【正文】 速圖電動機最高、最低工作轉(zhuǎn)速時所傳遞的功率分別為： ： 該傳動系統(tǒng)有一個變速組，兩個傳動副。 接觸壽命系數(shù) 許用接觸應(yīng)力 = =驗算 計算結(jié)果表明，齒面接觸疲勞強度合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。 剛度 主要反映機床或部件抵抗外載荷的能力。故設(shè)計之初，只能根據(jù)統(tǒng)計資料選擇主軸直徑。2 主軸懸伸量的確定：主軸懸伸量是指主軸前支撐徑向支反力的作用點到主軸前端面之間的距離，它對主軸組件剛度影響較大，根據(jù)分析和試驗，縮短懸伸量可以顯著提高主軸組件的剛度和抗振性。主軸端部是標(biāo)準(zhǔn)的；傳動件如齒輪、帶輪等與一般機械零件相同。角接觸球軸承兼起徑向和推力支撐的作用。每個振型固有頻率排列的次序，稱為階。改善動態(tài)特性，可采取下列措施。如果要求得到很大。運轉(zhuǎn)時，軸承的外圈的散熱條件比內(nèi)圈好，因此，內(nèi)圈的溫度將高于外圈，徑向膨脹的結(jié)果將使軸承的過盈加大。如主軸產(chǎn)生振動，則由于各個方面都有滾動體支撐，可以提高抗震性。 6承載能力和壽命 主軸軸承通常載荷相對較輕。滾動軸承能用脂潤滑是它的突出優(yōu)點之一。圖210b)是在螺母的外圓上開鋸齒形環(huán)槽，當(dāng)油向外流時，靠主軸轉(zhuǎn)動的離心力把油沿斜面甩到端蓋的空腔內(nèi)，油液再流回箱內(nèi)。3傳動軸跨距及總長的確定：合理布置各個零件的配合，確定傳動軸的跨距為242mm。這種軸承即可承受徑向載荷，又可承受軸向載荷。密封采用接觸式密封，氈圈密封。實現(xiàn)進(jìn)給驅(qū)動的電機主要有三種：步進(jìn)電機、直流伺服電機和交流伺服電機。圖31 電機與絲杠間的聯(lián)接形式 如圖31b）所示，這種聯(lián)接形式的機械結(jié)構(gòu)比較簡單。 滾珠絲杠螺母副工作原理，如圖32所示。如圖34b）所示為螺旋槽式，它是在螺母外圓上銑出螺旋槽，槽的兩端鉆出通孔并與螺紋滾道相切，形成返回通道，這種形式的結(jié)構(gòu)比插管式結(jié)構(gòu)徑向尺寸小，但制造較復(fù)雜。用這種方法預(yù)緊消除軸向間隙時，應(yīng)注意預(yù)緊力不宜過大，預(yù)緊力過大會使空載力矩增加，從而降低傳動效率，縮短使用壽命。這種調(diào)整方法具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、調(diào)整方便的優(yōu)點，但預(yù)緊量不很準(zhǔn)確。常用的支承方式有下列幾種，如圖39所示。這種安裝方式如圖39c）所示。絲杠螺距為任選，根據(jù)優(yōu)化經(jīng)驗選為5mm，計算的i=1。滾珠絲桿副的軸向變形包括絲桿的拉壓變形、絲桿和螺母之間滾道的接觸變形、絲桿的扭轉(zhuǎn)變形引起的縱向變形以及螺母座的變形和滾珠絲桿軸承的軸向接觸變形。m ——折算到電動機軸上的摩擦力矩，N2計算降速比 由于步進(jìn)電動機的工作特性是一個脈沖走一步，每一步都有一個加速過程，因而對負(fù)載慣量很敏感。4絲杠長度 絲杠螺紋部分長度為，即工作臺最大行程（30mm）加兩端余程（40mm），《使用機床設(shè)計手冊》。本車床負(fù)載很小，因此不需要進(jìn)行壓桿穩(wěn)定性和靜載強度的計算。m 。滾珠絲杠副和其它滾動摩擦的傳動元件，只要避免磨料微粒及化學(xué)活性物質(zhì)進(jìn)入，就可以認(rèn)為這些元件幾乎是不產(chǎn)生磨損的情況下工作的。數(shù)控車床要求刀架能自動換刀，所以必須使用自動回轉(zhuǎn)刀架。3. 較好的熱穩(wěn)定性，數(shù)控機床來說，尤其是高精度數(shù)控機床，熱穩(wěn)定性已成為一個突出的問題，必須在設(shè)計上要作到使整機的熱變形較小，或使熱變形對加工精度的影響較小。需要制作木摸和鑄造工序，周期長了一些。 床身封沙結(jié)構(gòu)是利用筋板隔成封閉箱體結(jié)構(gòu)?；瑒訉?dǎo)軌一般用于定位精度要求不高的開環(huán)系統(tǒng)中，本次設(shè)計的伺服系統(tǒng)是開環(huán)系統(tǒng)，故采用滑動導(dǎo)軌。數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路概括起來有以下四部分組成：主控制器 即中央處理單元CPU；總線 包括數(shù)據(jù)總線（DB）、地址總線（AB）和控制總線（CB）；存儲器 包括可編程存儲器和隨機可讀存儲器；接口 即I/O輸入/輸出接口電路。 除此以外，還應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用場合，選擇對象以及對各種參數(shù)要求選擇CPU。此外，還需考慮最大讀出速度，工作溫度及存儲器的容量。 單片機完成對整個系統(tǒng)的兩級監(jiān)控管理，協(xié)調(diào)各模塊之間的工作，并進(jìn)行復(fù)雜的控制決策。為了報警，可以設(shè)置發(fā)光二級管。[8] 劉鴻文主編，《材料力學(xué)》第四版，高等教育出版社。[16] 成大先，機械設(shè)計手冊第四版第3卷，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002[17]張新義，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計，機械工業(yè)出版社，1994[18]郭廣靈，利用CNC改造普通車床電氣控制系統(tǒng)，機電工程，2002（4），[19]黃珊秋，機械設(shè)計課程設(shè)計，機械工業(yè)出版社，1999[20]《機床設(shè)計手冊》編寫組，機床設(shè)計手冊第三冊，機械工業(yè)出版社，1986[21]鄭家驤、陳桂英主編，《機械制圖及計算機繪圖》，機械工業(yè)出版社，2000[22]顧維邦，金屬切削機床概論，機械工業(yè)出版社，1997[23]關(guān)穎編著，數(shù)控車床，沈陽，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2005 [24]趙玉剛，宋現(xiàn)春主編.，《數(shù)控技術(shù)》， 機械工業(yè)出版社，2003.[25]上海紡織工學(xué)院等,機床設(shè)計圖冊,上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979[26]陳嬋娟主編，數(shù)控車床設(shè)計，北京，化學(xué)工業(yè)出版社 2006[27]李剛, 的開放式數(shù)控系統(tǒng)的開李剛, 的開放式數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)[J].機床與液壓,2006.(4):8283．致 謝致 謝在本文完成之際，無論我的設(shè)計是否能夠真的投入使用，這里面每一個控件的繪制，每一行語句的調(diào)試，每一段文本的輸入之中都有我辛勤的汗水。她淵博的知識、寬廣無私的胸懷、夜以繼日的工作態(tài)度、對事業(yè)的執(zhí)著追求、誨人不倦的教師風(fēng)范和對問題的敏銳觀察力，都將使我畢生受益。[14] 李洪主編，《實用機床設(shè)計手冊》，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) [1] 張海云，趙玉剛，[D].山東理工大學(xué),2009．[2] [D].武漢大學(xué),2005．[3] 陳日曜主編.《金屬切削原理》第二版，機械工業(yè)出版社。 越界報警 為了防止工作臺越界，可分別在極限位置安裝限位開關(guān)。單片機數(shù)據(jù)總線分時地與各個外圍芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，故需進(jìn)行片選控制，選用74LS06譯碼器。在選擇芯片時，要考慮CPU與EPROM時序的匹配。信號交換電路包括A/D交換、D/A轉(zhuǎn)換等。硬件是組成系統(tǒng)的基礎(chǔ)，有了硬件軟件才能有效地運行。該次設(shè)計的數(shù)控車床采用滑動導(dǎo)軌。臥室車床為減少床身的熱變形，將床身導(dǎo)軌傾斜于工件后上方，使切屑不與床身接觸，避免了切屑所攜帶的切削熱的傳遞。對角筋截面可明顯床身的扭轉(zhuǎn)剛度，并且便于設(shè)計成全封閉的箱形結(jié)構(gòu)。2. 應(yīng)具有足夠的靜、動剛度，靜剛度包括：床身的自身結(jié)構(gòu)剛度、局部剛度和接觸剛度，都應(yīng)該采取相應(yīng)的措施，最后達(dá)到有較高的剛度—質(zhì)量比。對于暴露在外面的絲杠，一般采用螺旋剛帶、伸縮套筒、錐形套筒以及折疊式塑料或人造革等形式的防護(hù)罩，以防止塵埃和磨粒粘附到絲杠表面。潤滑脂可采用鋰基油脂。摩擦力矩 式中 ——導(dǎo)軌摩擦力，N ——系統(tǒng)傳動鏈總效率。絲桿軸承的軸向接觸形計算方法可參考機械設(shè)計手冊。在進(jìn)行滾珠絲杠初選時，必須了解各種切削方式下軸向負(fù)載力、進(jìn)給速度大小以及各種轉(zhuǎn)速的時間占總時間的百分比，目的是計算當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷的大小。cm）空載啟動頻率/Hz3176。選用角接觸球軸承設(shè)計，型號7003C。 初選滾珠絲杠副：初選滾珠絲杠副為內(nèi)循環(huán)、浮動反向器、雙螺母墊片預(yù)緊，公稱直徑3列，2級精度，型號為FFZD25532。3計算降速比 由于步進(jìn)電動機的工作特性是一個脈沖走一步，每一步都有一個加速過程，因而對負(fù)載慣量很敏感。為了減小絲杠熱變的影響，止推軸承的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離熱源（如液壓馬達(dá)）。 圖38 齒差調(diào)隙式 數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)要獲得較高的傳動剛度，除了加強滾珠絲杠螺母本身的剛度外，滾珠絲杠的正確安裝及其支承的結(jié)構(gòu)剛度也是不可忽視的因素。如圖37所示，滾珠絲杠左右兩螺母副以平鍵與外套相聯(lián)，用平鍵限制螺母在螺母座內(nèi)的轉(zhuǎn)動。為了保證反向傳動精度和絲杠的剛度，必須消除軸向間隙。（1）外循環(huán)，滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后，通過螺母外表面上的螺旋槽或插管返回絲杠間重新進(jìn)入循環(huán)。滾珠絲杠螺母副是回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的一種新型傳動裝置，在數(shù)控機床上得到了廣泛的應(yīng)用。因此，齒輪傳動副常采用消除措施來盡量減小齒輪側(cè)隙。為了滿足上述要求，數(shù)控機床一般采用低摩擦的傳動副，如減摩滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌及靜壓導(dǎo)軌、滾珠絲杠等；保證傳動元件的加工精度，采用合理的預(yù)緊、合理的支承形式以提高傳動系統(tǒng)的剛度；選用最佳降速比，以提高機床的分辨率，并使系統(tǒng)折算到驅(qū)動軸上的慣量減少；盡量消除傳動間隙，減少反向死區(qū)誤差，提高位移精度等。一次沖填可用到大修，不許補充，也不要加脂孔。通過調(diào)節(jié)電磁離合器的通電狀態(tài)，即可變換傳動副之間的嚙合狀態(tài)，齒輪內(nèi)徑通過軸承間接與傳動軸相連，由于齒輪齒寬較寬，因此一級減速齒輪的內(nèi)徑采用兩個角接觸球軸承與傳動軸相連，內(nèi)圈軸承采用彈性軸套進(jìn)行定位。因此在滿足結(jié)構(gòu)要求的條件下，盡量縮短懸伸量a。圖210非接觸式密封幾種非接觸密封的形式如圖210所示。因此，才能在滾動體與滾道的接觸區(qū)，形成一個厚度的油膜，把兩者隔開，滾道體與滾道的接觸面積很小，所以，滾動軸承所需的潤滑劑很少的。軸承廠在內(nèi)圈（背靠背組配）或外圈（面對面組配）的端面根據(jù)預(yù)緊力磨取。預(yù)緊后，滾導(dǎo)體和滾道都有一定的變形，參加工作的滾動體將增多，各滾動體的受力將更加均勻。有三種基本組配方式，分別為背對背，面對面和同向組配，背靠背和面對面都能受雙向軸向載荷；同向組配只能承受單向軸向載荷。如前所述，降低模態(tài)，常是主軸的剛度振動。但是，這些模態(tài)的固有頻率較高，工作是不可能發(fā)生共振，所以，只需研究最低幾階模態(tài)，可用有限元法或傳遞矩陣法，借助計算機計算。這兩個節(jié)點位于支撐點附近。變速箱和主軸可用齒輪副或帶傳動聯(lián)結(jié)。1主軸組件 包括主軸、軸承、傳動件和相應(yīng)的緊固件。主軸內(nèi)孔直徑選20mm，計算。精度保持性 對數(shù)控機床的主軸組件必須有足夠的耐磨性，以便長期保持精度。旋轉(zhuǎn)精度取決于的主要件如主軸、軸承、殼體、孔等的制造，裝配和調(diào)整精度。 彎曲壽命系數(shù) 尺寸系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力 = =驗算 傳動無過載，不須作靜強度校核。其他傳動副的傳動比：。mN如圖21c）所示，這種主傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出扭矩小，電機發(fā)熱對主軸影響較大。加工精度：。這個系統(tǒng)的微小線段加工能力提升至64m/min，最大快速進(jìn)給速度為240m/min，其同步攻螺紋精度較M310進(jìn)步了3倍，主軸定位時間縮短了30%。該車床結(jié)構(gòu)簡單、成本低、體積小，適于教學(xué)，該系統(tǒng)人機界面友好、操作方便。該數(shù)控車床主要由教學(xué)型車床機械裝置、計算機數(shù)控系統(tǒng)、電源驅(qū)動裝置三部分組成，此次設(shè)計包括機床的機械傳動主運動系統(tǒng)設(shè)計，其中還包括齒輪模數(shù)計算及校核，主軸的設(shè)計及其剛度的校核，主軸組件的設(shè)計與選型，傳動軸的設(shè)計及其剛度校核和傳動軸組件的設(shè)計與選型等，縱向進(jìn)給傳動系統(tǒng)運動設(shè)計，橫向進(jìn)給傳動系統(tǒng)運動設(shè)計，床身與導(dǎo)軌設(shè)計和控制系統(tǒng)的設(shè)計，變頻調(diào)速電動機和步進(jìn)電動機型號的選擇以及刀架型號的選擇等。采用了超薄型顯示器（）。第二章 微型數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計第二章 微型數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 主要設(shè)計技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)：兩個坐標(biāo)方向的工作行程：X:30mm Z:100mm。這種傳動方式可以避免齒輪傳動時引起的振動與噪聲，但只能適用于低扭矩特性要求的主軸。由此選用額定功率100w中大交流變頻調(diào)速電動機，參數(shù)如表21：電機型號出力