某立式数控铣床 Y 向伺服轴机械传动部件设计说明书.docx
某立式数控铣床Y向伺服轴机械传动部件设计3张CAD图
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某立式数控铣床 Y 向伺服轴机械传动部件设计摘要数控机床进给伺服系统是指将电动机的旋转运动传递给工作台获刀架实现进给运动的整个机械传动链，包括齿轮传动副、丝杠螺母副及支承部件等机械传动机构。本文是关于立式数控铣床 Y 向伺服轴机械传动部件设计，根据任务书所给的参数和参数值用静态和动态的设计观点设计丝杆螺母传动装置和减速机构， 再根据设计要求计算出电动机的额定功率。最后对伺服进给系统控制器的设计给出了一种可行方案。关键词：数控机床滚珠丝杠螺母副交流伺服电机IIABSTRACTThe servo system of NC machine tool is to transfer the rotating motion of the motor to the table by the tool for the mechanical transmission chain feed movement, including gear pair, screw nut and bearing components and other mechanical transmission mechanism. This article is about the design of the servo axis mechanical transmission parts of vertical CNC milling machine Y, according to the design idea of static and dynamic design of wire rod nut driving device and a speed reducer to the task book value parameters, according to the design requirements to calculate the rated power of electric motor. At the end of the servo system controller design gives a feasible solution.Key wordsCNC ACservo motor ball screw pair 目录摘要IABSTRACTII第一章 绪论21.1 床发展的历史和发展趋势21.2 控机床的意义31.3 我国 NC 发展现状及过程4第二章 数控车床的伺服传动系统62.1 伺服传动系统的基本概念6第三章 进给系统的设计及计算93.1 丝杠螺母静态设计113.2 丝杠螺母动态设计143.3 变速机构的设计163.3 电动机的静态设计18第四章 电动机的选取与减速机构的设计214.1 电动机的选取214.2 减速机构的设计23第五章 进给系统的结构设计245.1 丝杠螺母副的设计225.2 进给传动的分类及组成28结论30致谢32参考文献3333第一章 绪论1.1 床发展的历史和发展趋势数控技术是集机械制造、计算机技术、微电子技术、现代自动控制技术、网络通信技术、现代传感器检测技术等多门科学于一体的高新技术。国家的综合国力和工业现代化进程可以由数控技术的高低来反映，同时数控机床的保有量和普及程度也是现代工业强弱程度的重要标志。随着我国经济快速发展，数控机床的保有量不断提高，应用日趋广泛。企业需要大批能熟练掌握数控机床编程、操作、维修的数控技术人才，数控技术人才的缺口比较大，因此熟练掌握数控技术对社会可做出许多重要贡献。自 1946 年 2 月 14 日第一台计算机诞生与美国宾夕法尼亚大学的莫尔电机学院从此标志着人类社会迈入信息社会，人类的生活方式产生了巨大的变化，计算机的出现原本是为了进行科学数值的计算、取代人脑的工具，然而它的发展也给自动化技术带来了蓬勃的发展。数控机床是建立在计算机的基础上，并且随着电子计算机技术的快速发展而快速发展。1947 年，安州特拉弗斯城的帕森斯工厂的负责人约翰帕森斯管理着这家生产工厂。在这家工厂里生产直升机旋翼。在那个年代，数字计算机都是体型庞大， 并且生产制造麻烦且制造昂贵，但是小型计算器为会计师使用的穿孔卡式计算机基本每个工厂都会使用。由于直升机旋翼叶片可以用复杂的方程式来确定的形 状，于是帕森斯遂租用了一台 IMB 会计计算机来计算某些设计参数。毫无疑问， 会计计算机可以大大提高的旋翼的生产效率，同时也提高了精度和质量。制造叶片型板起初，工人们的方法浪费很多时间而且有很大误差，操作不当甚至破坏版型，即使老技工也无法避免出现错误。他们使用的方法是先标刻确定版型曲线的 17 个点，然后进行复杂的计算，得到相应的尺寸，再将这些点连接起来，这研发太费时费力。但帕森斯得到了在计算机会计使用 IBM 的过程中探索新思路的勇气。他问了一个名叫弗兰克的人 员工沿着轮廓边缘计算通过使用计算机，然后让每个点的坐标技工在 200 套坐标的钻孔，每孔足够接近重叠，整个 200 点卡板是固定的，不再需要额外的加工.技工需要做的全部工作，将加工平台移动到所要加工的坐标点位置，在这个加工位置钻一个孔，再移动到下一个坐标点，再钻一个孔，然后就循环上述动作，直到将所有坐标孔加工完毕。该技术还采用人力操作机器，但这次帕森斯涉及自动化过程发布命令，通过数字打卡机由电机驱动的下一步。帕森斯将这一理念，美国空军。空军立即被旁边的帕森斯合同。虽然空军最终将控制计划并交给麻省理工，但帕森斯仍然是“数控之父”。1985，帕森斯，授予“全国技术勋章，”的发明，以表彰他的勇敢精神探索。1.2 控机床的意义制造业掌控着国名经济的发展方向和速度，机械制造业是在制造产业中属于核心制造，在制造业中占巨大比重，在现代社会生产领域，计算机辅助设计，计算机辅助制造，计算机辅助管理，它们有机地结合起来，计算机集成制造（CIM） 已成为现代企业的技术进步和现代化的标志。计算机辅助制造工程技术来改造传统产业，在中国，是中国制造业走向世界，走向现代化的必由之路。在国际竞争日益激烈的今天，计算机辅助制造技术的数控加工技术在机械制造业的地位显得越来越重要。现在很多工业发达国家的数控化率可达 30%以上，数控机床已成为机械制造业的主要设备。1.3 我国NC 发展现状及过程从 1958 开发和利用数控机床开始，在现代社会数控机床的品种，数量，质量，都有了很大进步和提高，到目前为止在品种，数量和质量、数控机床等方面得到了长足的发展。特别是 1978 年以来，中国的数控机床总量有了明显的提高。数控改造数控加工技术的应用与普通机床已成为传统机械制造企业提高竞争力 的有效途径，困境。在第二十世纪 90 年，国家科学技术委员会，高度重视利用先进制造技术的各工业部门，生产企业，积极鼓励和支持科技创新的数控加工技术的使用，提高技术水平。二十一世纪国务院批准实施 “目前全国关注的焦点鼓励发展的产业，产品和技术目录”是国家 LED 调整经济结构，改善投资结构以及投资项目审批的主要依据，其中确定 CAD，CAM，CAE 系统，猫，高速，高精度数控机床，如鼓励产品和技术发展的国家重点。可以预见，在未来几年，适合中国的数控加工技术将形成新的高新技术产业成为新的经济增长点。据了解，在2001 中国机床产值世界第一的五，在世界排名前三的机床消费，达到 47.4 亿美元，仅仅排在德国和美国之后，支出比上年支出增长 25%。数控机床消费在台湾从 1991 到 4113 增加到 2000 23482 台，平均年增长率为 25%。数控机床消费在台湾从 1991 到 4113 增加到 2000 23482 台，平均年增长率为 25%。据专家预测，未来 5 至 10 年间，中国数控机床经济将呈现迅猛增长态势，数控机床一定会成为制造市场需求的主流。在改革开放 20 年来，中国的机床产业消费和国家GDP 增长值同态势增长，十年翻了一倍。中国可能会在 2005 成为世界第一机床消费。可以说，中国仍被广泛应用于数控机床提高过渡期，随着中国制造业的蓬勃发展，数字技术将得到迅速的发展，也大大提高应用前景。另一方面，虽然中国的数控机床总的所有权已经有了很大的提高，在企业的不同类型和档次的数控机床已广泛应用在一些世界领先的数控机床，但使用情况不容乐观。主要从事数控机床还没有得到充分的功能，数控机床的实际功率低，加工效率低，技术准备周期长，重复加工质量更稳定，应用技术的总体水平还比较低。主要原因是数控加工技术人员的数量，质量，结构不符合数控加工技术发展的要求，我国迫切需要大量的从研究到应用开发，维护和技术各级数控人才。数控机床是基于先进的设备自动加工工件的加工程序，工件的质量由加工精度的质量主要决定的，技术和处理程序，基本上排除了机器操作员手工技能的影响，运营商对总体质量的提出了更高的要求。在面对数控加工技术迅速发展的事态，开始之初，很多企业拥有了先进的数控机床，但数控加工工艺质量精度非常低和加工程序是非常不完 善，数量和数控机床操作人员不能满足数控快速发展的质量要求，造成产品质量差，加工效率低。目前，数控加工数控机床操作符合实际需要还有很大的差距。据统计，在 2002 只中国运营商在 NC 60000000 的缺口。数控机床是一种典型的机械，电气，液压，气动设备，要求较高的操作人员使用，劳动和社会保障部职业资格证书持有者的要求复杂的技术工作岗位。数控机床的操作不同于普通操作者的经验和手工技能的要求，对操作者有较好的技术基础和较高综合素质的需要，可以继续了解和掌握先进的加工技术的实际应用。数控机床按照 NC 程序自动加工的零件，必须由操作者具体实施。可以说，数控加工技术方案由操作者对数控机床实现积累经验，数控加工和数控加工工艺和数控编程领域提高质量的基础。因此，在生产过程中，数控机床的操作是数控机床操作人员的素质和水平的一个重要组成部分，将直接影响生产效率，产品质量和生产成本，高质量的数控机床操作员是保证数控技术可以是一个适当的和成功实施的重要条件。总的来说我国 NC 机床目前存在下列问题：（1） 低技术水品的产品竞争激烈，互相靠压低价格促销。（2） 功能齐全技术水平高的产品需要进口，或引进技术。（3） 数控系统的附件，和高质量的数控零件需要进口。（4） 应用水平较低，联网技术没有完全推广使用。（5） 自主创新能力有限，对与需要有较高水平才能完成的产品需要引进图纸，或者在国外购买零件，回来组装，或者和外商合资。我国 NC 机床的现状总结起来：“进步很大，问题不少；数量多，不能利用到位；产量较少，高技术产品缺乏”。由上述可以看出我国数控机床特别是档次比较高的数控机床仍然没有强力的市场竞争力，其中的主要原因在于国产数控机床的研究开发力度不够、制造水平仍然落后与西方发达国家、大多数生产企业数控系统生产应用推广不力，缺少掌握核心的数控技术人才、售后服务行业能力不够等。在当今数控技术迅猛发展的今天，要想得到进步我们先得认清自己，和国际形势，不能坐井观天，先认识到自己的不足才有进步的可能，要有创新意识，努力发展先进技术，培养专业数控人才，在创新产业中加大投资，减小与发达国家的差距。第二章 数控车床的伺服传动系统2.1 伺服传动系统的基本概念数控机床伺服系统是以机床移动部件和控制系统的自动控制运行的速度和位置，也被称为伺服系统，伺服驱动系统或机制。数控机床伺服驱动系统，数控装置通过接收进给指令脉冲（装置或插补软件插值），通过指令转换和改变施加的电压，功率放大，然后驱动运动指令脉冲加工轴，这些传动轴表，一些驱动炮塔，通过多轴联动的综合，刀具相对工件产生各种复杂的机械运动，加工要求的形状复杂工件数控机床伺服系统的一般结构如图所示：由于数控机床的各种加工任务的完成，他们进给伺服系统的要求各不相同， 但大致可以概括如下：可逆运行；可以有很大的调速范围；刚度高，稳定的高速行驶能力；无超调快速响应；低转速、高转矩精度；。伺服电机伺服系统的要求：（1） 可以从最低到最高转速电机运行平稳，转矩具有较小波动，在低速时任然可以平稳的运行，且速度稳定，不会出现停滞的现象。（2） 电机应该有很长一段时间，一个大的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机需要 4-6 次几分钟内过载而不损坏。（3） 为了满足快速响应的要求，电机应该有一个小的惯性和大排档转矩，并具有尽可能小的时间常数和起动电压。电机应该宽容最终选择/ S2 角加速度超过容量，确保电机启动在 0.2 秒内从静止到额定转速。（4） 电动机应能启动频繁制动和反转随着微电子技术，计算机技术和伺服控制技术，数控机床伺服系统发展至今可以采用速度快精度高的数字伺服系统。从模拟伺服控制技术，全数字混合模式。第三环路的位置，数字 PID 的制约，软件灵活可实现速度和电流反馈调节，这项过程完全由数字实现。数字伺服系统采用了一些新的伺服控制技术，提高控制精度的性能和质量大大改善措施。数控车床进给传动系统中普遍使用的进给伺服系统。它也不同于数控车床车床的一个特殊部分。数控车床伺服系统一般由驱动控制单元，驱动元件，机械传动部件，测试执行器反馈回路等组成。伺服驱动系统是有驱动控制单元和驱动元件组成。的机械传动由机械传动部件和执行机构组 成。检测元件和反馈电路检测系统。他们的反馈控制系统的伺服模式可分为开环和闭环系统。闭环伺服控制系统的位置反馈 typically SAH。这取决于在位置检测设备的位置，该闭环系统是分为半闭环系统和闭环系统。半闭环系统的位置检测装置是一个具有附加到螺丝端子和安装在电机轴的类型。螺钉的是包含在环的位置，这是完全超出了喷嘴对置位置环的机械传动部件。全闭环控制系统的位置检测装备安装在控制面板上，所有机械传动所需单元都包含在位置环。开环系统的定位精度低于闭环系统，但它的结构简单，可靠，成本低。由于机械传动，惯性定位精度和磨损，间隙的存在，使开环系统的本质的可靠性和快速。闭环系统控制精度高，速度快的性能，但由于在控制回路的机械传动部件， 使系统的动态性能不仅取决于设备驱动程序的结构和参数，而且与机械传动部件的刚度，阻尼特性，惯性，间隙等因素的影响，磨损有很大的关系，它必须为结构参数的电气和机械部件被认为是满足系统的要求。因此，该机的闭环系统是比较高的，而且成本相对昂贵。用于闭环系统的位置检测装置有：脉冲编码器，旋转变压器，感应同步器，磁带，光栅和激光干涉仪。伺服驱动器中常用的进给数控车床伺服电机。伺服电机直流伺服电机和交流伺服电机分。交流伺服电机由于其可靠性高，几乎没有维修和低成本的特点已经得到了广泛的应用。直流伺服电动机引入了机械换向装置。其成本高，故障多，维护困难，经常因碳刷产生的火花而影响生产，并对其他设备产生电磁干扰。同时机械换向器的换向能力，限制了电动机的容量和速度。电动机的电枢在转子上，使得电动机效率低，散热差。为了改善换向能力，减小电枢的漏感，转子变得短粗，影响了系统的动态性能。因此全闭环系统对机床的要求比较高，且造价也较昂贵。闭环系统中采用的位置检测装置有：脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、磁尺、光栅尺和激光干涉仪等。数控车床的进给伺服系统中常用的驱动装置是伺服电机。伺服电机有直流伺服电机和交流伺服电机之分。交流伺服电机由于具有可靠性 高、基本上不需要维护和造价低等特点而被广泛采用。第三章 进给系统的设计及计算如图 1 为一种典型的机械传动部件设计方案，由直流伺服电动机、减速机构和丝杆螺母传动装置构成。已知该轴伺服传动机械部件设计设计参数如下：参数参数值工作台：工作台质量：mT = 700kg最大加工受力：Fw = 1000N快进速度：vfast = 0.17m / s工进速度：vv = 0.1m / s最大加速度：a max = 1.3m / s2工作导轨摩擦力：FR = 2.5N工作行程：sw = 0.35m丝杠螺母机构如图 2 所示：轴承轴向刚度：KL = 800N / mm丝杠螺母刚度：KM = 800N / mm螺母支座刚度：KTM = 1000N / mm丝杠传动效率：hsp = 0.9丝杠长度：Lsp = 0.5m丝杠轴承、丝杠：螺母摩擦力矩：M R.sp = 2.5N m轴承平均间距：L = 450mm导程：hsp = 10mm确定最大转速的常数：A = 60000轴承支承方式：双推-双推伺服电动机：电动机转子惯量：-32JM = 0.05 10 kg m其他参数：钢的密度：r= 7.85 103 kg / m3机床工作时，按照加速-工进-减速-反向加速-工进-减速-加速这样一个过程循环。图 3 给出了电动机转矩在一个工作周期内随时间变化的范围。3.1 母静态设计（1）确定动载荷工作循环周期 T由加速时间和加工时间组成，计算如下:ta = vv / amax = 0.1/1.3 0.077s在减速期间的平均速度为工作进给时转速为可得当量转速载荷系数取当量载荷为F = F +mRT算出Fa = mT amax = 700 1.3 = 910n代入上式Fm = 999N取滚珠丝杠寿命为 20000h，算出该滚珠丝杠的动载荷(2) 确定静载荷最大轴向力可近似取最大加工受力，即取静态安全系数,得静载荷(3) 根据轴向压力选取丝杠直径可得dsp =由L=450mm查表代入上式得故取(4) 转速限制最大转矩限制：由和得临界转速限制：dspn L2= cf 107由 ,L=450mm ,得(5) 选择丝杠直径：由上面计算结果得Ca 9670N C0a 1000Ndsp 6mm dsp 58.8mm dsp 1.2mm根据以上数据，从厂家产品样本中可选取丝杠直径，如表 5-15 所示。表 5-15丝杠直径的选取dsp / mmCa / NC0a / N201107522172251597534170322590956930402942773409可得dsp 20mm3.2 母动态设计（1）确定丝杠螺母传动的总刚度扭矩刚度：KTsp4d= 7.84 10-3spL式中 ； 。将丝杠扭转刚度折算成工作台（执行件）直线刚度公式 2p2hKTs = KTsp sp 得。d 4 7.84 10-3 sp (N / mm)L拉压刚度：d2sK 1.6510-1 spL(N / mm)根据已知条件可得。总刚度：对于“双推-双推”式支承的丝杠螺母传动装置，其刚度的等效图如图 5 所示。双推-双推式丝杠刚度等效图设螺母位于丝杠中间，于是系统的总刚度为1Kgen=1 2KL+ 1 + 1 4KsKM+ 1KTs+1KTM将已知条件代入，得系统的总刚度(2) 确定机械谐振频率机械传动部件的谐振频率w0mech =故w0mech= 588(rad / s)(3) 确定具有满意动态性能的丝杠直径电气驱动部件的谐振频率取下列值，则其动态性能较好，即取采用常规的比列位置调节，为了使机械传动部件的动态性能不影响系统总的动态性能，应当使但是，根据本例选择的丝杠直径，只能得到因此，丝杠的直径应该更大一些。若取带入w0mech =得1将此总刚度代入式=1+ 1+ 1 + 1 +1K 、 K 和 K为已K2K4KKKKLMTMgenLsMTsTM 2p2h知常数，再由式 KTs = KTsp sp d 4 7.84 10-3 sp (N / mm)L和 Ks 1.6510-12dsp (N / mm)L得解上式可得最后根据上面表格选取丝杠直径3.3 变速机构的设计已知，电气驱动部件具有二阶振荡环节的性能，其谐振频率阻尼比wOA =1xA =电气时间常数Tel= LAR机械时间常数TmechA= Jgen RA KM CE式中机械时间常数里的是电动机轴上总的转动惯量为了电气驱动部件获得最大的谐振频率，必须使计算到电动机轴上的机械部件转动惯量最小。这一点可以借助减速机构达到。如任务书上所示电动机轴上的小齿轮，其直径及齿宽，根据传递的动力由最小齿轮及模数的要求决定。当小齿轮设计完毕，它的转动惯量 就是已知的。大齿轮转动惯量可由和降速比近似确定，即机械部件折算到电动机轴上恩多总转动惯量为式中 h 2J 工作台折算到丝杠上的转动惯量， J= m spTTT 2p机械时间常数里的 Jgen 是电机轴上总的转动惯量Jgen = JM + Jext。令 dJgendi= 0 ，得满足最小惯量要求的相对额定降速比iopt =根据所设计系统的已知条件，得， h 2J = m sp= 1.27 10-3 (kggm2 )TT 2p丝杠的转动惯量为J= 1 m d 2sp8sp spm= 1pd 2 Lrsp4sp sp, gen式中；将已知条件代入， J= 1 m d 2 和 m= 1pd 2 Lrsp8sp spsp4sp sp, gen得iopt =12.953.3 电动机的静态设计genM12spT（1）计算 由 J= J+ J + i2 (J + J+ J )= JM + J1 + J1 / i2 + i2 (Jsp + JT )得根据上面求得的最佳传动比和其他参数，得)(2) 确定电动机额定转矩工作台加速和加工力所引起的当量力矩h2pM= 1 FhspmTmsp式中故得MmT= 988 0.01 = 1.75(N gm) 0.92p丝杠加速度w& = 2pahspmax丝杠加速所需的转矩由丝杠加速所引起的当量力矩Mmsp =T代入上式可得丝杠螺母传动机构的总当量力矩为可得电动机轴的角加速度Mw&= w&sp= 2pamaxioptiopt hsp可得电动机轴的加速转矩由电动机轴加速所引起的当量力矩Mm,a,M =T代入上式作用在电动机轴上的当量力矩为ihMm =GMms + Mm,a,M可得电动机的额定转矩应为故(3) 确定电动机额定功率电动机的额定转速u=60h inOMusp可得电动机的额定功率w = 2pOM60 nOM最后得电动机额定功率。第四章 电动机的选取与减速机构的设计4.1 电动机的选取1. 步进电机选型要点选择保持转矩：保持力矩也称为静力矩，是指步进电机功率但不旋转，定子锁住转子的力矩。由于在低速扭矩步进电机转矩保持关闭，和步进电机的转矩的增加速度迅速减小，输出功率也随着变化的速度增加。所以保持转矩是衡量步进电机的负载能力的最重要的参数之一。选择相数：两相步进电机成本低，最小步进角 1.8 度，低速振动大转矩下降快速度高，适用于高速、高精度和光洁度要求不高的场合。三相步进电机的步距角最小振动比两相步进 1.5 度。电机小，低速性能好于两相步进电机，最大速度也高于两相步进电机，适用于高速、高精度和稳定性要求高。五相步进电机的步进角越小，低速性能优于三相步进电机。适用于低速、高精度和光洁度要求。应遵循选择步进电机的电机驱动器之前选举连任的原则。首先确定负荷特性。然后通过步进电机的静态转矩和转矩频率曲线的不同类型，找到与电机的负载特性的最佳匹配，较高的机械性能，机械的减少意味着要用最有效最安静的状态，电机工作；避免在振动区电机。如果通过改变所需的电压，频率，或增加阻尼来解决。选择驱动器和段数：为步进电机驱动。最好不选择整步状态，因为整步状态容易产生振动，尽量只在必要时配备低振动、高精度分光式驱动选择低电压低电流大电感的驱动，对于高电压驱动以获得更好的高速性能高扭矩电机。在高速、高精度和光洁度要求不高的场合，不需使用高细分驱动器，以节约成本；在低转速的情况下，选择一个更大的数量的分支。为了保证手术的顺利进行，降低振动和噪声。总之，的段的数量的选择，应考虑电机的实际运行速度，负载转矩的减速器的设置范围，精度，振动和噪声的要求。2. 伺服电机选型时应注意的要点负栽/电机惯量：惯量比参数设置正确的前提下充分的机械和伺服系统的最佳性能，这一点需要一个高速高精度的系统中尤为突出，随着惯性比高速伺服系统有很大的关系，如果负载转动惯量过大，伺服参数调整日益边缘化。难的是高速度，振动抑制也较差，所以更不稳定的控制。在自适应调整的情况下，调整伺服系统默认的参数 l_3 倍电动机负载惯量比下。系统将工作最好的，所以是负载惯量比，这就是问题的所在，我们像惯性说，如果电机惯量和负载惯量不匹配， 会有之间的动量传递电机惯量和负载惯量大发生的影响。选择转速：电机的选择应首先快速行程速度根据机械系统来计算电机的转速快速旅行应该在电机额定转速的严格控制，威尔斯应接近额定转速为有效利用伺服电机功率下使用。伺服电机，其额定速度，最大速度，使瞬时速度之间的关系： 允许即时速度最大速度额定转速，伺服电机运行的最小速度和额定转速为恒转矩速度之间，工作之间的额定速度和最大速度为恒功率恒功率调速；在低速输出转矩，高速输出力矩小。输出是恒定的。恒转矩调速是指电机输出扭矩在低转速大，那就是，高速时的输出功率，小功率低。伺服电机的短时阍特性，也就是加减速特性：伺服电机除连续区域外，还有短时间内的运转特性如电机的加减速，用最大转矩表示；即使容量相同，最大转矩也会因为电机的不同而不同。最大转矩影响驱动电机的加速时间常数，根据电机最大转矩选择电机的容量。连续特性（连续实效负载特性）：对要求频繁启动制动的数控机床，为避免电机过热，必须检查它在一个周期内电机转矩的均方根值，并使他小于电机的连续额定转矩。电动机额定功率选取型号为 JZS2G-51-2 ， 额定功率为 ， 额定转速为。4.2 减速机构的设计由于。可取。(1) 分度圆直径=60mm=180mm(2) 中心距(3) 齿宽第五章 进给系统的结构设计5.1 丝杠螺母副的设计丝杠螺母机构又称螺杆传动机构。它主要用于将旋转运动转化为直线运动或线性运动转化为旋转运动变换。能量传递主要（如螺旋压榨机，杰克）;有主要用来传递运动，如机床工作台进给螺杆）;和调节所述螺旋传输机制等的部件的相对位置.螺杆螺母机构已滑动摩擦和滚动摩擦机构的机构。滑动螺母的机构具有结构简单，加工方便，制造成本低的优点，具有自锁功能，但其摩擦阻力矩， 传动效率低（3040）。虽然球的机制螺旋结构复杂，制造成本高的坚果，无法锁定，但其最大的优势是小摩擦扭矩，传动效率高（9298），精度高，良好的制度刚性，运动可逆性，使用寿命长，因此它可以广泛地应用于机电系统本节介绍丝杠螺母机构：工作原理如图 2 - 1 所示，4 为螺丝 1 为螺母螺纹槽的布置在 2 球之间，当螺杆或螺母旋转，2 球滚道沿所述线程，那么螺杆之间的相对运动和一个螺母， 当滚动摩擦，以防止球从轧辊，其以螺旋在槽螺母的两端设置有一个返回导向装置 3 中，保持胎圈装置对逆变器和图 2 的 LA 的图中所示的 2 - 1B 和螺纹滚丝形成循环，在内部循环的滚珠螺母滚道。2传动形式根据丝杠和螺母相对运动的组合情况，其基本传动形式有如图 22 所示的四种类型。（1）固定螺母丝杠旋转和移动，如图 2，图 2A 所示，传输方式，因为螺母本身起着支撑的作用，以消除额外的轴向螺杆轴承可能的，具有结构简单的优点，高传输精度可制得。但其轴向尺寸不宜过久，否则刚性较差。它仅适用于小行程的场合。2）将导螺杆螺母移动，如图 2-2B 中，发送形式需要限制螺母的转动，因此，有必要引导设备。它具有结构紧凑，更好的螺丝刚性。适用于大行程之际(3)螺母转动、丝杠移动如图 2_2c 所示，该传动形式需要限制螺母移动和丝杠的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。（4）丝杠固定，移动和螺杆螺母旋转，如图 2 - 2D 所示，简单且紧凑的结构的传输模式，但在大多数情况下非常不便，因此很少使用。此外，还有一种差分传输模式中，传输原理示于图 2_3。该方法的基本 LEA。方式的基本导螺杆（或间距）的不同（L01，L02）两个线程，相同的旋转方向。当螺杆旋转可移动螺母 2， S = N1（L01-L02）（N，两个螺旋速度）的移动距离，如果基本导线尺寸更小，能获得更小的卫衣。因此，对于各种微机构的传输模式。珠丝杠螺母是一种新型的变速直线运动和旋转运动是可以互相转换的螺丝和螺母有一个圆形的螺旋槽，当它们套装在一起形成一个螺旋滚珠滚道。有球环管螺母，螺旋的圈滚道连接在一起，形成一个封闭的螺旋滚道的两端，并填充在滚道的球，当螺杆转动时，在滚道旋转和沿滚道旋转周期的球，从而迫使螺母轴向移动滚珠丝杠螺母副具有以下特点：（1） 传动效率高，低摩擦损失。滚珠丝杠螺母传动效率 0.92-0.96，比普通螺杆高 3-4 倍。因此，功耗仅相当于普通螺钉 1 / 4 / 3。（2） 如果在适当的预负荷，消除丝杠和螺母之间的螺纹间隙，反向时负荷死区可以消除这样的高精度螺杆，刚度好。（3） 运动平稳，无爬行现象，传动精度高。（4） 是可逆的，要么是由螺旋运动变为直线运动也可以转换成直线运动转化为旋转运动。那是，螺丝和螺母可以作为有源元件。（5） 磨损小，使用寿命长。（6） 制造工艺复杂。加工精密滚珠丝杠和螺母和高表面粗糙度也高的其他组件，因此制造成本高。（7） 不能自锁。特别是螺杆垂直安装，由于其不同的重量和惯性力传动时当掉了，不能立即停止运动，还需要增加制动装置。本设计采用螺母环内，精度为 3，用一个小的圆螺母轴向定位预紧螺母螺母使用单一的方法来消除间隙的两端。这是两排滚珠螺母体循环球链之间，在轴向方向上的内螺纹滚道产生一定数量的基因突变导致的，所以这两列球，实现预紧力在轴向错位。这个间隙调整结构简单，但负载能力必须预先设定的和不能改变的。滚珠丝杠的主要载荷是轴向载荷，径向载荷为主的卧式螺旋重量。因此，的轴向刚度和轴向螺钉的准确性应该有更高的要求，其配置在两端支承的轴向固定端： 免费支持配置的一端，一般用于短和垂直螺旋丝杠；对浮动方式固定一端，常用的长水平安装螺丝；与固定安装的两端，常用的长螺旋或高速，高刚度，高精度的丝杠，这种配置可以丝杠预拉伸。因此，在这样一个固定的物体的两端，达到高刚性，精度和螺纹拉伸。滚动丝杠常用于以下两：滚针-推力圆柱滚子轴承和角接触球轴承的接触角为 60，两轴承，角接触轴承摩擦力矩比后者 60，并可以根据需要进行组合，但刚度比后者低，目前广泛应用于大多数中小型数控机床。针-圆柱滚子轴承用于重型和高刚度的地方。在 60角接触轴承的形式组合配置具备面对面，背靠背组合，与一对面对面与组合，左相结合。因为在错误的必然利润的制造与安装过程中同轴螺母和螺钉，和距离面对面组合，在两行小比之间的联系交回轴，并自动调整容易。因此，结合进给传动多采用面对面。这个问题在面对面的搭配组合的 60角接触轴承，组合 DDB。简单的自动调整。球工作产生热量，温度高于床。为了弥补通过螺杆的热膨胀引起的定位误差，可以螺丝预紧结构，预拉伸大于热膨胀量小。5.2 进给传动的分类及组成进给传动按照运动链性质可分为内(外)联系进给传动链，传动链按其控制方式可分为普通机床分级变速传动链和数控机床无级变速传动链。通用机床的外联系传动链可与快速移动共用一台电动机，这种驱动形式传动链短，结构紧凑；也可与主运动共用一台电动机，这种驱动形式空载功率小，容易保证传动链执行间的严格传动比，特别适用内联系进给传动链。外联系传动链一般包括变速机构、换向机构、运动分配机构、过载保护机构、运动换向机构。若快速移动由单独的电动机驱动，快速移动与进给的交汇处有超越机构，避免运动相互影响。多方向进给传动的运动分配机构，在传动顺序上，应该位于变速机构之后，用来减少变速组数目，简化结构，操作简易。内联系进给传动链只包括传动比准确的变速机构。数控机床的进给系统，每一进给运动采用一个伺服电动机，直接或通过定传动比传动机构与滚珠丝杠相联接，在丝杠等旋转零件端部安装脉冲发生器，或在工作台侧安装光栅，同步脉冲控制伺服电动机，保证工作台精确的运动速度和定位精度。进给系统满足要求;(1) 有较高的静刚度。(2) 具有良好的快速响应性，抗振性好，噪声低，有良好的防爬行性能，切削稳定性好。(3) 进给系统有较高的的传动精度和定位精度。(4)能满足工艺需求，有足够的变速范围。(5)结构简单，制造工艺性好，调整维修方便，操纵轻便灵活。(6)制造成本低，有较好的经济性。结论毕业论文是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的数控传动部件的设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种系统的适用条件，各种设备的选用标准，各种机械部件的安装方式，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求，通过这次毕业设计让我提前了解了这些知识， 这是很珍贵的。在设计过程中一些管道的设计让我很头痛，原因是由于本身设计受到建筑图本身的框定，而又必须考虑本专业的一些要求规范，从而形成了一些矛盾点，这些矛盾在处理上让人很难斟酌，正是基于这种考虑我意识到：要向更完美的进行一次设计，与其他专业人才的交流沟通是很有必要的，这其中也包括更好的理解建筑甲方的各种要求，更要从祖国的高度看待一些大局上的问题更好的处理各种矛盾。提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力， 更强的沟通力和理解力。从不知道毕业
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