畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）_立式銑床X_Y數(shù)控工作臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、緒論 X-Y工作臺的開展趨勢及產(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(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、復(fù)合化等的根底。隨著科學(xué)技術(shù)的開展，數(shù)控技術(shù)開展也會(huì)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 年的開展。數(shù)控技術(shù)開展應(yīng)根據(jù)我國的實(shí)際情況，制定符合國情的總體開展戰(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(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化方向開展。工作臺作為數(shù)控機(jī)床的重要組成局部，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(jì)的直線運(yùn)動(dòng)的XY工作臺，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

2、造業(yè)的開展，也為了環(huán)境的要求，一作臺的驅(qū)動(dòng)裝置從原來的機(jī)械驅(qū)動(dòng)變?yōu)橐郝抿?qū)動(dòng)，現(xiàn)在更多的采用了氣動(dòng)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(shí)俱進(jìn)，它們的功能也由傳統(tǒng)單一性向現(xiàn)代的多功能性方向開展，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。并且目前局部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(gè)控制

3、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，并可到達(dá)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)的工作臺功能根本相似，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(jì)具有重要意義，我們要借助時(shí)代的步伐，與時(shí)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。 本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的X-Y工作臺采用了低摩擦的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌和精密的絲杠，它的工作原理

4、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(dòng)化能大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。本設(shè)計(jì)的X-Y數(shù)控工作臺機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)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)床的總布局是根本相同或相似的，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)的開展，還會(huì)不斷有所改良。數(shù)控銑床工作臺的總體布局是機(jī)床設(shè)計(jì)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

5、工原理即機(jī)床各部件的相對運(yùn)動(dòng)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)的不斷開展，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(shí)縮短工作臺生產(chǎn)本錢，使之在同類工件競爭中處于優(yōu)勢地位。在本設(shè)計(jì)中著重介紹了如何對X-Y工作臺進(jìn)行設(shè)計(jì)，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X-Y工作臺的設(shè)計(jì)，能夠正確運(yùn)用機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)等課程的根本理論個(gè)有關(guān)知識，學(xué)會(huì)設(shè)備數(shù)控化改造方案的擬定、比擬、分析及

6、進(jìn)行必要的計(jì)算；通過對設(shè)備改造的機(jī)械局部設(shè)計(jì)，掌握數(shù)控設(shè)備典型零件的計(jì)算方法和步驟以及正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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。 設(shè)計(jì)一個(gè)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(dòng)系統(tǒng)簡圖、主要設(shè)計(jì)參數(shù)，及方案分析、比擬、說明；2機(jī)械部件的總體尺寸、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的估算；3傳動(dòng)部件、導(dǎo)向部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算和選用；4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)計(jì)算、選用；5) 其它相關(guān)零件的選型及計(jì)算。6各局部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(jì)裝配圖和主要零件零件圖 第二章.

7、總體方案的設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)參數(shù)確實(shí)定系統(tǒng)分辨率為0.01mm，其它設(shè)計(jì)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(dòng)速度16mm5mm2mm碳鋼X=200,y=1502m/min 工作臺草圖為保證一定的傳動(dòng)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(dòng)副。為提高傳動(dòng)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(dòng)部件重量和工作載荷不大，應(yīng)選用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副，從而減小工作臺的摩擦系數(shù)，提高運(yùn)動(dòng)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，為到達(dá)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

8、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，絲杠和聯(lián)軸器當(dāng)傳動(dòng)比i=1時(shí)，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(dòng)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。 初選電動(dòng)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(dòng)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護(hù)裝置。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612612140M5104 T型

9、槽用螺母尺寸 D A偏差M56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)，降低本錢，采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)X-Y工作臺。 第三章.機(jī)械局部的設(shè)計(jì)3.1傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算1.電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量查?電機(jī)手冊?得 2.絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由公式得 3.工作臺轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 根據(jù)給定的工作臺加工范圍，設(shè)計(jì)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：

10、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(dòng)局部重量： 工作臺轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ： 由于聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小故可忽略不計(jì)。 4傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量3.2工作載荷分析及計(jì)算銑削運(yùn)動(dòng)的特征是主運(yùn)動(dòng)為銑刀繞自身軸線高速回轉(zhuǎn),進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為工作臺帶開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根本形式,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

11、。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 因此可得 查?機(jī)械制造根底課程設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)轉(zhuǎn)化為工作臺直線運(yùn)動(dòng)，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 滾珠絲杠上的工作載荷為走刀抗力，移動(dòng)體重力和作

12、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：3Q的計(jì)算及主要尺寸 式中L為壽命經(jīng)查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得 當(dāng)有沖擊運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，本設(shè)計(jì)??；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)量摩擦系數(shù),Y向絲杠的牽引力：式中X向最大動(dòng)負(fù)載： Y向最大動(dòng)負(fù)載：根據(jù)給定的有效行程和經(jīng)濟(jì)本錢的考慮，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)根本額定負(fù)載Type絲杠軸外

13、徑螺距右1列KNKNC3BSX124340300PABTdd1hFD滾珠直徑cm滾珠絲杠預(yù)緊力8443410815301.55 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(jì)算公式和結(jié)果 螺紋滾道公稱直徑12螺距4接觸角名稱符 號計(jì)算公式和結(jié)果鋼球直徑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(dòng)效率計(jì)算滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為 3.4.5剛度驗(yàn)算絲杠的拉壓變形量的計(jì)算 滿載時(shí)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)算絲杠總變形量因此符合設(shè)計(jì)要求。3.4.

14、6壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 由?機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書?失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷為 絲杠截面慣量矩 查表得 穩(wěn)定性平安系數(shù) 故絲杠符合要求。3.5導(dǎo)軌的選型和計(jì)算 導(dǎo)軌外表上的縱向槽或脊，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(shí)可以承當(dāng)一定的HYPERLINK :/baike.baidu /view/22440.htm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(dòng)。滾動(dòng)直線滑軌是一種滾動(dòng)導(dǎo)引，它由鋼珠在滑塊與滑軌之間作無限滾動(dòng)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(dòng)，其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)引的1/50，使之能輕易地到達(dá)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)

15、整方便，摩損小，有良好的精度保持性且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，應(yīng)選擇直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，在此設(shè)計(jì)中還要求導(dǎo)軌能承受一定的顛覆力矩，所以在設(shè)計(jì)中選擇法蘭型導(dǎo)軌。滾動(dòng)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導(dǎo)軌長度： = 1 * GB3 上導(dǎo)軌X向取動(dòng)導(dǎo)軌長度 動(dòng)導(dǎo)軌行程 支承導(dǎo)軌長度 = 2 * GB3 下導(dǎo)軌Y向取動(dòng)導(dǎo)軌長度 動(dòng)導(dǎo)軌行程 支承導(dǎo)軌長度 3.5.3導(dǎo)軌工作負(fù)載計(jì)算： = 1 * GB3 導(dǎo)軌根本額定動(dòng)負(fù)載的計(jì)算： = 2 * GB3 導(dǎo)軌根本額定靜負(fù)載的計(jì)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

16、參數(shù)如下：型式HW1滑塊尺寸導(dǎo)軌尺寸BL1L2WP1S1ETBECNP2滑塊SEBMN16344125426M477206152060H根本定負(fù)載靜態(tài)容許力矩重量C(動(dòng))KN(靜)KNM3滑塊kg滑塊標(biāo)準(zhǔn)型Kg/m163357由導(dǎo)軌設(shè)計(jì)公式：L50每個(gè)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 那么根據(jù)此壽命可算出 3267N5000N,所以選取導(dǎo)軌滑塊滿足設(shè)計(jì)要求。步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選用 步進(jìn)HYPERLINK :/baike.baidu /view/1930.htm電機(jī)是將電HYPERLINK :/baike.baidu /view/107414.htm脈

17、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HYPERLINK :/baike.baidu /view/30964.htm頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)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(gè)數(shù)來控制角位移量，從而到達(dá)準(zhǔn)確定位的HYPERLINK :/baike.baidu /view/652289.htm目的；同時(shí)可以通過控制HYPERLINK :/baike.baidu /view/2761038.htm脈沖頻率來

18、控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而到達(dá)調(diào)速的目的。.1步進(jìn)電機(jī)力矩的計(jì)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(dòng)比，按 計(jì)算； 傳動(dòng)鏈總效率，一般可取導(dǎo)軌摩擦系數(shù)滾動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)一般為：銑削力； 運(yùn)動(dòng)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(shí)的傳動(dòng)效率， 。所以：空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的力矩 式中 傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ； 電機(jī)最大角加速度 ；電機(jī)最大轉(zhuǎn)速r/min,；運(yùn)動(dòng)部件從停止起動(dòng)加速到最大進(jìn)給速度所需要的時(shí)間s，因?yàn)?200ms； 運(yùn)動(dòng)部件的最大進(jìn)給速度mm/min

19、；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(dòng)比 傳動(dòng)鏈總效率，一般可取 = 1 * GB3 快速起動(dòng)時(shí)所需力矩 即 = 2 * GB3 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 即 = 3 * GB3 最大銑削負(fù)載時(shí)所需力矩 即 經(jīng)過上述計(jì)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(dòng)態(tài)性能，系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)較小，而等效轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)力矩 作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。.2步進(jìn)電機(jī)的選擇目前經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中大多采用反響式步進(jìn)電機(jī)，因此

20、在本設(shè)計(jì)中采用反響式步進(jìn)電機(jī)。 = 1 * GB3 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(dòng)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)3648510612 在本設(shè)計(jì)中采用四相四拍的反響式步進(jìn)電機(jī)，那么 假設(shè)不考慮啟動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件慣性的影響，那么啟動(dòng)力矩為 取平安系數(shù)為0.3，那么 = 2 * GB3 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(gè)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)步距角最

21、大靜轉(zhuǎn)矩最高空載啟動(dòng)頻率Hz相數(shù)電壓(V)電流(A)外徑長度軸徑55BF0090.782500427355706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(shí)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(dòng)和運(yùn)行時(shí)不失步。所以還必須用起動(dòng)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(gè)電機(jī)的起動(dòng)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(gè)電機(jī)符合本設(shè)計(jì)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(dòng)軸和從動(dòng)軸使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。根據(jù)選用的電機(jī)D1=6m

22、m,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、本錢低。本設(shè)計(jì)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DD1DD2LMATTFCPRC20-6-868201 聯(lián)軸器外形圖 第四章 各局部支承連接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)滾珠絲杠支座設(shè)計(jì)計(jì)算在本設(shè)計(jì)里，采用一端固定，另一端簡易支承的方案。那么產(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所以：臨界負(fù)載與最大工作負(fù)載Q之比稱為穩(wěn)定平安系數(shù)，如果穩(wěn)定平安系數(shù)大于或等于許用平安系數(shù)，那么絲杠不至失穩(wěn)。許用平安系數(shù)一般取2.54。由于Y向的工作

23、負(fù)載最大，所以穩(wěn)定性良好。在簡易支承座中采用一個(gè)6300的深溝球軸承，在固定的電機(jī)支座中采用一個(gè)51200推力軸承和一個(gè)6300深溝球軸承。它預(yù)緊時(shí)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(jì) 此局部設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)自由度，頂面以圓柱銷與工作臺限制3個(gè)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(jì)整個(gè)系統(tǒng)采用開環(huán)

24、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(dòng)導(dǎo)軌。伺服系統(tǒng)采用了反響式步進(jìn)電機(jī)，由聯(lián)軸器直接與滾珠絲杠連接驅(qū)動(dòng)絲杠傳動(dòng)，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(shí)的軸向力，和采用一個(gè)深溝球軸承來保證其徑向的圓跳動(dòng)，各局部零件通過適宜的螺母螺栓連接在一起，在保證精度的同時(shí)，保證整個(gè)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)與催促，同時(shí)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(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個(gè)過程中，花費(fèi)了龔老師很多的珍貴時(shí)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)

25、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)論文中得以表達(dá)。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(shí)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)狀與開展.裝備維修與改造，2004. 2 李斌，李培根.數(shù)控技術(shù)和裝備開展趨勢及對策.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)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)開展途徑探討.中國

26、機(jī)械工程，2001.5 胡興軍,屈平. 我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)開展現(xiàn)狀綜述J. 精密制造與自動(dòng)化, 2004.6 楊永. 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的動(dòng)向J.廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2003 (6) .7 王曉明.電動(dòng)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,Dece

27、mber 12-15,2005.10 HYPERLINK :/ busnc /flash/jichu/fenglei.htm 11 朱曉春. 數(shù)控技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006.4 .12 HYPERLINK :/search.book.dangdang /search.aspx?category=01&key2=%u8D75%u7531%u624D t _blank 尹志強(qiáng). 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 機(jī)械 HYPERLINK :/ d1 /html/result.asp?productsort=001010&Productother5=化學(xué)工業(yè)出版社 工業(yè)出版社13劉舜堯，劉水華. 機(jī)械制造根底與實(shí)踐/工程材料及機(jī)械制造根底系列教材. 中南工業(yè)大學(xué)出版社14 HYPERLINK :/se