《數(shù)控機床機械傳動裝置的設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《數(shù)控機床機械傳動裝置的設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】（51頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 摘要 本文研究的主要是數(shù)控機床的機械傳動裝置的設(shè)計，傳動裝置在各外界因素和自身因素的影響下傳動精度會大大降低，例如 幾何精度與變形產(chǎn)生的誤差、機床的熱變形以及運動間的摩擦和傳動間隙等因素。這些都是影響數(shù)控機床傳動精度的重要因素，我也是從這入手，從各個方面著手提高數(shù)控機床的傳動精度。 我完成的設(shè)計主要包括一些原始數(shù)據(jù)的擬定，再根據(jù)擬定的參數(shù)，進行傳動方案的比較，確定傳動方案。然后計算各傳動副的傳動比及齒輪齒數(shù)，再估算齒輪的模數(shù)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(nèi)的主要結(jié)構(gòu)進行設(shè) 計，一些零件的選型，從而完成對整個機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計。 關(guān)鍵詞 ：數(shù)控機床 傳動系統(tǒng) 精度 設(shè)計 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 f is of NC of as of of as as NC I am to NC of of to of to of of of of of In we of of of as a NC NC 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 目錄 .............................................................................................................................. 8 定傳動方案 ................................................................................................................ 8 案的選擇 ......................................................... 10 ............................................................ 14 輪的計算 (計算過程參考文獻 2 第八章 ) ........................................................... 14 磁離合器的選擇和使用 .......................................................................................... 23 ...................................................... 25 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .............................................................................................................. 25 的強度校核 (以Ⅰ軸為例 ) ...................................................................................... 26 的剛度校核 (以Ⅰ軸為例 ) ...................................................................................... 29 5．主軸變速箱的裝配設(shè)計 ............................................... 31 體內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點 .............................................................................................. 31 計的方法 .................................................................................................................. 32 ............................................................................................................. 34 .......................................................................................................... 34 7． ............................................................ 39 ........................................................................................................... 40 ......................................................................................................... 41 ................................................................................................................. 42 ........................................................................................................... 43 ........................................................................................................... 44 8. .................................................... 46 定 I／ ........................................................................................................ 46 選擇適用的 ................................................................................................ 46 入／輸出點的分配 .................................................................................................. 46 ................................................................................................................... 47 ......................................................................................... 47 造中必須注意的幾個問題 ...................................................................................... 47 致謝 .................................................................. 49 ...................................................................... 49 參考文獻 .............................................................. 50 附件清單 .............................................................. 51 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 控機床的發(fā)展及現(xiàn)狀 數(shù)控機床是數(shù)字控制機床（ 簡稱，是一種裝有程序 控制系統(tǒng) 的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作數(shù)控折彎機并加工零件。數(shù)控機床有如下特點：對加工對象的適應性強，適應模具等產(chǎn)品單件生產(chǎn)的特點，為模具的制造提供了合適的加工方法；加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件；加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準備時間；機床本身的精度高、 剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機床的 3~5倍）；機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化 數(shù)控機床使用數(shù)字信息與標準代碼處理、傳遞信息，使用了計算機控制方法，為計算機輔助設(shè)計、制造及管理一體化奠定了基礎(chǔ)；對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高；可靠性高。 數(shù)控機床是由美國發(fā)明家 約翰·帕森斯 上個世紀發(fā)明的。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界機床業(yè)已進入了以數(shù)字 化制造技術(shù)為核心的機電一體化時代，其中數(shù)控機床就是代表產(chǎn)品之一。數(shù)控機床是制造業(yè)的加工母機和國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)。它為國民經(jīng)濟各個部門提供裝備和手段，具有無限放大的經(jīng)濟與社會效應。目前，歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化進程，而中國從 20世紀 80年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。 美國政府重視機床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務，并且提供充足的經(jīng)費，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研。因而在機床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，如 1952年研制出世 界第一臺數(shù)控機床、 1958年創(chuàng)制出加工中心、 70年代初研制成 987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由于美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機床的主機設(shè)計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機床，其存在的教訓是，偏重于基礎(chǔ)科研，忽視應用技術(shù)，且在上世紀 80代政府一度放松了引導，致使數(shù)控機床產(chǎn)量增加緩慢，于 1982年被后進的日本超過，并大量進口 。從 90年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱?，產(chǎn)量又逐漸上升。 德國政府同樣重視機床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。，于 1956 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 年研制出第一臺數(shù)控機床后，德國特別注重科學試驗，理論與實際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學科研部門緊密合作，對數(shù)控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機床質(zhì)量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。德國特別重視數(shù)控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng) 、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之數(shù)控系統(tǒng)，均為世界聞名，競相采用。 至于日本政府對機床工業(yè)之發(fā)展重視的程度我們也可想而知，他們通過規(guī)劃、法規(guī) (如“機振法”、“機電法”、“機信法”等 )引導發(fā)展。在重視人才及機床元部件配套上學習德國，在質(zhì)量管理及數(shù)控機床技術(shù)上學習美國，甚至青出于藍而勝于藍。自 1958年研制出第一臺數(shù)控機床后， 1978年產(chǎn)量 (7,342臺 )超過美國 (5,688臺 )，至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位 (2001年產(chǎn)量 46,604臺，出口 27,409臺，占 59%)。戰(zhàn)略上先 仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀 80年代開始進一步加強科研，向高性能數(shù)控機床發(fā)展。日本 司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結(jié)合，針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上領(lǐng)先，在產(chǎn)量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工 3,674人，科研人員超過 600人，月產(chǎn)能力 7,000套，銷售額在世界市場上占 50%，在國內(nèi)約占 70%，對加速日本和世界數(shù)控機床的發(fā)展起了重大促進作用。 隨著各國數(shù)控機床的發(fā)轉(zhuǎn)，我國的數(shù)控行業(yè)從 20世紀 80年代開始起步，仍處于發(fā)展階段?！笆濉逼陂g，中國 數(shù)控機床行業(yè)實現(xiàn)了超高速發(fā)展。其產(chǎn)量 2001年為 17521臺， 2002年 24803臺， 2003年 36813臺， 2004年 51861臺， 2004年產(chǎn)量是 2000年的 均年增長 39%； 2005年國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)量 59639臺，接近 6萬臺大關(guān)，是“九五”末期的 十五”期間，中國機床行業(yè)發(fā)展迅猛的主要原因是市場需求旺盛。固定資產(chǎn)投資增速快、汽車和機械制造行業(yè)發(fā)展迅猛、外商投資企業(yè)增長速度加快所致。 2006年，中國數(shù)控金切機床產(chǎn)量達到 85756臺，同比增長 增幅高于金切機床產(chǎn)量增幅 而使金切機床產(chǎn)值數(shù)控化率達到 同比增加 外，數(shù)控機床在外貿(mào)出口方面亦業(yè)績驕人，全年實現(xiàn)出口額 比增長 高于全部金屬加工機床出口額增幅 2007年，中國數(shù)控金切機床產(chǎn)量達123,257臺，數(shù)控金屬成形機床產(chǎn)量達 3,011臺；國產(chǎn)數(shù)控機床擁有量約 50萬臺，進口約 20萬臺。 2008年 10月，中國數(shù)控機床產(chǎn)量達 105,780臺，比 2007年同比增長 長期以來，國產(chǎn)數(shù)控機床始終處于低檔迅速膨脹，中檔進展緩慢，高檔依靠進口的 局面，特別是國家重點工程需要的 關(guān)鍵設(shè)備 主要依靠進口，技術(shù)受制于人。究其原因，國內(nèi)本土數(shù)控機床企業(yè)大多處于“粗放型”階段，在 產(chǎn) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 品設(shè)計 水平、質(zhì)量、精度、性能等方面與國外先進水平相比落后了 5高、精、尖技術(shù)方面的差距則達到了 10時中國在應用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力也還比較低，相關(guān)的 技術(shù)規(guī)范和標準的研究制定相對滯后，國產(chǎn)的數(shù)控機床還沒有形成品牌效應。同時，中國的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)目前還缺少完善的技術(shù)培訓、服務網(wǎng)絡(luò)等支撐體系，市場營銷能力和經(jīng)營管理水平也不高。更重要原因是缺乏 自主創(chuàng)新能力 ，完全擁有 自主知識產(chǎn)權(quán) 的數(shù)控系統(tǒng)少之又少，制約了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國外公司在中國數(shù)控系統(tǒng)銷量中的 80%以上是普及型數(shù)控系統(tǒng)。如果我們能在普及型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品快速產(chǎn)業(yè)化上取得突破，中國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)就有望從根本上實現(xiàn)戰(zhàn)略反擊。同時，還要建立起比較完備的高檔數(shù)控系統(tǒng)的自主創(chuàng)新體系，提高中國的自主設(shè)計、開發(fā)和成套生產(chǎn)能力，創(chuàng)建國產(chǎn)自主品牌產(chǎn)品，提高中國高檔數(shù)控系統(tǒng)總體技術(shù)水平?！笆晃濉逼陂g，中國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)將步入快速發(fā)展期，中國數(shù)控機床行業(yè)面臨千載難逢的大好發(fā)展機遇，根據(jù)中國數(shù)控 車床 1996量，通過模型擬合，預計 2009年數(shù)控車床銷售數(shù)量將達 均增長率為 根據(jù)中國加工中心1996計 2009年加工中心消費數(shù)量將達 2005年年均增長率為 控機床的發(fā)展趨勢 1、數(shù)控金切機床的構(gòu)成比逐漸趨于合理。數(shù)控機床工序集中的加工特點，將使具有復合功能的高效數(shù)控機床的需求增長，這將導致數(shù)控機床擁有量和市場消費量中各類數(shù)控機床的構(gòu)成比不同于傳統(tǒng)的機床構(gòu)成比。數(shù)控機床的應用由單機向單元（系統(tǒng)）方向發(fā)展。目前歐、美、日等國應 用 很普遍，柔性制造單元已占數(shù)控機床銷售量的 30%以上。而我國 0套，相當于日本 80年代的水平，占數(shù)控機床消費額不到 5%。出口前景良好。 1998年及前幾年我國機床工具的出口額徘徊在 5億美元左右， 2000年上升到 著東南亞經(jīng)濟復蘇和我國出口多極化市場的形成和鞏固，以及我國加入 后幾年我國機床出口將實現(xiàn)平穩(wěn)、持續(xù)增長。預計到 2005年出口創(chuàng)匯可達到 12億美元。 2、加入 資對我國機械工業(yè)的結(jié)構(gòu)性沖擊也大大加強主要表現(xiàn)在： 1）、部分 行業(yè)發(fā)展主導權(quán)有可能受到?jīng)_擊。在以下行業(yè)將表現(xiàn)得更為突出：一是在國內(nèi)處于市場成長期、外方掌握專有技術(shù)并處于壟斷地位的技術(shù)密集型行業(yè)，如燃氣輪機、直流輸電關(guān)鍵設(shè)備、半喂入式水稻聯(lián)合收割機、機電一體化的汽車發(fā)動機附配件等；二是單靠有限市場難以發(fā)揮企業(yè)生產(chǎn)能力、迫切需要全球市場支撐的行業(yè)，如高壓開關(guān)、大型變壓器高檔科學儀器、高檔數(shù)控系統(tǒng)、智能化工業(yè)控制系統(tǒng)等；三是國內(nèi)外制造成本相差較大、外方享有明顯的品牌優(yōu)勢、在華設(shè)廠可以在世界市場獲取豐厚利 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 潤的勞動密集型或易于流通的裝配型產(chǎn)品行業(yè)，如照相機、復印機、部分工業(yè)和民 用儀表、高品質(zhì)低壓電器等。 2）、工程成套行業(yè)將面臨更嚴峻的競爭。隨著服務貿(mào)易領(lǐng)域?qū)ν忾_放，實力雄厚的國外公司可能更積極地到國內(nèi)舉辦由其控制的、以工程承包為主要業(yè)務的工程公司，以其母公司產(chǎn)品為后盾，以熟悉國內(nèi)情況的中方雇員為業(yè)務骨干，與我內(nèi)資企業(yè)展開激烈的競爭。 3）、我國機械工業(yè)自主技術(shù)創(chuàng)新的積極性有可能被抑制。由于外資在華機械企業(yè)主要承擔制造車間的角色，技術(shù)來源主要依靠其母公司，而原本就實力有限的內(nèi)資企業(yè)在完全開放的市場競爭中堅持自行研制開發(fā)將冒很大風險，為了節(jié)省投入，提高產(chǎn)品的形象，多數(shù)內(nèi)資企業(yè)將盡可能與 外方合作，采用國際同行的技術(shù)進行生產(chǎn)。 4)、處于幼稚期的自主產(chǎn)業(yè)的成長環(huán)境趨于嚴峻。由于國外企業(yè)將更加不愿轉(zhuǎn)讓技術(shù)，更愿意通過在華舉辦由他們控制的企業(yè)來與內(nèi)資機械企業(yè)爭奪中國用戶的訂單，國內(nèi)用戶也有了更多的便利采購外資產(chǎn)品，從而部分處于成長初期的重要產(chǎn)品自主產(chǎn)業(yè)的培育壯大將更困難。 3、 高速、精密、復合、智能和綠色是數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展的總趨勢，近幾年來，在實用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績。主要表現(xiàn)在 :1)． 機床復合技術(shù)進一步擴展隨著數(shù)控機床技術(shù)進步，復合加工技術(shù)日趨成熟，包括銑 銑復合、車 鉆 磨復合，成形復合加工、特種復合加工等，復合加工的精度和效率大大提高?！耙慌_機床就是一個加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復合加工機床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。 2)．數(shù)控機床的智能化技術(shù)有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如：自動調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動退出安全區(qū)斷電保護功能、加工零件檢測和自動補償學習功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過程自動消除機床震動等功能進入了實用化階段，智能化提升了機床的功能和品質(zhì)。 3)．機器人使柔性化組合效率 更高機器人與主機的柔性化組合得到廣泛應用，使得柔性線更加靈活、功能進一步擴展、柔性線進一步縮短、效率更高。機器人與加工中心、車銑復合機床、磨床、齒輪加工機床、工具磨床、電加工機床、鋸床、沖壓機床、激光加工機床、水切割機床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開始應用。 4)．精密加工技術(shù)有了新進展數(shù)控金切機床的加工精度已從原來的絲級（ 升到目前的微米級（ 有些品種已達到 m 左右。超精密數(shù)控機床的微細切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達到 m 左右，形狀精度可達 m 左右。采用光、電、化學等能源的特種加工精度可達到納米級（ m）。通過機床結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化、機床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動等動態(tài)誤差補償技術(shù)，提高機床加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進入亞微米、納米級超精加工時代。 5）．功能部件性能不斷提高功能部件不斷向 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應用。全數(shù)字交流伺服電機和驅(qū)動裝置，高技術(shù)含量的電主軸、力矩電機、直線電機，高性能的直線滾動組件，高精度主軸單元等功能部件推廣應用，極大的提高數(shù)控機床 的技術(shù)水平。 4、 體現(xiàn)在新技術(shù)的廣泛應用和企業(yè)效益的明顯改善。目前機床行業(yè)的消費主流是數(shù)控機床。從國內(nèi)外市場對數(shù)控機床的需求來看，以后數(shù)控機床市場具有以下特征：一是經(jīng)濟型數(shù)控機床是以后的主流產(chǎn)品。二采用新技術(shù)，降低成本，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性是企業(yè)生存的關(guān)鍵。 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，考慮到它的控制方式和使用特點，才對機床的生產(chǎn)率、加工精度和壽命提出了更高的要求。 計目的 數(shù)控機床是高度自動化機床 ,其生產(chǎn)效率和加工精度也越來越高，但是由于機械結(jié)構(gòu)（如機床床身、導軌、工作臺、刀架和主軸箱等）的幾何誤差、加工 過程機床的熱變形、運動間的摩擦、傳動間隙等因素的影響，數(shù)控機床的加工精度和加工效率還有一定的提升空間，本次設(shè)計的目的就是最大程度的提高數(shù)控機床的加工精度。 定傳動方案 傳動機構(gòu)是將機器原動機的運動和動力傳遞給機器執(zhí)行機構(gòu)的中間環(huán)節(jié) ,傳動機構(gòu)中各傳動件因設(shè)計、制造和裝配不準確及運行中產(chǎn)生的磨損、受外力、溫度變化引起的變形等因素會影響傳動機構(gòu)的精度 ,所以對傳動機構(gòu)的設(shè)計要求較高。 常見的變速方式有三種： 通過齒輪結(jié)構(gòu)變速、通過帶傳動變速、有調(diào)速電機直接驅(qū)動。這三種傳動各有優(yōu)缺點。 齒輪調(diào)速機構(gòu)可以 通過少數(shù)幾對齒輪減速，擴大了輸出扭矩，以滿足主軸對輸出扭矩特性的要求。以獲得強力切屑時所需要的扭矩。而且齒輪傳動的經(jīng)度較高，但是這種結(jié)構(gòu)幾何尺寸較大，而且對制造精度、安裝精度要求高。 帶傳動可以緩和沖擊和振動，而且?guī)鲃又行木嗖皇芟拗?，只要陪以合適的緊鏈結(jié)構(gòu)，理論上中心距可以達到很大。當設(shè)備承受載荷過大時可以通過打滑，提高設(shè)備的防過載能力。但帶傳動傳遞效率較低，易出現(xiàn)皮帶打滑造成皮帶磨損劇烈，而且 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 傳動比也不明確。所以帶 傳動一般和齒輪傳動一起進行傳動。 電機的旋轉(zhuǎn)速度之所以能夠自由改變，是因為 感應式交流電機（以后簡稱為電機）的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機的極數(shù)和頻率。由電機的工作原理決定電機的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個連續(xù)的數(shù)值（為 2 的倍數(shù)，例如極數(shù)為 2， 4， 6），所以一般不適和通過改變該值來調(diào)整電機的速度。另外，頻率能夠在電機的外面調(diào)節(jié)后再供給電機，這樣電機的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制。 這種主傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度。 改變 頻率和電壓是最優(yōu)的電機控制方法 但如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時會使電機出于過電壓（過勵磁），導致電機可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時必須要同時改變電壓。輸出頻率在額定頻率以上時，電壓卻不可以繼續(xù)增加，最高只能是等于電機的額定電壓。因此電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p 小， 難以保證低速時主軸的轉(zhuǎn)矩。 綜合上述所有問題的考慮，本次設(shè)計采用齒輪傳動和帶傳動相結(jié)合的傳動方式。這種傳動方式不但能夠保證低速時的轉(zhuǎn)矩，還能使?jié)L珠絲杠和工作臺的轉(zhuǎn)動慣量在系統(tǒng)中專有較小的比重，更容易控制傳動的精 度。 輪變速機構(gòu)的設(shè)計 參照數(shù)控機床的發(fā)展趨勢以及對一些典型機床的分析，可初定步將此數(shù)控機床的主軸轉(zhuǎn)速分為高低兩檔 ,共有 12 級轉(zhuǎn)速：其中高低兩檔各有 6 級轉(zhuǎn)速，低速檔時40/, 45r/速檔時800 r/235 r/ 電機的轉(zhuǎn)速和功率分別為 1500 r/ 已知主軸的轉(zhuǎn)速分為 12 級，參考文獻 1，可將機床的轉(zhuǎn)速分為高低兩檔，其中高檔最大轉(zhuǎn)速 1800r/ 最 小 轉(zhuǎn) 速 235 r/ 1800/235== 1?z? [1] 當機床處于低速檔時 ,轉(zhuǎn)速范圍 5340= 1?z? ，即? = 1?z 5 ? =已知 45,查標 準數(shù)列表 (見參考文獻 1 第 6 頁 )45,就可每隔六個數(shù)取得一個數(shù) ,得低速檔的 6 級轉(zhuǎn)速分別為 45,67,103,154,230,340 r/ 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 當機床處于高速檔時 , 主軸共有 6級，轉(zhuǎn)速范圍351800=1?z? ，即? = 1?z 5 ? =已知 1800 ,查標準數(shù)列表 (見參考文獻 1第 6頁 ). 從表中找到800, 就可每隔六個數(shù)取得一個數(shù) ,得高速檔的 6級轉(zhuǎn)速分別為 236,354,543,815,1200,1800 r/ 基本參數(shù)確 定后，就可以根據(jù)需要確定具體的傳動方式了，首現(xiàn)確定數(shù)控機床的主傳動方式。數(shù)控機床的主傳動要求傳遞給一定的功率，要求主軸轉(zhuǎn)速可以按加工要求在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)作有級機速，并且要求轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換要迅速可靠，并能滿足壽命要求。 案的選擇 由于整個裝置為級變速，傳動副數(shù)由于結(jié)構(gòu)的限制以 2或 3為合適，即變速級數(shù)和 3的因子 Z= 3?？梢杂袃煞N方案： 方案一 12=2× 3× 2 圖 2軸箱傳動方案 1 傳動齒輪數(shù)目 2×（ 2+3+2） =14。 傳動軸數(shù)目為 4 根。 操縱機構(gòu)較為簡單：兩個滑移齒輪和一個三聯(lián)滑移齒輪，可單獨也可集中操縱。 方案二 12=3× 4 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖 2軸箱傳動方案 2 傳動齒輪數(shù)目 14 個。 傳動軸數(shù)目為 3 根。 兩方案結(jié)構(gòu)非常相似，運用的齒輪數(shù)量相當?shù)桨付?，中間軸上齒輪較多，所承擔負載較大，對軸的剛度剛度要求過高，負載時軸的變形過大影響機床加工的精度。相對來說方案一軸的數(shù)目較多，但結(jié)構(gòu)還是比較清晰，沒根軸上的載荷分配比較均勻，受載時變形較少，有利于提高傳動精度。綜合各方面因素選用方案一較為合適。 級 傳動比的計算 假設(shè)結(jié)構(gòu)如圖： 圖 2動比分配圖 由于已經(jīng)設(shè)計了各軸之間的相對位置關(guān)系，由傳動系統(tǒng)草圖知共有六個傳動比。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 分別設(shè)齒輪 1和齒輪 4之間的傳動比為 14i ,齒輪 2和齒輪 5之間的傳動比為25i,齒輪 8和齒輪 9之間的傳動比為 89i,齒輪 3和齒輪 6之間的傳動比為 36i ,齒輪 7和齒輪 10之間的傳動比為710i,帶輪傳動比為輪帶i。 設(shè)其中25，于所選導軌在不加塑料板時，平均壓強和最大許用壓強都能滿足要求，而當要鑲?cè)胨芰习鍟r許用壓強則 設(shè)計滑行速度為 2m/不能符合要求，則必須對導軌參數(shù)進行重新選擇。 但是對于數(shù)控鉆床來講，工件進給過程中并不受切削力，則加上鑲?cè)胨芰蠈к壈鍟r的平均壓力可以適當?shù)脑黾?，取這種情況下的許用平均壓強在 導軌的平均許用 壓強 選擇導軌符合要求。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 由 ? ????即?在此可確定：令? 不變，則 a=B=重取接觸長度 L，即： aP ?? 00 =? .得 L=求使貼塑料板的導軌平均壓力取 軌面的接觸長度必須取 L=00 或 M P 0 0 3 ???M P 5166 22 ????? 或 M P 15166 22 ????? M P a x ????? M P i n ?????? ? ? ? ? M P m i nm a x ????? 或 M P a x ?????M P i n ?????? ? ? ? ? M P m i nm a x ????? 則各條件符合許用壓力和平均壓力的參數(shù)。 結(jié)構(gòu)與前面的相同。 參數(shù)選擇： H=20 B=70 2 A=400 h=12 b=6（平） 驗算滾動導軌： 對于數(shù)控多工位的鉆床的導軌受力分析為：圖 6 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖 6軸導軌分析圖 （ 1）各外力對 坐標軸取矩： Ｘ軸 ?? 3 0704 0 0 ????? 00????=50 = ????y= （ 2）支反力計算： 各導軌面的支反力分別為 A ???? 3 1 3 ??? 則： ?（ 3）牽引力： 對于鉆床來說， 。 導軌壓強： 按線形分布的導軌壓強： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 F ?a= L=觸強度） 上導軌的寬度基本上等于下導軌的接觸長度。 F ?（根據(jù)工作臺大小和導軌長度 初步確定） M P ?? 或 M P ??M P xM x 2 ????? 或 M P M X 2 ?????? ? M P a x?????????? ? M P a x??????????則各條件符合許用最大壓強和許用平均壓強的參數(shù) 。 進電機的選擇 考慮到傳動精度的提高，選用 阻式步進電機，其最大靜轉(zhuǎn)矩為 4距角為 可計算出絲杠導程為 ． 述 可編程序控制器 （ 寫 是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置。可編程序控制器 是隨著技術(shù)的進步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應多品種 產(chǎn) 1969 年問世以來，雖然至今還不到 40 年，但由于其具有通用靈活的控制性能 以適應各種工業(yè)環(huán)境的可靠性，因此在工業(yè)自動化各領(lǐng)域取得了廣泛的應用。有人將它 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 與數(shù)控技術(shù)、 術(shù)工業(yè)機械人技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的四大支柱。 可編程序控制器在我國的發(fā)展與應用已有 30 多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制器在我國的大規(guī)模應用，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應該是廣大技術(shù)人員努力的方向。 發(fā)展歷程 以及電器為主導，但有笨重的電氣控制系統(tǒng)，可靠性低，在發(fā)現(xiàn)和排除故障的缺點，特別是它連接復雜的，難以改變，適應較差的生產(chǎn)技術(shù)困難 。 1968 年通用汽車公司（ 以車型，以適應不斷更新，不斷變化的生產(chǎn)過程，實現(xiàn)小批量的需求，多品種生產(chǎn)，我希望能有一個新型的工業(yè)控制器，它可以被重新設(shè)計，以盡量減少和控制系統(tǒng)和電氣線路更換，以降低成本，縮短周期。因此，要想象一個電腦功能強大，靈活，多功能和電氣控制系統(tǒng)具有良好的簡單易懂，結(jié)合廉價的優(yōu)勢，共同控制設(shè)備制造，設(shè)備控制過程為導向，面向問題的“自然語言”規(guī)劃，使人們誰不熟悉的電腦可以快速掌握使用。 1969年，數(shù)字設(shè)備公司（ 據(jù)美國通用汽車公司這一要求，是世界上第一個可編程邏輯控制器的 研制成功，并在通用汽車公司的汽車組裝線，盡量取得好成績。自那時以來，該技術(shù)發(fā)展迅速。 早期的可編程控制器唯一合乎邏輯，定時，計數(shù)等順序控制功能，但只以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，通常稱為可編程邏輯控制器（可編程邏輯控制器）。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)， 20世紀中葉， 70微處理器技術(shù)給 增加了算術(shù)運算，數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理功能。 經(jīng)過 80到 20世紀，隨著大型化，大規(guī)模集成電路，幾年如微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，16位和 32位微處理器采用可編程控制器，使 制，不僅 在同一時間增強功能提高了可靠性，功耗，減小體積，降低成本，編程和故障檢測更為靈活方便，而且通信和網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)處理和圖像顯示功能，使 程控制，運動控制，數(shù)據(jù)處理，網(wǎng)絡(luò)通信和一個真正的多功能控制器等功能。 1970到 1980年期間：是 這一階段期間，由于 種類型的順序控制器不斷的出現(xiàn)，但被淘汰的速度也是非常的快。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有 得了市場的認可，得以迅速發(fā)展 原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟， 應用領(lǐng)域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機床、生產(chǎn)線擴展。 1980 到 1990 年期間 普及階段。在這一階段， 生產(chǎn)規(guī)模日益擴大， 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 價格不斷下降， 迅速普及。各 產(chǎn)廠家產(chǎn)品的價格 且形成了固定 I/本單元加擴展塊型、模塊化結(jié)構(gòu)型這三種延續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)模型。 如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 型 K/A 系列中、大型 1990 到 2000 年期間， 高性能與小型化階段。在這一階段，隨著微電子技術(shù)的進步， 功能日益增強， 算速度大幅度上升、位數(shù)不斷增加，使得適用于各種特殊控制的功能模塊不斷被開發(fā)， 外， 體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化 菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 22型 2000年至今： 高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。在本階段，為了適應信息技術(shù)的發(fā)展與工廠自動化的需要， 各種功能不斷進 步。一方面， 繼續(xù)提高 算速度，位數(shù)的同時，開發(fā)了適用于過程控制，運動控制的特殊功能與模塊，使 此同時， 僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入 /輸出設(shè)備，還可以通過各種 總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，為工廠自動化奠定了基礎(chǔ)。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 型 列產(chǎn)品（包括最新的 列產(chǎn)品）， 列中，大型 列產(chǎn)品等。 從當前產(chǎn)品技術(shù)性能來看， 性能的提高兩大方面。 ①體積小型化。電子產(chǎn)品體積的小型化是微電子技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果?，F(xiàn)代 件結(jié)構(gòu)都已經(jīng)與早期的 了很大的不同， ②性能的提高。 能與 I/ 可編程序控制器在我國的發(fā)展 狀況如下： 可編程邏輯控制器和不同的國際化發(fā)展，從研究，開發(fā)，生產(chǎn)和應用可編程控制器的國際發(fā)展，我們的設(shè)備是進口的發(fā)展，從可以可編程控 制器應用，消化移植，聯(lián)合引進生產(chǎn)和廣泛應用?？煞譃橐韵氯齻€階段： ① 基本可編程序控制器 階段（ 70年代末至 80 年代初）的可編程邏輯控制器的國際發(fā)展，在國內(nèi)工程界的極大興趣的首要原因，我國的了解，可編程序控制器的認識開始于 70年代末到 80年代初引進的設(shè)備，當上海寶鋼一期工程的項目數(shù)在十幾個型號引進 200多個可編程控制器成套設(shè)備。對原料的高爐，軋鋼，鋼和其他鋼鐵冶煉加工，整條生產(chǎn)線，取代了傳統(tǒng)的繼電器邏輯系統(tǒng)可編程控制器端子，并部分取代了模擬音量控制和小 寶鋼第一階段，該國的許多廠商紛紛推出具有一個可編程邏 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 輯控制器的應用范圍包括電站，石化，汽車制造，港口，碼頭和其他領(lǐng)域的裝備和生產(chǎn)線的 設(shè)備大部分。它是在對成套設(shè)備引進過程中，我們打開了眼界，結(jié)識了可編程邏輯控制器，這也有助于在我國的發(fā)展到 ② 在可編程控制器應用和消化移植相介紹（ 80年代初至 90年代初） 80年代初以來，隨著改革開放的不斷深入，而成套設(shè)備引進，國外原版可編程控制開始涌入國內(nèi)市場。許多部門和單位引進有自己的 大了其適用范圍擴大到建材，輕工，煤炭，水，食品，制藥，造紙，橡膠和精細化工等行業(yè)。 ③ 進入 90年代的一個發(fā)展階段的 90年代初至今），中國已經(jīng)進入主要表現(xiàn)在以下幾個方面的可編程 邏輯控制器的發(fā)展階段廣泛： 應用領(lǐng)域 比 繼電器控制裝置 高的多 ， 使其應用受到很大的限制。但是在過去的十年中，越來越廣泛的應用 一面，主要的原因是：作為微處理器芯片價格幾個相關(guān)的組件之一顯著下降，使得成本下降的 一方面，大大提高了 功能，還可以解決復雜的計算和通信。 目前在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵，礦山，水泥，石油，化工，電力，機械制造，汽車，處理，造紙，紡織，環(huán)保，娛樂等行業(yè)。 種類 型 ： （ 1） 使用最廣泛的領(lǐng)域， 是用來取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。 單機控制，多組控制，自動生產(chǎn)線控制。例如：塑料機械，印刷機械，包裝機械，造紙機械，機床，研磨，裝配生產(chǎn)線，電鍍線及升降機的控制。 （ 2）運動控制 造商提供了在大多數(shù)情況下，拖動步進電機或伺服電機單或多軸位置控制模塊， 動軸輸出或到目標位置的數(shù)據(jù)。每個軸的位置控制模塊，以維持適當?shù)奈恢煤图铀俣?，以確保平穩(wěn)運動。 （ 3）過程控制 程參數(shù)，例如：溫度、流量、壓力、液位和速度。 一個具有 制能力的 過程控制中某個變量出現(xiàn)偏差時， 變量保持在設(shè)定植上。 （ 4）數(shù)據(jù)處理 在機械加工中， 為主要的控制和管理系統(tǒng)用于 以完成大量的數(shù)據(jù)處理工作。 （ 5） 括主機和遠程通訊的 I / 間， 電腦，逆變器，數(shù)控設(shè)備）的通信。 其它智能控制裝置在 一起，形成了“集中管理，分散控制，“分布式控制系統(tǒng) 。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 我國的應用 雖然中國是在 產(chǎn)相對薄弱，但在 P