xtk7140数控立式铣镗床及控制系统设计

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1、南华大学机械工程学院毕业设计全套CAD图纸，proe图纸，联系第一部分机床总体布局设计一、机床总体尺寸参数的选定根据设计要求并参考实际情况，初步选定机床主要参数如下：工作台宽度×长度400×1600mm×mm主轴锥孔7∶24工作台最大纵向行程900mm工作台最大横向行程375mm主轴箱最大垂直行程400mm主轴转速级数16级主轴转速范围50～2000r/minX、Y轴步进电机130BF001（反应式步进电动机）Z轴步进电动机130BF001（反应式步进电动机）主电动机的功率4.0KW主轴电动机转速1440r/min机床外形尺寸（长×宽×高）2450×1200×

2、2300mm×mm×mm机床净重500Kg二、机床主要部件及其运动方式的选定1、主运动的实现因所设计的机床要求能进行立式的铣和镗，垂直方向的行程比较大,因而采用工作台不动,而主轴箱各轴向摆放为立式的结构布局第68页共68页南华大学机械工程学院毕业设计；为了使主轴箱在数控的计算机控制上齿轮的传动更准确、更平稳，工作更可靠，主轴箱主要采用离合器变换齿轮的有级变速。2、进给运动的实现本次所设计的机床进给运动均由单片机进行数字控制，因此在X、Y、Z三个方向上，进给运动均采用滚珠丝杠螺母副，其动力由步进电机通过调隙齿轮传递。3、数字控制的实现采用单片机控制，各个控制按扭

3、均安装在控制台上，而控制台摆放在易操作的位置，这一点须根据实际情况而定。4、机床其它零部件的选择考虑到生产效率以及生产的经济性，机床附件如油管、行程开关等，以及标准件如滚珠丝杠、轴承等均选择外购形式。三、机床总体布局的确定根据以上参数及主要部件及其运动方式，则可拟定机床的总体布局图，详细图纸请参照1号A0图纸。　第68页共68页南华大学机械工程学院毕业设计第二部分主传动的设计一．拟定转速图㈠.确定结构式和结构网式：1.主传动的确定，和公比的确定：根据XK5040的使用说明书，初步确定本次设计的XTK7140数控立式铣镗床的主轴转速范围为40～1600r／min

4、，则＝=＝＝1.28。由设计手册取标准值得：Ф=1.26。令，则则取。2.确定变速组和传动副数目：为了满足结构设计和操纵方便的要求，主轴转速为16级的变速系统，总共需要四个变速组。3.确定传动顺序方案：按着传动顺序，各变速组排列方案只有一个：16＝2×2×2×2也不存在符不符合“前多后少、前疏后密”的原则，本次设计即采用此方案。4.确定扩大顺序方案：传动顺序方案确定以后，还可列出若干不同扩大顺序方案。如无特殊要求，根据“前密后疏”的原则，应使扩大顺序和传动顺序一致，通常能得到最佳的结构式方案，故选用16＝×××结构式方案。检查最后扩大组的变速范围：r=～10故

5、合符要求。㈡.拟定转速图：第68页共68页南华大学机械工程学院毕业设计根据已确定的结构式或结构网议定转速图时，应注意解决定比传动和分配传动比，合理确定传动轴的转速。①定比传动在变速传动系统中采用定比传动，主要考虑传动、结构和性能等方面的要求，以及满足不同用户的使用要求。在铣镗床的设计中，总降速比为u=50/1440=1/30=0.035。若每一个变速组的最小降速比均取1/4。则三个变速组的总降速可达。故无需要增加降速传动，但为了使中间两个变速组做到降速缓慢，以利于减小变速箱的径向尺寸和有利于制动方便，在Ⅰ－Ⅱ轴间增加一对降速传动齿轮（），同时，也有利于设计变型

6、机床，因为只要改变这对降速齿轮传动比，在其他三个变速组不变的情况下，就可以将主轴的16种转速同时提高或降低，以便满足不同用户的要求。②分配降速比前面已确定，16＝2×2×2×2共需三个变速组，并在Ⅰ－Ⅱ轴间增加一对降速传动齿轮，要用到四个变速组，在主轴Ⅴ上标出16级转速：50～1600r/min,在第Ⅰ轴上用A点代表电动机转速，最低转速用E点标出，因此A,E两点相距约15格，即代表总降速传动比为。③定出各变速组的最小传动比根据降速前慢后快的原则，在Ⅳ－Ⅴ轴间变速组取，在Ⅲ－Ⅳ轴间变速组取，在Ⅱ－Ⅲ轴间变速组取，在I－Ⅱ轴间变速组取则：第68页共68页南华大学机

7、械工程学院毕业设计根据结构式可知：Ⅱ～Ⅴ轴间变速组的级比指数分别为：2，4，8。传动副为：2，2，2。则画出上图的转速图。㈢.确定各齿轮的齿数：在确定齿轮齿数时应注意：齿轮的齿数和不应过大，以免加大两轴之间的中心距，使机床的结构庞大，而且增大齿数和还会提高齿轮的线速度而增大噪声，所以在设计时要把齿数和控制在；为了控制每组啮合齿轮不产生根切现象，使最小齿数，因而齿轮的齿数和不应过小。在Ⅳ－Ⅴ轴间：∵则可查表1.58和3.98两行又∵而最小齿轮的齿数是在的齿轮副中，令第68页共68页南华大学机械工程学院毕业设计则等，∵在高速轴中尽量使齿轮的几何尺寸小一点以减小主轴

8、的尺寸，所以可取∴可查出：，，同理：①