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畢業設計數控機床主傳動系統設計

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更新時間：2015-05-21
發布人： lengbingbing

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一．前言
1.1 課題背景

隨著我國國民經濟的不斷發展，我國制造業領域涌現出了許多私營企業，這些企業的規模普遍不大，沒有太多的資本。一些全功能數控系統，其功能雖然豐富，但成本高，對于這些中小型企業來說購置困難，但是中小型企業為了發展生產，希望對原有機床進行改造，進行數控化、自動化，以提高生產效率。我國機床工業的發展現狀是機床擁有量大、工業生產規模小，突出的任務就是用較少的資金迅速改變機械工業落后的生產面貌，使之盡可能提高自動化程度，保證加工質量，減輕勞動強度，提高經濟效益。我國是擁有300多萬臺機床的國家，而這些機床又大量是多年累積生產的通用機床，自動化程度低，即我國機床數控化率不到3％。近10年來，我國數控機床年產量約為0.6～0.8萬臺，年產值約為18億元。機床的數控化率僅為6％。這些機床中,役齡10年以上的占60％以上；10年以下的機床中，自動/半自動機床不到20％，FMC/FMS等自動化生產線更屈指可數（美國和日本自動和半自動機床占60％以上）。可見我們的大多數制造行業和企業的生產、加工裝備絕大數是傳統的機床，而且半數以上是役齡在10年以上的舊機床。用這種裝備加工出來的產品國內、外市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業的的生存和發展。所以必須大力提高機床的數控化率。
而相對于傳統機床，數控機床有以下明顯的優越性：

1、可以加工出傳統機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。
2、可以實現加工的柔性自動化，從而效率比傳統機床提高3～7倍。
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”。
4、可實現多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。
5、擁有自動報警、自動監控、自動補償等多種自律功能，可實現長時間無人看管加工。

因此，采用數控機床，可以降低工人的勞動強度，節省勞動力（一個人可以看管多臺機床），減少工裝，縮短新產品試制周期和生產周期，可對市場需求作出快速反應。此外，機床數控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統）以及CIMS（計算機集成制造系統）等企業信息化改造的基礎。數控技術已經成為制造業自動化的核心技術和基礎技術。

1.2 國內外研究現狀及發展趨勢

1.2.1 數控系統的發展趨勢

自從1951年計算機技術應用于機床上，數控系統經歷了數控（NC）和計算機數控（CNC）兩個階段的發展。目前，數控系統正處于第六代――基于PC（PC－BASED）。
未來數控系統將呈以下發展趨勢：
1、繼續向開放式、基于PC的第六代方向發展
基于PC所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點，更多的數控系統生產廠家會走上這條道路。至少采用PC機作為它的前端機，來處理人機界面、編程、聯網通信等問題，由原有的系統承擔數控的任務。
2、向高速化和高精度化發展
3、向智能化方向發展
（1）應用自適應控制技術向高速化和高精度化發展
數控系統能檢測過程中一些重要信息，并自動調整系統的有關參數，達到改進系統運行狀態的目的。
（2）引入專家系統指導加工
將熟練工人和專家的經驗，加工的一般規律和特殊規律存入系統中，以工藝參數數據庫為支撐，建立具有人工智能的專家系統。
（3）引入故障診斷專家系統
（4）引入動裝置智能化數字伺服驅動系統
可以通過自動識別負載，而自動調整參數，使驅動系統獲得最佳的運行[3] 。

目錄

一、前言 4
1.1課題背景 4
1.2國內外研究現狀及發展趨勢 4
1.2.1數控系統的發展趨勢…………………………………...................................................4
1.2.2我國數控車床的研究現狀及發展趨...............................................................................4
二、主傳動系統設計 5
2.1 數控機床主傳動系統的特點 5
2.2 主傳動系統的要求 6
三、總體方案擬定 6
3.1 擬定主運動參數 6
3.2 運動設計 6
3.3動力計算和結構草圖設計 6
3.4軸和齒輪的驗算 6
四、參數擬定 7
4.1主軸極限轉速的確定. 7
4.2主動參數的確定 8
4.3主電動機的選擇 8
五、運動設計 9
5.1確定變速組及變速副數目. 10
5.2結構式的擬定 10
5.3結構網的擬定 11
5.4各變速范圍及極限傳動比. 11
5.5確定各軸的轉速 12
5.6繪制轉速圖 13
5.7繪制變速系統圖. 13
六、傳動件的設計 14
6.1帶輪的設計 14
6.2轉動軸的直徑估算 18
6.3確定各軸轉速 18
6.4確定各軸最小直徑 19
七、各變速組齒輪模數的確定和校核 20
7.1齒輪模數的確定. 20
7.2齒輪的設計 24
7.3齒輪校核 26
八、主軸結構設計 30

總結與體會 29
致謝詞 30
參考文獻 31
...

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