【毕业设计】数控车床主传动机构设计 ㊣ 精品文档 值得下载

电磁离合器是自动化控制的主要元件之，它具有结构紧凑易于实现远距离操纵和自动控制等特点，同时能满足简化机床结构，提高齿轮箱的传动刚度和加工精度，实现机床高响应性高频率动作等方面的要求。

数控车床主传动机构设计我设计的主轴箱采用了个电磁离合器，大大简化了主轴箱内结构。

离合器的类型很多，有通电工作的，也有失电工作的。

按其传递扭矩形式可分为摩擦式离合器牙嵌式离合器，磁粉式离合器以及转差式离合器按其工作条件可分为湿式离合器和干式离合器按其电流馈入的方式可分为有滑环离合器和无滑环离合器。

选择离合器的型号规格之前，必须充分了解各种离合器的动作特性及其优缺点。

在选择离合器过程中最重要的因素是扭矩，扭矩表示所传递的动力，假如摩擦片数定，则所传递扭矩大小和离合器有效半径相对应。

但在实际上，速度温度摩擦片的磨损情况，污染情况都影响工作扭矩。

在设计过程中，计算扭矩是工作载荷的惯性和运动载荷的惯性之和，用表示计算扭矩可用下式求出式中旋转组件的重量旋转组件的回转半径回转转速工作安全系数直线运动组件的重量线性速度变旋转运动为直线运动皮带轮的半径机器启动所需时间电磁离合器吸合时间但在实际工作中，很多设备的精确载荷难以计算。

般是根据输入动力确定所需扭矩。

式中输入功率工作安全系数输入转数从上式中看出，对扭矩影响最大的是安装离合器轴的回转转数。

因此。

定动力下，较高的转数对应低的扭矩，因此，在设计中尽可能将离合器装在传动链中转速较高的位置，这通常要求离合器和电机同轴。

本设计中的主轴箱采用的是油润滑，所以选用的电磁式离合器是湿式的。

根据轴的结构和相互关系，而且Ⅰ轴的扭矩小于Ⅱ轴的扭矩，分析后，选择在Ⅰ轴上的两个离合器均为系列离合器，其型号为Ⅱ轴上的扭矩大于Ⅰ轴，其型号可选为。

轴的设计和验算轴的结构设计机床传动轴，广泛采用滚动轴承作支承。

轴上要安装齿轮离合器和制动器等。

传动轴应保证这些传动件或机构能正常工作。

传动轴应有足够的强度刚度。

如挠度和倾角过大，将使齿轮啮合不良，轴承工作条件恶化，使振动噪声空载功率磨损和发热增大。

两轴中心距误差和轴心线间的平行度等装配及加工误差也会引起上述问题。

所以，在设计轴时要充分考虑轴的强度刚度等因素。

在选择材料和估算直径都要满足条件，估算完以后还要对轴的强度和刚度进行校核。

轴的结构设计主要是使轴的各部分具有合理的结构和尺寸。

影响轴的结构的因素很多，因此轴的结构没有标准形式。

设计时，必须针对轴的具体情况作具体分析，全面考虑解决。

轴的结构设计的主要要求是装在轴上的零件有确定的位置。

且布置合理。

轴受力合理，能可靠地传递力和转矩，有利于提高强度和刚度。

具有良好的工艺性。

便于安装和调整。

节省材料，减轻质量。

Ⅰ轴输入轴的设计Ⅰ轴的特点将运动传入变速箱的齿轮，般都安装在轴端，轴变形较大，结数控车床主传动机构设计构上应注意加强轴的刚度或使轴不受带的拉力带轮卸荷若Ⅰ轴上安装正反向的离合器，由于组成离合器的零件很多，在箱内装配很不方便，般都希望在箱外将Ⅰ轴组装好后在整体装入箱内最好连皮带轮也组装在上面。

卸荷装置带轮将动力传到Ⅰ轴有两类方式类是带轮直接装在Ⅰ轴上。

除了传递扭矩外，带的拉力也作用在轴上。

另类是带轮装在轴承上，轴承装在套筒法兰盘上，传给轴的只是扭矩，径向力由固定在箱体上的套筒承受。

这种结构称为卸荷装置。

轴的强度校核以Ⅰ轴为例由盐城市机床厂发布的卧式车床企业标准表知主轴转速为时，扭矩为，这时Ⅰ轴的转速为选择轴的材料由于这个车头箱传动的功率不大，分别为和，对其重量和尺寸也无特殊要求，故此输入轴采用钢。

初估轴径按扭矩初估轴的直径，查表见参考书得，考虑到安装带轮的轴段仅受扭矩作用，取，则结构设计各轴段直径的确定初估直径后就可按照轴上零件的安装顺序，从处开始逐段确定直径。

考虑到轴段上安装带轮，上面将安装有轴承为了符合轴承内径系列，即轴段的直径应与轴承型号的选择同时进行，取轴承代号为的深沟球轴承，其内孔直径为，同理可取其他各段轴的内径各轴长度的选择轴段处上要安装有带轮轴承密封圈等，根据这些部件的尺寸，可以得出各段轴段的长度。

各个轴段尺寸的确定主要是根据轴上零件的毂长或轴上零件配合部分的长度确定。

而另些轴段的长度除与轴上零件有关外，还与箱体及轴承盖等零件有关。

通常从齿轮端面开始，为避免转动零件与不动零件干涉，取齿轮端面与箱体内壁的距离，考虑箱体的铸造误差，轴承内端面应距箱体内壁段距离，取，考虑上下轴承座的联接，取轴衬座宽度为。

轴上倒角及圆角为了保证轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册推荐，取轴段内由图分析得，段内挠度的值为和之间由求导得的值为时，挠度最大，其挠度值为，而轴的挠度的允许值为，其中为齿轮模数，所以，可知段内挠度段内挠度对式子求导，得到挠度为最大时，求得其挠度值也再由公式计算得到几个受力端点处的挠度，由计算可得同样所以，挠度符合要求倾角的校核由分析可知，最大倾角出现在左支承点处其倾角为弧度左支承处装有深沟球轴承，其许用倾角为可得最大倾角许用倾角所以轴的刚度符合要求数控车床主传动机构设计主轴变速箱的装配设计箱体内结构的设计设计主轴变速箱的结构包括传动件传动轴轴承带轮齿轮离合器和制动器等。

箱体内结构设计的特点主轴变速箱是机床的主要部件。

设计时除考虑般机械传动的有关要求外，着重考虑以下几个方面的问题精度车床主轴部件要求比较高的精度。

如主轴的径向跳动主轴的轴向窜动。

刚度和抗振性综合刚度主轴与刀架之间的作用力与相对变形之比综合其中为最大回转直径。

传动效率的要求等级效率等级效率等级效率为主轴前轴承处温度和温升应控制在定范围内，噪音也应控制在定范围之内等级等级等级结构应尽可能简单紧凑，加工和装配工艺性好，便于维修和调整。

操作方便，安全可靠。

遵循标准化和通用化的原则。

设计的方法以轴的布置为例主轴箱结构设计由于是整个机床设计的重点。

由于结构比较复杂，设计中不可避免要经过反复思考和多次修改。

在画正式图之前，最好能先画草图。

目的是布置传动件及选择结构方案。

检验传动设计的结果中有无相互干涉，碰撞或其它不合理的情况，以便及时改正。

确定传动轴的支承跨距齿轮在轴上的位置以及各轴的相对位置，以确定各轴的受力点和受力方向，为轴和轴承的验算提供必要的数据。

为达到上述目的，草图的主要轮廓尺寸和零件之间的相对位置尺寸定要画得准确，细部结构可不必画出。

各部分结构经过反复推敲修改，经过必要得验算，确定了结构方案以后，才能开始画正式装配图。

展开图和横截面图应该尽量交叉进行，这样容易及时发现问题。

传动轴设计特点机床的传动轴，广泛采用滚动轴承作支承。

轴上要安排齿轮，离合器和制动器等。

传动轴应保证这些传动件或机构能正常工作。

首先传动轴应有足够的强度刚度。

如挠度和倾角过大，将使齿轮啮合不良，轴承工作条件恶化，使振动噪声空载功率磨损和发热增大。

两轴中心距误差和轴心线间的平行度等装配及加工误差也会引起上述问题。

轴的结构传动轴可以是光轴也可以是花键轴。

轴的空间布置轴系布置的般程序是先确定主轴在变速箱中的位置，在确定传动轴的轴以及与主轴上的齿轮有啮合的关系的轴，第三步确定电动机轴或运动输入轴轴的位置，最后确定其他各传动轴的位置。

车床主轴图垂直方向高度由车床主参数决定。

水平方向主轴中心在尾架导轨中间，也有稍偏向前导轨的，也有偏向后导轨的，为降低床身导轨的变形，切削力的方向尽可能在前后导轨之间，主轴中心越往后越好但从便于装卸工件减轻劳动强度的角度讲，主轴中心越往前越好。

般中型车床取尾架导轨中央或稍偏后，这样，既便于操作，又可使切削力均匀地作用于刀架地两导轨面上。

传动主轴的轴由于切削力切和转动力齿的作用，主轴及其轴承将产生变形。

从实验的结果分析，中型车床主轴部件的变形及其组成比为主轴本身变形约占数控车床主传动机构设计至，主轴轴轴承的变形约占至，轴承的支承件箱体变形很少。

因此，可以认为主轴部件的刚度主要取决于主轴及其轴承。

然而，主轴传动齿轮与其啮合的齿轮之间不同的位置，将致使主轴及其主轴轴承承受力有着很大上午变化。

通过分析两种极限情况，就可以了解般情况下的主轴部件受力和变形方法，以选择和确定合适的主轴上齿轮传动力的位置和方向。

Ⅰ轴输入轴的位置Ⅰ轴上往往装有摩擦离合器等机构，这些部件的位置安排应便于调装。

摩擦离合器或摩擦式制动器，需要考虑便于冷却与润滑，离主轴部件要远些，以减少由于摩擦发热对主轴部件热变形的影响。

Ⅰ轴的端部常装有皮带轮，而主轴尾端外伸，有可能装自动卡盘的操纵气缸或油缸，布置Ⅰ轴位置时，必须保证两者不会相碰，Ⅰ轴上带轮外缘不能高出箱体，以免影响外观。

综述以上各点，车床上Ⅰ轴般多安排在变速箱后壁靠近箱盖处。

中间各传动轴的位置主轴和Ⅰ轴位置既定，中间各传动轴位置即可按传动顺序进行安排，应考虑满足以下要求装有离合器的轴要便于装调维修和润滑。

装有制动装置的轴要便于装调维修，该轴应布置在靠近箱盖或箱壁处，同时还应考虑与起停装置的互锁。

装有润滑油泵的轴要有足够的空间安装润滑油泵，其高度要便于油泵吸油和排油，并便于装卸和调整油泵，装有溅油轮或溅油齿轮的轴应注意圆周速度和浸入油面的深度。

与相关部件有联系的轴车床主运动与进给运动间的内在联系是通过变速箱内的进给运动输出轴联系，它应布置在主轴前下方靠近进给箱处。

其他使箱体截面尺寸紧凑比例协调，各操纵机构安排得当等等。

结论通过本次毕业设计，完成了对经济型数控车床主传动系统的设计，这类主传动系统是应用于经济型中档精度数控车床的。

这类车床共有级转速，分高低两档，高低两档的切换是通过手柄来实现的，而在同档内的级转速，是通过电磁离合器来实现的电动控制。

此类数控车床既不同于般的数控车床，也不同于普通车床，是两者的结合。

这类数控车床比般的全功能数控机床便宜，能节约成本，其性能价格比适中。

相对于普通车床，用此类主传动装置，其加工的精度更高，能提高产品质量，降低废品损失。

因为此传动系统部分采用电控，还能减轻工人的劳动强度。

所以，此类主传动设计适应我国国情。

由于这次设计时间较为仓促，没有对所有重要部件进行校核，有的只是进行了简单的选型，而不是经过严格计算得到