摘    要
本毕设的主题是加工中心和主传动系统的机械设计计划。加工中间的机械动作控制是提高加工中间加工精度，特别是主传动系统机械布局加工精度的环节基础。因此，主传动系统的机械布置方案是否合理，加工精度是否满足方案要求，都对工艺的加工精度起着承上启下的作用。本项目计划开始时，通过对各种主传动系统的系统分析，以及配备电主轴的优良工艺技术，确定传动系统真值图，并设定工艺技术路径。第二分析中周速系统的特点，制定中周速系统的机械布置方案；并关注各传动部分的能量参数。接下来，分析主轴的要求，确定主轴的相关参数，如：扭转精度、静刚度等。从而从刀具、轴承、夹具号、传动部件以及放置在主轴上的其余部件等方面进行分析。体验相对轴承的例子，我们分析了每个轴承的特性，得出所需轴承满足要求的结论。考虑盒子中的部件和盒子的外部部分，并确定盒子的样式和大小，以确定盒子的布局。分析了组件的工作原理，并从需求出发。得出了这种总成的布局。最后绘制了中间主传动系统的机械布置图和装配图。
关键词 传动系统；加工中心；机械设计；方案设计；布置
Abstract
The theme of this project is the mechanical design plan of the machining center and the main transmission system.The mechanical action control in the machining middle is the basis of improving the machining intermediate machining accuracy, especially the mechanical layout machining accuracy of the main transmission system.Therefore, whether the mechanical layout scheme of the main transmission system is reasonable, whether the processing accuracy meets the requirements of the scheme, all play a connecting role in the processing accuracy of the process.At the beginning of the project, determine the true value map of the transmission system and set the process and technical path.Analysis of the characteristics of the speed system, develop the mechanical arrangement of the system; and pay attention to the energy parameters of each transmission part.Next, the requirements of the spindle are analyzed to determine the relevant parameters of the spindle, such as: torsion accuracy, static stiffness, etc.Thus from the tool, bearings, clamp number, transmission components and the rest of the components placed on the spindle analysis.Experience the example of relative bearings, we analyze the characteristics of each bearing and conclude that the required bearings meet the requirements.Consider the parts in the box and the outer parts of the box, and determine the style and size to determine the layout of the box.The working principle of the components are analyzed and started from the requirements.The layout of this assembly is obtained.Finally, the mechanical layout and assembly diagram of the intermediate main transmission system are drawn.
Key words drive system; machining center; mechanical design; scheme design; layout
目       录
摘要 I
Abstract II
1绪论 1
1.1 加工中心的组成 1
1.2 加工中心的特点 2
2 确定主传动系统设计方案，拟定传动原理图 3
2.1 确定设计方案 3
2.1.1加工中心主传动系统简介 3
2.1.2对加工中心主传动系统的要求 3
2.2拟定传动原理图 4
2.2.1主传动系统主要类型 4
2.2.2拟定传动原理图 5
3 运动设计和动力设计 7
3.1 运动设计 7
3.1.1 传动方案设计 7
3.1.2转速调速范围 7
3.1.3根据计算得出三个档次速度变化组 7
3.1.4 结构式采用 7
3.1.5 绘制转速图 7
3.1.6 确定变速组齿轮齿数 8
3.1.7 传动系统图 8
3.1.8 带轮设计 8
3.1.9 计算带的张紧力F0作用在轴上的压轴力FQ 10
3.2  动力设计 11
3.2.1 传动件的计算转速 11
3.2.2 计算各传动轴的输出功率 11
3.2.3 计算各传动轴的扭矩 12
3.2.4 轴径设计及键的选取 12
3.2.5 计算齿轮模数 13
3.2.6 齿轮校核 14
4主轴和轴的结构设计、精度设计和刚度设计 17
4.1 主轴的要求 17
4.1.1 旋转精度 17
4.1.2 静刚度 17
4.1.3 抗振性 17
4.1.4 升温和热变形 17
4.1.5 耐磨性 18
4.1.6 材料和热处理 18
4.1.7 主轴的结构 18
4.2 主要参数的确定 19
4.2.1 主轴前轴颈直径D1的选取 19
4.2.2 主轴内孔直径d的确定 19
4.2.3主轴前端悬伸量a的确定 19
4.2.4 主轴主要支承间跨距L的确定 20
4.3  主轴的构造 22
4.4  轴上零件的定位 22
4.4.1零件的轴向定位 22
4.4.2零件的周向定位 23
4.5  主轴的校核 23
4.5.1主轴按扭转强度校核 23
4.5.2主轴的扭转刚度校核 23
4.6  主轴的主轴组件的刚度验算 24
5 轴承选用与寿命计算 28
5.1 滚动轴承的主要类型、性能与特点 28
5.1.1向心轴承 28
5.1.2推力轴承 28
5.1.3 滚子动轴承 28
5.2 轴承的选取 29
5.3 寿命计算 29
5.3.1 基本额定寿命和基本额定动载荷 29
5.3.2 滚动轴承疲劳寿命计算的基本公式 30
6主轴箱体结构设计和精度设计 33
6.1 箱体基本知识 33
6.1.1箱体的主要功能 33
6.1.2箱体的分类 33
6.2 设计的主要问题和设计要求 33
6.2.1满足强度和刚度要求 33
6.2.2散热性能和热变形问题 34
6.2.3结构设计合理 34
6.2.4工艺性好 34
6.3  主轴箱体结构设计 34
6.3.1箱体的毛坯、材料及热处理 34
6.3.2箱体结构参数的选择 35
7刀具夹紧装置设计 38
7.1 刀具自动夹紧机构 38
7.2 刀具夹紧装置的工作原理 38
8绘制主传动系统装配图和零件图 39
结论 41
致谢 42
参考文献 43