【文章內容簡介】 、壽命長、效率高、預緊后可消除反向間隙。 ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 10 3 XY 數控工作臺機械系統設計 XY 數控工作臺的整體結構設計 進給傳動系統示意圖如圖 31 所示 : 滾珠絲杠 圖 31 傳動系統示意圖 如圖 32 所示為典型 XY 工作臺。 圖 32 XY 工作臺 考慮到 X、 Y 兩個方向的加工范圍接近，承受的工作載荷相差不大，為了減少設計工作量， X、 Y 兩個坐標的導軌副、絲杠螺母副、減速裝置、伺服電動機以及檢測裝置伺服電動機 工作臺 ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 11 擬采用相同的型號與規(guī)格， 主要設計參數及其依據 X、 Y 方向的脈沖當量為 ； X、 Y 方向的定位精度均為 ? mm； 加工范圍為 ㎜； 工作荷載 2020N； 工作壽命 15000h； 時間常數 T=30ms； 快速進給速度 m ax 20 00 / m inV mm? 工作載荷分析及計算 銑削力的分析與計算 銑削運動的特征是主運動為銑刀繞自身軸線高速回轉，進給運動為工作臺帶動工件在垂直于銑刀軸線方向緩慢進給（鍵槽銑刀可沿軸線進給）。銑刀的類型很多，但以圓柱銑刀和端銑刀為基本形式。圓柱銑刀和端銑刀的 切削部分都可看做車刀刀頭的演變，銑刀的每一刀齒相當于一把車刀。 通常假定銑削時銑刀受到的銑削力是作用在刀尖的某點上。設刀齒上受到切削力的合力為 F，將 F 沿銑刀軸線、徑向和切向進行分解，則分別為軸向銑削力 ，徑向銑削力 和切向銑削力 。其中切向銑削力 是沿銑刀主運動方向的分力，它消耗銑床電機功率（即銑削功率）最多。 參考 [1]《數控機床與編程》選銑刀。根據最大銑刀直徑 d＝ ? 32mm，最大銑削寬度mmae 16? ， 最大銑削深度 mmap 6? 選擇莫氏錐柄立銑刀，立銑刀各參數如表 所示： 表 立銑刀各參數 直徑范 圍 ? 0? n? 齒數 粗齒 中齒 細齒 636 30 ~45 10 15 3 4 5 根據工件材料為碳鋼可確定銑削力的計算公式 31： zFx yFy……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 12 0 .8 6 0 .7 2 0 .8 6 [ 2 ]09 .8 1Z F Z e f pF C a a a Z d ?? （ 31） 式中各參數如下 : FZC ———銑削力系數， CFz=； ea ———最大銑削寬度，本設計為 16mm； pa ———最大銑削深度，本設計為 6mm； Z ———銑刀齒數，齒數取 5； 0d ———圓柱銑刀直徑，查得 d0=32mm(《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 )； fa ———每齒進給量（ mm/齒），即銑刀每轉一個齒間角時，工件與銑刀的相對移動量，查得 fa =（ [3]《機電一體化系統設計》）； 故 0 . 8 6 0 . 7 2 0 . 8 69 . 8 1 6 8 . 2 1 6 0 . 1 6 5 3 2ZF ?? ? ? ? ? ? ?= 進給工作臺工作載荷計算 此 處省略 NNNNNNNNNNNN 字。如需要完整說明書和 設計 圖紙等 .請聯系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設計下載！該論文已經通過答辯 直線滾動導軌副的計算與選型 根據給定的工作荷載 Fz 和估算的 xW 和 yW 計算導軌的靜安全系數 /SLf C P? 0 （ 32） 式中， C0為導軌的基本靜額定荷載 KN； 工作載荷 ( )ZP F W?? （ 33） 1 . 0 ~ 3 . 0 (SLf ? 一 般 運 行 情 況 ） ~ (SLf ? 運 動 時 受 沖 擊 、 振 動 ） 根據計算結果查有關資料初選導軌： 因系統受到中等沖擊，所以取 ?； ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 13 SL xyC f P?0 （ 34） 0 .5 ( )x y Z x yP F W?? （ 35） xP = (F )xW? =(2020+936)=1468N yP =1368N 0XC = SL xfP=4? 1468=5872N 0YC =5472N 根據計算額定靜荷載初選導軌： 選擇 HJGA 系列滾動直線導軌，其型號為： HJGDA45A，如圖 32 所示： 圖 32 滾動直線導軌副 其參數如表 、表 ： 表 滾動直線導軌副的參數 額定載荷 /N 靜態(tài)力矩 /N*M 滑塊 導軌 導軌長度 動載荷 C 靜載荷C0 AT BT CT gK /gKm L(mm) 5500 8770 3 700 表 滾動直線導軌副的參數 滑座個數 單向行程長度 每分鐘往復次數 M SL n 2 4 導軌的額定動載荷 17500aCN? ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 14 滾珠絲杠螺母副的選型和校核 滾珠絲杠螺母副類型選擇 選用外循環(huán)，墊片式預緊方式的滾珠絲杠螺母副。預選 系列的 絲杠，表面硬度 58~64HRC。如圖 33 所示： 圖 33 滾珠絲杠螺母副 其參數具體如表 ： 表 滾珠絲杠螺母副的參數 規(guī)格 代號 公稱直徑0D 公稱導程0hD 滾珠直徑wD 螺旋升角? 循環(huán)圈數 額定動載荷)(KNCa 額定靜載荷)(KNCoa 接觸剛度)/( mNKc ? 32 6 325?。 915 滾珠絲杠螺母副的校核 最大工作載荷： 滾珠絲杠上的工作載荷 是指滾珠絲杠副在驅動工作臺時滾珠絲杠所承受的軸向力，也叫進給牽引力。它包括滾珠絲杠的走刀抗力及與移動體重力和作用在導軌上的其他切削分力相關的摩擦力。 工作載荷的計算公式： [ 5]()m L VF K F f F G?? ? ? (36) 式中 K———考慮顛覆力矩影響的實驗系 數，矩形導軌 K=。 f? ———滾動導軌摩擦系數 ～ ，這里取 ； )(NFm……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 15 G ———移動部件的重力（ N）； LF ———工作臺縱向進給方向載荷； Fc ———工作臺橫向進給方向載荷； Fv ———工作臺垂直進給方向載荷； Fm=＋ （ ＋ 20? ） = 最大動負載 C 的計算及主要尺寸初選 滾動絲杠最大動載荷 C 可用下式計算： [6]3 mmC L f F? （ 37） 式中： L 為工作壽命，單位為 r610 ， 660 /10L nt? （ 38） n 為絲杠轉速 min)/(r ， 0/1000 Lvn ? ； t 為額定使用壽命（ h），可取 t=15000h； mf為運轉狀態(tài)系數，無沖擊取 1~，一般情況取 ~，有沖擊振動取 ~； mF 為滾珠絲杠工作載荷（ N）。 初選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應的額定動載荷 aC 不得小于最大動載荷 C；CCa? 。 L0———滾珠絲杠導程，初選 L0=6mm； v———最大切削力下的進給速度 af———每齒進給量（ mm/齒） af=Z———銑刀齒數， Z=4 n———銑刀轉速，區(qū)別與以上絲杠轉速 n，取為 600r/min v=4600=168 r/min n= 01000Lv =(1000168)/6=28000 minr 660L = = ( 6 0 2 8 0 0 0 1 5 0 0 0 ) / = 2 5 2 0 0 ( r )10 nt?? ?? mmFfLC 3? = 3 25200 = 因為 Ca C? ，所以所選滾珠絲杠螺母副符合最大動載荷要求。 傳動效率計算： 滾珠絲杠螺母副的傳動效率 ? 為 0[ 7 ]0()4 33 %( 4 33 10 )tgtgtgtg????? ??????? （ 39） ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 16 剛度驗算： 滾珠絲杠計算滿載時拉壓變形量 1? 1[ 8 ]42 4 2 7 . 3 4 5 4 0 0 . 0 0 8 42 0 . 6 1 0 7 5 4 . 3 8 5mFLEAmm? ???? ? ??? （ 310） 其中 L 取 540mm， M p aE ?? ， 222 3 8 5 4)231()2( mmdA ???? ? 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形 2? 2 23[ 8 ]3 20 .0 0 1 32 4 7 .6 80 .0 0 1 3 0 .0 0 2 9 1 34 4 3 .6 4 8 8mw Y JFD F Zmm???? ? ??? （ 311） 其中： 1 2 8 2 . 9 6 2 4 7 . 6 8mF N k g f??， 4?wD ， k g fNFF mYJ ????? ， 223)4/(3)/( ?????? wm DdZ ? ， 88225 3 ???????? 列數圈數ZZ 滾珠絲杠副剛度驗算： 絲杠的總變形量 12? ? ???應小于允許的變形量。一般 ? 不應大于機床進給系統規(guī)定的定位精度值的一半?；蛘?，由絲杠精度等級查出規(guī)定長度上允許的螺距誤差，則相應長度上的變形量應該比它小。否則，應考慮選用較大公稱直徑的滾珠絲杠。 機床的定位精度為： ， 12 0. 00 84 0. 00 29 13 0. 01 13 13 0. 02m m m m? ? ?? ? ? ? ? ?。 因此所選的滾珠絲杠副剛度符合要求。 壓桿穩(wěn)定性驗算： 滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細長桿，若軸向工作負載過大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產生縱向屈曲，即失去穩(wěn)定。失穩(wěn)時的載荷 KF 為： （ 312） 10 N??4422 10 10540? ? ? ? ?[8]2zK f EIF L??……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 17 其中， ?zf （絲杠承載方式系數，選用一端固定，一端浮動方式）， I 為截面慣量距， mmmmdI 7441 ????? ?? 臨界載荷 KF 與絲杠工作載荷 mF 之比稱 為穩(wěn)定性安全系數 kn ，如果 kn 大于需用穩(wěn)定安全系數 ??kn ，則該滾珠絲杠就不會失穩(wěn)。因此，滾珠絲杠的壓桿穩(wěn)定條件為： ? ?51 . 3 4 1 0 5 5 . 2 0 42 4 2 7 . 3 4KkkmFnnF ?? ? ? ? ?=~4 （ 313） 因此，所選滾珠絲杠符合穩(wěn)定性要求。 滾珠絲杠副的精度等級 滾珠絲杠副的精度， [9]按國標 GB/T ,分為七個等級，即 10 級 ,1 級精度最高，依次降低。立式銑床的工作精度：不平度 ，平行度，垂直度 （毫米 /毫米長度），表面粗糙度 m? 。選用 4 級精度的滾珠絲杠。滾珠絲杠的行程公差如表 所示： 表 滾珠絲杠的行程公差 項目 符號 有效行程 L? （ mm） 精度等級 4 m? 目標行程差 pe 500 15 450 12 行程變動差 mpV 490 13 440 12 任意 300mm內行程變量 300pV 16 2? 弧度內行程變動量 2pV? 7 同步帶輪傳動的設計和計算 同步帶傳動示意圖如圖 34 所示： 圖 34 同步帶傳動 ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 18 確定梯形齒同步帶輪的 基本參數 [10] （ 1）確定設計功率 設計功率 Ad kp ? P 其中 AK 為載荷修正系數 根據已知工作條件查表取 =2AK , 則 dP ＝ AK P ＝ 2= （ 2）選擇帶形和節(jié)距 根據 P = 查表確定為 L 型，節(jié)距 bP ＝ （ 3）傳動比的選擇 帶傳動是一種最常見的機械傳動形式，它主要用于傳遞轉矩和改變轉速。大部分帶傳動是依靠擾性傳動與帶輪間的摩擦力來傳遞運動和動力的，銑床方