机械5

目录 摘要..................................................... 1 Abstract.................................................2 第1章绪论......................................3 1.1课题来源及研究目的和意义............................4 1.2数控铣床的现状及趋势................................4 1.3数控铣床进给机构的方桉分析..........................5 1.3.1机械结构分析....................................5 1.3.2机械结构总体方桉和布局..........................6 第2章机械结构的设计..................................10 2.1滚珠丝杠的设计......................................13 2.2滚珠丝杠副丝杠副传动法面截形，循环方式等的确定......14 2.3滚珠丝杠的预紧......................................15 2.4滚珠丝杠选取与校核..................................17第3章滚动轴承的选取与计算............................20 3.1轴向滚珠丝杠轴和径向滚珠丝杠轴受力分析.............20 3.2计算轴承寿命.......................................22 3.3当量载荷............................................23 第4章步进电机的选取及设计计算.......................26 4.1转动惯量计算........................................26 4.2将负载质量换算成电机输出轴上的转动惯量..............27 4.3计算电机输出的总力矩................................27 4.4负载起动频率估算....................................27 第5章联轴器的选取....................................28 第6章齿轮减速器的选取................................28第七章进给系统精度校核................................33 7.1支承滚珠丝杠轴承的变形..............................33 7.2支承滚珠丝杠轴承的轴向变形..........................34 第八章关于Solidworks设计............................35 8.1草图绘制..........................................36 8.2基准特征，参考几何体的创建.........................37 8.3拉伸、旋转、扫描和放样特征建.......................38 8.4工程图的设计.......................................39 8.5装配设计...........................................40 第九章三维设计总结...................................41 结论..................................................41 参考文献............................................42 致谢..................................................43 X-Y数控工作台机电系统设计是一个开环控制系统，其结构简单。实现方便而且能够保证一定的精度。降低成本，是微机控制技术的最简单的应用。它充分的利用了危机的软件硬件功能以实现对机床的控制;使机床的加工范围扩大，精度和可靠性进一步得到提高。X-Y数控工作台机电系统设计是利用8031单片机，及2764, 6264存储器及8155芯片等硬件组成，在控制系统的硬件上编写一定的程序以实现一定的加工功能。 本设计所设计的X-Y工作台采用了低摩擦的直线滚动导轨和精密的丝杠，它的工作原理是通过MCS-51单片机来控制步进电机，使X-Y工作台实现了数控控制。工作台的自动化能大大减轻劳动强度，提高劳动生产效率。本设计的X-Y数控工作台机电系统设计是一个开环控制系统，其结构简单，实现方便而且能保证一定的精度。通过微机控制技术的简单的应用，实现对机床的控制，使机床的加工范围扩大，精度和可靠性进一步提高。本设计所设计的X-Y工作台不仅可用于铣床上进行数控铣削加工，而且还能够用于钻床上数控钻削加工，所以其功能远高于传统的普通工作台是新一代机电一体化的典型产品。通过对X-Y工作台的设计，能够正确运用机床数控系统等课程的基本理论个有关知识学会设备数控化改造方桉的拟定、比较、分析及进行必要的计算；通过对设备改造的机械部分设计，掌握数控设备典型零件的计算方法和步骤以及正确的结构设计方法；通过设备的数控系统硬件和软件设计，掌握简单的数控系统硬件及软件设计的基本方法；通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养自己分析问题和解决问题的能力；提高自己应用手册、标准以及编写文件等资料的能力。 本课题选用的是滚珠丝杠螺母副。因为滚珠丝杠螺母副是一种低摩擦、高精度、高效率的机构，在数控机床上得到广泛应。它的传动特点是在具有螺旋槽的丝杠螺母之间装有滚珠作为中间传动元件。当丝杠和螺母相对运动时，滚珠沿丝杠螺旋槽滚道滚动，因此丝杠和螺母之间基本上为滚动摩擦。并且滚珠丝杠螺母副的动（静）摩擦系数相差极小，配以滚动导轨，起动力矩很小，运动灵敏，低速时不会出现爬行。滚珠丝杠螺母机构是回转运动与直线运动相互动的传动装。它具有以下优点: （1）摩擦损失孝传动效率高传动效率可达92%--96%，是普通丝杠传动的3～4倍，而驱动转矩仅为滑动丝杠螺母机构的25%。 （2）运动平稳，摩擦力孝灵敏度高、低速时无爬行由于主要存在的是滚动摩擦，不仅动、静摩擦因数都很小，且其差值小，因而启动转矩小，动作灵敏。