CA6140车床进行改造设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 前言 毕业设计是实现高等院校培养目标所不可缺少的 教学环节 ，是教学计划中的一个有机组成部分，是培养我们学生综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能，分析解决实际问题能力的重要一环。它与其它教学环节紧密配合，相辅相成，是前面各个教学环节的 继续和发展。 机电一体化占据主导地位是制造产业发展的必然趋势而制造展业是整个个学技术和国家经济发展的基础工业，因此机电一体化在当前激烈的国际政治、军事、经济竞争中有举足轻重的作用，受到工业国家 极大重视。 床进行改造 ， 让我们综合的运用机电一体化系统设计课程和 其他有关先修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决机电一体化系统设计问题，有效锻炼我们对机械设计及接口电路的设计能力，培养正确的设计思想和分析问题 ，同时锻炼我们运用标准、规范、手册、图册和查阅资料等 ，培养机电一体化系统设计的基本技能，并使所学过的知识得到进一步巩固和深化。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 一、计算切削力 、滚珠丝杠螺母副的设计、计算与选型 最大进给力计算 计算最大负载 滚珠丝杆的选择型号 传动效率计算 刚度验算 稳定校核 滚珠丝杆的几何参数 、 齿轮传动比计算和选择 、 步进电机的计算和选择 1)等效转动惯量计算 2）刀架台折算到丝杠的传动惯量 3） 电机力矩的计算 4）计算电机空载起动频率 , 设计小结 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 一 计算切削力： 通车床横轴的脉冲当量为 具的补偿量为 0床定位精度为 .3/架最快移动速度为 按经验公式计算主 n) 可用 纵轴计算 公式 先算出纵轴的主切削力 如下 纵切外圆： 5 (N) n） =5 = 4001.360（ N） 而横切削主力 ： F Z =Z (n) F Z = 5360 =2680（ N） 计算走刀扛里抗力 ；吃刀抗力 按以下比例： =1 ： ： y =2680 70（ N） 2680 072（ N） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 二， 滚珠丝杠螺母副的设计、计算与选型。 （ 1） 受力和稳定性横向刀架 导轨选择燕尾型导轨，所以，最大进给力： K f、 (2 G) 上式中 G 为移动件重量（ N f、 为导轨摩擦系数，随导轨的形式而不同， K 为考虑颠复力矩影响的实验系数。 取 K=， f、 = F Z +2 600） =670+ 2680+2 1072+600） =2023（ N） （ 2）计算最大动负载 C： 所谓的最大动负载为当所选丝杠副 须保证在一定的轴向负载作用下丝杠在回转 100 万转后，在它的滚道上不产生点 蚀现象。 根据公式： C=3L m 上式中： 106 转为 一单位 , n=1000买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 m 可取最大进给速度的 ： 0 5选） T 设计寿命（ h），对于数控机床 取 T=15000h 数，根据设计说明书中的表 3转系数表取 n=10001000 0 r =61060 =610150003060 =27 C=3L 3 27 2023=7283 N （ 3） 滚珠丝杠的选择型号 ： 查阅机电一体化设计手册，可选用 列 外循环螺纹预紧滚珠丝杠副额定动载荷为8630N,可满足要求选用精度为 3 级。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 (4)传动效率计算 ： =) 式中： 珠丝杠副的滚动摩擦系数f=摩擦角约等于 10。 =) =)1033434= 5） 刚度验算 : 最大进给力率引力为 2023N，支承间距 L=500，丝杠螺母轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负荷的 1/3。 丝杠的拉伸或压缩变 形量 1，查机械设计宝典图 023 N, 0 L/L=10 1= L/L 500=10500=102 于两端均采用 向心推力球轴承，且丝杠又进行了预紧拉伸，所以，其拉压刚度可以提高四倍， 其实际变形量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 S=1/4 1010-2 滚珠与螺纹道接触变形量 2，查机电一体化设计手册相关图表， w 系列 1 列 滚珠和螺纹道接触变形量 Q=10进行了预紧， 故 2=1/2 1010-3 支轴滚珠丝杠轴承的轴向接触变形量 3 ， 采用 8012型推力球轴承， 5 动体直径 =动体数量 z=12 故 e=2 /3 02.3;d = Z=12 e=10 因施加预紧力故： 3=1/2 e=1/2 1010合以上的几项变形量之和： 总 = S+ 2+ 3=（ 10文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 总 =10设计机床的定位精度为： 此，以上材料满足要求。 稳定性校核 计算临界负载 22式中 ： 于钢 E=106 N/,丝杠截面惯性矩 I=64 位 端固定 =64K =2226250 3 8 9 =123706 N 237062023 = (一般情况 4)，此滚珠丝杠不会产生失稳。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 、 横向滚珠丝杠副的几何参数 三 、 齿轮转动比计算： 已确定 横向进给脉 冲当量 p= 滚珠丝杠导程 5 m, 初步选步进电机步距角 可计算出传动比 : i = 360 p 60 5 =称 符号 计算公式 纹滚道 公称直径 d 0 20 螺距 L 0 5 接触角 4钢球直径 d q 道发面半径 R R=0.5 d q 2 d q 心距 E e = 纹升角 V v =0 4螺杠 螺杠外径 D d =d q 杠内径 d 1 d 1 = 2杠接触直径 dz d 母 螺母螺纹直径 D D=d 0 2R 纹内经 D 1 D1=(d 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 i =450 = 4 , 50, 因进运动齿轮受力不是很大，模数 m 取，齿轮有关参数如下： 齿 数 24 50 分度圆 d =8 100 齿顶圆 d +2m 52 104 齿根圆 d - 2 3 95 齿 宽 (610)m 20 20 中心距 a =(d1+2 124 四 、 进步电机的计算和选型 (1)等效转动惯量计算： 计算简图可参考毕业设计宝典一书图 动系统折算到电机 轴上的总传动的传动惯量 kg* = (+ ） 2 式中： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 齿轮 传动惯量（ kg* 动惯量 由齿轮、轴、丝杠等圆柱体的惯量计算公式： J= =10kg* 2）刀架台折算到丝杠的传动惯量： ( n )2（ ） 2 式中： cm/r/ 0 （ ） 2 600 m/kg/S =1024 50=kg/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 102=kg/2 =10104 2 = 16.5 kg/此，到电机轴上的 转动惯量为： = (+ ） 2 =(+ = kg/ 3） 电机力矩的计算： 快速空载起动时所需要力 M 起 = +N*快速进给所需要力矩 M 快 = N* 最大切削负载时所需要力矩 M 切 = M t (N* 空载时折算到电机轴上的加速力矩 10文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 上式中： 动系统折算到电机轴上的总等效转动惯量。 （ r/ 停止到起动力速到最大进给速度所需要时间 ( P (动部件最大快进速 度200 mm/ b 为步进电机步矩角 p 为脉冲当量，取 p=冲 ) P 500 r/ 102 50060 10 =* 摩擦力矩 计算： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 i =f Z +G)2 i （ N* 式中： N） 燕尾凿导轨取 f=0.2 i= 024 = 般可取 f = f Z +G2 i =680+600)2 * 附加摩擦力矩 i (12) （ N* N） ,一般取进给引力的 1/3 0的传动效率， 一般 因此 i (12) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 = 1/3 2023 =* 折算到电机轴上的切削负载力矩 t= i N* 1072 =*因此， 快速空载起动时所需要力 +N*= N*速进给所需要力矩 N*= N*大切削负载时所需要力矩 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 M t (N*=N*上面计算可以看出， 三 种工况 下，以快速空转启动所需要力矩最大， 以此项作选步进电机的依据 。 从设计指导书表 3 10 最大静转矩 间的关系中，当步进电机为五相十拍时 N/*m 按 转矩从设计指导书的附件三：反应式步进电机技术指标的图表中可以查出， 90的最大静转矩为 *m 大于 所需 最大静 转矩，可作为初选型号。 （ 4） 计算电机空载起动频率： 最大空载起动频率 ： 1000 1000 4000 上式中 .2 m/ 冲 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 切削时的最大工作频率 : 0001000 =500 式中 校核步进电机 校核步进电机转矩和惯量的匹配条件 为了 使步进电机具有良好的起动能力 及较快的响应速度，通常要求满足 及 4 式中： 进电机的最大静转矩 （ N*m） 动 系统折算到电机轴上的负载转矩 (N*m) g/g/所以 5 = 5 =此 ,必须采用升降速措施 , 采用高低压驱动功放电路 ,将步进电机起动力矩 再扩大一倍左右 ,步进电机能满足使