《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-立式銑床X-Y數(shù)控工作臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-立式銑床X-Y數(shù)控工作臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).doc（30頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 立式銑床X-Y數(shù)控工作臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第1章 緒論1.1 X-Y工作臺的發(fā)展趨勢及產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀 數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、復(fù)合化等的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)發(fā)展也會越來越快，這也意味著它所需要考慮和處理的技術(shù)與非技術(shù)問題越來越多。中國的數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)歷了40 年的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)發(fā)展應(yīng)根據(jù)我國的實(shí)際情況，制定符合國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，朝著高可靠穩(wěn)定、高速度、高精度化、智能化、數(shù)控編程自動化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。工作臺作為數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，也是影響加工精度的重要組成環(huán)節(jié)。從一開始為了滿足加工簡單的零件而設(shè)計(jì)的直線運(yùn)動的XY工作

2、臺，到現(xiàn)在為了實(shí)現(xiàn)多工位加工而制造的分度工作臺和回轉(zhuǎn)工作臺等。為了滿足現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，也為了環(huán)境的要求，一作臺的驅(qū)動裝置從原來的機(jī)械驅(qū)動變?yōu)橐郝抿?qū)動，現(xiàn)在更多的采用了氣動裝置，更好的保護(hù)了環(huán)境，節(jié)約了資源。由于工作臺是一臺機(jī)床的關(guān)鍵配套部件，因此世界各國都有對其進(jìn)行研究，我國在工作臺的研究開發(fā)方面也取得了長足的進(jìn)步。目前工作臺的種類繁多，傳統(tǒng)的工作臺只能安裝在某一指定機(jī)床上，伴隨著科技的與時俱進(jìn)，它們的功能也由傳統(tǒng)單一性向現(xiàn)代的多功能性方向發(fā)展，現(xiàn)在一些工作臺，它不僅可以安裝在鉆床上，還可以安裝在銑床和鏜床等機(jī)床上。并且目前部分工作臺還可以作為機(jī)床的第四回轉(zhuǎn)軸，大大提高了機(jī)床的性能。例如：可

3、傾回轉(zhuǎn)工作臺，它可以實(shí)現(xiàn)用于數(shù)控機(jī)床和加工中心機(jī)床上，可利用原機(jī)床的兩個控制坐標(biāo)控制轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)和傾斜，也可直接利用本轉(zhuǎn)臺配套的數(shù)控裝置與機(jī)床聯(lián)接完成所需的工作循環(huán)。它可以完成任意角度的孔、槽、平面類機(jī)械加工，以及曲線、凸輪等的加工，并可達(dá)到較高的精度。另外也可用于非數(shù)控鉆、銑、鏜類機(jī)床上，獨(dú)立完成等分和不等分的角度分度工作。國外工作臺的功能與我國所生產(chǎn)的工作臺功能基本相似，但是在其精度方面，國外的一些公司所生產(chǎn)的工作臺要略高于我國所生產(chǎn)的工作臺。因此我國與國外相比，還是有一定的差距，因此工作臺的設(shè)計(jì)具有重要意義，我們要借助時代的步伐，與時俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新，使我國成為具有領(lǐng)先技術(shù)的綜合性強(qiáng)國。1.

4、2數(shù)控X-Y工作臺設(shè)計(jì)的意義和目的 本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的X-Y工作臺采用了低摩擦的直線滾動導(dǎo)軌和精密的絲杠，它的工作原理是通過MCS-51單片機(jī)來控制步進(jìn)電機(jī)，使X-Y工作臺實(shí)現(xiàn)了數(shù)控控制。工作臺的自動化能大大減輕勞動強(qiáng)度，提高勞動生產(chǎn)效率。本設(shè)計(jì)的X-Y數(shù)控工作臺機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)方便而且能保證一定的精度。通過微機(jī)控制技術(shù)的簡單的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的控制，使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大，精度和可靠性進(jìn)一步提高。多數(shù)數(shù)控銑床工作臺的總體布局與和它類似的普通機(jī)床的總布局是基本相同或相似的，并且已經(jīng)形成了傳統(tǒng)的、經(jīng)過考驗(yàn)的固定形式，只是隨著生產(chǎn)要求與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，還會不斷有所改進(jìn)。數(shù)

5、控銑床工作臺的總體布局是機(jī)床設(shè)計(jì)中帶有全局性的問題，它的好壞對機(jī)床的制造和使用都有很大的影響。一方面是要從機(jī)床的加工原理即機(jī)床各部件的相對運(yùn)動關(guān)系，結(jié)合考慮工件的形狀、尺寸和位置等因素，來確定各主要部件之間的相對位置關(guān)系和配置，另外一方面全面考慮機(jī)床的外部因素，如外觀造型、操作維修，生產(chǎn)管理和人機(jī)關(guān)系等問題對機(jī)床總布局的要求。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，許多新技術(shù)新工藝新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，進(jìn)一步提高銑床工作臺精度及其效率，同時縮短工作臺生產(chǎn)成本，使之在同類工件競爭中處于優(yōu)勢地位。在本設(shè)計(jì)中著重介紹了如何對X-Y工作臺進(jìn)行設(shè)計(jì)，對導(dǎo)軌、絲杠、電機(jī)、選用等方面進(jìn)行了深入的分析。通過對

6、X-Y工作臺的設(shè)計(jì)，能夠正確運(yùn)用機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)等課程的基本理論個有關(guān)知識，學(xué)會設(shè)備數(shù)控化改造方案的擬定、比較、分析及進(jìn)行必要的計(jì)算；通過對設(shè)備改造的機(jī)械部分設(shè)計(jì)，掌握數(shù)控設(shè)備典型零件的計(jì)算方法和步驟以及正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法；提高自己應(yīng)用手冊、標(biāo)準(zhǔn)以及編寫文件等資料的能力。1.3本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和任務(wù) 設(shè)計(jì)一個數(shù)控X-Y工作臺及其控制系統(tǒng)，該工作臺可安裝在銑床上用于銑削加工； 1）查閱文獻(xiàn)收集資料確定系統(tǒng)組成方案（功能、機(jī)械傳動系統(tǒng)簡圖、主要設(shè)計(jì)參數(shù)，及方案分析、比較、說明）；2）機(jī)械部件的總體尺寸、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量的估算；3）傳動部件、導(dǎo)向部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算和選用；4）步進(jìn)電動機(jī)計(jì)算、選用；5) 其它

7、相關(guān)零件的選型及計(jì)算。6）各部分部件的尺寸材料外形確定。7) 使用ProE或solidworks等軟件對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)（裝配圖和主要零件零件圖） 第二章.總體方案的設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定系統(tǒng)分辨率為0.01mm，其它設(shè)計(jì)參數(shù)如下表。最大銑刀直徑最大銑削寬度ae最大銑削深度ap加工材料工作臺加工范圍（mm）最大移動速度16mm5mm2mm碳鋼X=200,y=1502m/min 工作臺草圖2.2總體方案確定為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性以及結(jié)構(gòu)的緊湊，采用滾珠絲杠螺母傳動副。為提高傳動剛度和消除間隙，采用有預(yù)加載荷的結(jié)構(gòu)。由于工作臺的運(yùn)動部件重量和工作載荷不大，故選用滾動直線導(dǎo)軌副，從而減小

8、工作臺的摩擦系數(shù)，提高運(yùn)動平穩(wěn)性。 考慮電機(jī)步距角和絲杠導(dǎo)程只能按標(biāo)準(zhǔn)選取，為達(dá)到分辨率0.01mm的要求，以及考慮步進(jìn)電機(jī)負(fù)載匹配，簡化結(jié)構(gòu)，聯(lián)軸器將電機(jī)與絲杠直接連接。2.3初選步進(jìn)電動機(jī)，絲杠和聯(lián)軸器當(dāng)傳動比i=1時，可用聯(lián)軸器直接將電機(jī)與絲杠連接，這種結(jié)構(gòu)有利于簡化結(jié)構(gòu)，提高精度。由 傳動比公式i=，b為步進(jìn)電機(jī)步距角、Lo為滾珠絲杠導(dǎo)程、為系統(tǒng)脈沖當(dāng)量。工作臺的脈沖當(dāng)量=0.01mm/脈沖。 初選電動機(jī)型號為55BF009，其步矩角=。 初選絲杠規(guī)格為M12*4其導(dǎo)程為4mm。 由傳動比公式得 故可用聯(lián)軸器將電機(jī)與絲杠直接連接。選用夾緊螺絲固定微型剛性聯(lián)軸器。 在絲杠行程端安裝斷電保

9、護(hù)裝置。2.4確定工作臺尺寸 查國家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)(GB/T 158-1996)機(jī)床工作臺T型槽及相應(yīng)螺栓尺寸如下： T型槽螺栓頭部 A B C H E F Pd公稱S最大K最大61261210.540M5104 T型槽用螺母尺寸 D A偏差M56-0.3-0.5根據(jù)工作臺加工范圍200*150選工作臺T型槽板尺寸240*200*20(mm)。 根據(jù)連接布局位置關(guān)系初定滾珠絲杠長度X向L340mm Y向L=300mm B B 5060 3545 L 總體尺寸估算2.5系統(tǒng)組成框圖 定位方式采用增量坐標(biāo)控制?？紤]到機(jī)床加工精度要求不高，為了簡化結(jié)構(gòu)，降低成本，采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)驅(qū)動X-Y工作臺

10、。 第三章.機(jī)械部分的設(shè)計(jì)3.1傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量計(jì)算1.電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量查電機(jī)手冊得 2.絲杠的轉(zhuǎn)動慣量由公式得 3.工作臺轉(zhuǎn)動慣量 根據(jù)給定的工作臺加工范圍，設(shè)計(jì)出工作臺的尺寸和托板尺寸等，估算其重量。 X向托板（上托板）的尺寸：長寬高 22022010X向托板（上托板）的重量：重量=體積材料比重 Y向托板（下托板）的尺寸：長寬高 24020010重量=體積材料比重 上導(dǎo)軌座的重量： 夾具及工件重量： X-Y工作臺運(yùn)動部分重量： 工作臺轉(zhuǎn)動慣量 ： 由于聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量小故可忽略不計(jì)。 4傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動慣量3.2工作載荷分析及計(jì)算銑削運(yùn)動的特征是主運(yùn)動為銑刀繞自身軸線

11、高速回轉(zhuǎn),進(jìn)給運(yùn)動為工作臺帶動工件在垂直于銑刀軸線方向緩慢進(jìn)給。銑刀的類型很多，但以圓柱銑刀和端銑刀為基本形式,此選用圓柱銑刀,銑刀材料選擇高速鋼.查金屬切削手冊常用銑刀介紹表，選擇細(xì)齒錐柄立銑刀， 其尺寸參數(shù)如下：D=16mm,齒數(shù)Z=4。（1）查金屬切削手冊細(xì)齒錐柄立銑刀切削用量表得銑削速度 查表，初選0.03mm 因此可得 查機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選銑床型號X51，選擇其轉(zhuǎn)速表并將轉(zhuǎn)速圓整為實(shí)際切削速度為 故實(shí)際（2）根據(jù)高速鋼銑刀銑削公式 查得銑削力系數(shù)有3.3進(jìn)給工作臺工作載荷計(jì)算根據(jù)下表:比值不對稱銑削逆銑順銑120903080404故有縱向進(jìn)給方向工作臺垂

12、直進(jìn)給方向工作臺橫向進(jìn)給方向3.4滾珠絲杠及螺母副的選型和校核 絲杠是將電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為工作臺直線運(yùn)動，絲杠由螺桿、螺母和滾珠組成。由于具有很小的摩擦阻力，絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。 3.4.1最大工作載荷的計(jì)算 滾珠絲杠上的工作載荷為走刀抗力，移動體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。 由公式： 其中 將所得數(shù)據(jù)代入公式有：3.4.2最大動負(fù)載Q的計(jì)算及主要尺寸 式中L為壽命經(jīng)查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得 當(dāng)有沖擊運(yùn)轉(zhuǎn)時，運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，本設(shè)計(jì)?。痪鹊燃墳?級，其精度系數(shù) 。 式中 ，其中 又因?yàn)槭褂脡勖?，絲杠螺距 ，X向和Y向的最大進(jìn)給 。X向絲杠的牽引力： 式中 當(dāng)量摩擦

13、系數(shù),Y向絲杠的牽引力：式中X向最大動負(fù)載： Y向最大動負(fù)載：3.4.3選型確定絲桿和絲桿螺母副尺寸根據(jù)給定的有效行程和經(jīng)濟(jì)成本的考慮，X向和Y向的絲杠分別選取MISUMI公司的BSX1205-340和BSX1205-300，然后再使用聯(lián)軸器。其參數(shù)和連接方式如下：精度等級型式指定單位mmY螺旋方向循環(huán)數(shù)基本額定負(fù)載Type絲杠軸外徑螺距右2.5圈1列（KN）（KN）C3BSX1243403003.744.9PABTdd1hFD滾珠直徑（cm）滾珠絲杠預(yù)緊力（）84434104.584.415303.1751.55 電機(jī)與絲桿連接方式 所選滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù)：名 稱符 號計(jì)算公式和結(jié)果 螺

14、紋滾道公稱直徑12螺距4接觸角名稱符 號計(jì)算公式和結(jié)果鋼球直徑3.175螺紋滾道法面半徑偏心距螺紋升角 螺桿螺桿外徑螺桿內(nèi)徑螺桿接觸直徑螺母螺母螺紋外徑螺母內(nèi)徑（外循環(huán)）3.4.4傳動效率計(jì)算滾珠絲杠螺母副的傳動效率為 3.4.5剛度驗(yàn)算絲杠的拉壓變形量的計(jì)算 滿載時拉壓變形量： 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量由公式得式中為滾珠直徑， 為滾珠總數(shù)量滾珠絲杠副剛度的驗(yàn)算絲杠總變形量變形量要少于定位精度得一半，即0.01/2=0.005=0.003690.005因此符合設(shè)計(jì)要求。3.4.6壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 由機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書失穩(wěn)時的臨界載荷為 絲杠截面慣量矩 查表得 穩(wěn)定性安全系數(shù) 故絲杠符合要求。3.

15、5導(dǎo)軌的選型和計(jì)算 導(dǎo)軌表面上的縱向槽或脊，用于導(dǎo)引、固定機(jī)器部件、專用設(shè)備、儀器等。擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載， 同時可以承擔(dān)一定的扭矩，可在高負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動。滾動直線滑軌是一種滾動導(dǎo)引，它由鋼珠在滑塊與滑軌之間作無限滾動循環(huán)，使得負(fù)載平臺能沿著滑軌輕易的以高精度作線性運(yùn)動，其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑動導(dǎo)引的1/50，使之能輕易地達(dá)到m級的定位精度。由于選擇的導(dǎo)軌要求結(jié)構(gòu)緊湊，間隙調(diào)整方便，摩損小，有良好的精度保持性且運(yùn)動平穩(wěn)，故選擇直線滾動導(dǎo)軌，在此設(shè)計(jì)中還要求導(dǎo)軌能承受一定的顛覆力矩，所以在設(shè)計(jì)中選擇法蘭型導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)軌的選用：3.5.1導(dǎo)軌型式：法蘭型直線導(dǎo)軌3.5.2

16、導(dǎo)軌長度：上導(dǎo)軌（X向）取動導(dǎo)軌長度 動導(dǎo)軌行程 支承導(dǎo)軌長度 下導(dǎo)軌（Y向）取動導(dǎo)軌長度 動導(dǎo)軌行程 支承導(dǎo)軌長度 3.5.3導(dǎo)軌工作負(fù)載計(jì)算：導(dǎo)軌基本額定動負(fù)載的計(jì)算： 導(dǎo)軌基本額定靜負(fù)載的計(jì)算：根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選擇MISUMI公司的SEBMN型導(dǎo)軌，上導(dǎo)軌型號為SEBMN16-430，下導(dǎo)軌型號為SEBMN16-390，其參數(shù)如下：型式HW1滑塊尺寸導(dǎo)軌尺寸BL1L2WP1S1ETBECNP2滑塊SEBMN169.5344125426M477206152060H基本定負(fù)載靜態(tài)容許力矩重量C(動)KN(靜)KNM3滑塊kg滑塊標(biāo)準(zhǔn)型Kg/m165.08.2333570.151.5由導(dǎo)軌設(shè)計(jì)公

17、式：L50（）每個滑塊的的工作載荷取硬度系數(shù)0.53、=1、0.81、2預(yù)設(shè)導(dǎo)軌壽命L=50KM 則根據(jù)此壽命可算出 3267N5000N,所以選取導(dǎo)軌滑塊滿足設(shè)計(jì)要求。3.6步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選用 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響。步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速

18、度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。3.6.1步進(jìn)電機(jī)力矩的計(jì)算摩擦力矩 （ ）式中 導(dǎo)軌的摩擦力 絲杠導(dǎo)程（cm）； 系統(tǒng)傳動比，按 計(jì)算； 傳動鏈總效率，一般可取導(dǎo)軌摩擦系數(shù)滾動導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)一般為：銑削力； 運(yùn)動部件的重量； 工件及夾具重量；所以 附加摩擦力矩 （ ）式中 滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷，一般取 ， 為進(jìn)給牽引力；絲杠導(dǎo)程（cm）；滾珠絲杠未預(yù)緊時的傳動效率， 。所以：空載起動時折算到電機(jī)軸上的力矩 （ ）式中 傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動慣量（ ）； 電機(jī)最大角加速度（ ）；電機(jī)最大轉(zhuǎn)速（r/min）,；運(yùn)動部件從停止起動加速到最大進(jìn)給速度所需要的時間（s），因?yàn)?200ms； 運(yùn)動部件的

19、最大進(jìn)給速度（mm/min）；脈沖當(dāng)量（mm/步）； 步進(jìn)電機(jī)的步距角（ ）； 折算到電機(jī)軸上的銑削負(fù)載力矩 式中 絲杠導(dǎo)程（cm）；系統(tǒng)傳動比 傳動鏈總效率，一般可取 快速起動時所需力矩 即 快速進(jìn)給時所需力矩 即 最大銑削負(fù)載時所需力矩 即 經(jīng)過上述計(jì)算后，在 、 兩種力矩中取其大者作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。對于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床來說，因?yàn)橐ＷC一定的動態(tài)性能，系統(tǒng)時間常數(shù)較小，而等效轉(zhuǎn)動慣量又較大，故電機(jī)力矩主要是用來產(chǎn)生加速度的，而負(fù)載力矩往往小于加速力矩，故常常用快速空載起動力矩 作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。3.6.2步進(jìn)電機(jī)的選擇目前經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中大多采用反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，因此在本設(shè)計(jì)中采用

20、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。首先根據(jù)最大靜轉(zhuǎn)矩 初選電機(jī)型號，由于步進(jìn)電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩 與最大靜轉(zhuǎn)矩 有如下關(guān)系： 式中的取值又有如下關(guān)系：步進(jìn)電機(jī)相數(shù)三相四相五相六相拍數(shù)36485106120.50.8660.7070.7070.8090.9510.8660.866 在本設(shè)計(jì)中采用四相四拍的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，則 若不考慮啟動時運(yùn)動部件慣性的影響，則啟動力矩為 取安全系數(shù)為0.3，則步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 最大空載頻率：最快進(jìn)給速度， 。為了保證不失步，采取降速措施。 最大銑削頻率：最大銑削速度， 。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選取兩個55BF009型步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)的的相關(guān)參數(shù)如下：型號主要技術(shù)參數(shù)外形尺寸(mm)重量(N

21、)步距角最大靜轉(zhuǎn)矩（）最高空載啟動頻率（Hz）相數(shù)電壓(V)電流(A)外徑長度軸徑55BF0090.7825004273557060.65由于只靠最大靜轉(zhuǎn)矩 來選擇步進(jìn)電機(jī)不一定能滿足實(shí)際工作時的要求，也就是說，盡管最大靜轉(zhuǎn)矩 數(shù)值能滿足要求，但是并不能保證在快速空載起動和運(yùn)行時不失步。所以還必須用起動矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性兩條重要的性能曲線來檢查所選步進(jìn)電機(jī)的型號是否能滿足要求。通過對兩個電機(jī)的起動矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性的分析，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩大于總轉(zhuǎn)矩，并且，所以選擇的這兩個電機(jī)符合本設(shè)計(jì)要求。3.7 聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械

22、零件。根據(jù)選用的電機(jī)D1=6mm,絲桿D2=8mm； 在滿足便用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便、維護(hù)簡單、成本低。本設(shè)計(jì)選用MISUMI CPRC20-6-8 夾緊螺絲固定剛性聯(lián)軸器。尺寸參數(shù)如下：型號DD1DD2LMATTFCPRC20-6-868202.56.514.75 聯(lián)軸器外形圖 第四章 各部分支承連接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1滾珠絲杠支座設(shè)計(jì)計(jì)算在本設(shè)計(jì)里，采用一端固定，另一端簡易支承的方案。則產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負(fù)載 式中：;；絲杠支持方式系數(shù)表如下：方式一端固定一端自由兩端簡易一端固定一端簡支兩端固定0.251.002.004.00所以：臨界負(fù)載與最大工作負(fù)載Q之比稱為穩(wěn)定安全系數(shù)，如果穩(wěn)定安全系

23、數(shù)大于或等于許用安全系數(shù)，則絲杠不至失穩(wěn)。許用安全系數(shù)一般取2.54。由于Y向的工作負(fù)載最大，所以穩(wěn)定性良好。在簡易支承座中采用一個6300的深溝球軸承，在固定的電機(jī)支座中采用一個51200推力軸承和一個6300深溝球軸承。它預(yù)緊時只需調(diào)節(jié)螺母。兩端固定支座方案見圖紙。4.2 絲桿螺母支座設(shè)計(jì) 此部分設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是連接絲桿螺母副與工作臺，精度要求主要是與螺母副及工作臺面固定螺孔的配合尺寸。選用材料為 Ht200，球墨鑄鐵，該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨性、耐熱性及減振性，適用于承受較大壓力，要求耐磨的零件。確定設(shè)計(jì)方案 機(jī)構(gòu)側(cè)面在絲桿螺母副上以螺絲定位，限制3 個自由度，頂面以圓柱銷與工作臺限制3個

24、自由度。這種方案定位可靠，夾緊方便。 絲桿螺母副支座 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)整個系統(tǒng)采用開環(huán)環(huán)控制系統(tǒng)，進(jìn)給系統(tǒng)采用了MISUMI公司的BSX系列絲杠副和SV2RL型直線滾動導(dǎo)軌。伺服系統(tǒng)采用了反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，由聯(lián)軸器直接與滾珠絲杠連接驅(qū)動絲杠傳動，絲杠副兩端的支座軸采用了推力軸承來承受絲杠運(yùn)行時的軸向力，和采用一個深溝球軸承來保證其徑向的圓跳動，各部分零件通過合適的螺母螺栓連接在一起，在保證精度的同時，保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 致 謝在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導(dǎo)師龔忠良的指導(dǎo)與督促，同時感謝他的諒解與包容。沒有龔老師的幫助也就沒有今天的這篇論文。從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個

25、過程中，花費(fèi)了龔老師很多的寶貴時間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！ “不積跬步無以至千里”，這次畢業(yè)論文能夠最終順利完成，歸功于各位老師四年間的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握專業(yè)知識，并在畢業(yè)論文中得以體現(xiàn)。也正是你們長期不懈的支持和幫助才使得我的畢業(yè)論文最終順利完成。 本文參考了大量的文獻(xiàn)資料，在此，同時向各學(xué)術(shù)界的前輩們致敬。 參 考 文 獻(xiàn)1 盛伯浩.數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀與發(fā)展.裝備維修與改造，2004. 2 李斌，李培根.數(shù)控技術(shù)和裝備發(fā)展趨勢及對策.中國制造業(yè)信息化，2002.3 周祖德,魏仁選,陳幼平.開放式控制系統(tǒng)的現(xiàn)

26、狀、趨勢及對策. 中國機(jī)械工程,1999 .4 周凱.數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展途徑探討.中國機(jī)械工程，2001.5 胡興軍,屈平. 我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀綜述J. 精密制造與自動化, 2004.6 楊永. 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的動向J.廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報,2003 (6) .7 王曉明.電動機(jī)的單片機(jī)控制.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.8 V.Utkin ,Sliding Mode Control Design Principles and Applications to Electric Drives.IEEE Transactions on Industrial Electronics,1993,.9 復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)機(jī)電耦合分析與解耦控制技術(shù),pp:19471952,December 12-15,2005.10 http:/ 朱曉春. 數(shù)控技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006.4 .12尹志強(qiáng). 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2008.313劉舜堯，劉水華. 機(jī)械制造基礎(chǔ)與實(shí)踐/工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)系列教材. 中南工業(yè)大學(xué)出版社，1999.714成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2008.415段振云. 機(jī)械加工設(shè)備及應(yīng)用. 科學(xué)出版社，2009.1116韓洪濤. 機(jī)械加工設(shè)備與工裝，高等教育出版社，2009.3第 29 頁