《畢業(yè)論文終稿-龍門加工中心Z軸與Y軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[購(gòu)買贈(zèng)送配套CAD圖紙 論文答辯優(yōu)秀]》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)論文終稿-龍門加工中心Z軸與Y軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[購(gòu)買贈(zèng)送配套CAD圖紙 論文答辯優(yōu)秀]（41頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖紙預(yù)覽請(qǐng)見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題名稱 龍門加工中心 Z 軸與 Y 軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)系 別 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 教研室主任 系 主 任 年 月 日II摘 要本文全面闡述了龍門加工中心的結(jié)構(gòu)原理，設(shè)計(jì)特點(diǎn)，論述了采用伺服電機(jī)和滾珠絲杠螺母副的優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)介紹了龍門加工中心的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核，并進(jìn)行了分析。另外匯總了有關(guān)技術(shù)參數(shù)。高速度、高精度、高效率和高剛度已成為當(dāng)今數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主要方向，為了彌補(bǔ)這些不足，龍門龍門加工中心便應(yīng)運(yùn)而生,大大提高了零件的精度和效率，降低生產(chǎn)成本，因此龍門加工中心 Z 軸與 Y 軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成為當(dāng)前數(shù)控機(jī)床行業(yè)重點(diǎn)研究的對(duì)象之一。其中著重介紹了滾珠絲杠的原理及選用原則，系統(tǒng)地對(duì)滾珠絲杠生產(chǎn)、應(yīng)用等環(huán)節(jié)進(jìn)行了介紹。包括種類選擇、參數(shù)選擇、精度選擇、循環(huán)方式選擇、與主機(jī)匹配的原則以及廠家的選擇等。關(guān)鍵詞：龍門加工中心，數(shù)控，伺服電機(jī)，滾珠絲杠需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763IIIAbstractThis paper describes the principles of a comprehensive structure of gantry machining center, design features, discusses the advantages of using servo motor and ball screw nut pairs. Details of the design and verification of the machining center, and analyzed. Also summarizes the technical parameters.High-speed, high efficiency and high rigidity has become the main direction of development of today's CNC machine tools, in order to remedy these shortcomings, gantry machining center will come into being, greatly improving the accuracy and efficiency of parts, reduce production costs, and therefore the goal machining centers Z axis and Y-axis feed motion mechanism designed to be one of the objects of the current focus on the CNC machine tool industry.Which focuses on the principle and the principle of selection of ball screw, ball screw system to production, application and other aspects were introduced. Including species selection, parameter selection, accuracy of selection, mode selection cycle, the principle of matching the host and select manufacturers and the like.Keywords: gantry machining centers, CNC, servo motor, ball screwIV目 錄摘 要 .............................................................................................................................................IIAbstract..........................................................................................................................................III目 錄 ...........................................................................................................................................IV第 1 章 緒 論................................................................................................................................11.1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展及趨勢(shì).................................................................................................11.2 龍門加工中心的基本原理...............................................................................................21.3 課題研究的目的和意義...................................................................................................4第 2 章 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求..........................................................................................................52.1 課題的主要內(nèi)容和基本要求............................................................................................52.2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容.....................................................................................................................52.2.1 數(shù)控裝置總體方案的確定 ...................................................................................52.2.2 機(jī)械部分的設(shè)計(jì) ...................................................................................................52.2.3 編寫設(shè)計(jì)說明書 ...................................................................................................62.3 機(jī)床主要部件及運(yùn)動(dòng)方式的選定...................................................................................6第 3 章 Z 向進(jìn)給伺服進(jìn)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..........................................................................................83.1 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型.....................................................................................83.1.1 最大工作載荷的計(jì)算 .........................................................................................83.1.2 最大動(dòng)載荷的計(jì)算 .............................................................................................83.1.3 滾珠絲杠螺母副的選型 .....................................................................................93.1.4 滾珠絲杠副的支承方式 .....................................................................................93.1.5 傳動(dòng)效率的計(jì)算 .................................................................................................93.1.6 剛度的驗(yàn)算 .........................................................................................................93.1.7 穩(wěn)定性校核 .......................................................................................................103.1.8 臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)證 ...............................................................................................103.2 步進(jìn)直線電機(jī)的計(jì)算和選用.......................................................................................113.2.1 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 ...............................................................................................113.2.2 電機(jī)力矩的計(jì)算 ...............................................................................................12需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763V3.3 步進(jìn)直線電機(jī)的選擇...................................................................................................14第 4 章 Y 向進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................................................................164.1 滾珠絲杠的選擇...........................................................................................................164.1.1 滾珠絲杠的精度 ...............................................................................................164.2 伺服電機(jī)的選擇...........................................................................................................204.2.1 最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 .......................................................................................204.2.2 負(fù)載慣量的計(jì)算 ...............................................................................................204.2.3 空載加速轉(zhuǎn)矩計(jì)算 ...........................................................................................224.2.4 軸向間隙的調(diào)整和加預(yù)緊力的方法 ...............................................................224.3 導(dǎo)軌副的計(jì)算、選擇...................................................................................................244.4 聯(lián)軸器的選擇...............................................................................................................254.5 軸承的選擇...................................................................................................................26總結(jié)................................................................................................................................................27參考文獻(xiàn)........................................................................................................................................28致 謝..............................................................................................................................................29VI需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763VIIVIII需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763IXX需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763XIXII1第 1 章 緒 論1.1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展及趨勢(shì)1946 年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，這表明人類創(chuàng)造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類進(jìn)入信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。6 年后，即在 1952 年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國(guó)誕生了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個(gè)世紀(jì)以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展。數(shù)控 NC 階段（1952 年-1970 年）早期計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度低，對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理影響還不大，但不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路"搭" 成一臺(tái)機(jī)床專用計(jì)算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱為硬件連接數(shù)控（HARD-WIRED NC） ，簡(jiǎn)稱為數(shù)控（NC ） 。隨著元器件的發(fā)展，這個(gè)階段經(jīng)歷了三代，即 1952 年的第一代—電子管；1959 年的第二代—晶體管；1965 年的第三代—小規(guī)模集成電路。計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）階段（1970 年-現(xiàn)在）到 1970 年，通用小型計(jì)算機(jī)業(yè)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn)。于是將它移植過來作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進(jìn)入了計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）階段（把計(jì)算機(jī)前面應(yīng)有的“通用”兩個(gè)字省略了） 。到 1971 年，美國(guó) INTEL 公司在世界上第一次將計(jì)算機(jī)的兩個(gè)最核心的部件—運(yùn)算器和控制器，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上，稱之為微處理器（MICROPROCESSOR） ，又可稱為中央處理單元（簡(jiǎn)稱 CPU） 。到 1974 年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。這是因?yàn)樾⌒陀?jì)算機(jī)功能太強(qiáng)，控制一臺(tái)機(jī)床能力有富裕（故當(dāng)時(shí)曾用于控制多臺(tái)機(jī)床，稱之為群控） ，不如采用微處理器經(jīng)濟(jì)合理。而且當(dāng)時(shí)的小型機(jī)可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高，但可以通過多處理器結(jié)構(gòu)來解決。由于微處理器是通用計(jì)算機(jī)的核心部件，故仍稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控。到了 1990 年，PC 機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)，國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱微機(jī)）的性能已發(fā)展到很高的階段，可以滿足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求。數(shù)控系統(tǒng)從此進(jìn)入了基于 PC 的階段。2總之，計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。即 1970 年的第四代—小型計(jì)算機(jī)；1974 年的第五代—微處理器和 1990 年的第六代—基于 PC（國(guó)外稱為 PC-BASED） 。還要指出的是，雖然國(guó)外早已改稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控（即 CNC）了，而我國(guó)仍習(xí)慣稱數(shù)控（NC） 。所以我們?nèi)粘Ｖv的"數(shù)控" ，實(shí)質(zhì)上已是指"計(jì)算機(jī)數(shù)控" 了。3.數(shù)控未來發(fā)展的趨勢(shì) (1) 繼續(xù)向開放式、基于 PC 的第六代方向發(fā)展基于 PC 所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點(diǎn)，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會(huì)走上這條道路。至少采用 PC 機(jī)作為它的前端機(jī)，來處理人機(jī)界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。PC 機(jī)所具有的友好的人機(jī)界面，將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程通訊，遠(yuǎn)程診斷和維修將更加普遍。(2) 向高速化和高精度化發(fā)展這是適應(yīng)機(jī)床向高速和高精度方向發(fā)展的需要。(3) 向智能化方向發(fā)展隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。1.2 龍門加工中心的基本原理數(shù)控控制（Numerical Control）是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其過程進(jìn)行控制的一種控制方法。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的一門新型的，發(fā)展十分迅速的高新技術(shù)。數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍所覆蓋的領(lǐng)域又：機(jī)械制造技術(shù)；微電子技術(shù)；信息處理傳輸技術(shù)；自動(dòng)控制技術(shù)；伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；檢驗(yàn)監(jiān)控技術(shù)；傳感技術(shù)；軟件技術(shù)等。數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的是能技術(shù)和最基本的裝備。在提高生產(chǎn)率，降低成本，保證質(zhì)量及改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度等方面，都有突出的優(yōu)點(diǎn)；特別是在適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代，小批量，多品種生產(chǎn)方面，各類數(shù)控裝備是實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)鍵。需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397633數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。國(guó)際信息處聯(lián)盟（International Federation of Information Processing, IEIP）第五技術(shù)委員會(huì)，對(duì)數(shù)控機(jī)床作了如下的定義：數(shù)控機(jī)床是一種裝了程序控制系統(tǒng)的機(jī)床。該系統(tǒng)能邏輯的處理具有使用碼或其他符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。龍門加工中心經(jīng)過長(zhǎng)期的技術(shù)發(fā)展和推動(dòng)，已從傳統(tǒng)的單軸式發(fā)展到多軸式，從傳統(tǒng)龍門加工中心發(fā)展到現(xiàn)代化智能的加工中心，從單面的加工發(fā)展到多面的加工，發(fā)展速度快，技術(shù)比較成熟。但是對(duì)于龍門五面體加工中心，由于我國(guó)基礎(chǔ)技術(shù)薄弱，研究方法落后，資金投入不足等原因，以及國(guó)外對(duì)核心技術(shù)的封鎖，導(dǎo)致我國(guó)五面體加工中心發(fā)展緩慢[4]。從龍門加工中心主要部件的發(fā)展情況來看，國(guó)內(nèi)外龍門加工中心的龍門和滑枕的機(jī)構(gòu)基本都具有以下特點(diǎn)：1. 龍門 主要是由一個(gè)橫梁和兩個(gè)立柱構(gòu)成。分為橫梁固定、橫梁靠定位塊鎖定分段升降和橫梁任意升降三種類型。橫梁固定式結(jié)構(gòu)機(jī)床剛性好，但不適合加工大型工件，因?yàn)樵诩庸た拷ぷ髋_(tái)面的工件部位時(shí)，滑枕伸出長(zhǎng)度過大，加工剛性較差，影響加工尺寸精度；橫梁靠定位塊鎖定分段升降型結(jié)構(gòu)機(jī)床剛性較好，但橫梁升降運(yùn)動(dòng)不能與滑枕上下移動(dòng)聯(lián)動(dòng)，且操作較復(fù)雜；橫梁任意升降型結(jié)構(gòu)橫梁升降運(yùn)動(dòng)可以與滑枕上下移動(dòng)聯(lián)動(dòng)，加工范圍較廣，適合新產(chǎn)品開發(fā)。立柱和橫梁的橫截面為矩形，剛性好，可耐重切削并長(zhǎng)期保持高精度。主軸箱在橫梁上的導(dǎo)軌有自重平衡裝置，其動(dòng)作靈活、迅速且準(zhǔn)確。由于主軸箱左右移動(dòng)時(shí)，橫梁升降用滾珠絲杠所受負(fù)載有變動(dòng)，使精度降低，所以采用配置在橫梁左右兩側(cè)的油缸來平衡主軸箱左右移動(dòng)造成的變動(dòng)負(fù)載和橫梁本身的自重，以提高機(jī)床的精度。2. 滑枕 從結(jié)構(gòu)上可分為開式和閉式兩種型式。開式結(jié)構(gòu)的滑枕通過壓板夾緊在主軸箱上，滑枕的截面積大；閉式結(jié)構(gòu)的滑枕被夾緊在主軸箱內(nèi)，滑枕的截面積小。主軸箱內(nèi)有液壓平衡裝置，使滑枕上下移動(dòng)靈活，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力重切削。主軸滑枕內(nèi)部采用強(qiáng)制內(nèi)冷卻，即使作長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)重切削，也可保持高精度?；淼男谐桃詽M足工件側(cè)面下部的加工要求為宜，不宜太長(zhǎng)，以免影響加工時(shí)的機(jī)床剛度?；聿捎靡惑w型的結(jié)構(gòu)，以提高機(jī)床的整體剛性。41.3 課題研究的目的和意義我國(guó)近幾年龍門加工中心進(jìn)給機(jī)構(gòu)雖然發(fā)展較快，但與國(guó)際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差，外觀質(zhì)量差，產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)，應(yīng)變能力差。針對(duì)傳統(tǒng)龍門加工中心進(jìn)給機(jī)構(gòu)的不足之處及生產(chǎn)中存在的問題，有必要在傳統(tǒng)機(jī)床的基礎(chǔ)上研究出新型龍門加工中心進(jìn)給機(jī)構(gòu)。通過對(duì)傳統(tǒng)銑床手動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)及傳動(dòng)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，加入新技術(shù)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，降低勞動(dòng)強(qiáng)度及工作量。龍門加工中心進(jìn)給機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)是：在規(guī)格上將向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型進(jìn)給機(jī)構(gòu)；在性能上將研制以鋼為材料的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，大幅度提高進(jìn)給機(jī)構(gòu)的承載能力；在形式上繼續(xù)研制多軸并聯(lián)，甚至于五軸并聯(lián)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。綜上所訴，龍門加工中心進(jìn)給機(jī)構(gòu)的開發(fā)和設(shè)計(jì)具有很高研究的意義.本課題采用類似的機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果的方法，進(jìn)行龍門加工中心進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使其能夠?qū)崿F(xiàn)更好的工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化。本課題對(duì)龍門加工中心進(jìn)給機(jī)構(gòu)部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，研究龍門加工中心的結(jié)構(gòu)，主要部件及典型零件的設(shè)計(jì)方法，其意義如下：1、通過對(duì)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和研究掌握機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般步驟和方法；2、通過對(duì)課題的研究，了解國(guó)內(nèi)外有關(guān)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)；3、通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)自己的創(chuàng)新精神，提供分析問題和解決問題的能力。需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397635第 2 章 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求2.1 課題的主要內(nèi)容和基本要求本課題要求設(shè)計(jì)一臺(tái)龍門加工中心，機(jī)床主要設(shè)計(jì)參數(shù)下表所示：完成該題目已具備的條件：可參考無錫橋聯(lián)數(shù)控生產(chǎn)的五軸龍門加工中心 QLM27000-5x，依據(jù)該機(jī)床的基本參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體參數(shù)X 軸行程------------------------------------------------------1000mmY 軸行程------------------------------------------------------1000mmZ 軸行程-------------------------------------------------------500mm主軸端面距工作臺(tái)面距離-------------------------------------300-800mm快進(jìn)速度（X、Y、Z 軸）---------------------------------------40m/min工進(jìn)速度（X、Y、Z 軸）---------------------------------------20m/min加速度---------------------------------------------------------6m/s2定位精度（X、Y、Z）------------------------------------------0.015mm重復(fù)定位精度（X、Y、Z）---------------------------------------0.01mm最小分辨率（X、Y、Z）---------------------------------------0.0001mm機(jī)床電源----------------------------------------------AC3×380V 三相 50Hz機(jī)床外形尺寸---------------------------------2800×3500×3200mm2.2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容2.2.1 數(shù)控裝置總體方案的確定(1).數(shù)控裝置設(shè)計(jì)參數(shù)的確定；(2).方案的分析，比較，論證。2.2.2 機(jī)械部分的設(shè)計(jì)(1).確定脈沖當(dāng)量；(2).機(jī)械部件的總體尺寸及重量的初步估算；6(3).傳動(dòng)元件及導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)，計(jì)算和選用；(4).確定伺服電機(jī)；(5).繪制機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖；(6).系統(tǒng)等效慣量計(jì)算；(7).系統(tǒng)精度分析。2.2.3 編寫設(shè)計(jì)說明書(1) 說明書是設(shè)計(jì)的總結(jié)性技術(shù)文件，應(yīng)敘述整個(gè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，包括提方案的確定，系統(tǒng)框圖的分析，機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算，選用元器件參數(shù)的說明；(2)論文正文不少于 10000 字。2.3 機(jī)床主要部件及運(yùn)動(dòng)方式的選定（1）伺服電機(jī)的選擇 本次設(shè)計(jì)選用交流伺服電機(jī)，根據(jù)本進(jìn)給系統(tǒng)定位精度的要求，初步選用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。如果經(jīng)計(jì)算后半閉環(huán)系統(tǒng)不能滿足定位精度要求，可改用全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。交流伺服電機(jī)有交流同步電機(jī)和交流感應(yīng)電機(jī)。交流感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與同容量的直流伺服電動(dòng)機(jī)相比較，質(zhì)量輕、價(jià)格便宜。缺點(diǎn)是不能經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)范圍較大的平滑調(diào)速。所以數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中一般不采用這種電動(dòng)機(jī)。 交流同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與所用電源的頻率之間存在一種嚴(yán)格的關(guān)系，即在電源電壓和頻率固定不變時(shí)，它的轉(zhuǎn)速是穩(wěn)定不變得。由變頻電源供電給同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，便可方便地獲得與頻率成正比的可變速度。并可得到非常硬的機(jī)械特性及寬的調(diào)速范圍。其結(jié)構(gòu)雖然比感應(yīng)電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，但比直流電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)單。同步電動(dòng)機(jī)又分為電磁式和非電磁式兩大類。在后一類中又有磁滯式、永磁式和反應(yīng)式多種。在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，多采用永磁式同步電動(dòng)機(jī)。在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中，采用具有大轉(zhuǎn)矩、寬調(diào)速并裝有反饋元件的機(jī)電一體化的永磁式交流同步電動(dòng)機(jī)已十分普及。（2）滾珠絲杠螺母副的選擇 滾珠絲杠具有高精度、高剛度、高效率及無間隙等優(yōu)點(diǎn)。特別是在半閉環(huán)加工系統(tǒng)中，滾珠絲杠自身的精度對(duì)機(jī)床加工精度有很大的影響，定位精度在很大程度上受到滾珠絲杠精度的影響。需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397637滾珠螺母副[4]的滾珠循環(huán)方式一般會(huì)分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種。對(duì)于內(nèi)循環(huán)方式，滾珠在循環(huán)過程中始終保持與滾珠絲杠接觸。內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠螺母副工作滾珠數(shù)目少，徑向尺寸緊湊，摩擦損失少，流暢性好，傳動(dòng)效率高，軸向剛度好，但回珠器槽行比較復(fù)雜，需三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床才能進(jìn)行加工。外循環(huán)過程中滾珠與絲杠脫離接觸，目前使用插管完成滾珠循環(huán)的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，但滾道管子突出于螺母外面，所以外循環(huán)滾珠絲杠螺母徑向尺寸較大。滾珠和滾珠絲杠螺母副接觸處有過盈配合，即兩者達(dá)到預(yù)緊；滾珠絲杠螺母副事先通過調(diào)節(jié)左右螺母的相互離開和靠近消除間隙。常用的消除間隙或預(yù)緊的辦法有墊片是調(diào)隙結(jié)構(gòu)、螺紋式調(diào)隙結(jié)構(gòu)和齒差式調(diào)隙結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)采用墊片式調(diào)隙結(jié)構(gòu)。（3）導(dǎo)軌副的選用 要設(shè)計(jì)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌選用貼塑導(dǎo)軌，它屬于滑動(dòng)導(dǎo)軌，是在機(jī)床的動(dòng)導(dǎo)軌面上貼上一層抗磨軟帶，導(dǎo)軌副的另一個(gè)固定導(dǎo)軌面為磨削面。這樣就會(huì)使導(dǎo)軌摩擦系數(shù)變?yōu)?0.03—0.05，導(dǎo)軌速度可達(dá) 30m/min，剛度比較高，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)差值小，沒有爬行。耐磨性與鑄鐵對(duì)鑄鐵導(dǎo)軌副相比可提高 1—3 倍。8第 3 章 Z 向進(jìn)給伺服進(jìn)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型3.1.1 最大工作載荷的計(jì)算Z 軸行程為 500mm，已知重力（N） ，為直線導(dǎo)軌，查表 3-1，最大工作載荷NG50'?的計(jì)算如下：mF= (3.1))2(FKFxzym???????)(6.49式中： —為考慮顛覆力矩影響時(shí)的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，取 1.4；—為滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，取 0.2。?3.1.2 最大動(dòng)載荷的計(jì)算(3.2)mhwQFfLF????3(3.3)610/Tn??(3.4)in/8maxrPVhj式中： —滾珠絲杠副的壽命系數(shù)，單位為 r；L? 6—絲杠壽命，取 15000；T—載荷系數(shù)，一般取 1.2；wf—硬度系數(shù)取 1；h—橫向絲杠副最大工作載荷，其值為 2459.6 ；mF? N—橫向滾珠絲杠導(dǎo)程，初選為 。hPm5—橫向最大工進(jìn)速度，該設(shè)計(jì)值為 ；maxjV? in/3.0—橫向最大工進(jìn)速度對(duì)應(yīng)絲杠的轉(zhuǎn)度，單位 。n? r計(jì)算得出得 ： =12278.8 。QF?N需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976393.1.3 滾珠絲杠螺母副的選型根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷 ,選擇江蘇啟東潤(rùn)澤機(jī)床附件有限公司生產(chǎn)的 FL3205-QF?3 型內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠副，采用雙螺母方式預(yù)緊，精度等級(jí)為 3 級(jí)，其參數(shù)如表 3-1 所示。表 3-1 FL3205-3 型滾珠絲杠相關(guān)參數(shù)公稱直徑/m導(dǎo)程/ 鋼球直徑/m絲杠外徑/絲杠底徑/m額定載荷/KN接觸剛度/ 1??m?0d?hP?wD?1d?2?oaC??32 5 3.5 19 16.5 32.8 1414533.1.4 滾珠絲杠副的支承方式考慮到橫向滾珠絲杠副的長(zhǎng)度、精度與負(fù)載的大小以及改造成本，采用雙推-單推支承方式，該方式軸向剛度高，位移精度好，可以進(jìn)行預(yù)拉伸。3.1.5 傳動(dòng)效率的計(jì)算= (3.5)??)tan(????式中： —螺距升角，根據(jù) ,可得 =2°28′；?? 0h14.3Ptd?????—摩擦角，一般取 =10′。??算得： = =95.67% (3.6)??)0182tan(???3.1.6 剛度的驗(yàn)算= （“+”號(hào)代表拉伸， “-”代表壓縮）1??SElFum??式中： —絲杠的最大工作載荷，單位為 ；mF? N10—絲杠縱向最大有效行程，單位為 ；ul? m—絲杠材料的彈性模量，鋼 ；EMPaE510.2??—絲杠的橫截面面積，單位 按絲杠螺紋的底徑 確定。S? 2d?根據(jù)設(shè)計(jì)， 為 2459.6N， 為 420 ， 為 36.5 ，算得：mFul?2d?= =±0.0047 (3.7)?1?25)5.36(14.0.29??? )(m=±4.7?查表 3-3 可知， ,所以剛度足夠。m??13

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