CK20數控車床主傳動系統

摘要

    本論文首先介紹了我國數控機床發展的過程與現狀，并分析了其存在的問題；對數控機床的發展趨勢進行了探討；并對CK20數控車床主軸箱傳動系統和刀架進行了設計與計算。

主軸箱由安裝在精密軸承中的空心主軸和一系列變速齒輪組成。數控車床主軸可以獲得在調速范圍內的任意速度，以滿足加工切削要求。刀架用于夾持切削用的刀具，因此其結構直接影響機床的切削性能和切削效率。隨著數控車床的發展，數控刀架開始向快速換刀、電液組合驅動和伺服驅動方向發展。

本設計主要包括根據一些原始數據，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，進行傳動方案的擬定。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，如電磁離合器的選擇，從而完成對主傳動系統的整體設計。刀架設計主要對總體結構設計，主要傳動部件的設計計算。包括驅動刀架的伺服電機的選擇計算，蝸輪蝸桿設計計算，刀架主軸的結構設計計算。

關鍵詞：主軸箱；無級調速；傳動系統；刀架；CK20 

ABSTRACT

In this design ,the development ....

Key words: headstocks; a continuously variable speed ; transmission System;knife tools;CK20

目    錄

第一章  緒論…………………………………………………………………………… 1

    1.1  課題背景及目的 ……………………………………………………………… 1

    1.2  國內外研究現狀及發展趨勢 ………………………………………………… 1

        1.2.1  我國數控車床的研究現狀及發展趨勢 ……………………………… 1

        1.2.2  數控系統的發展趨勢 ………………………………………………… 3

    1.3  課題研究內容及方法 ………………………………………………………… 4 

        1.3.1  課題研究的主要參數 ………………………………………………… 4

        1.3.2  課題研究內容 ………………………………………………………… 4

        1.3.3  研究方法 ……………………………………………………………… 4

    1.4  設計任務與論文構成 ………………………………………………………… 5

        1.4.1  設計主要任務 ………………………………………………………… 5

        1.4.2  設計的重點與難點 …………………………………………………… 5

        1.4.3  本論文構成如下 ……………………………………………………… 5

機床總體方案的設計 ……………………………………………………… 6

    2.1  機床的總體布局 ……………………………………………………………… 6

主傳動系統的設計 ………………………………………………………… 7

    3.1  總體設計 ……………………………………………………………………… 7

        3.1.1  擬定傳動方案 ………………………………………………………… 7

        3.1.2  選擇電機 ……………………………………………………………… 8

        3.1.3  計算各軸計算轉速、功率和轉矩…………………………………… 11

        3.1.4  轉速圖與傳動圖……………………………………………………… 12

    3.2  軸系部件的結構設計  ……………………………………………………… 13

        3.2.1  I 軸結構設計………………………………………………………… 13

        3.2.2  II 軸結構設計 ……………………………………………………… 17

        3.2.3  III(主)軸結構設計 ………………………………………………… 28

        3.2.4  編碼器的選擇與安裝設計  ………………………………………… 30

        3.2.5  主傳動系統總裝圖  ………………………………………………… 32

 液壓卡盤的設計（夾具）……………………………………………… 34

    4.1  卡盤夾緊機構的設計………………………………………………………… 34 

    4.2  液壓卡盤系統總裝圖………………………………………………………… 34 

 數控刀架的結構設計  ………………………………………………… 35 

    5.1  數控車床刀架總體方案設計與選擇………………………………………… 35        

5.1.1  刀架的整體方案設計………………………………………………… 35

        5.1.2  車床刀架的轉位機構方案設計……………………………………… 35

        5.1.3  刀架定位機構方案設計……………………………………………… 36

    5.2  刀架的設計計算……………………………………………………………… 36

       5.2.1  驅動刀架的伺服電機的選擇計算…………………………………… 36

        5.2.2  蝸輪蝸桿設計計算…………………………………………………… 39

        5.2.3  刀架主軸的結構設計計算…………………………………………… 42

    5.3  刀架總裝圖…………………………………………………………………… 44

第六章  數控系統的設計 ………………………………………………………… 46

    7.1  線路連接……………………………………………………………………… 46

    7.2  安裝調試……………………………………………………………………… 47

第七章  結論 ………………………………………………………………………… 48

參考文獻………………………………………………………………………………… 49

心得體會及致謝 ……………………………………………………………………… 50