數(shù)控銑床進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書PAGE PAGE PAGE 35數(shù)控銑床進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138511999#_Toc138511999 前言 PAGEREF _Toc138511999 h 1 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512008#_Toc138512008 1.原始條件和設(shè)計(jì)要求2 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512011#_Toc138512011 2.數(shù)控機(jī)床的加工原理4 HYPERLINK file

2、:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512012#_Toc138512012 3.進(jìn)給伺服系統(tǒng)概述5 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512012#_Toc138512012 4.縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算7 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512013#_Toc138512013 4.1絲杠螺母靜態(tài)設(shè)計(jì)7 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512014#_Toc138512014 4.2絲杠螺母動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)9 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc13851

3、2015#_Toc138512015 4.3變速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)11 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512016#_Toc138512016 4.4電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)設(shè)計(jì)13 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512016#_Toc138512016 5.電動(dòng)機(jī)的選取與減速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)16 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512022#_Toc138512022 5.1電動(dòng)機(jī)的選取16 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512023#_Toc138512023

4、5.2減速機(jī)構(gòu)的選取設(shè)計(jì)16 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512025#_Toc138512025 6.進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512025#_Toc138512025 7.滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)17 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512026#_Toc138512026 總結(jié)19 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.doc l _Toc138512027#_Toc138512027 致謝20 HYPERLINK file:/I:說(shuō)明書.

5、doc l _Toc138512028#_Toc138512028 參考文獻(xiàn)21前 言 我國(guó)目前機(jī)床總量380余萬(wàn)臺(tái)，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34萬(wàn)臺(tái)，即我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率不到3。近10年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為0.60.8萬(wàn)臺(tái)，年產(chǎn)值約為18億元。機(jī)床的數(shù)控化率僅為6。這些機(jī)床中,役齡10年以上的占60以上；10年以下的機(jī)床中，自動(dòng)/半自動(dòng)機(jī)床不到20，F(xiàn)MC/FMS等自動(dòng)化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國(guó)和日本自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床占60以上）?？梢?jiàn)我們的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來(lái)的產(chǎn)品國(guó)內(nèi)、外市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，直

6、接影響一個(gè)企業(yè)的的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。 而相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)床，數(shù)控機(jī)床有以下明顯的優(yōu)越性： 1、可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來(lái)的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。 2、可以實(shí)現(xiàn)加工的柔性自動(dòng)化，從而效率比傳統(tǒng)機(jī)床提高37倍。 3、加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。 4、可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。 5、擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管加工。 因此，采用數(shù)控機(jī)床，可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)力（一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床），減少工裝，縮短新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)。 此外，機(jī)床數(shù)控

7、化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。 1.原始條件和設(shè)計(jì)要求 工作臺(tái)：工作臺(tái)質(zhì)量最大加工受力快進(jìn)速度工進(jìn)速度最大加速度工作臺(tái)導(dǎo)軌摩擦力工作行程減速機(jī)構(gòu)：絲杠螺母機(jī)構(gòu)(圖2)，已知數(shù)據(jù)如下：圖2絲杠螺母機(jī)構(gòu)軸承軸向剛度絲杠螺母剛度螺母支座剛度絲杠傳動(dòng)效率絲杠長(zhǎng)度絲杠軸承、絲杠螺母摩擦力矩 軸承平均間距導(dǎo)程最大轉(zhuǎn)速常數(shù)支承方式雙推雙推伺服電機(jī)：電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量 2.數(shù)控機(jī)床的加工原理金屬切削機(jī)床加工零件，是操作者依據(jù)工程圖樣的要求，不斷改變刀具與工件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的參數(shù)（位置，

8、速度等），使刀具對(duì)工件進(jìn)行切削加工，最終得到所需要的合格零件。數(shù)控機(jī)床的加工，是把道具與工件的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)分割成一些最小的單位量，即最小位移量，由數(shù)控系統(tǒng)按照零件程序的要求，使坐標(biāo)移動(dòng)若干個(gè)最小位移量（即控制刀具運(yùn)動(dòng)軌跡），從而實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)零件的加工。刀具沿各坐標(biāo)軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，是以脈沖當(dāng)量為單位的（mm/脈沖）。當(dāng)走刀軌道為直線或圓弧時(shí)，數(shù)控裝置則在線段的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)值之間進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”，求出一系列中間點(diǎn)的坐標(biāo)值，然后按中間的坐標(biāo)值，向坐標(biāo)輸出脈沖數(shù)，保證加工出需要的直線或圓弧輪廓。數(shù)控裝置進(jìn)行的這種“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”稱做插補(bǔ)，一般數(shù)控裝置都具有對(duì)基本函數(shù)（如直線函數(shù)和圓

9、函數(shù)）進(jìn)行插補(bǔ)的功能。對(duì)任意曲面零件的加工，必須使刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡與該曲面完全吻合，才能加工出所需要的零件。數(shù)控機(jī)床是由信息載體,數(shù)控裝置,伺服系統(tǒng)和機(jī)床主體各機(jī)械部件組成,如圖1所示。3.進(jìn)給伺服系統(tǒng)概述數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)如圖2所示：由于各種數(shù)控機(jī)床所完成的加工任務(wù)不同，它們對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求也不盡相同，但通?？筛爬橐韵聨追矫妫嚎赡孢\(yùn)行；速度范圍寬；具有足夠的傳動(dòng)剛度和高的速度穩(wěn)定性；快速響應(yīng)并無(wú)超調(diào)；高精度；低速大轉(zhuǎn)矩。伺服系統(tǒng)對(duì)伺服電機(jī)的要求：（1）從最低速到最高速電機(jī)都能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)要小，尤其在低速如0.1r /min或更低速時(shí)，仍有平穩(wěn)的速度而無(wú)爬行現(xiàn)象。（2）電機(jī)應(yīng)

10、具有大的較長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服電機(jī)要求在數(shù)分鐘內(nèi)過(guò)載4-6倍而不損壞。（3）為了滿足快速響應(yīng)的要求，電機(jī)應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可能小的時(shí)間常數(shù)和啟動(dòng)電壓。電機(jī)應(yīng)具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保證電機(jī)可在0.2s以內(nèi)從靜止啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速。（4）電機(jī)應(yīng)能隨頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和伺服控制技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)已開(kāi)始采用高速、高精度的全數(shù)字伺服系統(tǒng)。使伺服控制技術(shù)從模擬方式、混合方式走向全數(shù)字方式。由位置、速度和電流構(gòu)成的三環(huán)反饋全部數(shù)字化、軟件處理數(shù)字PID，使用靈活，柔性好。數(shù)字伺服系

11、統(tǒng)采用了許多新的控制技術(shù)和改進(jìn)伺服性能的措施，使控制精度和品質(zhì)大大提高。數(shù)控車床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)一般均采用進(jìn)給伺服系統(tǒng)。這也是數(shù)控車床區(qū)別于普通車床的一個(gè)特殊部分。數(shù)控車床的伺服系統(tǒng)一般由驅(qū)動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)元件、機(jī)械傳動(dòng)部件、執(zhí)行件和檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動(dòng)控制單元和驅(qū)動(dòng)元件組成伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)械傳動(dòng)部件和執(zhí)行元件組成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。檢測(cè)元件與反饋電路組成檢測(cè)系統(tǒng)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)按其控制方式不同可分為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)控制方式通常是具有位置反饋的伺服系統(tǒng)。根據(jù)位置檢測(cè)裝置所在位置的不同，閉環(huán)系統(tǒng)又分為半閉環(huán)系統(tǒng)和全閉環(huán)系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)具有將位置檢測(cè)裝置裝在絲杠端頭和裝在電機(jī)軸端兩種類型。前者把

12、絲杠包括在位置環(huán)內(nèi)，后者則完全置機(jī)械傳動(dòng)部件于位置環(huán)之外。全閉環(huán)系統(tǒng)的位置檢測(cè)裝置安裝在工作臺(tái)上，機(jī)械傳動(dòng)部件整個(gè)被包括在位置環(huán)之內(nèi)。 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的定位精度比閉環(huán)系統(tǒng)低，但它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉。由于影響定位精度的機(jī)械傳動(dòng)裝置的磨損、慣性及間隙的存在，故開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的精度和快速性較差。 全閉環(huán)系統(tǒng)控制精度高、快速性能好，但由于機(jī)械傳動(dòng)部件在控制環(huán)內(nèi)，所以系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能不僅取決于驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而且還與機(jī)械傳動(dòng)部件的剛度、阻尼特性、慣性、間隙和磨損等因素有很大關(guān)系，故必須對(duì)機(jī)電部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行綜合考慮才能滿足系統(tǒng)的要求。因此全閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的要求比較高，且造價(jià)也較昂貴。閉環(huán)系統(tǒng)中采用的

13、位置檢測(cè)裝置有：脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、磁尺、光柵尺和激光干涉儀等。 數(shù)控車床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)中常用的驅(qū)動(dòng)裝置是伺服電機(jī)。伺服電機(jī)有直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)之分。交流伺服電機(jī)由于具有可靠性高、基本上不需要維護(hù)和造價(jià)低等特點(diǎn)而被廣泛采用。直流伺服電動(dòng)機(jī)引入了機(jī)械換向裝置。其成本高，故障多，維護(hù)困難，經(jīng)常因碳刷產(chǎn)生的火花而影響生產(chǎn)，并對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。同時(shí)機(jī)械換向器的換向能力，限制了電動(dòng)機(jī)的容量和速度。電動(dòng)機(jī)的電樞在轉(zhuǎn)子上，使得電動(dòng)機(jī)效率低，散熱差。為了改善換向能力，減小電樞的漏感，轉(zhuǎn)子變得短粗，影響了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。交流伺服已占據(jù)了機(jī)床進(jìn)給伺服的主導(dǎo)地位，并隨著新技術(shù)的發(fā)展而不

14、斷完善，具體體現(xiàn)在三個(gè)方面。一是系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)裝置中的電力電子器件不斷向高頻化方向發(fā)展，智能化功率模塊得到普及與應(yīng)用；二是基于微處理器嵌入式平臺(tái)技術(shù)的成熟，將促進(jìn)先進(jìn)控制算法的應(yīng)用；三是網(wǎng)絡(luò)化制造模式的推廣及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的成熟，將使基于網(wǎng)絡(luò)的伺服控制成為可能。4.縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如圖3所示是一種典型的機(jī)械傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)方案，采用電動(dòng)機(jī)，減速機(jī)構(gòu)和絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)裝置。對(duì)于這種機(jī)械傳動(dòng)部件，設(shè)計(jì)的步驟應(yīng)該是：先根據(jù)靜態(tài)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)裝置和減速機(jī)構(gòu)，然后再根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇電動(dòng)機(jī)。4.1絲杠螺母靜態(tài)設(shè)計(jì) （1）確定動(dòng)載荷 QUOTE 工作循環(huán)周期T由加速時(shí)間 QUOTE 和加工時(shí)間

15、 QUOTE 組成，計(jì)算如下: 在減速期間的平均速度 QUOTE 為 工作進(jìn)給時(shí)轉(zhuǎn)速 QUOTE 為 可得當(dāng)量轉(zhuǎn)速 載荷系數(shù) QUOTE 取 QUOTE 當(dāng)量載荷為 算出 QUOTE 代入上式 取滾珠絲杠壽命為20000h，算出該滾珠絲杠的動(dòng)載荷 (2)確定靜載荷 最大軸向力可近似取最大加工受力，即 取靜態(tài)安全系數(shù) QUOTE ,得靜載荷 QUOTE (3)根據(jù)軸向壓力選取絲杠直徑 QUOTE 由 QUOTE 查表 QUOTE 代入上式得 故取 (4)轉(zhuǎn)速限制 = 1 * GB3 最大轉(zhuǎn)矩限制： QUOTE 由 由 QUOTE 得 = 2 * GB3 臨界轉(zhuǎn)速限制： QUOTE 由 , QUO

16、TE , QUOTE 得 QUOTE (5)選擇絲杠直徑 由上面計(jì)算，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，從廠家產(chǎn)品樣本中選取絲杠直徑 可得 QUOTE 4.2絲杠螺母動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) （1）確定絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的總剛度 = 1 * GB3 扭矩剛度： QUOTE 式中 QUOTE ； QUOTE 。 將絲杠扭轉(zhuǎn)剛度折算成工作臺(tái)（執(zhí)行件）直線剛度公式 QUOTE 得 QUOTE 。 = 2 * GB3 拉壓剛度： QUOTE 根據(jù)已知條件可得 QUOTE 。 = 3 * GB3 總剛度：對(duì)于“雙推-雙推”式支承的絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)裝置，其剛度的等效圖如圖5所示。 圖5 雙推-雙推式絲杠剛度等效圖 設(shè)螺母位于絲杠中間，于是 QUOTE

17、 系統(tǒng)的總剛度為 QUOTE 將已知條件代入，得系統(tǒng)的總剛度 QUOTE (2)確定機(jī)械諧振頻率 機(jī)械傳動(dòng)部件的諧振頻率 QUOTE 故 (3)確定具有滿意動(dòng)態(tài)性能的絲杠直徑 電氣驅(qū)動(dòng)部件的諧振頻率取下列值，則其動(dòng)態(tài)性能較好，即取 QUOTE 采用常規(guī)的比列位置調(diào)節(jié)，為了使機(jī)械傳動(dòng)部件的動(dòng)態(tài)性能不影響系統(tǒng)總的動(dòng)態(tài)性能，應(yīng)當(dāng)使 QUOTE 但是，根據(jù)本例選擇的絲杠直徑 QUOTE ，只能得到 因此，絲杠的直徑應(yīng)該更大一些。 若取 QUOTE 得 QUOTE 所以 QUOTE 解上式可得 QUOTE 最后根據(jù)廠家產(chǎn)品樣本選取絲杠直徑 QUOTE 4.3變速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 已知，電氣驅(qū)動(dòng)部件具有二階振蕩環(huán)

18、節(jié)的性能，其諧振頻率 QUOTE 阻尼比 QUOTE 電氣時(shí)間常數(shù) QUOTE 機(jī)械時(shí)間常數(shù) QUOTE 式中 QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE 機(jī)械時(shí)間常數(shù)里的 QUOTE 是電動(dòng)機(jī)軸上總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 QUOTE 為了電氣驅(qū)動(dòng)部件獲得最大的諧振頻率，必須使計(jì)算到電動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)械部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 QUOTE 最小。這一點(diǎn)可以借助減速機(jī)構(gòu)達(dá)到。 如圖1所示電動(dòng)機(jī)軸上的小齒輪，其直徑及齒寬，根據(jù)傳遞的動(dòng)力由最小齒輪及模數(shù)的要求決定。當(dāng)小齒輪設(shè)計(jì)完畢，它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 QUOTE 就是已知的。 大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 QUOTE 可由 QUOTE 和 QUOTE 降速比近似確定，即 QUOTE 機(jī)械部件

19、折算到電動(dòng)機(jī)軸上恩多總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 QUOTE 式中 QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE 。 令 QUOTE ，得滿足最小慣量要求的相對(duì)額定降速比 QUOTE QUOTE 根據(jù)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的已知條件，得， 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 QUOTE 為 QUOTE QUOTE 式中 QUOTE ； QUOTE QUOTE 將已知條件代入，得 QUOTE 4.4電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)設(shè)計(jì) （1）計(jì)算 QUOTE 得 QUOTE 根據(jù)上面求得的最佳傳動(dòng)比 QUOTE 和其他參數(shù)，得 QUOTE ) (2)確定電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 工作臺(tái)加速和加工力所引起的當(dāng)量力矩 QUOTE 式中 QUOTE QUOTE 為當(dāng)量載荷故得

20、 絲杠加速度 QUOTE 絲杠加速所需的轉(zhuǎn)矩 QUOTE 由絲杠加速所引起的當(dāng)量力矩 QUOTE 可得 QUOTE 絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的總當(dāng)量力矩為 QUOTE 可得 QUOTE 電動(dòng)機(jī)軸的加速度 QUOTE 可得 QUOTE 電動(dòng)機(jī)軸的加速轉(zhuǎn)矩 QUOTE 由電動(dòng)機(jī)軸加速所引起的當(dāng)量力矩 QUOTE 所以 QUOTE 作用在電動(dòng)機(jī)軸上的當(dāng)量力矩為 QUOTE 可得 QUOTE 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩應(yīng)為 QUOTE 故 QUOTE (3)確定電動(dòng)機(jī)額定功率 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 QUOTE 可得 QUOTE 電動(dòng)機(jī)的額定功率 QUOTE QUOTE 最后得電動(dòng)機(jī)額定功率 QUOTE 。5.電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)

21、構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1電動(dòng)機(jī)的選取 電動(dòng)機(jī)額定功率 QUOTE 選取型號(hào)為JZS2G-51-2，額定功率為 QUOTE ，額定轉(zhuǎn)速為 QUOTE 5.2減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于 QUOTE 。 可取 QUOTE 。 QUOTE (1)分度圓直徑 QUOTE =60mm QUOTE =180mm (2)中心距 QUOTE (3)齒寬 QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE 6.進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)滾珠絲杠螺母副是直線運(yùn)動(dòng)與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能相互轉(zhuǎn)換的新型傳動(dòng)裝置，在絲杠和螺母上都有半圓弧形的螺旋槽，當(dāng)他們套裝在一起時(shí)便形成了滾珠的螺旋滾道。螺母上有滾珠的回路

22、管道，將幾圈螺旋滾道的兩端連接起來(lái)構(gòu)成封閉的螺旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠，當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠在滾道內(nèi)既自轉(zhuǎn)又沿滾道循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，因而迫使螺母軸向移動(dòng)。滾珠絲杠螺母副具有以下特點(diǎn)：（1）傳動(dòng)效率高，摩擦損失小。滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為0.92-0.96，比普通絲杠高3-4倍。因此，功率消耗只相當(dāng)于普通絲杠的1/4-/3.（2）若給于適當(dāng)預(yù)緊，可以消除絲杠和螺母之間的螺紋間隙，反向時(shí)還可以消除空載死區(qū)，從而使絲杠的定位精度高，剛度好。（3）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)爬行現(xiàn)象，傳動(dòng)精度高。（4）具有可逆性，既可以從螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，也可以從直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。也就是說(shuō)，絲杠和螺母可以作為主動(dòng)件。（5）磨損

23、小，使用壽命長(zhǎng)。（6）制造工藝復(fù)雜。滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度也要求高，故制造成本高。（7）不能自鎖。特別是垂直安裝的絲杠，由于其自重和慣性力的不同，下降時(shí)當(dāng)傳動(dòng)切斷后，不能立即停止運(yùn)動(dòng)，故還需要增加制動(dòng)裝置。本次設(shè)計(jì)采用的是內(nèi)循環(huán)的絲杠螺母副，精度為3級(jí)，兩端采用了小圓螺母為軸向定位絲杠螺母副采用的預(yù)緊方式為單螺母消除間隙方法。它是在滾珠螺母體內(nèi)的兩列循環(huán)滾珠鏈之間，使內(nèi)螺紋滾道在軸向產(chǎn)生一個(gè)的導(dǎo)程突變量，從而使兩列滾珠在軸向錯(cuò)位而實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。這種調(diào)隙方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但載荷量須預(yù)先設(shè)定而且不能改變。滾珠絲杠的主要載荷是軸向載荷，徑向載荷主要是臥式絲杠的自重。因此對(duì)絲杠的軸向

24、精度和軸向剛度應(yīng)有較高要求，其兩端支承的配置情況有：一端軸向固定一端自由的支承配置方式，通常用于短絲杠和垂直進(jìn)給絲杠；一端固定一端浮動(dòng)的方式，常用于較長(zhǎng)的臥式安裝絲杠；以及兩端固定的安裝方式，常用于長(zhǎng)絲杠或高轉(zhuǎn)速、高剛度、高精度的絲杠，這種配置方式可對(duì)絲桿進(jìn)行預(yù)拉伸。因此在此課題中采用兩端固定的方式，以實(shí)現(xiàn)高剛度、高精度以及對(duì)絲杠進(jìn)行拉伸。絲杠中常用的滾動(dòng)軸承有以下兩種：滾針推力圓柱滾子組合軸承和接觸角為60角接觸軸承，在這兩種軸承中，60角接觸軸承的摩擦力矩小于后者，而且可以根據(jù)需要進(jìn)行組合，但剛度較后者低，目前在一般中小型數(shù)控機(jī)床中被廣泛應(yīng)用。滾針圓柱滾子軸承多用于重載和要求高剛度的地方。

25、60角接觸軸承的組合配置形式有面對(duì)面的組合、背靠背組合、同向組合、一對(duì)同向與左邊一個(gè)面對(duì)面組合。由于螺母與絲杠的同軸度在制造安裝的過(guò)程中難免有誤差，又由于面對(duì)面組合方式，兩接觸線與軸線交點(diǎn)間的距離比背對(duì)背時(shí)小，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整較易。因此在進(jìn)給傳動(dòng)中面對(duì)面組合用得較多。在此課題中采用了以面對(duì)面配對(duì)組合的60角接觸軸承，組合方式為DDB。以容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整。滾珠絲杠工作時(shí)要發(fā)熱，其溫度高于床身。為了補(bǔ)償因絲杠熱膨脹而引起的定位精度誤差，可采用絲杠預(yù)拉伸的結(jié)構(gòu)，使預(yù)拉伸量略大于熱膨脹量?？?結(jié)課程設(shè)計(jì)作為工科院校大學(xué)生的必修環(huán)節(jié)，不僅是鞏固大學(xué)生大學(xué)所學(xué)知識(shí)的重要環(huán)節(jié)，而且也是在檢驗(yàn)畢業(yè)生綜合應(yīng)用知識(shí)的

26、能力、自學(xué)能力、獨(dú)立操作能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是大學(xué)生參加工作前的一次實(shí)踐性鍛煉。大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在我們即將進(jìn)入大四,踏入社會(huì)之前，通過(guò)課程設(shè)計(jì)來(lái)檢查和考驗(yàn)我們?cè)谶@幾年的所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)對(duì)于我們自身來(lái)說(shuō)，這次課程設(shè)計(jì)很貼切地把一些實(shí)踐性的東西引入我們的設(shè)計(jì)中和平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)相關(guān)聯(lián)。為我們無(wú)論是在將來(lái)的工作或者是繼續(xù)學(xué)習(xí)的過(guò)程中打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)這一學(xué)期的學(xué)習(xí)和對(duì)有關(guān)資料的查閱，我運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和從與專業(yè)相關(guān)聯(lián)的課程為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了刀具零件的工藝、編制了刀具零件的加工程序，并復(fù)習(xí)了所學(xué)軟件AUTOCAD的運(yùn)用，同時(shí)學(xué)習(xí)了其他一些相關(guān)軟件的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)思想中盡可能體現(xiàn)了我所學(xué)的

27、、掌握和了解的知識(shí)。其次我從這次課程設(shè)計(jì)中獲益匪淺，在以后的工作中，肯定會(huì)遇到許多困難，但回想起這設(shè)計(jì)經(jīng)歷的時(shí)候，我就萌發(fā)出那種和困難做斗爭(zhēng)的勇氣。當(dāng)然由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不足，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免有不足和缺點(diǎn)，但是我絕得得到教訓(xùn)也算是一種收獲吧。 致 謝 本次設(shè)計(jì)是在老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。他淵博的知識(shí)、勤奮的工作作風(fēng)、務(wù)實(shí)的學(xué)習(xí)和工作態(tài)度、積極進(jìn)取的勇氣和魄力、以及對(duì)學(xué)生從嚴(yán)要求的治學(xué)態(tài)度都深深感染了我，值得我終身學(xué)習(xí)。他無(wú)私的奉獻(xiàn)精神是我畢生學(xué)習(xí)和追求的目標(biāo)。在今后的學(xué)習(xí)和生活之中，老師的教誨必將激勵(lì)我不斷奮發(fā)向上。參 考 文 獻(xiàn):1.王愛(ài)玲 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床M.北京： 國(guó)防工業(yè)出版社 2009

28、2.熊光華 數(shù)控機(jī)床M.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 20023.華東紡織工學(xué)院機(jī)制研究室 機(jī)床課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)M. 華東紡織工學(xué)院 1982.94.鞏云鵬，田萬(wàn)祿 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)M.沈陽(yáng)： 東北大學(xué)出版社 2000附錄資料：不需要的可以自行刪除常用電工與電子學(xué)圖形符號(hào)序號(hào)符號(hào)名稱與說(shuō)明1直流 注：電壓可標(biāo)注在符號(hào)右邊，系統(tǒng)類型可標(biāo)注在左邊2直流 注：若上述符號(hào)可能引起混亂，也可采用本符號(hào)3交流 頻率或頻率范圍以及電壓的數(shù)值應(yīng)標(biāo)注在符號(hào)的右邊，系統(tǒng)類型應(yīng)標(biāo)注在符號(hào)的左邊50Hz示例1： 交流 50Hz100600Hz示例2：交流 頻率范圍100600Hz380/220V 3N 50Hz示例3：交流，三

29、相帶中性線， 50Hz， 380V（中性線與相線之間為220V）。3N可用3+ N代替3N 50Hz/TN-S示例4：交流，三相，50Hz，具有一個(gè)直接接地點(diǎn)且中性線與保護(hù)導(dǎo)線全部分開(kāi)的系統(tǒng)4低頻（工頻或亞音頻）5中頻（音頻）6高頻（超音頻，載頻或射頻）7交直流8具有交流分量的整流電流注：當(dāng)需要與穩(wěn)定直流相區(qū)別時(shí)使用9N中性（中性線）10M中間線11+正極12-負(fù)極13熱效應(yīng)14電磁效應(yīng)過(guò)電流保護(hù)的電磁操作15電磁執(zhí)行器操作16熱執(zhí)行器操作（如熱繼電器、熱過(guò)電流保護(hù)）17電動(dòng)機(jī)操作18正脈沖19負(fù)脈沖20交流脈沖21正階躍函數(shù)22負(fù)階躍函數(shù)23鋸齒波24接地一般符號(hào)25無(wú)噪聲接地（抗干擾接地）

30、26保護(hù)接地27接機(jī)殼或接底板28等電位29理想電流源30理想電壓源31理想回轉(zhuǎn)器32故障（用以表示假定故障位置）33閃繞、擊穿34永久磁鐵35動(dòng)觸點(diǎn)注：如滑動(dòng)觸點(diǎn)36測(cè)試點(diǎn)指示示例點(diǎn)，導(dǎo)線上的測(cè)試37交換器一般符號(hào)/轉(zhuǎn)換器一般符號(hào)注：若變換方向不明顯，可用箭頭表示在符號(hào)輪廓上38電機(jī)一般符號(hào)，符號(hào)內(nèi)的星號(hào)必須用下述字母代替C同步交流機(jī) G 發(fā)電機(jī)G8同步發(fā)電機(jī) M電動(dòng)機(jī)MG擬作為發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)使用的電機(jī)MS同步電動(dòng)機(jī) 注：可以加上符號(hào)或SM伺服電機(jī) TG測(cè)速發(fā)電機(jī)TM力矩電動(dòng)機(jī) IS感應(yīng)同步器39三相籠式異步電動(dòng)機(jī)40三相線繞轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)41并勵(lì)三相同步變速機(jī)42直流力矩電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電機(jī)一般

31、符號(hào)43電機(jī)示例：短分路復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)示出接線端子和電刷44串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)45并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)46單相籠式有分相扇子的異步電動(dòng)機(jī)47單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)48單向同步電動(dòng)機(jī)49單向磁滯同步電動(dòng)機(jī)自整角機(jī)一般符號(hào)符號(hào)內(nèi)的星號(hào)必須用下列字母代替：CX 控制式自整角發(fā)送機(jī) CT控制式自整角變壓器TX 力矩式自整角發(fā)送機(jī) TR 力矩式自整角接收機(jī)50手動(dòng)開(kāi)關(guān)一般符號(hào)51按鈕開(kāi)關(guān)（不閉鎖）52拉拔開(kāi)關(guān)（不閉鎖）53旋鈕開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)（閉鎖）54位置開(kāi)關(guān) 動(dòng)合觸點(diǎn)限制開(kāi)關(guān) 動(dòng)合觸點(diǎn)55位置開(kāi)關(guān) 動(dòng)斷觸點(diǎn)限制開(kāi)關(guān) 動(dòng)斷觸點(diǎn)56熱敏自動(dòng)開(kāi)關(guān) 動(dòng)斷觸點(diǎn)57熱繼電器 動(dòng)斷觸點(diǎn)58接觸器觸點(diǎn)（在非動(dòng)作位置斷開(kāi)）59接觸器

32、觸點(diǎn)（在非動(dòng)作位置閉合）60操作器件一般符號(hào) 注：具有幾個(gè)繞組的操作器件，可由適當(dāng)數(shù)值的斜線或重復(fù)本符號(hào)來(lái)表示61緩慢釋放（緩放）繼電器的線圈62緩慢吸合（緩吸）繼電器的線圈63緩吸和緩放繼電器的線圈64快速繼電器（快吸和快放）的線圈65對(duì)交流不敏感繼電器的線圈66交流繼電器的線圈67熱繼電器的驅(qū)動(dòng)器件68熔斷器一般符號(hào)69熔斷器式開(kāi)關(guān)70熔斷器式隔離開(kāi)關(guān)71熔斷器式負(fù)荷開(kāi)關(guān)72火花間隙73雙火花間隙74 動(dòng)合（常開(kāi)）觸點(diǎn) 注：本符號(hào)也可以用作開(kāi)關(guān)一般符號(hào)75動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)76先斷后合的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)77中間斷開(kāi)的雙向觸點(diǎn)78先合后斷的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)（橋接）79當(dāng)操作器件被吸合時(shí)延時(shí)閉合的動(dòng)合觸點(diǎn)80有

33、彈性返回的動(dòng)合觸點(diǎn)81無(wú)彈性返回的動(dòng)合觸點(diǎn)82有彈性返回的動(dòng)斷觸點(diǎn)83左邊彈性返回，右邊無(wú)彈性返回的中間斷開(kāi)的雙向觸點(diǎn)84指示儀表的一般符號(hào) 星號(hào)須用有關(guān)符號(hào)替代，如A代表電流表等85記錄儀表一般符號(hào) 星號(hào)須用有關(guān)符號(hào)替代，如W代表功率表等86指示儀表示例：電壓表87電流表88無(wú)功電流表89無(wú)功功率表90功率因數(shù)表91相位表92頻率表93檢流計(jì)94示波器95轉(zhuǎn)速表96記錄儀表示例：記錄式功率表97組合式記錄功率表和無(wú)功功率表98記錄式示波器99電度表（瓦特小時(shí)計(jì)）100無(wú)功電度表101燈一般符號(hào) 信號(hào)燈一般符號(hào)注：如果要求指示顏色則在靠近符號(hào)處標(biāo)出下列字母：RD 紅、YE 黃、GN 綠、BU藍(lán)

34、、WH白如要指出燈的類型，則在靠近符號(hào)處標(biāo)出下列字母：Ne氖、Xe氦、 Na鈉 、Hg汞、 I碘、 IN白熾、EL電發(fā)光、ARC弧光、FL熒光、IR紅外線、UV紫外線、LED發(fā)光二極管102閃光型信號(hào)燈103電警笛 報(bào)警器104優(yōu)選型其它型峰鳴器105電動(dòng)器箱106電喇叭107優(yōu)選型其它型電鈴108 可調(diào)壓的單向自耦變壓器109 繞組間有屏蔽的雙繞組單向變壓器110 在一個(gè)繞組上有中心點(diǎn)抽頭的變壓器111 耦合可變的變壓器112 三相變壓器星形三角形聯(lián)結(jié)113 三相自耦變壓器 星形連接114 單向自耦變壓器115 雙繞組變壓器注：瞬時(shí)電壓的極性可以在形式Z中表示示例：示出瞬時(shí)電壓極性標(biāo)記的雙繞

35、組變壓器流入繞組標(biāo)記端的瞬時(shí)電流產(chǎn)生輔助磁通116 三繞組變壓器117 自耦變壓器118電抗器 扼流圈119優(yōu)選型其它型電阻器一般符號(hào)120可變電阻器 可調(diào)電阻器121壓敏電阻器、變阻器 注：U可以用V代替122滑線式變阻器123帶滑動(dòng)觸點(diǎn)和斷開(kāi)位置的電阻器124滑動(dòng)觸點(diǎn)電位器125優(yōu)選型 其它型 電容器一般符號(hào) 注：如果必須分辨同一電容器的電極時(shí)，弧形的極板表示：在圈定的紙介質(zhì)和陶瓷介質(zhì)電容器中表示外電極在可調(diào)和可變的電容器中表示動(dòng)片電極在穿心電容器中表示紙電位電極126優(yōu)選型 其它型 極性電容器127優(yōu)選型 其它型 可變電容器可調(diào)電容器128優(yōu)選型 其它型 微調(diào)電容器129電感器 線圈 繞

36、組 扼流圈130半導(dǎo)體二極度管一般符號(hào)131發(fā)光二極管一般符號(hào)132利用室溫效應(yīng)的二極管 Q可用t代替133用作電容性器件的二極管（變?nèi)荻O管）134隧道二極管135單向擊穿二極管電壓調(diào)整二極管江崎二極管136雙向擊穿二極管137反向二極管（單隧道二極管）138雙向二極管交流開(kāi)關(guān)二極管139三極晶體閘流管 注：當(dāng)沒(méi)有必要規(guī)定控制極的類型時(shí)，這個(gè)符號(hào)用于表示反向阻斷三極晶體閘流管140反向阻斷三極晶體閘流管N型控制極（陽(yáng)極側(cè)受控）141反向阻斷三極晶體閘流管P型控制極（陰極側(cè)受控）142可關(guān)斷三極晶體閘流管，末規(guī)定控制極143可關(guān)斷三極晶體閘流管 N型控制極 （陽(yáng)極側(cè)受控）144可關(guān)斷三極晶體閘

37、流管 P型控制極 （陰極側(cè)受控）145反向阻斷四極晶體閘流管146雙向三極晶體閘流管三端雙向晶體閘流管147反向?qū)ㄈ龢O晶體閘流管，末規(guī)定控制極148反向?qū)ㄈ龢O晶體閘流管，N型控制極（陽(yáng)極側(cè)受控）149反向?qū)ㄈ龢O晶體閘流管，P型控制極（陰極側(cè)受控）150光控晶體閘流管151PNP型半導(dǎo)體管152NPN型半導(dǎo)體管，集電極接管殼153NPN型雪崩半導(dǎo)體管154具P型基極單結(jié)型半導(dǎo)體管155具有N型基極單結(jié)型半導(dǎo)體管156N型溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體管注：柵極與源極引線應(yīng)繪在一直線上157P型溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體管158增強(qiáng)型、單柵、P溝道和襯底無(wú)引出線絕緣相場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體管159增強(qiáng)型、單柵、N溝道

38、和襯底無(wú)引出線絕緣相場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體管160增強(qiáng)型、單柵、P溝道和襯底有引出線絕緣相場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體管161增強(qiáng)型、單柵、N溝道和襯底與源極在內(nèi)部連接絕緣相場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體管162耗盡型、單柵、N溝道和襯底無(wú)引出線的柵場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體管163耗盡型、單柵、P溝道和襯底無(wú)引出線的柵場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體管164耗盡型、單柵、N溝道和襯底有引出線的柵場(chǎng)效注：在多柵的情況下，主柵極與源極的引線應(yīng)在一條直線上165光敏電阻具有對(duì)稱導(dǎo)電性的光電器件166光電二極管具有非對(duì)稱導(dǎo)電性的光電器件167光電池168光電半導(dǎo)體管（示出PNP型）169原電池或蓄電池170 原電池組或蓄電池組171“或”單元，通用符號(hào)只有一個(gè)或一個(gè)以上的輸入

39、呈現(xiàn)“1”狀態(tài)，輸出才呈現(xiàn)“1”狀態(tài)注：如果不會(huì)引起意義混淆，“1”可以用“1”代替172“與”單元，通用符號(hào)只有所有輸入呈現(xiàn)“1”狀態(tài)，輸出才呈現(xiàn)“1”狀態(tài)173邏輯門檻單元，通用符號(hào)只有呈現(xiàn)“1”狀態(tài)輸入的數(shù)目等于或大于限定符號(hào)中用m表示的數(shù)值，輸出才呈現(xiàn)“1”狀態(tài)注：m總是小于輸出端的數(shù)目具有 m1的單元就是上述“或”單元174等于m單元，通用符號(hào)只有呈現(xiàn)“1”狀態(tài)輸入的數(shù)目等于限定符號(hào)中以m表示的數(shù)值，輸出才呈現(xiàn)“1”狀態(tài)注：m總是小于輸出端的數(shù)目 m1的2輸入單元就是通常所說(shuō)的“異或”單元175多數(shù)單元，通用符號(hào)只有多數(shù)輸入呈現(xiàn)“1”狀態(tài)，輸出才呈現(xiàn)“1”狀態(tài)176邏輯恒等單元，通用符號(hào)只有所有輸入呈現(xiàn)相同的狀態(tài)，輸出才呈現(xiàn)“1”狀態(tài)177奇數(shù)單元（奇數(shù)校驗(yàn)單元）模z加單元，通用符號(hào)只有呈現(xiàn)“1”狀態(tài)的