CK20数控车床主传动系统

摘要

    本论文首先介绍了我国数控机床发展的过程与现状，并分析了其存在的问题；对数控机床的发展趋势进行了探讨；并对CK20数控车床主轴箱传动系统和刀架进行了设计与计算。

主轴箱由安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮组成。数控车床主轴可以获得在调速范围内的任意速度，以满足加工切削要求。刀架用于夹持切削用的刀具，因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。

本设计主要包括根据一些原始数据，结合实际条件和情况对车床一些参数进行拟定，再根据拟定的参数，进行传动方案的拟定。然后计算各传动副的传动比及齿轮齿数，再估算齿轮的模数和各轴的轴径。并对齿轮和轴的强度、刚度进行校核。除此之外，还要对箱体内的主要结构进行设计，如电磁离合器的选择，从而完成对主传动系统的整体设计。刀架设计主要对总体结构设计，主要传动部件的设计计算。包括驱动刀架的伺服电机的选择计算，蜗轮蜗杆设计计算，刀架主轴的结构设计计算。

关键词：主轴箱；无级调速；传动系统；刀架；CK20 

ABSTRACT

In this design ,the development ....

Key words: headstocks; a continuously variable speed ; transmission System;knife tools;CK20

目    录

第一章  绪论…………………………………………………………………………… 1

    1.1  课题背景及目的 ……………………………………………………………… 1

    1.2  国内外研究现状及发展趋势 ………………………………………………… 1

        1.2.1  我国数控车床的研究现状及发展趋势 ……………………………… 1

        1.2.2  数控系统的发展趋势 ………………………………………………… 3

    1.3  课题研究内容及方法 ………………………………………………………… 4 

        1.3.1  课题研究的主要参数 ………………………………………………… 4

        1.3.2  课题研究内容 ………………………………………………………… 4

        1.3.3  研究方法 ……………………………………………………………… 4

    1.4  设计任务与论文构成 ………………………………………………………… 5

        1.4.1  设计主要任务 ………………………………………………………… 5

        1.4.2  设计的重点与难点 …………………………………………………… 5

        1.4.3  本论文构成如下 ……………………………………………………… 5

机床总体方案的设计 ……………………………………………………… 6

    2.1  机床的总体布局 ……………………………………………………………… 6

主传动系统的设计 ………………………………………………………… 7

    3.1  总体设计 ……………………………………………………………………… 7

        3.1.1  拟定传动方案 ………………………………………………………… 7

        3.1.2  选择电机 ……………………………………………………………… 8

        3.1.3  计算各轴计算转速、功率和转矩…………………………………… 11

        3.1.4  转速图与传动图……………………………………………………… 12

    3.2  轴系部件的结构设计  ……………………………………………………… 13

        3.2.1  I 轴结构设计………………………………………………………… 13

        3.2.2  II 轴结构设计 ……………………………………………………… 17

        3.2.3  III(主)轴结构设计 ………………………………………………… 28

        3.2.4  编码器的选择与安装设计  ………………………………………… 30

        3.2.5  主传动系统总装图  ………………………………………………… 32

 液压卡盘的设计（夹具）……………………………………………… 34

    4.1  卡盘夹紧机构的设计………………………………………………………… 34 

    4.2  液压卡盘系统总装图………………………………………………………… 34 

 数控刀架的结构设计  ………………………………………………… 35 

    5.1  数控车床刀架总体方案设计与选择………………………………………… 35        

5.1.1  刀架的整体方案设计………………………………………………… 35

        5.1.2  车床刀架的转位机构方案设计……………………………………… 35

        5.1.3  刀架定位机构方案设计……………………………………………… 36

    5.2  刀架的设计计算……………………………………………………………… 36

       5.2.1  驱动刀架的伺服电机的选择计算…………………………………… 36

        5.2.2  蜗轮蜗杆设计计算…………………………………………………… 39

        5.2.3  刀架主轴的结构设计计算…………………………………………… 42

    5.3  刀架总装图…………………………………………………………………… 44

第六章  数控系统的设计 ………………………………………………………… 46

    7.1  线路连接……………………………………………………………………… 46

    7.2  安装调试……………………………………………………………………… 47

第七章  结论 ………………………………………………………………………… 48

参考文献………………………………………………………………………………… 49

心得体会及致谢 ……………………………………………………………………… 50