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數控銑床主軸箱課程設計

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更新時間：2014-09-28
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數控銑床主軸箱課程設計
目錄
第一章機床的用途及主要技術參數 2
第二章方案設計 2
第三章主傳動設計 2
3.1 驅動源的選擇 2
3.2 轉速圖的擬定 3
3.3傳動軸的估算 5
3.4齒輪模數的估算 6
第四章主軸箱展開圖的設計 7
4.1設計的內容和步驟 7
4.2 有關零部件結構和尺寸的確定 7
4.3 各軸結構的設計 9
4.4 主軸組件的剛度和剛度損失的計算： 10
第五章零件的校核 11
5.1齒輪強度校核 11
5.2傳動軸撓度的驗算： 12
第六章心得體會 13
參考文獻 14

數控機床課程設計
第一章機床的用途及主要技術參數
常用數控銑床可分為線軌數控銑床、硬軌數控銑床等。
數控銑床(線軌)具有精度高、剛性好、噪音小，操作簡單、維修方便等優點。工件一次裝夾可以完成平面、槽、斜面及各種復雜三維曲面的銑削，及鉆孔，擴孔、鉸孔和鏜孔等。是復雜型腔、模具、箱體類零件加工的理想設備。
數控銑床(硬軌) 具有精度高、剛性好、噪音小，操作簡單、維修方便等優點。工件一次裝夾可以完成平面、槽、斜面及各種復雜三維曲面的銑削，及鉆孔，擴孔、鉸孔和鏜孔等。是復雜型腔、模具、箱體類零件加工的理想設備。
第二章方案設計
本次設計的數控銑床主軸箱是串聯在交流調頻主軸電機后的無級變速箱，屬于機械無級變速裝置。它是利用摩擦力來傳遞轉矩，通過連續改變摩擦傳動副工作半徑來實現無級變速。由于它的變速范圍小，是恒轉矩傳動，適合銑床的傳動。
第三章主傳動設計
3.1 驅動源的選擇
機床上常用的無級變速機構是直流或交流調速電動機，直流電動機從額定轉速nd向上至最高轉速nmax是調節磁場電流的方法來調速的，屬于恒功率，從額定轉速nd向下至最低轉速nmin是調節電樞電壓的方法來調速的，屬于恒轉矩；交流調速電動機是靠調節供電頻率的方法調速。由于交流調速電動機的體積小，轉動慣量小，動態響應快，沒有電刷，能達到的最高轉速比同功率的直流調速電動機高，磨損和故障也少，所以在中小功率領域，交流調速電動機占有較大的優勢，鑒于此，本設計選用交流調速電動機。
根據主軸要求的最高轉速4500r/min，最大切削功率5.5KW,選擇北京數控設備廠的BESK-8型交流主軸電動機，最高轉速是4500 r/min。
3.2 轉速圖的擬定
根據交流主軸電動機的最高轉速和基本轉速可以求得交流主軸電動機的恒功率轉速范圍
Rdp=nmax/nd=4500/1500=3 （3-1）
而主軸要求的恒功率轉速范圍Rnp= nmax/nd=4500/150=30 ,遠大于交流主軸電動機所能提供的恒功率轉速范圍，所以必須串聯變速機構的方法來擴大其恒功率轉速范圍。
設計變速箱時，考慮到機床結構的復雜程度，運轉的平穩性等因素，取變速箱的公比Фf等于交流主軸電動機的恒功率調速范圍Rdp，即Фf=Rdp=3，功率特性圖是連續的，無缺口和無重合的。
變速箱的變速級數
Z=lg Rnp/lg Rdp=lg30/ lg 3=3.10 (3-2)
取 Z=3
確定各齒輪副的齒數：
取S=114
由u=2 得Z1=38 Z1′=76
由u=0.67 得Z2=68 Z2′=46
由u=0.22 得Z3=94 Z3′=20
如取總效率η=0.75，則電動機功率P=5.5/0.75=7.3kw。可選用北京數控設備廠的BESK-8型交流主軸電動機，連續額定輸出功率為7.5kw。 ...

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