ca6132车床主传动系统的数控化改造设计(附件)【字数：6668】
摘 要车床的主传动系统是机床的核心部分，它的作用是将电动机的动力通过主轴系统传递给工件，实现加工过程中的主运动。CA6132车床主传动系统的数控化改造设计，分为机械部分设计和控制部分设计。机械部分设计主要从电动机入手，围绕主轴改造进行设计，包括主轴及其组件的计算和校核，主轴箱的设计等；控制部分设计由已知的数控系统着手，主要包括变频器的选择和整体连接线路的设计。主传动系统的数控化改造相比购置新机床更加符合我国国情而且节省成本、资源，最终获得的效益增加。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2车床数控改造的意义 1
1.3普通车床数控化改造的现状 1
1.4课题研究的内容 2
第二章 改造方案设计 3
2.1CA6132主传动系统 3
2.2总体设计 3
2.3机械部分设计 4
2.4控制部分设计 4
第三章 机械部分设计 5
3.1电动机的选择 5
3.2同步齿形带的设计 5
3.2.1同步齿形带简介 5
3.2.2同步齿形带的计算 5
3.3主轴及其组件设计 10
3.3.1各轴转速及输出转矩计算 10
3.3.2主轴及其组件简介 10
3.3.3主轴及其组件计算 10
3.4主轴及其组件验算 13
3.4.1主轴强度验算 13
3.4.2主轴扭转刚度验算 16
3.4.3主轴挠度验算 17
3.4.4主轴轴承验算 18
3.5编码器的安装 19
3.5.1编码器的简介 19
3.5.2编码器的安装 20
3.6主轴箱的设计 20
3.7主传动系统的装配 21
第四章 控制部分设计 22
4.1变频器的选择 22
4.2整体连接线路设计 24
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1课题背景 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
众所周知，制造业是提高国家技术水平的主要力量。但是我国制造业水平与发达国家之间还具有一定的差距，这直接影响到我国工业产品的国际竞争力。为了改变这种现状，我国必须提高机床数控率。对旧机床进行数控化改造是符合我国国情的一项重要措施。
机床数控化改造是指在机床上增加微型计算机控制装置，使其具有一定的自动化能力，从而实现预期的加工工艺目标。主轴系统是主传动系统构成中的一个重要组成部分，其功率消耗约占机床总功率的70%―80%，其性能直接影响到机床的加工效率、加工材料范围、加工质量等，所以主轴系统的改造对于机床数控化改造来说十分重要[]。
1.2车床数控改造的意义
数控机床的主传动系统与普通机床相比有许多优点，改造后的机床有如下优越性：
同购置新机床相比，数控改造的机床一般可以节省费用。采用自行改造的方法，可使改造周期缩短。
机床数控改造后,既减少了生产所需的厂房面积，又减少了设备维修保养的经费。
改造机床可以充分利用原有地基，这样节约了大量社会资源。
机床大部分铸铁件可以重复使用，节约资源，减少了重新生产铸铁时对环境的污染[]。
1.3普通车床数控化改造的现状
目前大部分的经济型机床均采用数控系统模拟量输出+变频器+感应（异步）电机的形式，性价比很高。在20世纪60―70年代，数控机床的主轴一般采用三相感应电动机配上多级齿轮变速箱实现有级变速的驱动方式。随着技术的不断发展，上述传统的主轴驱动已经不能满足生产的需要。
数控机床动力磁悬浮主轴系统由此产生。由于其对调速性能提出了很高的要求，不仅能够实现主轴高速旋转、大功率输出，还要求在较宽的调速范围内实现无级变速。动力磁悬浮主轴调速的关键在于如何实现动力磁悬浮轴承调速，动力磁悬浮轴承是一种新型转子支撑结构，磁悬浮轴承和感应电机于一身，具有自悬浮和自驱动能力 []。
工业发达国家已经成功的将动力磁悬浮主轴技术应用于工业实际生产中，而国内还处在起步阶段，对于我们来说任重道远。
1.4课题研究的内容
上面我们已经知道了主传动系统改造对于机床数控改造的重要性，作为数控专业的我也在老师的建议下进行了该课题的设计，同时也为了巩固和拓展我所学的知识。由于考虑到现实情况，这里只进行关于车床主传动系统的数控化改造。
课题的主要内容包括主传动系统的机械结构设计和数控电气线路部分的改造设计。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2车床数控改造的意义 1
1.3普通车床数控化改造的现状 1
1.4课题研究的内容 2
第二章 改造方案设计 3
2.1CA6132主传动系统 3
2.2总体设计 3
2.3机械部分设计 4
2.4控制部分设计 4
第三章 机械部分设计 5
3.1电动机的选择 5
3.2同步齿形带的设计 5
3.2.1同步齿形带简介 5
3.2.2同步齿形带的计算 5
3.3主轴及其组件设计 10
3.3.1各轴转速及输出转矩计算 10
3.3.2主轴及其组件简介 10
3.3.3主轴及其组件计算 10
3.4主轴及其组件验算 13
3.4.1主轴强度验算 13
3.4.2主轴扭转刚度验算 16
3.4.3主轴挠度验算 17
3.4.4主轴轴承验算 18
3.5编码器的安装 19
3.5.1编码器的简介 19
3.5.2编码器的安装 20
3.6主轴箱的设计 20
3.7主传动系统的装配 21
第四章 控制部分设计 22
4.1变频器的选择 22
4.2整体连接线路设计 24
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1课题背景 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
众所周知，制造业是提高国家技术水平的主要力量。但是我国制造业水平与发达国家之间还具有一定的差距，这直接影响到我国工业产品的国际竞争力。为了改变这种现状，我国必须提高机床数控率。对旧机床进行数控化改造是符合我国国情的一项重要措施。
机床数控化改造是指在机床上增加微型计算机控制装置，使其具有一定的自动化能力，从而实现预期的加工工艺目标。主轴系统是主传动系统构成中的一个重要组成部分，其功率消耗约占机床总功率的70%―80%，其性能直接影响到机床的加工效率、加工材料范围、加工质量等，所以主轴系统的改造对于机床数控化改造来说十分重要[]。
1.2车床数控改造的意义
数控机床的主传动系统与普通机床相比有许多优点，改造后的机床有如下优越性：
同购置新机床相比，数控改造的机床一般可以节省费用。采用自行改造的方法，可使改造周期缩短。
机床数控改造后,既减少了生产所需的厂房面积，又减少了设备维修保养的经费。
改造机床可以充分利用原有地基，这样节约了大量社会资源。
机床大部分铸铁件可以重复使用，节约资源，减少了重新生产铸铁时对环境的污染[]。
1.3普通车床数控化改造的现状
目前大部分的经济型机床均采用数控系统模拟量输出+变频器+感应（异步）电机的形式，性价比很高。在20世纪60―70年代，数控机床的主轴一般采用三相感应电动机配上多级齿轮变速箱实现有级变速的驱动方式。随着技术的不断发展，上述传统的主轴驱动已经不能满足生产的需要。
数控机床动力磁悬浮主轴系统由此产生。由于其对调速性能提出了很高的要求，不仅能够实现主轴高速旋转、大功率输出，还要求在较宽的调速范围内实现无级变速。动力磁悬浮主轴调速的关键在于如何实现动力磁悬浮轴承调速，动力磁悬浮轴承是一种新型转子支撑结构，磁悬浮轴承和感应电机于一身，具有自悬浮和自驱动能力 []。
工业发达国家已经成功的将动力磁悬浮主轴技术应用于工业实际生产中，而国内还处在起步阶段，对于我们来说任重道远。
1.4课题研究的内容
上面我们已经知道了主传动系统改造对于机床数控改造的重要性，作为数控专业的我也在老师的建议下进行了该课题的设计，同时也为了巩固和拓展我所学的知识。由于考虑到现实情况，这里只进行关于车床主传动系统的数控化改造。
课题的主要内容包括主传动系统的机械结构设计和数控电气线路部分的改造设计。
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