【正文】 潤滑，而使用潤滑油時應(yīng)注意經(jīng)常通過注油孔注油。 軸承選擇 軸承可以分為標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承、非標(biāo)滾動軸承、靜壓軸承和磁懸浮軸承。 （ 4）推力軸承。若只考慮潤滑，油潤滑的潤滑性占優(yōu)勢。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場合。 (5)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及工作特性 ,聯(lián)軸器的外形尺寸 ,安裝 ,拆卸所需的空間大小和難易程度以及對維護(hù)的要求等都應(yīng)與連接機(jī)組的具體配置位置和要求相適應(yīng)。 剛性 凸緣聯(lián)軸器（ GB/T5843— 20xx） 10~20xx0 10~180 13000~2300 結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，裝拆方便，剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大，但不能吸收沖擊。對于聯(lián)接軸系的質(zhì)量大 ,轉(zhuǎn)動慣量大 ,而又經(jīng)常起動 ,變速或反轉(zhuǎn)的 ,則應(yīng)考慮選用能承受較大瞬時過載 ,并能緩沖吸振的彈性聯(lián)軸器。聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)軸器、安全聯(lián)軸器三種 ，其一般可分為 7 種，具體分類如下： （ 1） 剛性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。防止軸承過熱，防止?jié)櫥妥陨砝匣＿@兩種軸承的圓柱滾子數(shù)目多、密度大，分兩列交叉排列，旋轉(zhuǎn)時支承剛度變化小，內(nèi)圈上均有 1:12 的錐孔與帶錐度 的軸頸配合，內(nèi)圈相對于軸頸作軸向移動時，內(nèi)圈被漲大，從而可調(diào)整軸承的徑向間隙或?qū)崿F(xiàn)預(yù)緊；因此，其承載能力大、支承剛度高，但只能承受徑向載荷，與其他推力 軸承組合使用，可用于較大載荷、較高轉(zhuǎn)速場合。 (d)兩端裝推力軸承及深溝球軸承。密封圈有接觸式和非接觸式兩種，將其裝在滾珠螺母兩端即可。 按最不利的情況取 (F= mF ) umG TE FGJTEAFLC241222120 pp ???????? ??? 3 20 ?? ?????? LL 通常要求絲杠的導(dǎo)程誤差小于其傳動精度的 1/2,即 11 1022 mm m??? ? ? ? 該絲杠的 滿足上式，所以其剛度可滿足要求 。換向時，其軸向間隙會引起空回。 （ 3）滾珠絲杠副在行程兩端應(yīng)有行程保護(hù)裝置，以防止越程后滾珠絲杠副受撞擊而影響精度、使用壽命甚至損壞。 (4)無側(cè)隙、剛性高 。該傳動形式需要限制螺母移動和絲桿的傳動，由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且占用軸向空間較大，故應(yīng)用較 少。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 （ 2） 內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動機(jī)。通常，負(fù)載力矩幫助電動機(jī)的減速，因此如果加速在允許時間內(nèi)完成的話，減速 也可在相同時間內(nèi)完成。隨著全數(shù)字式 交流伺服系統(tǒng) 的出現(xiàn)，交流伺服電機(jī)也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。交流伺服電動機(jī)控制精度高，矩頻特性好，具有過載能力，多應(yīng)用于物料計(jì)量，橫封裝置和定長裁切機(jī)上。絲杠的轉(zhuǎn)速為中轉(zhuǎn)速，精度要求為高精度。在加工過程中，進(jìn)給率也可通過 機(jī)床 控制面板上的修調(diào)開關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整， 數(shù)控機(jī)床 的控制面板上一般備有 主軸轉(zhuǎn)速 修調(diào)（ 倍率 ）開關(guān)，可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)各種補(bǔ)償功能，并在復(fù)雜 零件 的批量生產(chǎn)中發(fā)揮 了良好的經(jīng)濟(jì)效果。 進(jìn)給 系統(tǒng) 。 圖書分類號： 密 級： 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 數(shù)控車床進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) MECANICAL STRUCTURE DESIGN OF CNC LATHE FEED DERIVE SYSTEM 學(xué)生姓名 沈 龍 學(xué)院名稱 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)名稱 機(jī)械制造及其自動化 指導(dǎo)教師 毛瑞卿 20xx 年 5 月 27 日 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) I 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。 裝配圖 。傳統(tǒng)的機(jī)械加工都是用手工操作普通機(jī)床作業(yè)的，加工時用手搖動機(jī)械 刀具 切削金屬，靠眼睛用卡尺等工具測量產(chǎn)品的 精度 的。但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。為提高傳動剛度和消除間隙，采用有預(yù)加載荷的結(jié) 構(gòu)。 工作臺草圖如 上 圖 21。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢， 運(yùn)動控制系統(tǒng) 中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動機(jī)。這樣我們只需計(jì)算加速力矩，并在允許時間內(nèi)核算力矩在電動機(jī)的機(jī)械特性的斷續(xù)區(qū)內(nèi)。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。內(nèi)循環(huán)均采用反向器實(shí)現(xiàn)滾珠循環(huán)，反向器有兩種類型。 （ 4）絲桿固定、螺母傳動并移動。 滾珠絲杠副可以加予壓 ,由于予壓力可使 軸向間隙 達(dá)到負(fù)值 ,進(jìn)而得到較高的剛性 (滾珠絲杠內(nèi)通過給滾珠加予壓力 ,在實(shí)際用于機(jī)械裝置等時 ,由于滾珠的斥徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 力可使絲母部的剛性增強(qiáng) )。 （ 4）防止熱變形：熱變形對精密螺旋傳動的定位精度有著重要的影響。這種空回是非連續(xù)的，既影響傳動精度，又影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 (5)效率驗(yàn)算 見式 ()： 39。非接觸式密封圈通常由聚氯乙烯等塑料制成，其內(nèi)孔螺紋表面與絲杠螺紋之間略有間隙，故又稱迷宮式密封圈。它的兩端均采用雙重支撐并施加預(yù)緊，使絲桿具有較大的剛度，這種方式還可使絲杠的溫度變形轉(zhuǎn)化為推力軸承的預(yù)緊力，但設(shè)計(jì)時要求提高推力軸承的承載能力和支撐剛度。 （ 3）圓錐滾子軸承。 （ 4） 也有防止異物侵入軸承內(nèi)部，或防止生銹、腐蝕之效果。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。 (3)工作機(jī)的轉(zhuǎn)速高低 ,對于需告訴運(yùn)轉(zhuǎn)的兩軸連接 ,應(yīng)考慮選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)具有高平衡精度特性 ,以消除離心力而產(chǎn)生 的振動和躁聲 ,增加相關(guān)元件的磨損和發(fā)熱而降低傳動質(zhì)量和使用壽命。當(dāng)兩軸對中精度較低時，將引起較大的附加載荷，適用于工作平穩(wěn)的一般傳動，高速傳動時需要有高的對中和制造精度。 (4)聯(lián)軸器的對中和對中保持程度 ,保持良好的對中是使運(yùn)轉(zhuǎn)正常的前提 ,防止產(chǎn)生過大附加載荷及其他不良工況。 （ 3） 無彈性元件的撓性聯(lián)軸器：承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時，有沖擊噪聲。為了使軸承很好地發(fā)揮機(jī)能，首先，要選擇適合使用條件、使用目的的潤滑方法。該軸承能承受較大載荷，用其代替短圓柱滾子軸承和推力軸承，則剛度提高，雖極限轉(zhuǎn)速有所降低，但仍能達(dá)到高精度的要求。因此在此課題中采用兩端固定的方式，以實(shí)現(xiàn)高剛度、高精度以及對絲杠進(jìn)行拉伸 。常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂兩類。tan tan338 ( ) tan(338 840)?? ?? ?? ? ?? ??? ? ? 式（ ） 要求在 90%95%之間，所以該絲杠副合格 . 經(jīng)上述計(jì)算驗(yàn)證， 各項(xiàng)性能均符合設(shè)計(jì)要求，可選。實(shí)際應(yīng)用中，常采用以下幾種調(diào)整預(yù)緊方法見表 25。為此必須分析熱源的各因素，采用措施控制熱源，還可以采用預(yù)拉伸、強(qiáng)制冷卻等減少熱變形對絲杠的伸長的 影響。 滾珠絲杠由于運(yùn)動效率高、發(fā)熱小、所以可實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給 (運(yùn)動 )。 根據(jù)工作臺運(yùn)動情況，應(yīng)選擇絲杠傳動螺母移動的形式，該傳動形式需要限制螺母的轉(zhuǎn)動，故需導(dǎo)向裝置?；瑒咏z杠螺母機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，制造成本低，具有自鎖功能。其結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速低，機(jī)械特性線性度好低速性能良好，可直接與絲杠連接。 （ 4）電動機(jī)以最大切削力矩運(yùn)行的時間應(yīng)在允許范圍內(nèi)。現(xiàn)就二者的使用性能作一比較。其中定子的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)變壓器的定子基本相同，在定子鐵心中也安放著空間互成 90 度電角度的兩相繞組。與過去的滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩達(dá)到 1/3 以下 ,即達(dá)到同樣運(yùn)動結(jié)果所需的動力為使用滾動絲杠副的 1/3。刀具的種類及特點(diǎn)，刀具耐用度、穩(wěn)定性，材料的種類，是必須考慮的，通常還要 考慮：下切步距，刀具路徑的行距，主軸轉(zhuǎn)速，加工精度等。數(shù)控加工廣泛應(yīng)用在所有機(jī)械加工的任何領(lǐng)域，更是模具加工的發(fā)展趨勢和重要和必要的技術(shù)手段。 數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù) 為代表 的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造業(yè)和新型制造業(yè)的滲透 ， 形成的一種機(jī)電一體化技術(shù) 。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。 確定 數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng) 后 ， 詳細(xì)論述進(jìn)給傳動系統(tǒng)各組成部 分 ， 以及各部分的計(jì)算和選用。 數(shù)控車床、 車削中心 ，是一種高精度、高效率的自動化 機(jī)床 。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 2 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 總體方案設(shè)計(jì) 概述 主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度，沒有定值，通常是靠經(jīng)驗(yàn)值來設(shè)置，主要根據(jù)刀具和工件材料來選擇。 按其實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能角度看主要包括動力系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、操縱和控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)。電動機(jī)利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象而制成的。 1)在整個調(diào)速范圍內(nèi)，其負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)該在電動機(jī)連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩的范圍以內(nèi)； 2)工作負(fù)載與過載時間應(yīng)該在規(guī)定的范圍以內(nèi)； 3)應(yīng)使加速度與希望的時間常數(shù)一樣； 下表 22 為交流伺服電動機(jī)的特性實(shí)例： 表 22 交流伺服電動機(jī)特性舉例 電動機(jī) 特性 SM 型伺服電機(jī) IM 型伺服電機(jī) 輸出功率 /W 1100 1100 峰值電流（ A/相 ) 峰值電壓（ V/相） 功率因素 /% 功率 /% 電阻 /? 感應(yīng)電壓常數(shù)/ )]min([ 1??? rmV 100 100 轉(zhuǎn)動慣量 / ）（ 2mkg? ?? ?? 功率變化率 / )sk 1??W（ 12 16 伺服電機(jī)選擇 伺服電機(jī)選擇原則 步進(jìn)電機(jī)是一種離散運(yùn)動的裝置，它和現(xiàn)代 數(shù)字控制技術(shù) 有著本質(zhì)的聯(lián)系。否則，在切削或加速 /減速時電動機(jī)就可能過熱。對于水平工作臺， F 值可按下式計(jì)算 : W—— 工作臺與工件重量 =60kg ? —— 滑動表面摩擦系數(shù) = ? —— 驅(qū)動系統(tǒng)的效率 = Fg—— 鑲條鎖緊力 =5kgf CF —— 反切削力 =50kgf cfF —— 由切削力矩引起的滑動表面上工作臺上收到的力 =30kgf （設(shè) fT =2kgf? cm=? m） 不切削時 見式 ()： ）fg( ?? WF ? 式（ ） )5060( ????F kgf ）（（ ) ???? ?T m0 . 1 Ncmk g ???? 切削時 見式 ()： ）（ cfC fg FWFF ???? ? 式（ ） )305060( ?????F kgf57? 2)( ????? ?）（T m1mk g f10 ???? N 為滿足運(yùn)行條件，應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)選擇電動機(jī)，其負(fù)載力矩在不切削時應(yīng)大于 ? m，最高轉(zhuǎn)速應(yīng)小于 20xxr? 1min 。 （ 1） 外循環(huán)外循環(huán)是滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后通過螺母外表面的螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進(jìn)入循環(huán)。適用于工作行程較大的場合。 (3)微進(jìn)給可能 。 滾珠絲杠副 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)滾珠絲杠副原理 （ 1）為提高滾珠絲杠副的使用壽命和精度，應(yīng)使作用在螺母上的合力通過絲杠軸心，以保證滾珠受力均勻，避免傾覆力。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 初選滾珠絲杠副數(shù)據(jù)見下表： 表 25 初選滾珠絲桿副參數(shù) 公稱直徑 /mm 導(dǎo)程 /mm 余量 /mm 節(jié)距 /mm 25 5 20 8 根據(jù)絲杠的工作行程初選絲杠的工作長度： 初選 X 方向絲杠的工作長度為 410mm 初選 Y 方向絲杠的工 作長度為 460mm 滾珠絲杠的工作載荷計(jì)算公式 見式 ()： MAHFC KKKKF ? 式（ ） 由條件，取 FK =，取 HK =， 取 D 精度，取 AK =， X 方向絲杠工作載荷： XF = 600=864N Y 方向絲杠工作載荷 ： YF = 600=864N 額定動載荷值 Ca? 計(jì)算 見式 ()： 導(dǎo)程初選為 5mm，則 m in/r2 0 05/1 0 0 0n m ?? m in/r20xx5/10000n m a x ?? Ca? = 34hmC nF ?L=864 ???? 3 16000200 5011N 式（ ） 根據(jù) Ca? 值選擇滾珠絲杠副 ， 假設(shè)選用按滾珠絲杠副的額定動載荷 Ca 等于或稍大于 Ca? 的原則，查表選以下型號規(guī)格： Ca=5011N 公稱直徑 D=25mm 導(dǎo)程 P=5mm 螺旋角 833 ??。 （ 3）此外滾珠絲杠副還受 Dn