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KC017-2 2009 屆畢業(yè)設計開題報告 題 目 帶有卸荷裝置的加工中心主傳動系統(tǒng)設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 姓 名 胥 林 班 級 05機三 指導教師 張海宇 起止日期 2008-3-2～2008-6-21 2009 年 3月 2 日 畢業(yè)設計開題報告 （含課題的來源及現(xiàn)狀、設計要求、工作內(nèi)容、設計方案、技術(shù)路線、預期目標、時間安排及參考文獻等內(nèi)容，字數(shù)為2000字左右。） 一、課題的來源及現(xiàn)狀 本課題來源于江蘇常州恒力機電有限公司，完成三軸聯(lián)動的帶有卸荷裝置的加工中心的主傳動系統(tǒng)設計，確定加工中心主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案和調(diào)速范圍，并確定主軸的卸荷裝置和結(jié)構(gòu)形式，確定電機類型、功率，確定傳動系統(tǒng)鏈、并進行必要的理論計算。 隨著社會的進步，制造業(yè)的發(fā)展越來越迅速，數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當大的進步。數(shù)控機床發(fā)展很快，作為數(shù)控機床的重要部分，主軸箱的設計更新也越來越快。如今，加工中心已成為現(xiàn)代機床發(fā)展的主流方向，隨著加工中心的普及應用，急需一大批掌握加工中心設計、操作和維修的應用型人才。 加工中心主傳動系統(tǒng)主要包括電動機、傳動系統(tǒng)和主軸部件，它是加工中心的主要組成部分。它與普通機床的主傳動系統(tǒng)相比在結(jié)構(gòu)上比較簡單，這是因為變速功能全部或大部分由主軸電動機的無級調(diào)速來承擔，省去了復雜的齒輪變速機構(gòu)，有些只有二級或三級齒輪變速系統(tǒng)用以擴大電動機無級調(diào)速的范圍。加工中心大多采用交流和直流調(diào)速電動機來實現(xiàn)無級變速。主軸的傳動方式有四種，分別是二級齒輪變速傳動、定比傳動、由主軸電動機直接驅(qū)動、內(nèi)裝電動機主軸傳動。 本設計采用定比傳動中的多楔帶傳動，這種傳動方式多用于數(shù)控車床和中、小型加工中心，可避免齒輪傳動時引起的振動和噪聲。多楔帶傳動功率大，空間相同時多楔帶比普通V帶的傳動功率約高30%；帶體薄，富有柔軟性，比較能適應帶輪直徑小的傳動；適應高速傳動，帶速可達40m/s，使用伸長小，發(fā)熱小，振動小，運轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。 主軸組件由主軸、主軸支承、裝在主軸上的傳動件和密封件組成。機床加工時，主軸帶動工件或刀具直接參與表面成形運動，所以主軸的精度、剛度和熱變形對加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率等有著重要影響。而且數(shù)控加工過程中不能進行人工調(diào)整，這些影響就更為重要。對加工精度影響最大的是回轉(zhuǎn)精度的要求。隨著科技的發(fā)展，加工中心主軸的轉(zhuǎn)速越來越高，這種趨勢必然會去主軸的精度和剛度提出了更高的要求。主軸在告訴旋轉(zhuǎn)的過程中，由于動力輸入源存在徑向力（如：帶拉力）作用在主軸后端：動力源與主軸安裝不同心使主軸產(chǎn)生的內(nèi)應力變形，使主軸回轉(zhuǎn)綜合精度收到影響。同樣主軸再松刀過程中會受到很大的軸向力的影響，這種影響會導致主軸運動精度及主軸使用壽命。相比而言，軸向力的影響遠大于徑向力的作用。在通常情況下，采用卸荷裝置來減小上述因素對主軸的影響，能收到很好的效果。本設計就是采用卸荷裝置，是主軸的軸向力轉(zhuǎn)移到床身上以達到加工精度的要求。 現(xiàn)在加工中心逐漸成為機械加工業(yè)中最主要的設備，它加工范圍廣，使用量大。近年來在品種、性能、功能方面有很大的發(fā)展。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，世界先進制造技術(shù)的興起和不斷成熟，對數(shù)控加工技術(shù)提出了更高的要求，超高速切削、超精密加工等技術(shù)的應用，對加工中心的各個組成部分提出了更高的性能指標。當今的加工中心正在不斷的采用新的成就，朝著高速化、高精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化、與高可靠性等方向發(fā)展。 二、工作內(nèi)容和設計方案 完成三軸聯(lián)動的帶有卸荷裝置的加工中心的主傳動系統(tǒng)設計，確定加工中心主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案和調(diào)速范圍，并確定主軸的卸荷裝置和結(jié)構(gòu)形式，確定電機類型、功率，確定傳動系統(tǒng)鏈、并進行必要的理論計算，完成畢業(yè)說明書。 該項目包括：1、帶有卸荷裝置的加工中心主傳動聯(lián)系尺寸總圖 2、加工中心主軸箱尺寸總圖 3、部分零件圖 4、畢業(yè)設計說明書一份（中文摘要不少于300字，英文摘要不少于1200個印刷符號）。 5、翻譯與本專業(yè)相關(guān)的15000個印刷符號的科技英語文章 三、設計路線 完成三軸聯(lián)動的帶有卸荷裝置的加工中心的主傳動系統(tǒng)設計，確定加工中心主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案和調(diào)速范圍，并確定主軸的卸荷裝置和結(jié)構(gòu)形式，確定電機類型、功率，確定傳動系統(tǒng)鏈、并進行必要的理論計算，完成畢業(yè)說明書。 四、預期目標 一、技術(shù)指標 1、主軸轉(zhuǎn)速：20~6000rpm, 主軸最大輸出扭矩：255Nm； 2、主軸端面至工作臺面最小距離：150mm； 3、主軸錐孔號：ISO40。 二、質(zhì)量指標 1、主軸軸承要承受軸向力不大于20 kN； 2、選擇的主軸軸承要能承受軸向、徑向雙向作用力； 3、主軸軸承的旋轉(zhuǎn)精度、性能、使用壽命要高； 4、主軸的卸荷效果要好，主軸有足夠的剛度與抗振性能，回轉(zhuǎn)精度高。五、進程安排： 3周到4周 明確設計任務，收集資料、調(diào)查研究。 5周到7周 完成畢業(yè)設計開題報告，方案論證、確定課題總體方案。 8周到10周 完成總體設計草圖。 11周到15周 完成主傳動聯(lián)系尺寸裝配總圖、主軸箱尺寸總圖、部分零件圖。 16周到18周 編寫畢業(yè)設計說明書以及答辯準備。 六、主要參考文獻 [1] 戴曙, 《金屬切削機床設計》[M] 機械工業(yè)出版社 1981 [2] 機械加工工藝手冊編寫組，《機械加工工藝手冊》[M] 機械工業(yè)出版社 1998 [3]文懷興，,《數(shù)控銑床設計》[M]，化學工業(yè)出版社 2006 [4] 任嘉卉， 《公差與配合手冊》[M]， 機械工業(yè)出版社 1990 [5] 文懷興，夏田， 《數(shù)控機床系統(tǒng)設計》[M]， 機械工業(yè)出版社 2006 [6] 周建方, 《材料力學》[M] 機械工業(yè)出版社 2002 [7] 范真,《加工中心》[M] 化學工業(yè)出版社2004 [8] 南京市機械研究所,《金屬切削機床夾具圖》[M] 機械工業(yè)出版社1990 [9] 李學梅, 《數(shù)控機床》[M] 電子工業(yè)出版社 2005 [10] 夏田， 《數(shù)控加工中心設計》[M]， 化學工業(yè)出版社 2006 指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見和對畢業(yè)設計結(jié)果的預測）： 本課題來源于江蘇常州恒力機電有限公司，要求完成三軸聯(lián)動的帶有卸荷裝置的加工中心的主傳動系統(tǒng)設計，確定加工中心主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案和調(diào)速范圍，并確定主軸的卸荷裝置和結(jié)構(gòu)形式，確定電機類型、功率，確定傳動系統(tǒng)鏈、并進行必要的理論計算。 本課題要求學生具有一定的綜合應用所學理論知識與技能方面的能力，并要求學生具備扎實的機械設計基礎(chǔ)和全面的機械專業(yè)知識以及數(shù)控機床設計的能力，所以該課題具有一定的深度和廣度。 該同學的工作內(nèi)容有：帶有卸荷裝置的加工中心主傳動聯(lián)系尺寸總圖、加工中心主軸箱尺寸總圖、部分零件圖、畢業(yè)設計說明書一份、翻譯與本專業(yè)相關(guān)的15000個印刷符號的科技英語文章。 因此該同學的畢業(yè)設計工作量比較飽滿，通過設計計算使主傳動結(jié)構(gòu)合理、簡單、實用；卸荷裝置在實際生產(chǎn)中廣泛應用，具有很大的實用價值。 指導教師： 張 宇 2009年 3 月20 日 系部意見： 系主任： 年 月 日 注：開題報告作為畢業(yè)設計答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報告應在導師的指導下，由學生填寫，經(jīng)導師簽署意見及系部審核后生效。