數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　系 部： </p><p>　　專 業(yè)：

2、 </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　職 稱： </p><p>　　2012 年 5月 </p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)<

3、/b></p><p><b>　　任 務(wù) 書</b></p><p>　　系部 專業(yè)年級(jí) 5 學(xué)生姓名 </p><p>　　任務(wù)下達(dá)日期： 2012年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 2011年 月 日至2012年 月 日</p&g

4、t;<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目：數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：</p><p>　　以CKA 6140數(shù)控車床為例 ,設(shè)計(jì)數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)。</p><p><b>　　一、數(shù)控車床概述</b></p&

5、gt;<p>　　二、數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　　三、數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　1、主傳動(dòng)系統(tǒng)及其控制</p><p>　　2、主傳動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　3、主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　通過(guò)實(shí)例分析主運(yùn)動(dòng)采用交流變頻

6、電機(jī)的數(shù)控車床,實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸與交流變頻電機(jī)的恒功率匹配,以滿足機(jī)床加工的需要。</p><p>　　系主任簽字： 指導(dǎo)教師簽字： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　通過(guò)實(shí)例分析了主運(yùn)動(dòng)采用交流變頻電機(jī)的數(shù)控車床, 必須增加兩組齒輪變速實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸與交流變頻電機(jī)的恒功率匹配,以

7、滿足機(jī)床加工的需要。以CKA 6140數(shù)控車床為例 ,介紹數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)方式</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 數(shù)控車床概述1</p><p>　　1.1數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史1</p><p

8、>　　1.2國(guó)內(nèi)數(shù)控車床狀況分析1</p><p>　　1.3 數(shù)控車床的分類和特點(diǎn)1</p><p>　　1.4 數(shù)控車床的基本結(jié)構(gòu)2</p><p>　　1.5 數(shù)控車床的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)3</p><p>　　1.6 機(jī)床數(shù)控化改造的必要性5</p><p>　　1.6.1微觀看改造的必要性5&l

9、t;/p><p>　　1.6.2宏觀看改造的必要性5</p><p>　　1.6.3數(shù)控化改造的市場(chǎng)空間6</p><p>　　第二章 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)7</p><p>　　2.1數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)概述7</p><p>　　2.2運(yùn)動(dòng)控制對(duì)主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的要求7</p><p>　　2.

10、3傳動(dòng)方式10</p><p>　　第三章 車床主傳動(dòng)方式的設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)及其控制11</p><p>　　3.1.1 對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求11</p><p>　　3.1.2 主軸的驅(qū)動(dòng)方式11</p><p>　　3.1.3 主軸調(diào)速方法11</p><

11、;p>　　3.2 主傳動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)12</p><p>　　3.3 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.3.1數(shù)控機(jī)床主軸的功率特性和扭矩特性14</p><p>　　3.3.2 傳動(dòng)方式和齒數(shù)選擇15</p><p>　　3.4 分配傳動(dòng)副傳動(dòng)比，繪制轉(zhuǎn)速圖16</p><p><b&g

12、t;　　總 結(jié)20</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　致謝22</b></p><p>　　第一章 數(shù)控車床概述</p><p>　　1.1數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史</p><p>　　1946年誕生了世界上第一

13、臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，這表明人類創(chuàng)造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類進(jìn)入信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。6年后，即在1952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國(guó)誕生了第一臺(tái)數(shù)控車床。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展。</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)數(shù)控車床狀況分析</p><p&g

14、t;　　近年來(lái)我國(guó)企業(yè)的數(shù)控機(jī)床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個(gè)體企業(yè)中也普遍開始使用。在這些數(shù)控車床中，除少量機(jī)床以FMS模式集成使用外，大都處于單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并且相當(dāng)部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。 2001年，我國(guó)機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值已進(jìn)入世界第5名，機(jī)床消費(fèi)額在世界排名上升到第3位，達(dá)47.39億美元，僅次于美國(guó)的53.67億美元，消費(fèi)額比上一年增長(zhǎng)25%。但由于國(guó)產(chǎn)數(shù)控車床不能滿足市場(chǎng)的需求，使我國(guó)

15、機(jī)床的進(jìn)口額呈逐年上升態(tài)勢(shì)，2001年進(jìn)口機(jī)床躍升至世界第2位，達(dá)24.06億美元，比上年增長(zhǎng)27.3%。近年來(lái)我國(guó)出口額增幅較大的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控磨床、數(shù)控特種加工機(jī)床、數(shù)控剪板機(jī)、數(shù)控成形折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控壓鑄機(jī)等，普通機(jī)床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機(jī)床、液壓壓力機(jī)、木工機(jī)床等。出口的數(shù)控機(jī)床品種以中低檔為主。</p><p>　　1.3 數(shù)控車床的分類和特點(diǎn)</p><p>　

16、　數(shù)控車床可分為臥式和立式兩大類。臥式車床又有水平導(dǎo)軌和傾斜導(dǎo)軌兩種。檔次較高的數(shù)控臥車一般都采用傾斜導(dǎo)軌。按刀架數(shù)量分類，又可分為單刀架數(shù)控車床和雙刀架數(shù)控車，前者是兩坐標(biāo)控制，后者是4坐標(biāo)控制。雙刀架臥車多數(shù)采用傾斜導(dǎo)軌。數(shù)控車床與普通車床一樣，也是用來(lái)加工零件旋轉(zhuǎn)表面的。一般能夠自動(dòng)完成外圓柱面、圓錐面、球面以及螺紋的加工，還能加工一些復(fù)雜的回轉(zhuǎn)面，如雙曲面等。車床和普通車床的工件安裝方式基本相同，為了提高加工效率，數(shù)控車床多采

17、用液壓、氣動(dòng)和電動(dòng)卡盤。數(shù)控車床的外形與普通車床相似，即由床身、主軸箱、刀架、進(jìn)給系統(tǒng)壓系統(tǒng)、冷卻和潤(rùn)滑系統(tǒng)等部分組成。數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通車床有質(zhì)的區(qū)別，傳統(tǒng)普通車床有進(jìn)給箱和交換齒輪架，而數(shù)控車床是直接用伺服電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)溜板和刀架實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因而進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。</p><p>　　(1)立式數(shù)控車床 立式數(shù)控車床簡(jiǎn)稱為數(shù)控立車，其車床主軸垂直于水平面，一個(gè)直徑很大的圓形工作臺(tái)，用來(lái)裝

18、夾工件。這類機(jī)床主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對(duì)較小的大型復(fù)雜零件。 (2)臥式數(shù)控車床 臥式數(shù)控車床又分為數(shù)控水平導(dǎo)軌臥式車床和數(shù)控傾斜導(dǎo)軌臥式車床。其傾斜導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)可以使車床具有更大的剛性，并易于排除切屑。</p><p>　　國(guó)內(nèi)數(shù)控車床的特點(diǎn)如下：</p><p>　　1、新產(chǎn)品開發(fā)有了很大突破，技術(shù)含量高的產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位。</p><p>　　2、

19、數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，數(shù)控化率顯著提高。</p><p>　　2001年國(guó)內(nèi)數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)量已達(dá)1.8萬(wàn)臺(tái)，比上年增長(zhǎng)28.5%。金切機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值數(shù)控化率從2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。</p><p>　　3、數(shù)控車床發(fā)展的關(guān)鍵配套產(chǎn)品有了突破。</p><p>　　1.4 數(shù)控車床的基本結(jié)構(gòu) 隨著近代計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制、精密測(cè)量等科學(xué)

20、技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展要求的機(jī)電一體化的新型自動(dòng)化機(jī)床——數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的組成見圖1-1，數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程如圖1-2</p><p>　　圖1-2 數(shù)控車床的工作過(guò)程</p><p>　　主要用來(lái)切削回轉(zhuǎn)類零件的數(shù)控機(jī)床稱為數(shù)控車床。數(shù)控車床集中了普通臥式車床、轉(zhuǎn)塔車床、多刀車床、自動(dòng)和半自動(dòng)車床等車削功能，是數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用最廣的品種之一。 </p><p

21、>　　數(shù)控車床與普通車床相比，增加了功能，提高了效率，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)。其性能對(duì)比如表1-1所示。</p><p>　　表1-1 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的相比</p><p>　　1.5 數(shù)控車床的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對(duì)國(guó)計(jì)民生的

22、一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。當(dāng)前數(shù)控車床呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　1）高速、高精密化 高速、精密是機(jī)床發(fā)展永恒的目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，對(duì)零件加工的精度和表面質(zhì)量的要求也愈來(lái)愈高。為滿足這個(gè)復(fù)雜多變市場(chǎng)的需求，當(dāng)前機(jī)床正向高速切削、干切削和準(zhǔn)干切削方向發(fā)展，加工精度

23、也在不斷地提高。另一方面，電主軸和直線電機(jī)的成功應(yīng)用，陶瓷滾珠軸承、高精度大導(dǎo)程空心內(nèi)冷和滾珠螺母強(qiáng)冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導(dǎo)軌副等機(jī)床功能部件的面市，也為機(jī)床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。 數(shù)控車床采用電主軸，取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié)，大大減少了主傳動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高了主軸動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和工作精度，徹底解決了主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)皮帶和帶輪等傳動(dòng)的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題。采用電主軸結(jié)構(gòu)可使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到10000r/min以

24、上。 2）高可靠性 數(shù)控車床的可靠性是數(shù)控車床產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵性指標(biāo)。數(shù)控車床能否發(fā)揮其高性能、高精度和高效率，并獲得良好的效益，關(guān)鍵取決于其可靠性的高低。 3）數(shù)控車床設(shè)計(jì)CAD化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊化 隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及及軟件技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)得到了廣泛發(fā)展。CAD不僅可以替代人工</p><p>　　功能復(fù)合化的目的是進(jìn)一步提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，使用于非加工輔助時(shí)間減至最少。通過(guò)功

25、能的復(fù)合化，可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍、提高效率，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用、一機(jī)多能，即一臺(tái)數(shù)控車床既可以實(shí)現(xiàn)車削功能，也可以實(shí)現(xiàn)銑削加工；或在以銑為主的機(jī)床上也可以實(shí)現(xiàn)磨削加工。寶雞機(jī)床廠已經(jīng)研制成功的CX25Y數(shù)控車銑復(fù)合中心，該機(jī)床同時(shí)具有X、Z軸以及C軸和Y軸。通過(guò)C軸和Y軸，可以實(shí)現(xiàn)平面銑削和偏孔、槽的加工。該機(jī)床還配置有強(qiáng)動(dòng)力刀架和副主軸。副主軸采用內(nèi)藏式電主軸結(jié)構(gòu)，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)可直接實(shí)現(xiàn)主、副主軸轉(zhuǎn)速同步。該機(jī)床工件一次裝夾即可完成全部加

26、工，極大地提高了效率。 5）智能化 21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方面的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控等方面的內(nèi)容，以方便系統(tǒng)的

27、診斷及維修等。</p><p>　　1.6 機(jī)床數(shù)控化改造的必要性</p><p>　　1.6.1微觀看改造的必要性</p><p>　　從微觀上看，數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來(lái)自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計(jì)算機(jī)的威力。</p><p>　　1）.可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來(lái)的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。</p>

28、<p>　　由于計(jì)算機(jī)有高超的運(yùn)算能力，可以瞬時(shí)準(zhǔn)確地計(jì)算出每個(gè)坐標(biāo)軸瞬時(shí)應(yīng)該運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。</p><p>　　2）可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化，而且是柔性自動(dòng)化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍。由于計(jì)算機(jī)有記憶和存儲(chǔ)能力，可以將輸入的程序記住和存儲(chǔ)下來(lái)，然后按程序規(guī)定的順序自動(dòng)去執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。數(shù)控機(jī)床只要更換一個(gè)程序，就可實(shí)現(xiàn)另一工件加工的自動(dòng)化，從而使單件和

29、小批生產(chǎn)得以自動(dòng)化，故被稱為實(shí)現(xiàn)了"柔性自動(dòng)化"。</p><p>　　3）加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要"修配"。</p><p>　　4）可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件 在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。</p><p>　　5）擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管加工。&

30、lt;/p><p>　　6）由以上五條派生的好處。</p><p>　　如：降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力（一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)等等。</p><p>　　1.6.2宏觀看改造的必要性</p><p>　　從宏觀上看，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的軍、民機(jī)械工業(yè)，在70年代末、80年

31、代初已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。由于采用信息技術(shù)對(duì)國(guó)外軍、民機(jī)械工業(yè)進(jìn)行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產(chǎn)品在國(guó)際軍品和民品的市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力大為增強(qiáng)。而我們?cè)谛畔⒓夹g(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達(dá)國(guó)家約落后20年。如我國(guó)機(jī)床擁有量中，數(shù)控機(jī)床的比重（數(shù)控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已達(dá)20.8％，因此每年都有大量機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口。這也就從宏觀上說(shuō)明了機(jī)床數(shù)控化改造的必要性。</p><p>　　1.

32、6.3數(shù)控化改造的市場(chǎng)空間</p><p>　　機(jī)床的數(shù)控制化改造是一個(gè)方興未的行業(yè)，從各種統(tǒng)計(jì)數(shù)字上看前途應(yīng)該是十分光明的，例如："在美國(guó)，日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，它們的機(jī)床改造人作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時(shí)代。由于機(jī)床以及數(shù)控技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是一個(gè)"永恒"的課題。我國(guó)的機(jī)床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)所以不難看出：</p>

33、<p><b>　　1）國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)</b></p><p>　　我國(guó)目前機(jī)床總量380余萬(wàn)臺(tái)，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34萬(wàn)臺(tái)，即我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率不到3％。近10年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為0.6～0.8萬(wàn)臺(tái)，年產(chǎn)值約為18億元。機(jī)床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為6％。我國(guó)機(jī)床役齡10年以上的占60％以上；10年以下的機(jī)床中，自動(dòng)/半自動(dòng)機(jī)床不到20％，F(xiàn)MC/FMS等自動(dòng)化生產(chǎn)線更

34、屈指可數(shù)（美國(guó)和日本自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床占60％以上）?？梢娢覀兊拇蠖鄶?shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長(zhǎng)，從而在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場(chǎng)、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。</p><p>　　2）進(jìn)口設(shè)備和生產(chǎn)線的數(shù)控化改造市場(chǎng)

35、</p><p>　　我國(guó)自改革開放以來(lái)，很多企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從1979～1988年10年間，全國(guó)引進(jìn)技術(shù)改造項(xiàng)目就有18446項(xiàng)，大約165.8億美元。</p><p>　　這些項(xiàng)目中，大部分項(xiàng)目為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了應(yīng)有的作用。但是有的引進(jìn)項(xiàng)目由于種種原因，設(shè)備或生產(chǎn)線不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至癱瘓，使企業(yè)的效益受到影響，嚴(yán)重的使企業(yè)陷入困境。一

36、些設(shè)備、生產(chǎn)線從國(guó)外引進(jìn)以后，有的消化吸收不好，備件不全，維護(hù)不當(dāng)，結(jié)果運(yùn)轉(zhuǎn)不良；有的引進(jìn)時(shí)只注意引進(jìn)設(shè)備、儀器、生產(chǎn)線，忽視軟件、工藝、管理等，造成項(xiàng)目不完整，設(shè)備潛力不能發(fā)揮；有的甚至不能啟動(dòng)運(yùn)行，沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用；有的生產(chǎn)線的產(chǎn)品銷路很好，但是因?yàn)樵O(shè)備故障不能達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)；有的因?yàn)槟芎母?、產(chǎn)品合格率低而造成虧損；有的已引進(jìn)較長(zhǎng)時(shí)間，需要進(jìn)行技術(shù)更新。種種原因使有的設(shè)備不僅沒有創(chuàng)造財(cái)富，反而消耗著財(cái)富。</p><

37、;p>　　這些不能使用的設(shè)備、生產(chǎn)線是個(gè)包袱，也是一批很大的存量資產(chǎn)，修好了就是財(cái)富。只要找出主要的技術(shù)難點(diǎn)，解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，就可以最小的投資盤活最大的存量資產(chǎn)，爭(zhēng)取到最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。這也是一個(gè)極大的改造市場(chǎng)。</p><p>　　第二章 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　　數(shù)控車床是高度自動(dòng)化機(jī)床 ,數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)是 : ①機(jī)床有足夠高的轉(zhuǎn)速和大的功率 ,

38、以適應(yīng)高效率加工的需要; ②主轉(zhuǎn)速的變換迅速可靠 ,一般能自動(dòng)變速 ;③ 主軸應(yīng)有足夠高的剛度和回轉(zhuǎn)精度 ; ④主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)范圍很廣</p><p>　　2.1數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)概述 </p><p>　　主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是指驅(qū)動(dòng)主軸運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，主軸是數(shù)控機(jī)床上帶動(dòng)刀具和工件旋轉(zhuǎn)， 產(chǎn)生切削運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軸，它往往是數(shù)控機(jī)床上單軸功率消耗最大的運(yùn)動(dòng)軸。其主要功用有：① 傳遞動(dòng)力，傳遞切削加工所需要

39、的動(dòng)力；② 傳遞運(yùn)動(dòng)，傳遞切削加工所需要的運(yùn)動(dòng)；③ 運(yùn)動(dòng)控制，控制主運(yùn)動(dòng)運(yùn)行速度的大小、方向和起停。與進(jìn)給伺服系統(tǒng)相比，它具有轉(zhuǎn)速高、傳遞的功率大等特點(diǎn)，是數(shù)控車床的關(guān)鍵部件之一，對(duì)它的運(yùn)動(dòng)精度、剛度、噪聲、溫升、熱變形都有較高的要求</p><p>　　2.2運(yùn)動(dòng)控制對(duì)主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的要求</p><p>　　1、動(dòng)力功率高 由于對(duì)高效率的要求日益增長(zhǎng)，加之刀具材料和技術(shù)的進(jìn)步，大多數(shù)N

40、C機(jī)床均要求有足夠高的功率來(lái)滿足高速?gòu)?qiáng)力切削。一般NC機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)功率在3.7kW～250kW之間?！C(jī)床主傳動(dòng)的功率N可根據(jù)切削功率Nc與主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的總效率η由下式來(lái)確定 N=Nc/η,數(shù)控機(jī)床的加工范圍一般都比較大，切削功率可以根據(jù)有代表性的加工情況，由其主切削力Pz按下式來(lái)確定　數(shù)控車床的主傳動(dòng)多用調(diào)速電機(jī)和有限的機(jī)械變速傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，傳動(dòng)鏈較短，因此，效率可以取較大值?！≈鱾鲃?dòng)中各傳動(dòng)件結(jié)構(gòu)尺寸的確定都與傳動(dòng)率密切相關(guān)，

41、如果傳動(dòng)功率定得過(guò)大，將使傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸粗大而造成浪費(fèi)，若電動(dòng)機(jī)常在低負(fù)荷下工作，功率因數(shù)很小而浪費(fèi)能源。如果功率取得　過(guò)小，將限制機(jī)床的切削加工能力而降低生產(chǎn)率。因此，要較準(zhǔn)確合適地選用傳動(dòng)功率。由于加工情況多變，切削用量變化范圍較大，加之對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)因摩擦等因素消耗的功率也難于掌握　。因此，單純用理論計(jì)算的方法來(lái)確定功率尚有困難，通常要用類比、測(cè)試和理論計(jì)算等幾種　方法相互比較來(lái)確定。</p><p>　　2

42、.控制功能的多樣化　由于NC機(jī)床的種類繁多，不同的機(jī)床對(duì)主軸功能有不同的要求。如：NC車床車螺紋時(shí)要求有同步控制功能；加工中心為了能進(jìn)行自動(dòng)換刀需要主軸準(zhǔn)停功能；NC車床和NC磨床在進(jìn)行端面加工時(shí)，為了保證端面加工的粗糙度要求，要求接觸點(diǎn)處的線速度為恒值，需要恒線速切削功能；還有些NC機(jī)床有C軸控制功能。</p><p>　　3.性能要求高　對(duì)主軸電機(jī)的性能要求如下：①電機(jī)抗過(guò)載能力強(qiáng)，要求有較長(zhǎng)時(shí)間(1～3

43、0min)和較大倍數(shù)的抗過(guò)載能力；②在斷續(xù)負(fù)載下，電機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)要??；③速度響應(yīng)要快，升降速時(shí)間要短；④電機(jī)溫升低，振動(dòng)和噪音??；⑤可靠性高，壽命長(zhǎng)，維護(hù)容易；⑥體積小，重量輕，與機(jī)床聯(lián)接容易。4.主傳動(dòng)功率　機(jī)床主傳動(dòng)的功率N可根據(jù)切削功率Nc與主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的總效率η由下式來(lái)確定 N=Nc/η,數(shù)控車床的加工范圍一般都比較大，切削功率可以根據(jù)有代表性的加工情況，由其主切削力Pz按下式來(lái)確定　數(shù)控車床的主傳動(dòng)多用調(diào)速電機(jī)和有限的機(jī)械

44、變速傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，傳動(dòng)鏈較短，因此，效率可以取較大值。　主傳動(dòng)中各傳動(dòng)件結(jié)構(gòu)尺寸的確定都與傳動(dòng)率密切相關(guān)，如果傳動(dòng)功率定得過(guò)大，將使傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸粗大而造成浪費(fèi)，若電動(dòng)機(jī)常在低負(fù)荷下工作，功率因數(shù)很小而浪費(fèi)能源。如果功率取得　過(guò)小，將限制機(jī)床的切削加工能力而降低生產(chǎn)率。因此，要較準(zhǔn)確合適地選用傳動(dòng)功率。由于加工情況多變，切削用量變化范圍較大，加之對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)因摩擦等因素消耗的功率也難于掌握　。因此，單純用理論計(jì)算的方法來(lái)確定功率尚有困難

45、，通常要用類比、測(cè)試和理論計(jì)算等幾</p><p>　　除了功率方面的要求外，還應(yīng)使主軸轉(zhuǎn)速具有足夠大的調(diào)整范圍。調(diào)速范圍是指最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比，即：調(diào)速范圍寬　Rn=nmax/nmin在主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中調(diào)速范圍有恒扭矩、恒功率調(diào)速范圍之分，如圖2-1與 2-2所示，在基本轉(zhuǎn)速(額定轉(zhuǎn)速nc )以下是恒轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍，通過(guò)調(diào)整電樞電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，在nc以上是恒功率調(diào)速，通過(guò)調(diào)磁調(diào)速。而且現(xiàn)在恒功率調(diào)速范圍盡可能大，以

46、便在盡可能低的速度下，利用其全功率(在低速時(shí)往往由于電流的限制，只能進(jìn)行恒扭矩調(diào)速。因?yàn)榧庸ひ恍╇y加工材料所需求的轉(zhuǎn)速范圍相差很大，例如，鈦需要低速加工，而鋁合金材料卻需要高速加工，而采用齒輪變速箱擴(kuò)大變速范圍的方法已不能滿足要求。主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)由切削速度v(m/min)和工件或刀具的直徑d(mm)來(lái)確定。</p><p>　　圖2-1 主軸功率、轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的特性曲線</p

47、><p>　　圖2-2 主軸功率、轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的特性曲線</p><p>　　對(duì)于數(shù)控機(jī)床，為了適應(yīng)切削速度和工件（或刀具）直徑的變化，主軸的最低和最高轉(zhuǎn)速可根據(jù)下式確定，數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床不同，它的加工范圍較廣，因此，切削速度和刀具或工件直徑的變化也很大。可以根據(jù)機(jī)床的幾種典型加工和經(jīng)常遇到的加工情況來(lái)決定 vmax、vmin 及dmax 、dmin ?？傊?，不能將一切可能的加工情況都考慮在內(nèi)

48、，一般也用理論計(jì)算與調(diào)查類比相結(jié)合的辦法來(lái)確定。</p><p><b>　　2.3傳動(dòng)方式</b></p><p>　　1.經(jīng)過(guò)一級(jí)變速的主傳動(dòng)</p><p>　　一級(jí)變速目前多用V帶或同步帶來(lái)完成，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安裝調(diào)試方便，且在一定程度上能夠滿足轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩輸出要求，但主軸調(diào)速范圍比仍與電動(dòng)機(jī)一樣，受電動(dòng)機(jī)調(diào)速圍比的約束，如</p

49、><p>　　2.帶有變速齒輪的主傳動(dòng) 這種配置方式大、中型數(shù)控機(jī)床采用較多。它通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪降速，使之成為分段無(wú)極變速，確保低速大轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求，如圖8-3所示。</p><p>　　3.電主軸 電主軸通常作為現(xiàn)代機(jī)電一體化的功能部件，裝備在高速數(shù)控機(jī)床上。其主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，慣量小，可提高起動(dòng)、停止的響應(yīng)特性，有利于控制振動(dòng)和噪聲；缺點(diǎn)是制造和維

50、護(hù)困難且成本較高。電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量直接影響主軸，主軸的熱變形嚴(yán)重影響機(jī)床的加工精度，因此生的熱量直接影響主軸，主軸的熱變形嚴(yán)重影響機(jī)床的加工精度，因此合理選用主軸軸承以及潤(rùn)滑、冷卻裝置十分重要。 數(shù)控機(jī)床主軸部件是影響機(jī)床加工精度的主要部件，它的回轉(zhuǎn)精度影響工件的加工精度，它的功率大小與回轉(zhuǎn)速度影響加工效率，它的自動(dòng)變速、準(zhǔn)停和換刀等影響機(jī)床的自動(dòng)化程度。因此，要求主軸部件具有與本機(jī)床工作性能相適應(yīng)的高回轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性、耐

51、磨性和低的溫升。在結(jié)構(gòu)上，必須很好地解決刀具和工具的裝夾、軸承的配置、軸承間隙調(diào)整和潤(rùn)滑密封等問(wèn)題。主軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、精度采用不同的主軸軸承。一般中小規(guī)格數(shù)控機(jī)床的主軸部件多采用成組高精度滾動(dòng)軸承，重型數(shù)控機(jī)床則采用液體靜壓軸承，高速主軸常采用氮化硅材料的陶瓷滾動(dòng)軸承. </p><p>　　第三章 車床主傳動(dòng)方式的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)及其控制

52、</p><p>　　3.1.1 對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求</p><p>　　數(shù)控車床的主軸驅(qū)動(dòng)是指產(chǎn)生主切削運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)，它是數(shù)控車床的重要組成部分之一。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的主軸驅(qū)動(dòng)已不能滿足要求，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)提出了更高的要求。</p><p>　　（1）數(shù)控車床主傳動(dòng)要有寬的調(diào)速范圍及盡可能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速</p><p>&l

53、t;b>　　（2）功率大</b></p><p>　?。?）動(dòng)態(tài)響應(yīng)性要好</p><p><b>　?。?）精度高</b></p><p>　?。?）旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)功能</p><p>　?。?）恒線速切削功能</p><p>　?。?）加工中心上，要求主軸具有高精度的準(zhǔn)停控制&l

54、t;/p><p>　　此外，有的數(shù)控機(jī)床還要求具有角度分度控制功能。為了達(dá)到上述有關(guān)要求，對(duì)主軸調(diào)速系統(tǒng)還需加位置控制，比較多的采用光電編碼器作為主軸的轉(zhuǎn)角檢測(cè)。</p><p>　　3.1.2 主軸的驅(qū)動(dòng)方式</p><p>　　數(shù)控車床的主軸驅(qū)動(dòng)及其控制方式主要有四種配置方式，如圖3所示。</p><p>　　（1）帶有變速齒輪的主傳動(dòng)，如圖

55、3（a）所示。</p><p>　?。?）通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)，如圖3（b）所示。</p><p>　　（3）用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸，如圖3（c）所示。</p><p>　?。?）內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，如圖3（d）所示。</p><p>　　3.1.3 主軸調(diào)速方法</p><p>　　數(shù)控車床的主軸調(diào)速是按照控制指

56、令自動(dòng)執(zhí)行的，為了能同時(shí)滿足對(duì)主傳動(dòng)的調(diào)速和輸出扭矩的要求，數(shù)控車床常用機(jī)電結(jié)合的方法，即同時(shí)采用電動(dòng)機(jī)和機(jī)械齒輪變速兩種方法。其中齒輪減速以增大輸出扭矩，并利用齒輪換擋來(lái)擴(kuò)大調(diào)速范圍。</p><p><b>　　1、電動(dòng)機(jī)調(diào)速</b></p><p>　　用于主軸驅(qū)動(dòng)的調(diào)速電動(dòng)機(jī)主要有直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)兩大類。</p><p>　?。?

57、）直流電動(dòng)機(jī)主軸調(diào)速 </p><p>　　（2）交流電動(dòng)機(jī)主軸調(diào)速 </p><p><b>　　2、機(jī)械齒輪變速</b></p><p>　　數(shù)控車床常采用1~4擋齒輪變速與無(wú)級(jí)調(diào)速相結(jié)合的方式，即所謂分段無(wú)級(jí)變速。采用機(jī)械齒輪減速，增大了輸出扭矩，并利用齒輪換擋擴(kuò)大了調(diào)速范圍。</p><p>　　數(shù)控車床在加工

58、時(shí)，主軸是按零件加工程序中主軸速度指令所指定的轉(zhuǎn)速來(lái)自動(dòng)運(yùn)行。數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)兩類主軸速度指令信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制，即用模擬量或數(shù)字量信號(hào)（程序中的S代碼）來(lái)控制主軸電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)調(diào)速電路，同時(shí)采用開關(guān)量信號(hào)（程序上用M41～M44代碼）來(lái)控制機(jī)械齒輪變速自動(dòng)換擋的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。自動(dòng)換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一種電機(jī)轉(zhuǎn)換裝置，常用的有液壓撥叉和電磁離合器。</p><p>　?。?）液壓撥叉換擋 液壓撥叉是一種用一只或幾只液壓缸帶動(dòng)齒輪移

59、動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)。對(duì)于三聯(lián)或三聯(lián)以上的齒輪換擋則必須使用差動(dòng)液壓缸。圖3-1</p><p>　?。?）電磁離合器換擋</p><p>　　在數(shù)控車床中常使用無(wú)滑環(huán)摩擦片式電磁離合器和牙嵌式電磁離合器。</p><p>　　3.2 主傳動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)</p><p>　　數(shù)控車床的主軸部件一般包括主軸、主軸軸承和傳動(dòng)件等。</p>&

60、lt;p>　　1．主軸軸承的配置形式</p><p>　　數(shù)控車床主軸軸承主要有以下幾種配置形式：</p><p>　?。?）前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和60度角接觸雙列向心推力球軸承，后支承采用向心推力球軸承，如圖3—2（a）所示。</p><p>　?。?）前支承采用高精度雙列向心推力球軸承，如圖3—2（b）所示。</p><p>

61、;　　（3）前支承采用雙列圓錐滾子軸承，后支承采用單列圓錐滾子軸承，如圖</p><p><b>　　3-2（c）所示</b></p><p>　　3.3 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　CKA 6140 數(shù)控車床是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床,主運(yùn)動(dòng)是由交流調(diào)頻電機(jī)經(jīng)皮帶輪、齒輪傳動(dòng)至主軸。運(yùn)動(dòng)是從 5.5kW的交流主電機(jī)經(jīng)同步帶傳至傳動(dòng)軸,通過(guò)齒輪變

62、速使主軸獲得轉(zhuǎn)速 ,再由變頻器調(diào)速使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到40～2400r/min , 當(dāng)改變主電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向時(shí) ,可以得到主軸正、 反轉(zhuǎn)。螺紋切削是通過(guò)與主軸 1∶ 1</p><p>　　傳動(dòng)的主軸脈沖發(fā)生器發(fā)出同步脈沖。</p><p>　　圖3-3 CKA6140數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p>　　3.3.1數(shù)控機(jī)床主軸的功率特性和扭矩特性</p>

63、<p>　　根據(jù)此傳動(dòng)圖分析其特點(diǎn), 是本機(jī)床主軸要求的功率 P、 轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n主的特性曲線, 這個(gè)特性是以主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速n計(jì)為分界的。從n計(jì)至最高轉(zhuǎn)速 nmax的區(qū)域 a為恒功率區(qū); 從最低轉(zhuǎn)速至n計(jì)的區(qū)域 b為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)。圖1是本機(jī)床主軸要求的功率 P、 轉(zhuǎn)拒T 與轉(zhuǎn)速 n 主的特性曲線, 這個(gè)特性是以主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 n計(jì)為分界的。從 n 計(jì)至最高轉(zhuǎn)速 nmax的區(qū)域 a為恒功率區(qū); 從最低轉(zhuǎn)速 nmin至n計(jì)的區(qū)域 b

64、為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，在區(qū)域a內(nèi),任意轉(zhuǎn)速下的主軸都可以輸出額定功率, 但主軸輸出的轉(zhuǎn)矩將隨著主軸轉(zhuǎn)速的下降而上升。在區(qū)域b內(nèi),任意轉(zhuǎn)速下的主軸都可輸出最大的轉(zhuǎn)矩, 但主軸可能輸出的最大功率將隨著主軸轉(zhuǎn)速的下降而下降.本機(jī)床采用交流調(diào)頻電動(dòng)機(jī), 型號(hào)為 YP132M —圖2為該電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 T、功率P和轉(zhuǎn)速n電的特性曲線。由圖2可見,該電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1500r／min。從額定轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速 nmax=5040r／min(電)的區(qū)域 a為恒功率

65、區(qū); 從最低轉(zhuǎn)速 nmin(電)至額定轉(zhuǎn)速n額(電)的區(qū)域 b′為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)。從圖3-4、圖3-5可見: 調(diào)頻電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍為5040／</p><p>　　圖3-4主軸功率、轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的特性曲線</p><p>　　圖3-5 主軸功率、轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的特性曲線</p><p>　　3.3.2 傳動(dòng)方式和齒數(shù)選擇 </p><p>　　為了

66、使主軸和電動(dòng)機(jī)的恒功率匹配,它通過(guò)增加兩組齒輪變速來(lái)滿足。該兩組齒輪即擴(kuò)大了電動(dòng)機(jī)恒功率調(diào)速。 </p><p><b>　　齒輪齒數(shù)的選擇：</b></p><p>　　齒輪的齒數(shù)取決于傳動(dòng)比和徑向尺寸要求。在同一變速組中，若模數(shù)相同，則傳動(dòng)副的齒數(shù)和相同，若模數(shù)不同，則齒數(shù)和S與模數(shù)m成反比即：     

67、0;                      </p><p>　　若Z，Z´分別為某傳動(dòng)副的主被動(dòng)輪齒數(shù)，則；</p><p>　　∵ z+z´=s

68、0;  ∴</p><p>　　為減小傳動(dòng)副的徑向尺寸，應(yīng)盡量減小齒數(shù)和，但是傳動(dòng)副中，最少齒數(shù)的齒輪受根 切條件限制和根圓直徑要大到足夠套到一定直徑的傳動(dòng)軸上去的強(qiáng)度要求，齒數(shù)不能太少，一般取S≤70～120。</p><p>　　3.4 分配傳動(dòng)副傳動(dòng)比，繪制轉(zhuǎn)速圖</p><p>　　現(xiàn)通過(guò)實(shí)例，分析如下：</p><p>　

69、?。劾齗某中型數(shù)控車床主軸最低轉(zhuǎn)速為N＝31.5r/min，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z＝12，公比 f＝1.41，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n電=1440r/min，試擬定其主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖。</p><p>　　[解] 由z、n1可知主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速應(yīng)為31.5，45，63，90，125，180，250， 355，500，710，1000，1400。</p><p>　?、僮兯俳M和傳動(dòng)副數(shù)的確定</p>

70、<p>　　變速組和傳動(dòng)副數(shù)可能的方案有：</p><p>　　12＝4×3       12＝3×4</p><p>　　12＝3×2×2    12＝2×3×2    12＝2×2

71、5;3</p><p>　　以上，第一行方案可以省掉一根軸。缺點(diǎn)是有一個(gè)變速組內(nèi)有四個(gè)傳動(dòng)副。如果用一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪，則會(huì)增加軸向尺寸；如果用兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，則操縱機(jī)構(gòu)必須互鎖以 防止兩個(gè)滑移齒輪同時(shí)嚙合。所以一般少用。</p><p>　　第二行的三個(gè)方案可根據(jù)下述原則比較：從電動(dòng)機(jī)到主軸，一般為降速傳動(dòng)。接近電 動(dòng)機(jī)處的零件，轉(zhuǎn)速較高，從而轉(zhuǎn)矩較小，尺寸也就較小。如使傳動(dòng)副較多的變速

72、組放在接近電動(dòng)機(jī)處，則可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，這就是“前多后少”的原則。從這個(gè)角度考慮，以取12=3× 2×2的方案為好。</p><p>　?、诮Y(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式各種方案的選擇</p><p>　　在12=3×2×2中，又因基本組和擴(kuò)大組排列順 序的不同而有不同的方案。可能的六種方案。其結(jié)構(gòu)式為：</p><p

73、>　?。╝）12=31×23×26   （c）12=32×21×26       （e）12=32×26×21</p><p>　　（b）12=31×26×23   （d）12=34×21×22 &#

74、160;     （f）12=34×22×21</p><p>　　在這些方案中，可根據(jù)下列原則選擇最佳方案：</p><p>　　a.傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和變速組的極限變速范圍   若用直齒輪傳動(dòng)，在降速時(shí)，為 防止被動(dòng)齒輪的直徑過(guò)大而使徑向尺寸太大，常限制最小傳動(dòng)比imax≥1/4。在升速時(shí)，為防止產(chǎn)生過(guò)大的

75、振動(dòng)和噪聲，常限制最大傳動(dòng)比imax≤2。如用斜齒輪傳動(dòng)，則imax≤2.5。因此，主傳動(dòng)鏈任一變速組的最大變速范圍一般為rmax=≤8～10。</p><p>　　對(duì)于進(jìn)給傳動(dòng)鏈，由于轉(zhuǎn)速通常較低。零件尺寸也較小，上述限制可放寬些。1／5≤i進(jìn)≤2.8，故 r進(jìn)max≤14。</p><p>　　在檢查變速組的變速范圍時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因?yàn)槠渌兯俳M的變速范圍 都比它小。<

76、;/p><p>　　方案（a）、（b）、（c）、（e）的第二擴(kuò)大組x2=6，p2＝2，則。，則 ，是可行的。方案d和f，x2＝4 </p><p>　　b．基本組和擴(kuò)大組的排列順序    在可行的四種方案a、b、c、e中，原則 是選擇中間傳動(dòng)軸（本例如軸Ⅱ、Ⅲ）變速范圍最小的方案。因?yàn)槿绻鞣桨竿粋鲃?dòng)軸 的最高轉(zhuǎn)速相同，則變速范圍小的，最低轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)矩較小，傳

77、動(dòng)件的尺寸也就可以小些。比較圖3-2的方案（a）、（b ），方案（a）的中間傳動(dòng)軸變速范圍較小，方案 （b）的較大，原因是（a）方案的擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致，（b）方案不一致。故方案（a）最 佳。即如果沒有別的要求，則應(yīng)盡量使擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致。</p><p>　　③分配傳動(dòng)比，繪制轉(zhuǎn)速圖    電動(dòng)機(jī)和主軸的轉(zhuǎn)速是已定的，當(dāng)選定了結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu) 式后，就可分配各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比并

78、確定中間軸的轉(zhuǎn)速，再加上定比傳動(dòng)，就可畫出轉(zhuǎn)速圖，中間軸的轉(zhuǎn)速如果能高一些，傳動(dòng)件的尺寸也就可以小一些。但是，中間軸如果轉(zhuǎn)速過(guò)高，將會(huì)引起過(guò)大振動(dòng)、發(fā)熱和噪聲。通常，希望齒輪的線速度不超過(guò)12～15m/s。對(duì)于中型車、鉆、銑等機(jī)床，中間軸的最高轉(zhuǎn)速不宜超過(guò)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。對(duì)于小型機(jī)床和精 密機(jī)床，由于功率較小，傳動(dòng)件不會(huì)太大，這時(shí)振動(dòng)、發(fā)熱和噪聲是應(yīng)該考慮的主要問(wèn)題， 因此，更要注意限制中間軸的轉(zhuǎn)速，不使其過(guò)高。</p>&

79、lt;p>　　本例所選定的結(jié)構(gòu)式共有三個(gè)變速組，擬分別為a、b、c.變速機(jī)構(gòu)共需4根軸，加上電動(dòng)機(jī)軸共5根軸，（電動(dòng)機(jī)到Ⅰ軸為定比皮帶傳動(dòng)）故，轉(zhuǎn)速圖需5條豎線，如圖3-6。主軸共12速，電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近，故需12條橫線。注明主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速也應(yīng)在電動(dòng)機(jī)軸上注明。</p><p>　　為使傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，在振動(dòng)、 噪聲滿足要求的前提下，應(yīng)使傳動(dòng)件盡量工作在 較高轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)矩

80、小)。本例從電動(dòng)機(jī)到主軸總的是 降速趨勢(shì)，所以應(yīng)按“早升晚降”的原則，首先分配最大降速路線上各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。即：</p><p>　　然后，據(jù)各變速組的級(jí)比、級(jí)比指數(shù)確定其它各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，如圖5-39。檢驗(yàn)各傳動(dòng)比，均未超出極限值。最后，在圖3-6上補(bǔ)足各連線，就可以得到如圖3-4那樣的轉(zhuǎn)速圖。</p><p>　　圖3—7為另外一些方案的轉(zhuǎn)速圖。轉(zhuǎn)速圖3—7（a），這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是

81、軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的最高轉(zhuǎn)速和為1710r/min,比圖3—4所示方案的轉(zhuǎn)速 和2130r/min降低了約20%，有利于減少發(fā)熱和降低噪聲。缺點(diǎn)是軸Ⅰ、Ⅱ的最低轉(zhuǎn)速要低一些，故這兩根軸及變速組a和b的齒輪模數(shù)都有 可能要略大一些。被動(dòng)帶輪直徑也要大一些。</p><p>　　圖3—7（b）所示的方案，皮帶傳動(dòng)副的傳動(dòng)比仍為，但減小了變速組a的傳動(dòng)比。這個(gè)方案?jìng)鲃?dòng)軸最高轉(zhuǎn)速和比圖3—4方案的低，但比圖3—7（a）方案的高

82、。變速組a的最大被動(dòng)齒輪較大。</p><p>　　也可選擇圖3—7（c）的方案。該方案皮帶 傳動(dòng)副傳動(dòng)比增大，被動(dòng)帶輪直徑可小一些，同 時(shí)軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的最高轉(zhuǎn)速和較方案圖3—4提高了27％，有利于減小軸Ⅰ、Ⅱ和變速組a的傳動(dòng)副尺寸，但噪聲和發(fā)熱增大，變速組b的最大被 動(dòng)齒輪也要增大。</p><p>　　此外，還可以有其它方案。例如保留圖3—7（a）中各變速組不變，改用六極電動(dòng)機(jī)，其額定

83、轉(zhuǎn)速為960r/min。這樣，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比仍為。缺點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的體積要大一些，價(jià)格貴一些。</p><p>　　由此可見，設(shè)計(jì)方案很多，各有利弊。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。</p><p>　　以上為擬定轉(zhuǎn)速圖的一般方法。此外，為擴(kuò)大變速范圍，簡(jiǎn)化傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，還可采用串聯(lián)變速組，分支傳動(dòng)，背輪機(jī)構(gòu)等措施。有時(shí)受傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制，變速組、傳動(dòng)副數(shù)還需酌情調(diào)整。例如,若在工軸上安裝啟停摩擦

84、離合器和反向齒輪，為不增大Ⅰ軸的軸向尺寸，將上例第一個(gè)變速組改為2個(gè)傳動(dòng)副，即成:12=21×32×26的結(jié)構(gòu)式。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)這次實(shí)習(xí)我了解了現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的生產(chǎn)方式和工藝過(guò)程。熟悉工程材料主要成形方法和主要機(jī)械加工方法及其所用主要設(shè)備的工作原理和典型結(jié)構(gòu)、工夾量具的使用以及安全操作技

85、術(shù)。了解機(jī)械制造工藝知識(shí)和新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備在機(jī)械制造中的應(yīng)用。</p><p>　　1. 在工程材料主要成形加工方法和主要機(jī)械加工方法上，具有初步的獨(dú)立操作技能。</p><p>　　2. 在了解、熟悉和掌握一定的工程基礎(chǔ)知識(shí)和操作技能過(guò)程中，培養(yǎng)、提高和加強(qiáng)了我們的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。</p><p>　　3. 這次實(shí)習(xí)，讓我明白做事要認(rèn)真小心

86、細(xì)致，不得有半點(diǎn)馬虎。同時(shí)也培養(yǎng)了我堅(jiān)強(qiáng)不屈的本質(zhì)，不到最后一秒決不放棄的毅力！</p><p>　　4.培養(yǎng)和鍛煉了勞動(dòng)觀點(diǎn)、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)觀念，強(qiáng)化遵守勞動(dòng)紀(jì)律、遵守安全技術(shù)規(guī)則和愛護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)的自覺性，提高了我們的整體綜合素質(zhì)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?、碑叧卸鳎∧私ǎF(xiàn)代數(shù)控機(jī)床．北京：機(jī)械工業(yè)出版

87、社，1991</p><p>　?、踩斡裉铮畽C(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)．北京：北京理工大學(xué)出版社，1996</p><p>　　⒊嚴(yán)愛珍．機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999</p><p>　　⒋唐仲文．機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999</p><p>　?、盗涡Ч靻⒋?dāng)?shù)字控制機(jī)床．武漢：華中理工大學(xué)出版社，1

88、992</p><p>　?、度~蓓華．?dāng)?shù)字控制技術(shù)．北京：清華大學(xué)出版社，2002</p><p>　?、范啪模噺V敏．?dāng)?shù)控技術(shù)．天津：天津大學(xué)出版社，2002</p><p>　?、竿跤勒?，杜君文，程國(guó)全．?dāng)?shù)控技術(shù)．北京：高等教育出版社，2001</p><p>　?、雇鯋哿幔F(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2002<

89、/p><p>　?、憾窦t．?dāng)?shù)控技術(shù)．北京：高等教育出版社，2004</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　五年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開始。 五年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。 偉人、

90、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻(xiàn)給一位平凡的人，我的導(dǎo)師。我不是您最出色的學(xué)生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導(dǎo),經(jīng)由您悉心的點(diǎn)撥,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我有“山重水復(fù)疑無(wú)路,柳暗花明又一村”。