1、教學型數控銑床的方案分析1.機械構造分析本課題是設計一種數控銑床進給的機構，此機構的工作臺可以在X,Y軸兩個方向自由移動，由電動機把握，人們只需啟動和關閉開關，即可實現病床在任意位置的停頓，可以實現將工件移動到指定的位置，為加工供給便利。由于為了進給機構可以實現多種方案，本課題升降裝置承受電機驅動滾珠方式來帶開工作臺的平移，現供給以下設計方案：滾滾絲桿聯軸器步進電機圖1步進電機驅動滾珠絲桿進給機構方案1聯軸器固結，絲桿螺母裝在滾珠絲桿上面，保持滾珠絲桿與工作臺通過螺紋連 移，可以做X、Y 方向的移動，從而實現鉆床工作臺的快速進給。此種方案構造傳統的設計方法，但切合實際，我們優先考慮。橫向滾珠絲

2、橫向滾珠絲滾珠螺母進給機構安裝架滾珠螺母3 進給機構大體布局圖機械構造的設計滾珠絲杠的設計傳動效率高90%98%，為傳統的滑動絲杠系統的動可逆。運動平穩時無抖動、低速時無爬行現象，因此可周密地把握微量進給。高精度預拉伸以補償熱伸長，因此可以獲得較高的定位精度和重復定位精度。高耐用性鋼球滾動接觸處均經硬化HRC5863處理，并經周密磨削，循環體系同步性好由于運動平穩、反響靈敏、無阻滯、無滑移，用幾套一樣的滾珠絲杠傳動系統同時傳動幾個一樣的部件或裝置，可以獲得很好的同步效果。高牢靠性工所以安裝方式是一端固定一端游動的形式。X機械構造重力約 10N，焊槍在焊接時由于電流作用與工件之間的相互吸引力約2

3、N。滾珠絲杠副絲杠副傳動法面截形，循環方式等確實定特點的比較選擇如下：8.2-11，接觸角為 =45。其特點是：磨削滾道的砂輪成形簡便，可得到較高的加工精度。有較高的接觸強度，但比值r /DsW小，運行時摩擦損失增大。接觸角 隨初始間隙和軸向載荷的大小變化，為保證 45 o，必需嚴格把握徑向間隙。圖示如22 單圓弧法面截形單圓弧法面截形要求消退間隙和調整預緊必需承受雙螺母構造。循環通道短，摩擦損失小，傳動效率高。滾珠絲杠的預緊要求，以保證其反向傳動的精度。我們通常承受雙螺母構造預緊方式33 雙螺母構造預緊示意圖雙螺母預緊的構造通常有三種：4)圖4墊片調隙式成剖分式。隨時消退間隙和預緊。適用于高

4、剛度重載傳動。5)5 螺紋調隙式調整方式：調整端部的圓螺母，使螺母產生軸向位移。剛度要求不高或需隨時調整預緊力的傳動。6)6 齒差調隙式1、2Z1Z2Z2=Z1+1。兩個螺母向一樣方向同時P轉動，每轉過一個齒，調整軸向位移量為： s h(Ph導程)。Z Z12用于高精度的傳動機構。墊片調整式有構造比較簡潔，裝卸便利，剛度高的特點。滾珠絲杠選取與校核初始條件如下：Fm=4000N，420 mm，取用絲杠的工作長度為 672mm，有效滾道長度是 500mm575mm 平均轉速100r/m 使用壽命 L =15000h,Ra 為 58-62HRC,要求傳動精度0.03mm，螺桿材料h為：50MnCr

5、WMn ，整體淬火、低母承受雙螺母墊片式預緊方式。計算載荷下同FKKK KCFHL=1.2114000 4800N1KF為硬度系數，KL為短行程系數。參考機械零件18-18，18-19，18-20KF3n 3n L”1.6710000mh=1.2，KH=1，K=1Lc” Fac2n為平均轉速，其中 L=15000h，取 nmh=100r/min,代入上式后計算C”a=21496.42NC”a選擇螺旋尺寸8.2-18Ca接近 C”aC”a，如下表 1，1 螺旋尺寸表結合公稱直徑和公稱導程的優先協作，綜合考慮選擇參數如下：查特征代號確定型號為 FD406-3-3/全長螺紋長度，其尺寸參數如下：額定

6、動載荷 C 21650N,a公稱直徑 d40 mm,0公稱導程 Ph鋼球直徑 Dw 6mm,3.969mm圈數列數=1 3, 螺紋升角 2o44,根本額定靜載荷 Coa=70650NR = 0.52Dw=2.064mme = 0.707xR-Dw/2=0.0562mm絲杠螺紋內徑d =d2e2R=35.984mm10穩定性驗算冊長度系數 0.7 ，2-10S=3，由于螺桿較Fcr N按下式計算： 2 EI2Fcr=2la3EE=206GPalm，I為絲杠危急截面軸慣性矩m4 ;ad4I =13.140.03594=4a6464=8.149 108 m4又 0.7可得：F3.12 2068.14

7、919 108cr0.7672102 7.480105 N m7.4801054000N187 S35絲杠安全,不會失穩.剛度驗算的彈性變形方向是全都的。F(N)T(Nm)共同作用下引起每個導程變形量L(m)為0PFP2TL =0EA2GJC6式中,A 為絲杠截面積,A=1/4 d4 m2; J1CJC= d4 /32(m4 );GG=83.3GP1;TNm為轉矩。T=FmD 0 tan27 擦角，其正切值為摩擦系數；F為平均工作載荷；可以查出m螺旋副運動由旋轉運動轉化為直線運動時取參數摩擦系數 tan =0.0025，又 244, ，所以樣有下式：T=Fm0 tan 2D40D 40000.

8、05024710324.01933Nm按最不利的狀況計算，F=F 有cL4PF 16P2T0Ed2 2Gd 411464000 1033.14 206 109 0.0359 1.812 102 m1660.001 60.001 4.019333.14 2 8.33 109 (0.0359) 40則每米螺紋距離上彈性變形量為L0p L L0 1.812 0.01 3.02 m8p60.001mL而每米螺紋距離上彈性變形量的許用值0 見機械零件設計手冊其次p版中冊表 18-17.通常要求絲杠的導程誤差L 1/2，即LL =3.02 m/m1/2(0 )=1/2 10 m/mp所以絲杠的剛度是完全滿

9、足要求的。效率驗算 tan 0.047741 95.01%合格式9tan 0.050247綜上所校核，該絲杠是符合要求的。同理，徑向傳動的滾珠絲杠也好似符合要求的。3 章 滾動軸承的選取與計算軸向滾珠絲杠軸和徑向滾珠絲杠軸受力分析軸向滾珠絲杠軸和徑向滾珠絲杠軸一端受力 如圖依據如圖選取深溝球軸承 6006P。FA=309.6N錯誤！未找到引用源。 fP=1.1因，故P1=fp錯誤！未找到引用源。=1834.8NP2=fp錯誤！未找到引用源。=2305.8NLh120ft=1。滿足壽命要求。另一端受力如下圖，依據圖所選取深溝球軸承 6206。求當量載荷 P錯誤！未找到引用源。 fP=1.2 P1

10、=fp 錯誤！未找到引用源。=2135.2N P2=fp 錯誤！未找到引用源。=1277.7N(2)Lh。maxP01=0.6 錯誤！未找到引用源，錯誤！未找到引用源。錯誤！未max找到引用源。=1779.3N C0r/P01=11.13S0=1.2滿足壽命要求。051206。軸向力 Fa447.6N，e 0.31，Y=1.9，X=0.4載荷載荷HVF 1922.3NFFNH1NV1 52.19NF 2594.58NNH 2F1103.69NNV 2Fr 1923N,Fr12 2819NFrF1 1923 506Nd12Y21.9則Fr2819dF2 d22Y21.9742N1則Fa1 Fd

11、506N11aFa2 Fd F 953.6N1aF則a1 Fr150619230.263eF Fr2953.628190.338er則Pr F1923Nr11Pr XFr12則YFa2 0.42819 1.9953.6 2939NL 106Cr 1065900010 0.84106h Lhh60nP 60436.36 2939 3r 故合格。052207。aFa197.1N，e 0.35，Y=1.7，X=0.4載荷載荷HVF 651.65NFNH1F 216.13NNV1FNH 21967NF 652.38NNV 2Fr 686.55N,Fr12 2072.4N則FrF1 686.55 201

12、.93Nd12Y21.7FrF 2072.4 609.5Nd22Y21.7則22Fa1 FdFa2 Fd22則Fa 806.69N609.5NF806.69Fa1 1.17 e， a2609.50.294eF686.55Fr12072.4則Pr XFr YFa 0.4686.55 1.7806.69 1646N111rPr F 2072.4Nr224步進電機的選取及設計計算步進電機是一種能將數字輸入脈沖轉換成旋轉或直線增量運動的電磁執行沖數成正比例，相應的轉速取決于輸入脈沖頻率。步進電機是機電一體化產品中關鍵部件之一，通常被用作定位把握和定速控 機等。Mjmax載力矩大。選擇步進電機時，應使步距角和機械系統匹配，這樣可以得到機床所需的脈沖精度。精度是由電機的固有特性所打算。率能滿足機床快速移動的需要。選擇步進電機需要進展以下計算：4.1轉動慣量計算J 統在加速過程中產生的動態載荷，就必需計算物體的轉動慣量J 和角加速度，然后得慣性力矩TJJ r2rdV ，式中：dV 為體積元，為物體密度，r