数控车床主传动部件设计.doc

目 录 第一章 概述 1 1.1 数控车床的组成 1 1.2 数控车床的特点 2 1.3 数控车床的发展 4 1.4 设计参数要求 5 第二章 设计总体方案 6 第三章 主轴部件设计 7 3.1 数控车床主轴传动系统的设计 7 3.2数控车床主轴部件基本要求 11 3.3 主传动圆弧同步带及带轮设计 15 3.4 主轴轴承 17 第四章 主轴的主要结构参数和分析 24 4.1 主轴的主要参数确定 24 4.2 主轴组件的刚度计算 24 4.3 主轴的强度计算 26 第五章 结论 29 小结 错误！未定义书签。 致谢语 30 参考文献 31 英文摘要 32 附录一：角接触球轴承图 附录二：深沟球轴承图 附录三：主轴图 附录四：数控车床主轴机构装配图 数控车床主传动部件设计 摘要 数控车床又称数字控制（Numerical control,简称NC）机床。它是基于数字控制的，采用了数控技术，是一个装有程序控制系统的机床。它是由主机，CNC，驱动装置，数控机床的辅助装置，编程机及其他一些附属设备所组成。 本文主要论述了数控车床主传动部件的设计过程，数控车床主传动部件的设计主要包括了电动机的选择、带传动的设计、主轴及其组件的设计。 通过给出的参数本设计完成了各主要部件的设计和选择，从而完成了数控车床主传动部件的设计，并根据所得数据绘制出了装配图和主要零件图。 关键词：数控车床电动机 带传动 主轴 尽管近几年我国机床工具行业已经取得了很大进步，但在当前国内外机床市场竞争极其激烈的形势下，我国的机床工具行业则显得竞争力不强，主要表现在我国是机床消费大国还不是机床强国、机床拥有量大但水平低、产品构成依然落后、产品创新能力差、机床可靠性还有待提高等方面。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用当前数控车床呈现高速、高精密化 高可靠性数控车床设计CAD化、结构设计模块化 功能复合化 智能化、网络化、柔性化和集成化发展趋势。001mm，主轴轴向窜动允差为0.001mm，刀具最大切削深度1mm，最小切削深度50nm。用于加工轴类零件，最大切削直径为25mm。 设计要求对数控车床的主轴部件进行详细设计及分析计算，包括主轴驱动电动机的选择，使主轴在工作时满足精密数控车床的加工要求。 第二章 设计总体方案 主轴部件的设计方案 现代切削加工正朝着高速、高效和高精度方向发展，要求机床主传动系统具有更高的转速和更大的无级调速范围；在切削加工中能自动变换速度，机床结构要简单，噪声要小，动态性能要好，可靠性要高。因而对主轴各部件要求也很高。 主轴部件由主轴、轴承、传动件（如齿轮、带轮）和固定件（如螺母）等组成，是机床的重要组成部分。机床工作时由主轴夹持工件（车床）或刀具（钻床、镗床、铣床、磨床等）直接参加表面成形运动，所以，主轴部件的工作性能对加工质量和机床生产率有重要影响。 主轴部件中最重要的组件是轴承，由于主轴转速很大，回转精度要求很高，故采用精密角接触陶瓷球轴承支承，轴承润滑方式采用油脂润滑，轴承的密封形式采用迷宫密封；根据主轴工作情况，主轴支承采用前后两个支承，这种方式结构简单，制造装配方便，容易保证精度；主轴的传动方式采用一级传动，将伺服电动机动力通过同步带直接传递给主轴，这样的优点是使结构紧凑，装卸方便，同时伺服电动机的转速特点也满足了主轴无级变速的要求。 第三章 主轴部件设计 3.1 数控车床主轴传动系统的设计 机床主轴传动系统因机床的类型、性能、规格尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主轴传动系统最基本的原则就是以最经济合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行分析，一般应满足下述基本要求： 1）满足机床使用性能要求。首先满足机床的运动特性，如机床的主轴有足够的转速范围和转速级数（对于主传动为直线运动的机床，则有足够的每分钟双行程数范围及变速级数）。传动系统设计合理，操纵方便灵活、迅速、安全可靠等。 2）满足机床传递动力要求。主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和扭矩，具有较高的传递效率。 3）满足机床工作性能的要求。主传动中所有零件、部件要有足够的刚度、精度和抗震性，热变形特性稳定。 4）满足产品设计经济性的要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以便节省材料，降低成本。 5）调整维修方便，结构简单、合理，便于加工装配。防护性能好，使用寿命长。 根据设计的要求，机床的主轴传动系统采用交流伺服电动机的无级变速系统。它的优点是可进行无级调速，以得到最有利的切削用量和最小的相对生产率损失；允许在负载下变速，缩短变速时间；具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪声低；