【正文】 　　最后我還要感謝院系領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)在我大學(xué)期間的關(guān)心、支持和幫助！　　由于本人水平有限，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，理論與實(shí)際聯(lián)系的不夠密切，因此，在設(shè)計(jì)中所犯的錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)各位老師給予指正。在田彥老師的幫助下，我的課題研究能夠順利開展，并取得一定階段性成果。在設(shè)計(jì)的最后我要由衷的感謝在我畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，乃至本科四年學(xué)習(xí)生活中幫助過我的師長和同學(xué)。的兩路脈沖信號(hào)。由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號(hào)；通過計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這是目前應(yīng)用最多的傳感器， 光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。通過設(shè)計(jì)計(jì)算。為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和低速運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，必須設(shè)法減小有關(guān)傳動(dòng)副的摩擦并減小靜、動(dòng)摩擦系數(shù)的差值。通過設(shè)計(jì)計(jì)算，最終確定對(duì)型號(hào)是HJGD45型。目前，數(shù)控機(jī)床上的導(dǎo)軌形式主要有滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和液體靜壓導(dǎo)軌等。在導(dǎo)軌副中，運(yùn)動(dòng)的一方稱為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，不運(yùn)動(dòng)的一方稱為支承導(dǎo)軌。機(jī)電一體化產(chǎn)品的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是導(dǎo)軌，其作用是支承和導(dǎo)向。機(jī)電一體化產(chǎn)品要求機(jī)械系統(tǒng)的各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須得到安全的支承，并能準(zhǔn)確地完成其特定方向的運(yùn)動(dòng)。前兩種電機(jī)具有線性的機(jī)械特性，有良好的起、制動(dòng)特性與調(diào)速特性，適用于伺服驅(qū)動(dòng)。系統(tǒng)有地址總線（A0~A19共20位）和數(shù)據(jù)總線（D0~D15）兩條總線，地址總線中有16條和數(shù)據(jù)總線共用，各芯片都掛在這兩條總線上，以便和CPU交換信息。 目前，國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控機(jī)床均為引進(jìn)國外技術(shù)，在國內(nèi)組裝生產(chǎn)的。加工中心通常以主軸與工作臺(tái)相對(duì)位置分類，分為臥式、立式和萬能加工中心。 總 結(jié) 加工中心是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，它可在一次安裝工件后，由數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇和更換刀具，自動(dòng)改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他輔助功能，依次完成平面、孔系等多面和多工序的加工，因而大大減少了工件裝夾時(shí)間、測量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時(shí)間，減少了工序之間的工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。立柱的左側(cè)前部裝有自動(dòng)換刀裝置（包括刀庫6和換刀機(jī)械手7），左側(cè)后部為數(shù)控裝置的數(shù)控柜5，右側(cè)是驅(qū)動(dòng)電柜10，內(nèi)有電源、伺服驅(qū)動(dòng)裝置等。JCS018型立式加工中心的外形及布局見圖367。在工件的一次裝夾中，機(jī)床可連續(xù)自動(dòng)地對(duì)上平面進(jìn)行銑削和對(duì)垂直孔進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、锪、攻絲等多種加工。 具有自動(dòng)排屑、自動(dòng)潤滑和自動(dòng)報(bào)警的系統(tǒng)等。 具有自動(dòng)裝卸刀具的機(jī)械手 在加工中心機(jī)床上刀具的自動(dòng)更換，多數(shù)借助機(jī)械手來進(jìn)行。立柱的左后部為數(shù)控柜16，左下側(cè)為潤滑油箱18。3個(gè)寬調(diào)速直流伺服電動(dòng)機(jī)113分別經(jīng)滾珠絲杠螺母副將運(yùn)動(dòng)傳給工作臺(tái)滑座3，實(shí)現(xiàn)X、Y坐標(biāo)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，傳給主軸箱5使其沿立柱導(dǎo)軌作Z坐標(biāo)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。該機(jī)床適用于小型板件、盤件、殼體件、模具和箱體件等復(fù)雜零件的多品種、小批量加工。的兩路脈沖信號(hào)。由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號(hào)；通過計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這是目前應(yīng)用最多的傳感器， 光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。綜上幾點(diǎn)，選用電磁離合器。 組裝維護(hù)容易，屬于滾珠軸承內(nèi)藏的磁場線圈靜止形，所以不需要將中蕊取出也不必利用碳刷，使用簡單。 離合器的選擇為了傳遞動(dòng)力，我采用了電磁離合器，其特點(diǎn)包括一下幾點(diǎn)： 高速響應(yīng)：因?yàn)槭歉墒筋愃耘ちΦ膫鬟_(dá)很快，可以達(dá)到便捷的動(dòng)作。（6） 效率驗(yàn)算滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率η為 η=== Η要求在90%~95%之間，所以該絲杠副合格。m=本課題中取摩擦系數(shù)為tanρ=，則得ρ=8′40〞. T=3800***tan（8′40〞+2176。m）共同作用下引起的每個(gè)導(dǎo)程的變形量△L0（m）為 △L0=式中，A為絲杠截面積，A=π（）；Jc為絲杠的極慣性矩，Jc= π（）；G為絲杠切變模量，對(duì)鋼G=8303GPa；T為轉(zhuǎn)矩。r/min所以該絲杠副工作穩(wěn)定。r/min=5*mmr/min。臨界轉(zhuǎn)速（r/min）可按下式計(jì)算： =9910，得=10927 r/min因?yàn)?，＞，所以絲杠工作時(shí)不會(huì)發(fā)生共振。依題意，Ia==*（）/64=*取μ=2/3,則 Fcr=*N安全系數(shù)S===，「S」=3~4 S＞「S」，所以絲杠安全，不會(huì)失穩(wěn)2) 高速長絲杠工作時(shí)可能發(fā)生共振，因此需要驗(yàn)算其不會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速—臨界轉(zhuǎn)速。38′滾珠直徑 d0=由《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P17中尺寸計(jì)算公式計(jì)算得軌道半徑 R==*=偏心距 e=（R）=*（）mm=*mm絲杠內(nèi)徑 d1=D0+2e2R=（50+2**2*）mm=穩(wěn)定性驗(yàn)算 1）由于一端軸向固定的長絲杠在工作時(shí)可能會(huì)發(fā)生失穩(wěn)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其安全系數(shù)S，其值應(yīng)大于絲杠副傳動(dòng)結(jié)構(gòu)允許安裝系數(shù)「S」,見下表 表310 穩(wěn)定性系數(shù)有關(guān)系數(shù) 支撐方式一端固定一端自由（FO）一端固定一端游動(dòng)（FS）兩端固定「S」3~4~ ——μ22/3 ——fc絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷稱為臨界載荷Fcr（N）按下式計(jì)算： Fcr=式中，E為絲杠材料的彈性模量，對(duì)于鋼，E=206GPa；l為絲杠工作長度（m）。滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)計(jì)算、計(jì)算載荷Fc已知平均工作載荷Fm=3000N，絲杠工作長度lx=，ly=,平均轉(zhuǎn)速nm=100r/min，最大轉(zhuǎn)速nmax=10000r/min，使用壽命L’h=15000h左右，絲杠材料選用CrWMn鋼，軌道硬度為58~62HRC，傳動(dòng)精度要求σ=則Fc=KFKHKAFm=***3000N=3600N由題中條件，查《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》下圖表 表37 載荷系數(shù)載荷性質(zhì)無沖擊平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)一般運(yùn)轉(zhuǎn)有沖擊和震動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)KF1~~~ 表38 硬度系數(shù)軌道實(shí)際硬度HRC≥5855504540KH 表39 精度系數(shù)精度等級(jí)C、DE、FGHKA查表37取KF=，查表38取KH=，《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》查表24取D級(jí)精度，查表28取FA=、計(jì)算額定動(dòng)載荷C`a=*=(3600*)N=16123N根據(jù)C`a選擇滾珠絲杠副假設(shè)選用FC1型號(hào)，按滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷Ca等于或稍大于C`a的原則，查《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P23表29，試選用一下型號(hào)FC140055,Ca=21183N,Ca=20202N。此時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1接受指令脈沖，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過減速齒輪2傳動(dòng)、滾珠絲杠6旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換為主軸箱7的垂直方向的移動(dòng)。(5) 如上圖所示為數(shù)控臥式銑鏜床主軸箱進(jìn)給絲杠的制動(dòng)裝置示意圖。 圓柱齒輪 內(nèi)齒圈 套筒 圖39齒差調(diào)整間隙法(3)螺紋調(diào)整間隙法　如圖310所示，左右螺母外圓和螺母座的內(nèi)孔加工有鍵槽，采用平鍵聯(lián)接，使螺母在螺母座中可以軸向滑動(dòng)而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。 2—螺母　3—螺母座　4—墊片 圖38　墊片調(diào)整間隙法 (2) 齒差調(diào)整間隙法　如圖39所示，兩個(gè)螺母的凸緣為圓柱外齒輪，而且齒數(shù)差為1，分別與左右內(nèi)齒輪相嚙合，兩個(gè)內(nèi)齒輪用螺釘、定位銷緊固在螺母座上，則左右螺母不能轉(zhuǎn)動(dòng)。預(yù)緊后滾珠絲杠的軸向剛度是不作預(yù)緊的兩倍。在圖b所示結(jié)構(gòu)中，墊片厚度比b減薄，靠螺釘擰緊左、右兩螺母來預(yù)緊。消除絲杠螺母間隙和對(duì)絲杠螺母預(yù)加載荷的方法有多種，數(shù)控機(jī)床上比較常用的是雙螺母加墊片的方法。這在半閉環(huán)伺服系統(tǒng)中將影響定位精度。 圖36 滾珠絲杠常用的支撐方式圖a為一端軸向固定一端自由的形式，由于其軸向剛度低，只用于短絲杠和豎直安裝的絲杠；圖b為一端固定一端游動(dòng)的形式，其軸向剛度與前者相同，但其壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速比較高，常用于較長的臥式安裝絲杠；圖c為兩端固定的形式，其軸向剛度為一端固定的4倍，并可采用預(yù)拉伸的辦法減少絲杠的自重下垂和補(bǔ)償絲杠的熱伸長變形，但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造較困難，常用于長絲杠或回轉(zhuǎn)速度較高并要求高精度、高剛度的場合，故本設(shè)計(jì)采用圖c支承方式。的角接觸軸承來支承。 1—絲杠 2—螺母 3—滾珠 4—插管 圖35 滾珠絲杠副原理圖為了提高滾珠絲杠的軸向剛度，滾珠絲杠常用推力軸承來支承。滾珠絲杠按回珠方式分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩大類。滾珠絲杠在絲杠和螺母之間填充滾珠作為中間傳動(dòng)元件，它由絲杠螺母2和滾珠3及滾珠循環(huán)返回裝置插管4等組成。在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中普遍采用滾珠絲杠副，滾珠絲杠副的優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)小，傳動(dòng)精度高，傳動(dòng)效率高達(dá)85%~98%，是普通滑動(dòng)絲杠副的2—4倍,具有可逆性，不僅可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，也可將直線運(yùn)動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；施加預(yù)緊力后，可消除軸向間隙，反向時(shí)無空行程；成本高，價(jià)格昂貴；不能自鎖，垂直安裝時(shí)需要有制動(dòng)裝置。 在數(shù)控機(jī)床上將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，一般采用滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)。6） 設(shè)計(jì)計(jì)算 已知作用在滑座的載荷=3000N,滑座個(gè)數(shù)M=4，單向行程長度=，=，每分鐘往復(fù)次數(shù)為4，用于輕型銑床的工作臺(tái)，每天開機(jī)6h，一年按300個(gè)工作日計(jì)算，壽命要求5年以上。速度小于60m/min~2有外部沖擊或振動(dòng)的高速運(yùn)動(dòng)場合。 硬度系數(shù)滾道表面硬度HRC605855535045 表33 溫度系數(shù)工作溫度/100100~150150~200200~250 表34 接觸系數(shù) 表35 負(fù)荷系數(shù)工 作 條 件無外部沖擊或振動(dòng)的低速運(yùn)動(dòng)場合。αθ式中，K0為適應(yīng)比系數(shù)，可按表214確定，其中R為圓弧滾道半徑（mm）； 為鋼球循環(huán)列數(shù)；為接觸角，常??；為傾斜角，常?。粸轭~定靜載荷（N）。其值可按下式計(jì)算： Ca=***式中，為鋼球直徑（mm）；為滑座有效長度（mm）；Z為有效接觸的鋼球數(shù)；為額定動(dòng)載荷（N）。本設(shè)計(jì)中采用此種導(dǎo)軌。 按滾道溝槽形狀分 有單圓弧和雙圓弧二種，単圓弧溝槽為二點(diǎn)接觸，雙圓弧為四點(diǎn)接觸，前者的運(yùn)