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数控铣床传动系统设计

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立式数控铣床进给传动系统设计

立式数控铣床进给传动系统设计

课程设计任务书目录1.概述 (3)1.1技术要求 (3)1.2总体设计方案 (3)2.滚珠丝杠螺母副的选型和计算 (3)2.1主切削力及其切削分力计算 (3)2.2导轨摩擦力的计算 (4)2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (4)2.4滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (5)3.工作台部件的装配图设计 (9)4.滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 (9)4.1滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验 (9)4.2滚珠丝杆螺母副临界转速的校验 (9)4.3滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验 (10)5.计算机械传动系统的刚度 (10)5.1机械传动系统的刚度计算 (10)5.2滚珠丝杠螺母副扭转刚度的计算 (11)6.驱动电动机的选型与计算 (11)6.1计算折算到电动机轴上的负载惯量。

(11)6.2计算折算到电动机轴上的负载力矩 (12)6.3 计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩 (13)6.4选择驱动电动机的型号 (14)7.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (14)7.1确定滚珠丝杠螺母副的精度等级 (14)7.2滚珠丝杠螺母副的规格型号 (15)8. 课程设计总结 (15)9.参考文献 (15)1.概述1.1技术要求工作台、工件和夹具的总质量m=918kg，其中，工作台的质量510kg；工作台的最大行程Lp=600 mm;工作台快速移动速度18000mm/min；工作台采用贴塑导轨，导轨的动摩擦系数为0.15，静摩擦系数为0.12；工作台的定位精度为30μm，重复定位精度为15μm；机床的工作寿命为20000h（即工作时间为10年）。

机床采用主轴伺服电动机，额定功率为5.5kw，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径125mm，主轴转速310r/min。

切削状况如下：数控铣床的切削状况1.2总体设计方案为了满足以上技术要求，采取以下技术方案：（1）工作台工作面尺寸（宽度×长度）确定为400mm×1200mm。

数控铣床的主传动系统及结构

数控铣床的主传动系统及结构
但系统的调速范围与电动机一样，受电动机调 速范围的约束。
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3、调速电动机直接驱动的主传动系统
其优点是结构紧凑，占用空间少，转换频 率高。
但是主轴转速的变化及转矩的输出和电动 机的输出特性完全一致，因而使用受到 限制。
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主轴电机直接驱动
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电主轴
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主轴部件结构
采用钢板焊接结构能够按刚度要求布置肋板的形 式，充分发挥壁板和肋板的承载和抗变形作用。
采用钢板焊接结构床身有利于提高固有频率。
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床身的刚度：
1、肋板结构对床身刚度的影响 合理设计床身的肋板结构，可提高床身的刚度。
2、床身箱体封砂结构 床身封砂结构是利用肋板隔成封闭箱体结构，
将大件的泥芯留在铸件中不清除，利用砂粒 良好的吸振性能，可以提高结构件的阻尼
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12
• 良好的主轴刚度
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a)采用双列圆柱滚子轴承和60º角接触球轴承组合， 此配置形式使主轴综合刚度大大提高，可满足 强力切削的要求，普遍应用于各类数控铣床。
b)前轴承采用高精度调心球轴承，具有较好的高 速性能，主轴最高转速可达4000r／min。但承 载能力小，适用于高速、轻载和精密的主轴部 件。
1、二级以上变速的主传动系统 能够满足各种切削运动的转杂，需要增加润滑及温度控制装 置，成本较高，此外制造和维修也比较困难。
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变速齿轮传动
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2、一级变速器的主传动系统
目前多采用带(同步齿形带)传动装置。
其优点是结构简单，安装调试方便，且在一定 条件下能满足转速与转矩的输出要求。这种 传动方式可以避免齿轮传动时引起的振动与 噪声，适用于低转矩特性要求的主轴

XKA5750数控铣床主传动系统设计

XKA5750数控铣床主传动系统设计

XKA5750数控铣床主传动系统设计数控铣床是一种利用数控技术实现自动加工的机床。

在数控铣床中，主轴传动系统是非常重要的部分，它的设计和性能直接影响到加工的质量和效率。

本文将重点讨论XKA5750数控铣床主传动系统的设计。

主轴传动系统是数控铣床的核心部分，它负责提供主轴的旋转运动。

在设计主轴传动系统时，需要考虑以下几个关键因素：1.主轴驱动方式：主轴传动系统可以采用直接驱动或间接驱动方式。

直接驱动方式将电机直接连接到主轴上，可以提高传动效率和刚性，但也增加了设备成本。

间接驱动方式则采用中间驱动装置，可以提供更高的扭矩输出，适合加工大型和重型工件。

2.主轴转速范围：主轴转速范围决定了数控铣床的加工能力。

一般来说，数控铣床的主轴转速要能够满足不同加工要求的需求，包括高速切削和低速高力矩加工。

3.主轴传动方式：主轴传动系统可以采用带或齿轮传动。

带传动方式结构简单，运行平稳，但传输效率较低，适用于低功率和低转速的场合。

齿轮传动方式转矩传递效率高，适用于高功率和高转速的场合，但噪声和振动较大。

在设计主轴传动系统时，需要根据实际需求综合考虑。

4.主轴刚性和精度：主轴传动系统的刚性和精度直接影响到加工的精度和表面质量。

刚性主要取决于电机选型、传动装置的稳定性和主轴轴承的刚度。

精度则受到主轴轴承精度、传动装置的误差和传感器的精度等影响。

为了确保主轴的刚性和精度，我们可以选择高性能的电机和精密的轴承，并采用优质的传动装置。

同时，还可以配备传感器和控制系统，实时监测主轴的运行状态，确保其稳定性和精度。

总之，XKA5750数控铣床主传动系统的设计需要综合考虑驱动方式、转速范围、传动方式、刚性和精度等因素，以满足不同加工要求。

在设计过程中，需要选择合适的设备和配件，进行系统优化和调试，以达到最佳的加工效果。

数控铣床主传动系统的分析计算与设计

数控铣床主传动系统的分析计算与设计
析 ， 出 了 一些 较 为 适 用 的结 论 ， 介 绍 如 下 。 得 现
常采 用同步带传动方式 ， 也可采用齿轮传 动方式 ， 结构简 单。 对于减速传动 ， 可扩大恒功率 范围和提高主轴扭矩 ， 但扩大
和提高程度有限 ， 或最高转速受 到限制 。 对于升速传动 ， 可获得
高转速 ， 但缩小 了恒功率范围 ， 降低 了低 速扭 矩。
目前这种传动方式很少采用 。 从 以上 介绍可知 ， 种传动方式各有优缺 点 ， 各 关键是 根据
不 同的使用要求选择不 同的传动方式。
ｎ ｍ ｎ 转 速 ｒ ｎ （ ／ ） ｍｉ
１３ 关 于 高低 档 两 段 变速 传 动 方 式 ．
图 １ 无 级 调 速 电 机 特 性 曲线
维普资讯
《 装备制造技术）０ ７ ） ０ 年第 ８ ２ 期
数控铣 床 主传动 系统的分析计算与设计
马祥英 ， 远彬 苏
（ 桂林机床股份有限公司技术 中心 ， 广西 桂林 ５ １０ ） ４ ０ ０
摘要 ： 简要介绍 了数控铣 床及加 工中心 的主传动 系统 的类型和特点 ， 并重点对 两段 变速主传动 变速 系统 的设计参数和特 性参数进行推 导和计算 ， 通过分析这些参数 的相互 关 系 及其对结构和性能的影响 ， 出一些有参 考价值的结论。 得
关键词 ： 传动 系统 ； 功率缺 口； 矩； 扭 减速 比 中图分类号 ： Ｇ５ ７ Ｔ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２ ５ ５ （Ｏ ７Ｏ 一 Ｏ － ３ １ ７ — ４ Ｘ２ Ｏ ）８ Ｏ ４１ ０
主传动系统是铣床传动 系统 的核心环节 。 传统的铣床主传
动系统 采用 有级传动方式 ，其 计算 和设 计方法早 已有详 细论 述 。随着机床技术 的发展 ， 数控铣床和加工 中心的主传 动系统 已普遍采用无级传 动方式 。 尽管一些大 型的机床设计手册对 无 级传动方式 的分析计算 和设计方法已有论 述， 也已形成 一些设 计原则 ，但机械加工对 主轴无级传动系统 的要求多种多样 ， 随 着机床技术 的发展 ， 随着 机床产品设计越来越理性 化 ， 在进 行

基于DSP的开放式数控铣床传动系统设计

基于DSP的开放式数控铣床传动系统设计

Ｄｅ ｉｎ ｆ ｒ ｏ ｅ ｎ ｌ ｎ ｃ ｉ ｅ ｓ ｓｅ ｓｇ ｏ ｐ ｎ ｃ ｃ ｍｉｌ ｇ ｍａ ｈ ｎ ｙ ｔｍ ｉ ｂ ｓ ｄ ｏ Ｐ ａ ｅ ｎ ＤＳ
Ｗ ｕ ｈａｏ １ Ｓ ．ｏｎｇ． ＸＵ ｉ Ｌｅ
２ 进给传 动 系统的 设计计 算
由于数控 机床的进 给运 动是数 字控 制的直 接对 象 ， 加 被 工工件的最终位 置 精度 和轮 廓 精度 都与 进 给运 动 的传动 精 度、 灵敏度和稳定性有关 。因此 ， 在设计传动结构 ， 选用传动零 件时 ， 必须考虑以下几方 面问题 ： 减少运动件的摩擦阻力 ； 提高 传 动精度和刚度 ； 减少各运动零件的惯量 ； 系统要有适度阻尼 ； 稳定性好 、 寿命长 ； 使用维护方便数 控机床进 给系统的结构设 计应便于维护和保 养 ， 最大 限度地 减少维修 工作量 ， 以提高机
ｏ ｏｎｒ ｙ ｔｍ ，ｈ ｓｇｎ ｆ ＣＢ， ｄ ｈｅ ｅ ｉｎ ｏ ｏｔ ｒ ｆｃ ｔ ｓ ｓｅ ｏｌ ｔｅ ｄｅ ｉ ｏ Ｐ ａｎ ｔ ｄ ｓｇ ｆ ｓ ｆ ｗａｅ ｏｎ ＰＣ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒｓ：ＤＳＰ；ｃ ｃ ｍｉｉｇ ｍａ ｈｎ ｄ ｎ ｌｎ ｃ ｉｅ；ｓ ｍ ；ｍａ ｈｎ ｏ ｌ ｃ ｃ ｉｅ ｔｏ
Ｓ：Ｗ ＸＬ
（） １
Ｏ 引 言
工业化的技术基 础是 机床 的应 用 ， 机床 的灵魂 是控 制 系 统 ， 中最 广 泛 使 用 的是 数 控 技 术 。 早 期 的 数 控 系 统 是 一 个 其 封闭的系统 ， 功能在出厂以前 已经设 定好 ， 使用者无法 简单地 对其进行二次修 改， 但是 随着 Ｐ ｃ机 的发展 ， 打破 了专 用运动 控 制 单 元 一 统 天 下 的 局 面 ， 相 对 于 封 闭 系 统 的 有 点 在 于 面 它 向用户 ， 用户能进行二次开发 ， 所以效率升高 ， 成本 降低 。本次

立式数控铣床工作台进给传动系统的设计

立式数控铣床工作台进给传动系统的设计

立式数控铣床工作台进给传动系统的设计数控铣床是一种通过控制系统对工具进行运动控制并对工件进行加工的机床。

在数控铣床中，工作台的进给传动系统起着关键的作用，影响着工作台的移动速度、精度和稳定性。

因此，对于立式数控铣床工作台（X 轴）进给传动系统的设计至关重要。

一、选用合适的传动方式在传动系统的设计中，首先需要选择合适的传动方式。

常见的传动方式有蜗轮蜗杆传动、滚珠丝杠传动和直线导轨传动等。

这些传动方式各有优缺点，需要根据具体的工作要求和预算来选择。

例如，蜗轮蜗杆传动可以提供较大的传动比，适用于高速和高精度的加工，但成本较高。

滚珠丝杠传动具有高速、高精度和较低的摩擦损耗，是一种常用的传动方式。

直线导轨传动具有高刚性和稳定性，适用于大型铣床。

二、优化传动结构为了提高传动效率和减少传动误差，传动结构的设计也非常重要。

例如，在滚珠丝杠传动系统中，应根据实际需求选择合适的导程和螺旋角，以确保工作台的移动速度和加工精度。

同时，应优化螺杆的预紧力和润滑方式，以减少传动误差和磨损。

另外，还可以采用双螺杆传动或多点支撑的方式，提高传动刚性和稳定性。

三、加强系统的刚性和稳定性立式数控铣床工作台（X轴）进给传动系统必须具有足够的刚性和稳定性，以保证加工精度和表面质量。

可以通过增加横梁的强度、加大导轨和导轨座的尺寸、合理布置压板和紧固件等方式来增强系统的刚性。

同时，还可以通过使用高精度的轴承和精密的配合来减小系统的摩擦和间隙，提高系统的稳定性。

四、选择适当的驱动和控制系统立式数控铣床工作台（X轴）进给传动系统的驱动和控制系统也需要根据实际需求来选择。

可以选择伺服电机驱动系统，通过与编码器和控制器的配合，实现精确的位置控制和速度调节。

另外，还可以选择闭环步进电机驱动系统，具有简单、易用和成本低的优势。

需要根据加工要求和预算来选择适当的驱动和控制系统。

总之，立式数控铣床工作台（X轴）进给传动系统的设计对于加工质量和效率至关重要。

立式数控铣床工作台进给传动系统的设计

立式数控铣床工作台进给传动系统的设计

立式数控铣床工作台进给传动系统的设计首先，立式数控铣床的工作台（X轴）进给传动系统需要具备高精度、高刚性和高可靠性的特点。

因此，在设计中需要选择合适的传动方式和传动元件，并进行系统的优化设计。

传动方式有很多种，如直线导轨传动、滚珠丝杠传动、齿轮传动等。

根据立式数控铣床的特点和要求，一般采用滚珠丝杠传动。

滚珠丝杠传动具有传动精度高、刚性好、反应灵敏等特点，适用于高精度的数控铣床。

滚珠丝杠的选择需要考虑工作台（X轴）的负载、速度和精度要求。

一般来说，工作台负载越大，所需密封循环滚珠丝杠的精度越高；而速度越高，所需螺帽的刚性越大。

因此，在设计中需要根据具体要求选择合适的滚珠丝杠规格。

在滚珠丝杠传动系统中，螺帽是受力最大的部件，因此螺帽的设计也是很关键。

螺帽需要具备良好的刚性和耐磨性，以保证传动的稳定性和寿命。

一般来说，尽量选择存在预紧力的预紧螺帽，以减小螺母的游隙，提高传动的精度。

除了滚珠丝杠传动外，还可以考虑结合其他传动方式，如伺服电机等。

伺服电机作为传动设备的一种，能够实现精确的位置控制和高速运动。

在设计中，可以选择合适的伺服电机，并进行精确的校准和调试，以实现更高的工作精度和效率。

此外，还需要考虑工作台（X轴）进给传动系统的润滑方式。

对于滚珠丝杠传动系统，需要进行润滑和维护，以减小运动阻力和摩擦损失。

一般来说，采用中空滑道和滚珠滚道的润滑方式，可以提高传动的平稳性和寿命。

总之，立式数控铣床工作台（X轴）进给传动系统的设计需要根据具体要求选择合适的传动方式和传动元件，并进行系统的优化设计。

通过合理的设计和选择，可以提高机械性能和工作精度，满足不同加工要求。

同时，对传动系统的润滑和维护也需要重视，以保证系统的可靠性和寿命。

经济型数控铣床主传动及进给传动结构及控制系统设计

经济型数控铣床主传动及进给传动结构及控制系统设计

摘 要科学技术的不断发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高要求。

机械 加工工艺过程的自动化是实现上述要求的最主要的措施之一。

它不仅提高产品的质 量、提高生产效率、降低生产成本、还能够大大改善工人的劳动条件。

大批量的自 动化生产广泛采用自动机床、组合机床和专用机床以及专用自动生产线，实行多刀、 多工位同时加工，以达到高效率和高自动化。

但这些都属于刚性自动化，在面对小 批量生产时并不是适用，因为小批量生产需要经常变化产品的种类，这就要求生产 线具有柔性。

而从某种程度上说，数控机床的出现正是很大的满足了这一要求。

数 控铣床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。

数控装置的 作用是把控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。

也就是通过计算 机控制铣削。

数控技术是现代制造技术的基础。

它综合了计算机技术、自动控制技 术、自动检测技术和精密机械等高新技术，因此广泛应用于机械制造业。

数控机床 替代普通机床，从而使得制造业发生了根本性的变化，并带来了巨大的经济效益。

可以预见，高级自动化技术将进一步证明数控机床的价值，并且正在更为广阔的开 拓着数控机床的应用领域。

关键词：自动机床，经济型铣床，步进电机，滚珠丝杠副，数控机床ABSTRACTThe continuous development of science and technology, mechanical products, and productivity of the quality of the increasing number of requests. The automation of the process to achieve the above requirements. It not only improves product quality, increase productivity, reduce production costs, but also can greatly improve the working conditions of workers. Large­scale automated production, the widespread use of automatic machines, machine tool and special machine tools and automatic production lines, while the implementation of multi­tool, multi­bit processing in order to achieve high efficiency and degree of automation. These are rigid automation in the face of small batch production, it is not suitable for small batch production, is often necessary to change the type of product, which requires a flexible production line. But to a certain extent, the CNC machine tool is a great meet this requirement. The general control of the media, and numerical control device, the servo system of the CNC milling machine, the body composed of four parts. The numerical control device to control the media, the role of CNC equipment, servo system, four components of the Machine Tool. It is computer­controlled milling machine. CNC technology is the basis of modern manufacturing technology. It combines computer technology, automatic control technology, automatic detection technology, precision machinery and high­tech, it is widely used in machinery manufacturing industry. Instead of general machine tools, CNC machine tools, the manufacturing sector to produce fundamental change, and bring huge economic benefits. It is foreseeable that advanced automation technologies will further demonstrate the value of CNC machine tools, CNC machine tool applications open up a broaderKey words: automatic machine, economic type milling machine, Stepping Motor, Ball Screws目 录1 绪论 (1)1.1 选题目的及其意义 (1)1.2 文献综述 (1)1.3 设计任务 (2)2 总体方案的确定 (4)2.1 机械传动部件的选择 (4)2.2 控制系统的设计 (4)3 机械传动部件的计算与选型 (5)3.1 导轨上移动部件的重量估算 (5)3.2 铣削力的计算 (5)3.3 直线滚动导轨副的计算与选型 (5)3.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (6)3.5 同步带的计算与选型 (11)3.6 步进电动机的计算与选型 (13)3.7 主轴部件的计算与选型 (16)4 机械标准件的选型与校核 (23)4.1 销连接的选型与校核 (23)4.2 联轴器的选型与校核 (23)4.3 轴承的分类及选用 (25)4.4 键的分类及选用 (28)5 微机控制系统的设计 (29)5.1 微机控制系统组成及特点 (29)5.2 微机控制系统设备介绍 (29)参考文献 (33)致 谢 (34)1 绪论1.1 选题目的及其意义本课题来源于基本的工程实际应用，数控机床是机电一体化产品中应用教广泛的一 个方向，数控铣床是数控机床中使用最多的机床之一，随着中国工业化进程的推进，数 控机床在生产实践中的应用会更加的普及，考虑到数控机床的构造相对复杂，因此以经 济型数控机床为入口，对该设备进行研究。

X52K型数控铣床主传动系统的运动设计

X52K型数控铣床主传动系统的运动设计

摘要由于我们所学的专业是机械设计制造及其自动化，为了能够体现该专业的优越性，本次设计的主导思想是用电器控制机械加工，使机械和设计紧密地结合起来。

此次毕业设计课题是：简易数控铣床的设计。

在这次毕业设计中，我一面着手搞好这次毕业设计，一面又有计划地复习前面所学过的基础知识。

从而使我对以前的基础知识掌握得更牢固，而且培养了我解决问题的能力。

在这次毕业设计中，我紧扣设计题目，查阅有关技术资料，并在老师的指导和帮助下，完成了数控铣床的设计及相关的电器控制。

但由于本人能力、水平有限，仍存在着一些错误，希望老师给予批评指正。

最后，我在此向在本次设计中付出了辛勤劳动的指导老师表示由衷的谢意。

关键词：机械加工；电器；数控铣床AbstractDue to our major is electromechanical integration, in order to be able to reflect the professional superiority, the design guiding ideology is to use the electric control mechanical processing, make the mechanical and electrical closely together.In the graduation design, while I begin does well this graduation design, the front side and systematically review learned the basic knowledge. Thus the basic knowledge of before I acquire firmer, and developed my ability to solve problems.In the graduation design, I gripping design topic, consult relevant technical data, and the teacher's guidance and help, completed the CNC milling machine design and relevant electric control. But because I ability, limited ability, still has some mistakes, hope the teacher to give animadversion correct.Finally, I am here to in this design worked hard labor guide teacher say a word of hearty thanks.Keywords:mechanicalprocessing;electric;CNC milling machine目录摘要 (I)Abstract (II)绪论1 X52K型数控铣床主传动系统的运动设计 ................................. 错误！未定义书签。

XK5032数控立式铣床总体及纵向进给传动机构设计

XK5032数控立式铣床总体及纵向进给传动机构设计

题目:XK5032数控立式铣床总体及纵向进给传动机构设计姓名专业班级指导教师完成日期XK5032数控立式铣床总体及纵向进给传动机构设计【摘要】在国际贸易中，很多发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润主要电机出口产品。

世界贸易强国在进行国内机电产品贸易的同时，把高技术的机电产品出口打入国际市场，作为发展出口经济的重要战略措施，数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。

数控铣床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置。

【关键词】数控机床；发展趋势；智能化；柔性化ABSTRACTIn international trade,many centuries view digital lathesare as hi-techvalue-addsand profitable exports.Digital lathesare expensive mechanical and electrical products.The powerful trade nations export hi-texh mechanical snd electrical productsto the world market whiledoing such business at home ,Which is now an important strategy of develop-ing their export economy.Key words digital lathe ; development tendency; intelligence; tenderness目录1主运动系统设计......................................................... ３1.1传动系统设计......................................................... ４1.1.1参数的拟定：................................................... ４1.1.2传动结构或结构网的选择......................................... ４1.1.3转速图拟定..................................................... ６1.1.4齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制............................... ８1.2传动件的估算与验算................................................. １１1.2.1、传动轴的估算和验算......................................... １１1.2.2、齿轮模数的估算与验算....................................... １４1.3展开图设计......................................................... １８1.3.1、结构实际的内容及技术要求................................... １８1.3.2、齿轮块的设计............................................... １９1.3.3、传动轴设计................................................. ２１1.3.4 主轴组件设计............................................... ２４1.４制动器设计......................................................... ２８2 进给系统的设计与计算................................................. ２８2.1设计方案的确定..................................................... ２８2.2 机械部分设计与计算................................................. ２８2.2.1纵向进给系统的设计与计算 .................................... ２８2.2.2横向进给系统的设计与计算 .................................... ３５2.2.3 垂直方向进给系统的设计与计算................................ ４１3控制系统设计......................................................... ４８3.1绘制控制系统结构框图............................................... ４８3.2.选择中央处理单元（CPU）的类型...................................... ４９3.3存储器扩展电路设计................................................. ４９3.3.1.程序存储器的扩展............................................ ４９3.3.2、数据存储器的扩展........................................... ５０3.４I/O接口电路及辅助电路设计....................................... ５０3.4.1. I/O接口电路设计........................................... ５０3.4.2. 步进电机接口及驱动电路....................................... ５１3.4.3. 其他辅助电路................................................. ５２参考文献............................................................... ５３致谢................................................................. ５３附录................................................................. ５４引言装备制造业是国民经济的基础支柱产业，而机械装备制造业又是其中的基础，其为制造工具提供了来源，因此改善生产效率，提高产品的质量就要从基础根源抓起，其中铣刀在其中就扮演重要的角色，因此研究铣刀就是一个重要环节。

立式数控铣床主传动系统的设计

立式数控铣床主传动系统的设计

立式数控铣床主传动系统的设计
立式数控铣床主传动系统一般采用电机驱动直接带动铣刀进行加工。

其设计应满足以下要求：
1. 动力匹配：根据铣削工艺要求选用适合的电机型号和规格，保证动力匹配，满足加工的需要。

2. 传动系统：主传动系统应采用独立的齿轮或皮带传动机构，带有润滑装置，以确保系统的可靠性和寿命。

3. 变速系统：针对不同的加工工艺，应设计带有变速机构的传动系统，以便根据不同的铣削要求调节加工速度和进给速度。

4. 控制系统：为了实现数控操作，主传动系统应与控制系统配合，实现快速、精确、稳定的加工操作。

5. 安全装置：为了确保操作人员的安全，主传动系统应配备过载保护和紧急停车装置。

综合以上几点，我们可以设计出一个可靠、精确、高效的立式数控铣床主传动系统。

XKA5750数控铣床主传动系统设计

XKA5750数控铣床主传动系统设计

XKA5750数控铣床主传动系统设计摘要本文介绍了XKA5750立式数控铣床的一些基本情况，简述了机床主传动系统方面的原理和类型，分析了各种传动方案的机理。

XKA5750立式数控铣床主传动系统包括主轴电动机、主轴传动系统和主轴组件三部分。

本文详细介绍了立式数控铣床主传动系统的设计过程，该立式数控铣床主轴变速箱是靠齿轮进行传动的，传动形式采用集中式传动，主轴变速系统采用多联滑移齿轮变速。

齿轮传动具有传动效率高，结构紧凑，工作可靠、寿命长，传动比准确等优点。

文中介绍了立式数控铣床主传动系统各种传动方案优缺点的比较、主传动方案的选择和确定、主传动变速系统的设计计算、主轴组件的设计、轴承的选用基润滑、关键零件的校核、以及主轴电动机的控制等设计过程。

关键词：数控铣床，主传动系统，主轴组件The main drive system design of XKA5750 CNC milling machineAuthor:Han LiguoTutor:Yan CunfuAbstractThis paper introduces some basic situations of the XKA5750 vertical CNC milling machine, briefly discusses the principles and types about spindle driving system of machine tool and analyzes the mechanism of various transmission scheme. The main driving system of XKA5750 CNC milling machine includes three parts that is spindle motor, spindle driving system and spindle components. This paper describes the main driving system design process of the XKA5750 CNC milling machine in detail. The spindle gearbox of this vertical CNC milling machine is driven by gear, and the driving mode adopts a centralized transmission, the spindle speed system uses multi sliding gear transmission. The advantages of gear drive are high transmission efficiency, compact structure, reliable, long life and accurate transmission ratio and so on. This paper compares the advantages and disadvantages of the various transmission scheme for vertical CNC milling machine system, introduces the selection and identification of main drive program, gearshift design and calculation of the main drive, the design of the spindle components, the selection and lubrication of the bearing, verification of critical parts, and the control of spindle motor, and so on.Key words：CNC milling machine, spindle driving system, spindle components目录1 绪论 (1)1.1我国数控机床的发展现状 (1)1.2课题提出的意义和目的 (2)2 XKA5750数控铣床主传动系统方案的确定 (3)2.1数控铣床主传动系统简介 (3)2.2对数控铣床主传动系统的要求 (3)2.3主传动的类型及方案选择 (4)3 主传动变速系统主要参数计算 ........................................................ 错误！未定义书签。

XK5040数控铣床主传动系统设计

XK5040数控铣床主传动系统设计

大学课程设计说明书题目：数控铣床主传动系统设计目录第一章概述 (1)1.1设计要求 (1)第二章主传动系统设计 (2)2.1计算转速的确定................................................... 错误!未定义书签。

2.2变频调速电机的选择........................................... 错误!未定义书签。

2.3传动比的计算....................................................... 错误!未定义书签。

2.4齿轮副齿数确定................................................... 错误!未定义书签。

2.5主轴箱传动机构简图........................................... 错误!未定义书签。

2.6转速图拟定........................................................... 错误!未定义书签。

2.7传动轴的设计 (2)2.7.1各轴计算转速 (5)2.7.2各轴功率和扭矩的计算 (5)2.7.3扭转角的选择 (6)2.7.4各轴直径的估算 (7)2.7.5主轴轴颈尺寸的确定 (7)2.7.6主轴最佳跨距的选择 (8)2.8齿轮的设计 (10)2.8.1材料和热处理工艺 (10)2.8.2初步计算齿轮的模数 (10)2.8.3齿轮宽度确定 (11)2.8.4中心距的确定 (11)2.8.5直齿圆柱齿轮的应力验算 (12)总结 (16)参考文献 (17)第一章概述1.1设计要求机床类型：数控铣床满载功率4KW，最高转速2250rpm,最低转速40rpm 变速要求：无级变速进给传动系统设计：行程1500，最低速度0.001mm/r，最高速度0.5mm/r，最大载荷4500N，精度±3μm第二章主传动系统设计1.设计要求2.电机的选取2.1计算转速的确定机床主轴的变速范围：R n=n maxn min，且：n max=2250rpm, n min=40rpm所以：R n=225040=56.25根据机床的主轴计算转速计算公式：n j=n min R n0.3得：n j=40х56.250.3=134.0rpm，选：n j=134rpm2.2主轴转速图的确定因为T max=9550P maxn j=9550×4134=285.07（N·m）T min=9550P maxn max=9550×42250=16.98（N·m）则主轴的功率转矩特性图如下主轴的功率转矩特性2.3确定电机功率图初步给定 i1=1，i2=4画出如粉红线电机功率图进而确定最佳传动比 i2=4.66画出如黑线电机功率图综合如下图：2.4确定电机的功率：P0因为：P x=n xn0又：P x≥4kw即取：P x=4kw×P0时，得4=556.7×1.331500得P0=8.1kw根据电机标称功率的系列选择：标称功率为P0=11kw=1.36此时电动机过载系数λ=118.1此时将传动比i2=4.66修正为i2=4.5，此时如下图因此选用上海皓天电机制造有限公司YVF2-160M-4 变频调速三相异步电动机，连续输出功率为11kw，售价2330元人民币。

数控铣床的主传动系统及结构

数控铣床的主传动系统及结构
数控铣床的冷却系统包括刀具冷却和主轴冷却，用于降低刀具 和主轴的温度，提高加工精度。
排屑系统
排屑系统将数控铣床加工过程中产生的切屑排出机床，保证加 工质量和安全。
防护系统
防护系统可以防止数控铣床在加工过程中受到外界干扰和损坏 。
05
数控铣床的结构优化及改 进建议
提高机床的刚度
总结词
机床的刚度是衡量机床稳定性和精度的重要指标，提高机床的刚度有助于提高加工精度和降低机床的 振动。
，也可以有效降低生产成本。
06
数控铣床的应用与发展趋 势
数控铣床的应用范围
航空制造
数控铣床可用于飞机发动机的制造，精确控制发动机的尺寸和形 状，提高制造效率。
汽车制造
数控铣床广泛应用于汽车零部件的加工，能够实现高效、高精度 的批量生产。
模具制造
数控铣床可用于模具的制造和修复，满足模具的高精度、高强度要 求。
防护装置
数控铣床的防护装置需考虑安全防护、防止噪音和灰尘等方面，常见的有防护罩、隔音棉等。
04
数控铣床的传动系统设计
主轴传动系统的设计
直流电机驱动
直流电机具有优良的调速性能和启动性能，常用于数控铣床的主 轴驱动。
交流电机驱动
交流电机结构简单、维护方便，在数控铣床中也有广泛应用。
伺服电机驱动
伺服电机具有高精度、高响应的特点，适用于要求高精度控制的 数控铣床。
机械主传动系统采用机械变速箱和主轴组合实现主运动，具有结构简单、维 护方便等优点，但调速范围有限。
电主传动系统
电主传动系统采用电机直接驱动主轴实现主运动，具有调速范围广、响应速 度快等优点，但需要配置相应的控制系统。
03
数控铣床的结构
床身结构

数控铣床进给传动系统的智能化设计

数控铣床进给传动系统的智能化设计
３ ２推理机 ．
４ ２结 果分析 与调整 ．
所有计算 步 骤 完 成 以后 ， 系统 对最 后 结果 进 行 稳 定
性、 快速响应特性和精度要求进行分析， 并得到量化的分
析结 果 ， 图 ５ 示 。如 果所 得到 的分 析结 果 不能满 足要 如 所
求， 用户 可 以进 行相 应 的调 整 ， 图 ６所 示 。调整 界 面列 如 举 了各项性 能指标 相 关联 的设计 参 数 ， 用户 调 整后 ， 系统
３ 态 全 数埘 － 安系 （ 静
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图５ 中间结果输 出 图６ 系统稳定性调整窗 口
对 于程序源 代码形 式的知识 ， 由于存 在于 ＶｓａＢ ｓ ｉ ｌ ａｃ ｕ ｉ 程 序代码 里面 ， 以要 进行 判断和 推理可 以运用 内部 的条 所 件 分支结 构实现 ， 例如 Ｓｌ ｔ ａ 结构 和 ＩＴ ｅ 结 构等 。 ｅｃＣｓ ｅ ｅ ｆ ｈｎ
２工作台负载惯量Ｊ 十关参数 ｔ ． ３Ｂ ａ 、工作台长度ｔ 一 阿 （ ） ｂ 、工作台宽度。 一 （ 同 ） ｃ ，滚珠垒杠寻程。 —一 （ ）
对于数 据库形 式存储 的知识 ， 由于 数据 库存 在 于 Ｖｓ ｉ — ｕｌ ａｉ源代码 以外 ， 以必须通 过一 定 的方式 进 行协 调 ａ Ｂｓ ｃ 所

XKA5750数控铣床主传动系统设计

XKA5750数控铣床主传动系统设计

XKA5750数控铳床主传动系统设计毕业设计说明书第I页摘要本文介绍了XKA5750立式数控铳床的一些基本情况，简述了机床主传动系统方面的原理和类型，分析了各种传动方案的机理。

XKA5750立式数控铳床主传动系统包括主轴电动机、主轴传动系统和主轴组件三部分。

本文详细介绍了立式数控铳床主传动系统的设计过程，该立式数控铳床主轴变速箱是靠齿轮进行传动的，传动形式釆用集中式传动，主轴变速系统采用多联滑移齿轮变速。

齿轮传动具有传动效率高，结构紧凑，工作可靠、寿命长, 传动比准确等优点。

文中介绍了立式数控铳床主传动系统各种传动方案优缺点的比较、主传动方案的选择和确定、主传动变速系统的设计计算、主轴组件的设计、轴承的选用基润滑、关键零件的校核、以及主轴电动机的控制等设计过程。

关键词：数控铳床，主传动系统，主轴组件毕业设计说明书第II页The main drive system design of XKA5750 CNC milling machineAuthor:Han Liguo Tutor:Yan CunfuAbstractThis paper introduces some basic situations of the XKA5750 vertical CNC milling machine, briefly discusses the principles and types about spindle driving system of machine tool and analyzes the mechanism of various transmission scheme・ The main driving system of XKA5750 CNC milling machine includes three parts that is spindle motor, spindle driving system and spindle components・ This paper describes the main driving system design process of the XKA5750 CNC milling machine in detai1・ The spindle gearbox of this vertical CNC milling machine is driven by gear, and the driving mode adopts a centralized transmission, the spindle speed system uses multi sliding gear transmission・ The advantages of gear drive are high transmission efficiency, compact structure, reliable, long life and accurate transmission ratio and so on. This paper compares the advantages and disadvantages of the various transmission scheme for vertical CNC milling machine system, introduces theselection and identifiedtion of main drive program, gearshift design and calculationof the main drive, the design of the spindle components, the selection andlubrication of the bearing, verification of critical parts, and the control of spindle motor, and so on.Key words： CNC milling machine, spindle driving system, spindle components毕业设计说明书第III页目录1绪论......................................................................................................................................... 11.1我国数控机床的发展现状............................................................................ ..................... 1 1.2课题提出的意义和目的............................................................................ ........................ 2 2 XKA5750数控铳床主传动系统方案的确定....................................................................... 3 2. 1 数控铳床主传动系统简介............................................................................ ..................... 3 2.2对数控铳床主传动系统的要求............................................................................ ............ 3 2.3主传动的类型及方案选择............................................................................ ..................... 4 3主传动变速系统主要参数计算......................................................... 错误！未定义书签。

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数控铳床传动系统设计学院：—机械工程学院—专业：—机械维修及检测技术教育班级：= __________________学号：_________姓名：目录第一章立式数控铣床工作台（X轴）设计 (1)1.1概述 (1)1.2设计计算 (2)1.3滚珠丝杆螺母副的承载能力校验 (12)1.4传动系统的刚度计算 (14)1.5驱动电动机的选型与计算 (17)1.6机械传动系统的动态分析 (20)1.7机械传动系统的误差计算与分析 (21)1.8确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (23)第二章数控机床控制系统设 (25)2.1设计内容 (25)总结与体会 (32)参考文献 (33)第一章立式数控铳床工作台（X轴）设计1.1概述1.1.1技术要求工作台、工件和夹具的总重量m=860kg （所受的重力W =8600N,其中，工作台的质量m o=460kg （所受的重力W o=4600N ；工作台的最大行程L p=560mm工作台快速移动速度V max=15000 mm min;工作台采用滚动直线导轨，导轨的动摩擦系数u=0.01,静摩擦系数u0=0.01 ;工作台的定位精度为25um，重复定位精度为18 um；机床的工作寿命为20000h（即工作时间为10年）。

机床采用伺服主轴，额定功率p E=5.5kw，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径D=100mm主轴转速n=280「/min，切削状况如表2-1所示。

表2-1数控铣床的切削状况1.1.2总体方案设计为了满足以上技术要求，采取以下技术方案。

（1） 对滚珠丝杠螺母进行预紧； （2） 采用伺服电动机驱动；（3） 采用锥环套筒联轴器将伺服电动机与滚珠丝杆直连; （4） 采用交流调频主轴电动机，实现主轴的无级变速。

1.2设计计算 1.2.1主切削力及其切削分力计算（1）计算主切削力F Z 。

根据已知条件，采用端面铣刀在主轴计算转速下进行强力切 削（铣刀直径D=100m ）时，主轴具有最大扭矩，并能传递主电动 机的全部功率。

此时，铣刀的切削速度为若主传动链的机械效率 m=0.8，按式F z 二m P E 103可计算主切v削力F Z :F z二103 二 0.8 5.510— 2993.20NV1.47（2）计算各切削分力根据《数控技术课程设计》表2-1可得工作台纵向切削力F i 、v J Dn60 33.14 100 10- 280 60二 1.47m/s横向切削力F c和垂向切削力F v分别为F =0.4=一0.4 2993.2N =1197.2NF c = 0.953, 0.95 2993.2N = 2843.5NF v = 0.553, 0.55 2993.2N =1646.2N表1---2 工作台工作载荷与切向铣削力的经验比值1.2.2导轨摩擦力的计算（1）按《数控技术课程设计》（2-8a）式计算在切削状态下的导轨摩擦力F.i。

F c、F v---主切削力的横向切削分力（N）和垂向切削分力（N；W---坐标轴上移动部件的全部重量（包括机床夹具和工件的重量，N）；J---摩擦系数,对于帖塑导轨，1=0.15 ;对于滚动直线导轨，」=0.01，本设计为滚动导轨，取=0.01 ；f g---镶条紧固力（N ,查《数控技术课程设计》表2-3得镶条紧固力f g =75N ,则F」=・i(W f g F c F v)= 0.01 (8600 75 2843.541646.26) =130.901表2-3镶条紧固力推荐值（2）按《数控技术课程设计》（2-9a ）式计算在不切削状态下的导轨摩擦力F.0和导轨静摩擦力F0Fv」°(W f g)二0.01 (8600 75N- 86.7NF^，0（W f g）二0.01 （8600 75）N 二86.75N1.2.3计算滚珠丝杆螺母副的轴向负载力（1）按《数控技术课程设计》（2-10a ）式计算最大轴向负载力F amaxF amax 二R F — 1197.28 130.90N 二1328.18N（2）按《数控技术课程设计》（2-11a ）式计算最小轴向负载力F aminF amin 二F.0 二86.75N1.2.4滚珠丝杆的动载荷计算与直径估算1）确定滚珠丝杆的导程根据已知条件，取电动机的最高转速n max = 1500r/min ，贝S 由 《数控技术课程设计》（2-16a ）式L oV max 得: in max2）计算滚珠丝杆螺母副得平均转速和平均载荷（1）估算在各种切削方式下滚珠丝杆的轴向载荷。

将强力切削时的轴向载荷定为最大轴向载荷 F amax ，快速移动和 钻镗定位时的轴向载荷定为最小轴向载荷 F amin 。

一般切削（粗加工） 和精细切削（精加工）时，滚珠丝杆螺母副的轴向载荷 F 2、F 3分别 可按下列公式计算：F 2 二 F amin ' 20%F amax ， F 3二 F amin 5%F amax并将计算结果填入表2-4表2-4数控铣床滚珠丝杆的计算V max0 -in max^000mm = 10mm 1 1500(2)计算滚珠丝杆螺母副在各种切削方式下的转速n in 1=0 =——°.6 _ r / min = 60 r / min L o 10 10_3V2n2 r / min = 80r /minL o 0.810 10’v3 1n3 3 r / min 二100r / minL。

10X0“4 = V4工15』r / min 工1500 r / minL°10汇10(3)计算滚珠丝杆螺母副的平均转速n m——ni +——n2 +...+ 丄^n nq1 qqn m 二100 1F23 2——...F n3 n一110 30 50 10= ( 60 80 1 00 1 500)/mi n=230/mi n100 100 100 100=(1328.18,————352.39 ————153.16,————86.75(4)按式F m 二3 F13 n1 q1n q2 n q n计算滚珠丝杆螺母n m 100 n m 100 n m 100副的平均载荷F m。

得F m = F13 n1 q1F23 n2q2 +.F3 n n q nn m100 n m100 " n m 10060 2 30 10 1 00 80 2 30 30 1 0010 23 53115002311=405.94N125确定滚珠丝杆预期的额定动载荷C am(1)按预定工作时间估算。

查表2-5得载荷性质系数仏=1.3。

已知初步选择的滚珠丝杆的精度等级为2级，查表2-6得精度系数f a =1。

查表2-7得可靠性系数f c 二0.44，贝SC am「60 n m L h100 f a cJ ------ f--------V405.94 1.二3 60 230 20000 N = 7808.88 NX 3100 1 0.44表2-5 载荷性质系数f w表2-6 精度系数f a表2-7 可靠性系数f c(2)因对滚珠丝杆螺母副将实施预紧，所以可估算最大轴向载荷查表2-8得欲加动载荷系数f e二4.5，贝SC a—f e F ama 二4.5 1328.18 N 二5976.81 Nx表2-8欲加动载荷系数f(3)确定滚珠丝杆预期的额定动载荷C a m取以上两种结果的最大值，即C am = 7808.88 N1.2.6按精度要求确定允许的滚珠丝杆的最小螺纹底经d2m(1 )根据定位精度和重复定位精度的要求估算允许的滚珠丝杆的最大轴向变形。

已知工作台的定位精度为25」m,重复定位精度为18」m,根据公式:ma^ (1/5 ~ 1/4 )定位精度5和、.max=(1/3~1 /2)重复定位精度以及定位精度和重复定位精度的要求，得、max2 =(1/5~1/4) 25)m = (5~6.25))m必max1 = (1/ 3 ~ 1/ 2) 18」m=(6~9)」m ,取上述计算结果的较小值，即、隔=5皿。

(2)估算允许的滚珠丝杆的最小螺纹底经d2m。

本机床工作台(X)轴滚珠丝杆螺母副的安装方式拟采用两端固定式。

滚珠丝杆螺母副的两个固定支承之间的距离为L=行程+安全行程+2X 余程+螺母长度+支承长度~( 1.2 ~1.4 )行程 + (25〜30) L oL = 1.4 行程 3OLo-(14560 30 10)mm - 1084mm又F °=86.75N ,由式得1.2.7初步确定滚珠丝杆螺母副的规格型号根据计算所得的L 0、C am 、d 2m ，初步选择FF 型内循环垫片预紧 螺母式滚珠丝杆螺母副FF3210-3,其公称直径d 0、基本导程L 0、额 定动载荷C a 和丝杆底径d 2如下：d 0 =32mm L 0 =10mmC a二 25.7kN C am二 7.81kNd2二 27.3 mm d ?” = 5.35 mm故满足式C a 一 C am ，d 2 一 d 2m 的要求。

1.2.8确定滚珠丝杆螺母副的预紧力F pF P= 1F amax= 11328.18 N 二 442.73 N3 386.75 1084 \ 5=5.35mm=0.039129计算滚珠丝杆螺母副的目标行程补偿值和预拉伸力(1)计算目标行程补偿值(1)按式j = ■ tL u =11. ：tL u lO^mm计算目标行程补偿值门其中：.t ---目标行程补偿值(mm)；A t---温度变化值(°C)，一般情况下为2~3°C ；:---丝杆的线膨胀系数(1/ °C)，一般情况下为11 10」/°C;L u ---滚珠丝杆副的有效行程(mm)。

已知温度变化值t =2°C，丝杆的线膨胀系数：一11 10»/°C，滚珠丝杆副的有效行程L u二工作台行程安全行程•2余程•螺母长度二(560100 2 20 146) mm = 846 mm故二: tL =11 2 846 10 mm二0.02mmt u t _6t⑵ 按式F =1.8「td2计算滚珠丝杆的预拉伸力F。

已知滚珠丝杆螺纹底径d2 -27.3mm,滚珠丝杆的温度变化值：t =2°C，则tF =1.81 地=1.81 2 27.32N =2712.86N1.2.10确定滚珠丝杆螺母副支承用轴承的规格型号(1)按式F Bmax =F t * F amax计算轴承所承受的最大轴向载荷F Bmax。

12tF Bmax 二 F F amax = (2712.86 1328.18)N = 3376.95N2 2(2) 计算轴承的预紧力F BPF BP二〔F Bma”二 13376.95 N =1125.65 N3 3(3) 计算轴承的当量轴向载荷F BamF Bam二 F BPF m二(1125.65 1405.30)N = 1531.59N(4) 按式C 二上360nL h 计算轴承的基本额定动载荷C 。