课程设计指导书，挂图，机床设计手册、数控机床等教材2、对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：（1）图纸进给系统装配图A1一张；消隙齿轮箱装配图A1 一张；（2）说明书方案设计、运动设计、结构设计、零件设计、结果分析、体会及今后的改进、参考资料3目录一、数控机床进给系统概述 (1)二、主要设计任务参数 (3)三、数控车床纵向进给系统传动的方案设计 (3)1、纵向进给系统设计的基本要求 (3)1、带有齿轮传动的进给运动................................... (3)2、经同步带轮传动的进给运动 (4)3、电机通过联轴器直接与丝杠联接 (5)四、运动设计 (5)1、降速比计算 (5)2、减速齿轮的确定 (6)五、丝杠螺母机构的选择与计算 (6)1、动载强度计算 (6)2、静强度计算 (7)3、临界转速校核 (8)4、额定寿命的校核 (8)六、动力计算 (8)1、传动件转动惯量的计算 (8)2、电动机力矩的计算 (9)七、丝杠螺母机构的传动刚度计算 (10)八、结构设计 (11)1、滚珠丝杠的支承 (11)2、滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧 (12)九、主要结构性能及特点的分析 (12)十、总结与体会 (13)参考文献 (14)一、数控机床进给系统概述数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示：图1-1数控机床进给系统伺服相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性：（1） 提高生产率。
数控机床的机械结构与传动
第二节 数控机床的典型机械结构
第二章 数控机床的机械结构与传动
2.1 滚珠丝杠螺母结构
滚珠丝杠螺母副的选用
滚珠丝杠螺母副的选择包括其精度、尺寸规格、支 撑方式等几个方面。
根据机床精度选用丝杠副的精度，根据机床载荷来 选定丝杠直径，对细长而又承受轴向压缩载荷的滚珠丝 杠，需核算压杆稳定性；对转速高，支撑距离大的滚珠 丝杠副需校核临界转速；对精度要求高的滚珠丝杠需校 核刚度。 1）精度等级的选择； 2）结构尺寸的选择； 3）验算。
主传动在中、高速 段为恒功率传动， 在低速段为恒转矩 传动。
第三节 数控机床的主传动系统
第二章 数控机床的机械结构与传动
3.2 主轴部件的结构
主轴部件的支撑与润滑
机床主轴带动刀具或夹具在支撑中做回转运动，应能传递切削转矩、受 切削抗力，并保证必要的旋转精度。
常用卡盘结构
数控车床工件夹紧装置可采用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘或弹簧夹 头等。
第四节 数控机床的进给传动系统
第二章 数控机床的机械结构与传动
4.2 数控机床进给传动系统的基本形式
实现直线进给运动主要有三种形式： 1）通过丝杠螺母副，将伺服电动机的旋 转运动变成直线运动。 2）通过齿轮、齿条副，将伺服电动机的 旋转运动变成直线运动。 3）直接采用直线电动机进行驱动。
减少传动件。 4）在加工中心上，还必须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、 机械手的正确位置。 5）有C轴功能要求时，主轴还需要安装位置检测装置，以便实现对 主轴位置的控制。
第三节 数控机床的主传动系统
第二章 数控机床的机械结构与传动
3.1 主传动的基本要求和变速方式
机械传动装置及设计
主传动一般 南动力源（ 电动机）变速装置及执行 件（ 如 、 如
主轴 、 刀架 、 工作 台） 以及开停 、 ， 换向和制动机够等组成 部分。 动力源给执行 件提供动力 ， 并使其得到～定 的运动速度 和方
向 ； 速 装 置 传 递 动 力 以及 变 换 运 动 速 度 ； 行 件 执 行 机 床 变 执
（） １主传动采用直流或交流电动机无 级调速。 控机床常 数
用 变 速 电 机拖 动运 动 系统 。常 用 的 电机 有 直 流 电动 机 和交 流
数仍 可由上式算 ｍ。
４ 结语
在机械传动 系统方案设计 时，通常可根据设计要求拟定 出多种设计方案 ， 最终通 过分析 比较提供最优 的方案 。 而一个 方案 的优劣 ， 只有通过科学的评价来确定。 只有掌握机械传动
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。
（） ３ 良好的抗振． 陛和热稳定性 。 数控机床上一般 既要进行 粗加工 ， 又要进行精加工。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 ， 因此 在 主 传 动 系统 中各 主
特 性 匹 配 问题 。 南 于 主 轴 要 求 的 恒 功 率 变 速 范 围 Ｒ 大 于 ｎ远
电 动 机 的 恒 功 率 变 速 范 围 Ｒ ， 以 在 电 动 机 与 主 轴 之 间要 串 所 联 一个 分级 变速 箱 ， 以扩 大 恒 功 率 渊 速 范 罔 ， 足 低 速 大 功 率 满 切 削 时对 电 动机 的输 出功 率 的要 求 。
减少辅助时间。 ２２ 主 传 动 系统 的设 计 要 求 ．
第二节 数控车床主传动装置
三、数车工件装夹装置 1.普通卡盘
四爪单动卡盘
三、数车工件装夹装置 2.液压夹紧卡盘
1、2管接头 3—导向销 4—活塞 5—活塞缸 6—联接法兰 7—连杆接头 8—连杆 9—主轴 10—联接法兰 11—卡盘壳体 12—卡爪 13—滑座 14—滑块
数控车床主轴的机械装调
（1）拆卸
观摩主轴部 件拆卸视频， 分析拆卸工 艺过程，拆 卸主轴部件
《数控机床机械结构与装调工艺》
第三章 数控车床结构机械与装调
第二节 数控车床主传动装置
第二节 数控车床主传动装置
主传动装置概述 一、主传动装置组成 二、典型主轴结构 三、主轴工件装夹装置
第二节 数控车床主传动装置 数控车床传动系统图
数控车床的组成
❖ 以全功能卧式数车为例
主传动装置
纵向进给 装置
数控车床主轴的机械装调
（2）装调
清洗，装 配，检测 主轴跳动， 调整轴向 间隙
编
码
刀塔
器
工作
原理
二、典型数车主轴结构 2.主轴结构二
特点： 1.无键过盈配 合，简化结构， 提高动态性能 2.轴承配置合 理，承受载荷 能力强，高速。 3.车工件装夹装置 1.普通卡盘
三爪自动定心卡盘
r = aθ
1—主轴 2—过渡盘 3—铰制螺钉 4—卡盘
比较一下普通车床的主轴箱
主轴编码器介绍
• 主轴编码器
输入转角输出脉冲，又称 主轴脉冲发生器。 用于连接主轴进给装置联 动，即车削螺纹运动
主轴编码器-----安装
平行轴安装
与主轴连接，传动比为1:1 编码器输入部分，弯矩卸荷
主轴编码器-----作用
数控系统
主轴用传动比为1的同步带与带轮传动机构将主轴的转角传递给 主轴编码器，后者将转角以脉冲形式发送给数控系统，系统根 据车螺纹指令中的导程参数（F指令）经过插补运算，发送脉冲 驱动进给电机转动，从而实现了主轴-刀塔传动链通过电信号的 联动。
数控机床进给传动装置的设计
摘 要
数控机床进给传动系统是数控机床的重要的组成部分，本次设计的数控机床进给传动系统主要由升降台传动系统、床鞍传动系统、工作台传动系统部分三部分组成。升降台运动由伺服电机驱动，电机置于升降台内，电机通过一对圆弧齿形皮带轮及皮带传递动力。床鞍运动由伺服电机通过一对圆弧齿形皮带轮、皮带、一对消隙齿轮和滚珠丝杠副降速传动；工作台运动由伺服电机通过两个圆弧齿形皮带轮，和圆弧齿形皮带降速传动。
数控机床传动系统设计PPT课件
4.1 概述
主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，它应具有一定 的转速(速度)和一定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工 不同材料、不同尺寸、不同要求的工件，并能方便地实现运动的开 停、变速、换向和制动等。
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采承担，省去了复杂的 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 无极调速的范围。
五、齿轮齿数的确定
齿轮的齿数取决于传动比和径向尺寸要求。在同一变速组中， 若模数相同，且不采用变位齿轮时，则传动副的齿数和相同，若模 数不同，则齿数和S与模数m 成反比。即
S1 m 2 S2 m1
若z1、z2 分别为某传动副的主、被动轮齿数，
z1 z2 S
第4章 数控机床主传动系统设计
五、齿轮齿数的确定
第4章 数控机床主传动系统设计
一、数控机床主传动系统的特点
与普通机床比较，数控机床主传动系统具有下列特点： ➢ 转速高、功率大。 ➢ 变速范围宽，可实现无极调速。 ➢ 具有较高的精度和刚度，传动平稳。 ➢ 具有特有的刀具安装结构。
第4章 数控机床主传动系统设计
二、主传动系统的设计要求
定义：由主轴电机、传动元件和主轴构成的具有运动传动联系的系
第4章 数控机床主传动系统设计
二、变速规律
机床主轴12 级转速是由三个变速传动组(简称变速组或传动组） 串联实现的。这是主传动变速系统的基本形式，称为基型变速系统 ( 或常规变速系统) ，即以单速电动机驱动，由若干变速组串联， 使主轴得到既不重
复又排列均匀(指 单一公比)的等比 数列转速的变速 系统。
第六节 数控车床液压传动装置
2
MJ-50数控车床液压系统原理图
1、2、3、 4、5—电 磁换向阀 6、7、 8—减压阀 9、10、 11—调速 单元 12、 13、14— 压力表
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1.液压系统动力部分
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液压系统动力部分采用限压式变量液压 泵为压力油动力源，系统输出限压调整至4 MPa，由压力表显示。泵出口的压力油经过单 向阀进入各控制回路，单向阀起到系统安全保 压作用，当液压泵电动机结束工作或因故障而 断电时，单向阀能阻止各回路的油回流到液压 泵和油箱而引起系统压力降低。
《数控机床机械结构与装调工艺》
第三章 数控车床结构机械与装调 第六节 数控车床液压传动装置
一、MJ-50型数控车床液压系统
应用液压传动部分的功能
三爪卡盘的夹紧与放松 高压夹紧（加工普通零件采用较大夹紧力） 低压夹紧（加工薄壁零件或精车时采用较小夹紧力）
之间的转换; 尾架套筒的伸缩等辅助运动
刀塔刀盘的松开与夹紧、转位
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2.主轴卡盘动作控制
(1)卡盘夹紧
1YA+，活塞杆左移
(2)卡盘松开
2YA+，活塞杆右移
(3)卡盘高压夹紧
3YA-，减压阀6工作
(4)卡盘低压夹紧
3YA＋，减压阀7工作
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3.尾架套筒动作控制
（1）液压缸安装形式
活塞杆固定，液压缸活动
（2）套筒的伸出
6YA+，回油路调速
（3）套筒的退回
5YA+，单向阀打开 减压阀8控制顶尖顶紧力
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3.回转刀塔动作的控制
(1)刀盘鼠牙盘脱开
4YA+，活塞杆右移
(2)刀盘的转位
7YA+或8YA＋，液压马达正转 或反转，刀盘正转或反转
机械机床毕业设计171数控机床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AbstractOf this study is the design of the transmission tools of CNC machine , mechanical transmission gear under the influence of external factors and the factors driving accuracy will greatly reduce the Accuracy, such as geometric accuracy and deformation of the thermal deformation of machine tools, as well as the movement between the friction and the transmission gap. These are the transmission accuracy of CNC machine tools, I am also from this start begin to improve the transmission accuracy of CNC machine tools, from all aspects.I completed the design include the formulation of some of the raw data, according to the parameters of the proposed transmission scheme compared to determine the transmission scheme. Then calculate the transmission ratio of the pair and gear of the transmission, and then estimate the modulus of the gear and the axis of the shaft, and gear and shaft strength and stiffness of the check. In addition, we must design the main structure of cabinets, some parts of the selection, thus completing the design of the mechanical drive system as a whole.Keywords: accuracy of CNC machine tool drive system designKeywords：NC machine tool; driving system; Accuracy；design目录1.引言 (4)2.主传动方案的拟定 (8)2.1初定传动方案 (8)2.2方案的选择 (10)3.动力计算 (14)3.1齿轮的计算(计算过程参考文献2第八章) (14)3.2电磁离合器的选择和使用 (23)4.轴的设计和验算 (25)4.1轴的结构设计 (25)4.2轴的强度校核(以Ⅰ轴为例) (26)4.3轴的刚度校核(以Ⅰ轴为例) (29)5．主轴变速箱的装配设计 (31)5.1箱体内结构设计的特点 (31)5.2设计的方法 (32)6.滚动导轨的结构 (34)6.1导轨结构的设计 (34)7．PLC概述 (39)7.1PLC的发展历程 (40)7.2PLC的发展趋势 (41)7.3PLC的应用 (42)7.4PLC的硬件结构 (43)7.5PLC的工作原理 (44)8. PLC控制系统设计 (45)8.1确定I／O的点数 (45)8.2选择适用的PLC机型 (46)8.3输入／输出点的分配 (46)8.4PLC接线图 (46)8.5PLC控制程序梯形图设计 (47)8.6改造中必须注意的几个问题 (47)致谢 (48) (49)参考文献 (49)附件清单 (50)1.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（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。
数控机床齿轮齿条传动的设计
但是，对于齿轮齿条传动的
理论计算没有完整的、系统性的文 献可供参考，笔者根据多年的工作 经验从齿轮齿条选型、减速器减速 比的选取、伺服电动机的转矩匹配 和伺服电动机的惯量匹配几个方面 做了详尽的介绍，希望可以为读者 提供有益的参考和帮助。为了便于 把问题说得更加直观、明了，以一 款机床的X轴驱动为例来介绍双电
根据亚特兰大齿条样本参 数，与35个齿齿轮啮合时该齿条 理论最大驱动力Fmax为31kN。
该齿条单齿的容许驱动力
F u容许＝F max/（K A·S B·f n·L k）＝ 31/（1.5×1.2×1.05×1.5）＝ 10.93k N。式中，F u容许为齿条单 齿的容许驱动力，单位为kN； F max为齿条理论最大驱动力，单 位为k N；K A为负载系数，取值 1.5；S B为安全系数，取值1.2；f n 为寿命系数，取值1.05；L k为线 性负载分布系数，取值1.5。
图1 机床正常进给时双电动机消隙结构
图2 机床正常进给换向时双电动机消隙结构
42 2019年 第3期
冷加工
机床/附件/工装
MACHINE TOOLS/ACCESSORIES/FIXtURE
切削抗力为5 000N。 1.齿轮、齿条的选取
齿轮齿条选取的思路如下： 先计算出被驱动部件需要的总的 最大推力，然后计算出折算到齿 条单齿要承受的推力，根据齿轮 齿条样本上的参数初选齿条模 数，再结合传动部件的尺寸来初 选齿轮齿数，然后根据样本资料 计算齿条单齿的容许驱动力，并 对两者数值进行比较，从而判断 初选的齿条模数以及齿轮齿数是 否满足需求。
数控车床的主传动系统设计及控制论文
数控车床的主传动系统设计及控制第一章：绪论1.1数控车床简介数控车床，是一种高精度、高效率的自动化机床。
配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。
主机，他是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。
他是用于完成各种切削加工的机械部件。
数控设置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。
驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。
他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。
当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。
辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。
它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。
编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
“CNC”是英文Computerized Numerical Control（计算机数字化控制）的缩写。
数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。
我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等)，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器)，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。
这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。
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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目录摘要 (II)Abstract (III)1.引言 (1)2.主传动方案的拟定 (6)2.1初定传动方案 (6)2.2方案的选择 (6)3.动力计算 (12)3.1齿轮的计算(计算过程参考文献2第八章) (12)3.2电磁离合器的选择和使用 (20)4.轴的设计和验算 (22)4.1轴的结构设计 (22)4.2轴的强度校核(以Ⅰ轴为例) (22)4.3轴的刚度校核(以Ⅰ轴为例) (26)5．主轴变速箱的装配设计 (29)5.1箱体内结构设计的特点 (29)5.2设计的方法 (29)6.滚动导轨的结构 (32)6.1导轨结构的设计 (32)7．PLC概述 (37)7.1PLC的发展历程 (37)7.2PLC的发展趋势 (38)7.3PLC的应用 (39)7.4PLC的硬件结构 (40)7.5PLC的工作原理 (41)8. PLC控制系统设计 (43)8.1确定I／O的点数 (43)8.2选择适用的PLC机型 (43)8.3输入／输出点的分配 (43)8.4PLC接线图 (44)8.5PLC控制程序梯形图设计 (44)8.6改造中必须注意的几个问题 (44)结论 (45)参考文献 (46)致谢 (4)7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CNC machine tools, mechanical transmission designAbstractThis study mainly CNC machine tools mechanical transmission design, mechanical transmission gear under the influence of external factors and the factors driving accuracy will greatly reduce the Accuracy, such as geometric accuracy and deformation of the thermal deformation of machine tools, as well as the movement between the friction and the transmission gap. These are the transmission accuracy of CNC machine tools, I am also from this start begin to improve the transmission accuracy of CNC machine tools, from all aspects.I completed the design include the formulation of some of the raw data, according to the parameters of the proposed transmission scheme compared to determine the transmission scheme. Then calculate the transmission ratio of the pair and gear of the transmission, and then estimate the modulus of the gear and the axis of the shaft, and gear and shaft strength and stiffness of the check. In addition, we must design the main structure of cabinets, some parts of the selection, thus completing the design of the mechanical drive system as a whole.Keywords: accuracy of CNC machine tool drive system designKeywords：NC machine tool; driving system; Accuracy；design1.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（Computer numerical control machine tools）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。