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KC017-2
2009 屆畢業(yè)設(shè)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(shè)計
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
姓 名 胥 林
班 級 05機三
指導(dǎo)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(shè)計開題報告
（含課題的來源及現(xiàn)狀、設(shè)計要求、工作內(nèi)容、設(shè)計方案、技術(shù)路線、預(yù)期目標(biāo)、時間安排及參考文獻等內(nèi)容，字?jǐn)?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(shè)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(dāng)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(shè)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(yīng)用，急需一大批掌握加工中心設(shè)計、操作和維修的應(yīng)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(dān)，省去了復(fù)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(shè)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(yīng)帶輪直徑小的傳動；適應(yīng)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(yīng)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(dǎo)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(yuǎn)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(shè)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(shè)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(xué)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(yīng)用，對加工中心的各個組成部分提出了更高的性能指標(biāo)。當(dāng)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(yù)期目標(biāo)
一、技術(shù)指標(biāo)
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(biāo)
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(shè)計任務(wù)，收集資料、調(diào)查研究。
5周到7周 完成畢業(yè)設(shè)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(shè)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(shè)計說明書以及答辯準(zhǔn)備。
六、主要參考文獻
[1] 戴曙, 《金屬切削機床設(shè)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(shè)計》[M]，化學(xué)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(shè)計》[M]， 機械工業(yè)出版社 2006
[6] 周建方, 《材料力學(xué)》[M] 機械工業(yè)出版社 2002
[7] 范真,《加工中心》[M] 化學(xué)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(xué)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(shè)計》[M]， 化學(xué)工業(yè)出版社 2006
指導(dǎo)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(shè)計結(jié)果的預(yù)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(shè)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(xué)生具有一定的綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識與技能方面的能力，并要求學(xué)生具備扎實的機械設(shè)計基礎(chǔ)和全面的機械專業(yè)知識以及數(shù)控機床設(shè)計的能力，所以該課題具有一定的深度和廣度。
該同學(xué)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(shè)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(xué)的畢業(yè)設(shè)計工作量比較飽滿，通過設(shè)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(yīng)用，具有很大的實用價值。
指導(dǎo)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(shè)計答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報告應(yīng)在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，經(jīng)導(dǎo)師簽署意見及系部審核后生效。