【正文】 C = df 1n = 2n = maxn =3000r/min。取 VK = 蝸輪傳遞的實際扭矩 2T = ?iT1 /2= 82 113ta n 39。 輪齒應力循環(huán)次數(shù) cN =60 hjLn2 =60 5 1 300 10 8= 610 第四章 設計計算部分 17 查圖 NZ =， NY = HP? = HP?? NVSZZ =250 = 2mmN FP? = FP?? NY =80 =80 2mmN （ 4）按照接觸強度設計 22212 15000 KTzdmHP ????????? ? 取載荷系數(shù) K=，由上面計算過程可知 2T = m，轉速 1n =250r/min，蝸輪轉速 2n = 。 7）確定初拉力 0F 20 )(500 qvKzvPF d ???? 查表得 mkgq /? NsmF ) (/ 20 ??????? 8）計算作用在軸上的壓力 Q NzFQ i i n2 10 ?????? ?? 9）帶輪結構設計 A. V 帶輪設計的要求 設計 V 帶輪時應滿足的要求有：質量??；結構工藝性好；無過大的鑄造內應力；質量分布均勻，轉速高時要經過動平衡；輪槽工作面要精細加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。 當 1n 取至 1250 sm/ 時， smnDv / 11 ??? ? ，也符合要求。 1）確定設計功率 dP PKP Ad ? 查得 ?AK wPd 7 2 06 0 ??? 2）選擇 V 帶型號 選用普通 V 帶，根據(jù) dP 和 1n ，選取 C 型 V 帶。通常，動導軌（短導軌）用較軟耐磨性低的材料，固定導軌（長導軌）用較硬和耐磨材料制造。 ，設計時一般要求如下： 1）調整方便，保證剛度，接觸良好。導軌的剛度主要決定于導軌類型、結構形式和尺寸大小、導軌與床身的連接方式， 導軌材料和表面加工質量等。 1）有一定的導向精度。本設計選用了調整螺母預緊法。這種結構既緊湊，工作又可靠，調整也方便。 預緊方法有三種，基本原理都是使兩個螺母產生軸向位移，以消除它們之間的間隙和施加預緊力。 d)不能自鎖，有可逆性，即能將旋轉 運動轉化為直線運動，又能將直線運動轉化為旋轉運動。 a)摩擦損失小，傳動效率高，可達 ~。詳見床鞍裝配圖。 1)剛性調整法。 B. 消除傳動齒輪間隙的措施 由于數(shù)控機床進給系統(tǒng)的傳動齒輪副存在間隙，在開環(huán)系統(tǒng)中會造成進給運動的 位移值滯后 于指令值；反向時，會出現(xiàn)方向死區(qū)，影響加工精度。 （ 3） 減小運動慣量。進給傳動系統(tǒng)的傳動精度和剛度，主要取決于絲杠螺母副、及其支承機構的剛度。數(shù)控機床的進給運動是數(shù)字控制的直接對象，被加工工件的最終坐標位置精度和輪廓精度都與其傳動結構的幾何精度、傳動精度、靈敏度和穩(wěn)定性密本科生畢業(yè)設計說明書 10 切相關。在自動控制系統(tǒng)中作執(zhí)行元件，也可以做驅動元件。數(shù)控機床發(fā)展的初期多采用步進電動機，加液壓轉矩放大器； 70 年代初期流行使用由步進電動機、伺服閥、液壓馬達組成的電液脈沖馬達； 70 年代中后期，開始了永磁式寬調速直流伺服電動機時代；80 年代交流伺服電動機逐漸取代了直流伺服電動機。同時，在速度控制中，要求有高的調速精度，比較強的抗負載擾動能力，即靜態(tài)和動態(tài)精度要求都比較高。數(shù)控伺服進給 傳動系統(tǒng)的精度要求高，響應要求快，故多采用低摩擦、無間隙傳動。 總體控制方案的確定 根據(jù)上述對控制對象的描述和具體的控制要求，該控制系統(tǒng)可采用同步式模塊化控制結構，微機作為中央控制器，實現(xiàn)對 X， Y 軸進給運動的同步控 制，當需要 Z 軸和回轉工作臺運動的時候則停止微機對另外 2個方向的控制，這樣則實現(xiàn)了 2維聯(lián)動。由于設計要求是實 現(xiàn)二維聯(lián)動而不是同時運動，所以不能用傳統(tǒng)的數(shù)控工作臺的控制系統(tǒng)方式，但是傳統(tǒng)控制系統(tǒng) 經過改造，就可以實現(xiàn)要求。一般應用于滾珠絲杠的驅動都采用交流伺服電動機。 （ 2）通過帶傳動的主傳動 本科生畢業(yè)設計說明書 6 如圖 21（ b）所示，電機與絲杠通過同步帶傳動，不用齒輪傳動，可以避免齒輪傳動引起的振動和噪聲。另外，要求傳動的傳動鏈要短。 （二）傳統(tǒng)的機械加工工作臺電機的選擇是個叫人頭疼的問題，由于切削力的存在就要求有較大的 驅動 功率或輸出轉矩在整個速度范圍內均 能提供切削所需的功率或轉矩，特別是在強力切削時。 第二章 具體設計 5 第二章 具體設計 數(shù)控工作臺的傳動系統(tǒng)一般與普通機床和加工中心的工作臺沒什么區(qū)別，它應具有一定的轉速和一定的變速范圍，以便采應用于不同種類的加工，加工不同材料、不同尺寸、不同要求的工件，并能方便地進行開、停、變速、換向和制動等。因為是二加二維 ，因此，在實現(xiàn) X， Y 軸運動的同時，必須要保證 Z，軸和旋轉方向的靜止，這樣才可以稱為二加二，而我這個工作臺的主要工作系統(tǒng)包括：主傳動系統(tǒng)，縱向進給系統(tǒng)，橫向進給 回轉工作臺，其中主傳動系統(tǒng)又處于核心地位，所以本設計也以主傳動系統(tǒng)的設計為核心展開。 工作內容 和要求 本設計是要求設計一激光加工機，要求工作臺實現(xiàn)兩個二維聯(lián)動，設計要求如下： 工作臺運動范圍： 400mm*400mm 移動速度 0~600mm/min。智能化的內容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化；為提高驅動性能及使用連 接方面的智能化；簡化編程、簡化操作方面的智能化；還有智能診斷、智能監(jiān)控等方面的內容。CAD 不僅可以替代人工完成繁瑣的繪圖工作，更重要的是可以進行設計方案選擇和大件整機的靜、動態(tài)特性分析、計算、預測及優(yōu)化設計，可以對整機各工作部件進行動態(tài)模擬仿真。伴隨著機械加工的告訴和高精密化，數(shù)控工作臺的發(fā)展趨勢也與此相同。數(shù)控精密工作臺系列可選擇步進電機驅動，交流伺服驅動。數(shù)控精密工作臺可廣泛應用于測量、激光焊接、激光切割，涂膠、插件、射線掃描、機械手、搬運、機床改造、專機制造及實用教學等領域。不過由于數(shù)控工作臺在結構和技術上比較復雜，造價較高，所以，在實際應用時必須充分考慮其經濟效果。眾所周知，數(shù)控工作臺在機械加工中已經有了不可替代的作用，因此，我們正是利用了它的種種優(yōu)點，進行了設計，目的就是為了實現(xiàn)，伴隨著工作臺在四個方向的運動從而實現(xiàn)激光對工件的加工。摘要 1 摘要 隨 著激光技術的進一步發(fā)展和市場的不斷擴大，光制造 技術將在所有制造領域內 的許多方面 取代傳統(tǒng)的機械制造，激光微制造技術使微精密元件成為可能，并使微系統(tǒng)朝著多樣化和智能化方向發(fā)展，最終在汽車、醫(yī)療和環(huán)保領域得到更廣泛的應用 ， 在國民經濟和工業(yè)發(fā)展中起著日益重要的作用精密數(shù)控工作臺采用滾珠絲杠副和滾動導軌副傳動結構，具有精度高、效率高、壽命長、磨損小、節(jié)能低耗、磨擦系數(shù)小、結構緊湊、通用性強等特點。 我所設計的二加二維激光加工機正是基于 2 者的結合應用。數(shù)控工作臺主要應用于數(shù)控機床以及大，中，小型加工中心，可以節(jié)省大量模板及其他工藝裝備，縮短生產準備周期，改善勞動條件，提高生產率和保證產品質量。 數(shù)控工作臺的現(xiàn)狀 本科生畢業(yè)設計說明書 2 （ 1） 雙 坐標數(shù)控工作臺 雙坐標數(shù)控工作臺采用滾珠絲杠副和滾動導軌副傳動結構，具有精度高、效率高、壽命長、磨損小、節(jié)能低耗、磨擦系數(shù)小、結構緊湊、通用性強等特點。 單坐標數(shù)控工作臺產品特點 ●WINDOWS平臺，中文操作系統(tǒng)，使用簡單方便； ●最高速可達 4MHz, 最大步長為 268000000 ； ●可實現(xiàn)單軸運行，加減速可設定，可實現(xiàn)恒速控制、速度控制、非對稱直線加減速驅動、 S 曲線加減速驅動、固定線速度控制、位置控制； ●自動回原點功能，具有硬件限位功 能 ； ●可讀回運動中實際位置（編碼器輸入）； ●為驅動電機提供脈沖、方向控制輸出信號；可選擇步進電機驅動，交流伺服驅動； ●除 XY 軸限位，零位以外， I/O 口提供 8 路光隔離輸入及 16 路輸出 ●單坐標精密工作臺主要技術指標：單位 mm （ 3） 三坐標數(shù)控工作臺 第一章 緒論 3 三坐標精密數(shù)控工作臺采用滾珠絲杠副和滾動導軌副傳動結構，具有精度高、效率高、壽命長、磨損小、節(jié)能低耗、磨擦系數(shù)小、結構緊湊、通用性強等特點。另一方面，電主軸和直線電機的成功應用，陶瓷滾珠軸承、高精度大導程空心內冷和滾珠螺母強冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導軌副等機床功能部件的面市，也為機械加工向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。 3. 數(shù)控工作臺設計 CAD 化、結構設計模塊化 隨著計算機應用的普及及軟件技術的發(fā)展， CAD 技術得到了廣泛發(fā)展。通過功能的復合化，可以擴大工作臺的使用范圍、提高效率，實現(xiàn)一臺多用、一臺多能，即一臺數(shù)控工作臺通過換刀，既可以實現(xiàn)車削加工，也可以實現(xiàn)銑削加工；或在以銑為主的機床上也可以實現(xiàn)磨削加工 5. 智能化、網絡化、柔性化和集成化 21 世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)。柔性自動化技術是制造業(yè)適應動態(tài)市場需求及產品迅速更新的主要手段，是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，是先進制造領域的基礎技術。對于二維連動而言，二維連動主要是實現(xiàn)數(shù)控工作臺在四個方向的運動。 由于實踐經驗的欠缺和知識的局限性，所設計機構的實際工作情況及可