二维交流伺服数控控制工作台机械系统设计【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 图 书 分类号： 密 级： 毕业设计 (论文 ) 二 维交流伺服数控控制工作台 机械 系统 设计 F 学生姓名 学院名称 机电工程学院 专业名称 机械设计制造及其自动化 指导教师 毛瑞卿 2008 年 6 月 2 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 徐州工程学院学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所 呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 日期： 2008 年 6 月 1 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 徐州工程学院学位论文版权协议书 本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学 院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 摘 要 随着现代信息技术的发展 ，以提高产品加工的生产效率为主的高度自动化和以提高 的质量为主的精密化成为现代机械加工技术发展的两个主要方向。人们对航空机、数控机床、精密仪器和仪表以及各种精密机械设备提出了越来越高的精度要求， 于提高产品的加工质量起着尤为重要作用。 对 ,涉及到伺服电机的选型 ,滚珠丝杠副的选型、强度校核及其生产设计中应注意的问题， 连接伺服电机和滚珠丝杠副的联轴器的选型与校核，支承件轴承的设计，导轨及机架的设计。 通过对工作台机械传动链的系统设计以期满足 机床进给系统的定位精度和 静动态性能，从而确保机床的加工精度。 满足一定的要求，才能保证机床进给系统的定位精度和静态、动态性能，从而确保机床的加工精度，一般要求机床进给传动系统具有摩擦阻力小，传动刚度高，运动部件惯性小和传动间隙小等特点。满足一定的要求，才能保证机床进给系统的定位精度和静态、动态性能，从而确保机床的加工精度，一般要求机床进给传动系统具有摩擦阻力小，传动刚度高，运动部件惯性小和传动间隙小等特点。满足一定的要求，才能保证机床进给系统的定位精度和静态、动态性能，从而确保机床的加工精度，一般要求机床进给传动系统具有摩擦阻力小， 传动刚度高，运动部件惯性小和传动间隙小等特点。满足一定的要求，才能保证机床进给系统的定位精度和静态、动态性能，从而确保机床的加工精度，一般要求机床进给传动系统具有摩擦阻力小，传动刚度高，运动部件惯性小和传动间隙小等特点。满足一定的要求，才能保证机床进给系统的定位精度和静态、动态性能，从而确保机床的加工精度，一般要求机床进给传动系统具有摩擦阻力小，传动刚度高，运动部件惯性小和传动间隙小等特点。进给传动机构时必须满足一定的要求，才能保证机床进给系统的定位精度和静态、动态性能，从而确保机床的加工精度，一般要求机床 进给传动系统具有摩擦阻力小，传动刚度高，运动部件惯性小和传动间隙小等特点。进给传动机构时必须满足一定的要求，才能保证机床进给系统的定位精度和静态、动态性能，从而确保机床的加工精度，一般要求机床进给传动系统具有摩擦阻力小，传动刚度高，运动部件惯性小和传动间隙小等特点。进给传动机构时必须满足一定的要求，才能保证机床进给系统的定位精度和静态、动态性能，从而确保机床的加工精度，一般要求机床进给传动系统具有摩擦阻力小，传动刚度高，运动部件惯性小和传动间隙小等特点。进给传动机构时必须满足一定的要求，才能保证机床进给系统 的定位精度和静态、动态性能，从而确保机床的加工精度，一般要求机床进给传动系统具有摩擦阻力小，传动刚度高，运动部件惯性小和传动间隙小等特点。 如何保证工作台在超高速和超低速工买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 作状态下具有极高的定位和跟踪精度，是电传动伺服系统的一项重要研究课题 . 现进给切削运动。目前加工制造业普遍采用的数控机床进给传动系统包括齿轮传动副，丝杠螺母副及其支承部件等，即将伺服电机的旋转运动传递为工作台或刀架的进给运动的整个机械传动链。通常设计进给传动机构时必须满足一 定的要求，才能保证机床进给系统的定位精度和静态、动态性能，从而确保机床的加工精度，一般要求机床进给传动系统具有摩擦阻力小，传动刚度高，运动部件惯性小和传动间隙小等特点。 的控制方法也已经趋于成熟 . 关键词 服系统；数控机床 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 of of of of of of of on of XY is to of s to to C as is to of of or to of to of of to to so as to of XY 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 目 录 1 绪论 . 1 . 1 . 1 . 1 . 1 . 2 . 2 2 交流伺服电动机 . 3 . 3 . 5 3 丝杠的选型及计算 . 8 . 8 . 8 . 8 . 错误 !未定义书签。 . 8 . 9 . 错误 !未定义书签。 4 联轴器的选择 . 11 . 11 . 11 . 13 5 轴承的选用及润滑 . 14 . 14 . 14 . 14 承材料选择 . 15 . 16 . 16 . 16 . 17 6 导轨的选型及计算 . 18 选导轨型号及估算导轨长度 . 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 算滚动导轨副的距离额定寿命 . 19 . 21 . 23 . 23 . 24 . 24 7 机架的设计 . 25 . 25 . 26 . 26 8 伺服驱动部分 . 27 . 27 . 27 . 27 . 38 . 38 . 38 . 39 . 39 结论 . 49 致谢 . 50 参考文献 . 51 附录 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 控工作台概述 念 X Y 数控 工作台是指能分别沿着 X 向和 Y 向移动的工作台。数控机床的加工系统、立体仓库中堆垛机的平面移动系统、平面绘图仪的绘图系统等 ,尽管结构和功能各不相同 ,但基本原理相同。机电一体化系统是将机械系统与微电子系统结合而形成的一个有机整体。 在中小形企业中，由于产品更新换代频繁，且大都是一些适应市场的单件，小批零件，若由数控机床来解决这些零件的加工精度和自动化问题，因成本高，而不现实。为此，数控工作台，作为工装与通用机床（立铣，立镗，钻等）陪用，以解决单件，小批。小尺寸复杂零件的孔，槽及凸轮等精度加工问题，具有一定的灵活性，通用性和经济性。 控工作台分类 X - 闭环和闭环伺服系统三种。开环的伺服系统采用步进电机驱动 ,系统中不设置传感与检测设备 ,半闭环的伺服系统中一般采用交流或直流伺服电机驱动 ,并在电机输出轴端设置传感与检测设备 ;闭环的伺服系统中也是采用交流或直流伺服电机驱动 ,但检测与传感设备设置在工作台末端 。 控工作台组成 数控交流伺服 控制计算机部分、伺服驱动部分、机械传动部分及检测部分组成 ,采用闭环控制方式 ,其结构如图 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 1检测系统 本系统控制计算机为 主要处理以下事务 :键盘分析 ,输入数控指令 ， 完成数据处理工作 ， 将处理后的有效指令输送到伺服驱动部分 ,接收并处理来自光电编码器的反馈数据 ， 进行控制算法的运算工作 ， 动态显示机械工作台运动状况。 伺服驱动部分主要由数字伺服控制板 (一块 )、伺服驱动电路 (两套 )及交流伺服电机 (两个 )组成。与电机同轴装有测速发电机和光电编码器 ， 传动执行机构 (进给系统 )由联轴器、滚 珠丝杠螺母副和数控工作台组成 ,由交流伺服电机驱动。 题的背景 作台的机械主体部份直线导轨和滚珠丝杆 ， 联轴器 ,工作台面 。 电气部份的关联性及传动装置的保护性 ,X 轴及 Y 轴两端配有高质量的缓冲器，同时可选配在工作台的两端配有限位检测开关 ,部份工作台的配有原点检测开 ,并可提供光电编码装置以适于闭环控制，原点开关的位置可以大距离的调节。工作台可广泛用于焊接 ， 点胶 ， 打孔 ， 包装 ， 取料等各类精密位置控制设备的应用 ， 开发，以及高等院校相关专业的机电传动控制、机械工程控制基础以及数控技术等课程的教学实践 。 体方案设计 设计一台微机控制 坐标工作台，采取 制，控制方式采用交流伺服、运动控制器和 （闭环控制） 。 作台的机械主体部分直线导轨和滚珠丝杠，联轴器，工作台面。电气部分的关联性及传动装置的保护性， X 轴及 Y 轴两端配有高质量的 缓冲 器，同时可选配在工作台的两端配有限位检测开关，部分工作台的配有原点检测开光，并提供光电编码装置以适于闭环控制，原点开关的位置可以打距离的调节。工作台可广泛用于焊接，点胶，打孔，包装，取料等各类精密位置控制设备的应用。 其他参数见表 1文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 1计参数 脉冲 当量mm/位精度 大移动速度m/s 工作台尺寸 给抗力 N 工作台行程 面最大物重质量 Y 00*350 800 420 500 100 （一）机械系统设计 1） 传动机构采用滚珠丝杠副 ； 2） 导向机构采用滚动直线导轨； 3） 执行机构采用交流伺服电动机 。 （二）伺服驱动部分设计 1） 接口设计 2） 伺服系统设计 3） 控制系统设计 2 交流伺服电动机 流伺服电动机 概述 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 交流伺服电动机广泛用 于机电一体化设备及自动控制系统中作为执行元件 ,用于将输入的交流控制信号快速的转换为转轴的角位移或角速度输出 。 对交流伺服电动机的一般性能要求是 : 良好的可控性 ,单向供电时无自转现象 ； 运行稳定性好 ,在较宽的速度范围内均匀稳定运行 ； 响应速度快，控制信号发生时，电动机能快速跟随变化 。 交流伺服电动机的分类、特点及使用范围见下表 交流伺服电动机的分类、特点及使用范围 类型 代号 结构特点 性能特点 使用范围 笼型交流伺服电动机 子与定子结构与一般笼型异步电动机相 似 ,但转子一般为两相 ,且细而长 ,笼可用铝、紫铜、黄铜制成 励磁电流较小，体积较小，机械强度较高，低速运转时不够平滑，有抖动现象 广泛运用于小功率自动控制系统、随动系统和计算装置中 非磁性杯型交流伺服电动机 非磁性金属铝、黄铜等制成杯形转子，杯的内外由内外定子构成磁路 转动惯量小，运转平滑、无抖动现象，励磁电流和体积较大 用于要求运行平滑的系统，如自动装置和计算装置等 流伺服电动机 转矩大 ,转速低 ,机械特性线性度好 ,低速性能良好，可直接与丝杠连接 用于数控机床驱动 或其他驱动系统 低速交流伺服电动机 A 子、定子结构与笼型交流伺服电动机相同 ,另外机壳中装有齿轮减速装置 体积小 ,重量轻 ,力能指标高 ,性能好，输出转速低 ,转矩大 广泛应用于自动装置和计算技术装置中作驱动、执行或控制元件 两相交流伺服电动机的主要特性见下表 两相交流伺服电动机的主要特性 特性 含义 特性 含义 空载始动电压 额定励磁电压下，使转子在任意位置开始空载连续转动的最小控制电压。以额定控制电压的百分比表堵转特性非线性度额定励磁电压下，实际堵转特性的最大转矩偏差 ( r=1 时的堵转矩买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 示。 小，系统的不 灵敏区域越小 机械特性非线性度额定励磁电压下，任意控制电压是的实际机械与线性机械特性在 T=2 时的转速差与空载转速 小 ,伺服电动机的性能越接近线性，系统的动态误差就越小 . 机电时间常数 j 在空载和额定电压下 ,加以阶跃的额定控制电压 ,电动机由静止上升到空载转速的 所需时间(以上略去了相对来说比较小的电磁时间常数 )。 j 越小 ,对信号响应越快 调节特性非线性度额定励磁电压下 ,当 e= ,实际调节特性与线性调节特性的转速偏差与空载转速之比的百分数 表 伺服电动机的额定值 额定值 符号 单位 说明 额定励磁电压 额定运行时励磁绕组上所加的电压 额定电压 额定运行时控制绕组上所加的电压 额定频率 动机所用电源的频率 堵转励磁电流 定子绕组加上额定电压 ,输出转速为零时的励磁绕组电流 堵转控制电流 定子绕组加上额定电压 ,输出转 速为零时的控制绕组电流 。 空载转速 n0 r 子绕组加上额定电压后，电动机不带任何负载时的转速 续表 2转转矩 子绕组加上额定电压 ,输出转速为零时的输出转矩 额定输出功率 最大输出功率 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 流伺服电动机的选型 影响交流伺服电动机使用性能的因素见表 影响交流伺服电动机使用性能的因素 影响使用性能的因素 对性能的影响 电源频率和电压波动 频率升高时 ,定 ,转子漏抗增加 ,励磁电抗增加，堵转下降，机械特性的线性度变坏 ,频率增高过多时 ,还可能出现内阻尼显著变小和产生单相供电自转现象 。 电压下降时 ,堵转转矩和输出功率会显著下降，加速时间增长 放大器内阻抗 伺服放大器的内阻抗大，将使两相交流伺服电动机的机械特性线性度变坏甚至引起单相供电自转，所以一般伺服放大器都采用副反馈方法来降低内阻抗 不同控制方式 控制方式 km 出功率 效率 控制功率 e 温升 线路 幅值 ,相位 ,电容 一般 ,好 不好 不好 ,一般 ,好 中 ,小 ,大 高 ,低 ,中 小 ,大 ,小 受限 ,受限 ,灵活 低 ,高 ,中 一般 ,复杂 ,简单 不同有效信号系数 制造厂提供的是两相交流伺服电动机的两相对称状态机械特性 (有效信号系数 e=1)。 但是 ,系统设计时往往需要不对称状态的机械特性 。 求不对称的机械特性的方法是 :按图示方法求取 0n 2 时线性机械特性和对称状态机械特性的转矩差值 H;再求出 A=4H 02=4H 0n ;再将 A,B 和所需要的有效特性系数 e 带入下式即可求得不同转速 n 下的转矩 T,得到T=f(n)机械特性 222 )1(2),( 综上所述，选择 特点是转矩大、转速低，机械特性线性度好、 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 低速性能良好，可直接与丝杠连接。选择 技术数据见下表 2- 2- 型号） 输出功率（ 额定转矩（ 最大转矩(最高转速(r/转动惯量(2m ) 机械时间常数(热时间常数(质量(2000 10 9 15 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 丝杠的选型及计算 杠的介绍 丝杠螺母机构基本传动形式： 丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。它主要用来将旋转运动变为直线运动或将直线运动变为旋转运动，有以传递能量为主的（如螺旋压力机），也有以传递运动为主的（如工作台的进给丝杠）。 丝杠螺母机构有滑动摩擦和滚动摩擦之分。滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁功能。但其摩擦阻力大，传动效率低（ 30%40%）。滚动丝杠螺母机构虽然结 构复杂制造成本高。但其最大优点是摩擦阻力小，传动效率高（ 92%98%），因此选用滚动丝杠螺母机构。 根据工作台运动情况，应选择丝杠传动螺母移动的形式，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑，丝杠刚性较好，适用于工作行程较大的场合。 滚珠丝杠副的组成及特点 : 滚珠丝杠副是一种新型螺旋传动机构，其具有螺旋槽的丝杠与螺母之间装有中间传动元件 滚珠。滚珠丝杠螺母机构由丝杠，螺母，滚珠，和反向器等四部分组成。当丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，为防止滚珠从滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端设有 滚珠回程引导装置构成滚珠的循环返回通道，从而形成滚珠流动的闭合通路。 滚珠丝杠副与滑动丝杠副相比，除上述优点外，还具有轴向刚度高，运动平稳，传动精度高，不易磨损，使用寿命长等优点。但由于不能自锁，具有传动的可逆性，在用做升降传动机构时，需要采取制动等措施 。 。 。 ) 33 3。 杠的选型 初步选取丝杠数据见表 3 3选丝杠 参数 初取滚珠丝杠： 公称直径 /程 /0 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 滚珠丝杠的工作长度计算： L=余量行程工作台 x 7 4 0204 2 03 0 0 y 8 7 0205 0 03 5 0 、 00 00 由于两方向丝杠的公况为，每天开机六小时，每年 300个工作日。工作八年以上， 依工作要求和工作条件，初选外循环插管式，预紧采用双螺母型，圆螺母调隙，导珠管凸出式， 3级精度，定位滚珠副， 丝杠材料： ； 滚道硬度为 5862, 8 ,200 螺纹右旋， 393 型号为 4 7 0 0,8 8 5 0 。 丝杠的传动精度为 1440014400h 丝杠的转速： 502 丝杠的工作载荷： F=800N 杠的 校核 寿命计算： 8 8 5 05 8 1 0 . 4 塑料 /铸铁 8 注 :导轨材料前边为动导轨后边为固定导轨 导轨副应尽量由不同材料组成，如果选用相同材料，也应采用不同的热处理或不同的硬 度。通常动导轨（短导轨）用较软耐磨性低的材料，固定导轨（长导轨）用较硬和耐磨材料制造，材料匹配对耐磨性影响见表 导轨材料与热处理 机床滑动导轨常用材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 灰铸铁通常以 3997表 灰铸铁导轨硬度要求 硬度要求 (硬度不均匀性 (导轨长度/轨铸件重量 /t 不低于 不高于 导轨长度/度差不超过 2500 - 190 255 2500 25 2500 3 180 241 2500 35 5 175 241 由几何件连接的导轨 45 10 165 241 常用耐磨铸铁与普通铸铁耐磨性比较见表 常用耐磨铸铁 耐磨铸铁名称 耐磨性高于普通铸铁倍数 磷铜钛耐磨铸铁 2 高磷耐磨铸铁 1 钒钛耐磨铸铁 1 2 稀土铸铁 1 铬钼耐磨铸铁 1 导轨热处理 :一般重要的导轨，铸件粗加工后进行一次时效处理，高精度 导轨铸件半精加工后还需进行第二次时效处理 . 常用导轨淬火方法有 : 1)中频淬火，淬硬层深度 (1 2)45 50)2)接触加热自冷表面淬火，淬硬深度 (微硬度 600右 用于导轨的材料应具有良好的耐磨性、摩擦系数小和动静摩擦系数差小。加工和使用时产生的内应力小，尺寸稳定性好等性能。 表 导轨材料匹配及其相对寿命 导轨材料与热处理 相对寿命 导轨材料及热处 理 相对寿命 铸铁 /铸铁 1 淬火铸铁 /淬火铸铁 45 铸铁 /淬火铸铁 23 铸铁 /镀铬 34 铸铁 /淬火钢 2 塑料 /铸铁 8 注 :导轨材料前边为动导轨后边为固定导轨 导轨副应尽量由不同材料组成，如果选用相同材料，也应采用不同的热处理或不同的硬度。通常动导轨（短导轨）用较软耐磨性低的材料，固定导轨（长导轨）用较硬和耐磨材料制造，材料匹配对耐磨性影响见表 导轨材料与热处理 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 机床滑动导轨常用材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁。 灰铸铁通常以 导轨，以 39970所示 表 灰铸铁导轨硬度要求 硬度要求 (硬度不均匀性 (导轨长度 /轨铸件重量 /t 不低于 不高于 导轨长度 /度差不超过 2500 - 190 255 2500 25 2500 3 180 241 2500 35 5 175 241 由几何件连接的导轨 45 10 165 241 常用耐 磨铸铁与普通铸铁耐磨性比较见表 表 常用耐磨铸铁 耐磨铸铁名称 耐磨性高于普通铸铁倍数 磷铜钛耐磨铸铁 2 高磷耐磨铸铁 1 钒钛耐磨铸铁 1 2 稀土铸铁 1 铬钼耐磨铸铁 1 导轨热处理 :一般重要的导轨，铸件粗加工后进行一次时效处理，高精度导轨铸件半精加工后还需进行第二次时效处理 。 常用导轨淬火方法有 : 1)中频淬火，淬硬层深度 (1 2)硬度 (45 50) 2)接触加热自冷表面淬火，淬硬深度 (微 硬度 600右 。这种淬火方法主要用于大型铸件导轨 。 1)刮研导轨 刮研导轨具有接触好、变形小、可以存油、外观美等特点 ,但劳动强度大、生产率低 。 主要用于高精度导轨 。 刮研导轨轨面每 2525 表 刮研导轨面 2525机床类别 滑动导轨 移置导轨 镶条、压板 滑动面 每条导轨宽度 250 250 100 100 级和级以上 20 16 16 12 12 级 16 12 12 10 10 级 10 8 8 6 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2)导轨 生产率高 ,是加工淬硬导轨唯一方法，磨削导轨表面粗糙度应达到的要求 ,见表 0。 接触面要求见表 09。 表 磨削导轨表面粗糙度 床类型 动导轨 固定导轨 中小型 大型 重型 中小型 大型 重型 级和级以上 级 级 注 :粗糙度应降低一级 (括号内数值 )。 括号内数值 )。 表 磨削导轨表面的接触指标 (%) 机床类型 滑 (滚 )动导轨 移置导轨 全长上 全宽上 全长上 全宽上 级和级以上 80 70 70 50 级 75 60 65 45 级 70 50 60 40 注 :方能作长度的评定 。 导轨的几何精度主要是指导轨的直线度和导轨间的平行度 ,垂直度等 。 具体相关的几何精度参阅有关机械的精度标准 。 本机构导轨精度取 3级 。 。 。 。 （ 2）导轨防护 1）固定保护：利用导轨中移动件俩端的延长物保护导轨。 2） 刮屑板：利用毛毡或耐油橡胶制成与导轨形状相吻合的刮条，使之刮走落在导轨上的灰尘，切屑等。 （ 3）注意润滑和防尘 滚动导轨通常采用钠基润滑脂润滑。如果使用油润滑。应尽可能采用高拈度的润滑油。如果与其他机构同统一供油，则需附加滤油器。在油进入导轨前再经一道精细的过滤。 为了防止异物浸入和润滑油泻出，产品出厂时滑块座两端均装有耐橡胶密封垫。 导轨设计和使用注意事项 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 机架的设计 架设计的技术要求 机座工作台传动系统中的主要功能是支撑固定联接或作相对运动的部 件或零件，以保证零部件之间的相互位置或相对运动精度。为完成以上功能，支撑件一方面不仅尺寸和自身重量较大，而且不论是静载荷还是交变载荷，最后往往都传到支撑件上，从而使支撑件受力复杂；另一方面，在上支座有很多安装零部件的加工面和运动部件的导向面，这些面本身的精度和相互位置精度要求都较高。为此，在设计支座时，需要满足静刚度，抗振性，热稳定性和工艺性等方面的技术要求 11。 (一 ) 静刚度 支座承受静载荷后产生静变形，二者之比称为静刚度。其倒数称为静柔度，设计时要保证受到零支座部件和工件的重力，惯性力，工作力，夹 紧力等静载荷后，只产生机械的功能所允许的静变形。 支座的静刚度包括：自身刚度，局部刚度和接触刚度。自身刚度指的是本支座身受拉，压，扭，弯等载荷后产生的变形，其中扭转变形和弯曲变形一般是主要的。局部刚度指的是载荷集中的局部范围产生的变形。如在支座上由于结构需要局部突出的导轨，这样刚度较弱的局部，受力后产生较大的局部变形。接触刚度是指在两个接触面之间的变形。两接触面微观不平，真正接触到的只是一些高点。压强小时，接触的高点少，接触刚度较低。压强变大，实际接触面积增大，接触刚度提高。因此，接触刚度一般是非线性的。在 近代机械中，接触刚度的影响往往大于自身刚度和局部刚度的影响，有时要占总刚度的 80%。进行工作台支撑结构设计时，应尽量减少接触面的数量，提高接触面的接触刚度。 确定支撑件的刚度，有计算法和实验法两种。计算法是在设计图纸的过程中，根据零件尺寸和买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 预定的工作载荷，计算支座的刚度。常规的方法是：将支撑件作适当的简化，引入实验所得的各项系数，按材料力学，结构力学和弹性力学的计算公式，算出支座的变形大小。实验法是在机械已试制出来后，在实际工作条件下进行实验。 在满足支座刚度要求的同时，应注意支座的刚度重量比和性能价格比 （二） 抗振性 支座受交变载荷的作用，除了注意载荷的变化幅值的影响外，更应注意载荷变化频率的影响。载荷变化的 频率若与支座的某阶固有频率重合或接近，将发生共振，产生机械功能不允许的动变形，严重影响机械的正常工作。 支座的抗阵性，往往直接影响整机的振动 （三） 热稳定性 传动系统开始运行后，各部分特别是摩擦运动副产生的温升使机械产生相应的变形即为热变形。传动系统运行到一定时间，若产生的热量与发散的热量基本平衡，使整个传动系统的温度场保持稳定，从而使热变形保持恒定，即为热稳定性好。 一般温差产生的原因，除机械中的 摩擦运动副外，电动机，液压气动系统也产生热量，局部阳光照射和风冷也产生温差。甚至人体也相当于 使光栅刻线机产生 （四） 工艺性 支座设计要保证良好的制造装配工艺性。铸件毛坯要设计的便于成型。浇注，清沙，吊装，避免铸造缺陷。焊接毛坯要设计的便于下料，拼焊，减少焊接变形。各种毛坯要设计的便于加工，装配，维修。 架设计的一般要求 机架设计的一般要求 : 在满足强度和刚度的前提下 ,机架的重量应要求轻 ,成本低 。 抗震性好 。 把受迫震动振幅限制在允许范围内 。 噪声小 。 温 度场分布合理 ,热变形对精度的影响小 。 机构设计合理 ,工艺性良好 ,便于铸造 ,焊接和机械加工 。 机构力求便于安装与调整 ,方便修理和更换零部件 。 有导轨的机架要求导轨面受力合理 ,耐磨性良好 。 造型好 。 使之既适用经济 ,又美观大方 。 架材料的选择 机架 材料的选用，主要根据机架的使用要求，由于多数机架形状较复杂，故一般采用铸造，由于铸铁的铸造性能好，价廉和吸震性强，应用最广。 铸铁的优点： 它的 流动性好，体收缩和线收缩小，容易获得形状复杂的铸件 。 在铸造中加入少量合金元素可提高耐磨性能。 铸铁的内摩擦大、阻尼作用强，故动态刚性好。 铸铁还具有切削性能好、价钱便宜和易于大量生产等优点 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401