C61100普通车床数控改造(主传动、电动刀架)设计[毕业论文+CAD图纸]

数控毕业论文：C61100普通车床数控改造（主传动、电动刀架）设计含论文，CAD图纸

C61100普通车床数控改造(主传动、电动刀架)设计[毕业论文+CAD图纸]

摘 要

数控车床不仅能够车外圆还能用于镗孔、车端面、钻孔与铰孔。与其他种类的机床相比，车床在生产中使用最广。

本论文首先介绍了我国数控机床发展的过程与现状,并分析了其存在的问题;对数控机床的发展趋势进行了探讨；并对C61100数控车床主轴箱传动系统进行了设计与计算。

主轴箱有安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮组成。数控车床主轴可以获得在调速范围内的任意速度，以满足加工切削要求。

目前，数控车床的发展趋势是通过电气与机械装置进行无级变速。变频电机通过带传动和变速齿轮为主轴提供动力。通常变频电机调速范围3—5，难以满足主轴变速要求；串联变速齿轮则扩大了齿轮的变速范围。

本设计将原来的带轮不卸荷结构变为了带轮卸荷结构，使输入轴在带处只受转矩，将轴上的径向力传动到车床机体上,改善了输入轴的受力情况。

关键词：主轴箱，无级调速，传动系统

Abstract

CNClathecannotonlyoutsidethecirclecanbeusedforboring,facing,drillingandreaming.Comparedwithotherkindsofmachinetools,latheisthemostwidelyusedinproduction.

ThispaperintroducestheprocessandcurrentsituationofthedevelopmentofCNCmachinetoolsinChina,andanalyzesitsexistingproblems;thedevelopmenttrendofNCmachinetoolwasdiscussed;andtheC61100CNClathespindleboxtransmissionsystemdesignandcalculation.
Thespindleboxiscomposedofhollowspindlemountedinprecisionbearingsandasetoftransmissiongears.SpindleCNClathecangetanyspeedinspeedrange,tomeetthemachiningrequirements.
Atpresent,thedevelopmenttrendofNClatheissteplessspeedchangethroughtheelectricalandmechanicalequipment.Variablefrequencymotorthroughthebeltdriveandgeartoprovidepowerforthespindle.Usuallythefrequencycontrolofmotorspeedrangeof3-5,tomeettherequirementsofspindlespeed;seriesgearextendstherangeofgeartransmission.
Thedesignoftheoriginalbeltwheelnotunloadingstructuretobeltwheelunloadingstructure,theinputshaftwithonlybytheshafttorque,radialforceonthedrivetothelathebody,improvethestressconditionsoftheinputshaft.

KeyWords:spindlebox,steplessspeedregulation,transmissionsystem

目 录

1绪论 1
2设计计算 2
2.1机床的主参数 2
2.2主运动参数 2
2.3切削力的计算 3
3主运动参数的拟定 6
3.1主运动调速范围的确定、计算各轴计算转速、功率和转矩 6
3.2主电动机的选择 7
4变速结构的设计 10
4.1主变速方案拟定 10
4.2变速结构式、结构网的选择 10
4.2.1确定变速组及各变速组中变速副的数目 10
4.2.2结构网的拟定 11
4.2.3结构式的拟定 11
4.2.4结构式的拟定 11
4.2.5确定各变速组变速副齿数 12
5传动件的设计 14
5.1带传动设计 14
5.2选择带型 15
5.3确定带轮的基准直径并验证带速 15
5.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 16
5.5确定带的根数z 17
5.6确定带轮的结构和尺寸 17
5.7确定带的张紧装置 18
5.8计算压轴力 18
5.9各变速组齿轮模数的确定和校核 20
5.9.1齿轮模数的确定 20
5.9.2齿宽的确定 23
5.9.3齿轮结构的设计 24
5.10传动轴的直径估算 25
5.10.1确定各轴转速 25
5.10.2传动轴直径的估算：确定各轴最小直径 25
5.10.3键的选择 26
5.11传动轴的校核 26
5.11.1传动轴的校核 27
5.11.2键的校核 27
5.12摩擦离合器的选择和计算 28
5.13齿轮校验 31
5.13.1校核a变速组齿轮 31
5.13.2校核b变速组齿轮 32
5.13.3校核c变速组齿轮 34
5.14轴承的选用与校核 35
5.14.1各轴轴承的选用 35
5.14.2各轴轴承的校核 35
5.15主轴组件设计 37
6结构设计 48
6.1结构设计的内容、技术要求和方案 48
6.2展开图及其布置 48
6.3I轴（输入轴）的设计 49
6.4齿轮块设计 49
6.5传动轴的设计 51
6.6主轴组件设计 52
6.6.1各部分尺寸的选择 52
6.6.2主轴材料和热处理 53
6.6.3主轴轴承 53
6.6.4主轴与齿轮的连接 55
6.6.5润滑与密封 55
6.6.6其他问题 55
7总结 57
7.1本文工作总结 57
参考文献 59
致谢 60

1绪论

机床技术参数有主参数和基本参数，他们是运动传动和结构设计的依据，影响到机床是否满足所需要的基本功能要求，参数拟定就是机床性能设计。主参数是直接反映机床的加工能力、决定和影响其他基本参数的依据，如车床的最大加工直径，一般在设计题目中给定，基本参数是一些加工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的参数，可归纳为尺寸参数、运动参数和动力参数。

通用车床工艺范围广，所加工的工件形状、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬质合金刀具又用高速钢刀具。因此，必须对所设计的机床工艺范围和使用情况做全面的调研和统计，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床发展趋势和同国内外同类机床的对比，使拟定的参数最大限度地适应各种不同的工艺要求和达到机床加工能力下经济合理。

机床主传动系因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行具体分析，一般应满足的基本要求有：满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主轴油足够的转速范围和转速级数；满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构能提供足够的功率和转矩，具有较高的传动效率；满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件有足够的刚度、精度和抗震性，热变形特性稳定；满足产品的经济性要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以便节约材料，降低成本。