1摘要五軸聯動加工中心有高效率、高精度的特點。若配以五軸聯動的高檔數控系統，還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠適應像汽車零部件、飛機結構件等現代模具的加工。本文設計了一臺五軸聯動機床主軸模型，在XY工作臺的基礎上疊加兩層托板，步進電動機帶動軸使其做旋轉運動，構成類似陀螺儀的結構。分別實現工作臺繞XY軸的轉動和移動，再沿Z軸裝配一根絲杠完成工作臺沿Z軸的上下運動最終實現刀具向各個面進行加工。主要完成了：模型整體結構設計，各個軸的結構設計及計算、滾珠絲杠、軸承和直線滾動導軌的選擇及其強度分析；步進電機的選擇及分析。關鍵詞五軸聯動絲杠傳動陀螺儀2AbstractFive-axismachiningcenterwithhighefficiencyandprecisioncharacteristics.Ifaccompaniedbyhigh-endCNCfive-axissystem,canalsocarryoutcomplexcurvedsurfaceprecisionmachining,moreabletoadaptasautomotivecomponents,aircraftstructuralpartsandothermodernmoldprocessing.Thispaperdesignedafive-axismachinetoolspindlemodel,basedontheXYtableoverlaytwopallets,steppermotordriveshaftrotationtodosoconstitutesasimilargyrostructure.WereachievedaroundtheXYaxisrotatingtableandmovealongtheZaxisandthencompletethetableassemblyofascrewupanddownmovementalongtheZaxistotheultimaterealizationofthevarioussurfaceprocessingtool.Maincompleted:overallstructuraldesignmodel,eachshaftstructuredesignandcalculation,ballscrews,bearingsandlinearmotionguidethechoiceandstrengthanalysis；steppermotorselectionandanalysis.Keywordsfive-axisgyroscrewdrive3目錄摘要1Abstract2第一章緒論5第二章總體方案的設計62.1設計任務62.2設計方案的論證62.2.1傳動方式的確定62.2.2陀螺儀機構的設計62.3總體方案的設計及結構組成6第三章XY工作臺及繞XY旋轉工作臺的設計83.1XY工作臺的設計83.1.1主要設計參數及依據83.1.2XY工作臺部件進給系統受力分析83.1.3初步確定XY工作臺尺寸及估算重83.2繞XY旋轉工作臺的設計83.2.1主要設計參數及依據83.2.2繞XY旋轉工作臺受力分析93.2.3初步選定繞XY旋轉工作臺的尺寸及重量估計93.3沿Z向移動工作部分設計9第四章滾珠絲杠副的選型與計算104.1滾珠絲杠的選型104.2滾珠絲杠副導程的確定134.3滾珠絲杠副的傳動效率14第五章直線滾動導軌的選型155.1定位精度高155.2降低機床造價并大幅度節約電力155.3可提高機床的運動速度155.4可長期維持機床的高精度155.5直線滾動導軌副的計算與選型165.5.1滑塊承受工作載荷Fmax的計算及導軌型號的選取165.5.2距離額定壽命L的計算16第六章步進電機的參數與選型176.1步進電動機的特點176.2步進電動機的分類176.2.1反應式步進電動機176.2.2永磁式步進電動機176.2.3混合式步進電動機176.3步進電動機的參數及其選擇186.3.1步距角的選擇186.4電動機的轉速與功率196.5各參素的確定1946.6初選步進電動機型號206.6.1脈沖當量的選擇206.6.2等效負載轉矩的計算206.6.3等效轉動慣量計算206.6.4步進電動機型號選擇的計算21第七章軸、軸承及聯軸器的選用267.1軸的材料267.1.1軸的分類267.1.2軸的材料及選擇267.2軸的結構設計267.2.1軸頭、軸頸和軸身267.2.2軸