【導(dǎo)讀】車床是一臺教學(xué)型數(shù)控車床，它具有外形尺寸小，切削速度高等特點。主要進(jìn)行橫向和縱向滾絲杠螺母副的選型與計算、導(dǎo)軌的設(shè)計選。型、傳動系統(tǒng)的剛度計算與校核，最后進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)計算及選型。

　　

【正文】 動效率高平均傳動比準(zhǔn)確，傳動精度較高而且還 有很好的減震性能，沒有噪聲，不需要潤滑，傳動平穩(wěn)；帶的強(qiáng)度高，厚度小，質(zhì)量輕，因此可用于高速傳動。 齒形帶根據(jù)它的齒形的不同又分為梯形齒同步帶還有圓弧齒同步帶。在本課題中我們選擇的是圓弧齒同步齒形帶。如圖 33所示為同步齒形帶連接的三種不同結(jié)構(gòu)圖，主要是小輪兩端的固定有不同的變化。因為梯形同步齒形帶在傳遞功率時由于它的應(yīng)力主要集中在齒根部分，這樣會造成功率傳遞能力下降，并且與齒輪嚙合時由于受力狀況不好，這就會產(chǎn)生噪聲和振動。而圓弧齒同步齒形帶均化了應(yīng)力，改善了嚙合條件。所以本課題優(yōu)先選用了圓弧形同步齒形帶。 圖 33帶輪結(jié)構(gòu)圖 同步齒形帶的主要技術(shù)參數(shù)：節(jié)距 t是相鄰兩個齒在節(jié)線上的距離。一般我數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計 18 們把強(qiáng)力層中的中心線規(guī)定作為齒形帶的節(jié)線，并且把節(jié)線的周長當(dāng)作齒形帶的公稱長度。它的模數(shù)是節(jié)距與 ? 之比既 m=t/? 代表帶的基本特性尺寸，是齒形帶尺寸計算的一個重要的依據(jù)，一般來說我們?nèi)?mm)10~1(m ? 。齒形帶的標(biāo)注方法是： zb ???? m齒數(shù)，既寬度模數(shù) 。 導(dǎo)軌 副 的設(shè)計和選型 一般情況下我們常用的導(dǎo)軌截面形狀分為三角形（分對稱、不對稱兩種）矩形、燕尾形及圓形等四種。但是每種又分為凸和凹兩種類型，一般來講凸型導(dǎo)軌不容易積存切屑臟污也不容易存儲潤滑油并且還容易在低速下工作，而凹形導(dǎo)軌則會相反它可以用于高速，但必須有良好的防護(hù)裝置，以防止切屑臟污落入導(dǎo)軌中 [9]。 本課題設(shè)計所選用的是對稱三角行凸型導(dǎo)軌（如圖 34）所示。下面我們來介紹 以下三角形導(dǎo)軌它的優(yōu)缺點。導(dǎo)軌的尖頂朝上的稱之為三角形導(dǎo)軌，尖頂朝上的稱之為 V型導(dǎo)軌。這個導(dǎo)軌在垂直載荷的作用下它磨損后能夠自動補(bǔ)償自己而且不會產(chǎn)生間隙，所以說它的導(dǎo)向精度相對的比較好。但是壓板仍需要有間隙調(diào)整裝置。它的截面角度是由載荷的大小和導(dǎo)向要求來確定的，一般情況下定位900，但是為了增加承載面積減小比壓，在導(dǎo)軌高度不變的情況下，應(yīng)采用比較大的頂角一般來說是 1150 左右。為了提高它的導(dǎo)向性，我們可以使用較小的頂角一般情況下取 600 為宜。如果說在導(dǎo)軌上面所受的力，在兩個方向上的分力差別很大，這個時候就需 要采用不對稱三角形來使力的作用方向盡可能的垂直于導(dǎo)軌面。除此之外，導(dǎo)軌水平面與垂直方向上的誤差的相互影響會給制造以及檢驗和維修帶來非常的不便 [7][8]。 圖 34導(dǎo)軌的截面形狀 本課題所選擇的導(dǎo)軌副的組合形式是參照金工車間“ cjk6032a”型數(shù)控車床選擇的。我選擇的是三角形導(dǎo)軌和平面導(dǎo)軌的組合，因為這種組合形式的導(dǎo)數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計 19 軌如圖 35 所示，它具有三角型導(dǎo)軌和矩形組合導(dǎo)軌兩者都有的基本特點，但是由于它沒有閉合導(dǎo)軌裝置，所以只能應(yīng)用在受力向下的工作場合中。 圖 35三角形和平面導(dǎo)軌的組合 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計 20 4 數(shù)控 車 床 進(jìn)給傳動 系統(tǒng)的 死區(qū)誤差 分析 X 方向進(jìn)給傳動系統(tǒng)的死區(qū)誤差計算 傳動裝置的綜合抗拉剛度： NFmmNKmmNK1044210104m a x3m a x3m in?????導(dǎo)軌靜摩擦 minK —— 最小抗拉剛度； maxK —— 最大抗拉剛度。 由綜合抗拉剛度 minK 引起的反向死區(qū)誤差： mKF ? 0 4 0 822 3m inm a x ?????? 由傳動剛度變化引起的定位誤差： ?? )51~31(10)11( 3m a xm i nm a x ???? KKFK （ 41） mmKKFK????8~)104 4 2 1101 0 4 1( 0 8)51~31(10)11(333m a xm i nm a x??????????? 目前高精度的小型機(jī)床，死區(qū)誤差控制到 5um 或更?。惠^高精度的中小型 機(jī)床控制在 m25~ ?）（ 之間；而中型控制的大型點控制的數(shù)控機(jī)床約為 m125? 左右，通過以上計算數(shù)值計算誤差在允許 范圍內(nèi)。 Z 方向進(jìn)給傳動系統(tǒng)的死區(qū)誤差計算 傳動裝置的綜抗拉剛度： NFmmNKmmNK 1 8101 0 1 7 1 4m a x3m a x3m in?????導(dǎo)軌靜摩擦 由綜合抗拉剛度 minK 引起的反向死區(qū)誤差： mKF ? 3m inm a x ?????? 由傳動剛度變化引起的定位誤差： 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計 21 mmKKFK????8~132)101017 1()51~31(10)11(333m a xm i nm a x??????????? 目前高精度的小型機(jī)床，死區(qū) 誤差控制到 5um 或更??；較高精度的中小型 機(jī)床控制在 m25~ ?）（ 之間；而中型控制的大型點控制的數(shù)控機(jī)床約為m125? 左右，所以，合格。 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計 22 結(jié)束語 畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)期間所學(xué)到的知識的一次總結(jié)與綜合性運用，是對以前每門課程設(shè)計的綜合運用，是對我們所學(xué)知識的最終檢驗。在最開始選課題的時候，因為我對數(shù)控機(jī)床這部分東西比較感興趣，所以選擇了有 關(guān)數(shù)控機(jī)床設(shè)計等方面的畢業(yè)設(shè)計課題。我設(shè)計的是數(shù)控車床步進(jìn)伺服系統(tǒng)，主要設(shè)計內(nèi)容是對數(shù)控車床步進(jìn)伺服系統(tǒng)中的橫向進(jìn)給系統(tǒng)還有縱向進(jìn)給系統(tǒng)的行設(shè)計。在設(shè)計之初我沒有一點頭緒，不知道從何處下手，于是我先上網(wǎng)查了有關(guān)車床進(jìn)給系統(tǒng)方面的信息，然后去學(xué)校圖書館查閱了進(jìn)給伺服系統(tǒng)的相關(guān)資料，對數(shù)控車床的發(fā)展現(xiàn)狀以及它的發(fā)展趨勢有了進(jìn)一步的了解，這也給我普及了不少的新的知識。在設(shè)計之前，我對我們學(xué)校的一些數(shù)控車床進(jìn)行了現(xiàn)場觀察，主要看了機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，與此同時并結(jié)合自己的課題對機(jī)床的總體布局做了進(jìn)一步的研究規(guī)劃，并且 通過查閱資料以及現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計手冊，最終設(shè)計出了滿足數(shù)控車床需要的橫向進(jìn)給系統(tǒng)及縱向進(jìn)給系統(tǒng)。 大學(xué)的畢業(yè)設(shè)計是我們畢業(yè)后走向工作崗位的最后一次綜合性學(xué)習(xí)，是一次理論和實踐最好的結(jié)合的過程，是檢驗我們大學(xué)幾年所學(xué)知識和運用知識的掌握情況。在三個多月的畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中，更讓我認(rèn)識到理論聯(lián)系實際的重要性，如果只有理論而沒有進(jìn)行實踐是絕對不行的。在設(shè)計的過程中，我參考了一些圖紙和設(shè)計案例，在參考的基礎(chǔ)上理解并分析其優(yōu)缺點做到并取長補(bǔ)短，對自己其中不合理的部分進(jìn)行了充分改進(jìn)。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使得自己在查閱華中數(shù)控車床使 用說明書和運用其中的數(shù)據(jù)以及中英文翻譯還有運用專業(yè)知識和 CAD 繪圖等方面的能力有了較大幅度的提升，對如何將機(jī)電互相結(jié)合起來有了非常深刻的認(rèn)識，這也彌補(bǔ)了原來學(xué)習(xí)中的很多不足之處，也為自己以后從事機(jī)械方面的工作打下了堅實的基礎(chǔ)，而且積累了一定的經(jīng)驗提高了發(fā)現(xiàn)問題分析問題解決問題的能力，對設(shè)計工作有了一定的認(rèn)識。 總而言之，這次畢業(yè)設(shè)計的順利完成讓我我受益匪淺同時也從中學(xué)到了不少書本里學(xué)習(xí)不到的東西，不但進(jìn)一步鞏固了我以前學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識，而且還學(xué)到了很以前從來沒有接觸過的好多新東西，這也為我馬上走向社會打下了 堅實的基礎(chǔ)。同時也使我學(xué)會了該如何去做一個真正的設(shè)計，以及它的步驟和思想方法。 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計 23 參考文 獻(xiàn) [1] 徐文昌 .數(shù)控技術(shù) [M].中國輕工業(yè)出版社 .2020； [2] 劉宏偉 .機(jī)床數(shù)控技術(shù) [M].華中科技大學(xué)出版社 .2020； [3] 王愛玲 .現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床 [M].國防工業(yè)出版社 .2020； [4] 張新義 .數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 .1994； [5] 王大同 ,謝里陽 .現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計手冊（第五卷） [M].化學(xué)工業(yè)出版社 .2020； [6] 王文斌 .機(jī)械設(shè)計手冊 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 .2020； [7] 熊運昌 .機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) .1版 [M].清華大學(xué)出版社 .2020； [8] 李慶余 .機(jī)械制造裝備設(shè)計 .2版 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 .2020； [9] 楊黎明 .機(jī)床零件設(shè)計手冊 [M].國防工業(yè)出版社 .2020； [10] 叢曉霞 .機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 [M]. 北京 .高等教育出版社 .； [11]鄧奕 . 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用 [M]. 北京 .國防工業(yè)出版社 .； [12] 王愛玲 . 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與設(shè)計 [M]. 北京 .兵器工業(yè)出版社 .； [13] 蒙斌 . 數(shù)控原理與數(shù)控機(jī)床 [M]. 北京 .化學(xué)工業(yè)出版社 .； [14] 趙丁選 .光機(jī)電一體化設(shè)計使用手冊 (下冊 )[M]. 北京 .化學(xué)工業(yè)出版社 .； [15] 晏初宏 . 數(shù)控機(jī)床 [M]. 長沙 .中南大學(xué)出版社 .； [16] 王志明 . 數(shù)控技術(shù) [M]. 上海 .上海大學(xué)出版社 .； 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計 24 致 謝 本文是在王志奎老師的熱情關(guān)心和指導(dǎo)下完成的并得到了徐照寶同學(xué)的幫助和支持，在此一并感謝。 經(jīng)過 3 個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個 專升本學(xué)生的 畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏 和專業(yè)基礎(chǔ)知 識掌握不牢 ，難免有許多考慮 不到 的地方 。 如果沒有 老 的督促指導(dǎo)，以及一起 做畢業(yè)設(shè)計 的同學(xué)們的支持， 我認(rèn)為我 想要完成這個設(shè)計 可能會更困難 。 在這里首先要感謝我的 導(dǎo)師王志奎老師 。 王 老師平日里工作 繁忙 ，但 是 在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從查閱數(shù)據(jù)到設(shè)計草案的確定 以及 修改，中期檢查 還有 后期 的 詳細(xì)設(shè)計，裝配草圖等 ， 整個過程中都給予了我指導(dǎo) 和幫助 。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣但是 王 老師仍然 不厭其煩的細(xì)心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩 王 老師的專業(yè)水平外 還有就是 他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神 還有對學(xué)生負(fù)責(zé)的教學(xué)風(fēng)格 也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣， 這種精 神 將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。其次 還 要感謝我的同學(xué) 徐照寶 對我無私的幫助，特別是 在伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理 方面，正因為如此我才 有可 能順利的完成設(shè)計 。 我要感謝我的母校 — 南陽理工學(xué)院 ，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境 培養(yǎng)了我們 ；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會 了 我專業(yè)識。在此，我再 一次向大家說聲謝謝 。