數控滑臺畢業(yè)設計說明書

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　從20世紀中葉數控技術出現(xiàn)以來，數控機床給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產管理的現(xiàn)代化以及經濟效益的提高。數控機床是一種高度機電一體化的產品，適用于加工多品種小批量零件、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不

2、允許報廢的關鍵零件、要求精密復制的零件、需要縮短生產周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經濟和國防建設發(fā)展的重要裝備。</p><p>　　本設計對數控機床的滑臺部分進行了研究，報告了對我國數控機床的原理進行了分析。</p><p>　　關鍵詞：數控機床 數控滑臺 絲杠</p><p><b>　

3、　ABSTRACT</b></p><p>　　From the mid-twentieth century numerical control technology to emerge, NC machine tools for mechanical manufacturing industry has brought the revolutionary change. NC machining h

4、as the following characteristics: machining flexibility, high machining accuracy, productivity high, reduce labor intensity, the operator to improve working conditions, be helpful for production management modernization

5、and improve the economic benefits of the. CNC machine is a kind of high integration of machinery produ</p><p>　　KEY WORDS: numerical control machine CNC Slip sets screw</p><p><b>

6、　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　引言5</b></p><p>　　第一章 數控滑臺的結構設計和設計方案6</p><p>　　1.1 數控滑臺的結構設計6</p><p>　　1.2 數控

7、滑臺的總體設計方案6</p><p>　　第二章 數控滑臺結構件的設計8</p><p>　　2.1 導軌的設計8</p><p>　　2.2 滑鞍的設計14</p><p>　　2.2.1 概述14</p><p>　　2.2.2 滑鞍的結構與尺寸要求14</p><p&g

8、t;　　2.3 滑鞍連接座的設計14</p><p>　　第三章 數控滑臺傳動件的選擇15</p><p>　　3.1. 電動機類型的選擇15</p><p>　　3.1.1 交流伺服電動機的運行特點：15</p><p>　　3.1.2 電動機的選擇原則：15</p><p>　　3.1.3

9、 確定電動機的型號15</p><p>　　3.2 聯(lián)軸器的設計與選擇16</p><p>　　3.2.1 聯(lián)軸器的作用17</p><p>　　3.2.2 聯(lián)軸器的結構原理及型號選擇18</p><p>　　3.3 滾珠絲杠的選擇21</p><p>　　3.3.1 滾珠絲杠的設

10、計21</p><p>　　3.3.2 滾珠絲杠螺母副的設計22</p><p>　　3.4 軸承的選擇25</p><p>　　3.4.1 概述25</p><p>　　3.4.2 滾動軸承的結構26</p><p>　　3.4.3 滾動軸承的選擇26</p><p>&

11、lt;b>　　結論28</b></p><p><b>　　致謝29</b></p><p><b>　　參考文獻30</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　從20世紀中葉數控技術出現(xiàn)以來，數控機床給機械制造業(yè)帶來了革命性

12、的變化。數控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產管理的現(xiàn)代化以及經濟效益的提高。數控機床是一種高度機電一體化的產品，適用于加工多品種小批量零件、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關鍵零件、要求精密復制的零件、需要縮短生產周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經濟和國防建設發(fā)展的重要裝備。 </

13、p><p>　　進入21世紀，我國經濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。機床制造業(yè)既面臨著機械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機，也遭遇到加入世界貿易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進數控機床的發(fā)展是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關鍵。隨著制造業(yè)對數控機床的大量需求以及計算機技術和現(xiàn)代設計技術的飛速進步，數控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發(fā)展以更適應生產加工的需要。</p>

14、<p>　　目前，數控機床的發(fā)展日新月異，高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、并聯(lián)驅動化、網絡化、極端化、綠色化已成為數控機床發(fā)展的趨勢和方向。本課題的總體思路是：在滿足基本傳動的前提下，采用合理的傳動方式，導軌采用合理的結構形式，實現(xiàn)交流伺服電機——聯(lián)軸器——滾珠絲杠——絲杠螺母座——滑鞍。本設計要解決的主要問題是伺服電機的型號的選擇，聯(lián)軸器的設計與選擇，滾珠絲杠的設計及滑鞍的設計等問題。</p>&l

15、t;p>　　第一章 數控滑臺的結構設計和設計方案</p><p>　　1．1數控滑臺的結構設計</p><p>　　本章主要對數控滑臺的機械結構進行設計，其機械結構主要包括：交流伺服電機、聯(lián)軸器、滾珠絲杠、軸承、導軌、滑鞍等零部件的設計。所采用的機械結構具有如下特點：進給系統(tǒng)采用進給伺服電機直接帶動滾珠絲杠，取消了齒輪減速機構，使機械傳動結構簡單，提高位移精度，減少傳動誤差；軸承采用

16、深溝球軸承，它主要承受徑向載荷，亦能承受一定的雙向軸向載荷，高轉速時，可用來承受純軸向載荷，并且價格便宜。機床整體結構的剛度較高，運動控制精確及傳動平穩(wěn)。</p><p>　　1．2數控滑臺的總體設計方案</p><p>　　對數控滑臺而言，主要是縱橫方向兩個坐標的傳動，根據設計任務要求，決定采用點位控制，用伺服電機驅動的開環(huán)控制系統(tǒng)，這樣可以使控制系統(tǒng)簡單，成本低，調試維修容易，為確保數

17、控系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性，此工作臺采用滾珠絲杠螺母副和滾珠滾動導軌，為盡量消除齒側間隙。</p><p>　　交流伺服電機--交流電動機與直流伺服電機相比，交流電動機輸出功率可比直流電動機提高10﹪～70﹪，此外，交流電動機的容量可比直流電動機造得大，達到更高的電壓和轉速?，F(xiàn)代數控機床都傾向采用交流伺服驅動，交流伺服驅動已有取代直流伺服驅動之勢。</p><p>　　聯(lián)軸器—采用機械式

18、結構的聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器的特點是大扭矩承載、高扭矩剛性和卓越靈敏度；免維護、超強抗油和耐腐蝕性；零回轉間隙；體積小巧的聯(lián)軸器，總長度短 ，結構簡單。</p><p>　　滾珠絲杠—選用的滾珠絲杠精度高，并通過使用高純凈度的合金鋼并采取特殊的表面熱處理方式，使產品具有優(yōu)異的耐久性。</p><p>　　絲杠螺母座—采用徑向安裝尺寸小，安裝簡便的絲杠螺母座。</p><p&

19、gt;　　滑鞍—采用田字格結構，徹底減輕滑鞍的重量，</p><p>　　數控滑臺的總體結構如圖1-1所示：</p><p><b>　　如圖 1-1</b></p><p>　　第二章 數控滑臺結構件的設計</p><p>　　2.1 導軌的設計</p><p><b>　　一，

20、機床導軌的功用</b></p><p>　　導軌在機器中十分重要，在機床中尤其重要。機床導軌的功用是起導向及支承作用，即保證運動部件在外力的作用下(運動部件本身的重量、工件重量、切削力及牽引力等)能準確地沿著一定方向的運動。在導軌副中，與運動部件聯(lián)成一體的運動一方叫做動導軌，與文承件聯(lián)成一體固定不動的一方為支承導軌，動導軌對于支承導軌通常是只有一個自由度的直線運動或回轉運動。</p>&

21、lt;p>　　二、導軌應滿足的基本要求</p><p><b>　　1．導向精度</b></p><p>　　導向精度是指運動導軌沿支承導軌運動時直線運動導軌的直線性及圓周運動導軌的真圓性，以及導軌同其它運動件之間相互位置的準確性，影響導向精度的主要因素有：導軌的幾何精度，導軌的接觸精度及導軌的結構形式，導軌和基礎件結構剛度和熱變形，動壓導軟和靜壓導軌之間油膜的

22、剛度，以及導軌的裝配質量等等。</p><p><b>　　2．剛度</b></p><p>　　導軌的剛度是機床工作質量的重要指標，它表示導軌在承受動靜載荷下抵抗變形的能力，若剛度不足，則直接影響部件之間的相對位置精度和導向精度，另外還使得導軌面上的比壓分布不均，加重導軌的磨損，因此導軌必須具有足夠的剛度o</p><p><b>

23、　　3．耐磨性</b></p><p>　　導軌的不均勻磨損，破壞導軌的導向精度從而影響機床的加工精度的材料、導軌面的摩掠性質，導軌受力情況及兩導軌相對運動精度有關。</p><p><b>　　4．低速平穩(wěn)性</b></p><p>　　當運動導軌作低速運動或微量移動時，應保證導軌運動平穩(wěn)，不產生爬行現(xiàn)象，機床的爬行現(xiàn)象將影響被加

24、工零件粗糙度和加工精度，特別是對高精度機床來說，必須引起足夠的重視。</p><p><b>　　5．結構工藝性</b></p><p>　　在可能的情況下，設計時應盡量使導軌結構簡單，便于制造、調整和維護。應盡量減少刮研量，對于鐐裝導軌，應做到更換容易，力求工藝性及經濟性好。</p><p><b>　　三，導軌的選擇</b&

25、gt;</p><p>　　導軌的截面與組合如下圖所示： 矩形 三角形 燕尾形 圓形</p><p>　　四，導軌基本類型及特點</p><p>　　1．導軌按工作性質可分為主運動導軌、進給運動導

26、軌。</p><p>　　2．校運動軌跡可分為直線運動和圓周運動導軌o</p><p>　　3．按受力情況可分為開式導軌和閉式導軌。如圖7—38所示。</p><p>　　4．按摩掠性質可分為滑動導軌和滾動導軌。</p><p>　　滑動導軌按其表面摩掠形式又可分為：</p><p>　　①液體靜壓導軌，兩導軌面間有一

27、層靜壓泊膜，其摩掠性質屬于純液體摩掠，多用于進給運動導軌。②液體動壓導軌，當導軌面之間相對滑動速度達到一定值時，液體的動壓效應使導軌面問形成壓力泊膜，把導軌面隔開。這種導軌屬于純液體摩擦，多用于主運動導軌。③混合摩掠導軌，這種導軌在導向面間有一定的動壓效應，但相對滑動速度還不足以形成完全的壓力油楔，導軌面大部分仍處于直接觸．介于液體摩掠和干摩掠(邊界摩擦)之間的狀態(tài)，大部分進給運動導軌屬于此類型。</p><p>

28、;　　滾動導軌是兩導軌面之間為滾動摩擦，導軌間采用該珠、滾柱或該針等為滾動體，目前它在進給運動中用得較多。</p><p>　　五，數控機床常用的滑動導軌</p><p>　　數控機床常用直線運動滑動導軌的截面形狀的組合形式主要有：三角形一矩形(圖7—38)矩形一矩形(圖7—39)。這兩種導軌的剛度高，承載能力強，加工、檢驗和維修方便。為提高低速性能，減少爬行，提高導軌壽命，在動導軌上都貼

29、有塑料帶。數控機床少用不貼塑的摩擦滑動導軌。圖7—38a為開式，沒有壓板，不能承受較大的翻轉力矩，圖7—38b是閉式，有壓板可以承受翻轉力矩，圖7—39a為窄式導向，工作臺由一條導軌的兩側導向；圖7—39b為寬式導向，由兩條導軌的內側導向，兩個導向面的距離較大，熱膨脹時變形量大，須留較大的側向間隙，因而導向性不如窄式好。</p><p>　　貼塑導軌是一種金屬對塑料的摩擦形式，屆滑動摩擦導軌．它是在動導軌的摩擦表

30、面上貼上一層由塑料等其它化學材料組成的塑料薄膜軟帶，以提高導軌的耐磨性，降低摩擦系數，而支承導軌則是淬火鋼導軌。貼塑導軌的優(yōu)點是：摩擦系數低，在0.03~0.05范圍內，動靜摩擦系數接近，不易產生爬行現(xiàn)象；接合面抗咬合磨損能力強，減振性好；耐磨性高，與鑄鐵一鑄鐵摩擦付比可提高1~2倍；化學穩(wěn)定性好(耐水，泊)；可加工性能好、工藝簡單、成本低；當有硬粒落入導軌面上也可擠入塑料內部，避免了磨損和撕傷導軌。</p><p&

31、gt;　　塑料藤膜是以聚四氖乙烯為基體，并與青飼料、鉛粉等境料經混合、模壓、燒結等工藝，最終形成根據實際需要尺寸的軟帶。如圖7—40所示。</p><p>　　六，滑動導軌的設計驗算 </p><p>　　導軌的變形主要是接觸變形，有時也應考慮導軌部分局部變形的影響。 </p><p><b>　　1.導軌的受力分析</b></p>

32、<p>　　導軌上所受的外力一般包括切削力、工件和夾具的重量、動導軌所在部件的重量和牽引力。</p><p>　　首先建立外力矩方程式，然后依次求牽引力，支反力和支反力矩。具體受力分析可參看有關機床參考書。</p><p><b>　　2.計算導軌的壓強</b></p><p>　　根據支反力可求出導軌的平均壓強。加入支反力矩的影

33、響，就可以求出導軌的最大壓強。</p><p>　　設計導軌時應合理選擇許用壓強，如許用壓強取得過大，則會加劇導軌的磨損；若取得過小，又會增加導軌的尺寸。具體可參看有關機床標準。</p><p>　　五、提高導軌耐磨性措施 </p><p><b>　　1.爭取無磨損</b></p><p>　　保證完全的液體潤滑，使?jié)?/p>

34、滑劑把摩擦面完全分隔開。 </p><p><b>　　2.爭取少磨損</b></p><p>　　1）正確選擇摩擦副的材料和熱處理 </p><p><b>　　2）降低壓強 </b></p><p><b>　　3）改變摩擦性質 </b></p>

35、<p><b>　　4）加強防護 </b></p><p><b>　　3.爭取均勻磨損 </b></p><p>　　磨損不均勻的原因主要有兩個：1）在摩擦面上壓強分布不均；</p><p>　　2）各個部分的使用機會不同。</p><p>　　爭取均勻磨損有如下措施：</p>

36、;<p>　　力求使摩擦面上壓強均勻分布，例如導軌</p><p>　　的形狀和尺寸要盡可能使集中載荷對稱；</p><p>　　(2) 盡量減少扭轉力矩和傾覆力矩；</p><p>　　(3) 保證工作臺、溜板等支承件有足夠的剛度； </p><p>　　(4) 摩擦副中全長上使用機會不均的那一件硬度應高些。 </p&g

37、t;<p>　　4.磨損后應能補償磨損量</p><p>　　磨損后間隙變大了，設計時應考慮在構造上能補償這個間隙。補償方法可以是自動的連續(xù)補償，也可以是定期的人工補償。</p><p>　　七，爬行現(xiàn)象和防止爬行措施 </p><p>　　在低速運動及間歇微量位移機構中，運動不平穩(wěn)的現(xiàn)象稱為爬行。</p><p>　　產生爬

38、行的原因：1) 摩擦副存在著靜動摩擦系數之差。 </p><p>　　2) 運動件的質量較大，因而具有較大的慣性；</p><p>　　3) 傳動機構的剛度不足。</p><p>　　當移動件的質量、摩擦副摩擦面間的摩擦性質和傳動機構的剛度一定時，在移動速度低到一定值后就會產生爬行。這個值就稱為爬行的臨界速度。 </p><p>　　降低臨界

39、速度的措施有：</p><p>　　1) 減少靜、動摩擦系數之差和改變動摩擦系數隨速度變化的特性；</p><p>　　2) 提高傳動機構的剛度；</p><p>　　3) 采用幾種辦法聯(lián)合使用。</p><p>　　根據以上導軌的類型選出本設計適合的導軌，其結構如圖2-1所示：</p><p><b>　　

40、如圖 2-1</b></p><p><b>　　滑鞍的設計</b></p><p><b>　　概述</b></p><p>　　滑鞍在數控機床中的作用是連接絲杠和工作臺，它在數控機床中的作用是不可或缺的部件。他把絲杠的旋轉變?yōu)榛_的直線運動。</p><p>　　2.2.2滑鞍的結構

41、與尺寸要求</p><p>　　滑鞍的結構如圖2-2所示：</p><p><b>　　滑鞍連接座的設計</b></p><p>　　滑鞍連接座是把滾珠絲杠和滑鞍連接在一起的一個重要部件，其材料為鑄件。如圖2-2</p><p><b>　　如圖2-2</b></p><p>

42、;　　第三章 數控滑臺傳動件的選擇</p><p>　　3.1 電動機類型的選擇</p><p>　　3.1.1 交流伺服電動機的運行特點：</p><p>　　1) 調速范圍寬，伺服電動機的轉速隨著控制電 </p><p>　　壓改變，能在寬的范圍內連續(xù)調節(jié)；</p><p>　　(2) 轉子的慣性小，即能實現(xiàn)

43、迅速啟動、停轉；</p><p>　　(3) 控制功率小，過載能力強，可靠性好；</p><p><b>　　(4) 可控。 </b></p><p>　　3.1.2 電動機的選擇原則：</p><p><b>　　基本依據：</b></p><p>　　滿足生產機械對拖動

44、系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)特性要求前提下、力求結構簡單、運行可靠、維護方便、價格低廉。</p><p>　　1 對不要求調速、對啟動性能無過高要求的生產機械，應優(yōu)先考慮使用一般鼠籠式異步電動機；若要求啟動轉矩較大，可用高啟動轉矩的鼠籠式異步電動機。</p><p>　　2 對于要求經常啟、制動，負載轉矩較大、又有一定調速要求生產機械，應考慮選用線繞式異步電動機。</p><p>

45、;　　3對于只需要幾種速度，不要求無級調速的生產機械，可選用多速異步電動機。 </p><p>　　4對于要求恒速穩(wěn)定運行的生產機械，且需要補償電網功率因數的場合，應優(yōu)先考慮選用同步電動機(如TD 型等)。 </p><p>　　5對于需要大的啟動轉矩，又要求恒功率調速的生產機械，常選用直流串勵或復勵電動機。</p><p>　　6對于要求大范圍無級調速，且要求經常

46、啟動、制動、正反轉的生產機械，則可選用帶調速裝置的直流電動機或鼠籠式異步電動機。</p><p><b>　　確定電動機的型號</b></p><p>　　統(tǒng)計法是對大量的拖動系數統(tǒng)用電動機容量的統(tǒng)計為基礎，進行分析，找出電動機功率與生產機械主要參數之間的關系而得出的實用公式，已知本機床工件的最大直徑為150mm，按統(tǒng)計法計算拖動電動機功率為：</p>

47、<p>　　P=36.5D1.54 </p><p>　　=36.5×0.201.54kw</p><p><b>　　=3.06kw</b></p><p>　　實際選用4.0kw的交流伺服電動機，與計算結果相近</p><p>　　表3-1 電動機主要性能</p><p>

48、　　工作時間：連續(xù)　　　　　安裝方式：法蘭式　　　　　　　勵磁方式：永磁式</p><p>　　振動等級：V15　　　　　耐熱級別：B級　　　　　　　連結方式：直接連接</p><p>　　絕緣電阻：DC500V 10MΩ以上　　　絕緣耐壓：200V級 AC1500V 1分鐘</p><p>　　環(huán)境溫度：0～+40℃　　　　　　　　　　　　400V級 AC1800

49、V 1分鐘</p><p>　　環(huán)境濕度：20～80%（不結露） 　　保護方式：全封閉，自冷、IP67</p><p><b>　　電壓 200V級</b></p><p>　　選用安川伺服電機SGMGH系列電動機，電機軸的直徑為¢35mm如圖3-1所示</p><p>　　圖3-1 安川電動機</p&

50、gt;<p>　　3.2 聯(lián)軸器的設計與選擇</p><p>　　3.2.1 聯(lián)軸器的作用</p><p>　　聯(lián)軸器屬于機械通用零部件范疇，用來聯(lián)接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯(lián)接。常用聯(lián)軸器有膜片聯(lián)軸器 ，

51、鼓形齒式聯(lián)軸器，萬向聯(lián)軸器，安全聯(lián)軸器，彈性聯(lián)軸器及蛇形彈簧聯(lián)軸器。</p><p>　　3.2.2 聯(lián)軸器的結構原理及型號選擇</p><p>　　一般機械都是由原動機、傳動機和工作機構組成，這三部分必須聯(lián)接起來才能工作，而聯(lián)軸器就是把它們聯(lián)接起來的一種重要裝置。聯(lián)軸器主要用于兩軸之間的聯(lián)接，它也可用于軸和其它零件（卷筒、齒輪、帶輪等）之間的聯(lián)接。它的主要任務是傳遞扭矩。</

52、p><p>　　根據被聯(lián)接兩軸的相對位置關系，聯(lián)軸器可分為剛性、彈性和液力三種。剛性聯(lián)軸器用在兩軸能嚴格對中，并在工作時不發(fā)生相對位移的地方；彈性聯(lián)軸器用在兩軸有偏斜或工作中有相對位移的地方；液力聯(lián)軸器是用液體動能來傳遞功率，用在需要保護原動機不遭過載損壞而又可空載起動的地方。</p><p><b>　　幾種常用的聯(lián)軸器：</b></p><p>

53、;<b>　　一、剛性聯(lián)軸器</b></p><p>　　剛性聯(lián)軸器不具有補償被聯(lián)接兩軸軸線的相對偏移的能力，也不具備緩沖減震性能；但剛性聯(lián)軸器的結構簡單、價格便宜。適用于載荷平穩(wěn)、轉速穩(wěn)定、軸的剛性較大、且能保證被聯(lián)接兩軸軸線相對偏移極小的情況下。</p><p><b>　　①凸緣式聯(lián)軸器</b></p><p>&l

54、t;b>　?、谔淄猜?lián)軸器</b></p><p><b>　　③夾殼式聯(lián)軸器</b></p><p><b>　　二、撓性聯(lián)軸器</b></p><p>　　撓性聯(lián)軸器具有對被聯(lián)接兩軸軸線相對偏移的補償能力，最大補償量隨型號的不同而異。凡被聯(lián)接兩軸的同軸度不易保證的場合，都應選用撓性聯(lián)軸器</p&g

55、t;<p>　?、攀只瑝K聯(lián)軸器　十字滑塊聯(lián)軸器是無彈性元件的撓性聯(lián)軸器，具有較好的補償兩軸相對偏移的能力、承載能力大；但不具備緩沖減震性能。適用于軸的剛度較大、中載、低速且無劇烈沖擊的場合。 </p><p>　　⑵滾子鏈聯(lián)軸器　滾子鏈聯(lián)軸器也是一種無彈性元件的撓性聯(lián)軸器。具有結構簡單、裝拆方便、效率高，并具有一定的補償兩軸相對偏移能力；但在高速、轉速不穩(wěn)定或正反轉時有沖擊噪聲，不具備緩沖減震能力

56、，不能承受軸向力等。適用于高溫、多塵、油污、及潮濕等惡劣環(huán)境下工作。</p><p>　?、侨f向聯(lián)軸器　萬向聯(lián)軸器用于兩軸有很大角向位移的場合，最大角向補償兩可達35°～45°。常用在汽車、拖拉機和機床等行業(yè)。</p><p>　　聯(lián)軸器型號的選擇及其計算</p><p>　　1.名義轉矩T（N·m）</p><p&

57、gt;<b>　　T=9550P/n</b></p><p>　　=9550×1.96/6000</p><p><b>　　=3.12N·m</b></p><p><b>　　2.計算轉矩TC</b></p><p>　　考慮機器啟動時的彈性力和過載等影

58、響，應將名義轉矩修正為計算轉矩。聯(lián)軸器的計算轉矩TC（N·m）可按下式計算：</p><p><b>　　TC=KT</b></p><p>　　式中K的工作情況系數為1.25—1.5</p><p>　　TC=1.25×3.12</p><p><b>　　=3.9N·m<

59、/b></p><p>　　所以聯(lián)軸器選擇的型號為：凸緣式聯(lián)軸器，其中d1=d2=¢35mm</p><p>　　注：d1為電機軸的直徑，d2為滾珠絲杠的直徑</p><p><b>　　圖 聯(lián)軸器</b></p><p>　　3.3 滾珠絲杠的選擇</p><p>　　3

60、.3.1 滾珠絲杠的設計</p><p>　　滾珠絲杠由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉運動轉化成直線運動，這是滾珠螺絲的進一步延伸和發(fā)展，這項發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動動作變成滑動動作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣于各種工業(yè)設備和精密儀器。</p><p>　　滾珠絲杠是工具機和精密機械上最常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動，或將扭矩轉換成軸向

61、反覆作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。</p><p>　　1、與滑動絲杠副相比驅動力矩為1/3 </p><p>　　由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動運動,所以能得到較高的運動效率。與過去的滑動絲杠副相比驅動力矩達到1/3以下,即達到同樣運動結果所需的動力為使用滾動絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。 </p><p><b

62、>　　2、高精度的保證 </b></p><p>　　滾珠絲杠副是用日本制造的世界最高水平的機械設備連貫生產出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對溫度、濕度進行了嚴格的控制，由于完善的品質管理體制使精度得以充分保證。 </p><p><b>　　3、微進給可能 </b></p><p>　　滾珠絲杠副由于是

63、利用滾珠運動,所以啟動力矩極小,不會出現(xiàn)滑動運動那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實現(xiàn)精確的微進給。 </p><p>　　4、無側隙、剛性高 </p><p>　　滾珠絲杠副可以加予壓,由于予壓力可使軸向間隙達到負值,進而得到較高的剛性(滾珠絲杠內通過給滾珠加予壓力,在實際用于機械裝置等時,由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強)。 </p><p><b>　　5、高

64、速進給可能 </b></p><p>　　滾珠絲杠由于運動效率高、發(fā)熱小、所以可實現(xiàn)高速進給(運動)。 </p><p>　　◎精度公差:P5 .P7 –</p><p>　　滾珠絲杠螺母副的設計</p><p>　　1、 滾珠絲杠副的種類與結構 </p><p>　　滾珠絲杠螺母副：是回轉運動與直線運

65、動相互轉換的傳動裝置，在數控機床進給系統(tǒng)中一般采用滾珠絲杠副來改善摩擦特性。</p><p>　　工作原理是：當絲杠相對于螺母旋轉時，兩者發(fā)生軸向位移，而滾珠則可沿著滾道流動，如圖</p><p>　　1—返向器2—螺3—絲杠4—滾珠 （a）單圓弧 （b）雙圓弧 </p><p>　　圖 滾珠絲杠副 圖

66、 螺紋滾道型面</p><p>　　按滾珠返回的方式不同可以分為內循環(huán)式和外循環(huán)式兩種。</p><p><b>　　1）內循環(huán)式</b></p><p>　　內循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠表面保持接觸。如圖。在螺母的側面孔內，裝有接通相鄰滾道的反向器，利用反向器引導滾珠越過絲杠的螺紋頂部進入相鄰滾道，形成一個循環(huán)回路。一般在同一螺母上

67、裝有2—4個反向器，并沿螺母圓周均勻分布。</p><p>　　優(yōu)缺點：滾珠循環(huán)的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸也較小，但制造精度要求高。</p><p>　　圖 內循環(huán)示意圖 1—凸鍵 2、3—反向鍵</p><p><b>　　2）外循環(huán)式</b></p><p>　　外循環(huán)方式的滾珠

68、在循環(huán)反向時，離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內或體外做循環(huán)運動。如圖，（a）為螺旋槽式外循環(huán)（b）為插管式外循環(huán)。</p><p>　　優(yōu)缺點：結構簡單、制造容易、但徑向尺寸大，且彎管兩端耐磨性和抗沖擊性差。</p><p>　　圖 外循環(huán)示意圖</p><p>　　（a）螺旋槽式：1—套筒；2—螺母；3—滾珠；4—擋珠器；5—絲杠</p>&l

69、t;p>　?。╞）插管式：1—彎管；2—壓板；3—絲杠；4—滾珠；5—滾道</p><p>　　2、滾珠絲杠副的結構參數 </p><p>　　滾珠絲杠副的主要參數有：公稱直徑D、導程L和接觸角β。</p><p>　　1）公稱直徑D：是指滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時包絡滾珠球心的圓柱直徑。它與承載能力直接有關，常用范圍為30—80mm，一般大于絲杠

70、長度的1/35—/30。</p><p>　　2）導程L：導程的大小要根據機床加工精度的要求確定，精度高時，導程小一些；精度低時，導程大些。但導程取小后，滾珠直徑將取小，使?jié)L珠絲杠副的承載能力下降；若滾珠直徑不變，導程取小后，螺旋升角也小，傳動效率將下降。因此，一般地，導程數值的確定原則是：在滿足加工精度的條件下盡可能取得大一些。</p><p>　　3、滾珠絲杠副的結構特點 &

71、lt;/p><p>　　1）摩擦因素小，傳動效率高。滾珠絲杠副的傳動效率可達0.92—0.96，比常規(guī)的絲杠螺母副提高3—4倍。因此，功率消耗只相當于常規(guī)絲杠的1/4—1/3。</p><p>　　2）可預緊消隙。給予適當預緊，可消除絲杠和螺母的間隙，反向運動時無死區(qū)，定位精度高，剛度好。</p><p>　　3）運動平穩(wěn)，低速時不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，傳動精度高。</

72、p><p>　　4）運動具有可逆性。可以從旋轉運動轉換為直線運動，也可以從直線運動轉換為旋轉運動，即絲杠和螺母均可以作為主動件。</p><p>　　5）磨損小，使用壽命長。</p><p>　　6）所需傳動轉矩小。</p><p>　　7）制造工藝復雜。滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度要求也高，故制造成本高。</p>

73、<p>　　8）不能自鎖。特別是對于垂直絲杠，由于處于重慣性力的作用，常需添加輔助制動裝置。</p><p>　　4、滾珠絲杠副的的精度 </p><p>　　滾珠絲杠副的精度等級分為1、2、3、4、5、7、10七個等級（按JB/T 3162.2—1991的規(guī)定），1級精度最高，依次遞減，數控機床主要采用1—4級。</p><p>　　3.4

74、 軸承的選擇</p><p>　　3.4.1 概述</p><p>　　究其作用來講應該是支撐，即字面解釋用來承軸的，但這只是其作用的一部分，支撐其實質就是能夠承擔徑向載荷。也可以理解為它是用來固定軸的。就是固定軸使其只能實現(xiàn)轉動，而控制其軸向和徑向的移動。 電機沒有軸承的后果就是根本不能工作。因為軸可能向任何方向運動，而電機工作時要求軸只能作轉動。 從理論上來講不可能實現(xiàn)傳動的作用

75、，不僅如此，軸承還會影響傳動，為了降低這個影響在高速軸的軸承上必須實現(xiàn)良好的潤滑，有的軸承本身已經有潤滑，叫做預潤滑軸承，而大多數的軸承必須有潤滑油，負載在高速運轉時，由于摩擦不僅會增加能耗，更可怕的是很容易損壞軸承。把滑動摩擦轉變?yōu)闈L動摩擦的說法是片面的，因為有種叫滑動軸承的東西。</p><p>　　滾動軸承在一般機器中應用非常廣泛。但在高速、高精度、重載，或在結構上要求剖分的場合，或在低速而帶有沖擊的機器上

76、，滑動軸承則突顯出其較優(yōu)異的性能。因此，在高速離心機、燃氣輪機、精密磨床的主軸上高速運轉的軸承；承受沖擊載荷或變載荷的內燃機、活塞式壓縮機和鍛壓機的軸承；曲軸的軸承都采用滑動軸承。</p><p>　　3.4.2 滾動軸承的結構</p><p>　　軸承的組成：軸承套圈 軸承墊圈 平擋圈 斜擋圈（可分離的） 中擋圈 止動環(huán) 鎖圈 隔圈 密封圈 防塵蓋 護圈 滾動體 保持架 &l

77、t;/p><p>　　滾動軸承的典型結構如圖所示, 通常由外圈1、 內圈2、 滾動體3和保持架4組成。 內圈裝在軸頸上, 外圈裝在軸承座孔內, 多數情況下內圈與軸一起轉動, 外圈保持不動。 工作時, 滾動體在內外圈間滾動, 保持架將滾動體均勻地隔開, 以減少滾動體之間的摩擦和磨損</p><p>　　3.4.3 滾動軸承的選擇</p><p>　　在設計滾動軸承時

78、, 首先遇到的問題是選擇適當的軸承類型。, 選擇軸承類型時, 除根據經驗選型并參照類似機器中的軸承外,應參考以下主要因素。 </p><p><b>　　1. 載荷條件</b></p><p>　　軸承所承受載荷的大小、 方向和性質是選擇軸承類型的主要依據。</p><p><b>　　1. 載荷條件</b></p&

79、gt;<p>　　軸承所承受載荷的大小、 方向和性質是選擇軸承類型的主要依據。 </p><p>　　(1) 載荷的方向: </p><p>　　當軸承承受純軸向載荷時, 選用推力軸承； 主要受徑向載荷時, 選用向心球軸承； 同時承受徑向載荷和軸向載荷時, 可選用角接觸球軸承。 </p><p>　　(2) 載荷大?。?</p>&

80、lt;p>　　在其他條件相同的情況下, 滾子軸承一般比球軸承的承載能力大。 因此承受較大載荷時, 應選用滾子軸承。 </p><p>　　(3) 載荷性質: </p><p>　　當載荷平穩(wěn)時, 可選用球軸承； 有沖擊和振動時, 應選用 滾子軸承。 </p><p><b>　　2. 轉速條件</b></p><p&g

81、t;　　滾動軸承在一定的載荷和潤滑條件下允許的最高轉速稱為極限轉速。 球軸承比滾子軸承有更高的極限轉速。 高速或要求旋轉精度高時, 應優(yōu)先選用球軸承。 </p><p><b>　　3. 調心性質</b></p><p>　　軸承內外圈軸線間的角偏差應控制在極限值內, 否則會增加軸承的附加載荷而使其壽命降低。 當角偏差值較大時, 應選用調心軸承。 </p>

82、<p>　　4. 安裝和調整性能</p><p>　　安裝和調整也是選擇軸承主要考慮的因素。 例如, 當安裝尺寸受到限制, 必須要減小軸承徑向尺寸時, 宜選用輕系列和特輕系列的軸承或滾針軸承； 當軸向尺寸受到限制時, 宜選用窄系列的軸承； 當軸承座沒有剖分面而必須沿軸向安裝和拆卸軸承部件時, 應優(yōu)先選用內外圈可分離的軸承。 </p><p><b>　　5. 經濟性

83、</b></p><p>　　在滿足使用要求的情況下, 盡量選用價格低廉的軸承, 以降低成本。 一般普通結構的軸承比特殊結構的軸承便宜, 球軸承比滾子軸承便宜, 精度低的軸承比精度高的軸承便宜</p><p><b>　　滾動軸承尺寸的選擇</b></p><p><b>　　確定軸承的公稱尺寸</b><

84、/p><p>　　軸承的公稱尺寸即內徑尺寸，其內徑尺寸是由軸徑尺寸確定的。但軸徑尺寸必須圓整為軸承的標準值。</p><p><b>　　尺寸系列的選擇</b></p><p>　?。?）寬度系列 若對寬度無特殊要求，一般多取為0（窄）系列，可以省略標注。</p><p>　?。?）直徑系列 直徑系列不同，滾珠體

85、的大小不同，其承載能力不同。</p><p>　　本設計選用的軸承為普通動球軸承，型號為：①6207 即：內徑¢35mm，外徑¢72mm，寬度為17mm；②6305 即：內徑¢25mm，外徑¢62mm，寬度為17mm。</p><p>　　表3-2 軸承型號</p><p><b>　　結論</b&

86、gt;</p><p>　　本次設計中，在指導老師王超俊的指導下，我上網查閱了大量的資料并且參考了一些關于數控加工工藝方面的書籍。</p><p>　　在設計過程中，我本著精益求精的思想，對所設計的數控滑臺分析進行了反復的修改并認真的研究，特別是在各部分的選擇過程中，認真進行了計算與比較，最終確定其中較好的方案。</p><p>　　總之，在整個設計過程中，我查閱了

87、大量的資料，對此次的數控滑臺的總體設計進行了認真的分析，并進行了多次的修改和比較。通過這次畢業(yè)設計使我對數控整體結構部分的知識有了更多的了解和溫習，由于本人經驗所限，設計中難免會出現(xiàn)錯誤，還望老師諒解，我會在以后的學習中不斷地完善自己，努力提高自己在機械方面的知識。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　整整忙了一個月的時間，我終于將數控滑臺的

88、設計做完了?，F(xiàn)在回想起當時和老師、同學共同奮戰(zhàn)的日子，那些還是不時地浮現(xiàn)在眼前，讓我還是那么的印象深刻。在**老師的認真指導下，我順利完成此次的設計。那些日子是令我難忘的。在此，我對指導教師**表示深深的謝意，同時也謝謝我那些共同奮戰(zhàn)的同學們。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1． 李雪梅主編. 數控機床. 北京：電子工業(yè)出版社，20

89、04</p><p>　　2. 子銀，陳為華主編. 數控機床結構 原理與應用. 北京：北京理工大學出版社，2006</p><p>　　3. 牛玉麗主編. 機械設計基礎. 中國輕工業(yè)出版社，2006</p><p>　　4. 雷才洪，陳志雄主編. 數控機床. 北京：科學出版社，2005</p><p>　　5. 王志平主編. 數控機床

90、及應用. 北京：高等教育出版社，2002</p><p>　　6. 林宋，田建軍主編. 現(xiàn)代數控機床. 北京：化學工業(yè)出版社，2003</p><p>　　7. 文懷興，夏田. 數控機床設計實踐指南[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社,2008</p><p>　　8. 大連組合機床研究所 編. 組合機床設計參考圖冊〔M〕. 北京 : 機械