數(shù)控機床機械傳動裝置的設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】
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購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 摘要 本文研究的主要是數(shù)控機床的機械傳動裝置的設計,傳動裝置在各外界因素和自身因素的影響下傳動精度會大大降低,例如 幾何精度與變形產(chǎn)生的誤差、機床的熱變形以及運動間的摩擦和傳動間隙等因素。這些都是影響數(shù)控機床傳動精度的重要因素,我也是從這入手,從各個方面著手提高數(shù)控機床的傳動精度。 我完成的設計主要包括一些原始數(shù)據(jù)的擬定,再根據(jù)擬定的參數(shù),進行傳動方案的比較,確定傳動方案。然后計算各傳動副的傳動比及齒輪齒數(shù),再估算齒輪的模數(shù)和各軸的軸徑,并對齒輪和軸的強度、剛度進行校核。除此之外,還要對箱體內(nèi)的主要結構進行設 計,一些零件的選型,從而完成對整個機械傳動系統(tǒng)的設計。 關鍵詞 :數(shù)控機床 傳動系統(tǒng) 精度 設計 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 f is of NC of as of of as as NC I am to NC of of to of to of of of of of In we of of of as a NC NC 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 目錄 .............................................................................................................................. 8 定傳動方案 ................................................................................................................ 8 案的選擇 ......................................................... 10 ............................................................ 14 輪的計算 (計算過程參考文獻 2 第八章 ) ........................................................... 14 磁離合器的選擇和使用 .......................................................................................... 23 ...................................................... 25 的結構設計 .............................................................................................................. 25 的強度校核 (以Ⅰ軸為例 ) ...................................................................................... 26 的剛度校核 (以Ⅰ軸為例 ) ...................................................................................... 29 5.主軸變速箱的裝配設計 ............................................... 31 體內(nèi)結構設計的特點 .............................................................................................. 31 計的方法 .................................................................................................................. 32 ............................................................................................................. 34 .......................................................................................................... 34 7. ............................................................ 39 ........................................................................................................... 40 ......................................................................................................... 41 ................................................................................................................. 42 ........................................................................................................... 43 ........................................................................................................... 44 8. .................................................... 46 定 I/ ........................................................................................................ 46 選擇適用的 ................................................................................................ 46 入/輸出點的分配 .................................................................................................. 46 ................................................................................................................... 47 ......................................................................................... 47 造中必須注意的幾個問題 ...................................................................................... 47 致謝 .................................................................. 49 ...................................................................... 49 參考文獻 .............................................................. 50 附件清單 .............................................................. 51 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 控機床的發(fā)展及現(xiàn)狀 數(shù)控機床是數(shù)字控制機床( 簡稱,是一種裝有程序 控制系統(tǒng) 的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序,并將其譯碼,從而使機床動作數(shù)控折彎機并加工零件。數(shù)控機床有如下特點:對加工對象的適應性強,適應模具等產(chǎn)品單件生產(chǎn)的特點,為模具的制造提供了合適的加工方法;加工精度高,具有穩(wěn)定的加工質量;可進行多坐標的聯(lián)動,能加工形狀復雜的零件;加工零件改變時,一般只需要更改數(shù)控程序,可節(jié)省生產(chǎn)準備時間;機床本身的精度高、 剛性大,可選擇有利的加工用量,生產(chǎn)率高(一般為普通機床的 3~5倍);機床自動化程度高,可以減輕勞動強度;有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化 數(shù)控機床使用數(shù)字信息與標準代碼處理、傳遞信息,使用了計算機控制方法,為計算機輔助設計、制造及管理一體化奠定了基礎;對操作人員的素質要求較高,對維修人員的技術要求更高;可靠性高。 數(shù)控機床是由美國發(fā)明家 約翰·帕森斯 上個世紀發(fā)明的。隨著電子信息技術的發(fā)展,世界機床業(yè)已進入了以數(shù)字 化制造技術為核心的機電一體化時代,其中數(shù)控機床就是代表產(chǎn)品之一。數(shù)控機床是制造業(yè)的加工母機和國民經(jīng)濟的重要基礎。它為國民經(jīng)濟各個部門提供裝備和手段,具有無限放大的經(jīng)濟與社會效應。目前,歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化進程,而中國從 20世紀 80年代開始起步,仍處于發(fā)展階段。 美國政府重視機床工業(yè),美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務,并且提供充足的經(jīng)費,且網(wǎng)羅世界人才,特別講究“效率”和“創(chuàng)新”,注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創(chuàng)新,如 1952年研制出世 界第一臺數(shù)控機床、 1958年創(chuàng)制出加工中心、 70年代初研制成 987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由于美國首先結合汽車、軸承生產(chǎn)需求,充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線,而且電子、計算機技術在世界上領先,因此其數(shù)控機床的主機設計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎扎實,且一貫重視科研和創(chuàng)新,故其高性能數(shù)控機床技術在世界也一直領先。當今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機床,其存在的教訓是,偏重于基礎科研,忽視應用技術,且在上世紀 80代政府一度放松了引導,致使數(shù)控機床產(chǎn)量增加緩慢,于 1982年被后進的日本超過,并大量進口 。從 90年代起,糾正過去偏向,數(shù)控機床技術上轉向實用,產(chǎn)量又逐漸上升。 德國政府同樣重視機床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位,在多方面大力扶植。,于 1956 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 年研制出第一臺數(shù)控機床后,德國特別注重科學試驗,理論與實際相結合,基礎科研與應用技術科研并重。企業(yè)與大學科研部門緊密合作,對數(shù)控機床的共性和特性問題進行深入的研究,在質量上精益求精。德國的數(shù)控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。德國特別重視數(shù)控機床主機及配套件之先進實用,其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng) 、各種功能部件,在質量、性能上居世界前列。如西門子公司之數(shù)控系統(tǒng),均為世界聞名,競相采用。 至于日本政府對機床工業(yè)之發(fā)展重視的程度我們也可想而知,他們通過規(guī)劃、法規(guī) (如“機振法”、“機電法”、“機信法”等 )引導發(fā)展。在重視人才及機床元部件配套上學習德國,在質量管理及數(shù)控機床技術上學習美國,甚至青出于藍而勝于藍。自 1958年研制出第一臺數(shù)控機床后, 1978年產(chǎn)量 (7,342臺 )超過美國 (5,688臺 ),至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位 (2001年產(chǎn)量 46,604臺,出口 27,409臺,占 59%)。戰(zhàn)略上先 仿后創(chuàng),先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機床,大量出口,占去世界廣大市場。在上世紀 80年代開始進一步加強科研,向高性能數(shù)控機床發(fā)展。日本 司戰(zhàn)略正確,仿創(chuàng)結合,針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng),在技術上領先,在產(chǎn)量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工 3,674人,科研人員超過 600人,月產(chǎn)能力 7,000套,銷售額在世界市場上占 50%,在國內(nèi)約占 70%,對加速日本和世界數(shù)控機床的發(fā)展起了重大促進作用。 隨著各國數(shù)控機床的發(fā)轉,我國的數(shù)控行業(yè)從 20世紀 80年代開始起步,仍處于發(fā)展階段。“十五”期間,中國 數(shù)控機床行業(yè)實現(xiàn)了超高速發(fā)展。其產(chǎn)量 2001年為 17521臺, 2002年 24803臺, 2003年 36813臺, 2004年 51861臺, 2004年產(chǎn)量是 2000年的 均年增長 39%; 2005年國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)量 59639臺,接近 6萬臺大關,是“九五”末期的 十五”期間,中國機床行業(yè)發(fā)展迅猛的主要原因是市場需求旺盛。固定資產(chǎn)投資增速快、汽車和機械制造行業(yè)發(fā)展迅猛、外商投資企業(yè)增長速度加快所致。 2006年,中國數(shù)控金切機床產(chǎn)量達到 85756臺,同比增長 增幅高于金切機床產(chǎn)量增幅 而使金切機床產(chǎn)值數(shù)控化率達到 同比增加 外,數(shù)控機床在外貿(mào)出口方面亦業(yè)績驕人,全年實現(xiàn)出口額 比增長 高于全部金屬加工機床出口額增幅 2007年,中國數(shù)控金切機床產(chǎn)量達123,257臺,數(shù)控金屬成形機床產(chǎn)量達 3,011臺;國產(chǎn)數(shù)控機床擁有量約 50萬臺,進口約 20萬臺。 2008年 10月,中國數(shù)控機床產(chǎn)量達 105,780臺,比 2007年同比增長 長期以來,國產(chǎn)數(shù)控機床始終處于低檔迅速膨脹,中檔進展緩慢,高檔依靠進口的 局面,特別是國家重點工程需要的 關鍵設備 主要依靠進口,技術受制于人。究其原因,國內(nèi)本土數(shù)控機床企業(yè)大多處于“粗放型”階段,在 產(chǎn) 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 品設計 水平、質量、精度、性能等方面與國外先進水平相比落后了 5高、精、尖技術方面的差距則達到了 10時中國在應用技術及技術集成方面的能力也還比較低,相關的 技術規(guī)范和標準的研究制定相對滯后,國產(chǎn)的數(shù)控機床還沒有形成品牌效應。同時,中國的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)目前還缺少完善的技術培訓、服務網(wǎng)絡等支撐體系,市場營銷能力和經(jīng)營管理水平也不高。更重要原因是缺乏 自主創(chuàng)新能力 ,完全擁有 自主知識產(chǎn)權 的數(shù)控系統(tǒng)少之又少,制約了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國外公司在中國數(shù)控系統(tǒng)銷量中的 80%以上是普及型數(shù)控系統(tǒng)。如果我們能在普及型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品快速產(chǎn)業(yè)化上取得突破,中國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)就有望從根本上實現(xiàn)戰(zhàn)略反擊。同時,還要建立起比較完備的高檔數(shù)控系統(tǒng)的自主創(chuàng)新體系,提高中國的自主設計、開發(fā)和成套生產(chǎn)能力,創(chuàng)建國產(chǎn)自主品牌產(chǎn)品,提高中國高檔數(shù)控系統(tǒng)總體技術水平。“十一五”期間,中國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)將步入快速發(fā)展期,中國數(shù)控機床行業(yè)面臨千載難逢的大好發(fā)展機遇,根據(jù)中國數(shù)控 車床 1996量,通過模型擬合,預計 2009年數(shù)控車床銷售數(shù)量將達 均增長率為 根據(jù)中國加工中心1996計 2009年加工中心消費數(shù)量將達 2005年年均增長率為 控機床的發(fā)展趨勢 1、數(shù)控金切機床的構成比逐漸趨于合理。數(shù)控機床工序集中的加工特點,將使具有復合功能的高效數(shù)控機床的需求增長,這將導致數(shù)控機床擁有量和市場消費量中各類數(shù)控機床的構成比不同于傳統(tǒng)的機床構成比。數(shù)控機床的應用由單機向單元(系統(tǒng))方向發(fā)展。目前歐、美、日等國應 用 很普遍,柔性制造單元已占數(shù)控機床銷售量的 30%以上。而我國 0套,相當于日本 80年代的水平,占數(shù)控機床消費額不到 5%。出口前景良好。 1998年及前幾年我國機床工具的出口額徘徊在 5億美元左右, 2000年上升到 著東南亞經(jīng)濟復蘇和我國出口多極化市場的形成和鞏固,以及我國加入 后幾年我國機床出口將實現(xiàn)平穩(wěn)、持續(xù)增長。預計到 2005年出口創(chuàng)匯可達到 12億美元。 2、加入 資對我國機械工業(yè)的結構性沖擊也大大加強主要表現(xiàn)在: 1)、部分 行業(yè)發(fā)展主導權有可能受到?jīng)_擊。在以下行業(yè)將表現(xiàn)得更為突出:一是在國內(nèi)處于市場成長期、外方掌握專有技術并處于壟斷地位的技術密集型行業(yè),如燃氣輪機、直流輸電關鍵設備、半喂入式水稻聯(lián)合收割機、機電一體化的汽車發(fā)動機附配件等;二是單靠有限市場難以發(fā)揮企業(yè)生產(chǎn)能力、迫切需要全球市場支撐的行業(yè),如高壓開關、大型變壓器高檔科學儀器、高檔數(shù)控系統(tǒng)、智能化工業(yè)控制系統(tǒng)等;三是國內(nèi)外制造成本相差較大、外方享有明顯的品牌優(yōu)勢、在華設廠可以在世界市場獲取豐厚利 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 潤的勞動密集型或易于流通的裝配型產(chǎn)品行業(yè),如照相機、復印機、部分工業(yè)和民 用儀表、高品質低壓電器等。 2)、工程成套行業(yè)將面臨更嚴峻的競爭。隨著服務貿(mào)易領域對外開放,實力雄厚的國外公司可能更積極地到國內(nèi)舉辦由其控制的、以工程承包為主要業(yè)務的工程公司,以其母公司產(chǎn)品為后盾,以熟悉國內(nèi)情況的中方雇員為業(yè)務骨干,與我內(nèi)資企業(yè)展開激烈的競爭。 3)、我國機械工業(yè)自主技術創(chuàng)新的積極性有可能被抑制。由于外資在華機械企業(yè)主要承擔制造車間的角色,技術來源主要依靠其母公司,而原本就實力有限的內(nèi)資企業(yè)在完全開放的市場競爭中堅持自行研制開發(fā)將冒很大風險,為了節(jié)省投入,提高產(chǎn)品的形象,多數(shù)內(nèi)資企業(yè)將盡可能與 外方合作,采用國際同行的技術進行生產(chǎn)。 4)、處于幼稚期的自主產(chǎn)業(yè)的成長環(huán)境趨于嚴峻。由于國外企業(yè)將更加不愿轉讓技術,更愿意通過在華舉辦由他們控制的企業(yè)來與內(nèi)資機械企業(yè)爭奪中國用戶的訂單,國內(nèi)用戶也有了更多的便利采購外資產(chǎn)品,從而部分處于成長初期的重要產(chǎn)品自主產(chǎn)業(yè)的培育壯大將更困難。 3、 高速、精密、復合、智能和綠色是數(shù)控機床技術發(fā)展的總趨勢,近幾年來,在實用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績。主要表現(xiàn)在 :1). 機床復合技術進一步擴展隨著數(shù)控機床技術進步,復合加工技術日趨成熟,包括銑 銑復合、車 鉆 磨復合,成形復合加工、特種復合加工等,復合加工的精度和效率大大提高?!耙慌_機床就是一個加工廠”、“一次裝卡,完全加工”等理念正在被更多人接受,復合加工機床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。 2).數(shù)控機床的智能化技術有新的突破,在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如:自動調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動退出安全區(qū)斷電保護功能、加工零件檢測和自動補償學習功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過程自動消除機床震動等功能進入了實用化階段,智能化提升了機床的功能和品質。 3).機器人使柔性化組合效率 更高機器人與主機的柔性化組合得到廣泛應用,使得柔性線更加靈活、功能進一步擴展、柔性線進一步縮短、效率更高。機器人與加工中心、車銑復合機床、磨床、齒輪加工機床、工具磨床、電加工機床、鋸床、沖壓機床、激光加工機床、水切割機床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開始應用。 4).精密加工技術有了新進展數(shù)控金切機床的加工精度已從原來的絲級( 升到目前的微米級( 有些品種已達到 m 左右。超精密數(shù)控機床的微細切削和磨削加工,精度可穩(wěn)定達到 m 左右,形狀精度可達 m 左右。采用光、電、化學等能源的特種加工精度可達到納米級( m)。通過機床結構設計優(yōu)化、機床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動等動態(tài)誤差補償技術,提高機床加工的幾何精度,降低形位誤差、表面粗糙度等,從而進入亞微米、納米級超精加工時代。 5).功能部件性能不斷提高功能部件不斷向 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展,并取得成熟的應用。全數(shù)字交流伺服電機和驅動裝置,高技術含量的電主軸、力矩電機、直線電機,高性能的直線滾動組件,高精度主軸單元等功能部件推廣應用,極大的提高數(shù)控機床 的技術水平。 4、 體現(xiàn)在新技術的廣泛應用和企業(yè)效益的明顯改善。目前機床行業(yè)的消費主流是數(shù)控機床。從國內(nèi)外市場對數(shù)控機床的需求來看,以后數(shù)控機床市場具有以下特征:一是經(jīng)濟型數(shù)控機床是以后的主流產(chǎn)品。二采用新技術,降低成本,提高產(chǎn)品穩(wěn)定性是企業(yè)生存的關鍵。 隨著數(shù)控技術的發(fā)展,考慮到它的控制方式和使用特點,才對機床的生產(chǎn)率、加工精度和壽命提出了更高的要求。 計目的 數(shù)控機床是高度自動化機床 ,其生產(chǎn)效率和加工精度也越來越高,但是由于機械結構(如機床床身、導軌、工作臺、刀架和主軸箱等)的幾何誤差、加工 過程機床的熱變形、運動間的摩擦、傳動間隙等因素的影響,數(shù)控機床的加工精度和加工效率還有一定的提升空間,本次設計的目的就是最大程度的提高數(shù)控機床的加工精度。 定傳動方案 傳動機構是將機器原動機的運動和動力傳遞給機器執(zhí)行機構的中間環(huán)節(jié) ,傳動機構中各傳動件因設計、制造和裝配不準確及運行中產(chǎn)生的磨損、受外力、溫度變化引起的變形等因素會影響傳動機構的精度 ,所以對傳動機構的設計要求較高。 常見的變速方式有三種: 通過齒輪結構變速、通過帶傳動變速、有調(diào)速電機直接驅動。這三種傳動各有優(yōu)缺點。 齒輪調(diào)速機構可以 通過少數(shù)幾對齒輪減速,擴大了輸出扭矩,以滿足主軸對輸出扭矩特性的要求。以獲得強力切屑時所需要的扭矩。而且齒輪傳動的經(jīng)度較高,但是這種結構幾何尺寸較大,而且對制造精度、安裝精度要求高。 帶傳動可以緩和沖擊和振動,而且?guī)鲃又行木嗖皇芟拗?,只要陪以合適的緊鏈結構,理論上中心距可以達到很大。當設備承受載荷過大時可以通過打滑,提高設備的防過載能力。但帶傳動傳遞效率較低,易出現(xiàn)皮帶打滑造成皮帶磨損劇烈,而且 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 傳動比也不明確。所以帶 傳動一般和齒輪傳動一起進行傳動。 電機的旋轉速度之所以能夠自由改變,是因為 感應式交流電機(以后簡稱為電機)的旋轉速度近似地確決于電機的極數(shù)和頻率。由電機的工作原理決定電機的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個連續(xù)的數(shù)值(為 2 的倍數(shù),例如極數(shù)為 2, 4, 6),所以一般不適和通過改變該值來調(diào)整電機的速度。另外,頻率能夠在電機的外面調(diào)節(jié)后再供給電機,這樣電機的旋轉速度就可以被自由的控制。 這種主傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結構,有效地提高了主軸部件的剛度。 改變 頻率和電壓是最優(yōu)的電機控制方法 但如果僅改變頻率而不改變電壓,頻率降低時會使電機出于過電壓(過勵磁),導致電機可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時必須要同時改變電壓。輸出頻率在額定頻率以上時,電壓卻不可以繼續(xù)增加,最高只能是等于電機的額定電壓。因此電機產(chǎn)生的轉矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p 小, 難以保證低速時主軸的轉矩。 綜合上述所有問題的考慮,本次設計采用齒輪傳動和帶傳動相結合的傳動方式。這種傳動方式不但能夠保證低速時的轉矩,還能使?jié)L珠絲杠和工作臺的轉動慣量在系統(tǒng)中專有較小的比重,更容易控制傳動的精 度。 輪變速機構的設計 參照數(shù)控機床的發(fā)展趨勢以及對一些典型機床的分析,可初定步將此數(shù)控機床的主軸轉速分為高低兩檔 ,共有 12 級轉速:其中高低兩檔各有 6 級轉速,低速檔時40/, 45r/速檔時800 r/235 r/ 電機的轉速和功率分別為 1500 r/ 已知主軸的轉速分為 12 級,參考文獻 1,可將機床的轉速分為高低兩檔,其中高檔最大轉速 1800r/ 最 小 轉 速 235 r/ 1800/235== 1?z? [1] 當機床處于低速檔時 ,轉速范圍 5340= 1?z? ,即? = 1?z 5 ? =已知 45,查標 準數(shù)列表 (見參考文獻 1 第 6 頁 )45,就可每隔六個數(shù)取得一個數(shù) ,得低速檔的 6 級轉速分別為 45,67,103,154,230,340 r/ 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 當機床處于高速檔時 , 主軸共有 6級,轉速范圍351800=1?z? ,即? = 1?z 5 ? =已知 1800 ,查標準數(shù)列表 (見參考文獻 1第 6頁 ). 從表中找到800, 就可每隔六個數(shù)取得一個數(shù) ,得高速檔的 6級轉速分別為 236,354,543,815,1200,1800 r/ 基本參數(shù)確 定后,就可以根據(jù)需要確定具體的傳動方式了,首現(xiàn)確定數(shù)控機床的主傳動方式。數(shù)控機床的主傳動要求傳遞給一定的功率,要求主軸轉速可以按加工要求在一定的轉速范圍內(nèi)作有級機速,并且要求轉速的轉換要迅速可靠,并能滿足壽命要求。 案的選擇 由于整個裝置為級變速,傳動副數(shù)由于結構的限制以 2或 3為合適,即變速級數(shù)和 3的因子 Z= 3??梢杂袃煞N方案: 方案一 12=2× 3× 2 圖 2軸箱傳動方案 1 傳動齒輪數(shù)目 2×( 2+3+2) =14。 傳動軸數(shù)目為 4 根。 操縱機構較為簡單:兩個滑移齒輪和一個三聯(lián)滑移齒輪,可單獨也可集中操縱。 方案二 12=3× 4 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 2軸箱傳動方案 2 傳動齒輪數(shù)目 14 個。 傳動軸數(shù)目為 3 根。 兩方案結構非常相似,運用的齒輪數(shù)量相當?shù)桨付?,中間軸上齒輪較多,所承擔負載較大,對軸的剛度剛度要求過高,負載時軸的變形過大影響機床加工的精度。相對來說方案一軸的數(shù)目較多,但結構還是比較清晰,沒根軸上的載荷分配比較均勻,受載時變形較少,有利于提高傳動精度。綜合各方面因素選用方案一較為合適。 級 傳動比的計算 假設結構如圖: 圖 2動比分配圖 由于已經(jīng)設計了各軸之間的相對位置關系,由傳動系統(tǒng)草圖知共有六個傳動比。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 分別設齒輪 1和齒輪 4之間的傳動比為 14i ,齒輪 2和齒輪 5之間的傳動比為25i,齒輪 8和齒輪 9之間的傳動比為 89i,齒輪 3和齒輪 6之間的傳動比為 36i ,齒輪 7和齒輪 10之間的傳動比為710i,帶輪傳動比為輪帶i。 設其中25,于所選導軌在不加塑料板時,平均壓強和最大許用壓強都能滿足要求,而當要鑲入塑料板時許用壓強則 設計滑行速度為 2m/不能符合要求,則必須對導軌參數(shù)進行重新選擇。 但是對于數(shù)控鉆床來講,工件進給過程中并不受切削力,則加上鑲入塑料導軌板時的平均壓力可以適當?shù)脑黾?,取這種情況下的許用平均壓強在 導軌的平均許用 壓強 選擇導軌符合要求。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 由 ? ????即?在此可確定:令? 不變,則 a=B=重取接觸長度 L,即: aP ?? 00 =? .得 L=求使貼塑料板的導軌平均壓力取 軌面的接觸長度必須取 L=00 或 M P 0 0 3 ???M P 5166 22 ????? 或 M P 15166 22 ????? M P a x ????? M P i n ?????? ? ? ? ? M P m i nm a x ????? 或 M P a x ?????M P i n ?????? ? ? ? ? M P m i nm a x ????? 則各條件符合許用壓力和平均壓力的參數(shù)。 結構與前面的相同。 參數(shù)選擇: H=20 B=70 2 A=400 h=12 b=6(平) 驗算滾動導軌: 對于數(shù)控多工位的鉆床的導軌受力分析為:圖 6 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 6軸導軌分析圖 ( 1)各外力對 坐標軸取矩: X軸 ?? 3 0704 0 0 ????? 00????=50 = ????y= ( 2)支反力計算: 各導軌面的支反力分別為 A ???? 3 1 3 ??? 則: ?( 3)牽引力: 對于鉆床來說, 。 導軌壓強: 按線形分布的導軌壓強: 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 F ?a= L=觸強度) 上導軌的寬度基本上等于下導軌的接觸長度。 F ?(根據(jù)工作臺大小和導軌長度 初步確定) M P ?? 或 M P ??M P xM x 2 ????? 或 M P M X 2 ?????? ? M P a x?????????? ? M P a x??????????則各條件符合許用最大壓強和許用平均壓強的參數(shù) 。 進電機的選擇 考慮到傳動精度的提高,選用 阻式步進電機,其最大靜轉矩為 4距角為 可計算出絲杠導程為 . 述 可編程序控制器 ( 寫 是以微處理器為基礎,綜合計算機、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動控制技術而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置??删幊绦蚩刂破?是隨著技術的進步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)方式的轉變,為適應多品種 產(chǎn) 1969 年問世以來,雖然至今還不到 40 年,但由于其具有通用靈活的控制性能 以適應各種工業(yè)環(huán)境的可靠性,因此在工業(yè)自動化各領域取得了廣泛的應用。有人將它 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 與數(shù)控技術、 術工業(yè)機械人技術并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化技術的四大支柱。 可編程序控制器在我國的發(fā)展與應用已有 30 多年的歷史,現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個工業(yè)生產(chǎn)領域,成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術能力的重要設備和強大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟的發(fā)展,努力發(fā)展可編程序控制器在我國的大規(guī)模應用,形成具有自主知識產(chǎn)權的可編程序控制器技術,應該是廣大技術人員努力的方向。 發(fā)展歷程 以及電器為主導,但有笨重的電氣控制系統(tǒng),可靠性低,在發(fā)現(xiàn)和排除故障的缺點,特別是它連接復雜的,難以改變,適應較差的生產(chǎn)技術困難 。 1968 年通用汽車公司( 以車型,以適應不斷更新,不斷變化的生產(chǎn)過程,實現(xiàn)小批量的需求,多品種生產(chǎn),我希望能有一個新型的工業(yè)控制器,它可以被重新設計,以盡量減少和控制系統(tǒng)和電氣線路更換,以降低成本,縮短周期。因此,要想象一個電腦功能強大,靈活,多功能和電氣控制系統(tǒng)具有良好的簡單易懂,結合廉價的優(yōu)勢,共同控制設備制造,設備控制過程為導向,面向問題的“自然語言”規(guī)劃,使人們誰不熟悉的電腦可以快速掌握使用。 1969年,數(shù)字設備公司( 據(jù)美國通用汽車公司這一要求,是世界上第一個可編程邏輯控制器的 研制成功,并在通用汽車公司的汽車組裝線,盡量取得好成績。自那時以來,該技術發(fā)展迅速。 早期的可編程控制器唯一合乎邏輯,定時,計數(shù)等順序控制功能,但只以取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器(可編程邏輯控制器)。隨著微電子技術和計算機技術, 20世紀中葉, 70微處理器技術給 增加了算術運算,數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理功能。 經(jīng)過 80到 20世紀,隨著大型化,大規(guī)模集成電路,幾年如微電子技術的飛速發(fā)展,16位和 32位微處理器采用可編程控制器,使 制,不僅 在同一時間增強功能提高了可靠性,功耗,減小體積,降低成本,編程和故障檢測更為靈活方便,而且通信和網(wǎng)絡,數(shù)據(jù)處理和圖像顯示功能,使 程控制,運動控制,數(shù)據(jù)處理,網(wǎng)絡通信和一個真正的多功能控制器等功能。 1970到 1980年期間:是 這一階段期間,由于 種類型的順序控制器不斷的出現(xiàn),但被淘汰的速度也是非常的快。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有 得了市場的認可,得以迅速發(fā)展 原理、結構、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟, 應用領域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機床、生產(chǎn)線擴展。 1980 到 1990 年期間 普及階段。在這一階段, 生產(chǎn)規(guī)模日益擴大, 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 價格不斷下降, 迅速普及。各 產(chǎn)廠家產(chǎn)品的價格 且形成了固定 I/本單元加擴展塊型、模塊化結構型這三種延續(xù)至今的基本結構模型。 如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 型 K/A 系列中、大型 1990 到 2000 年期間, 高性能與小型化階段。在這一階段,隨著微電子技術的進步, 功能日益增強, 算速度大幅度上升、位數(shù)不斷增加,使得適用于各種特殊控制的功能模塊不斷被開發(fā), 外, 體積大幅度縮小,出現(xiàn)了各類微型化 菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 22型 2000年至今: 高性能與網(wǎng)絡化階段。在本階段,為了適應信息技術的發(fā)展與工廠自動化的需要, 各種功能不斷進 步。一方面, 繼續(xù)提高 算速度,位數(shù)的同時,開發(fā)了適用于過程控制,運動控制的特殊功能與模塊,使 此同時, 僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入 /輸出設備,還可以通過各種 總線構成網(wǎng)絡,為工廠自動化奠定了基礎。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 型 列產(chǎn)品(包括最新的 列產(chǎn)品), 列中,大型 列產(chǎn)品等。 從當前產(chǎn)品技術性能來看, 性能的提高兩大方面。 ①體積小型化。電子產(chǎn)品體積的小型化是微電子技術發(fā)展的必然結果?,F(xiàn)代 件結構都已經(jīng)與早期的 了很大的不同, ②性能的提高。 能與 I/ 可編程序控制器在我國的發(fā)展 狀況如下: 可編程邏輯控制器和不同的國際化發(fā)展,從研究,開發(fā),生產(chǎn)和應用可編程控制器的國際發(fā)展,我們的設備是進口的發(fā)展,從可以可編程控 制器應用,消化移植,聯(lián)合引進生產(chǎn)和廣泛應用。可分為以下三個階段: ① 基本可編程序控制器 階段( 70年代末至 80 年代初)的可編程邏輯控制器的國際發(fā)展,在國內(nèi)工程界的極大興趣的首要原因,我國的了解,可編程序控制器的認識開始于 70年代末到 80年代初引進的設備,當上海寶鋼一期工程的項目數(shù)在十幾個型號引進 200多個可編程控制器成套設備。對原料的高爐,軋鋼,鋼和其他鋼鐵冶煉加工,整條生產(chǎn)線,取代了傳統(tǒng)的繼電器邏輯系統(tǒng)可編程控制器端子,并部分取代了模擬音量控制和小 寶鋼第一階段,該國的許多廠商紛紛推出具有一個可編程邏 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 輯控制器的應用范圍包括電站,石化,汽車制造,港口,碼頭和其他領域的裝備和生產(chǎn)線的 設備大部分。它是在對成套設備引進過程中,我們打開了眼界,結識了可編程邏輯控制器,這也有助于在我國的發(fā)展到 ② 在可編程控制器應用和消化移植相介紹( 80年代初至 90年代初) 80年代初以來,隨著改革開放的不斷深入,而成套設備引進,國外原版可編程控制開始涌入國內(nèi)市場。許多部門和單位引進有自己的 大了其適用范圍擴大到建材,輕工,煤炭,水,食品,制藥,造紙,橡膠和精細化工等行業(yè)。 ③ 進入 90年代的一個發(fā)展階段的 90年代初至今),中國已經(jīng)進入主要表現(xiàn)在以下幾個方面的可編程 邏輯控制器的發(fā)展階段廣泛: 應用領域 比 繼電器控制裝置 高的多 , 使其應用受到很大的限制。但是在過去的十年中,越來越廣泛的應用 一面,主要的原因是:作為微處理器芯片價格幾個相關的組件之一顯著下降,使得成本下降的 一方面,大大提高了 功能,還可以解決復雜的計算和通信。 目前在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵,礦山,水泥,石油,化工,電力,機械制造,汽車,處理,造紙,紡織,環(huán)保,娛樂等行業(yè)。 種類 型 : ( 1) 使用最廣泛的領域, 是用來取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。 單機控制,多組控制,自動生產(chǎn)線控制。例如:塑料機械,印刷機械,包裝機械,造紙機械,機床,研磨,裝配生產(chǎn)線,電鍍線及升降機的控制。 ( 2)運動控制 造商提供了在大多數(shù)情況下,拖動步進電機或伺服電機單或多軸位置控制模塊, 動軸輸出或到目標位置的數(shù)據(jù)。每個軸的位置控制模塊,以維持適當?shù)奈恢煤图铀俣?,以確保平穩(wěn)運動。 ( 3)過程控制 程參數(shù),例如:溫度、流量、壓力、液位和速度。 一個具有 制能力的 過程控制中某個變量出現(xiàn)偏差時, 變量保持在設定植上。 ( 4)數(shù)據(jù)處理 在機械加工中, 為主要的控制和管理系統(tǒng)用于 以完成大量的數(shù)據(jù)處理工作。 ( 5) 括主機和遠程通訊的 I / 間, 電腦,逆變器,數(shù)控設備)的通信。 其它智能控制裝置在 一起,形成了“集中管理,分散控制,“分布式控制系統(tǒng) 。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 我國的應用 雖然中國是在 產(chǎn)相對薄弱,但在 P- 配套講稿:
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