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XK714數(shù)控銑床總體設(shè)計及主傳動系統(tǒng)的設(shè)計
專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 學號： 姓名： 指導老師： 職稱：
摘要
本文介紹了立式數(shù)控銑床XK714的一些基本概況，簡述了機床主傳動系統(tǒng)方面的原理和類型，分析了各種傳動方案的機理，立式數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)包括了主軸電動機、主軸傳動系統(tǒng)和主軸組件三部分組成。其次詳細介紹了XK714的設(shè)計過程，該立式數(shù)控銑床主軸變速箱是靠齒輪進行傳動的，主軸變速采用雙聯(lián)滑移齒輪。齒輪傳動具有傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長，傳動比準確等優(yōu)點。文中介紹了數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)各種優(yōu)缺點的比較，主傳動方案的選擇和確定、主傳動變速系統(tǒng)的設(shè)計計算、主軸組件的設(shè)計、軸承的選用及其潤滑、關(guān)鍵零件的校核等。
關(guān)鍵詞：立式數(shù)控銑床、主傳動系統(tǒng)、主軸組件
一． 緒論
（一）概述
1.數(shù)控銑床概述
數(shù)控銑床是一種功能很強大的數(shù)控機床，目前迅速發(fā)展起來的加工中心柔性加工單元都是在數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的，兩者都離不開銑削方式，由于數(shù)控銑削方比較復雜，需要解決的技術(shù)問題也就很多，因此，人們在研究和開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)級自動化編程語言軟件時，一直把銑削加工作為重點，數(shù)控銑床機械部分與普通銑床基本相同，工作臺可以做橫向、縱向和垂直三個方向的運動，因此普通銑床能加工的工藝內(nèi)容，數(shù)控銑床都能做到。
2.數(shù)控機床的發(fā)展
隨著機械性能不斷的提高，其價格成倍地下降；隨著網(wǎng)絡(luò)通訊的普及化、信息處理的智能化、多媒體技術(shù)的實用化；數(shù)控技術(shù)的普及應(yīng)用越來越廣泛，越來越深入，數(shù)控技術(shù)正在向著開放、集成、智能和標準化的方向發(fā)展。90年代以來，從事科研和應(yīng)用開發(fā)數(shù)控的技術(shù)人員認識到，要讓數(shù)控技術(shù)成為第一生產(chǎn)力，關(guān)鍵是讓設(shè)計人員都用上、會用數(shù)控系統(tǒng)。今天，許多地方、企業(yè)己經(jīng)推廣了數(shù)控技術(shù)，取得了較好的效果，但也還存在一些問題值得探討。?
二．數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（一） 控銑床結(jié)構(gòu)組成
1.數(shù)控銑床組成
數(shù)控銑床的機械結(jié)構(gòu)主要由：主傳動系統(tǒng)；進給傳動系統(tǒng)；支撐件；輔助裝。本次設(shè)計的銑床采用工作臺移動，主軸升降轉(zhuǎn)動的布局形式。
2.XK714主傳動系統(tǒng)方案的確定
為了適應(yīng)不同的加工要求，目前主傳動系統(tǒng)分為三種變速方式：（1）、二級以上齒輪變速系統(tǒng)；（2）、一級帶傳動方式；（3）、調(diào)速電動機直接驅(qū)動方式。
由于二級以上齒輪變速系統(tǒng)變速裝置多采用齒輪變速結(jié)構(gòu)。通常使用滑移齒輪實現(xiàn)二級變速的主傳動系統(tǒng)?；讫X輪的移位大都采用液壓驅(qū)動。因為數(shù)控銑床使用可調(diào)無機變速交流、直流電動機，所以經(jīng)齒輪變速后，實現(xiàn)分段無級變速，調(diào)速范圍增加。其優(yōu)點是能夠滿足各種切削運動的轉(zhuǎn)矩輸出，且具有大范圍調(diào)速的能力。故本次設(shè)計采用二級以上齒輪變速系統(tǒng)。
三．主傳動變速系統(tǒng)主要參數(shù)計算
（一）計算切削功率
1.切削功率的計算
銑削時切削公式：
2.切削功率的計算
切削功率計算公式：
3.主傳動功率的計算及電動機的初選
用一下公式初選電動機的功率；
其中為銑床傳動總的機械效率，
則主軸電動機選用5.5KW，額定轉(zhuǎn)速為：1500Rr/min;最高轉(zhuǎn)速為：6000r/min。
（二）分級變速箱的傳動系統(tǒng)的設(shè)計
1.變速范圍
計算轉(zhuǎn)速的確定：=380；
主軸要求恒功率調(diào)速范圍：
電動機恒功率的調(diào)速范圍：
變速級數(shù)：=1.99； 可以取Z=2
（三）傳動系統(tǒng)圖
圖1 傳動系統(tǒng)圖
四．齒輪傳動設(shè)計
（一）齒輪的概述
1.齒輪簡單概述齒輪
齒輪傳動式機械傳動種應(yīng)用最廣泛的一種傳動形式。齒輪的直徑可以從不足1mm到100m，甚至超過100m，傳遞的功率可以不足1W到數(shù)萬KW，圓周速度可以從很小到200m/s以上。常見的齒輪傳動場合包括家用電器的機械定時，機床主軸箱以及用于各種加速器等
（二）齒輪設(shè)計
1.齒輪設(shè)計方法
(1).材料選擇熱處理方式及進度等級
考慮到該銑床功率較大，且有中等的沖擊載荷，故大小齒輪采用40Cr鋼表面淬火，平均硬度52HRC，選用6級精度。
（2）.按齒輪接觸疲勞強度設(shè)計：；可取d=70mm
則m=2
（3）.采用齒根彎曲疲勞強度進行校核:
2.齒輪基本參數(shù)
齒輪參數(shù)
=35
=77
=35
=41
=73
d
70mm
154mm
158mm
70mm
82mm
146mm
m
2mm
2mm
2mm
2mm
2mm
2mm
b
14mm
15mm
16mm
15mm
15mm
16mm
a
112mm
114mm
114mm
表1 齒輪基本參數(shù)表
五．主軸組件的設(shè)計
（一）主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.概述
主軸部件設(shè)計是機床設(shè)計重要的部件之一，它是機床的執(zhí)行件。它的功用是支持并帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)進行切削，承受切削力和驅(qū)動力等載荷，完成表面成型運動。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計
主軸的結(jié)構(gòu)如圖
（二）主軸的校核
1.主軸剛度校核
階梯軸的剛度條件：； =0.168°/m；
查手冊
六．軸承的選用
（一）概述
滾動軸承是現(xiàn)代化機器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動接觸來支撐主動零件的。與滑動軸承相比，滾動軸承具有摩擦阻力小，啟動靈活，效率高，潤滑方便和互換性好等優(yōu)點，其缺點是抗干擾能力差，工作時有噪聲，工作壽命不及液體摩擦的滑動軸承。
1.壽命計算
壽命計算公式：
滿足機床的設(shè)計要求
2.軸承的潤滑
本設(shè)計采用脂潤滑，其優(yōu)點是潤滑膜強度高，能夠承受較大的載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當長的一段時間，方便簡潔。
3.軸承的密封
本次采用非接觸式密封中的迷宮密封，其優(yōu)點是在于工作中幾乎不產(chǎn)生摩擦熱沒有磨損，特別適用于高速和高溫場合。前段軸承受力較大，且要求較高故采取迷宮密封方式。
七.結(jié)論
本次設(shè)計任務(wù)是XK714的總傳動系統(tǒng)及主傳動系統(tǒng)的設(shè)計，主要是數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計，該立式數(shù)控銑床主軸采用齒輪傳動的，傳動形式采用集中式傳動，主軸變速采用多聯(lián)滑移齒輪變速。齒輪傳動具有傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長，傳動比準確等優(yōu)點。還對立式數(shù)控銑床各種傳動系統(tǒng)做了對比，主傳動方案的選擇與確定，主傳動變速系統(tǒng)的計算，主軸組件設(shè)計，軸承的選用密封及潤滑等，關(guān)鍵零件的設(shè)計校核。
本次畢業(yè)設(shè)計中所有零件的設(shè)計與繪制均是在三維繪圖軟件solidworks中進行的，然后完成所繪零件的裝配，完成主軸箱的三維繪制。最終與同組成員所繪制的部分進行總體的裝配完成XK714的總體設(shè)計。最后按照要求對相應(yīng)的零部件進行工程圖的生成并修改完成任務(wù)的要求。
經(jīng)過三個月的努力，我們的畢業(yè)設(shè)計完成了，大學生活也即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是我們對大學四年的機械知識的總結(jié)與整理，也是理論與實踐的結(jié)合。在這次畢業(yè)設(shè)計過程中我們學習到了很多東西，不光是理論知識，還有互相幫助的重要，團隊合作的重要性等，這些收獲會將在今后的道路上幫助我指導我前行的更遠。
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