文档介绍：加工中心主传动系统设计-1- 中心主传动系统设计摘要本课题是以 XH715A 型立式加工中心为研究对象,完成加工中心的主传动系统的理论分析与设计计算。本设计采用的是两级齿轮传动方式,主电机功率为 , 主轴最高转速为 3000r/min, 主轴调速范围在 20~3000r/min, 再大拉刀力为 10000N ,由于主传动采用的是两级齿轮传动,所以输出的转矩较大。本论文中包括加工中心主传动系统的分析及结构设计,主轴组件的分析及结构设计以及相应的刚度计算关键词加工中心;主传动系统;主轴;主轴组件;刚度计算。第一章绪论 本课题的目的及意义 国内外数控机床的发展现状和发展方向 论文的构成及研究内容本次的毕业设计论文其中最核心的组成部分论文主体又主要分为 4章, 这里面包括第一章绪论, 第二章加工中心主传动系统的分析, 第三章加工中心主传动系统的设计,以及第四章校核计算这 加工中心的用途及组成本次课题的立式加工中心为工作台不升降,具有自动还动装置的十字滑座型立式加工中心,可实现纵向、横向和垂直方向三个坐标,直线插补和任一两轴圆弧插补的连续闭环控制运动。其位置检测元件采用感应同步器,保证了机床的高精度、高性能和高可靠性。该加工中心适用于凸轮、箱体、支架、盖板。模具等各种复杂型面零件的多种小批量的加工。元件一次装夹在机床上,可自动连续地完成铣、钻、镗、铰、攻螺纹、唿等多种工序的加工。这种机床对于中小批量生产的机械加工部门,可以节省大量的工艺装备,缩短生产准备周期,确保工件加工质量,提高生产效率。该型立式加工主要由基础部件(底座、立柱、十字滑台、工作台) 、主轴箱、进给系统、自动换刀装置、液压系统、气动系统等组成。 加工中心主传动系统分析数控机床是一种高精度、高效率的自动化机床,它的机械部分较普通机床有更高的加工中心主传动系统设计-2- 要求,如高刚度、高精度、高速度、低摩擦等。主传动系统是实现主传动的传动系统, 它的转速高,传递的功率大,是数控机床的关键部件之一,对它的精度、刚度、噪音、温升、热变形都有严格的要求。目前,数控机床主传动系统大致可分为四类: 1. 带有变速齿轮的主传动大、中型数控机床多采用这种变速方式。如图 (a) 所示,通过少数几对齿轮降速,扩大输出转矩,以满足主轴低速时对输出转矩特性的要求。数控机床在交流或直流电动机无级变速的基础上配以齿轮变速,使之成为分段无级变速。滑移齿轮的移位大都采用液压缸加拨叉,或者直接由液压缸带动齿轮来实现。 (b) 所示,这种传动主要应用于转速较高、变速范围不大的机床。电动机本身的调速就可以满足要求,不用齿轮变速,可以避免齿轮传动引起的振动与噪声。它适用于高速、低转矩特性要求的主轴。常用的是 V带和同步齿形带。 (c) 所示,这是上述两种方式的混合传动,具有上述两种性能。高速时电动机通过带轮直接驱动主轴旋转;低速时,另一个电动机通过两级齿轮传动驱动主轴旋转,齿轮起到降速和扩大变速范围的作用,这样就使恒功率区增大,扩大了变速范围,克服了低速时转矩不够且电动机功率不能充分利用的缺陷。 (d) 所示,这种主传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构,有效地提高了主轴部件的刚度,但主轴输出转矩小,电动机发热对主轴影响较大。图 数控机床主传动的四种配置方式因为本课题中主轴的速度要求在 20~3000 之间,速度变化的范围很大。所以选择加工中心主传动系统设计-3- 第三种传动系统. 交流主轴伺服电机调速两档齿轮变速的工作原理当用高速的传动档时,主轴速度在 20~750 r/min 之间,此时主轴有较大的转矩。满足大力的切削要求。当主轴需要较大的切削速度时,通过油缸的活塞杆移动,此时拨差带动滑移齿轮在花键轴上移动,使一对高速的齿轮啮合,主轴转速变为 1000 ~ 3000r/min 速度。从而满足不同的加工要求。根据转速图,确定齿轮。第一级传动齿轮的模数取 3 ,第二级传动的两对取 。由传动比,确定各个齿轮的齿数,低速传动路线为 Z30/Z50 、Z54/Z34 。高速传动路线为 Z30/Z50 、Z26/59 。加工中心主传动系统设计-4- 第三章主传动系统的结构设计 传动链的设计如第 2 章所述, 在本次设计的传动部分, 应为主轴的速度变化范围很大, 所以我们采用通过齿轮进行2档变速的传动方案,这种方案的优点是即可以获得低速转矩, 主传动系统简图该系统的工作原理是当主轴需要高速是Ⅱ轴上小齿轮通过同Ⅲ上大齿轮啮合,