武汉工程大学毕业设计（ 论 文）说明书论文题目 基于Pro/E的CK5235主工作台变速箱设计 学 号 学生姓名 专业班级 指导教师 总评成绩 2011年 6 月 5 日目 录摘 要IAbstractIII第一章绪论11.1数控车床的工作原理和组成11.2 CK5235系列数控双柱立式车床3第二章 立式车床总体设计621机床主传动系统设计介绍622主传动系统的结构设计623机床设计的步骤724机床总体布局8第三章 主变速箱总体设计1031 传动方案的比较和选择。1032 电动机的选择1133 计算传动装置总传动比和分配各级传动比1234 齿轮的选择和齿数的确定1335 双柱立式车床主轴箱传动原理图15第四章 主变速箱的详细设计174.1 V带的设计选择1742 齿轮的设计与校核184.3 轴及轴上零件的设计校核384.4变速箱的密封与润滑49总结51致谢52参 考 文 献53摘 要 本次设计首先对机床的结构和组成进行了简单的介绍，以及介绍CK5235双柱立式车床的组成及工作原理，对机床的重要组成部分：机床主变速箱进行总体设计及详细设计。机床是现代机电一体化技术的典型产品，对提高零件的加工质量和加工效率具有较好的作用。在本次设计中，主要完成了机床的总体设计以及主变速箱的详细设计。在机床的总体设计中，对机床的外观，布局，结构进行了设计。在主变速箱的详细设计中，对传动系统进行了设计并确定了传动的方案、主传动的速度调节方式；然后对主轴箱的各传动齿轮、传动轴进行了初步设计及详细设计，得到了比较合理的设计结果，完成了机床主变速箱设计任务。设计的C5240车床具有操纵方便，结构合理等优点。【关键词】：CK5235双柱立式车床 主变速箱 详细设计AbstractThis design first the structure and composition of machine simply introduces and CK5235 double column vertical lathe introduced the structure and the working principle of machine tools, an important part of the main transmission in overall: machine tool design and detailed design. Machine is typical of the modern electromechanical integration technology, to improve the product quality and machining parts processing efficiency has good effect. In this design, the main completed the overall design of the machine and the detailed design gearbox. The overall design of the machine tool, the appearance of machine tools, layout structure design. In the main gearbox detailed design, the design of transmission system and determine the transmission scheme, main transmission speed regulating mode; Then the spindle box to the transmission gears, transmission shaft has carried on the preliminary design and the detailed design, got more reasonable design results, completed the machine design assignment Lord gearbox. Design C5240 lathe with manipulation convenient, reasonable structure, etc.Keyword: CK5235 double column vertical lathe main gearbox detailed design第一章绪论1.1数控车床的工作原理和组成1.1.1数控机床的工作原理 用数控车床加工零件时，首先应将加工零件的几何信息编制成加工程序，由输入部分送入数据设置，经过数控装置的处理运算，按各坐标的分量送到各轴的驱动电路，经过转换，放大进行伺服电机的驱动，带动各轴运动，并进行反馈控制，使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序，轨迹和参数条件有条不紊地工作，从而加工出零件的全部轮廓。1.1.2数控机床的发展许多生产企业（例如汽车、拖拉机、家用电器等制造厂）已经采用了自动机床=组合机床和专用自动生产线。采用这种高度自动化和高效率的设备，尽管需要很大的初始投资以及较长的生产准备时间，但在大批大量的生产条件下，由于分摊在每一个工件上的费用很少，经济效益仍然是非常显着的。 已经使用的各类仿型加工机床部分地解决了小批量、复杂零件的加工。但在更化零件是，必须制造靠模和调整机床，不但要耗费大量的手工劳动，延长了生产，延长了生产准备周期，而且由于靠模误差的影响，加工频繁变化的精度很难达到较高的要求。 为了解决上述这些问题，来满足多种、小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活、的、通用的、能够适应产品频繁变化的柔性自动化机床。数字控制机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。他极其有效地解决了上述一系列矛盾，为单件、小批生产的精密复杂零件提供了自动化加工手段。 数控机床就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松夹工件、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给冷切液等）和步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示，通过控制介质（如穿孔纸带或磁带）将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其它执行组件，使机床自动加工出所需要的工作。数控机床是综合了微电子、计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等技术的最新成果而发展起来的完全新型的机床，它标志着机床工业进入了一个新的阶段。 第二次世界大战结束后，美国由于生产复杂的飞机零件的需要，提出了数控机床的初始设想。 1949年麻省理工学院（MIT）和巴森兹公司（Pasron Co）共同研究，1952年发表了三坐标连续控制铣床的系统研究结果，它是伺服系统与刚发展起来的数字计算机技术结合而产生的。1953年麻省理工学院发射实验室（MIT RADIATION）展出了该种机床。 40多年来，随着电子工业与计算机技术的发展数控系统的更新换代是十分迅速的。第一代数控系统：1952年至1959年，采用电子管组件。 第二代数控系统：1959年开始，采用晶体管组件。 第三代数控系统：1965年开始，采用集成电路。 第四代数控系统：1970年开始，采用+大规模集成电路及小型通用计算机。 第五代数控系统：1974年开始，采用微处理机和微型计算机。 由于数控技术发展极大地推动了数控机床的发展，在所有品种的机床实现单机数控化的同时，出现了一次装夹可完成多道工序的数控加工中心（Machine Center） 加工中心机床的出现，加工CAD技术，信息技术，网络控制技术以及系统工程学的发展，为单机控制自动化向计算机控制的多机制造系统自动化方向发展创造了必要条件。60年代末期出现的计算机群控系统即直接数控（Direct-Nc-DNC）系统。柔性制造技术的发展，已经形成了自动计划程度和规模上不同的多种层次和级别的柔性制造系统。带有自动换刀装置（ATC）的数控加工中心是柔性制造的硬件基础，是制造系统的基本级别。其后出现柔性制造单元（FMC），是较高级的柔性制造系统，它一般由加工中心机床与自动更换工件（AWC）的随机托盘（pallet）或工业机器人及自动检测与监控技术装备。以及柔性制造系统（FMS）和计算机集制造系统（CIMS）。（参考文献数字控制技术与数控机床4）1.1.3 数控机床的特点及数控机床的组成 数控机床的特点： 数控机床较好地解决了复杂精密，多变的零件加工问题，是一种灵活的，高效能的自动化机床。 数控机床以其精度高、效率高、能适应小批量复杂零件的加工等特点。 数控机床的组成：数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成，其各组成部分的关系如下图1-1： （数控机床的组成图1-1） （参考机械制造装备设计1）1.1.4 数控机床的分类 按工艺用途分类：切削加工的数控机床，金属成型机床，特种加工机床，加工中心机床。 按运动方式分类：1点位控制系统（P系统）：只实现有一个位置到另一个位置的精确移动，在移动和定位过程中不进行任何加工，机床移动部件的运动路线并不影响加工的孔距精度。数控系统只需控制行程终点的坐标值，而不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动不需要有任何联系。2点位直线控制系统：点位直线控制数控机床的特点是机床移动部件不仅要实现由一个位置到另一个位置的精确移动。3轮廓控制系统：轮廓控制数控机床的特点是能够对两个或两个以上的坐标轴同时进行控制，它不仅能控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且要控制整个加工过程每一点的速度与位移量，也就是说，要控制移动轨迹，将工件加工成一定的轮廓形状。1 按控制方式分类： 1开环控制系统：开环控制系统就是指不带反馈装置的控制系统。通常使用功率步进电机或电液脉冲马达作为执行机构。数控装置输出的脉冲通过环形分配器和驱动电路，不断改变供电状态，使步进电机转过相应的布局角，再经过减速齿轮带动丝杆旋转，最后转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是有输入脉冲的频率和脉冲数所决定的。开环控制系统具有结构简单，成本较低等优点。2半闭环控制系统：半闭环控制系统是在开环系统的丝杆上装有角位移检测装置，通过检测丝杆的转角间接地检测移动部件的位移部件的位移，然后反馈至数控装置中。配有精密滚珠丝杆和齿轮的半闭环系统正在被广泛地采用。目前已经逐步将角位移检测装置和伺服电机设计成一个部件，使系统变得更加简单。3闭环控制系统：闭环控制系统是在机床移动部件位置上直接装有直线位置检测装置，将测量到的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值进行控制，使移动