发布时间 : 星期三 文章400mm数控车床总体主轴箱设计更新完毕开始阅读5d871073fad6195f312ba6e4
（1）、主轴具有一定的转速和足够的转速范围、转速级数，能够实现运动的开停、变速、换向和制动，以满足机床的运动要求。
（2）、主电机具有足够的功率，全部机构和元件具有足够的强度和刚度，以满足机床的动力要求。
（3）、主传动的有关结构，特别是主轴组件要有足够高的精度、抗震性，热变形和噪声要小，传动效率高，以满足机床的工作性能要求。
（4）、操作灵活可靠，维修方便，润滑密封良好，以满足机床的使用要求。 （5）、结构简单紧凑，工艺性好，成本低，以满足经济性要求。
此外，还要求主传动系统结构简单，便于调整和维修；工艺性好，便于加工和装配；防护性能好；使用寿命长。
主传动系统的传动方式：
传动方案确定后，要进行方案的结构化，确定个零件的实际尺寸和有关布置。为此，常对传动件的尺寸先进行估算，如传动轴的直径、齿轮模数、离合器、制动器、带轮的根数和型号等。在这些尺寸的基础上，画出草图，得出初步结构化的有关布置与尺寸；然后按结构尺寸进行主要零件的验算，如轴的刚度、齿轮的疲劳强度等，必要时作结构和方案上的修改，重新验算，直到满足要求，最后才能画正式装备图。
机床主传动系统可分为分级变速传动和无级变速传动。分级变速传动是在一定的变速范围内均匀地、离散地分布着有限级数的转速，变速级数一般不超过20~30级。这种传动方式主要用于普通机床，一些普通机床经数控化改造后也保留了原分级变速传动方式。无级变速传动可以在一定的变速范围内连续改变转速，以便得到满足加工要求的最佳速度，能在运转中变速，便于自动变速。数控车床的主传动系统通常采用无级变速传动。
与普通机床相比，数控车床的主传动采用交、直流主轴调速电动机，电动机调速范围大，并可无级调速，使主轴箱结构大为简化。为了适应不同的加工需要，数控车床的主传动系统有以下三种传动方式：
(1) 由电动机直接驱动 主轴电动机与主轴通过联轴器直接连接，或采用内装式主轴电动机直接驱动。
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(2) 采用定比传动 主轴电动机经定比传动传递给主轴。定比传动可采用带传动或齿轮传动。
(3) 采用分挡变速传动 采用分挡变速传动主要是为了解决主轴电动机的功率特性与机床主轴功率特性的匹配。变速机构一般仍用齿轮副来实现。
2.3主传动系统的参数
2.3.1运动参数
已知条件：
(1) 确定转速范围：主轴最小转速nmin =70r/min 主轴最高转速nmax =1400r/min.
(2) 齿轮换档转速级数:z=6：
2.3.2结构分析式
6＝2×3
从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原则［5］。在降1速传动中，防止齿轮直径
imin?4 ；在升速时为防止产生过大而使径向尺寸常限制最小传动比
过大的噪音和震动常限制最大转速比imax?2。在主传动链任一传动组的最大变速范围Rmax??imaximin??8~10。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小。
2.3.3确定转速
(1) 选择电动机
一般车床若无特殊要求，多采用Y系列封闭式三相异步电动机，根据原则条件选择功率为7.5KW的双速电机，转速为1440 r/min和960 r/min笼式三相异步电动机。
(2) 分配总降速传动比
总降速传动比 i=n /n =76/1400=0.054
r/min不符合转速数列标准，因而增加一 又电动机转速nd?1440定比传动副。
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(3) 确定传动轴轴数
传动轴轴数 = 变速组数 + 定比传动副 =3 (4) 确定各级转速并确定转速
由n=76r/min &1=1.83 &2=1.80 &3=1.35 &4=1.35 &5=2.05 &6=2.03确定各级转速：
主电机转速为1440r/min时，主轴转速依次为:1400、682、427、374、208、114r/min
主电机转速为960r/min时，主轴转速依次为:933、455、285、249、139、76r/min
在四根轴中，除去电动机轴，其余三轴按传动顺序依次设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ。现由Ⅲ（主轴）开始，确定Ⅰ、Ⅱ轴的转速：
先来确定Ⅱ轴的转速 Ⅱ轴转速可能有：
n=1440r/min时 1375、670、367 n=960r/min时 917、447、245 确定轴Ⅰ的转速
n=1440r/min时：1037、690r/min
由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比
i?1440/710?144/71。（电动机转速与主轴最高转速相近）。
(5) 确定各变速组传动副齿数
轴Ⅰ齿轮齿数分别为：42、双联齿轮61、28。
轴Ⅱ上的齿轮齿数分别为：双联齿轮65、46、79、57、23。 轴Ⅲ上的齿轮齿数分别为：57、74。
2.4动力参数
2.4.1确定各轴转速
(1) 确定主轴计算转速：主轴的计算转速为 N=70r/min
(2) 各传动轴的计算转速：
轴Ⅱ可从主轴70r/min按74/23的传动副找上去，轴Ⅲ的计算转速245r/min；轴Ⅱ的计算转速为690r/min。
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主轴箱共设置四套变速操纵机构。共设有4个电磁离合器，不同的离合器的工作与断开组合可实现6种转速，主电机选双速电机，我们设计的机床一共有12种转速。
(a) 离合器Ⅰ合上，离合器Ⅲ合上，离合器Ⅱ断开，离合器Ⅳ断开，滑动齿轮56处于左位。（主电机转速n＝1440，n=960大带轮D=215,小带轮d＝158，效率系数＝0.98，Z1=65,Z2=42,Z3=56,Z4=57）
主电机转速为1440r/min时
n计算=1440×158/215×0.98×42/65×57/56=682r/min n标 =680r/min
n误差 =（682-680）/680= 3‰<5% 符合国家转速误差标准 主电机转速为960r/min时
n计算=960×158/215×0.98×42/65×57/56=455r/min n标=460r/min
n误差 =（460-455）/455= 1%<5% 符合国家转速误差标准
(b) 离合器Ⅰ合上，离合器Ⅲ合上，离合器Ⅱ断开，离合器Ⅳ断开，滑动齿轮56处于右位。（主电机转速n＝1440，n=960,大带轮D=215,小带轮d＝158，效率系数＝0.98，Z1=65,Z2=42,Z3=74,Z4=23）
主电机转速为1440r/min时
n计算=1440×158/215×0.98×42/65×23/74=210r/min n标=210r/min
n误差n =（210-208）/210= 1%<5% 主电机转速为960r/min时
n计算=960×158/215×0.98×42/65×23/74=139r/min
n标=140r/min
n误差 =（140-139）/140= 7‰<5% 符合国家转速误差标准
(c) 离合器Ⅰ断开，离合器Ⅱ合上，离合器Ⅲ合上，离合器Ⅳ断开，滑动齿轮56处于左位。（主电机转速n＝1440，n=960,大带轮D=215,小带轮d＝158，效率系数＝0.98，Z1=46,Z2=61,Z3=56,Z4=57）
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