φ460mm的數(shù)控車床總體設(shè)計及縱向進給設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 I 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 460數(shù)控 車床 總體設(shè)計 及 縱向進給設(shè)計 設(shè)計 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 年 月 日 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 要 本次設(shè)計是對 460控車床的設(shè)計。 在這里 主要包括 :主傳動系統(tǒng)的設(shè)計、 縱向 進給系統(tǒng)的設(shè)計、 橫向 進給系統(tǒng)的設(shè)計。 而我主要是針對縱向 進給系統(tǒng) 進行機械 設(shè)計 。這次畢業(yè)設(shè)計對設(shè)計工作的基本技能的訓(xùn)練，提高了分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進行一般機械的設(shè)計創(chuàng)造了一定條件 。 數(shù)控設(shè)計主要傳動系統(tǒng)的機械設(shè)計。 由于對經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工精度要求不高，為簡化結(jié)構(gòu)、降低成本。通過控制橫進給系統(tǒng)，保證設(shè)計后的車床具有定位、直線插補、圓弧插補、暫停等功能。為實現(xiàn)機床所要求的 傳動效率 ，采用步進電機經(jīng) 聯(lián)軸器 再傳動絲杠；為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。 關(guān)鍵詞： 車床 ， 數(shù)控設(shè)計 ， 聯(lián)軸器 ， 滾珠絲杠 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 is 460MM C. of of at on of to a NC is a of of NC it is to By it of of we us a To a of a is , 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 V 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 錄 摘 要 . . 錄 . 1 章 數(shù)控機床發(fā)展概述 . - 1 - 控機床及其特點 . - 1 - 控機床的經(jīng)濟分析 . - 2 - 控機床的工藝范圍及加工精度 . - 2 - 控機床的發(fā)展趨勢 . - 3 - 第 2 章 數(shù)控機床總體方案的制訂及比較 . - 5 - 體方案設(shè)計內(nèi)容 . - 5 - 體方案的論證 . - 5 - 械部分的改造設(shè)計 . - 5 - 服進給系統(tǒng)的改造設(shè)計 . - 6 - 控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 . - 6 - 體方案的確定 . - 6 - 第 3 章 確定切削用量及選擇刀具 . - 6 - 學(xué)選擇數(shù)控刀具 . - 6 - 擇數(shù)控刀具的原則 . - 6 - 擇數(shù)控車削用刀具 . - 6 - 置刀點和換刀點 . - 7 - 定切削用量 . - 8 - 定主軸轉(zhuǎn)速 . - 8 - 定進給速度 . - 8 - 定背吃刀量 . - 8 - 第 4 章 傳動系統(tǒng)圖的設(shè)計 . - 10 - 傳動系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)的確定 . - 10 - 力參數(shù)的確定 . - 10 - 運動調(diào)速范圍的確定 . - 11 - 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 主軸計算轉(zhuǎn)速的確定 . - 12 - 速主傳動系統(tǒng)的設(shè)計 . - 13 - 定傳動方案 . - 13 - 速圖的擬定 . - 14 - 定傳動 變速系統(tǒng)圖 . - 15 - 第 5 章 縱向進給系統(tǒng)設(shè)計 . - 16 - 向滾珠絲杠副的選用 . - 16 - 定系統(tǒng)的 脈沖當(dāng)量 . - 16 - 削力的計算 . - 17 - 珠絲杠螺母副的設(shè)計、計算和選型 . - 17 - 進電機的選用 . - 21 - 沖量的選擇 . - 21 - 效負載轉(zhuǎn)矩計算 . - 21 - 效轉(zhuǎn) 動慣量的計算 . - 22 - 進電動機型號的選擇 . - 23 - 輪傳動間隙的調(diào)整 . - 24 - 第 6章 電氣 控制部分的設(shè)計 . 27 片機的選擇 . 27 進電機的驅(qū)動 . 28 形脈沖分配器的選擇 . 28 率放大器的選用 . 29 進電機的微機控制 . 32 結(jié) 論 . 34 致 謝 . 35 參考文獻 . 36 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 1 - 第 1 章 數(shù)控機床發(fā)展概述 數(shù)字控制機床（ 簡稱數(shù)控機床，這是一種將數(shù)字計算 機 技術(shù)應(yīng)用于機床的控制技術(shù)。它把機械加工過程中的各種控制信息用 代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置，經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數(shù)控機床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性、高效能的自動化機床，是典型的機電一體化產(chǎn)品。 數(shù)控機床一般由下列幾個部分組成： 1）主機，它是數(shù)控機床的主題，包括機床身、立柱、主軸、進給機構(gòu)等機械部件，是用于完成各種切削加工的機械部件。 2）數(shù)控裝置，是數(shù)控機床的核心，相當(dāng)于人的大腦，它包括硬件（印刷電路板、示器、鍵盒、紙帶閱讀 機等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。 3）驅(qū)動裝置，它是數(shù)控機床執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、主軸電機及伺服電機等。它在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅(qū)動。當(dāng)幾個進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線以及曲面的加工。 4）輔助裝置，指數(shù)控機床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和 數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。 5） 編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。 與數(shù)控機床相比，數(shù)控機床有如下特點： 1）加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量； 2）可進行多坐標(biāo)的聯(lián)動，能加工形狀復(fù)雜的零件； 3）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(zhǔn)備時間； 4）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 數(shù)控購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 2 - 機床的 3）； 5）機床自動化程度高，可以減輕勞動強度； 6）對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高。 控機床的經(jīng)濟分析 數(shù)控機床能縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，增加切屑加工時間的比率； 使用數(shù)控機床進行生產(chǎn)，加工的零件精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 ,從而有效的提高了產(chǎn)品在市場上的競爭力； 數(shù)控機床具有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性，因此能夠完成很多 數(shù)控 機床很難完成或者根本不能加工的、具有復(fù)雜型面、要求高精度的零件的加工； 許多數(shù)控機床如加工中心具有自動換刀功能，使零件一次裝夾之后就能夠完成多個加工部位的加工，實現(xiàn)了一機多用，大大節(jié)省了設(shè)備和廠房面積； 生產(chǎn)者可以對生產(chǎn)成本進行預(yù)算，并對生產(chǎn)進度進行合理的安排，以達到提高經(jīng)濟效益的目的 ； 應(yīng)用數(shù)控機床進行生產(chǎn)，減輕了工人的勞動強度，提高了工人工作的環(huán)境質(zhì)量，增加了工人的生產(chǎn)積極性，促進了生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率。 隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機械產(chǎn)品日趨精密復(fù)雜，且需頻繁改型，數(shù)控 機床已不能適應(yīng)這些要求，數(shù)控機床應(yīng)運而生。這種新型機床具有適應(yīng)性強 、 加工精度高 、 加工質(zhì)量穩(wěn)定和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。它綜合應(yīng)用了電子計算機 、自動控制、伺服驅(qū)動、精密測量和新型機械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，是今后機床控制的發(fā)展方向。 控機床的工藝范圍及加工精度 數(shù)控車床是一種高精度、高效率的自動化機床，也是 使用數(shù)量最多的數(shù)控機床，約占數(shù)控機床總數(shù)的 25%。它主要用于精度要求高、表面粗糙度好、輪廓形狀復(fù)雜的軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件的加工，能夠通過程序控制自動完成園柱面、圓錐面、圓弧面和各種螺紋的切削加工，并能進行切槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等加工。 由于數(shù)控車床具有加工精度高、能作直線和圓弧插補功能，有些數(shù)控車床還具有非圓曲線插補功能以及加工過程中具有自動變速功能等特點，所以它的工購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 3 - 藝范圍要比普通車床要寬得多。 由于數(shù)控車床剛性好，制造和對刀精度高，以及能方便和精確地進行人工補償和自動補償，所 以能加工精度要求高的零件，甚至可以以銑代磨。 數(shù)控車床具有恒線速切削功能，能加工出表面粗糙度小的均勻的零件。使用恒線速切削功能，就可選用最佳速度來切削錐面和端面，使切削后的工件表面粗糙度既小又一致。數(shù)控車床還適合加工各表面粗糙度要求不同的工件。粗糙度要求大的部位選用較大的進給量，要求小的部位選用小的進給量。 由于數(shù)控車床具有直線和圓弧插補功能，部分車床數(shù)控裝置還有某些非圓曲線和平面曲線插補功能，所以可以加工形狀特別復(fù)雜或難于控 制尺寸的的回轉(zhuǎn)體零件。 控機床的發(fā)展趨勢 數(shù)控機床最早是從美國開始研制的。 1948 年，美國帕森斯公司在研制加工直升機槳葉輪廓用檢查樣板的加工機床任務(wù)時，提出了研制數(shù)控機床的初始設(shè)想。 1949 年，帕森斯公司與麻省理工學(xué)院伺服機構(gòu)實驗室合作，開始從事數(shù)控機床的研制工作。并于 1952年試制成功世界上第一臺數(shù)控機床實驗性樣機。這是一臺采用脈沖乘法器原理的直線插補三坐標(biāo)連續(xù)控制銑床 。經(jīng)過三年改進和自動編程研究，于 1955 年進入實用階段。一直到 20 世紀(jì) 50 年代末，由于價格和技術(shù)原因，品種多為連續(xù)控制系統(tǒng)。到了 60 年代，由于晶體管的應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)提高了可靠性且價格開始下降，一些民用工業(yè)開始發(fā)展數(shù)控機床，其中多數(shù)是鉆床 、 沖床等點位控制的機床。數(shù)控技術(shù)不僅在機床上得到實際應(yīng)用，而且逐步推廣到焊接機 、 火焰切割機等，使數(shù)控技術(shù)不斷的擴展應(yīng)用范圍。 自 1952 年，美國研制成功第一臺數(shù)控機床以來，隨著電子技術(shù) 、計算機技術(shù)、自動控制和精密測量等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床也在迅速地發(fā)展和不斷地更新?lián)Q代，先后經(jīng)歷了五個發(fā)展階段。 第一代數(shù)控： 1952采用電子管元件構(gòu)成的專用數(shù)控裝置。 第二代數(shù)控：從 1959 年開始采用晶體 管電路的 統(tǒng)。 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 4 - 第三代數(shù)控：從 1965 年開始采用小、中規(guī)模集成電路的 統(tǒng)。 第四代數(shù)控：從 1970 年開始采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計算機控制的系統(tǒng)。 第五代數(shù)控：從 1974 年開始采用微型電子計算機控制的系統(tǒng)。 目前，第五代微機數(shù)控系統(tǒng)基本上取代了以往的數(shù)控數(shù)控系統(tǒng)，形成了現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)。它采用微型處理器及大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路，具有很強的程序存儲能力和控制功能。這些控制功能是由一系列控制程序來實現(xiàn)的。這些數(shù)控系統(tǒng)的通用性很強，幾乎只需改變軟件，就可以適應(yīng)不同類型機床的控制要求，具有很大的柔性。 隨著集成電路規(guī)模的日益擴大，光纜通信技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控裝置中，使其體積日益縮小，價格逐年下降，可靠性顯著提高，功能也更加完善。 近年來，微電子和計算機技術(shù)的日益成熟，它的成果正在不斷滲透到機械制造的各個領(lǐng)域中，先后出現(xiàn)了計算機直接數(shù)控系統(tǒng)，柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)。所有這些高級的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)均是以數(shù)控機床為基礎(chǔ)，它們代表著數(shù)控機床今后的發(fā)展趨勢。 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 5 - 第 2 章 數(shù)控機床總體方案的制訂及比較 數(shù)控機床可以較好的解決形狀復(fù)雜、精密多品種及中小批零件的加工問題，能 夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，隨著制造技術(shù)向自動化、柔性化方向的發(fā)展，當(dāng)前機床的數(shù)控化率已經(jīng)成為衡量一個國家制造工業(yè)水平的重要標(biāo)志。 本設(shè)計任務(wù)是對 460數(shù)控車床總體設(shè)計 。利用 單片 機對縱、橫向進給系統(tǒng)進行控制，縱向（ Z 向）脈沖當(dāng)量為 沖，橫向（ X 向）脈沖當(dāng)量為 沖，驅(qū)動元件采用步進電機，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠副 。 體方案的論證 對于普通機床的經(jīng)濟型數(shù)控改造，在確定總體設(shè)計方案時，應(yīng)考慮在滿足設(shè)計要求的前提下，對機床的改動應(yīng)盡可能少，以降低成本。 械部分的改造設(shè)計 為了實現(xiàn)機床所要求的分辨率，采用步進電機經(jīng)齒輪減速再傳動絲杠。為了保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。同時，為了提高傳動剛度和消除間隙，采用有預(yù)加負載荷的結(jié)構(gòu)。傳動齒輪也要采用消除齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)。 此設(shè)計過程主要是縱向進給和橫向進給的改造，關(guān)鍵是步進電機和滾珠絲杠的選用。車床簡易傳動系統(tǒng)如圖 2 圖 1 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 6 - 數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)有開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)之分。 因為開環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計制造容易、控制精度較好、容易調(diào)試、價格便宜、使用維修方便等優(yōu)點。所以，本設(shè)計決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。 控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 任何一個數(shù)控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成。硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。有了硬件，軟件才能有效地運行。 在設(shè)計的數(shù)控裝置中， 選擇是關(guān)鍵，選擇 考慮以下要素：長與被控對象的運動速度和精度密切相關(guān)； 2. 可擴展存儲器的容量與數(shù)控功能的強弱相關(guān)； 3. I/O 口擴展的能力與對外設(shè)控制的能力相關(guān)。 在我國，普通機床數(shù)控改造方面應(yīng)用較普遍的是 要是因為它們的配套芯片便宜，普及性、通用性強，制造和維修方便，完全能滿足經(jīng)濟型數(shù)控機床的改造需要。本設(shè)計以 8031 芯片為核心，增加存儲器擴展電路、接口和面板操作開關(guān)組成的控制系統(tǒng)。 體方案的確定 經(jīng)總體設(shè)計方案的論證后，車床的縱向（ Z 軸）和橫向（ X 軸）進給運動采用步進 電機驅(qū)動。 將原來機床的普通絲杠改為滾珠絲杠以減小摩擦力。并將 8031 單片機組成 的 微機作為數(shù)控裝置的核心，由 I/O 接口、環(huán)形分配器與功率放大器一起控制步進電機轉(zhuǎn)動，經(jīng)齒輪減速后帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)車床的縱向、橫向進給運動。 為實現(xiàn)機床所要求的分辨率，采用步進電機經(jīng)齒輪減速再傳動絲桿，為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減少摩擦力，選用滾珠絲桿螺母副。同時，為提高傳動剛度和消除間隙，采用預(yù)加負荷的結(jié)構(gòu)。齒輪傳動也要采用消除齒輪間隙的結(jié)構(gòu)。 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 7 - 系統(tǒng)總體方案框圖如下： 圖 2統(tǒng)總體方案框圖 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 6 - 第 3 章 確定切削用量及選擇刀具 選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。對于機夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時 間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些，一般取 15于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機床、組合機床與自動化 加工刀具，刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個車間的生產(chǎn)率 的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些當(dāng)某工序單位時 間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開支 M 較大時，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度 來確定。與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時要求安裝調(diào)整 方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料 (如高速鋼、超細粒度硬質(zhì)合金 )并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。 在制定切削用量時，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。 削用刀具 在數(shù)控加工中， 車 削平面零件內(nèi)外輪廓 及 車 削平面常用平底立 車 刀，該刀具有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)如下 :一是 車 刀半徑 小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑 般取 是零件的加工高度 H動機直接驅(qū)動主軸不能滿足恒功率變速要求，因此需要串聯(lián)一個有級變速箱，以滿足主軸的恒功率調(diào)速范圍。 （ 5） 確定轉(zhuǎn)速級數(shù) Z 取 4，則 對于數(shù)控車床，為了加工端面時滿足恒線速度切削的要求，應(yīng)使轉(zhuǎn)速有一些重復(fù)，故取 Z=2 （ 6） 擬定轉(zhuǎn)速圖和功率特性圖如圖 擬定傳動系統(tǒng)的原則是：在保證機床的運動和使用要求的 前提下，運動傳動鏈要盡可能的短而簡單；傳動效率高以及操作簡單方便 。首先要考慮某些結(jié)構(gòu)方面的問題，考慮結(jié)構(gòu)能否實現(xiàn)：如小齒輪的齒根圓是否大于軸的直徑，大齒輪的頂圓是否會碰及相鄰軸等；其次因考慮結(jié)構(gòu)是否合理，如布置是否緊湊，操縱是否方便等。 該機床采用雙聯(lián)滑移齒輪變速組，采用窄式排列結(jié)構(gòu)，使機床結(jié)構(gòu)緊湊。主軸變速擬采用通過滑移齒輪的移位來實現(xiàn)，需保證當(dāng)齒輪 2 與齒輪 4 完全脫開嚙合之后，齒輪 3 和齒輪 6 才能開始進入嚙合，所以齒輪 5 與齒輪 6 相鄰間的距離 b 要大于于滑移齒輪的寬度（齒輪 b 2 與齒輪寬度 3b 之和），一般購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 16 - b 3b + 2b + , =1 4 綜合考慮個因素，擬訂傳動系統(tǒng)圖。 第 5 章 縱向進給系統(tǒng)設(shè)計 滾珠螺旋傳動是在絲杠和螺母滾道之間放人適量的滾珠，使螺紋間產(chǎn)生滾動摩擦。絲杠轉(zhuǎn)動時 ，帶動滾珠沿螺紋滾道滾動。螺母上設(shè)有返向器，與螺紋滾道構(gòu)成滾珠的循環(huán)通道。為了在滾珠與滾道之間形成無間隙甚至有過盈配合，可設(shè)置預(yù)緊裝置。為延長工作壽命，可設(shè)置潤滑件和密封件。 滾珠螺旋傳動與滑動螺旋傳動或其它直線運動副相比，有下列特點： (1) 傳動效率高 一般滾珠絲杠副的傳動效率達 90 95，耗費能量僅為滑動絲桿的 1/3。 (2) 運動平穩(wěn) 滾動摩擦系數(shù)接近常數(shù)，啟動與工作摩擦力矩差別很小。啟動時無沖擊，預(yù)緊后可消除間隙產(chǎn)生過盈，提高接觸剛度和傳動精度。 (3) 工作壽命長 滾珠絲杠螺母副的摩擦 表面為高硬度 (62)、高精度，具有較長的工作壽命和精度保持性。壽命約為滑動絲桿副的 410倍以上。 (4) 定位精度和重復(fù)定位精度高 由于滾珠絲桿副摩擦小、溫升小、無爬行、無間隙，通過預(yù)緊進行預(yù)拉伸以補償熱膨脹。因此可達到較高的定位精度和重復(fù)定位精度。 (5) 同步性好 用幾套相同的滾珠絲桿副同時傳動幾個相同的運動部件，可得到較好的同步運動。 (6) 可靠性高 潤滑密封裝置結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。 (7) 不能自鎖 用于垂直傳動時，必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動裝置。 (8) 制造工藝復(fù)雜 滾 珠絲桿和螺母等零件加工精度、表面粗糙度要求高，故制造成本較高。 在數(shù)控機床中，一個脈沖所產(chǎn)生的坐標(biāo)軸位移量叫做脈沖當(dāng)量，通常用 表示，購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 17 - 也稱機床的最小設(shè)定單位。脈沖當(dāng)量是衡量數(shù)控機床加工精度的一個基本技術(shù)參數(shù)， 按機床設(shè)計的加工精度選定。本設(shè)計所要求的 縱向（ 沖當(dāng)量為 沖，橫向（ 沖當(dāng)量為 沖 。 削力的計算 在設(shè)計機 床進給伺服系統(tǒng)時，計算傳動和導(dǎo)向元件，選用伺服電機等都要用到切削力。現(xiàn)我們利用經(jīng)驗公式計算主切削力。 車床的主切削力 )(用下式計算： F Z 式中 車床床身加工的最大直徑單位為 因 10： 6 24 1 按以下比例分別求出分力: 391， 226珠絲杠螺母副的設(shè)計、計算和選型 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計首先要選擇機構(gòu)類型：確定滾軸循環(huán)方式，滾珠絲杠副的預(yù)緊方式。結(jié)構(gòu)類型確定后，再計算和確定其他參數(shù)，包括：公稱直徑 d 、導(dǎo)程0L、滾珠的工作圈數(shù) j 、列數(shù) k 、精度等級等。 本設(shè)計中選擇滾珠循環(huán)方式為內(nèi)循環(huán)方式中的固定式。滾珠絲杠副的預(yù)緊方法選擇雙螺母螺紋預(yù)緊。 圖 2 - 1 雙 螺 母 螺 紋 調(diào) 隙 式 結(jié) 構(gòu)1 、 2 - 單 螺 母 3 - 平 鍵 4 - 調(diào) 整 螺 母12 34購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 18 - (1)計算進給率牽引力而其數(shù)值大小和導(dǎo)軌的形式有關(guān)。 縱向進給導(dǎo)軌為三角形，則： )( N) 三角形導(dǎo)軌選取參數(shù)： 0 0, (2)計算最大動負荷 C 選用滾珠絲杠副的直徑0須保證在一定軸向負載作用下，絲杠在回轉(zhuǎn) 100萬轉(zhuǎn)后，在它的滾道上不產(chǎn)生點蝕現(xiàn)象。這個軸向負載的最大值即稱為該滾珠絲杠能承 受的最大動負荷 C 。計算步驟如下： 絲杠轉(zhuǎn)速01000Ln s 其中 s = m 60 L m 6 0 壽命61060 （ 500125606 最大動負荷 (3)計算最大靜負荷 當(dāng)滾珠絲杠副在靜態(tài)或低速（ ）情況下工作時，滾珠絲杠副的破壞形式主要是在滾珠接觸面上產(chǎn)生變形，當(dāng)塑性變形超過一定限度就會破壞滾珠絲杠副的正常工作。一般允許其塑性變形量不超過滾珠直徑的萬分之一。產(chǎn)生大的塑性變形量的負載稱為允許的最大靜負荷0C。選取靜態(tài)安全系數(shù)，滾珠 絲 杠 的 最 大 軸 向 負 荷 2254m a x 買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 19 - 5 1 0 82 5 5 42m a fC s 。 (4)選擇滾珠絲杠副 見表 2)傳動效率計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率 0 4 7 42t an t 00 表 2珠絲杠副參數(shù) 型號 公稱直徑 螺旋升角 絲杠外徑)(絲杠內(nèi)徑)(額定動載荷 )(N 絲杠長度 額定靜載荷)(N 40 6 442o 24100 1200 82400 (6)剛度 校核 主要校核滾珠絲杠在工作負載 共同作用下引起的每導(dǎo)程變形量L 是否符合絲杠精度要求。 每導(dǎo)程變形量 L 可按以下公式計算 2 0021 m 選取 )( 221 )( 1 74 FL m 5401 2554 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 20 - 402 其中： 4441 4 2 5 54 則： 21 45 0 0 0 2 9 01 0 01 查表所得，所選用的 D 級絲杠精度允許誤差為 0 ，滿足要求。 (7) 穩(wěn)定性校核 機床在進給時滾珠絲杠通常是受軸向力的一壓桿。若軸向力過大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生翹曲，所以選用時必須進行穩(wěn)定性校核。如果滿足穩(wěn)定性安全系數(shù)則絲杠安 全，不會失穩(wěn)：)( 式中 ( 許用穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取 4。 絲杠失穩(wěn)時的臨界負載，由： 2)( 式中 l 絲杠長度 絲杠軸端系數(shù)，由支承條件定。 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 21 - J 截面慣性矩， 對實心圓 4164對于水平絲杠要考慮自重影響可取 ( 4。 將相關(guān)數(shù)據(jù)代入上式中可得 Np k 1 1 5 7 76)12001( 462 )(4525 5411 577 6 kk 絲杠不會失穩(wěn)。 初選三相步進電動機的步距角為 00 當(dāng)三相六拍（ 1 2 相勵磁）運行時，步距角 其妹轉(zhuǎn)脈沖數(shù) 8 03 6 0 000 脈沖當(dāng)量： 由此可得中間齒輪傳動比 i 為 0 4 0 T 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 - 22 - 0 2 3 w 52222 2 52 Z ，小齒輪齒數(shù) 361 Z ，模數(shù) 。 2342422 0 0 0 5 0 5 g 0 0 4 1 4 g 換算到電動機軸上的總慣性負載 221 i 2 3 0 5 0 5 0 0 4 7