課程設(shè)計---二維數(shù)控精密精密工作臺設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.本次課程設(shè)計的目的、意義和數(shù)控技術(shù)發(fā)展概況及二維數(shù)控精密工作臺的原理………………………………………………………………………………………3</p><p>　　1.1設(shè)計的目的…………………………………………………………………3</p><p>　　1.2設(shè)計的意義…………………

2、………………………………………………3</p><p>　　1.3數(shù)控技術(shù)發(fā)展概況…………………………………………………………3</p><p>　　1.4二維數(shù)控精密工作臺的原理………………………………………………4</p><p>　　1.4.1二維數(shù)控平臺………………………………………………………4</p><p>　　1.4.2曲柄連

3、桿機(jī)構(gòu)………………………………………………………5</p><p>　　2.本次設(shè)計的任務(wù)和設(shè)計的整體方案……………………………………………...6</p><p>　　2.1設(shè)計的任務(wù)………………………………………………………………….6</p><p>　　2.2設(shè)計的整體方案…………………………………………………………….6</p><p&

4、gt;　　2.2.1工作臺總體結(jié)構(gòu)的確定…………………………………………….7</p><p>　　2.2.2傳動方案的確定…………………………………………………….7</p><p>　　3.機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計計算……………………………………………………………..8</p><p>　　3.1步進(jìn)電機(jī)的初步確定………………………………………………………8</p&

5、gt;<p>　　3.1.1步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率計算………………………………………….8</p><p>　　3.1.2步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩計算………………………………………….8</p><p>　　3.2滾珠絲桿選擇………………………………………………………………9</p><p>　　3.2.1滾珠絲桿工作長度計算…………………………………………….

6、9</p><p>　　3.2.2載荷計算…………………………………………………………….9</p><p>　　3.2.3額定動載荷計算……………………………………………………11</p><p>　　3.2.4穩(wěn)定性校核…………………………………………………………11</p><p>　　3.2.5滾珠絲桿副的剛度計算…………………………

7、…………………12</p><p>　　3.3軸承的選擇………………………………………………………………...12</p><p>　　3.4滾動直線導(dǎo)軌選擇…………………………………………………………13</p><p>　　3.4.1導(dǎo)軌額定壽命計算…………………………………………………14</p><p>　　3.4.2導(dǎo)軌工作載荷計算

8、…………………………………………………14</p><p>　　3.5聯(lián)軸器的選擇………………………………………………………………15</p><p>　　3.5.1聯(lián)軸器傳遞功率確定………………………………………………15</p><p>　　3.5.2聯(lián)軸器的選定………………………………………………………16</p><p>　　3.6系

9、統(tǒng)整體性能計算………………………………………………………..17</p><p>　　3.6.1步進(jìn)電機(jī)軸上總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量計算…………………………17</p><p>　　3.6.2系統(tǒng)剛度計算………………………………………………………17</p><p>　　3.6.3系統(tǒng)固有頻率計算…………………………………………………18</p><p

10、>　　2.6.4系統(tǒng)死區(qū)誤差計算…………………………………………………18</p><p>　　3.6.5由系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差計算……………………………18</p><p>　　4.總結(jié)………………………………………………………………………………..19</p><p>　　5.參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………..20&

11、lt;/p><p>　　本次課程設(shè)計的目的、意義和數(shù)控技術(shù)發(fā)展概況及二維數(shù)控精密工作臺的原理</p><p><b>　　1.1設(shè)計的目的</b></p><p>　　“精密機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程設(shè)計作為實(shí)踐環(huán)節(jié)對于整個課程具有非常重要的意義。在這次課程設(shè)計中不僅僅是完成一項(xiàng)指定的任務(wù)，更重要的是實(shí)際走過一個完整的設(shè)計過程。學(xué)生在課程設(shè)計中定位為設(shè)計者

12、，對方案進(jìn)行篩選論證，考慮結(jié)構(gòu)工藝性和選材。整個設(shè)計采用AutoCAD和Solidworks完成，從3D建模到2D圖紙。要求學(xué)生至少做出一張可用于加工的圖紙，圖紙的尺寸標(biāo)注要合理，要有尺寸公差和行為公差，要正確選擇材料，要有技術(shù)要求?？傊ㄟ^本次課程設(shè)計使學(xué)生知道，設(shè)計過程包括哪些步驟，能夠投放生產(chǎn)的加工圖紙是什么樣子的。其目的是:</p><p>　?。?）具體應(yīng)用、鞏固加深和擴(kuò)大課程及有關(guān)先修課程的理論知識

13、、生產(chǎn)知識，了解精密機(jī)械設(shè)計的一般設(shè)計方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際設(shè)計能力，為以后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。</p><p>　?。?）掌握正確的設(shè)計思想，并通過本次課程設(shè)計使同學(xué)們掌握儀表的設(shè)計思想。</p><p><b>　　1.2設(shè)計的意義</b></p><p>　　精密機(jī)械課程設(shè)計是一次比較完整的精密機(jī)械設(shè)計，它是理論聯(lián)系實(shí)際、培養(yǎng)初步設(shè)

14、計能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。對于學(xué)生能力的培養(yǎng)具有重大意義。</p><p>　　1.3數(shù)控技術(shù)發(fā)展概況</p><p>　　隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著航天、航空、造船、電子和兵器等工業(yè)部門的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日益精密、復(fù)雜，而且改型頻繁，普通機(jī)床已不能完全適應(yīng)這些部門的加工要求，如對一些復(fù)雜的曲線、曲面所構(gòu)成的零件，手工操作甚至根本無法進(jìn)行加工。因此，數(shù)控機(jī)床已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)必不可少的

15、設(shè)備。</p><p>　　以數(shù)控機(jī)床為代表的數(shù)控設(shè)備的生產(chǎn)與應(yīng)用水平，反映出一個國家的機(jī)械與電子工業(yè)水平，它的研制和推廣應(yīng)用，對于提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，改變我國制造技術(shù)落后的狀況，使我國機(jī)電產(chǎn)品走向世界，起著極為重要的作用。</p><p>　　數(shù)控設(shè)備是指通過數(shù)字化操作指令進(jìn)行控制的一種設(shè)備，其基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示： 圖1-

16、1數(shù)控設(shè)備基本框圖</p><p>　　目前世界上在數(shù)控技術(shù)方面比較先進(jìn)的國家主要有：德國、日本和美國，它們的設(shè)計制造技術(shù)代表著當(dāng)今世界的最先進(jìn)水平，比如德國的德馬赫，日本的橫河。而作為世界上新興的制造業(yè)大國，我國在數(shù)控技術(shù)方面任重而道遠(yuǎn)，這需要我們這一代人更加的努力，才能趕上和超過世界上其它先進(jìn)國家，使我國成為真正的制造業(yè)強(qiáng)國。</p><p>　　數(shù)控設(shè)備的發(fā)展方向：隨著微電子技術(shù)和計

17、算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控設(shè)備性能日趨完善，數(shù)控設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域日趨擴(kuò)大?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動了數(shù)控設(shè)備的發(fā)展，各生產(chǎn)部門加工要求的不斷提高又從另一方面促進(jìn)了數(shù)控設(shè)備的發(fā)展。當(dāng)今數(shù)控設(shè)備正不斷的采用新的技術(shù)成就，朝著高速度化，高精度化，多功能化，智能化、小型化、系統(tǒng)化與高可靠性發(fā)展。</p><p>　　圖1-2德國生產(chǎn)的數(shù)控設(shè)備</p><p>　　1.4二維數(shù)控精密工作臺的原理</p>

18、;<p>　　1.4.1二維數(shù)控平臺</p><p>　　如圖1-3所示為二維數(shù)控平臺實(shí)驗(yàn)原理樣機(jī)原理圖，圖1-4為二維數(shù)控平臺實(shí)物照片。二維數(shù)控平臺可以實(shí)現(xiàn)X、Y兩個方向的運(yùn)動，通過兩個方向運(yùn)動的合成，可以實(shí)現(xiàn)任意平面軌跡。</p><p>　　圖1-3 二維數(shù)控平臺實(shí)驗(yàn)機(jī)原理圖 </p><p>　　此試驗(yàn)機(jī)裝有一支筆，固定不動，在工

19、作臺上放上紙，工作臺在運(yùn)動時，就可以在紙上畫出預(yù)先給定的圖形。二維數(shù)控工作臺的主要結(jié)構(gòu)件有：底座、滾珠導(dǎo)軌、滾珠絲桿、四桿支架、托盤、工作臺、步進(jìn)電機(jī)支架等等。</p><p>　　圖1-4 二維數(shù)控平臺實(shí)物照片</p><p>　　1.4.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖1-5曲柄連桿機(jī)構(gòu)的原理圖，圖1-6為曲柄連桿機(jī)構(gòu)的實(shí)物照片。圖1-5所示的曲柄連桿機(jī)

20、構(gòu)在連桿上的任意點(diǎn)A，在曲柄回轉(zhuǎn)時，均可畫出一條封閉的曲線，但這條封閉的曲線是固定的，往往不能按照人們的預(yù)先要求來實(shí)現(xiàn)。要實(shí)現(xiàn)某些固定的曲線，就要確定連桿上某點(diǎn)的位置，而確定這點(diǎn)的位置往往是很復(fù)雜的。</p><p>　　圖1-6曲柄連桿機(jī)構(gòu)實(shí)物圖</p><p>　　2本次設(shè)計的任務(wù)和設(shè)計的整體方案</p><p><b>　　2.1設(shè)計的任務(wù)&

21、lt;/b></p><p>　　設(shè)計一個數(shù)控X-Y工作臺，該工作臺可用于銑床上坐標(biāo)的加工和塑料、鋁合金零件的二維曲線加工。其實(shí)際結(jié)構(gòu)如下圖：</p><p>　　圖2-1二維工作臺實(shí)物圖</p><p>　　設(shè)計的各項(xiàng)參數(shù)如下表：</p><p>　　表2-1設(shè)計主要參數(shù)</p><p>　　2.2設(shè)計的整體方

22、案</p><p>　　圖 2-2整體設(shè)計方案</p><p>　　本次設(shè)計的二維數(shù)控精密工作臺由于不對控制部分進(jìn)行設(shè)計，而僅僅對機(jī)械部分進(jìn)行設(shè)計，故確定整體設(shè)計方案如圖2所示：采用步進(jìn)電機(jī)對工作臺進(jìn)行驅(qū)動，經(jīng)聯(lián)軸器后，帶動滾珠絲桿傳動，從而實(shí)現(xiàn)二維數(shù)控精密工作臺的縱向（Y軸）、橫向（X軸）進(jìn)給運(yùn)動。</p><p>　　2.2.1工作臺總體結(jié)構(gòu)的確定</p&

23、gt;<p>　?。?）步進(jìn)電機(jī)2個（分別用于X、Y方向）；</p><p>　　（2）滾珠絲桿2套，應(yīng)分別對其進(jìn)行分析設(shè)計，以滿足兩者不同的受力情況；</p><p>　?。?）滾動導(dǎo)軌：雙導(dǎo)軌，四滑塊；</p><p><b>　?。?）工作臺面；</b></p><p>　?。?）聯(lián)軸器2個、軸承座、

24、軸承擋圈以及絲桿螺母等等。</p><p>　　2.2.2傳動方案的確定</p><p>　　步進(jìn)電機(jī) 減速器 滾珠絲桿 工作臺X、Y方向應(yīng)滿足：</p><p>　　其中，分別為X、Y方向的脈沖當(dāng)量，這里脈沖當(dāng)量為25step。</p><p>　　3.機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計計算</p><p>　　3.1

25、步進(jìn)電機(jī)的初步確定</p><p>　　根據(jù)已設(shè)傳動條件：X、Y方向的脈沖當(dāng)量step。</p><p>　　脈沖當(dāng)量較小，在這里選用反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，它具有步進(jìn)角小，頻率高的特點(diǎn)。查《機(jī)械零件設(shè)計手冊》可擬選步進(jìn)電機(jī)型號為：110BF5-1.5,其相關(guān)參數(shù)如下表：</p><p>　　表3-1 110BF5-1.5的相關(guān)參數(shù)</p><p>

26、　　采用單相通電方式，則歩距角。</p><p>　　3.1.1步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率計算</p><p>　　典型工況下，步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率和分別為：</p><p><b>　　式3-1-1</b></p><p><b>　　式3-1-2</b></p><p>　　經(jīng)驗(yàn)算

27、，該型號步進(jìn)電機(jī)可滿足設(shè)計要求</p><p>　　3.1.2步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩計算</p><p>　　經(jīng)查手冊可知：典型工況下，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和分別如下圖所示。</p><p>　　圖3-1 步進(jìn)電機(jī)110BF5-1.5的矩頻特性圖</p><p>　　由上圖可看出，該型號步進(jìn)電機(jī)在脈沖頻率為667p/s時，其轉(zhuǎn)矩約為；足以滿足設(shè)計

28、的需求。故可以選用該型號電機(jī)。</p><p><b>　　3.2滾珠絲桿選擇</b></p><p><b>　　已知條件：</b></p><p><b>　　表3-2</b></p><p><b>　　表3-3</b></p><

29、;p>　　3.2.1滾珠絲桿工作長度計算</p><p><b>　　式3-2-1</b></p><p>　　橫向（X軸）絲桿工作長度：</p><p>　　橫向（X軸）絲桿工作載荷：</p><p><b>　　工作臺重量：</b></p><p>　　（其中，選取

30、工作臺材料為灰鑄鐵，密度：,重力加速度?。?lt;/p><p>　　縱向（Y軸）絲桿工作長度：</p><p>　　縱向（Y軸）絲桿工作載荷：</p><p>　　橫向（X軸）方向臂重量：</p><p>　?。ㄆ渲?，包括X軸向的滾動導(dǎo)軌、滑塊等的重量）</p><p><b>　　3.2.2載荷</b&g

31、t;</p><p>　　可以設(shè)定工作臺的適用工況為：每天工作8小時，每年300個工作日，可連續(xù)工作6年以上。</p><p>　　查《機(jī)械零件設(shè)計手冊》，可選滾道截面形狀為雙圓弧形；滾珠循環(huán)方式為內(nèi)循環(huán)固定式；預(yù)緊方式采用雙螺母墊片式。</p><p>　　絲桿材料：鋼；滾道硬度:。</p><p>　　又根據(jù)設(shè)定工況查手冊可得：</

32、p><p><b>　　載荷系數(shù)：</b></p><p><b>　　?d=</b></p><p><b>　　安全系數(shù)：</b></p><p><b>　　?j=</b></p><p>　　表3-4滾珠絲桿的載荷系數(shù)?d和靜安

33、全系數(shù)?j：</p><p><b>　　硬度系數(shù)：</b></p><p><b>　　精度等級：</b></p><p><b>　　表3-5 硬度系數(shù)</b></p><p><b>　　表3-6 精度等級</b></p><p&

34、gt;<b>　　則：</b></p><p>　　=?d 式3-2-2</p><p>　　其中，選取?d=1.1，,,即選取精度等級為一級。</p><p><b>　　橫向載荷：</b></p><p><b>　　縱向載荷：</b></p><

35、p>　　3.2.3額定動載荷計算</p><p><b>　　壽命：</b></p><p><b>　　當(dāng)量轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　式3-2-3</b></p><p><b>　　額定動載荷：</b></p>&

36、lt;p><b>　　式3-2-4</b></p><p><b>　　橫向額定動載荷：</b></p><p><b>　　縱向額定動載荷：</b></p><p>　　根據(jù)初定的導(dǎo)程和計算所得的額定動載荷,并依據(jù)選取絲桿過程中選取導(dǎo)程應(yīng)等于，變載時等于或大于的原則，查《機(jī)械零件設(shè)計手冊》確

37、定橫向（X軸）和縱向（Y軸）采用相同的滾珠絲桿，并確定其型號為：CDM2004-2.5。該型滾珠絲桿副的具體參數(shù)如表9：</p><p>　　表3-7 CDM2004-2.5型滾珠絲桿參數(shù)</p><p>　　3.2.4穩(wěn)定性校核</p><p>　　1）由于一端軸向固定的絲桿在工作時可能會失穩(wěn)，所以再設(shè)計時應(yīng)對其安全系數(shù)S進(jìn)行校核，其值應(yīng)大于絲桿副傳動結(jié)構(gòu)允許安全

38、系數(shù)[S]。</p><p><b>　　滾珠絲桿臨界載荷：</b></p><p><b>　　式3-2-5</b></p><p>　　式中，E為滾珠絲桿材料的彈性模量，對于鋼，;l為絲桿工作長度（m），為絲桿危險截面的軸慣性矩（）；為長度系數(shù)。</p><p><b>　　又知，&l

39、t;/b></p><p><b>　　式3-2-6</b></p><p><b>　　取，則有：</b></p><p>　　橫向滾珠絲桿臨界載荷：</p><p>　　縱向滾珠絲桿臨界載荷：</p><p>　　進(jìn)而，有橫向滾珠絲桿安全系數(shù)：</p>

40、<p><b>　　式3-2-7</b></p><p>　　縱向滾珠絲桿安全系數(shù)：</p><p><b>　　式3-2-8</b></p><p>　　經(jīng)查手冊知，S>[S],兩絲桿均是安全的，不會失穩(wěn)。</p><p>　　2）滾珠絲桿副還受值的限制，查手冊可知通常情況下，要

41、求</p><p><b>　　式3-2-9</b></p><p>　　所以該滾珠絲桿副工作穩(wěn)定。</p><p>　　3.2.5滾珠絲桿副的剛度計算</p><p>　　滾珠絲桿的剛度由絲桿的拉壓剛度、螺母支承剛度和螺紋滾道接觸剛度R組成。其關(guān)系如下：</p><p><b>　　式

42、3-2-10</b></p><p>　　絲桿支承為一端固定、一端自由，則絲桿的拉壓剛度：</p><p><b>　　式3-2-11</b></p><p><b>　　螺母的支承剛度：</b></p><p><b>　　式3-2-12</b></p>

43、;<p>　　式A為螺母橫截面，查手冊可算出；為螺母支承面有效滾道間長度，單位為mm。</p><p>　　螺紋滾道接觸剛度R，查《機(jī)械零件手冊》表18-33或表18-36可得到。</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)算，可得兩絲桿均滿足剛度要求。</p><p><b>　　3.3軸承選擇</b></p><p>　

44、　根據(jù)滾珠絲桿的額定動載荷和額定靜載荷以及絲桿和軸承所承受的最大載荷，查《機(jī)械零件設(shè)計手冊》，以確定所選軸承的型號。</p><p>　　表3-8各類滾動軸承性能和價格比較</p><p>　　由表3-8可以看出采用深溝球軸承比較經(jīng)濟(jì)，并且由于滾動絲桿既要承受徑向載荷，又要承受軸向載荷，則進(jìn)一步查手冊可以得到滾動軸承SN6204型大概可滿足要求，經(jīng)校核，該型軸承滿足設(shè)計載荷的需求。其具體參

45、數(shù)如表3-9所示。</p><p>　　表3-9 SN6204型深溝球軸承參數(shù)</p><p>　　3.4滾動直線導(dǎo)軌選擇</p><p>　　設(shè)定導(dǎo)軌工作參數(shù)如下表：</p><p>　　表3-10導(dǎo)軌工作參數(shù)</p><p>　　3.4.1導(dǎo)軌額定壽命計算</p><p><b>

46、;　　壽命：</b></p><p><b>　　又由：</b></p><p><b>　　式3-3-1</b></p><p>　　其中為導(dǎo)軌額定行程長度壽命，單位為Km；為工作單行程長度，單位為m；n為每小時往復(fù)次數(shù)，單位為：次/h。</p><p>　　可得橫向?qū)к夘~定行程長度壽

47、命：</p><p><b>　　式3-3-2</b></p><p>　　縱向?qū)к夘~定行程長度壽命：</p><p><b>　　式3-3-3</b></p><p>　　因需要滑座數(shù)目為,即：每根導(dǎo)軌上使用2個滑座，查《機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計指導(dǎo)書》可確定：</p><p&

48、gt;<b>　　接觸系數(shù)：</b></p><p><b>　　硬度系數(shù)：</b></p><p><b>　　溫度系數(shù)：</b></p><p><b>　　負(fù)荷系數(shù)：</b></p><p><b>　　又有：</b></

49、p><p><b>　　式3-3-4</b></p><p>　　其中，K為壽命系數(shù)，一般取50Km；F為滑座工作載荷N；為額定動載荷N。</p><p>　　3.4.2導(dǎo)軌工作載荷計算</p><p>　　橫向（X軸）滑座工作載荷：</p><p>　　縱向（Y軸）滑座工作載荷：</p>

50、<p>　　進(jìn)而可得橫向（X軸）額定動載荷：</p><p><b>　　式3-3-5</b></p><p>　　縱向（Y軸）額定動載荷：</p><p><b>　　式3-3-6</b></p><p>　　查《機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，可選LY25AL,其額定載荷為174

51、0N，可滿足，設(shè)計使用要求。</p><p><b>　　3.5聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　設(shè)定工作臺進(jìn)給抗力：</p><p>　　工作臺最大移動速度:</p><p>　　3.5.1聯(lián)軸器傳遞功率確定</p><p>　　表3-9 機(jī)械傳動效率概略值（供參考）</p>

52、<p>　　初選傳動效率為=0.98。</p><p><b>　　由式：</b></p><p>　　傳遞功率=工作臺進(jìn)給抗力工作臺移動速度傳動鏈效率</p><p><b>　　即：</b></p><p>　　3.5.2聯(lián)軸器的選定</p><p>　　查

53、手冊確定聯(lián)軸器的載荷系數(shù)為：</p><p><b>　　聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩：</b></p><p><b>　　式3-4-1</b></p><p>　　由于聯(lián)軸器的工稱轉(zhuǎn)矩，經(jīng)查《機(jī)械零件設(shè)計手冊》可選聯(lián)軸器的型號為剛性凸緣聯(lián)軸器YL1型，其具體參數(shù)如表12所示。</p><p>　　表12 Y

54、L1型凸緣聯(lián)軸器參數(shù)表</p><p>　　3.6系統(tǒng)整體性能計算</p><p>　　3.6.1步進(jìn)電機(jī)軸上總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量計算</p><p>　　橫向（X軸）滾珠絲桿轉(zhuǎn)動慣量：</p><p><b>　　式3-5-1</b></p><p>　　縱向（Y軸）滾珠絲桿轉(zhuǎn)動慣量：</p

55、><p><b>　　式3-5-2</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量：</b></p><p>　　將各轉(zhuǎn)動慣量及工作臺的質(zhì)量這算到步進(jìn)電機(jī)機(jī)軸上，得總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量：</p><p><b>　　式3-5-3</b></p><p>

56、　　橫向總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量：</p><p>　　縱向總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量：</p><p>　　3.6.2系統(tǒng)剛度計算</p><p>　　先對橫向絲桿進(jìn)行分析：</p><p><b>　　絲桿最大拉壓剛度;</b></p><p><b>　　式3-5-4</b><

57、/p><p><b>　　絲桿最下拉壓剛度：</b></p><p><b>　　式3-5-5</b></p><p>　　假定絲桿軸向支承軸承經(jīng)過預(yù)緊并忽略軸承座和螺母座剛度的影響，求得絲桿螺母機(jī)構(gòu)的綜合拉壓剛度。</p><p><b>　　式3-5-6</b></p&g

58、t;<p><b>　　式3-5-7</b></p><p>　　進(jìn)而可得死干的最低扭轉(zhuǎn)剛度為：</p><p><b>　　式3-5-8</b></p><p>　　采用同樣方法可以對縱向絲桿進(jìn)行分析。</p><p>　　3.6.3系統(tǒng)固有頻率計算</p><p

59、><b>　　橫向滾珠絲桿質(zhì)量：</b></p><p><b>　　縱向滾珠絲桿質(zhì)量：</b></p><p><b>　　進(jìn)而：</b></p><p>　　則絲桿和工作臺振動系統(tǒng)的最低固有頻率為：</p><p><b>　　式3-5-9</b>

60、;</p><p>　　較高，說明該系統(tǒng)的動態(tài)特性很好。</p><p>　　3.6.4系統(tǒng)死區(qū)誤差計算</p><p>　　假設(shè)聯(lián)軸器和絲桿螺母機(jī)構(gòu)采用了消隙和預(yù)緊措施，則由摩擦力引起的最大反向死區(qū)誤差為：</p><p><b>　　式3-5-10</b></p><p>　　小于脈沖當(dāng)量，因

61、此，系統(tǒng)滿足單脈沖進(jìn)給，符合設(shè)計要求。</p><p>　　3.6.5由系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差計算</p><p>　　由絲桿螺母機(jī)構(gòu)綜合拉壓剛度的變化引起的最大定位誤差為：</p><p><b>　　式3-5-11</b></p><p>　　由系統(tǒng)要求的重復(fù)定位精度為,定位精度為0.025mm，可知，允許的定位

62、誤差為，而，故可以確定系統(tǒng)剛度滿足定位要求，符合設(shè)計要求。</p><p><b>　　4.總結(jié)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計的任務(wù)是完成二維數(shù)控精密工作臺機(jī)械部分的設(shè)計。一個完整的二維數(shù)控精密工作臺還包括控制部分的設(shè)計和程序編寫，這里就不作太多的闡述。</p><p>　　本次設(shè)計主要分為滾珠絲桿的選擇、步進(jìn)電機(jī)的選型、聯(lián)軸器的選

63、型、滾動導(dǎo)軌的選擇以及其它零部件的確定等等。下表是是設(shè)計中選用的各部件的型號：</p><p>　　與以往的二維精密工作臺比較，本次設(shè)計采用了聯(lián)軸器連接，摒棄了以往的采用減速器的方法，使得結(jié)構(gòu)更加簡潔高效，并且系統(tǒng)動態(tài)特性好，傳遞效率高，達(dá)到了設(shè)計的要求。但本次設(shè)計也有一些問題需要解決，比如選取的聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩比較大，采用的步進(jìn)電機(jī)不能夠完全發(fā)揮其功效，這些都是本次設(shè)計的缺陷和需改進(jìn)的地方。</p>&

64、lt;p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]機(jī)電一體化技術(shù)手冊編委會.機(jī)電一體化技術(shù)手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1996</p><p>　　[2]吳宗澤.機(jī)械零件設(shè)計手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006</p><p>　　[3]裘祖榮.精密機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).1版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2009</p>