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《電磁離合器變速式數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文_本科論文.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1前言數(shù)控車床是利用數(shù)字化信息對車床運(yùn)動以及加工的過程進(jìn)行控制，能自動完成內(nèi)外圓錐面、圓柱面、端面、圓弧面、螺紋等工序的切削加工，所以特別適合加工形狀復(fù)雜的盤套類和軸類零件，是一種可編程的通用加工設(shè)備。與專用機(jī)床和通用機(jī)床相比，數(shù)控車床具有通用性強(qiáng)、加工靈活、能適應(yīng)產(chǎn)品的規(guī)格和品種頻繁變化的特點(diǎn)，能夠滿足多品種、小批量、生產(chǎn)自動化和新產(chǎn)品的開發(fā)的要求，是一種高性能、柔性的的自動化車床，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品代表了現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展方向，因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造加工行業(yè)。數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)組成包括主軸電機(jī)、傳動系統(tǒng)與主軸組件，與普通機(jī)床相比，車床的變速功能大部
2、分由主軸電機(jī)無級調(diào)速來實(shí)現(xiàn)，省去了繁瑣的齒輪變速機(jī)構(gòu)方式而且結(jié)構(gòu)簡單，有些只有兩極或三級齒輪變速機(jī)構(gòu)系統(tǒng)用以擴(kuò)大電機(jī)無級調(diào)速的范圍。1.1數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)的要求數(shù)控車床作為高自動化機(jī)電一體化設(shè)備，其主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下基本要求。使用性能要求高，首先應(yīng)滿足機(jī)床運(yùn)動特性。如機(jī)床不僅要有低速大轉(zhuǎn)矩功能而且還要有較高的轉(zhuǎn)速，主軸有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級數(shù)。傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求合理，操作方便迅速、靈活、安全可靠。傳遞動力的要求，傳動機(jī)構(gòu)和電動機(jī)能提供和傳遞足夠的轉(zhuǎn)速和功率，具有較高的傳遞效率。工作性能要求，主傳動中所有零部件要有足夠的精度、剛度、和抗振性、熱變形特性穩(wěn)定，才能保證加工
3、零件有較高的質(zhì)量。主軸要求有較高的旋轉(zhuǎn)精度與運(yùn)動精度；電動機(jī)、主軸及傳動部件都是熱源，低溫升、小變形是對主軸傳動系統(tǒng)的重要指標(biāo)；主軸軸頸尺寸、軸承類型及裝配方式，主軸組件的質(zhì)量分布是否均勻軸承預(yù)緊量大小及主軸組件的阻尼對主軸組件的靜剛度和抗振性都會產(chǎn)生影響；主軸組件必須有足夠的耐磨性，使之保持良好的精度；軸承處還要有良好的潤滑。此外，還要求主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于加工與裝配；防護(hù)性好；便于調(diào)整與維修；工藝性好，使用壽命長。1.2數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)的方式機(jī)床主傳動系統(tǒng)可分為無級變速傳動和分級變速傳動。無級變速傳動可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)改變機(jī)床轉(zhuǎn)速，以得到加工要求的最佳轉(zhuǎn)速，能在運(yùn)轉(zhuǎn)
4、中變速，便于自動變速。數(shù)控車床得主傳動系統(tǒng)通常采用無級變速。分級變速式傳動是在一定范圍能離散地分布、均勻的著有限級數(shù)的轉(zhuǎn)速，主要用于普通機(jī)床。-21-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)與普通車床相比，數(shù)控車床的主傳動采用交、直主軸調(diào)速電動機(jī)，電動機(jī)調(diào)速范圍大，并可無級調(diào)速，使主軸結(jié)構(gòu)大為簡化。為了適應(yīng)不同加工需求數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)分為以下三種方式。（1）電動機(jī)直接驅(qū)動，主軸電動機(jī)與主軸通過聯(lián)軸器直接連接，或采用內(nèi)裝式主軸電動機(jī)驅(qū)動。采用直接驅(qū)動可大大簡化主軸箱結(jié)構(gòu)，能有效地提高主軸剛度。這種傳動的特點(diǎn)是主軸轉(zhuǎn)速的變化、輸出轉(zhuǎn)矩與主軸的特性完全一致。但因主軸的功率和轉(zhuǎn)矩特性直接決定主軸電機(jī)的性能，
5、因而這種變速傳動的應(yīng)用受到一定限制。（2）采用定比傳動，主軸電動機(jī)經(jīng)定比傳動給主軸。定比傳動可采用帶傳動或齒輪傳動，這種傳動方式在一定程度上能滿足主軸功率和轉(zhuǎn)矩的要求，但其變速范圍仍和電動機(jī)的調(diào)速范圍相同。目前，交流、直流主軸電動機(jī)的恒功率轉(zhuǎn)速范圍一般只有2-4，而恒轉(zhuǎn)矩范圍則達(dá)100以上；許多大、中型機(jī)床的主軸要求有更寬的恒功率轉(zhuǎn)速范圍。很明顯，這種情況下主軸電動機(jī)的功率特性和機(jī)床主軸的要求不匹配:調(diào)速電動機(jī)的恒功率范圍遠(yuǎn)小于主軸要求的恒功率變速范圍。所以這種變速方式多用于小型或高速數(shù)控機(jī)床。（3）采用分檔變速方式采用這種變速方式主要是為了解決主軸電動機(jī)的功率特性和機(jī)床主軸功
6、率特性不匹配。變速多采用齒輪副來實(shí)現(xiàn)，電動機(jī)的無級變速配合變速機(jī)構(gòu)可確保主軸的功率、轉(zhuǎn)矩要求，滿足各種切削運(yùn)動的轉(zhuǎn)矩輸出，特別是保證低速時的轉(zhuǎn)矩和擴(kuò)大恒功率的調(diào)速范圍。-21-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)2變速主傳動系統(tǒng)方案的制定2.1主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求數(shù)控系統(tǒng)的主軸系統(tǒng)除了應(yīng)滿足普通機(jī)床主傳動要求外，還提出以下要求：(1)具有更大的調(diào)速范圍，并實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速；(2)具有較高的精度和剛度、傳動平穩(wěn)，噪聲低；(3)良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。2.2設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)控車床綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化控制、機(jī)床結(jié)構(gòu)等方面的最新技術(shù)，主傳動系統(tǒng)是其重要的組成部分。畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是設(shè)計(jì)一臺變速方式為有級和無級
7、串聯(lián)的數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)，有級變速部分為三級傳動，用電磁離合器控制變速，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：工件最大回轉(zhuǎn)直徑：Φ320mm；主軸轉(zhuǎn)速范圍：47.5-4000r/min；主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：190r/min；電動機(jī)功率：7.5kw；電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速：4500r/min；電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速：1500r/min；電動機(jī)最低轉(zhuǎn)速：310r/min。2.3轉(zhuǎn)速圖的擬定分析和設(shè)計(jì)主傳動系統(tǒng)須應(yīng)用一種特殊線圖，稱為轉(zhuǎn)速圖?！ ∞D(zhuǎn)速圖能夠清楚的表達(dá)出：傳動軸的數(shù)目，主軸及各傳動軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)、轉(zhuǎn)速
