【導(dǎo)讀】研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含。對(duì)本文的研究做出重。要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學(xué)院所擁有。和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。并且隨著數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和不斷發(fā)展，它對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行。分析當(dāng)前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)，其主要研究熱。點(diǎn)有：1、高速加工、高精加工技術(shù)及其裝備的新趨勢(shì)。

　　

【正文】 動(dòng)有以下特點(diǎn)： 1．傳動(dòng)比大，在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá) 1000以上。與其他傳動(dòng)形式相比，傳動(dòng)比相同時(shí)，機(jī)構(gòu)尺寸小，因而結(jié)構(gòu)緊湊。 2．傳動(dòng)平穩(wěn) 蝸桿齒是連續(xù)的螺旋齒，與蝸輪的嚙合是連續(xù)的，因此，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。 3．可以自鎖 當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于齒輪間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，若蝸桿為主動(dòng)件，機(jī)構(gòu)將自鎖。這種蝸桿傳動(dòng)常用于起重裝置中。 4．效率低、制造成本較高 蝸桿傳動(dòng)方面：齒面上具有較大的滑動(dòng)速度，摩擦磨損大，故效率約為 ，具有 自鎖的蝸桿傳動(dòng)效率僅為 。為了提高減摩擦性和耐磨性，蝸輪通常采用價(jià)格較貴的有色金屬制造。 由以上分析可得：將齒輪傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，蝸桿傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級(jí)，傳動(dòng)方案較合理。 電機(jī)的選擇 步進(jìn)電機(jī)的原理 能將數(shù)字化的輸入脈沖轉(zhuǎn)換成具有旋轉(zhuǎn)或直線增量運(yùn)動(dòng)功能的電磁執(zhí)行元件是步進(jìn)電機(jī)。每次輸入的一個(gè)脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)軸就會(huì)步進(jìn)一個(gè)步距角增量。同時(shí)電機(jī)總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比，與之相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入的脈沖頻率大小。 步進(jìn)電機(jī)是機(jī)械電子一體化產(chǎn)品中最為關(guān)鍵的部件之一，一般應(yīng) 用于定速控制和定位控制方面。步進(jìn)電機(jī)具有沒(méi)有累積誤差、定位精度較高、慣量較低、控制極為簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。一般廣泛在機(jī)械電子一體化產(chǎn)品中應(yīng)用，如：包裝的機(jī)械、一系列的數(shù)控機(jī)床、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)以及計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備等。 在步進(jìn)電機(jī)的選擇方面，開(kāi)始要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率必須大于負(fù)載所需要的功率。同時(shí)在功率步進(jìn)電機(jī)選用方面，開(kāi)始的時(shí)候要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻特性一定要符合機(jī)械負(fù)載的要求并具有一定的余量用來(lái)保證它的可靠運(yùn)行。實(shí)際上，不同徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 的頻率下的負(fù)載力矩一定要在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。通常電機(jī)的最大靜力矩愈大，負(fù) 載力矩就愈大。 在步進(jìn)電機(jī)的選擇方面，步距角和機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)要匹配，這樣機(jī)床所需的脈沖當(dāng)量就可以獲得。為了在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中獲得更加小的脈沖當(dāng)量，首先絲桿的導(dǎo)程可以適當(dāng)改變，其次也可以在步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)下完成所需的要求?？墒且话慵?xì)分只能使其分辨率發(fā)生變化，不能夠改變它的精度。因?yàn)殡姍C(jī)的固有特性決定著電機(jī)的精度。 在功率步進(jìn)電機(jī)的選擇方面，實(shí)際上應(yīng)該大約算出機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率以及機(jī)械的負(fù)載慣量，使之能夠在與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配的同時(shí)還擁有一定的計(jì)算余量，使機(jī)床快速移動(dòng)的頻率小于高速連續(xù)工作的頻率 優(yōu) 點(diǎn)： 直接利用數(shù)字量進(jìn)行控制； 傳動(dòng)慣量小，啟動(dòng)，停止方便； 成本低； 無(wú)誤差積累； 定位準(zhǔn)確； 低頻率特性比較好； 調(diào)速范圍較寬 步進(jìn)電機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 許多機(jī)械加工需要微量進(jìn)給。要實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給，步進(jìn)電機(jī)、直流伺服交流伺服電機(jī)都可作為驅(qū)動(dòng)元件。 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn) :一是過(guò)載性好。其轉(zhuǎn)速不受負(fù)載大小的影響，不像普通電機(jī)，當(dāng)負(fù)載加大時(shí)就會(huì)出現(xiàn)速度下降的情況，所以步進(jìn)電機(jī)使用在對(duì)速度和位置都有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合；二是控制比較方便快捷。步進(jìn)電機(jī)的單位是一步，比較明顯的數(shù)字特征極大地方便了計(jì)算機(jī)控制。同時(shí) ，步進(jìn)電機(jī)能夠擁有這么廣闊的使用市場(chǎng)還需要計(jì)算機(jī)的適時(shí)出現(xiàn)；三是較為簡(jiǎn)單的整機(jī)結(jié)構(gòu)。由于傳統(tǒng)的機(jī)械控制比較復(fù)雜，在調(diào)整方面有一定的難度，然而通過(guò)步進(jìn)電機(jī)，簡(jiǎn)單緊湊的整體結(jié)構(gòu)才得以實(shí)現(xiàn)。所以選擇步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算如下： 按照工作要求和條件選兩相混合式步進(jìn)電機(jī) 工作所需功率為： KWVFPWWWW ?1000? KWTnPwwW ?9950? 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 式中 T=， nw=36r/min,電機(jī)工作效率 ? ? ， KWPW 9 5 0 361 5 0 ???? 電機(jī)所需的輸出功率為： ?WPP?0 式中： ? 為電機(jī)至工作臺(tái)主動(dòng)軸之 間的總效率。齒輪： ? ? 軸承： ? ? 蝸桿 。 ?? 。因此 33321 ????? ???? KWPP W 7 4 0 ???? ? 一般電機(jī)的額定功率 ? ? ? ? KWPP m 4 4 0 ??????? 則取電機(jī)額定功率為： Pm= KW。 查表得齒輪傳動(dòng)比： 35， 蝸桿傳動(dòng)比： 1532， 則總的傳動(dòng)范圍為： 1604532515321 ???????? iii 電機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍為 ? ? m i n/5 7 6 01 6 2 0361 6 045 rniN w ??????? 為降低電機(jī)的重量和價(jià)格，選取常用兩相混合式步進(jìn)電機(jī) 11BYG250D0502，其各項(xiàng)指標(biāo)如表 31所示 : 表 31 11BYG250D0502步進(jìn)電機(jī)指標(biāo) 主要技術(shù)參數(shù)中，回轉(zhuǎn)精度： 0． 03176。 60i? 可得步距角為 ： ????? i? 計(jì)算的值與 11BYG250D0502步進(jìn)電機(jī)的步距角相吻合。 11BYG250D0502步進(jìn)電機(jī)滿足條件。 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 如圖 32 所示，一級(jí)傳動(dòng)為齒輪傳動(dòng)，其中 1為小齒輪， 2為大齒輪，傳動(dòng)比為 3。 圖 32 一級(jí)齒輪傳動(dòng) 選擇齒輪傳動(dòng)的類型及材料 ； 7 級(jí)精度； 40Gr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS,大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）； Z=24，大齒輪齒數(shù)取 Z=72 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ? ?3 11 12 ?????????? HHEd ZZZuuKTd ?? ? (1) 確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值 ① 確定彈性影響系數(shù) 選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配。 ②選擇載荷系數(shù) ?K ③ 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 5 411 19 5 . 5 1 0 1 . 8 1 1 0pT N m mn?? ? ? ④ 查表可知齒寬系數(shù) 1?d? ⑤ 根據(jù) 齒面硬度來(lái)查得的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim1 600H MPa? ? ； 和大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 lim 2 550H MPa? ? ⑥ 查表取接觸疲勞壽命系數(shù) ?NZ ?NZ ⑦ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得 ? ? M P aS ZH NHH 5 4 0 0m i n 11l i m1 ???? ?? ? ? M P aS ZH NHH i n 22l i m2 ???? ?? （ 2）計(jì)算 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 ①計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 1td 4221 331 1 1 . 3 1 . 8 1 1 0 4 1 8 9 . 82 . 3 2 ( ) 2 . 3 2 ( ) 6 5 . 2 8[ ] 1 3 5 2 2 . 5EtHK T Zud m mdu?? ? ? ? ?? ? ?? ②計(jì)算齒寬 b 1 1 6 5 .2 8 6 5 .2 8tb d d m m?? ? ? ? ③ 計(jì)算齒寬與齒高之比 bh 116 5 . 2 8 2 . 9 722tt dm m mZ? ? ? 2 .2 5 2 .2 5 2 .9 7 6 .6 8th m m m? ? ? ? ?? ④計(jì)算小齒輪的載荷系數(shù) 根據(jù) /v m s? ， 7級(jí)精度，查表得動(dòng)載荷系數(shù) ? 。 直齒輪 1HFKK????。 查表得使用系數(shù) 1AK? 。 用插值法查的 7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)， ? ? , 由 ? 、 ? ? ,查表得 ? ? 。故載荷系數(shù) 1 .6 6HHK K K K K?????? ⑤實(shí)際的載 荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 3311 1 . 6 66 5 . 2 8 7 0 . 81 . 3ttKd d m mK? ? ? 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 a13 212 ()[]Fa SdFYYKTm Z??? （ 1）①查取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? 2 ? ②查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1 500FE MPa? ? ； 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 380FE MPa? ? 查取應(yīng)力校正系數(shù)查表得 1 ? 2 ? 查取齒形系數(shù)查表得 1 ? 2 ? ③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 取彎曲疲勞安全系數(shù) ? ,由式（ 1012）得 1112220 . 8 5 5 0 0[ ] 3 0 3 . 5 71 . 40 . 8 8 3 8 0[ ] 2 3 8 . 8 61 . 4F N F EFF N F EFK M P a M P aSK M P a M P aS?????? ? ??? ? ? ④計(jì)算載荷系數(shù) K 1 1 . 1 7 1 1 . 3 5 1 . 5 8A V F FK K K K F??? ? ? ? ? ? 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度都滿足校核，按接觸強(qiáng)度算的的分度圓直徑 1 mm? ，算出小齒輪齒數(shù) 11 m??,取 1 24Z? 。這樣 做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 幾何尺寸計(jì)算 11223 2 4 7 23 7 2 2 1 6d Z m m md Z m m m? ? ? ?? ? ? ? 12 7 2 2 1 6 14422dda m m? ?? ? ? 1 1 72 72db d m m?? ? ? ? 取 127570B mmB mm?? 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 等等 有圖有真相 如有意向請(qǐng)聯(lián)系 qq ： 476916875 電話： 18761439408