【正文】 器，需要擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器支持，同時(shí)8031內(nèi)部只有128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供用戶使用，也不能滿足控制系統(tǒng)的要求，故需要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。查表25得，選取滾珠絲杠直徑為50mm，型號(hào)為ND5012，其額定載荷為50700N，所以強(qiáng)度足夠。3） 效率計(jì)算：根據(jù)《機(jī)械原理》的公式，絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為：式中：為絲桿螺旋升角，查得：為摩擦角，滾珠絲桿副的滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=～,其摩擦角約等于 則有： 3）剛度驗(yàn)算：滾珠絲杠受工作負(fù)載F引起的導(dǎo)程的變化量絲桿的拉壓變形量 式中：mm=。 E為材料彈性模量，對(duì)鋼A為滾珠絲杠截面積 =? ? ? ? ??? ?? ? ? ?則有： cm滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量有預(yù)緊：? ? ? ? ??? ?? ? ? ?式中：為滾珠直徑，查表得=Z圈數(shù)列數(shù)2513=75為預(yù)緊力? ? ? ? ??? ?? ? ? ?則有:則絲桿的總變形量11cm查表知E級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差（1m長(zhǎng)）為15um/m 故剛度足夠。2 進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算利用微機(jī)對(duì)縱橫垂直進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行半閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)元件采用步進(jìn)電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠副。參考同類機(jī)床和金屬切削設(shè)計(jì)機(jī)床,取則懸伸量a=63mm。5. 主軸端部的結(jié)構(gòu)型式主軸端部的型式取決于機(jī)床的類型和安裝夾具或刀具的型式. 主軸端部的結(jié)構(gòu),應(yīng)保證夾具頂尖或刀具可靠,定位準(zhǔn)確,高的聯(lián)結(jié)剛度以傳遞足夠的扭矩,并盡量縮短主軸懸伸長(zhǎng)度,:24錐孔作定位面,供安裝銑刀或銑刀心軸的尾錐,再用拉桿從主軸后端拉緊四個(gè)螺孔供安裝銑刀用,兩個(gè)長(zhǎng)槽供安裝端面鍵以傳遞扭矩主軸主要參數(shù)的確定主軸的主要參數(shù)是指:主軸平均直徑D(主軸前軸頸直徑D1)?；剞D(zhuǎn)軸的軸向包括軸承在軸上的定位和在箱體孔中定位）在選擇定位方式時(shí)應(yīng)注意：1，軸的長(zhǎng)度，長(zhǎng)度要考慮熱伸長(zhǎng)的問(wèn)題，宜有一端定位。而且滾錐軸承對(duì)軸的剛度、支承孔的加工精度要求都比較高，異常球軸承用得更多。傳動(dòng)軸應(yīng)保證這些傳動(dòng)件或機(jī)構(gòu)能正常工作首先，傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，如撓度和傾角過(guò)大，將使齒輪嚙合不良，軸承工作條件惡化，使振動(dòng)，噪音、空載功率、磨損和發(fā)熱增大。但如果太寬，由于齒輪誤差和軸的變形，可能接觸不均勻，反而容易引起振動(dòng)和噪音。機(jī)床主軸變速箱中齒輪一般都需要淬火。它的精度選擇主要取決于周圍速度。軸III間齒輪模數(shù)的計(jì)算(驗(yàn)算)(1)按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù):N=y===8 查表: 取 則 取 線速度 查表: 取 查表 取 查表取 . 因此: (2) 根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算 查表取 : 而 查表取 .Y=, 因此: 。各類軸的撓度y，裝齒輪和軸承處的傾角，應(yīng)小于彎曲剛度的許用值和，即 軸的彎曲變形的允許值：軸的類型允許撓度變形部位允許傾角一般傳動(dòng)軸（~）裝軸承處，裝齒輪處 剛度要求較高的軸裝單列圓錐磙子軸承安裝齒輪的軸（~）裝滑動(dòng)軸承處安裝蝸輪的軸（~）裝單列徑向圓錐磙子軸承處（2）軸的彎曲復(fù)形計(jì)算公式：計(jì)算花鍵軸的剛度時(shí)可采用平均直徑或當(dāng)量直徑計(jì)算公式：矩形花鍵軸：平均直徑=（D+d）/2當(dāng)量直徑 =慣性矩： I= 估算：按接觸疲勞和彎曲強(qiáng)度計(jì)算次論模數(shù)比較復(fù)雜，而且有些系數(shù)只有在齒輪各參數(shù)都已知的情況先才能確定，所以只在草圖畫完之后校核用。剛度要求保證軸在載荷下不致產(chǎn)生過(guò)大的變形（彎曲，失穩(wěn)，轉(zhuǎn)角）。取VVI軸間錐材料齒輪齒數(shù)為29，ＶIVII軸間齒輪齒數(shù)為67。b,保證強(qiáng)度和防止熱處理變形過(guò)大，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚，一般取則。但這樣引起空載功率和噪音加大：=1/(+)KW式中：C——系數(shù)，兩支承滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承C=，三支承滾動(dòng)軸承C=10；——所有中間軸軸徑的平均值；——主軸前后軸徑的平均值——中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速之和n——主軸轉(zhuǎn)速（r/min）=20lgK式中：（——所有中間傳動(dòng)齒輪的分度圓直徑的平均值mm。1，主電機(jī)的選擇 中型機(jī)床上，一般都采用交流異步電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，可在下列中選用，在選擇電機(jī)型號(hào)時(shí)，應(yīng)注意：（1）電機(jī)的N：根據(jù)機(jī)床切削能力的要求確定電機(jī)功率，但電機(jī)產(chǎn)品的功率已標(biāo)準(zhǔn)化，因此，按要求應(yīng)選取相近的標(biāo)準(zhǔn)值。選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，要考慮到機(jī)床主軸變速率的具體結(jié)構(gòu)，裝置和性能。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性也不夠穩(wěn)定，特別是先進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和研制還需要作進(jìn)一步的努力。I/O接口電路設(shè)計(jì) 48. 步進(jìn)電機(jī)接口及驅(qū)動(dòng)電路 48. 其他輔助電路 49參考文獻(xiàn) 50致 謝 51附 錄 52引言 裝備制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè)，而機(jī)械裝備制造業(yè)又是其中的基礎(chǔ)，其為制造工具提供了來(lái)源，因此改善生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量就要從基礎(chǔ)根源抓起，其中銑刀在其中就扮演重要的角色，因此研究銑刀就是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。數(shù)控銑床進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【摘要】在國(guó)際貿(mào)易中，很多發(fā)達(dá)國(guó)家把數(shù)控機(jī)床視為具有高技術(shù)附加值、高利潤(rùn)主要電機(jī)出口產(chǎn)品。I/O接口電路及輔助電路設(shè)計(jì) 48. 而我國(guó)目前只能做到56軸聯(lián)動(dòng)，分辨率為1 。2，傳動(dòng)組傳動(dòng)順序的安排18級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組，可以排成：3x3x2，或3x2x3。在此基礎(chǔ)上，選擇電機(jī)的型號(hào)，分配個(gè)變速組的最小傳動(dòng)比；擬定轉(zhuǎn)速圖，確定各中間軸的轉(zhuǎn)速。 中間傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較高時(shí)，中間傳動(dòng)軸和齒輪承受扭矩小，可以使軸徑和齒輪模數(shù)小些： d, m從而可使結(jié)構(gòu)緊湊。（4）分配最小傳動(dòng)比a,決定軸VVI和VI的傳動(dòng)比，根據(jù)臺(tái)式銑床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，及對(duì)同類車床的比較，為使傳動(dòng)平穩(wěn)取其傳動(dòng)比為1，b,決定各變速組的傳動(dòng)比；由前面2軸的轉(zhuǎn)速及中間軸轉(zhuǎn)速的分析，及齒輪傳動(dòng)比的現(xiàn)在，根據(jù)“前緩后急”的原則，取軸IVV的最小降速比為極限值的1/4，=，=4，軸IIIIV和軸IIIII均取=1/（5）擬定轉(zhuǎn)速圖：根據(jù)結(jié)構(gòu)圖及結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖及傳動(dòng)比的分配，擬定轉(zhuǎn)速圖，： 傳動(dòng)系統(tǒng)圖1，齒輪齒數(shù)的確定的要求：可用計(jì)算法或查表確定齒輪齒數(shù)，后者更為簡(jiǎn)便，根據(jù)要求的傳動(dòng)比u和初步定出的傳動(dòng)副齒數(shù)和，查表即可求出小齒輪齒數(shù)：選擇是應(yīng)考慮：a,傳動(dòng)組小齒輪不應(yīng)小于允許的最小齒數(shù)，即：推薦：對(duì)軸齒輪=12，特殊情況下=11，對(duì)套裝在軸上的齒輪，=16，特殊情況下=14，對(duì)套裝在滾動(dòng)軸承上的空套齒輪，=20；當(dāng)齒數(shù)少于不發(fā)生根切的最小齒數(shù)時(shí)（壓力角a=20的直齒標(biāo)準(zhǔn)，=17），一般需對(duì)齒輪進(jìn)行正變位修正。軸IVV間的兩對(duì)齒輪，其傳動(dòng)比為=1/4, =2分別?。剑矗剑硠t／＝／＝3／4?。耍?0，＝30x3=90, =30x4=120按傳動(dòng)比將齒數(shù)分配如下：=1/4=18/7219/71 ，=2=80/4082/38軸VVI及VIVII間齒數(shù)確定，由于這兩個(gè)傳動(dòng)組只是改變傳動(dòng)方向，不起便速度作用，只需考慮其結(jié)構(gòu)尺寸及磨損振動(dòng)和噪音等因素。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求高，不允許有較大的變形因此，疲勞強(qiáng)度一般不是主要矛盾，除載荷很大的情況下，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。對(duì)傳動(dòng)軸剛度要求允許扭轉(zhuǎn)角主軸一般傳動(dòng)軸較低的軸（deg/m）估算時(shí)應(yīng)注意：（1）值為每米長(zhǎng)度上允許的扭轉(zhuǎn)角，而估算的傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度往往不足1m，因此，在計(jì)算時(shí)應(yīng)按軸的實(shí)際長(zhǎng)度計(jì)算和修正，如軸為500mm，取=1deg/m則d=91 mm（2）效率y對(duì)估算軸徑d影響不大，可以忽略（3）如使用花鍵是可根據(jù)估算的軸徑 d選取相近的標(biāo)準(zhǔn)花鍵軸的規(guī)格，主軸總軸徑可參考統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定；車床608070907010595130110145升降臺(tái)銑床5090609060957510090105各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：=95 r/min=118 m/min =300 r/min=750 r./min =1450 r/min軸徑的估算：=91x==91x= =91x==91x = =91x=傳動(dòng)軸剛度的驗(yàn)算（1）軸的彎曲變形的條件和允許值機(jī)床的主傳動(dòng)軸的彎曲剛度驗(yàn)算，主要驗(yàn)算軸上裝齒輪和軸承出的撓度y和傾角?！D(zhuǎn)速變化系數(shù)——功率利用系數(shù)——材料強(qiáng)化系數(shù)，幅值低的交變載荷可使金屬材料的晶粒邊界強(qiáng)化，起阻止疲勞的刃縫擴(kuò)大的作用——工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)，=~；——?jiǎng)虞d荷系數(shù)——齒向載荷分布系數(shù)——齒形系數(shù)——許用彎曲，接觸應(yīng)力MPa。2，精度等級(jí)的選擇變速箱中齒輪用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。但淬火后，由于變形，精度下降，因此，需淬火的7級(jí)齒輪一般滾（插）后要剃齒，使精度高于7級(jí)或淬火和衍齒才能達(dá)到6級(jí)?！　　　　　　　　　　　。?）、齒寬b 齒寬影響齒的強(qiáng)度。軸上要安裝齒輪，離合器和制動(dòng)器等?？蛰d功率和噪音等方面，球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越。對(duì)受軸向力的軸，其軸向定位更重要。這里前軸承選C精度, 后軸承選D級(jí)精度軸承與軸和軸承與箱體孔之間,一般都采用過(guò)渡配合,:j5, js5, j6, js6. 另外,軸承內(nèi)外環(huán)都是薄壁件,軸的孔和形狀誤差都會(huì)反映到軸承滾道上去,如果配合精度選得過(guò)低,會(huì)降低軸承的回轉(zhuǎn)精度,所以, 軸承孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配. 內(nèi)圓選 外圓選主軸支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)支承中的軸承應(yīng)定位可靠,. 支承中各零部件的加工和裝配工藝性好,維修更換方便.1, 軸承(3182118型)內(nèi)圈的軸向定位雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈可以移動(dòng),當(dāng)內(nèi)圈向大端移動(dòng)時(shí),由于1:。滿足要求.3), 主軸懸伸量a的確定主軸懸伸量a是指主軸前端大炮前支承徑向反力作用中點(diǎn)(一般為前徑向支承中點(diǎn))的距離,它主要取決于主軸端部結(jié)構(gòu)型式和尺寸(大多都有軸端標(biāo)準(zhǔn)),前支承的軸承配置和密封裝置等. 有的還與機(jī)床其它結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān),如工作臺(tái)的行程等. 因此主要由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定。按照要求，根據(jù)電磁離合器所能傳遞的靜扭矩和動(dòng)扭矩選擇各類電磁離合器的規(guī)格，型號(hào)，從而確定其尺寸。2） 效率計(jì)算：根據(jù)《機(jī)械原理》的公式，絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為：? ? ? ? ??? ?? ? ? ?式中：為絲桿螺旋升角，查得：為摩擦角，滾珠絲桿副的滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=～,其摩擦角約等于 則有： 3）剛度驗(yàn)算：滾珠絲杠受工作負(fù)載F引起的導(dǎo)程的變化量絲桿的拉壓變形量 ? ? ? ? ??? ?? ? ? ?式中：mm=。查表25得，選取滾珠絲杠直徑為50mm，型號(hào)為ND5006，其額定載荷為29350N，所以強(qiáng)度足夠。則有： Nc== kw切向銑削力：F=10 N式中： V主軸傳遞全部功率時(shí)的最底切削速度（m/s）則有： V=D95/60000=F==2964（N）進(jìn)給工作臺(tái)工作載荷計(jì)算從《數(shù)控銑床》中表21可得知，在一般立式銑削時(shí)，工作臺(tái)縱向進(jìn)給方向載荷：F==5294 N工作臺(tái)橫向進(jìn)給方向載荷： F==2964=1185 N工作臺(tái)橫向進(jìn)給方向載荷： F==2964=592 N（2)滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算：由《數(shù)控技術(shù)》可知，采用燕尾導(dǎo)軌，導(dǎo)軌銑床絲杠的軸向力：采用矩型導(dǎo)軌式中K= =則有：1）強(qiáng)度計(jì)算：壽命值： n為絲桿轉(zhuǎn)速（r/min）v為最大切削力下的進(jìn)給速度（m/min）,取最高進(jìn)給速度的1/3T額定壽命，查表得 T=15000h 滾珠絲桿導(dǎo)程，取=10mm則有：v=r/minL最大動(dòng)負(fù)載C 查表得：運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù) 則C根據(jù)最大動(dòng)負(fù)荷C的值，可選則滾珠絲杠的型號(hào)。（CPU）的類型　　在微機(jī)控制系統(tǒng)中CPU的選擇主要考慮以下因素：(1)、時(shí)鐘頻率和字長(zhǎng)，這個(gè)指標(biāo)將控制數(shù)據(jù)處理的速度；(2)、可擴(kuò)展存儲(chǔ)器的容量；(3)、指令系統(tǒng)功能，影響編程的靈活性；(4)、I/O口擴(kuò)展能力，即對(duì)外部設(shè)備控制的能力；(5)、開(kāi)發(fā)手段，包括支持開(kāi)發(fā)的軟件和硬件；此外，還應(yīng)考慮到系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合，控制對(duì)象對(duì)各種參數(shù)的要求，以及經(jīng)濟(jì)價(jià)格比等經(jīng)濟(jì)性的要求。3．8031與2764芯片的連接(1)、地址線的連接 8031芯片的和用來(lái)傳送地址和數(shù)據(jù)。由于程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器獨(dú)立編址，地址可以重復(fù)使用，因此，２片6264的片選信號(hào)也分別接74LS373譯碼器的和74LS138還有三個(gè)使能端，其中兩個(gè)（和）為低電平使能，另一個(gè)為高電平使能。. 步進(jìn)電機(jī)接口及驅(qū)動(dòng)電路　　通常在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中，大多采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制，步進(jìn)電機(jī)是一種用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，并將電脈沖轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的角位移的電機(jī)，其角位移兩與電脈沖成正比，其轉(zhuǎn)速與電脈沖頻率成正比，通過(guò)改變脈沖頻率就可以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，張烈霞以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度對(duì)我們的設(shè)計(jì)進(jìn)行嚴(yán)格的要求，以其淵博的知識(shí)為我們的設(shè)計(jì)解難釋疑，以其平易近人的態(tài)度來(lái)指導(dǎo)我