数控车床滚珠丝杠进给系统设计仿真任务书

1毕业设计（论文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况。 一、毕业设计论文题目背景： 从 20 世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。相对比传统制造业，数控机床以其生产效率高，精度高提高了经济效益，成为国民经济和国防建设发展的重要设备。 随着生产和科学技术发展，机械产品日趋精密、复杂，因此现代机床业的发展日益向着高自动化、高速化、精密化、柔性化、智能化的方向发展。数控机床基本组成部分可分为数控部分、传动部分、加工部 分。其中传动部分具有复杂的机械传动系统，如主轴传动、工作台传动、减速器传动等。丝杠传动是数控机床传动系统的重要组成部分 ,它的传动性能直接影响整机的运行状态和精度 。 二、研究意义： 本课题通过对丝杠传动的运动学、动力学仿真分析，可以深入了解丝杠传动的机理，为其结构改进提供重要依据。但在实际系统上做试验代价太高，甚至会破坏系统的运行，进行一次实际系统的试验可能需要若干天，而采取仿真的方法可以加快试验进程。在没有真实系统的参与的情况下，根据仿真试验的结果来推断、估计和评价真实传动系统的运动过程。利用仿真技术研究系 统，具有经济、安全、效果高等优点。可以减少工作中盲目性，从而提高工作效率，缩短研究周期，节省研究开支，并且利用仿真技术研究系统非常方便灵活。由于是在模型上进行试验，因而容易改变系统的结构和参数，还可以避免环境的干扰，很好的控制试验过程，并有可以重现试验条件，便于对系统进行观察和研究。丝杠传动 以其高效率（一般 90%） 、高精度、长使用寿命、节能环保等优点在机械行业上被广泛使用。国内外对于如何更加合理设计丝杠传动系统的研究也推向新的高度。 三 、国内外相关研究意义： 目前，在国内 对数控车床滚珠丝杠进给系统的静、动 态特性进行有限元分析 ,讨论了 ANSYS 中滚珠丝杠副结合面的建模方法。通过模态分析和谐响应分析 ,得到了机床进给系统固有频率和振动特性 。 应用 ANSYS 软件对高速数控车床进给系统进行有限元分析 。 建立了高速数控车床进给系统有限元模型 ,分析其静态特性 ， 为高速数控车床的动态性能评估提供依据。 在国外，对机械传动机构运动学优点方法的研究有成熟的表现。这个优点方法主要用于滚珠丝杠传动机构的运动控制。目标是通过设计一对变半径齿轮作为驱动机构，来降低丝杠的最大加速度。通过仿真技术，深层了解系统的运动优化。 本课题研究 的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施。 一、本课题研究主要内容： 1、熟知 数控机床的结构组成及工作原理 ； 2、学习仿真设计技术并 建立丝杠传动系统仿真模型 ； 3、 学习 并掌握 pro/e 软件和 ANSYS/workbench 软件 ； 4、 学习有限元基本知识 ； 5、 学习运动学与动力学仿真的基本原理和方法 ； 6、 绘制 出 3 张丝杠传动 工程图 。 二、 拟采用的研究方法： 1、查阅 大量 有关 文献资料 ， 教材及新闻背景资料 ， 包括机械制造的原理及方法 。 2、熟悉数控机床结构及工作原理。 3、 学习 pro/e 软件和 ANSYS/workbench 软件 ，创建丝杠传动系统仿真模型并计算其力学性能。 4、运用 pro/e 软件 对丝杠传动进行运动学和动力学仿真设计。 5、整理数据，撰写论文初稿。 6、绘制 3 张工程图。 7、与导师交流讨论，完善论文。 3.预期成果形式。 1、创建丝杠传动仿真模型。 2、对丝杠传动进行运动学与动力学仿真分析。 3、绘制出 3 张丝杠工程图。 4、完成设计论文 （不少于 10000 字，外文翻译不少于 3000 字） 。 4.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作 。 一、 研究重点及难点： 1、 熟悉数控机 床的结构组成及工作原理。 2、 建立丝杠传动仿真模型。 3、 对丝杆运动学和动力进行仿真设计。 4、 应用 ANSYS 软件对丝杆传动进行力学计算和有限元分析。 二、 前期已开展工作： 1、 已经学习有关数控机床丝杆传动系统的知识。 2、 已经学习 Pro/E 和 ANSYS/workbench