数控车床主传动机构设计方案

__届毕业（设计）论文题目CK6140数控车床主传动系统及进给伺服系统设计专业班级学号学生姓名随笔客指导教师指导教师职称学院名称机电工程学院完成日期： 2014 年 5 月 25日CK6140数控车床主传动系统及进给伺服系统设计CK6140 CNC lathe main drive system and feed servo system design学生姓名指导教师摘要本文介绍了CK6140数控车床的组成及工作原理，对数控机床的主要组成部分：机床主轴箱，进给伺服系统及主轴PLC控制进行了总体的设计及其详细设计。

数控机床是现代机电一体化的典型产品，对提高零件的加工质量和加工效率具有较好的作用。

在本次设计中，主要完成了以下工作：根据给出的要求，首先确定设计要求给出的已知条件确定电机的型号和功率，传动系统的布局，变速方式，开停方式，换向方式，制动方式及齿轮的排列与布置。

然后根据转速范围及级数确定它的转速图、各齿轮的齿数和传动系统简图。

在根据已确定传动比来确定带传动。

通过轴的初步设计，进行齿轮的设计和校核。

选取相应的轴承和键，进行轴的具体设计和校核，键和轴承的设计和校核。

最后进行装配图和各个零件图的绘制，完成主轴箱的设计。

然后完成伺服系统的设计。

在对进给伺服系统进行设计时，要确定进给传动系统的传动方式及控制系统的形式。

设计中，选择进给伺服系统为开环控制系统。

通过给定的参数选择好步进电机的步距角可确定传动齿轮的传动比及滚珠丝杆的导程。

设计的进给伺服系统能够满足设计任务的要求。

关键词：数控机床主轴箱进给伺服系统AbstractThis thesis introduced the constitution and working principle of CK6140 machine tool，the primarily parts of NC machine tool designed：including proceeds the total design and detailed design. NC machine tool is a modern machine to give or get an electric shock the integral whole the typical model of technique the processing of product, right exaltation spare parts the quantity with process the efficiency to have the good function. In this design,primarily completed following work.According to the timetable to design. First identified design requirements given the known conditions determine the type and electrical power, drivetrain system layout, speed change, stop the way for the way braking and gear configuration and the way layout. Based on rotational speed and scope of the class to determine its rotational speed maps, the various gear and drivetrain system Chishu sketch. In accordance with established transmission belt transmission than to determine. Through axle of the preliminary design, gear design and verification. The bearings and get used to a specific axle design and verification, design and verification keys and bearings. Final assembly of the various parts and mapping. Completed the design of headstock.Then completing the design of the servomechanism system. In designing of servo system, we can determine driving mode of driving system and controlling mode of controllingsystem,choosing the servo system for opening wreath control the system.Passing the parameter to settle the choice the good step the step for the electrical engineering the distance cape can make sure to spread to move the spreading of wheel gear to move the radio the roll the bead silk the think stick's lead. Design of into give the servo system can satisfy to designthe request of the mission.Keywords：NC Machine Tool；Axis Housing；Servomechanism目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章卧式数控车床简介 (1)1.1数控车床简介 (1)1.2 CK6140介绍及设计说明 (2)1.3设计任务 (3)第二章 CK6140总体设计计算 (6)2.1总体设计要求 (6)2.2机床的总体布局的确定 (7)2.3换向方向的选择 (7)2.4开停方式选择 (8)2.5 制动方式选择 (8)2.6 齿轮布置与排布 (8)2.7 变速方式选择 (9)2.8进给系统的组成及选用 (10)第三章主变速箱总体设计 (12)3.1电机的选用 (12)3.2传动方案的拟定 (15)3.3确定各级的转速.................................... 错误!未定义书签。

绪论随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。

数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。

它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。

现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。

实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。

可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。

本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。

通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。

通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。

通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。

一、设计题目及参数1.1 题目本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。

它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴脉冲发生器等组成。

我主要设计的是主轴部分。

主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中要多加注意。

主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。

1.2参数床身回转空间400mm尾架顶尖与主轴端面距离1000mm主轴卡盘外径Φ200mm最大加工直径Φ600mm棒料作业能力50～63mm主轴前轴承内和110～130mm最大扭矩480N·m二、主轴的要求及结构2.1主轴的要求2.1.1旋转精度主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。

主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。

数控车床主传动机构设计方案数控车床的主传动机构是数控车床最基本的组成部分之一，它的设计方案的合理与否直接影响着数控车床的性能和加工精度。

主传动机构一般由主轴、主轴箱、主动轮、变速箱等组成，下面将详细介绍数控车床主传动机构设计方案。

数控车床主轴是主传动机构中最重要的部分之一，它的设计关系到车床的加工能力和可靠性。

主轴的设计应考虑以下几个方面：首先是选用合适的轴材料，一般情况下，主轴选用优质合金钢，以保证其高强度和刚性；其次是确定主轴的强度和刚度，主轴的强度应能满足车削加工的要求，同时要保证主轴的刚度，使得车床在高速运转时不产生振动；再次是确定主轴箱的布置形式和主轴箱的结构形式，主轴箱的布置形式应符合数控车床的空间布局要求，主轴箱的结构形式应具有较好的刚度和阻尼特性；最后是确定主轴的传动方式，一般情况下，数控车床采用直接驱动主轴的方式，以提高传动效率和传动精度。

主动轮是数控车床主传动机构中的重要部分之一，它的设计方案应考虑主动轮的直径、厚度和材料等因素。

主动轮的直径和厚度决定了主轴的传动比和转矩传递能力，一般情况下，主动轮的直径应根据车床的加工要求确定，直径较小时适用于高速车削，直径较大时适用于低速车削；主动轮的厚度应适当选取，以保证传动的可靠性和稳定性；主动轮的材料一般选用强度高、刚度好的合金钢，以满足高速转动和大转矩传递的要求。

变速箱是数控车床主传动机构中的重要部分之一，它的设计方案应考虑变速箱的传动形式和传动比等因素。

变速箱的传动形式一般分为齿轮传动和皮带传动两种，齿轮传动具有传动效率高、灵活性好的特点，适用于大功率和高精度的车床；皮带传动具有结构简单、噪音低的特点，适用于小功率和低精度的车床；变速箱的传动比应根据车床的车削范围和精度要求确定，一般情况下，变速箱应具有大的传动比范围和细微的传动调整。

总之，数控车床主传动机构的设计方案应综合考虑主轴、主动轮、变速箱等部分的结构设计和传动形式，以保证数控车床的加工能力和加工精度。

数控车床主传动系统的设计资料1.传动方式：数控车床的主传动系统主要采用齿轮传动、皮带传动或蜗杆传动等方式实现。

齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定等特点，适合数控车床的高精度加工。

皮带传动具有传动平稳、减震降噪等特点，适合一些对噪音要求较高的场合。

蜗杆传动则适用于需要大扭矩输出和自锁性能的情况。

2.主轴转速范围：数控车床的主传动系统需要设计具有较宽的主轴转速范围，以满足不同加工需求。

主轴转速范围的设计取决于工件材料的加工硬度、所需表面光洁度和所使用的刀具类型等因素。

通常情况下，数控车床的主轴转速范围可以从几十转/分钟到上万转/分钟。

3.主轴扭矩输出：数控车床主传动系统需要设计具有较大的主轴扭矩输出，以满足加工过程中的切削力需求。

主轴扭矩输出的设计取决于工件材料的加工硬度、切削类型和所使用的刀具等因素。

通常情况下，数控车床主轴扭矩输出可以达到几百牛·米以上。

4.切削力平衡：数控车床主传动系统需要设计具有良好的切削力平衡性能，以保证加工过程中的稳定性和精度。

切削力平衡的设计需要考虑主轴和工件的质量平衡、刀具的质量和刀具夹持方式等因素。

同时，还需要考虑冷却液的引入和排出，以保证加工过程中的冷却和润滑效果。

5.变速机构：6.轴向和径向刚度：数控车床主传动系统需要设计具有良好的轴向和径向刚度，以保证加工过程中的稳定性和精度。

轴向刚度的设计需要考虑主轴和工件的支撑形式和支撑点，径向刚度的设计需要考虑主轴轴承的选择和安装方式等因素。

同时，还需要考虑刀具切削力对主传动系统的影响。

7.自动换刀装置：总之，数控车床主传动系统的设计需要考虑传动方式、主轴转速范围、主轴扭矩输出、切削力平衡、变速机构、轴向和径向刚度以及自动换刀装置等因素，以实现高精度、高效率和可靠性的加工过程。

同时，还需要根据具体的加工需求和预算限制，选择合适的设计方案和关键部件。

数控机床的主运动系统依据数控机床的要求和目前大多数数控机床的配置现状，主运动系统的配置大致有以下四类：1.一般电机—机械变速系统—主轴部件配置方式：图1 一般电机—机械变速系统—主轴部件配置方式该配置方式是一种传统的配置方式，它能够满意各种切削运动转矩输出的要求，但变速范围不大，由于是有级变速使切削速度的选择受到限制，而且该配置的结构较简单，所以现在仅有少数经济型数控机床采纳该配置，其他已很少采纳。

2.变频器—沟通电机—1～2机械变速—主轴部件配置方式这种配置如图5-3所示，变频电机经一对齿轮变速后，再通过二联滑移齿轮传动主轴，使主轴获得高速段和低速段转速。

其优点是能够满意各种切削运动的转矩输出，且具有大范围的速度变化力量，相对上述配置方案具有结构简洁、安装调试便利，且在传动上能满意转速与转矩的输出要求，但其调速范围及动力特性相对于交、直流主轴电机系统而言要差一些。

主要用于经济型或中低档数控机床上。

3.交、直主轴电机— 主轴部件配置方式这种配置形式如图5-4(a)所示，电机经同步齿形带传动主轴，电机是性能更好的交、直流主轴电机(图5-4(b))，其优点是变速范围宽，最高转速可达8000 r/min，在传动上能基本能满意目前大多数数控机床的要求，易于实现丰富的掌握功能、其结构简洁、安装调试便利，可满意现在中高档数控机床的掌握要求。

但对于越来越高的速度的需求，该配置方式已难以满意。

4.电主轴传统的主轴部件都是由主轴电机经传动机构带动主轴转动。

如若能将主轴与电机制成一体那么就可省去传动机构，使主轴驱动机构简化。

因而一种称为电主轴（或内装式主轴电机）应运而生，其结构示意图如图5-5(a)所示。

由图可知这种电机由三个基本部分组成：空心轴转子、带绕组的定子、速度检测元件。

空心轴转子，它既是电机的转子，也是主轴，中间是空心的，用于装夹刀具或工件；带绕组的定子，它和其他电机相像。

这种电机构成了较简洁的主运动部件。

车床分级变速主传动系一二轴滑移齿轮变速机构的设计（实用版）目录一、引言二、车床分级变速主传动系的设计1.设计目的2.设计原则3.设计方案三、一二轴滑移齿轮变速机构的设计1.设计目的2.设计原则3.设计方案四、总结正文【引言】车床是一种用于加工旋转对称零件的机床，其工作原理是通过旋转的刀具对工件进行切削。

车床的性能和效率直接影响到零件的加工质量和生产效率。

其中，车床的主传动系是车床的关键部件，其设计直接影响到车床的性能和效率。

【车床分级变速主传动系的设计】【设计目的】车床分级变速主传动系的设计目的是为了满足不同加工条件下的速度需求，提高车床的加工效率和加工质量。

【设计原则】在设计过程中，应遵循以下原则：1.确保传动效率高，以提高车床的性能；2.确保结构简单，以方便生产和维护；3.确保可靠性高，以保证车床的长期稳定运行。

【设计方案】车床分级变速主传动系的设计方案主要包括以下几个部分：1.采用分级变速设计，通过改变齿轮的传动比，实现车床的不同速度需求；2.采用高精度齿轮，以提高传动效率和减少磨损；3.采用刚性联轴器，以提高传动的稳定性和可靠性；4.采用可调节的轴承预紧力，以提高齿轮的寿命和稳定性。

【一二轴滑移齿轮变速机构的设计】【设计目的】一二轴滑移齿轮变速机构的设计目的是为了实现车床主轴和副轴之间的速度变换，以满足不同加工条件下的速度需求。

【设计原则】在设计过程中，应遵循以下原则：1.确保速度变换范围广，以满足不同加工需求；2.确保速度变换效率高，以提高车床的加工效率；3.确保结构简单，以方便生产和维护。

【设计方案】一二轴滑移齿轮变速机构的设计方案主要包括以下几个部分：1.采用滑移齿轮设计，通过改变齿轮的啮合位置，实现不同速度的变换；2.采用高精度齿轮，以提高速度变换的精度和效率；3.采用可调节的轴承预紧力，以提高齿轮的寿命和稳定性；4.采用防尘、防水设计，以提高机构的可靠性和耐用性。

【总结】车床分级变速主传动系和一二轴滑移齿轮变速机构的设计，旨在提高车床的性能和效率，满足不同加工条件下的需求。

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。

数控机床课程设计说明书设计题目： CQM6132型精密轻便型普通车床主传动设计院系：机械与交通工程系班级：学号：学生姓名：指导教师：设计日期：目录设计工作量 (4)设计数据 (4)第一章引言 (5)第二章传动方案和传动系统图的拟定 (6)2.1 确定最低转速及公比 (6)2.2 拟定传动方案： (6)2.3 确定结构式(选用分支传动) (7)2.4 变速式的拟定 (7)2.5 绘制转速图 (7)2.6 确定各变速组此论传动副齿数 (12)2.7齿轮模数计算 (14)第三章主轴组件设计与主轴刚度验算 (15)3.1.主轴的验算 (15)3.1.1外径尺寸D (15)3.1.2主轴孔径d (15)3.1.3支撑跨距L (15)3.1.4主轴最佳跨距L O的确定 (15)3.1.5主轴刚度演算 (15)3.2轴承选择 (19)3.3轴承端盖设计 (20)第四章总结 (21)参考文献 (22)设计工作量1.运动计算：根据给定的转速确定主传动的机构图、转速图、传统系统图、计算齿轮齿数；2.动力计算：选择电动机型号，对主要零件（如带、齿轮、主轴、传动轴、轴承等）进行计算（初算和验算）；3.编写设计计算说明书一份；4.绘制下列图纸：①机床主传动系统图和转速图（计算说明书中）；②主轴箱部件展开图及主要剖面图；③主轴零件图。

设计数据床身上工件回转直径…………………………………………φ320 mm床鞍上工件回转直径…………………………………………φ160 mm工件最大加工长度……………………………………………φ750 mm 主轴孔径…………………………………………………………φ32 mm 主轴锥孔…………………………………………………………莫氏5# 主轴转速范围：正传（16级）………………………………………40～1293转/分反传（8级）……………………………………………64～1358转/分主电机：功率………………………………………………………………3KW转速………………………………………………………… 1400转/分第一章引言普通机床的规格和类型有系列型号作为设计时应该遵照的基础。

题目：车床主传动系统的设计专业：机械制造及其自动化车床住传送的设计[摘要]本次设计的车床最大加工直径为250mm，转速级数Z为12级的普通车床，其工艺范围为50.96，主轴箱内部布置四根主轴，结构简单，传动平稳可靠，操作方便，床头箱体积适中。

本次设计重点在于主轴箱的装配设计，辅助配以主轴箱剖面图、设计传动系统图、设计转速图。

该机床属于中型普通车床，适合于中小企业、工厂选用[关键词]车床;主轴箱装配图;转速图;转速范围;传动系统图目录车床住传送的设计 (1)第一章引言 (3)第二章机床的总体设计 (3)1.机床的工艺特性 (3)2.确定极限转速 (4)3．主电机功率 (5)第三章传动方案的设计 (6)1.传动方案的设计 (6)2.求出主轴转速级数Z： (6)3.确定结构式和结构网： (6)4.齿轮齿数的确定 (7)4.1确定齿数注意事项 (7)4.2齿轮齿数的确定 (8)第四章传动件参数的确定 (9)1.I轴的转速 (9)2.中间传动轴的转速 (9)3.主轴转速的确定 (10)4.其他传动件计算转速的确定 (10)第五章传动件的设计 (10)1.三角带传动设计 (10)第六章主要设计零件的计算和验算 (12)1.计算各传动轴的输出功率 (12)2.计算各传动轴的扭矩 (12)3.传动轴直径的初定及键的选取 (12)4.主轴轴颈的确定 (13)5.齿轮模数的初步计算 (13)6.各级转速的校核 (14)7.齿轮的校核 (14)8.主轴的校核 (16)9.轴承的选取 (19)第七章润滑方式的选取 (20)1.润滑系统的要求 (20)2.润滑剂的选择 (20)3.润滑方式 (21)第八章结论 (22)第九章参考文献 (23)第十章设计图附录 (24)第一章引言金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器，又称为“工作母机”。

在现代机械制造工业中，金属切削机床是加工机械零件的主要设备，它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的40%至60%。

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实时宜自勉，光阴不待人。

东海科学技术学院机械制造装备设计课程设计设计题目： CK6140车床设计说明书专业：机电工程系年级：大三指导教师：张连仲学生姓名：陈达昆学号： 1113092212014 年 5 月 ----2014共享知识分享快乐目录第一章概括 (1)1.0 序言 (1)设计要求 (2)第二章主传动的设计 (3)计算转速确实定 (3)2.2 变频调速电机的选择 (3)转速图的制定 (3)传动轴的估量 (4)主轴轴颈确实定 (6)主轴最正确跨距的选择 (6)齿轮模数的估量 (7)同步带传动的设计 (9)转动轴承的选择 (11)主要传动件的验算 (11)总结 (16)参照文件 (17)第一章概括1.0 序言我国数控机床产量连续高速增添，依据市场需乞降技术发展趋向，应要点推动高效、精细为中心的数控机床“”级工程，增强民展性能、高可靠性数控功能零件，踊跃展开复合加工机床、超精细数控机床和可重构制造系统的工程化研究等机械加工装备家产、建立数字化公司的重要基础，镄的民展向来备受人们关注。

数控机床以其优秀的柔性的自动化的性能、优秀而稳固的精度、灵捷而多样化的功能惹起世人瞩目。

它创始了机械产品向机电一体化发展的先河，所以数控技术成为先进成为先进制造技术的一项中心技术。

经过连续的开发研究以及对信息技术的深入应用，促使了数控机床性能和质量的进一步提高，使数控机床成为公民经济和国防建设发展的重要制造装备 .数控机床是典型的机电一体化课题，经过毕业设计可使所学机械学、力学、电工学知识获取综合应用。

结构设计及控制系统设计能力都能遇到训练，可有力的提高学生的剖析问题、解决问题能力及机电一体化水平CK6140数控车床的导轨经超音频淬火并精磨，耐磨性好，精度高，主轴采纳变频无级调速控制，可自动达成对零件的内外柱面、端面、随意锥面、圆弧面及公英制螺纹切削等工序连续加工在经过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到稳固、加深和扩大所学知识的目的。