毕业设计 数控机床主传动系统设计
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- 一．前言
1.1 课题背景
随着我国国民经济的不断发展，我国制造业领域涌现出了许多私营企业，这些企业的规模普遍不大，没有太多的资本。一些全功能数控系统，其功能虽然丰富，但成本高，对于这些中小型企业来说购置困难，但是中小型企业为了发展生产，希望对原有机床进行改造，进行数控化、自动化，以提高生产效率。我国机床工业的发展现状是机床拥有量大、工业生产规模小，突出的任务就是用较少的资金迅速改变机械工业落后的生产面貌，使之尽可能提高自动化程度，保证加工质量，减轻劳动强度，提高经济效益。我国是拥有300多万台机床的国家，而这些机床又大量是多年累积生产的通用机床，自动化程度低，即我国机床数控化率不到3％。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的数控化率仅为6％。这些机床中,役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品国内、外市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。
而相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性：
1、可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。
2、可以实现加工的柔性自动化，从而效率比传统机床提高3～7倍。
3、加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。
4、可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。
5、拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，可实现长时间无人看管加工。
因此，采用数控机床，可以降低工人的劳动强度，节省劳动力（一个人可以看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。 此外，机床数控化还是推行FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 数控系统的发展趋势
自从1951年计算机技术应用于机床上，数控系统经历了数控（NC）和计算机数控（CNC）两个阶段的发展。目前，数控系统正处于第六代――基于PC（PC－BASED）。
未来数控系统将呈以下发展趋势：
1、 继续向开放式、基于PC的第六代方向发展
基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。
2、向高速化和高精度化发展
3、向智能化方向发展
（1）应用自适应控制技术向高速化和高精度化发展
数控系统能检测过程中一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的。
（2）引入专家系统指导加工
将熟练工人和专家的经验，加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。
（3）引入故障诊断专家系统
（4）引入动装置智能化数字伺服驱动系统
可以通过自动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行[3] 。
目录
一、前言 4
1.1课题背景 4
1.2国内外研究现状及发展趋势 4
1.2.1数控系统的发展趋势…………………………………...................................................4
1.2.2我国数控车床的研究现状及发展趋...............................................................................4
二、主传动系统设计 5
2.1 数控机床主传动系统的特点 5
2.2 主传动系统的要求 6
三、总体方案拟定 6
3.1 拟定主运动参数 6
3.2 运动设计 6
3.3动力计算和结构草图设计 6
3.4轴和齿轮的验算 6
四、参数拟定 7
4.1主轴极限转速的确定. 7
4.2主动参数的确定 8
4.3主电动机的选择 8
五、运动设计 9
5.1确定变速组及变速副数目. 10
5.2结构式的拟定 10
5.3结构网的拟定 11
5.4各变速范围及极限传动比. 11
5.5确定各轴的转速 12
5.6绘制转速图 13
5.7绘制变速系统图. 13
六、传动件的设计 14
6.1带轮的设计 14
6.2转动轴的直径估算 18
6.3确定各轴转速 18
6.4确定各轴最小直径 19
七、各变速组齿轮模数的确定和校核 20
7.1齿轮模数的确定. 20
7.2齿轮的设计 24
7.3齿轮校核 26
八、主轴结构设计 30
总结与体会 29
致谢词 30
参考文献 31
...
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