臥式加工中心主傳動設(shè)計(jì)畢業(yè)論文（含外文翻譯）

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目 臥式加工中心主傳動設(shè)計(jì) </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 </p><p>　　學(xué)　　 號

2、 </p><p>　　學(xué) 生 　　　</p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 　　</p><p>　　答 辯 日 期 2012.12.26 　　　</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書&l

3、t;/p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在新的經(jīng)濟(jì)增長過程中，我國機(jī)床行業(yè)迅速發(fā)展，而以臥式加工中心為代表的高自動化、高附加值、高利潤的機(jī)床產(chǎn)品卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界機(jī)床同行。隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展、機(jī)床行業(yè)的全球化、以及在政府加強(qiáng)自主知識創(chuàng)新舉措的鼓勵下，投資開發(fā)臥式加工中心等高檔機(jī)床的時機(jī)趨于成熟。</p><p>　　本文

4、結(jié)合企業(yè)臥式加工中心新產(chǎn)品的項(xiàng)目開發(fā)，全面論述臥式加工中心主傳動總體方案的擬定過程和設(shè)計(jì)方法。通過參考國內(nèi)外臥式加工中心機(jī)床布局、參數(shù)、綜合分析技術(shù)先進(jìn)性、市場競爭力、實(shí)施可行性、經(jīng)濟(jì)性等因素，確定切合實(shí)際的最好設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　論文完成了臥式加工中心主傳動系統(tǒng)的分析計(jì)算。包括齒輪的彎曲應(yīng)力計(jì)算和齒輪的接觸應(yīng)力計(jì)算，軸的彎曲應(yīng)力計(jì)算以及撓度計(jì)算，軸承的壽命計(jì)算。</p><p&g

5、t;　　論文研究中充分應(yīng)用先進(jìn)設(shè)計(jì)手段來輔助臥式加工中心的設(shè)計(jì)，利用UG進(jìn)行機(jī)床三位布局及造型設(shè)計(jì)，確定機(jī)床外觀造型的初步方案。即使產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程可視化，也提高了設(shè)計(jì)效率。</p><p>　　關(guān)鍵詞 臥式加工中心；主傳動系統(tǒng)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In the new economic gro

6、wth process, China's rapid development, and machine tool industry with horizontal processing center, as a representative of the high automation, high added value and profitable machine tool product but lags behind th

7、e world machine together. Along with the Chinese economy continues to develop, machine tool industry globalization, and the government should strengthen independence knowledge innovation measures of encouragement, invest

8、ment in the development of horizontal mil</p><p>　　Based on the enterprise horizontal machining center of new product development project, comprehensively horizontal machining center main transmission overal

9、l scheme formulating process and design method. Through domestic and international horizontal machining center reference tool layout, parameters, comprehensive analysis technology advanced, market competitiveness, implem

10、entation feasibility and economy, factors to determine the best design scheme is practical</p><p>　　Paper completed horizontal machining center main transmission system is analyzed and calculated. Including

11、gear bending stress computation and gear contact stress calculation, the axis of the calculation of the bending stress and deflection calculation, bearing lifetime calculation</p><p>　　Research apply advance

12、d design means to assist horizontal machining center, using UG design for machine tool three layout and modelling design, to determine the machine exterior modelling the preliminary scheme. Even if the product design pro

13、cess visualization, and improve the design efficiency</p><p>　　Keyword horizontal machining center main driver design </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要Ⅰ<

14、;/b></p><p><b>　　第1章 緒 論1</b></p><p><b>　　1.1課題背景1</b></p><p>　　1.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.3我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀及思考3</p><p>　　第2章 總體設(shè)計(jì)

15、5</p><p><b>　　2.1 概述5</b></p><p>　　2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)特點(diǎn)5</p><p>　　2.3 主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求5</p><p>　　2.4 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)配置方式6</p><p>　　2.5 本章總結(jié)8</p>

16、<p>　　第3章 臥式加工中心主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算9</p><p>　　3.1主傳動設(shè)計(jì)方案的確定9</p><p>　　3.2主軸電機(jī)的選擇11</p><p>　　3.3繪制轉(zhuǎn)速圖13</p><p>　　3.4傳動軸直徑初定14</p><p>　　3.5齒輪模數(shù)的初步計(jì)算14<

17、;/p><p>　　3.6齒輪強(qiáng)度的校核16</p><p>　　3.7傳動軸強(qiáng)度校驗(yàn)19</p><p>　　3.7.1 傳動軸上的彎曲載荷19</p><p>　　3.7.2 驗(yàn)算兩支承傳動軸的彎曲變形20</p><p>　　3.8 其他部件的選擇以及校驗(yàn)21</p><p>　　3

18、.8.1 聯(lián)軸器的選擇21</p><p>　　3.8.2 離合器的選擇22</p><p>　　3.8.3 軸承的選擇及校核22</p><p>　　3.8.4 撥叉機(jī)構(gòu)、卸刀機(jī)構(gòu)、準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)液壓缸的承載力23</p><p>　　3.9 本章小結(jié)23</p><p><b>　　結(jié) 論24&l

19、t;/b></p><p><b>　　致 謝25</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　附 錄27</b></p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><

20、;p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　裝備制造業(yè)是為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)提供技術(shù)裝備的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，承擔(dān)著為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供工作母機(jī)、帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重任，可以說它是工業(yè)的心臟和國民經(jīng)濟(jì)的生命線，是支撐國家綜合國力的重要基石。數(shù)控機(jī)床是裝備制造業(yè)的工作母機(jī)，是實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)和裝備現(xiàn)代化的關(guān)鍵，是保證高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國防軍工現(xiàn)代化的戰(zhàn)略裝備。因此，國際上一些

21、發(fā)達(dá)國家一直把高性能數(shù)控機(jī)床作為戰(zhàn)略物資而嚴(yán)加控制，限制我國進(jìn)口高性能數(shù)控機(jī)床。隨著世界科技進(jìn)步和制造業(yè)的發(fā)展，機(jī)床工業(yè)作為制造業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和國防軍工發(fā)展的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，其地位和作用越來越明顯。數(shù)控機(jī)床作為機(jī)床工業(yè)的主流產(chǎn)品，已成為實(shí)現(xiàn)裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵設(shè)備，數(shù)控機(jī)床的擁有量及其性能水平的高低是衡量一個國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。振興裝備制造業(yè)首先要發(fā)展機(jī)床工業(yè)，重點(diǎn)是發(fā)展數(shù)控機(jī)床，這已被近代世界產(chǎn)業(yè)發(fā)展史所證實(shí)。從總體來看，我國機(jī)床工業(yè)與

22、世界先進(jìn)水平相比，差距仍然十分明顯：一是國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床在品種、水平和數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國內(nèi)發(fā)展要求，高檔數(shù)控機(jī)床目前仍然大量進(jìn)口；二是數(shù)控機(jī)床功能部件和數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展滯后，成為我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸；三是機(jī)床制造企業(yè)技術(shù)裝備水平不高，制</p><p>　　1.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢 </p><p>　?。?）高精度化 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新材料及新零件的出現(xiàn)，對精密加工技術(shù)不斷提

23、出新的要求，提高加工精度，發(fā)展新型超精密加工機(jī)床，完善精密加工技術(shù)，適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展，已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向之一。</p><p>　　（2）高速化 提高生產(chǎn)率是數(shù)控機(jī)床追求的基本目標(biāo)之一。數(shù)控機(jī)床高速化可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率，降低加工成本。而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度，對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)具有廣泛的適應(yīng)性。</p><p>　

24、?。?）高柔性化 采用柔性自動化設(shè)備或系統(tǒng)，提高加工精度和效率，縮短生產(chǎn)周期，適應(yīng)市場變化需求和提高競爭能力的有效手段，數(shù)控機(jī)床在提高單機(jī)柔性化的同時，朝著單位元柔性化和系統(tǒng)柔性化方向發(fā)展。</p><p>　?。?）高自動化 高自動化是指在全部加工過程中盡量減少人的介入而自動完成規(guī)定的任務(wù)，它包括物料流和信息流的自動化。</p><p>　?。?）智能化 隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的

25、不斷滲透與發(fā)展，為適應(yīng)制造業(yè)生產(chǎn)柔性、自動化發(fā)展需求，智能化正成為數(shù)控機(jī)床研究及發(fā)展特點(diǎn)，它不僅貫穿在生產(chǎn)加工的全過程（如智能編程、智能數(shù)據(jù)庫、智能監(jiān)控），還貫穿在產(chǎn)品的售后服務(wù)和維修中，目前采用的主要技術(shù)措施包括以下幾個方面。</p><p>　　自適應(yīng)控制技術(shù) 自適應(yīng)控制可根據(jù)切屑條件的變化，自動調(diào)解工作參數(shù)，是加工過程中能保持最佳工作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時能提高刀具的使用壽命

26、和設(shè)備的生產(chǎn)效率，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。如通過監(jiān)控切屑過程中的刀具磨損、破損、切屑形態(tài)、切屑力及零件的加工質(zhì)量等，向制造系統(tǒng)反饋信息，通過將過程控制、過程監(jiān)控、過程優(yōu)化結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)節(jié)。</p><p>　　專家系統(tǒng)技術(shù) 將專家經(jīng)驗(yàn)和切屑加工一般規(guī)律與特殊規(guī)律存入計(jì)算機(jī)中，以加工工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)，提過經(jīng)過優(yōu)化的切屑參數(shù)，使加工系統(tǒng)始終處于最優(yōu)和最經(jīng)濟(jì)的工作狀態(tài)，從

27、而提高編程效率和降低對操作人員的技術(shù)要求，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。</p><p>　　股沾自診斷、自修復(fù)技術(shù) 在整個工作狀態(tài)中，系統(tǒng)隨時對CNC系統(tǒng)本身以及其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷和檢查。出現(xiàn)故障時，立即采用停機(jī)等措施，進(jìn)行故障報警，提示發(fā)生故障的部位、原因等，并利用技術(shù)，自動使故障模塊脫機(jī)，而接通備用模塊，以確保無人化工作環(huán)境的要求。</p><p>　　智能化交流伺服驅(qū)動技術(shù) 目前已

28、開始研究能自動識別負(fù)載并自動調(diào)節(jié)參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，包括智能主軸交流驅(qū)動裝置和智能化進(jìn)給伺服系統(tǒng)裝置，使驅(qū)動系統(tǒng)獲得最佳運(yùn)行。</p><p>　　模式識別技術(shù) 應(yīng)用圖像識別和聲控技術(shù)，使機(jī)器自己辨認(rèn)圖樣，按照自然語音命令進(jìn)行。</p><p>　　（6）復(fù)合化復(fù)合化包括工序復(fù)合化和功能復(fù)合化。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展已模糊了粗、精加工工序的概念。加工中心的出現(xiàn)，又把車、銑、鏜等工序集中到一臺機(jī)

29、床來完成，打破了傳統(tǒng)的工序界限和分開加工的工藝規(guī)程，可最大限度的提高設(shè)備的利用率。為了進(jìn)一步提高工效，數(shù)控機(jī)床又采用了多主軸、多面體切屑，即同時對一個零件的不同部位進(jìn)行不同方式的切屑加工，如各類五面體加工中心。另外，數(shù)控系統(tǒng)的控制軸數(shù)也在不斷增加，有的多達(dá)15軸，其同時聯(lián)動的軸數(shù)已達(dá)六軸。</p><p>　　（7）高可靠性 數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的。數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)模的專

30、用及混合式集成電路，以減少元器件的數(shù)量，提高可靠性。通過硬件功能軟件化，以適應(yīng)各種控制功能的要求，同時采用硬件結(jié)構(gòu)機(jī)床本體的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化及系列化，提高硬件生產(chǎn)批量，以便于組織生產(chǎn)和質(zhì)量把關(guān)。</p><p>　?。?）網(wǎng)絡(luò)化 為了適應(yīng)FMC、FMS以及進(jìn)一步聯(lián)網(wǎng)組成CIMS的要求，先進(jìn)的CNC系統(tǒng)為用戶提供了強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)功能，除有RS232串行接口、RS422等接口外，還帶有遠(yuǎn)程緩沖功能的DNC接口，可

31、以實(shí)現(xiàn)幾臺數(shù)控機(jī)床之間的數(shù)據(jù)通信和直接對幾臺數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制。</p><p>　?。?）開放式體系結(jié)構(gòu) 20世紀(jì)90年代以后，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展推動數(shù)控機(jī)床技術(shù)更快的更新?lián)Q代，世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用PC機(jī)豐富的軟硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，其新一代數(shù)控系統(tǒng)的硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的，由于有充足的軟、硬件資源可供利用，不僅使數(shù)控系

32、統(tǒng)制造商和用戶進(jìn)行系統(tǒng)集成得到有力的支持，而且也為用戶的二次開發(fā)帶來極大方便，促使了數(shù)控系統(tǒng)多檔次，多品種的來發(fā)和廣泛應(yīng)用。 </p><p>　　1.3 我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀及思考 </p><p>　　我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展

33、迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長率分別為39.3%34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，但進(jìn)出口逆差嚴(yán)重，國產(chǎn)機(jī)床市場占有率連年下降，1999年是33.6%，2003年僅占27.7%。1999年機(jī)床進(jìn)口額為8.78億美元(7624臺)，2003年達(dá)27.1億美元(23320臺)

34、，相當(dāng)于同年國內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)值的2.7倍。國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等 </p><p>　　我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控

35、機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之間的差距。 </p><p>　　目前，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展日新月異，高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、并聯(lián)驅(qū)動化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化、綠色化已成為數(shù)控機(jī)床發(fā)展的趨勢和方向。 </p><p>　　中國作為一個制造大國，主要還是依靠勞動力、價格、資源等方面的比較優(yōu)勢，而在產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新與自主開發(fā)方面與國外同行的差距還

36、很大。中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)不能安于現(xiàn)狀，應(yīng)該抓住機(jī)會不斷發(fā)展，努力發(fā)展自己的先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與人才培訓(xùn)力度，提高企業(yè)綜合服務(wù)能力，努力縮短與發(fā)達(dá)國家之間的差距。力爭早日實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品從低端到高端、從初級產(chǎn)品加工到高精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)從中國制造到中國創(chuàng)造、從制造大國到制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。</p><p><b>　　第2章 總體設(shè)計(jì)</b></p><p><

37、;b>　　2.1 概述 </b></p><p>　　為使兩級大齒輪相近取主傳動系統(tǒng)是用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動的傳動系統(tǒng)，它具有一定的轉(zhuǎn)速和一定的變速范圍，以便采用不同材料的刀具，加工不同材料、不同尺寸、不同要求的工作，并能方便的實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的開停、變速、換向和制動等。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)主要包括電動機(jī)、傳動系統(tǒng)和主軸部件，它與普通機(jī)床的主傳動系統(tǒng)相比在結(jié)構(gòu)

38、上比較簡單，這是因?yàn)樽兯俟δ苋炕虼蟛糠钟芍鬏S電動機(jī)的無級調(diào)速來承擔(dān)，省去了復(fù)雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，有些只有二機(jī)或三級齒輪變速系統(tǒng)用以擴(kuò)大主軸的無極調(diào)速范圍。</p><p>　　2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)特點(diǎn)</p><p>　　與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)。</p><p>　　（1）轉(zhuǎn)速高、功率大 它能使數(shù)控機(jī)床進(jìn)行大功率切屑和高速切屑，實(shí)現(xiàn)

39、高效率加工。</p><p>　?。?）變速范圍寬 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)有較寬的調(diào)速范圍，一般Rn>100，以保證加工時能選用合理的切屑用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。</p><p>　?。?）主軸變速迅速可靠 數(shù)控機(jī)床的變速是按照控制指令自動進(jìn)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動操作的要求。由于直流和交流伺服主軸伺服電動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)日趨完善，所以不僅能夠方便的是現(xiàn)寬

40、的變速范圍無級變速，而且減少了中間傳遞環(huán)節(jié)，提高了變速控制可靠性。</p><p>　?。?）主軸組件的耐磨性高，使傳動系統(tǒng)具有良好的精度保持性 凡有機(jī)械摩擦的部位如軸承、錐孔等都有足夠的硬度，軸承處有良好的潤滑【1】。</p><p>　　2.3 主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　（1）主軸具有一定的轉(zhuǎn)速和足夠的轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速級數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動的開停、

41、變速換向和制動，以滿足機(jī)床的運(yùn)動要求。</p><p>　?。?）主電動機(jī)具有足夠的功率、全部結(jié)構(gòu)和元件具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以滿足機(jī)床的動力要求。</p><p>　　（3）主傳動的有關(guān)結(jié)構(gòu)，特別是主軸組件要有足夠高的精度、抗震性，熱變形和噪聲小，傳動效率高，以滿足機(jī)床的工作性能要求。</p><p>　?。?）操縱靈活可靠，調(diào)整維修方便，潤滑密封良好，以滿足機(jī)床

42、的使用要求。</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工藝性好，成本低，滿足經(jīng)濟(jì)性要求。</p><p>　　2.4 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)配置方式</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的調(diào)速是按照控制指令自動執(zhí)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動操作的要求。在主傳動系統(tǒng)中，目前多采用交流主軸伺服電動機(jī)和直流伺服主軸電動機(jī)無極調(diào)速系統(tǒng)。為擴(kuò)大調(diào)速范圍，適應(yīng)低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的要求，也經(jīng)常

43、應(yīng)用齒輪有極調(diào)速和電動機(jī)無級調(diào)速相結(jié)合的調(diào)速方式。</p><p>　　（1）帶有變速齒輪的主傳動 大、中型主控機(jī)床采用這種變速方式。如圖2-1a所示，通過少數(shù)幾對齒輪降速，擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸低速時對輸出轉(zhuǎn)矩特性要求。數(shù)控機(jī)床在交流或直流伺服電動機(jī)無級變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無級變速?；讫X輪大都采用液壓缸加撥叉，或者直接由液壓缸帶動齒輪來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　

44、（2）通過帶傳動的主傳動 如圖2-1b所示，這種傳動主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大上的機(jī)床。電動機(jī)本身的調(diào)速就能滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動引起的震動與噪聲。它適用于高速、低轉(zhuǎn)矩特性要求的主軸。常用的是V帶和同步齒形帶。</p><p>　?。?）用兩電動機(jī)分別驅(qū)動主軸 如圖2-1c所示，這是上述兩種方式的混合傳動，具有上述兩種性能。高速時電動機(jī)通過帶輪直接驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)；低速時，另一個電動機(jī)通過

45、兩級齒輪傳動驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，齒輪起到降速和擴(kuò)大變速范圍作用，這樣就使恒功率區(qū)增大，擴(kuò)大了變速范圍，克服了低速時轉(zhuǎn)矩不夠且電動機(jī)功率不能充分利用的缺陷。</p><p>　　（4）內(nèi)裝電動機(jī)主軸傳動結(jié)構(gòu) 如圖2-1d所示，這種主傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出轉(zhuǎn)矩小，電動機(jī)發(fā)熱對主軸影響較大。</p><p>　　圖2-1a變速齒輪傳動的主傳動系

46、統(tǒng)</p><p>　　圖2-1b靠帶輪傳動的主傳動系統(tǒng)</p><p>　　圖2-1c兩電機(jī)分別驅(qū)動的主傳動系統(tǒng)</p><p>　　圖2-1d內(nèi)裝電機(jī)主軸結(jié)構(gòu)的主傳動系統(tǒng)</p><p><b>　　2.5 本章總結(jié)</b></p><p>　　本章先介紹了數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的5個特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速

47、高；變速范圍寬；主軸變速迅速可靠；主軸組件的耐磨性高，使傳動系統(tǒng)具有良好的精度保持性。然后介紹了主傳動系統(tǒng)的5點(diǎn)設(shè)計(jì)要求。最后介紹了數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的4種配置方式：帶有變速齒輪的主傳動；通過帶輪傳動的主傳動；用兩電機(jī)分別驅(qū)動主軸；內(nèi)裝電動機(jī)主軸結(jié)構(gòu)。</p><p>　　在主傳動系統(tǒng)中，本方案采用交流主軸伺服電動機(jī)和直流伺服主軸電動機(jī)無極調(diào)速系統(tǒng)。為擴(kuò)大調(diào)速范圍，適應(yīng)低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的要求，也經(jīng)常應(yīng)用齒輪有極調(diào)速和

48、電動機(jī)無級調(diào)速相結(jié)合的調(diào)速方式。數(shù)控機(jī)床的調(diào)速是按照控制指令自動執(zhí)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動操作的要求。</p><p>　　第3章 臥式加工中心主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p>　　3.1 主傳動設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>　　加工中心的主傳動系統(tǒng)一般都設(shè)計(jì)成一個主軸箱，它主要包括電機(jī)、傳動裝置、主軸、主軸軸承、主軸定向機(jī)構(gòu)、拉刀裝置及清潔、潤滑和

49、冷卻裝置。</p><p>　　根據(jù)中型機(jī)床參數(shù)設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的主傳動配置選用2.4中提到的四種方案的第一種方案即采用變速齒輪的主傳動系統(tǒng)。</p><p>　　在本方案中主軸轉(zhuǎn)速主要是由主軸電動機(jī)的無級調(diào)速來實(shí)現(xiàn)，由三級齒輪變速系統(tǒng)來擴(kuò)大電動機(jī)無級調(diào)速的范圍。主軸變速分為低速區(qū)域和高速區(qū)域，其中的變幻時通過液壓缸驅(qū)動撥叉來撥動齒輪以及離合器，通過離合器的黏合以及分開來實(shí)現(xiàn)變速（如圖3-1）

50、。</p><p>　　圖3-1 傳動軸和電機(jī)軸</p><p>　　主軸的定向機(jī)構(gòu)是由無觸點(diǎn)開關(guān)和液壓活塞控制。準(zhǔn)停前，定向活塞在下面，主軸必須處于停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)發(fā)出準(zhǔn)停信號后，電機(jī)以60轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)動，經(jīng)齒輪降速使主軸以15轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)動，無觸點(diǎn)開關(guān)在感應(yīng)塊作用下通電，發(fā)出粗定位信號，主電機(jī)停轉(zhuǎn)，傳動齒輪變空擋，主軸以貫性空轉(zhuǎn)，定位活塞向上，定位頂尖進(jìn)入精定位凹槽內(nèi)，使主軸準(zhǔn)停（如圖3-2）。&

51、lt;/p><p>　　圖3-2 主軸和電機(jī)軸</p><p>　　拉刀裝置是通過蝶形彈簧是拉桿向右移動，通過鋼球加緊刀柄。松刀時，活塞向左移動，推動拉桿也向左移動，使鋼球在到套大徑處時，噴氣頭將刀頂松，刀具即被取走，同時壓縮空氣經(jīng)活塞和拉桿的中心孔從噴氣頭噴出清潔主軸錐孔及刀柄。新刀裝入后，活塞向右，蝶形彈簧又重新夾緊刀柄。（如圖3-2）。通過圖3-3，可以很容易看清楚整個系統(tǒng)的工作原理。&

52、lt;/p><p>　　圖3-3 主軸箱外觀</p><p>　　3.2 主軸電機(jī)的選擇</p><p>　　機(jī)床的工況是選擇主電機(jī)的依據(jù)，機(jī)床零件和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)也是依據(jù)它進(jìn)行的。它包括切屑功率Nc、空載功率Nmo、附加功率Nmc三部分，即</p><p>　　N=Nc+Nmo+Nmc</p><p>　　其中，切屑功

53、率Nc是按照各個加工情況下叫經(jīng)常遇到的最大切屑力和最大切屑速度來計(jì)算，即 Nc=FzV</p><p>　　中Fz是主切屑力（N） V是切屑速度（m/s）</p><p>　　至于空載功率和附加功率在此不考慮。</p><p>　　臥式加工中心主要具有銑、鏜、鉆、攻絲等功能。</p><p>　　以下是用圓柱銑刀來加工碳鋼、青銅、鋁合

54、金、可鍛鑄鐵切屑力的公式</p><p>　　(3-3) 式中 Cfz——切屑力系數(shù) ——側(cè)吃刀量 ——進(jìn)給量 ——銑刀直徑 ——背吃刀量 Z——銑刀面數(shù)</p><p>　　如果加工灰鑄鐵切屑力的公式為</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　在加工碳鋼、青銅

55、、鋁合金、可鍛鑄鐵</p><p>　　選擇 </p><p><b>　　Z=3</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　因?yàn)榧庸せ诣T鐵時遠(yuǎn)小于加工碳鋼的，其算出的功率也一定小于加工碳鋼的Pe所以取電機(jī)功率為7.5kw。</p><

56、;p>　　所選取的是1PH4型水冷式主軸電機(jī)，它具有以下的優(yōu)點(diǎn)：功率/重量比高：體積小;冷卻的法蘭盤，用以隔離機(jī)械傳動系的熱應(yīng)力：保護(hù)等級高。</p><p>　　它的電機(jī)額定功率是7.5kw，額定轉(zhuǎn)速時1500r/min，最大轉(zhuǎn)速是9000r/min，額定轉(zhuǎn)矩是48NM.</p><p>　　圖3-31PH4型水冷式主軸電機(jī)</p><p>　　3.3 繪

57、制轉(zhuǎn)速圖</p><p>　　采用2對滑移齒輪架一對固定齒輪來輔助系統(tǒng)變速，來擴(kuò)大恒功率區(qū)的變速范圍。其轉(zhuǎn)速圖為：單位（r/min）</p><p><b>　　圖3-4轉(zhuǎn)速圖 </b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　根據(jù)傳動比，我暫時選定3對齒輪的齒數(shù)分別為</

58、p><p>　　24/48,48/24,43/43。</p><p>　　3.4 傳動軸直徑初定</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中 d——傳動軸直徑；</p><p>　　N——該軸傳動的功率（kw）；</p><p>　　——該軸的計(jì)

59、算轉(zhuǎn)速（r/min）；</p><p>　?。ǎ撦S每米長度允許扭轉(zhuǎn)角（deg/m），一般傳動軸?。ǎ?0.5-1。</p><p>　　對于軸1，起計(jì)算轉(zhuǎn)速=1500r/min，N=7.5kw，彈性聯(lián)軸器效率1對軸承的效率；?。ǎ?0.8</p><p><b>　　取</b></p><p>　　對于齒輪的傳遞效

60、率則；=750r/min</p><p><b>　　取</b></p><p>　　主軸前徑直徑 功率在5.6kw-7.3kw時 主軸大徑在75-100mm之間 取D1=90mm，則D2=（0.7-0.85） D1=63-76.5mm 取D2=70mm。</p><p>　　3.5 齒輪模數(shù)的初步計(jì)算</p><p

61、><b>　　(3-6)</b></p><p>　　式中 ——該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　——按解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)（mm）；</p><p>　　——驅(qū)動電動機(jī)功率（kw）；</p><p>　　u——大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比，外齒輪嚙合取“+”號 內(nèi)齒輪嚙合取“—”號；<

62、/p><p><b>　　——小齒輪的齒數(shù)；</b></p><p>　　——齒寬系數(shù)，=（B為齒寬，m為模數(shù)），；</p><p>　　——許用接觸應(yīng)力（Mpa）</p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　??；取</b></

63、p><p><b>　?。蝗?lt;/b></p><p>　　套裝在軸上的小齒輪還考慮到齒根圓到它的鍵槽深處的最小尺寸應(yīng)大于基圓齒厚，以防斷裂，則其最小齒數(shù)應(yīng)為</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中 D——齒輪花鍵孔的外徑（mm），單鍵槽的取孔中心至鍵槽槽底的尺寸兩倍&

64、lt;/p><p><b>　　M——齒輪模數(shù)。</b></p><p><b>　?、褫S，D取46，</b></p><p><b>　?、蜉S，D取50，</b></p><p>　　因?yàn)?24，所以滿足要求，大齒輪不會與軸相碰。</p><p>　　3.

65、6 齒輪強(qiáng)度的校核</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中主軸上齒輪的轉(zhuǎn)速較低，扭矩較大，因而最為危險。選擇主軸上的齒輪副進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)?？紤]到此機(jī)構(gòu)為一般機(jī)械，傳遞的功率7.5kw，并不大，工作環(huán)境良好且為閉式傳動，由于希望齒輪工作壽命長，所以采用大小齒輪硬齒面。選用材料為40Cr，加工方法為高頻淬火。查得，大小齒輪的強(qiáng)度極限，屈服極限，硬度48~55HRC，由于所選齒輪的齒數(shù)相同，所以對該齒輪同時進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)

66、度校核和接觸疲勞強(qiáng)度校核。</p><p>　　3.6.1對齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校驗(yàn)</p><p>　　校驗(yàn)小齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算公式為：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中 N——傳遞的額定功率，由以上的計(jì)算知N=6.04kw</p><p>　

67、　——計(jì)算轉(zhuǎn)速，由以上的計(jì)算知r/min</p><p>　　M——齒輪的模數(shù)，m=4mm；</p><p>　　B——齒輪的齒數(shù)，B=32mm；</p><p>　　Z——齒輪的齒數(shù)，Z=43；</p><p>　　Y——齒形系數(shù)，由文獻(xiàn)【5】表1，查得Y=0.42；</p><p>　　——齒間載荷分布系數(shù)，由文獻(xiàn)

68、【5】圖8.11查得=1.12</p><p>　　——動載荷系數(shù)，考慮齒輪嚙合內(nèi)部因素引起的附加動載荷， 查得動載荷系數(shù)=1.09；</p><p>　　——工作狀況系數(shù)，由文獻(xiàn)【5】表8.3查得=1.1；</p><p><b>　　——壽命系數(shù)；</b></p><p><b>　　——工作期限系數(shù)；&

69、lt;/b></p><p>　　T——齒輪在機(jī)床工作期限內(nèi)的總工作時間，取T=Ts/p，取Ts=18000h，p為該變速組的傳動副數(shù)，p=1，則T=18000h。r/min</p><p>　　N1——齒輪的最低轉(zhuǎn)速；</p><p>　　——基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，取彎曲載荷=</p><p>　　M——疲勞曲線指數(shù)，取m=6.</p&

70、gt;<p><b>　　則</b></p><p>　　——轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，=0.9</p><p>　　——功率利用系數(shù)，=0.9</p><p>　　——材料強(qiáng)化系數(shù)，=1 </p><p><b>　　則</b></p><p>　　——許用彎曲應(yīng)力，由

71、文獻(xiàn)【15】式8.26，</p><p>　　——計(jì)入了齒根應(yīng)力修正系數(shù)之后的實(shí)驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞的極限應(yīng)力，查得：</p><p>　　——齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的安全系數(shù)，一般取=1.25</p><p>　　——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，可根據(jù)齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N查得，取=1.0</p><p><b>　　則</b>&

72、lt;/p><p><b>　　綜上所述：</b></p><p>　　=90.16Mpa< 滿足使用條件</p><p>　　3.6.2對齒輪進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度校驗(yàn)</p><p>　　由校驗(yàn)齒輪接觸疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算公式為</p><p><b>　　（3-9）</b>&

73、lt;/p><p>　　式中 u——齒數(shù)比u==1，外嚙合取+號</p><p><b>　　——壽命系數(shù)</b></p><p>　　m——齒輪的模數(shù)，m=4mm；</p><p>　　B——大齒輪的齒寬，B=32mm；</p><p>　　Z——齒輪的齒數(shù)，Z=43； </p>&l

74、t;p>　　——許用接觸應(yīng)力， = （3-10）</p><p>　　式中 ——試驗(yàn)齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度極限，查得=1200Mpa</p><p>　　——接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)【1】</p><p>　　——為安全系數(shù)，一般取=1.0</p><p><b>　　所以：=Mpa</b&g

75、t;</p><p><b>　　綜上所述 </b></p><p><b>　　校驗(yàn)合格。</b></p><p>　　3.7 傳動軸強(qiáng)度校驗(yàn)</p><p>　　3.7.1 傳動軸上的彎曲載荷</p><p>　　齒輪傳動軸同時受輸入扭矩的齒輪驅(qū)動力Qa和輸出扭矩的

76、齒輪驅(qū)動阻力Qb的作用而產(chǎn)生彎曲變形。當(dāng)齒輪為直齒圓柱齒輪，其嚙合角，齒面摩擦角時，則</p><p>　　Qa（或Qb）= （3-11）</p><p>　　式中 N——該齒輪傳遞的全部功率，N=6.75kw</p><p>　　m——齒輪的模數(shù)，輸入輸出扭矩齒輪模數(shù)m=4mm；；</p><p

77、>　　Z——齒輪的齒數(shù)，輸入扭矩齒輪Z=48，輸出扭矩齒輪Z=24;；</p><p>　　n——該傳動軸的計(jì)算工況轉(zhuǎn)速（）；</p><p>　　——該軸輸入扭矩的齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩；=750r/min</p><p>　　所以得齒輪驅(qū)動力Qa==994N</p><p>　　齒輪驅(qū)動阻力Qb==1988N</p><p

78、>　　3.7.2 驗(yàn)算兩支承傳動軸的彎曲變形</p><p>　　齒輪變速箱里的傳動軸，如果抗彎剛度不足，將破壞軸及齒輪、軸承的正常工作條件，引起軸的橫向振動，齒輪的輪齒偏載，軸承內(nèi)外圈相互傾斜，加劇零件的磨損，降低壽命。該傳動軸為兩支承的實(shí)心圓形鋼軸，忽略其支承變形，在單一彎曲載荷作用下，其中點(diǎn)撓度為 (mm) （3-12）</p><

79、p>　　式中 l——兩支承間的跨距，l=532mm </p><p>　　D——該軸的平均直徑D=43.67mm</p><p>　　x——齒輪的工作位置至較近支撐點(diǎn)的距離，即</p><p><b>　　，，；</b></p><p><b>　　其余參數(shù)同上。</b></

80、p><p>　　則驅(qū)動力作用下傳動軸中點(diǎn)的撓度</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　驅(qū)動阻力作用下傳動軸中點(diǎn)的撓度</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　計(jì)算在驅(qū)動力和驅(qū)動阻力同時作用下，傳動軸中點(diǎn)的合成撓度，可按余弦定理計(jì)算

81、 （3-13）</p><p>　　式中 ——被驗(yàn)算軸的中點(diǎn)合成撓度（mm）</p><p>　　——驅(qū)動力Qa和驅(qū)動阻力Qb在橫剖面上，兩向量合成時的夾角，</p><p>　　——在橫剖面上，被驗(yàn)算的軸與其前、后傳動軸連心線的夾角，按被驗(yàn)算軸的旋轉(zhuǎn)方向計(jì)量，由剖面圖上可得值。嚙合角，齒面摩擦角。</p>&l

82、t;p><b>　　由截面圖畫得，那么</b></p><p>　　則傳動軸中點(diǎn)的合成撓度</p><p>　　查得傳動軸的撓度變形允許值</p><p>　　=0.000.-0.0005，傾角變形允許值=0.005（rad）</p><p>　　取=0.0004，則=0.0004X532=0.2128mm

83、 </p><p>　　傳動軸在軸承處的傾角 （3-13）</p><p><b>　?。╮ad）</b></p><p>　　可見，，撓度和傾角均符合要求。</p><p>　　3.8 其他部件的選擇以及校驗(yàn)</p><p>　　3.8.1聯(lián)軸器的選擇<

84、;/p><p>　　所選的彈性柱銷聯(lián)軸器，它結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，更換方便，柱銷較耐磨，還能補(bǔ)償兩軸相對位移。它的轉(zhuǎn)矩范圍是6.3-16000（Nm），</p><p>　　軸徑范圍是9-170mm，最高轉(zhuǎn)速在8800-11500r/min，軸向許用相對位移-，徑向許用相對位移是0.15-0.25mm，角向許用相對位移30</p><p>　　3.8.2 離合器的選擇&l

85、t;/p><p>　　所選的是正梯形牙行的牙嵌離合器，它是利用兩半離合器端面上的牙相互嵌合或脫開以達(dá)到主、從動軸的離合。正梯形牙行的牙的強(qiáng)度高，傳遞轉(zhuǎn)矩大，結(jié)合時沖擊比矩形牙小，并可消除牙側(cè)間隙，分離時容易脫開，工作是由軸向分力，當(dāng)工作面的傾斜角a=2-8°，產(chǎn)生的軸向分力不會自動脫開，當(dāng)a=15-20°時，需要軸向壓力防止軸向分力使牙自動退出。我選用的是a=2-8°的正梯形牙。<

86、/p><p>　　3.8.3 軸承的選擇及校核</p><p>　　在轉(zhuǎn)動軸上選擇的都是面對面的角接觸球軸承，它具有以下的特點(diǎn)</p><p>　　能承受雙向軸向載荷，承受能力隨接觸角的增大而增加；</p><p>　　通過預(yù)緊可限制軸或外殼的軸向位移；</p><p>　　通過預(yù)緊可增加軸承的剛度和旋轉(zhuǎn)精度。</p

87、><p>　　在主軸大徑上選的是雙向推力角接觸球軸承和雙列圓滾子軸承，由雙向推力角接觸球軸承承受兩邊的軸向力，由雙列圓滾子軸承承受徑向力。選擇主軸上的角接觸球軸承進(jìn)行校核，其基本額定動載荷Cr=69.2KN，Cor=57.5KN, （3-14）</p><p>　　15度的角接觸球軸承取X=0.04，Y取1,15度角接觸球軸承是內(nèi)部軸

88、向力是0.4Fr，圓周力 （3-15） </p><p>　　徑向力 （3-16）</p><p>　　式中 ——小齒輪分度圓直徑，mm</p><p>　　——分度圓壓力角，度</p><p>　　——小齒

89、輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　計(jì)算軸承壽命 （3-17）</p><p>　　式中 c——軸承的額定載荷</p><p><b>　　P——軸承所受的力</b></p><p>　　對于球軸承取3，n取375r/min，C=Cr=69.2KN L=191

90、843.7h</p><p>　　已知該加工中心使用10年，兩班工作制，則預(yù)期壽命是</p><p>　　=8X2X300X10=48000h L>> 壽命充裕</p><p>　　3.8.4 撥叉機(jī)構(gòu)、卸刀機(jī)構(gòu)、準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)液壓缸的承載力</p><p>　　卸刀機(jī)構(gòu)：蝶形彈簧以1000N的力，使拉桿向右運(yùn)動，要想卸刀必須卸

91、刀機(jī)構(gòu)的液壓缸提供1000KN才能頂動拉桿，卸下刀具。</p><p>　　F=PS (3-18)</p><p><b>　　式中 P——壓強(qiáng)</b></p><p><b>　　S——面積</b></p><p>　　得P=0.067Mpa

92、</p><p>　　由于撥叉機(jī)構(gòu)和準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)不需要太大的動力，所以這兩機(jī)構(gòu)的壓強(qiáng)P=0.01Mpa</p><p><b>　　3.9 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹了傳動方式的確定、電機(jī)選用1PH4型水冷式主軸電機(jī)、繪制轉(zhuǎn)速圖、傳動軸直徑的確定、齒輪各參數(shù)的計(jì)算、齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核、兩支承傳動軸的

93、彎曲變形的驗(yàn)算、離合器和聯(lián)軸器的選取、軸承的選取和校核、撥叉機(jī)構(gòu)、準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)、卸刀機(jī)構(gòu)液壓缸的校核、軸的校核。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，所完成的工作如下：</p><p>　　通過閱讀大量的書刊對數(shù)控機(jī)床主傳動系系統(tǒng)進(jìn)行了全面的了解。本文結(jié)合企業(yè)臥式加工中心新產(chǎn)品的項(xiàng)目開發(fā)，全面論述臥式加工

94、中心主傳動總體方案的擬定過程和設(shè)計(jì)方法。通過參考國內(nèi)外臥式加工中心機(jī)床布局、參數(shù)、綜合分析技術(shù)先進(jìn)性、市場競爭力、實(shí)施可行性、經(jīng)濟(jì)性等因素，確定切合實(shí)際的最好設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　按照中型加工中心主傳動，確定參數(shù)。</p><p>　　通過機(jī)床工況確定了主軸伺服電機(jī)，根據(jù)主軸伺服電機(jī)選定各軸的軸徑，跟精彩以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)選定了3對齒輪，確定其傳動比。計(jì)算齒輪模數(shù)，齒輪的齒數(shù)，進(jìn)行了齒

95、根彎曲疲勞強(qiáng)度校驗(yàn)和齒面接觸疲勞強(qiáng)度校驗(yàn)以及傳動軸上的彎曲載荷，驗(yàn)算了兩支承傳動軸的彎曲變形。選擇了合適的聯(lián)軸器、離合器。進(jìn)行了軸承的校驗(yàn)。最后對撥叉機(jī)構(gòu)、卸刀機(jī)構(gòu)、準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析。</p><p>　　用二維設(shè)計(jì)軟件CAD對主軸箱進(jìn)行了剖析。</p><p>　　論文研究中充分應(yīng)用先進(jìn)設(shè)計(jì)手段來輔助臥式加工中心的設(shè)計(jì)，利用UG進(jìn)行機(jī)床三位布局及造型設(shè)計(jì)，確定機(jī)床外觀造型的初步方

96、案。即使產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程可視化，也提高了設(shè)計(jì)效率。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在本文即將完成之際，謹(jǐn)向所有給予我關(guān)心、幫助和支持的老師、同學(xué)們致以我最真摯的謝意。</p><p>　　感謝我的導(dǎo)師楊革老師，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、廣博的學(xué)識和忘我的工作作風(fēng)是我效仿的榜樣。無論在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到什么樣的問題楊老師都會耐

97、心地給我講解和指導(dǎo)。不僅在設(shè)計(jì)知識方面，在做人做事方面，老師教導(dǎo)我們要具有踏實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木瘢哂懈呱械乃枷氲赖缕焚|(zhì)。所以，在這里我向楊革老師致以我最真摯的謝意。</p><p>　　還有，感謝系里老師在設(shè)計(jì)過程中的耐心指導(dǎo)和幫助，使我學(xué)到和了解許多新的東西，在此表示衷心的感謝。</p><p>　　此外感謝各位老師和同學(xué)們在生活上給予的幫助，向各位老師以及同學(xué)表以最高的敬意和由衷的感謝。&

98、lt;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 文懷興 夏田.數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社，2005.6.</p><p>　　[2] 王愛玲.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床.國防工業(yè)出版社，2003.4. </p><p>　　[3] 陳鐵鳴.機(jī)械設(shè)計(jì).哈爾濱工業(yè)出版社，2003.8.</p>

99、<p>　　[4] 陳易.金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2009.1.</p><p>　　[5] 黃如林.切屑加工簡明實(shí)用手冊.化學(xué)工業(yè)出版社，2004.7.</p><p>　　[6] 張少實(shí).新編材料力學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，2002.7.</p><p>　　[7] 王連明.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.7.<

100、;/p><p>　　[8] 葉君.實(shí)用緊固件手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，2002.9.</p><p>　　[9] 韓榮第.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)講義.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2008.2.</p><p>　　[10] 馮辛安.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2006.9.</p><p>　　[11] 卜炎.機(jī)械傳動裝置設(shè)計(jì)手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，1998.12

101、. </p><p>　　[12] 鄧奕.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用.國防工業(yè)出版社，2008.9.</p><p>　　[13] 王啟明.機(jī)械制造工藝學(xué).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.8.</p><p>　　[14] 盛伯浩.我國數(shù)控機(jī)床現(xiàn)況與技術(shù)發(fā)展策略.制造技術(shù)與機(jī)床.2006. </p><p>　　[15] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.編寫組.

102、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，1980. </p><p><b>　　附 錄</b></p><p>　　淺談我國機(jī)械加工中心的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢：</p><p>　　1.我國機(jī)械加工中心發(fā)展的現(xiàn)狀分析 　　加工中心最初是從數(shù)控銑床發(fā)展而來的。第一臺加工中心是1958年由美國卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了自

103、動換刀裝置，從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。</p><p>　　二十世紀(jì)70年代以來，加工中心得到迅速發(fā)展，出現(xiàn)了可換主軸箱加工中心，它備有多個可以自動更換的裝有刀具的多軸主軸箱，能對工件同時進(jìn)行多孔加工。機(jī)械制造技術(shù)是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個過程的工程學(xué)科，是以提高質(zhì)量、效益、競爭力為目標(biāo)，包含物質(zhì)流、信息流和能量流的

104、完整的系統(tǒng)工程。 </p><p>　　2009年3月在上海舉行的“中國數(shù)控機(jī)床展覽會”上，展出了多臺國內(nèi)生產(chǎn)的五軸加工中心。如濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)公司展出的龍門式五軸聯(lián)動加工中心，工作臺長6m,寬2m，采用立式主軸回轉(zhuǎn)，A軸轉(zhuǎn)角±100度，C軸轉(zhuǎn)角±200度，這個龐然大物吸引了許多參觀者，它標(biāo)志著中國數(shù)控機(jī)床工業(yè)達(dá)到了先進(jìn)水平。上海第三機(jī)床廠、第四機(jī)床廠制造的立臥加工中心，工作臺630mm2，采用

105、高速內(nèi)冷電主軸，主軸可立、臥轉(zhuǎn)換，工作臺可以360度等分，類似于上述簡單配置為立、臥轉(zhuǎn)換的三軸加工中心，可對工件實(shí)現(xiàn)五面體加工，盡管還沒有配置五軸，也非常實(shí)用。</p><p>　　現(xiàn)在加工中心逐漸成為機(jī)械加工業(yè)中最主要的設(shè)備，它加工范圍廣，使用量大。近年來在品種、性能、功能方面有很大的發(fā)展。品種：有新型的立、臥五軸聯(lián)動加工中心，可用于航空、航天零件加工；有專門用于模具加工的高性能加工中心，集成三維CAD/CAM

106、對模具復(fù)雜的曲面超精加工；有適用于汽車、摩托車大批量零件加工的高速加工中心，生產(chǎn)效率高且具備柔性化。性能：普遍采用了萬轉(zhuǎn)以上的電主軸，最高可達(dá)6～10萬轉(zhuǎn)；直線電機(jī)的應(yīng)用使機(jī)床加速度達(dá)到了3-5g；執(zhí)行ISO/VDI檢測標(biāo)準(zhǔn)，促使制造商提高加工中心的雙向定位精度。功能：糅合了激光加工的復(fù)合功能，結(jié)構(gòu)上適合于組成模塊式制造單元(FMC)和柔性生產(chǎn)線(FMS)，并具有機(jī)電、通訊一體化功能?！　?.機(jī)械加工中心的特點(diǎn)2.1工序集中

107、加工中心備有刀庫并能自動更換刀具，對工件進(jìn)行多工序加工，使得工件在一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序，自動選擇和更換刀具，自動改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對工件的運(yùn)動軌跡，以及其他輔助功能，現(xiàn)代加工中心更大程度地使工件在一次裝夾后實(shí)現(xiàn)多表面、多特征、多工位的連續(xù)、高效、高精度加 工，即工序集中．這是加工中心最突出的</p><p>　　2.2對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng)</p><p>

108、　　加工中心生產(chǎn)的柔性不僅體現(xiàn)在對特殊要求的快速反應(yīng)上．而且可以快速實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，提高市場競爭能力。2.3加工精度高 加工中心同其他數(shù)控機(jī)床一樣具有加工精度高的特點(diǎn)，而且加工中心由于加工工序集中，避免了長工藝流程，減少了人為千擾，故加工精度更高，加工質(zhì)量更加穩(wěn)定。2.4加工生產(chǎn)率高 零件加工所需要的時間包括機(jī)動時間與輔助時間兩部分。加工中心帶有刀庫和自動換刀裝置，在一臺機(jī)床上能集中完成多種工序，因而可減少工件裝夾、測量和機(jī)

109、床的調(diào)整時間，減少工件半成品的周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時間，使機(jī)床的切削利用率（切削時間和開動時間之比）高于普通機(jī)床3～4倍，達(dá)80％以上。</p><p>　　2.5操作者的勞動強(qiáng)度減輕 加工中心對零件的加工是按事先編好的程序自動完成的，操作者除了操作鍵盤、裝卸零件、進(jìn)行關(guān)鍵工序的中間測量以及觀察機(jī)床的運(yùn)行之外，不需要進(jìn)行繁重的重復(fù)性手工操作，勞動強(qiáng)度和緊張程度均可大為減輕，勞動條件也得到很大的改善。2.6經(jīng)濟(jì)效

110、益高 使用加工中心加工零件時，分?jǐn)傇诿總€零件上的設(shè)備費(fèi)用是較昂貴的，但在單件、小批生產(chǎn)的情況下，可以節(jié)省許多其他方面的費(fèi)用，因此能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。例如，在加工之前節(jié)省了劃線工時，在零件安裝到機(jī)床上之后可以減少調(diào)整、加工和檢驗(yàn)時間，減少了直接生產(chǎn)費(fèi)用。另外，由于加工中心加工零件不需手工制作模型、凸輪、鉆模板及其他工夾具，省去了許多工藝裝備，減少了硬件投資．還由于加工中心的加工穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。2.7有利

111、于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化 用加工中心加工零件，能夠準(zhǔn)確地計(jì)算零件的加工工時，并有效地簡化了檢驗(yàn)和工夾具、半成品的管理工作。這些特點(diǎn)有利于使生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。當(dāng)前有許多大型CAD/CAM集成軟件已經(jīng)開發(fā)了生產(chǎn)管理模塊，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理。做好基礎(chǔ)自動化的工作仍是我國制造企業(yè)一項(xiàng)十分緊迫而艱巨的</p><p>　　3.我國機(jī)械加工中心的發(fā)展趨勢3.1加工中心高效、高精、高速的發(fā)展趨勢 　　隨著國民經(jīng)濟(jì)飛速

112、發(fā)展工業(yè)自動化，制造業(yè)向著高、精、尖方向發(fā)展，特別是汽車、船舶、紡織、電子技術(shù)、航空航天的迅猛發(fā)展，對機(jī)床的精度和生產(chǎn)效率要求也越來越高，主軸轉(zhuǎn)速12000r/min以上、快移速度大于40m/min的高效高精機(jī)床已經(jīng)是機(jī)床行業(yè)流興的趨勢。</p><p>　　3.2立式加工中心五軸聯(lián)動的趨勢　　五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床是一種科技含量高、精密度高，專門用于加工復(fù)雜曲面的機(jī)床，這種機(jī)床系統(tǒng)對一個國家的航空、航天、軍事、科研

113、、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)，有著舉足輕重的影響力。 3.3機(jī)床的復(fù)合化，與機(jī)器人的有效結(jié)合提高了生產(chǎn)效率　　為了提高生產(chǎn)效率，最大限度降低生產(chǎn)成本，把工業(yè)機(jī)器人同機(jī)床有效地結(jié)合在一起，讓機(jī)器人從事簡單而且重復(fù)的勞動，不但可以節(jié)省大筆的人工費(fèi)用，同時，機(jī)器人不會疲勞且不會產(chǎn)生錯誤，因而對生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定起到了很大的作用。 3.4機(jī)床更注重細(xì)節(jié)處理和環(huán)境保護(hù)　　“綠色生態(tài)機(jī)床”是近年來機(jī)床行業(yè)的一種發(fā)展趨勢，其強(qiáng)調(diào)了機(jī)床、環(huán)境、人

114、三者之間的關(guān)系，目地是大幅度提高機(jī)床生產(chǎn)效率的同時降低對環(huán)境的影響和對操作者健康的危害?！　?.結(jié)論　　現(xiàn)代的機(jī)械加工中心是現(xiàn)代技術(shù)和工業(yè)創(chuàng)新的集成，是國家制造業(yè)的水平的主要標(biāo)志，也是國家工業(yè)的基礎(chǔ)和支柱。隨著社會的發(fā)展，人們對產(chǎn)品的要求也發(fā)生了很大變化，要求品種要多樣、更新要快捷、質(zhì)量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務(wù)要好、要滿足人們越來越高的要求，就必須采用先</p><p&