畢業(yè)設(shè)計(論文)-立式銑床X-Y數(shù)控工作臺結(jié)構(gòu)設(shè)計.doc

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1、中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 立式銑床X-Y數(shù)控工作臺結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章 緒論1.1 X-Y工作臺的發(fā)展趨勢及產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀 數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心,是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、復(fù)合化等的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)發(fā)展也會越來越快,這也意味著它所需要考慮和處理的技術(shù)與非技術(shù)問題越來越多。中國的數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)歷了40 年的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)發(fā)展應(yīng)根據(jù)我國的實(shí)際情況,制定符合國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略,朝著高可靠穩(wěn)定、高速度、高精度化、智能化、數(shù)控編程自動化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。工作臺作為數(shù)控機(jī)床的重要組成部分,也是影響加工精度的重要組成環(huán)節(jié)。從一開始為了滿足加工簡單的零件而設(shè)計的直線運(yùn)動的XY工作

2、臺,到現(xiàn)在為了實(shí)現(xiàn)多工位加工而制造的分度工作臺和回轉(zhuǎn)工作臺等。為了滿足現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展,也為了環(huán)境的要求,一作臺的驅(qū)動裝置從原來的機(jī)械驅(qū)動變?yōu)橐郝抿?qū)動,現(xiàn)在更多的采用了氣動裝置,更好的保護(hù)了環(huán)境,節(jié)約了資源。由于工作臺是一臺機(jī)床的關(guān)鍵配套部件,因此世界各國都有對其進(jìn)行研究,我國在工作臺的研究開發(fā)方面也取得了長足的進(jìn)步。目前工作臺的種類繁多,傳統(tǒng)的工作臺只能安裝在某一指定機(jī)床上,伴隨著科技的與時俱進(jìn),它們的功能也由傳統(tǒng)單一性向現(xiàn)代的多功能性方向發(fā)展,現(xiàn)在一些工作臺,它不僅可以安裝在鉆床上,還可以安裝在銑床和鏜床等機(jī)床上。并且目前部分工作臺還可以作為機(jī)床的第四回轉(zhuǎn)軸,大大提高了機(jī)床的性能。例如:可

3、傾回轉(zhuǎn)工作臺,它可以實(shí)現(xiàn)用于數(shù)控機(jī)床和加工中心機(jī)床上,可利用原機(jī)床的兩個控制坐標(biāo)控制轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)和傾斜,也可直接利用本轉(zhuǎn)臺配套的數(shù)控裝置與機(jī)床聯(lián)接完成所需的工作循環(huán)。它可以完成任意角度的孔、槽、平面類機(jī)械加工,以及曲線、凸輪等的加工,并可達(dá)到較高的精度。另外也可用于非數(shù)控鉆、銑、鏜類機(jī)床上,獨(dú)立完成等分和不等分的角度分度工作。國外工作臺的功能與我國所生產(chǎn)的工作臺功能基本相似,但是在其精度方面,國外的一些公司所生產(chǎn)的工作臺要略高于我國所生產(chǎn)的工作臺。因此我國與國外相比,還是有一定的差距,因此工作臺的設(shè)計具有重要意義,我們要借助時代的步伐,與時俱進(jìn),開拓創(chuàng)新,使我國成為具有領(lǐng)先技術(shù)的綜合性強(qiáng)國。1.

4、2數(shù)控X-Y工作臺設(shè)計的意義和目的 本設(shè)計所設(shè)計的X-Y工作臺采用了低摩擦的直線滾動導(dǎo)軌和精密的絲杠,它的工作原理是通過MCS-51單片機(jī)來控制步進(jìn)電機(jī),使X-Y工作臺實(shí)現(xiàn)了數(shù)控控制。工作臺的自動化能大大減輕勞動強(qiáng)度,提高勞動生產(chǎn)效率。本設(shè)計的X-Y數(shù)控工作臺機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計是一個開環(huán)控制系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)簡單,實(shí)現(xiàn)方便而且能保證一定的精度。通過微機(jī)控制技術(shù)的簡單的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的控制,使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大,精度和可靠性進(jìn)一步提高。多數(shù)數(shù)控銑床工作臺的總體布局與和它類似的普通機(jī)床的總布局是基本相同或相似的,并且已經(jīng)形成了傳統(tǒng)的、經(jīng)過考驗(yàn)的固定形式,只是隨著生產(chǎn)要求與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,還會不斷有所改進(jìn)。數(shù)

5、控銑床工作臺的總體布局是機(jī)床設(shè)計中帶有全局性的問題,它的好壞對機(jī)床的制造和使用都有很大的影響。一方面是要從機(jī)床的加工原理即機(jī)床各部件的相對運(yùn)動關(guān)系,結(jié)合考慮工件的形狀、尺寸和位置等因素,來確定各主要部件之間的相對位置關(guān)系和配置,另外一方面全面考慮機(jī)床的外部因素,如外觀造型、操作維修,生產(chǎn)管理和人機(jī)關(guān)系等問題對機(jī)床總布局的要求。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,許多新技術(shù)新工藝新設(shè)備不斷涌現(xiàn),進(jìn)一步提高銑床工作臺精度及其效率,同時縮短工作臺生產(chǎn)成本,使之在同類工件競爭中處于優(yōu)勢地位。在本設(shè)計中著重介紹了如何對X-Y工作臺進(jìn)行設(shè)計,對導(dǎo)軌、絲杠、電機(jī)、選用等方面進(jìn)行了深入的分析。通過對

6、X-Y工作臺的設(shè)計,能夠正確運(yùn)用機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)等課程的基本理論個有關(guān)知識,學(xué)會設(shè)備數(shù)控化改造方案的擬定、比較、分析及進(jìn)行必要的計算;通過對設(shè)備改造的機(jī)械部分設(shè)計,掌握數(shù)控設(shè)備典型零件的計算方法和步驟以及正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法;提高自己應(yīng)用手冊、標(biāo)準(zhǔn)以及編寫文件等資料的能力。1.3本設(shè)計的主要內(nèi)容和任務(wù) 設(shè)計一個數(shù)控X-Y工作臺及其控制系統(tǒng),該工作臺可安裝在銑床上用于銑削加工; 1)查閱文獻(xiàn)收集資料確定系統(tǒng)組成方案(功能、機(jī)械傳動系統(tǒng)簡圖、主要設(shè)計參數(shù),及方案分析、比較、說明);2)機(jī)械部件的總體尺寸、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量的估算;3)傳動部件、導(dǎo)向部件的設(shè)計、計算和選用;4)步進(jìn)電動機(jī)計算、選用;5) 其它

7、相關(guān)零件的選型及計算。6)各部分部件的尺寸材料外形確定。7) 使用ProE或solidworks等軟件對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維設(shè)計(裝配圖和主要零件零件圖) 第二章.總體方案的設(shè)計2.1設(shè)計參數(shù)的確定系統(tǒng)分辨率為0.01mm,其它設(shè)計參數(shù)如下表。最大銑刀直徑最大銑削寬度ae最大銑削深度ap加工材料工作臺加工范圍(mm)最大移動速度16mm5mm2mm碳鋼X=200,y=1502m/min 工作臺草圖2.2總體方案確定為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性以及結(jié)構(gòu)的緊湊,采用滾珠絲杠螺母傳動副。為提高傳動剛度和消除間隙,采用有預(yù)加載荷的結(jié)構(gòu)。由于工作臺的運(yùn)動部件重量和工作載荷不大,故選用滾動直線導(dǎo)軌副,從而減小

8、工作臺的摩擦系數(shù),提高運(yùn)動平穩(wěn)性。 考慮電機(jī)步距角和絲杠導(dǎo)程只能按標(biāo)準(zhǔn)選取,為達(dá)到分辨率0.01mm的要求,以及考慮步進(jìn)電機(jī)負(fù)載匹配,簡化結(jié)構(gòu),聯(lián)軸器將電機(jī)與絲杠直接連接。2.3初選步進(jìn)電動機(jī),絲杠和聯(lián)軸器當(dāng)傳動比i=1時,可用聯(lián)軸器直接將電機(jī)與絲杠連接,這種結(jié)構(gòu)有利于簡化結(jié)構(gòu),提高精度。由 傳動比公式i=,b為步進(jìn)電機(jī)步距角、Lo為滾珠絲杠導(dǎo)程、為系統(tǒng)脈沖當(dāng)量。工作臺的脈沖當(dāng)量=0.01mm/脈沖。 初選電動機(jī)型號為55BF009,其步矩角=。 初選絲杠規(guī)格為M12*4其導(dǎo)程為4mm。 由傳動比公式得 故可用聯(lián)軸器將電機(jī)與絲杠直接連接。選用夾緊螺絲固定微型剛性聯(lián)軸器。 在絲杠行程端安裝斷電保

9、護(hù)裝置。2.4確定工作臺尺寸 查國家標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)(GB/T 158-1996)機(jī)床工作臺T型槽及相應(yīng)螺栓尺寸如下: T型槽螺栓頭部 A B C H E F Pd公稱S最大K最大61261210.540M5104 T型槽用螺母尺寸 D A偏差M56-0.3-0.5根據(jù)工作臺加工范圍200*150選工作臺T型槽板尺寸240*200*20(mm)。 根據(jù)連接布局位置關(guān)系初定滾珠絲杠長度X向L340mm Y向L=300mm B B 5060 3545 L 總體尺寸估算2.5系統(tǒng)組成框圖 定位方式采用增量坐標(biāo)控制??紤]到機(jī)床加工精度要求不高,為了簡化結(jié)構(gòu),降低成本,采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)驅(qū)動X-Y工作臺

10、。 第三章.機(jī)械部分的設(shè)計3.1傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量計算1.電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量查電機(jī)手冊得 2.絲杠的轉(zhuǎn)動慣量由公式得 3.工作臺轉(zhuǎn)動慣量 根據(jù)給定的工作臺加工范圍,設(shè)計出工作臺的尺寸和托板尺寸等,估算其重量。 X向托板(上托板)的尺寸:長寬高 22022010X向托板(上托板)的重量:重量=體積材料比重 Y向托板(下托板)的尺寸:長寬高 24020010重量=體積材料比重 上導(dǎo)軌座的重量: 夾具及工件重量: X-Y工作臺運(yùn)動部分重量: 工作臺轉(zhuǎn)動慣量 : 由于聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量小故可忽略不計。 4傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動慣量3.2工作載荷分析及計算銑削運(yùn)動的特征是主運(yùn)動為銑刀繞自身軸線

11、高速回轉(zhuǎn),進(jìn)給運(yùn)動為工作臺帶動工件在垂直于銑刀軸線方向緩慢進(jìn)給。銑刀的類型很多,但以圓柱銑刀和端銑刀為基本形式,此選用圓柱銑刀,銑刀材料選擇高速鋼.查金屬切削手冊常用銑刀介紹表,選擇細(xì)齒錐柄立銑刀, 其尺寸參數(shù)如下:D=16mm,齒數(shù)Z=4。(1)查金屬切削手冊細(xì)齒錐柄立銑刀切削用量表得銑削速度 查表,初選0.03mm 因此可得 查機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,選銑床型號X51,選擇其轉(zhuǎn)速表并將轉(zhuǎn)速圓整為實(shí)際切削速度為 故實(shí)際(2)根據(jù)高速鋼銑刀銑削公式 查得銑削力系數(shù)有3.3進(jìn)給工作臺工作載荷計算根據(jù)下表:比值不對稱銑削逆銑順銑120903080404故有縱向進(jìn)給方向工作臺垂

12、直進(jìn)給方向工作臺橫向進(jìn)給方向3.4滾珠絲杠及螺母副的選型和校核 絲杠是將電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為工作臺直線運(yùn)動,絲杠由螺桿、螺母和滾珠組成。由于具有很小的摩擦阻力,絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。 3.4.1最大工作載荷的計算 滾珠絲杠上的工作載荷為走刀抗力,移動體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。 由公式: 其中 將所得數(shù)據(jù)代入公式有:3.4.2最大動負(fù)載Q的計算及主要尺寸 式中L為壽命經(jīng)查詢機(jī)械設(shè)計手冊得 當(dāng)有沖擊運(yùn)轉(zhuǎn)時,運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù),本設(shè)計??;精度等級為3級,其精度系數(shù) 。 式中 ,其中 又因?yàn)槭褂脡勖?,絲杠螺距 ,X向和Y向的最大進(jìn)給 。X向絲杠的牽引力: 式中 當(dāng)量摩擦

13、系數(shù),Y向絲杠的牽引力:式中X向最大動負(fù)載: Y向最大動負(fù)載:3.4.3選型確定絲桿和絲桿螺母副尺寸根據(jù)給定的有效行程和經(jīng)濟(jì)成本的考慮,X向和Y向的絲杠分別選取MISUMI公司的BSX1205-340和BSX1205-300,然后再使用聯(lián)軸器。其參數(shù)和連接方式如下:精度等級型式指定單位mmY螺旋方向循環(huán)數(shù)基本額定負(fù)載Type絲杠軸外徑螺距右2.5圈1列(KN)(KN)C3BSX1243403003.744.9PABTdd1hFD滾珠直徑(cm)滾珠絲杠預(yù)緊力()84434104.584.415303.1751.55 電機(jī)與絲桿連接方式 所選滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù):名 稱符 號計算公式和結(jié)果 螺

14、紋滾道公稱直徑12螺距4接觸角名稱符 號計算公式和結(jié)果鋼球直徑3.175螺紋滾道法面半徑偏心距螺紋升角 螺桿螺桿外徑螺桿內(nèi)徑螺桿接觸直徑螺母螺母螺紋外徑螺母內(nèi)徑(外循環(huán))3.4.4傳動效率計算滾珠絲杠螺母副的傳動效率為 3.4.5剛度驗(yàn)算絲杠的拉壓變形量的計算 滿載時拉壓變形量: 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量由公式得式中為滾珠直徑, 為滾珠總數(shù)量滾珠絲杠副剛度的驗(yàn)算絲杠總變形量變形量要少于定位精度得一半,即0.01/2=0.005=0.003690.005因此符合設(shè)計要求。3.4.6壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 由機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)書失穩(wěn)時的臨界載荷為 絲杠截面慣量矩 查表得 穩(wěn)定性安全系數(shù) 故絲杠符合要求。3.

15、5導(dǎo)軌的選型和計算 導(dǎo)軌表面上的縱向槽或脊,用于導(dǎo)引、固定機(jī)器部件、專用設(shè)備、儀器等。擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載, 同時可以承擔(dān)一定的扭矩,可在高負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動。滾動直線滑軌是一種滾動導(dǎo)引,它由鋼珠在滑塊與滑軌之間作無限滾動循環(huán),使得負(fù)載平臺能沿著滑軌輕易的以高精度作線性運(yùn)動,其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑動導(dǎo)引的1/50,使之能輕易地達(dá)到m級的定位精度。由于選擇的導(dǎo)軌要求結(jié)構(gòu)緊湊,間隙調(diào)整方便,摩損小,有良好的精度保持性且運(yùn)動平穩(wěn),故選擇直線滾動導(dǎo)軌,在此設(shè)計中還要求導(dǎo)軌能承受一定的顛覆力矩,所以在設(shè)計中選擇法蘭型導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)軌的選用:3.5.1導(dǎo)軌型式:法蘭型直線導(dǎo)軌3.5.2

16、導(dǎo)軌長度:上導(dǎo)軌(X向)取動導(dǎo)軌長度 動導(dǎo)軌行程 支承導(dǎo)軌長度 下導(dǎo)軌(Y向)取動導(dǎo)軌長度 動導(dǎo)軌行程 支承導(dǎo)軌長度 3.5.3導(dǎo)軌工作負(fù)載計算:導(dǎo)軌基本額定動負(fù)載的計算: 導(dǎo)軌基本額定靜負(fù)載的計算:根據(jù)以上數(shù)據(jù),選擇MISUMI公司的SEBMN型導(dǎo)軌,上導(dǎo)軌型號為SEBMN16-430,下導(dǎo)軌型號為SEBMN16-390,其參數(shù)如下:型式HW1滑塊尺寸導(dǎo)軌尺寸BL1L2WP1S1ETBECNP2滑塊SEBMN169.5344125426M477206152060H基本定負(fù)載靜態(tài)容許力矩重量C(動)KN(靜)KNM3滑塊kg滑塊標(biāo)準(zhǔn)型Kg/m165.08.2333570.151.5由導(dǎo)軌設(shè)計公

17、式:L50()每個滑塊的的工作載荷取硬度系數(shù)0.53、=1、0.81、2預(yù)設(shè)導(dǎo)軌壽命L=50KM 則根據(jù)此壽命可算出 3267N5000N,所以選取導(dǎo)軌滑塊滿足設(shè)計要求。3.6步進(jìn)電機(jī)的計算和選用 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響。步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的??梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速

18、度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。3.6.1步進(jìn)電機(jī)力矩的計算摩擦力矩 ( )式中 導(dǎo)軌的摩擦力 絲杠導(dǎo)程(cm); 系統(tǒng)傳動比,按 計算; 傳動鏈總效率,一般可取導(dǎo)軌摩擦系數(shù)滾動導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)一般為:銑削力; 運(yùn)動部件的重量; 工件及夾具重量;所以 附加摩擦力矩 ( )式中 滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷,一般取 , 為進(jìn)給牽引力;絲杠導(dǎo)程(cm);滾珠絲杠未預(yù)緊時的傳動效率, 。所以:空載起動時折算到電機(jī)軸上的力矩 ( )式中 傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動慣量( ); 電機(jī)最大角加速度( );電機(jī)最大轉(zhuǎn)速(r/min),;運(yùn)動部件從停止起動加速到最大進(jìn)給速度所需要的時間(s),因?yàn)?200ms; 運(yùn)動部件的

19、最大進(jìn)給速度(mm/min);脈沖當(dāng)量(mm/步); 步進(jìn)電機(jī)的步距角( ); 折算到電機(jī)軸上的銑削負(fù)載力矩 式中 絲杠導(dǎo)程(cm);系統(tǒng)傳動比 傳動鏈總效率,一般可取 快速起動時所需力矩 即 快速進(jìn)給時所需力矩 即 最大銑削負(fù)載時所需力矩 即 經(jīng)過上述計算后,在 、 兩種力矩中取其大者作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。對于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床來說,因?yàn)橐WC一定的動態(tài)性能,系統(tǒng)時間常數(shù)較小,而等效轉(zhuǎn)動慣量又較大,故電機(jī)力矩主要是用來產(chǎn)生加速度的,而負(fù)載力矩往往小于加速力矩,故常常用快速空載起動力矩 作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。3.6.2步進(jìn)電機(jī)的選擇目前經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中大多采用反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī),因此在本設(shè)計中采用

20、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。首先根據(jù)最大靜轉(zhuǎn)矩 初選電機(jī)型號,由于步進(jìn)電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩 與最大靜轉(zhuǎn)矩 有如下關(guān)系: 式中的取值又有如下關(guān)系:步進(jìn)電機(jī)相數(shù)三相四相五相六相拍數(shù)36485106120.50.8660.7070.7070.8090.9510.8660.866 在本設(shè)計中采用四相四拍的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī),則 若不考慮啟動時運(yùn)動部件慣性的影響,則啟動力矩為 取安全系數(shù)為0.3,則步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 最大空載頻率:最快進(jìn)給速度, 。為了保證不失步,采取降速措施。 最大銑削頻率:最大銑削速度, 。 根據(jù)以上數(shù)據(jù),選取兩個55BF009型步進(jìn)電機(jī),電機(jī)的的相關(guān)參數(shù)如下:型號主要技術(shù)參數(shù)外形尺寸(mm)重量(N

21、)步距角最大靜轉(zhuǎn)矩()最高空載啟動頻率(Hz)相數(shù)電壓(V)電流(A)外徑長度軸徑55BF0090.7825004273557060.65由于只靠最大靜轉(zhuǎn)矩 來選擇步進(jìn)電機(jī)不一定能滿足實(shí)際工作時的要求,也就是說,盡管最大靜轉(zhuǎn)矩 數(shù)值能滿足要求,但是并不能保證在快速空載起動和運(yùn)行時不失步。所以還必須用起動矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性兩條重要的性能曲線來檢查所選步進(jìn)電機(jī)的型號是否能滿足要求。通過對兩個電機(jī)的起動矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性的分析,電機(jī)的轉(zhuǎn)矩大于總轉(zhuǎn)矩,并且,所以選擇的這兩個電機(jī)符合本設(shè)計要求。3.7 聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸(主動軸和從動軸)使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械

22、零件。根據(jù)選用的電機(jī)D1=6mm,絲桿D2=8mm; 在滿足便用性能的前提下,應(yīng)選用裝拆方便、維護(hù)簡單、成本低。本設(shè)計選用MISUMI CPRC20-6-8 夾緊螺絲固定剛性聯(lián)軸器。尺寸參數(shù)如下:型號DD1DD2LMATTFCPRC20-6-868202.56.514.75 聯(lián)軸器外形圖 第四章 各部分支承連接機(jī)構(gòu)設(shè)計4.1滾珠絲杠支座設(shè)計計算在本設(shè)計里,采用一端固定,另一端簡易支承的方案。則產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負(fù)載 式中:;;絲杠支持方式系數(shù)表如下:方式一端固定一端自由兩端簡易一端固定一端簡支兩端固定0.251.002.004.00所以:臨界負(fù)載與最大工作負(fù)載Q之比稱為穩(wěn)定安全系數(shù),如果穩(wěn)定安全系

23、數(shù)大于或等于許用安全系數(shù),則絲杠不至失穩(wěn)。許用安全系數(shù)一般取2.54。由于Y向的工作負(fù)載最大,所以穩(wěn)定性良好。在簡易支承座中采用一個6300的深溝球軸承,在固定的電機(jī)支座中采用一個51200推力軸承和一個6300深溝球軸承。它預(yù)緊時只需調(diào)節(jié)螺母。兩端固定支座方案見圖紙。4.2 絲桿螺母支座設(shè)計 此部分設(shè)計的機(jī)構(gòu)是連接絲桿螺母副與工作臺,精度要求主要是與螺母副及工作臺面固定螺孔的配合尺寸。選用材料為 Ht200,球墨鑄鐵,該材料具有較高的強(qiáng)度,耐磨性、耐熱性及減振性,適用于承受較大壓力,要求耐磨的零件。確定設(shè)計方案 機(jī)構(gòu)側(cè)面在絲桿螺母副上以螺絲定位,限制3 個自由度,頂面以圓柱銷與工作臺限制3個

24、自由度。這種方案定位可靠,夾緊方便。 絲桿螺母副支座 結(jié) 論 本設(shè)計整個系統(tǒng)采用開環(huán)環(huán)控制系統(tǒng),進(jìn)給系統(tǒng)采用了MISUMI公司的BSX系列絲杠副和SV2RL型直線滾動導(dǎo)軌。伺服系統(tǒng)采用了反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī),由聯(lián)軸器直接與滾珠絲杠連接驅(qū)動絲杠傳動,絲杠副兩端的支座軸采用了推力軸承來承受絲杠運(yùn)行時的軸向力,和采用一個深溝球軸承來保證其徑向的圓跳動,各部分零件通過合適的螺母螺栓連接在一起,在保證精度的同時,保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 致 謝在此論文撰寫過程中,要特別感謝我的導(dǎo)師龔忠良的指導(dǎo)與督促,同時感謝他的諒解與包容。沒有龔老師的幫助也就沒有今天的這篇論文。從設(shè)計的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計的修改的整個

25、過程中,花費(fèi)了龔老師很多的寶貴時間和精力,在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x!導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生! “不積跬步無以至千里”,這次畢業(yè)論文能夠最終順利完成,歸功于各位老師四年間的認(rèn)真負(fù)責(zé),使我能夠很好的掌握專業(yè)知識,并在畢業(yè)論文中得以體現(xiàn)。也正是你們長期不懈的支持和幫助才使得我的畢業(yè)論文最終順利完成。 本文參考了大量的文獻(xiàn)資料,在此,同時向各學(xué)術(shù)界的前輩們致敬。 參 考 文 獻(xiàn)1 盛伯浩.數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀與發(fā)展.裝備維修與改造,2004. 2 李斌,李培根.數(shù)控技術(shù)和裝備發(fā)展趨勢及對策.中國制造業(yè)信息化,2002.3 周祖德,魏仁選,陳幼平.開放式控制系統(tǒng)的現(xiàn)

26、狀、趨勢及對策. 中國機(jī)械工程,1999 .4 周凱.數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展途徑探討.中國機(jī)械工程,2001.5 胡興軍,屈平. 我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀綜述J. 精密制造與自動化, 2004.6 楊永. 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的動向J.廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報,2003 (6) .7 王曉明.電動機(jī)的單片機(jī)控制.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2002.8 V.Utkin ,Sliding Mode Control Design Principles and Applications to Electric Drives.IEEE Transactions on Industrial Electronics,1993,.9 復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)機(jī)電耦合分析與解耦控制技術(shù),pp:19471952,December 12-15,2005.10 http:/ 朱曉春. 數(shù)控技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.4 .12尹志強(qiáng). 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2008.313劉舜堯,劉水華. 機(jī)械制造基礎(chǔ)與實(shí)踐/工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)系列教材. 中南工業(yè)大學(xué)出版社,1999.714成大先. 機(jī)械設(shè)計手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2008.415段振云. 機(jī)械加工設(shè)備及應(yīng)用. 科學(xué)出版社,2009.1116韓洪濤. 機(jī)械加工設(shè)備與工裝,高等教育出版社,2009.3第 29 頁

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