數控車床設計管理論文

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摘要

本文作者研究的主要是數控車床的主傳動系統，這類主傳動系統的設計可用于對普通車床的改造，以適應當前我國機床工業發展的現狀，具有一定的經濟效益和社會效益。

本文作者完成的設計主要包括根據一些原始數據（其中包括機床的類型、規格等）結合實際條件和情況對車床一些參數進行擬定，再根據擬定的參數，進行傳動方案的比較，確定傳動方案。然后計算各傳動副的傳動比及齒輪齒數，再估算齒輪的模數和各軸的軸徑，并對齒輪和軸的強度、剛度進行校核。除此之外，還要對箱體內的主要結構進行設計，一些零件的選型，如電磁離合器的選擇等，從而完成對整個主傳動系統的設計。

關鍵詞：數控車床主傳動系統設計

Abstract

Whatauthorofthistextstudynumericalcontrolmaintransmissionoflathemainly,themaindesignoftransmissioncanusefortoordinarytransformationoflathe,Inordertoadapttothecurrentsituationofthepresentindustrialdevelopmentoflatheofourcountry,havecertaineconomicbenefitsandsocialbenefit.

Thedesignthattheauthorofthistextfinishedincludesaccordingtosomeinitialdatamainly(type,specificationofincludingthelathe,etc.)Combineactualconditionandsituationdrafttosomeparametersoflathe,andthenaccordingtotheparameterdrafted,Carryonthecomparisonofthetransmissionscheme,confirmthetransmissionscheme.Itthencan''''tcalculateeverytransmissiontransmissionofthepacksthanandgearwheeltoothcount,estimatemodulusandtheeveryaxlefoot-pathsofaxleofgearwheelmore,Andchecktheintensity,rigidityofgearwheelandaxle.Inaddition,willdesignthemainstructureinthebodyofthecase,theselectingtypesofsomeparts,Electromagneticchoiceofclutch,etc.,finishtowholemaindesignoftransmissionforinstance.

Keywords：NCmachinetool;maindrivingsystem;design

這次畢業設計中,我所從事設計的課題是經濟型數控車床主傳動機構設計。此類數控車床屬于經濟型中檔精度機床，這類機床的傳動要求采用手動與電控雙操縱方式，在一定范圍內實現電控變速?？傮w的設計方案就是對傳動方案進行比較，繪出轉速圖，對箱體及內部結構進行設計，包括軸和齒輪的設計、校核等。

為什么要設計此類數控車床呢？因為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，要想在近幾年內用自動和精密設備更新現有機床，不論是資金還是我國機床廠的能力都是辦不到的。因此，普通機床的數控改造，大有可為。它適合我國的經濟水平、教育水平和生產水平，已成為我國設備技術改造主要方法之一。目前，我國經濟型數控系統發展迅速，研制了幾十種簡易數控系統，有力地促進了我國數控事業的發展。經濟型數控機床系統就是結合現實的生產實際，我國的國情，在滿足系統基本功能的前提下，盡可能地降低價格。

經濟型數控車床有許多優點。1）其降格便宜，且性能價格比適中，與進口標準數控車床相比，前者只需一萬元左右，后者則需十萬甚至幾十萬元。因此，它特別適合于改造在設備中占有較大比重的普通車床，適合在生產第一線大面積推廣。從提高資本效率出發，改造閑置設備，能發揮機床的原有功能和改造后的新增功能，提高機床的使用價值。2）適用于多品種、中小批量產品的適應性強。在普通車床上加工的產品，大都可在經濟型數控車床上進行。加工不同零件，只要改變加工程序，很快適應和達到批量生產的要求。3）相對于普通車床，經濟型數控車床能提高產品質量，降低廢品損失。數控有較高的加工精度，加工出的產品尺寸一致性好，合格率高。4）采用數控車床，能解決復雜的加工精度，還能節約大量工裝費用，降低生產成本。5）采用此類車床，還能減輕工人勞動強度將工人從緊張、繁重的體力勞動中解脫出來。6）可以提高工人素質，促進技術進步。數控系統的出現擴大了工人的視野，帶動了學習微電子技術的熱潮，為工人由“體力型”向“智力型”過渡創造了條件，促進了工廠的技術進步。7）增強了企業應變能力，為提高企業競爭能力創造了條件。企業應用經濟型數控設備對設備進行改造后，提高了加工精度和批量生產的能力，同時又保持“萬能加工”和“專用高效”這兩種屬性，提高設備自身對產品更新換代所需要的應變能力，增強企業的競爭能力。

本設計中的數控車床主傳動系統的特點就是主電機采用雙速電機，這樣可以簡化箱體內的結構。操縱方式并非是完全數控，而是采用采用手動與電控雙操縱方式，在一定范圍內實現電控變速。本設計就是對在我國應用非常廣泛的C6型數控車床進行的改造，具有廣泛的適應性。C6型車床是一種加工效率高，操作性能好，社會擁有量大的普通車床。實踐證明，把這種車床改造為數控車床，已經收到了良好的經濟效益。

總體的設計方案就是對傳動方案進行比較，繪出轉速圖，對箱體及內部結構進行設計，包括軸和齒輪的設計、校核等。設計時一要注意設計的科學性和條理性，另一點就是要注意和實際的結合。設計的依據主要是以經驗或類比為基礎的傳統(經驗)設計方法。作為一名尚未畢業的大學生，經驗自然是我們所欠缺的，所以除了老師的指導，最主要的就是借鑒書上的設計方法。書上雖然不會有完全相同的示例，但一些其他類型的主軸箱設計方法在這個課題上同樣適用，適用也只是大體上的適用，具體到一些細節的設計就需我們自己查設計手冊了。比如說其中涉及到電磁離合器的設計就需自己解決。雖然我們很缺乏設計的經驗，但還應處處從實際出發。從大處講，聯系實際是指在進行機床工藝可能性的分析、參數擬定和方案確定中，既要了解當今的先進生產水平和可能趨勢，更應了解我國實際生產水平，使設計的機床、機器在四化建設中發揮最佳的效益。從小處講，指對設計的機床零部件的制造、裝配和維修要進行認真的、切實的考慮和分析，對推薦的設計數據和資料要結合實際情況進行取舍。通過設計實踐，了解和掌握結合實際、綜合思考的設計方法。

總體設計方案擬定

1．1擬定主運動參數

機床設計的初始，首先需要確定有關參數，它們是傳動設計和結構設計的依據，影響到產品是否能滿足所需要的功能要求。根據擬定的參數、規格和其他特點，了解典型工藝的切削用量，了解極限轉速、和級數Z、主傳動電機功率N。

1．2運動設計

根據擬定的參數，通過結構網和轉速圖的分析，確定傳動結構方案和傳動系統圖。傳動方案有多種，傳動型式更是式樣眾多，比如：傳動型式上有集中傳動的主軸變速箱。分離傳動的主軸箱與變速箱；擴大變速范圍可以用增加傳動組數，也可用背輪機構、分支傳動等型式；變速型式上既可用多速電機，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。然后計算各傳動比及齒輪的齒數。

1．3動力計算和結構草圖設計

估算齒輪模數m和軸頸d，選擇和計算離合器。

將各傳動件及其它零件在展開圖和剖面圖上做初步的安排、布置和設計。

1．4軸和齒輪的驗算

在結構草圖的基礎上，對一根傳動軸和齒輪的剛度、強度進行校核。

1．5主軸變速箱裝配設計

主軸變速箱裝配圖是以結構草圖為“底稿”，進行設計和繪制的。圖上各零部件要表達清楚，并標明尺寸和配合。

目錄

0引言1

1總體設計方案擬定3

1．1擬定主運動參數(、、Z)3

1．2運動設計3

1．3動力計算和結構草圖設計3

1．4軸和齒輪的驗算3

1．5主軸變速箱裝配設計3

2參數擬定4

2.1車床主參數(規格尺寸)和基本參數4

2.2各級轉速的確定4

3．運動設計5

3．1主擬定傳動方案5

3．2傳動方案的比較5

3．2．1采用單速電機5

3．2．2采用雙速電機6

3．3各級傳動比的計算7

3．4各軸轉速的確定方法9

3．4．1Ⅰ軸的轉速9

3．4．2中間傳動軸的轉速9

3．5轉速圖擬定10

4動力計算11

4.1齒輪的計算11

4.1.1確定齒輪齒數和模數（查表法）11

4．1.2確定齒輪的齒數和模數（計算法）并校核12

4．1.3齒輪的精度設計；15

4.2電磁離合器的選擇和使用19

5軸的設計和驗算21

5.1軸的結構設計21

5.2軸的強度校核(以Ⅰ軸為例)21

5.2.1選擇軸的材料22

5.2.2初估軸徑22

5.2.3結構設計22

5．2.4軸的受力分析23

5.3軸的剛度校核(以Ⅰ軸為例)25

6主軸變速箱的裝配設計28

6.1箱體內結構設計的特點28

6.2設計的方法(以軸的布置為例)28

7結論31

致謝32

參考文獻33

附件清單34

附件清單

1數控車床總裝圖CK-000A3一張

2主傳動系統裝配圖CK-001A0一張

3內隔套零件圖CK-101A4一張

4齒輪零件圖CK-102A3一張

5齒輪零件圖CK-103A3一張

6齒輪零件圖CK-108A3一張

7擋油環零件圖CK-114A4一張

8擋油環零件圖CK-115A3一張

9主軸零件圖CK-116A1一張

10軸承透蓋零件圖CK-117A3一張

11齒輪零件圖CK-118A3一張

12齒輪零件圖CK-120A3一張

13Ⅰ軸零件圖CK-121A3一張

14內隔套零件圖CK-122A4一張

15內隔套零件圖CK-123A4一張

16帶輪零件圖CK-124A3一張

17軸承透蓋零件圖CK-125A4一張

18外隔套零件圖CK-126A4一張

19齒輪零件圖CK-127A4一張

20內隔套零件圖CK-129A4一張

21齒輪零件圖CK-131A3一張

22內隔套零件圖CK-132A4一張

23齒輪零件圖CK-133A3一張

24外隔套零件圖CK-134A4一張

25內隔套零件圖CK-135A4一張

26床頭箱零件圖CK-139A0一張

27端蓋零件圖CK-140A4一張

28外隔套零件圖CK-143A4一張

29軸承透蓋零件圖CK-146A3一張

30傳動鍵零件圖CK-147A4一張

31卡口墊零件圖CK-148A3一張

32甩油環零件圖CK-150A3一張

33定位套零件圖CK-157A4一張