CK6136型數(shù)控車床的設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

目 錄 機(jī)電一體化產(chǎn)品綜合課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 . 2 前言 . 3 . 3 . 3 向） . 4 橫向 ) . 6 算與選型（橫向） . 7 2. 繪制橫向進(jìn)給系統(tǒng)裝配圖 . 11 . 12 . 12 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 三 明 學(xué) 院 機(jī)電一體化產(chǎn)品綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題目： 數(shù)控車床的設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 年 級(jí)： 系 別： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2009 年 12 月 25 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 三明學(xué)院 機(jī)電一體化產(chǎn)品綜合課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目 ： 數(shù)控車床的設(shè)計(jì) 橫向進(jìn)給機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)原始資料： 主軸轉(zhuǎn)速： 453000r/級(jí) ) 最大回轉(zhuǎn)直徑； 360大加工長(zhǎng)度： 700板及刀架重量： 1600N 刀架快速運(yùn)動(dòng)速度：縱向 8m/ 橫向 6m/大進(jìn)給速度： 縱向 60mm/r 橫向 45mm/r 主電機(jī)功率： 床定位精度： 、設(shè)計(jì)工作內(nèi)容： （ 1）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 2）橫向進(jìn)給系統(tǒng)裝配圖 1 張 （ 3）綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō) 明書 1 份 四、設(shè)計(jì)完成時(shí)間： 2009 年 12 月 25 日 2010 年 1 月 15 日 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 物理與機(jī)電工程系 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 前言 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了機(jī)電一體化之后進(jìn)行的，這次通過(guò)設(shè)計(jì)讓我們獲得綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)過(guò)知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行一次機(jī)電結(jié)合的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，學(xué)會(huì)了進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算，并且通過(guò)課程設(shè)計(jì)掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運(yùn)用。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)老師給予批評(píng)指教。 橫向進(jìn)給的計(jì)算和選型主要包括：計(jì)算切削力、選擇滾珠絲杠副、設(shè)計(jì)減速箱、選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。 削力的計(jì)算 以下是橫向切削力的詳細(xì)計(jì)算過(guò)程。 設(shè)工件材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼， 50；選用刀具材料為硬質(zhì)合金具幾何參 數(shù)為：主偏角 60r ，前角 100，刃傾角 5s；切削用量為：背吃刀量 ，進(jìn)給量 f=r，切削速度05m/表 3： 795,.0,940, .9,.6,880,.0,.5, 查表 3：主偏角 r 的修正系數(shù)傾角、前角和刀尖圓弧半徑的修正系數(shù)值均為 由 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 （ 3 ， 算 得 縱 向 主 切 削 力 =向主切削力為縱向的一半所以橫向主切削力 由經(jīng)驗(yàn)公式 f: 向進(jìn)給切削力 向力珠絲杠副的的計(jì)算和選型（橫向） 算最大工作載荷 橫 向 導(dǎo) 軌 為 燕 尾 型 ， 查 表 （ 3 K= =根據(jù)y=x=得： 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 計(jì)算如下： 根據(jù)任務(wù)書溜板及刀架重量 600N )2( =（ 600） =算最大動(dòng)負(fù)載v=初選絲杠導(dǎo)程 ，則此時(shí)絲杠轉(zhuǎn)速 m 0/1000 h 刀具壽命 5000h，代入 60 10/60 ， 則滾珠絲杠副壽命 系數(shù)： 8110 1 50 009060 60 L（單位為： 查表 3取 載荷系數(shù) ，再取硬度系數(shù) 入式（ 3得 最大動(dòng)作載荷 ： 0 2 珠絲桿副的 初選型號(hào) 根據(jù)計(jì)算出 的最大動(dòng)載荷， 查表 3用 滾珠絲杠副，公稱直徑 32本導(dǎo)程 螺母滾珠總?cè)?shù) 3 2=6 圈，內(nèi)循環(huán)，精度等級(jí) 4級(jí) ，額定動(dòng)載荷為 9500N，滿足要求。 動(dòng)效率的計(jì)算 將 公 稱 直 徑 20 ，基本導(dǎo)程 ， 代 入 a r c t a n ( 0dP h 。將摩擦角 10 ，代入 ) 所以 得傳動(dòng)效率 % 度的驗(yàn)算 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 橫向進(jìn)給滾珠絲桿支撐方式草圖 先畫出此橫向進(jìn)給滾珠絲桿支撐方式草圖，撐間距 a=550的彈性模量 E=105表 3珠直徑 得絲杠底徑 2d =公稱直徑 滾珠直徑 絲杠截面積 222 74/ (1）忽略式 3杠的拉伸或壓縮變形量 aF m 1 (2）滾珠與螺紋滾道間接觸變形2。 根據(jù)公式 3)/(0 ，求得單圈滾珠數(shù)目 Z=26，該型號(hào)絲杠為雙螺母，滾珠圈數(shù)為 3 2=6，則滾珠總數(shù)量Z=26 6=156。滾珠絲杠 預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力 J 73/ 。則由式（ 3求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 22 ，因?yàn)榻z杠加有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的 1/3，所以實(shí)際變形量可減小一半， 。 (3）將以上算出的 1 和 2 代入21 總，求得絲杠總變形量 總 。由表 3，對(duì)于跨度 550 4 級(jí)精度滾珠絲杠允許變動(dòng)量為 m20 ，可見(jiàn)絲杠剛度足夠。 桿穩(wěn)定性校核 根據(jù)式（ 3計(jì)算失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 22式中： 剛 E=105桿截面慣性矩 64/42 K=3 表 3于本設(shè)計(jì)： 4442 3 6 864/ 5503 3 8 =m=不會(huì)失穩(wěn)。 綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。 橫向 ) 為了滿足脈沖當(dāng)量的設(shè)計(jì)要求和增大轉(zhuǎn)矩，同時(shí)也為了使傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載慣量盡可能地減小，傳動(dòng)鏈中常采用減速傳動(dòng)。本設(shè)計(jì)中，橫向減速箱選用齒輪傳動(dòng)。 今初選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 130相混合式，最大靜轉(zhuǎn)矩為 40N m，十拍驅(qū)動(dòng)時(shí)步距角 運(yùn)行矩頻特性查表 4細(xì)技術(shù)參數(shù)如表 4 動(dòng)比 已知電動(dòng)機(jī)的步距角 =橫向脈沖當(dāng)量取 x=沖，滾珠絲杠導(dǎo)程 根 據(jù) 式 （ 3 算 得 傳 動(dòng) 。 動(dòng)輪最高轉(zhuǎn)速 1n 由設(shè)計(jì)說(shuō)明書可得到主軸的最大轉(zhuǎn)速為 3000r/級(jí)） 小齒輪齒數(shù)取 5，大齒輪齒數(shù) 0，模數(shù) m=2， 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 齒寬 2， 0力角 20 ,1 0 0,50 2211 節(jié)圓直徑 0 42,542 2211 齒頂圓直徑中心距 5)(2/1 21 向） 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量珠絲桿的公稱直徑 20 ， 總長(zhǎng) (帶軸 ) 50 ，導(dǎo)程 ，材料密度 33 /1085.7 ；橫向移動(dòng)部件總重量G=1600N；傳動(dòng)比 5.2i 。 參照表 4： 滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 242244 s ； 小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 23244414 11 大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 23244424 22 在設(shè)計(jì)減速箱時(shí)，初選的橫向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào) 130表中查得該型號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)自的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 248 。 21212)()(4 1 選用快進(jìn)速度 ； m 0 0 0)3 6 0/( ； m 2 0 0/121 ； 60 則加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 2322122 1500/6(1604 1 算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 (1)快速空載啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩4知，1速空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩 擦轉(zhuǎn)矩0T。因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，根據(jù)式（ 4知，0以忽略不計(jì)。則有： m a T（ 1 根據(jù)式（ 4考慮縱向傳動(dòng)鏈的總效率 ,計(jì)算快 速空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩： 1602m a x a （ 1 式中500r/ 設(shè)步進(jìn)電機(jī)由靜止到加速至向傳動(dòng)鏈總效率 =由式（ 1得： 5 0 m a x 由式（ 4知，移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)，折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為： ()2 G PT i （ 1 式中 導(dǎo)軌的摩擦因素，滑動(dòng)導(dǎo)軌取 垂直方向的工作負(fù)載，空載時(shí)取 0； 橫向傳動(dòng)鏈總效 率，取 則由式（ 1得： 6000(最后由式（ 1求得快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 a （ 1 (2)最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩24知，2算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩f 很小 ,可以忽略不計(jì) 2eq t T(1其中，折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩 式 (4算。本設(shè)計(jì)中在對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，已知進(jìn)給方向的最大工作載荷,則有： 2 再由式 (4算承受最大工作負(fù)載 況下，移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩： 20 0 0 5 2 最后由式 1求的最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩： （ 1 經(jīng)過(guò)上述計(jì)算后，得到加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩： 05.4,m 1 進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定 考慮到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用的開(kāi)環(huán)控制，當(dāng)電網(wǎng)電壓降低時(shí)其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)下降，可能造成丟歩，甚至堵轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)要考慮安全系數(shù)。本設(shè)計(jì)中取安全系數(shù) K=4，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足： a x(1買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 對(duì)于前面預(yù)選的 130步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，由表可知，其最大靜轉(zhuǎn)40 ,可見(jiàn)完全滿足式（ 1要求。 進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核 (1)最快工進(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務(wù)書給定橫向最快工進(jìn)速度沖當(dāng)量=沖，由 式（ 4出電機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率50/(60z=1500 130運(yùn)行矩頻特性圖 6以看出，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩37 ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩 滿足要求。 (2)最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務(wù)書給定橫向最快空載移動(dòng)速度000mm/照式（ 4出電機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率000/(60 10000表 4得，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 12于快速空載起動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 .3 ,滿足要求。 (3)最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率校核 最快空載移動(dòng)速度000mm/對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率 0000表 4知1305000見(jiàn)沒(méi)有超出上限。 (4) 起動(dòng)頻率的計(jì)算 已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量23103.8 ,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 248 ,查表 4知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時(shí)的最高空載起動(dòng)頻率 q=1500由式（ 4以求出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)克服慣性負(fù)載的起動(dòng)頻率為： 0 81 上式說(shuō)明，要想保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)不失歩，任何時(shí)候的起動(dòng)頻率都必須小于 908際上，在采用軟件升降頻時(shí)，起動(dòng)頻率選的很低，通常只有 100 100 脈沖 /s）。綜上所述，本設(shè)計(jì)中橫向進(jìn)給系統(tǒng)選用130以滿足設(shè)計(jì)要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 橫向進(jìn)給系統(tǒng)裝配圖草圖 在完成滾珠絲杠螺母副、減速箱和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算、選型后，就可以著手繪制進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配圖了。在繪制裝配圖時(shí)，需要考慮以下問(wèn)題： (1) 了解原車床的詳細(xì)結(jié)構(gòu) ，從有關(guān)資料中查閱床身、床鞍、中滑板、刀架等的結(jié)構(gòu)尺寸。 (2) 根據(jù)載荷特點(diǎn)和支承形式，確定軸承的型號(hào)、軸承座的結(jié)構(gòu)，以及軸承的預(yù)緊和調(diào)節(jié)方式。 (3) 考慮各部件之間的定位、連接和調(diào)整方式。例如：應(yīng)保證絲杠兩端支承與螺母座同軸，保證絲杠與機(jī)床導(dǎo)軌平行，考慮螺母座、支承座在安裝面上的連接與定位，齒輪減速箱的安裝與定位等。 (4) 考慮密封、防護(hù)、潤(rùn)滑以及安全機(jī)構(gòu)等問(wèn)題。例如：絲杠螺母的潤(rùn)滑、防塵防鐵屑保護(hù)、軸承的潤(rùn)滑及密封、行程限位保護(hù)裝置等。 (5) 在進(jìn)行各零部件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意裝配的工藝學(xué)，考慮裝配 的順序，保證安裝、調(diào)試和拆卸的方便。 (6) 注意繪制裝配圖時(shí)的一些基本要求。例如：制圖標(biāo)準(zhǔn)，視圖布置及圖形畫法要求，重要的中心距、中心高、聯(lián)系尺寸和輪廓尺寸的標(biāo)注，重要配合尺寸的標(biāo)注，裝配技術(shù)要求、標(biāo)題欄等。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 通過(guò)本次課