ca6140車床縱向系統(tǒng)設(shè)計說明書畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-04-02 11:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 幅度地提高生產(chǎn)效率。但從目前企業(yè)面臨的情況看，因數(shù)控機床價格較貴，一次性投資較大使企業(yè)心有余而力不足。我國作為機床大國，擁有大量的普通機床。因此，對普通機床數(shù)控化改造不失為一種較好的選擇。 【 關(guān)鍵詞 】 機電一體化 開環(huán)控制縱向進給系統(tǒng)設(shè)計 滾珠絲杠螺母副 步進電動機 機電一體化課程設(shè)計 —— 開環(huán)控制縱向進給系統(tǒng)設(shè)計計算說明書 4 正文 前言部分 計算機技術(shù)和先進制造技術(shù)的發(fā)展，推動了機械加工在各方面的變革和進步。典型的數(shù)控機床已成為現(xiàn)代加工器械的鮮明代表?？紤]到企業(yè)的 生產(chǎn)效率和投入成本， 普通車床的數(shù)控化改造將是一個極為有意義的課題。 普通車床數(shù)控改造的設(shè)計是機電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計的主要內(nèi)容。作為機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的學(xué)生，這次設(shè)計是本人在學(xué)習完“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”、“數(shù)控機床”等專業(yè)課程之后進行的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過綜合運用所學(xué)的機械、電子、自動控制、微機等知識，進行一次機電結(jié)合的全面訓(xùn)練，以培養(yǎng)獨立分析問題，解決問題和 進行機電一體化系統(tǒng)初步設(shè)計的能力。此設(shè)計過程為期三個星期，在趙洪兵的指導(dǎo)下，本人將對普通車床進行開環(huán)控制縱向進給的改造。 由于學(xué)生水平有限，在設(shè)計乃至計算過程中難免會有一些錯誤，望各位老師及同學(xué)指點賜教。不勝感激。 機電一體化課程設(shè)計 —— 開環(huán)控制縱向進給系統(tǒng)設(shè)計計算說明書 5 計 算 及 說 明 結(jié)果 本論部分 第 1 章 緒論 機床機電一體化改造總體方案的設(shè)計 課程設(shè)計任務(wù)書 （ 1） 題目 （ 2） 原始數(shù)據(jù) （ 3） 主要技術(shù)參數(shù) （ 4） 課程設(shè)計的內(nèi)容及要求 總體方案設(shè)計 （ 1） 系統(tǒng)的運動方式的確定 （ 2） 伺服系統(tǒng)的選 擇 （ 3） 執(zhí)行機構(gòu)傳動方式的確定 （ 4） 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 開環(huán)伺服進給系統(tǒng)機械部分設(shè)計 確定系統(tǒng)脈沖當量 計算切削力 滾珠絲杠螺母副的計算選型（縱向進給絲杠） （ 1） 計算進給牽引力 m()FN （ 2） 計算最大動負載 C （ 3） 滾珠絲杠螺母副的選型 （ 4） 傳動效率計算 （ 5） 剛度計算 （ 6） 穩(wěn)定性校核 機電一體化課程設(shè)計 —— 開環(huán)控制縱向進給系統(tǒng)設(shè)計計算說明書 6 計 算 及 說 明 結(jié)果 齒輪傳動比計 算 步進電動機的計算和選型 （ 1） 等效轉(zhuǎn)動慣量的計算 （ 2） 電機力矩計算 （ 3） 計算步進電動機空載起動頻率和切削時的工作頻率 設(shè)計繪制伺服進給系統(tǒng)機械裝配圖 第 2章 機床機電一體化改造總體方案的設(shè)計 機電一體化課程設(shè)計 —— 開環(huán)控制縱向進給系統(tǒng)設(shè)計計算說明書 7 計 算 及 說 明 結(jié)果 案 結(jié)果 選用 8031單片機 計 算 及 說 明 結(jié)果 第 3 章 開環(huán)伺服進給系統(tǒng)機械部分設(shè)計 5360ZFN? 機電一體化課程設(shè)計 —— 開環(huán)控制縱向進給系統(tǒng)設(shè)計計算說明書 8 確定系統(tǒng)脈沖當量 根據(jù)機床精度要求確定脈沖當量，縱向： ，橫向。 計算切削力 確定 切削力（縱車外圓）： 主切削力 ()ZFN按經(jīng)驗公式估算： 1. 5 1. 5m a x0. 67 0. 67 40 0 53 60ZF D N? ? ? ? 按切削力各分力比例： zy: : 1 : 0 .2 5 : 0 .4xF F F ? ?。?536 0 5 134 0xFN? ? ? y 53 60 0. 4 21 44? ? ? 滾珠絲杠螺母副的計算選型（縱向進給絲杠） 計算進 給牽引力 m()FN 縱向進給為綜合型導(dǎo)軌 m ( ) 39。( )xzF N K F f F G? ? ? 1. 15 13 40 0. 16 ( 53 60 80 0) 25 30 N? ? ? ? ? ? 式中 K —— 考慮顛覆力矩影響的實驗系數(shù)，綜合導(dǎo)軌取 ? ； 39。f —— 滑動導(dǎo)軌摩擦系數(shù)： G —— 溜板及刀架重力： g 80 10 800N kgG m k g N? ? ? ? ? 計算最大動負載 C 3C= wmLf F 計 算 及 說 明 結(jié)果 機電一體化課程設(shè)計 —— 開環(huán)控制縱向進給系統(tǒng)設(shè)計計算說明書 9 66010nTL ??? 01000svn L? 式中 0L —— 滾珠絲杠導(dǎo)程，初選 0 6L mm? ； sv —— 最大切削力下的進給速度，可取最大進給速度的（ 1123），此處取 1 .0 m in 0 .5 0 .5 m insv r r? ? ?； T —— 使用壽命，按 15000h； wf —— 運轉(zhuǎn)系數(shù)，按一般運轉(zhuǎn)取 ? ； L —— 壽命，以 610 轉(zhuǎn)為 1 單位。 01000 1 0 0 0 0 . 5 8 3 . 3 m in6svnrL ? ?? ? ? 666 0 6 0 8 8 . 3 1 5 0 0 0 7 5 . 01 0 1 0nTL ? ? ? ?? ? ? 3 3 75 .0 1. 2 25 30 12 80 1. 6wmC L f F N? ? ? ? ? 滾珠絲杠螺母副的選型 查閱附錄 A 表 A2，可采用 1W 4006L 外循環(huán)螺紋調(diào)整浴巾的雙螺母滾珠絲杠副， 1 列 圈，其額定動負載為 164000N，進度等級按表 46 選為 3 級（大致相當于老標準 E 級）。 傳動效率計算 tantan( )?? ??? ? 式中 ? —— 螺旋升角， 1W 4006L ， 24439。?? ? —— 摩擦角，取 1039。 ，滾動摩擦系數(shù) ? 計 算 及 說 明 結(jié)果 機電一體化課程設(shè)計 —— 開環(huán)控制縱向進給系統(tǒng)設(shè)計計算說明書 10 ta n ta n 2 4 4 39。 0 . 9 4ta n ( ) ta n ( 2 4 4 39。 1 0 39。)?? ??? ? ??? 剛度計算 先畫出此縱向進給滾珠絲杠支承方式草圖，如圖 31 所示。最大牽引力為 2530N，支承間距 1500L mm? ，絲杠螺母及軸承均進行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向負荷的 13。 圖 31 縱向進給系統(tǒng)計算簡圖 （ 1）絲杠的拉伸或壓縮變形量 1? 查《課程設(shè)計指導(dǎo)書》 P17，圖 42，根據(jù) 2 5 3 0 , 4 0mF N D m m??，查出 50 10L L? ???，可算出 5210 1 5 0 0 1 . 2 1 0 1 5 0 0 1 . 8 1 0L mmL?? ??? ? ? ? ? ? ? 由于兩端均采用向心推力球軸承，且絲杠又進行了 預(yù)拉伸，故其拉壓剛度可以提高 4 倍。其實
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