2019-2020年整理MJ50数控车床X轴进给系统结构设计开题报告

1、南京工程学院工业中央本科毕业设计论文开题报告题目：MJ50数控车床X轴进给系统结构设计专 业：机械设计制造及其 自动化班级：D 数加工111学号：231110109学生姓名：吴菲菲指导教师：李小笠2021年2 月2 日本科毕业设计论文开题报告学生姓名吴菲菲学号231110109专业机械设计制造及其自动化指导教师姓名李小笠职称副教授所在院系工程中央课题来源D自拟课题课题性质A课题名称MJ50数控车床X轴进给系统结构设计毕业设计的 内容和意义毕业设计的具体内容：1、MJ50数控车床X轴进给系统驱动电机的选型2、同步带的计算及校核3、滚珠丝杠的计算及选择4、导轨的选择本课题研究的意义：本课题对MJ5

2、0数控车床X轴进给系统结构进行了设计,其意义如下：1 、进给伺服系统是数控装置和机床机械传动部件间的联系环节,是数控机床的重 要组成局部.它包含机械、电子、电机 早期产品还包含液压等各种部件,并涉及到强 电与弱电限制,是一个比拟复杂的限制系统.要使它成为一个既能使各部件互相配合协调工作,又能满足相当高的技术性能指标的限制系统,确实是一个相当复杂的任务.提高伺服系统的技术性能和可靠性,对于数控机床具有重大意义,研究与开发高性能的伺服系统一直是现代数控机床的关键技术之一.2、进给系统中采用的是滚珠丝杠传动,为了提升进给系统的灵敏度和定位精度且 预防爬行,必须降低数控机床进给系统的摩擦,并减少静、动

3、摩擦系数之差.一般采用 滚珠丝杠副.滚珠丝杠副的传动效率可高达85%-98%是普通滑动丝杠副的 2-4倍,且摩擦角小于1°,因此不自锁.3 、带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动.带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形带组成.带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力,且其造价低廉、不需润滑、 维护容易等特点,在近代机械传动中应用十分广泛.现代数控技术以计算机技术为根底,以其方便灵活且具有高精密性等诸多优点,而越来越赢得广阔用户的青睐1.数控机床是国民经济和装备制造业的重要根底.近年来,随着国家对装备制造业的大力支持

4、,我国数控机床行业的技术开展水平不断提升.数控车床是数控机床的一种, 随着科技的进步和信息技术应用的深化,人们对数控车床的精度、效率、可靠性、柔性化等方面的要求不断提升,而这种需求决定了数控车床技术的 不断向前开展2.车床的进给系统由数控系统限制伺服电机工作,经实际使用、检验,效果良好,满 足国家对普通车床的精度要求；能够方便地限制进给, 实现数控,到达限制加工零件的形状.通过必要的方法,包括上述的抗干扰方法,能有效地消除干扰,得到稳定的进给 系统3.伺服电机便于限制、工作可靠、使用方便,将伺服电机用于车床的进给系统,到达方便地对横向、纵向进给进行限制,对于实现普通车床的自动化,提升其加工的精

5、度和生产加工效率,减轻工人的劳动强度,有着非常重要的意义4.20世纪60年代以前,是以步进电动机驱动的液压伺服马达,或以功率步进电机直接驱动为中央的时代.20世纪60 一 70年代是直流伺服电机具有优良的诞生和全盛开展的时代,但由于直流伺服电动机引入了机械换向装置,其本钱高,故障多,维护困难,对其他设备产生电磁干扰,文献综述系统的动态性能受影响.20世纪80年代至今,由于伺服电动机结构及其永磁材料和控 制技术的突破性进展,出现了无刷直流伺服电动机方波驱动,交流伺服电动机正弦波驱动等种种新型的电动机.同时可实现弱磁高速限制,拓宽了系统的调速范围,适 应了高性能伺服驱动的要求5.滚珠丝杠是数控机床

6、的一个主要部件,因其具有精密、高效的传动特点而被广泛使用.滚珠丝杠作为传动元件,其轴向刚度直接影响了数控机床的定位精度及机床的整体 性能.滚珠丝杠系统的传动局部通常是由伺服电动机与滚珠丝杠直连,或者由伺服电动机经齿轮或同步带减速后再与滚珠丝杠相连.滚珠丝杠的轴向刚度对数控机床进给系统的轴向定位精度有很大影响,丝杠刚性缺乏会影响到加工工件的尺寸精度甚至导致加工 缺陷.设计时需要考虑在不同的应用情况下选择合理的滚珠丝杠安装方式6.滚珠丝杠螺母副与电动机的联接的型式主要有三种：1、 联轴器直联接,具有最大的扭转刚度, 传动机构本身无间隙,传动精度高,而且结 构简单,安装、调整方便.2、 通过齿轮联接

7、,可以在齿轮的齿厚和周节变化的情况下,保持齿轮的无间隙啮合； 但是结构比拟复杂,轴向尺寸大、传动刚度低、传动平稳性较差.3、 通过同步齿形带联接,同步齿轮带传动具有带传动和链传动的共同优点,与齿轮 传动相比它结构更简单,制造本钱更低,安装调整更方便.并且传动不打滑、不需要大的 张紧力.同步齿形带(Bynchmnou8 belt)因带体和传动轮之间的运转到达高度同步而得名,简称同步带.它综合了不同传动方式(齿轮、链条和胶带)之长,从而表达了高效、平稳、噪音小、无需润滑等诸多优点.这一切都来自其工作面的齿形体与传动轮槽之间的精确啮合.因此,在传动过程中,带体与传动轮之间不存在相对滑移,从而在任何瞬

8、间都能 实现同步传动7.然而,在运转过程中,现有同步带与带轮之间经常发生啮合不充分而脱离的现象, 即掉带.针对现有技术存在的问题和缺乏,提供一种能够预防掉带的圆弧同步齿形带带轮活边结构,解决了原本依附于带轮的带轮挡边,因驱动轴心与行动轮轴心不完全平行而导致的同步齿形带偏斜,甚至割带而导致同步带裂痕或断裂的问题,显著增大了牵引力,大大提升了能量利用率8.圆弧齿可与圆弧齿带啮合进行动力传递,该带型的特点 是：传动同步、初始张力小、传动效率高、噪声小、速度高,不需润滑,并可使张紧装 置简化或省略9.且传动比准确、无滑差,可获得恒定的速比10.参考文献：1、 李艳敏,现代机械加工中数控技术的应用,价值

9、工程,2021,21： 1-32、 吴凤和,刘成勋.数控车床的开展趋势,制造技术与机床,2021, 10: 1-2文献综述3、 陶晓杰,车床进给系统,制造业自动化,2000,22(9) : 24、 孙宏成,易广建,静毅昕,用伺服电机改造车床的进给系统 MACHINERDESIGN&MANUFACTURE, 2004, 3: 1-15、 徐鑫,数控进给伺服系统与驱动电机的开展及趋势,装备制造技术,2021,6:1-46、 宋威,滚珠丝杠系统轴向刚度分析与研究,Modern Ma nu facturi ng Engin eeri ng,2021,10: 1-57、 君轩,同步齿形带,WOR

10、LD RUBBER INDUSTRY004,34 (9): 18、 刘豫喜,宋中界,徐磊,李保谦,圆弧同步齿形带在拖拉机运用中的改良试验研究,农机化研究,2021,9:1-29、 刘锦文,圆弧齿同步带的研制,橡塑技术与装备,2021,34(3) : 1-110、 凌红,温景波,刘文胜,练松伟,转盘轴承圆弧齿同步带轮齿圈的加工,Bearing , 2021,2:1-11. MJ50数控车X轴进给系统总体方案确定：该横向进给机构采用交流伺服电机驱动,经同步齿形带传动,驱动滚珠丝杠转动,从而实现数控车床的横向进给运动.2. MJ50数控车床X轴进给系统驱动电机的选型1步进电动机 步进电机是一种将电的

11、脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的机电执行元件,能快速启动,制动和反转,定位精度高,价格廉价,但动态特性远不如交, 直流伺服电机,运行可靠性得不到保证,所以不采用.2直流伺服电动机有良好的调速特性,但设备需常维护,电机转速受限制,制造成 本高,所以不采用.3交流伺服电动机那么克服了以上缺点,转子惯量较直流伺服电动机小,动态响应更好,容量也比直流的大,有更高的电压和转速.且在相同体积下,交流的输出功率比直流的提升10%-70%因此,本课题选用的是交流伺服电动机.3. 对同步带的设计计算及校核研究内容同步带的设计目的是确定带的型号、节距、带长宽,中央距及主、从动轮的齿数、直径等结构参数.首先确定

12、同步带传动的设计功率Pd,再根据设计功率和小带轮转速选定型号和节距,通过小带轮转速和节距确定齿数, 然后确定带轮的基准直径及中 心距,验算带速及带与带轮的啮合齿数等.4. 滚珠丝杠的计算及校核滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成,可将旋转运动转化成直线运动,或将扭矩转换 成轴向反复作用力精度和效率高.有内循环和外循环两种方式.首先根据丝杠的工作行程初选丝杠的工作长度,计算工作载荷,查表选型号然后进行校核.5. 导轨的选择导轨的作用是支承和导向,也就是支承运动部件并保证运动部件在外力作用,精确的沿着确定的轨迹运动,根据所需选取.研究方案研究周期与时间安排毕业设计起止日期：3.02 6.12 (第1周一

13、第15周)(3.02-3.06)(3.09-3.13)(3.16-3.20(3.23-3.27(3.30-4.03)(4.06-4.10)(4.13-4.17(4.20-4.24(4.27-5.01)(5.04-5.08(5.11-5.15)(5.18-5.22)(5.25-5.29)(6.01-6.05)第15周查阅文献资料,了解数控车床进给系统设计原那么文献消化及外文资料译完成开题报告及外文材料译MJ50X轴进给系统结构设计MJ50X轴进给系统结构设计进给系统零件图绘制(6.08-6.12进给系统零件图绘制/毕业设计中期检查进给系统装配图设计撰写论文撰写论文递交论文初稿修改论文并定稿论文评

14、审及辩论资格确定毕业设计(论文)辩论整理资料存档第1周第2周第3周第4周第5周第6周第7周第8周第9周第10周第11周第12周第13周第14周特色与创新本论文特色与创新如下：1. 本次设计中采用的是交流伺服电机,虽然直流电机速度限制精确,转矩速度特性很硬,原理简单,使用方便,但是电刷换向的速度限制,有附加阻力,会产生磨损微粒.交流电机能在整个速度区内可实现平滑限制,几乎无振荡.效率咼,不发热,位置精确,额定运行区域内能实现恒力矩,低噪音,由于没有电刷的磨损,不需要维护,不产生磨 损颗粒和火花,适用于无尘间、易暴环境惯量低.2. 滚珠丝杠螺母副与电动机的联接的型式是通过同步带联接,在此机构中采用的是弧齿冋步带,弧齿冋步带除了齿形为曲线形外,其结构与梯形齿冋步带根本相冋,带的节距相当,其齿高、齿根厚和齿根圆角半径等均比梯形齿大.带齿受载后,应力分布状 态较好,平缓了齿根的应力集中,提升了齿的承载水平.耐磨性能好,工作时噪声小,不需润滑,可用于有粉尘的恶劣环境,应用广泛.3.滚珠丝杆螺母副是回转运动与直线运动相互转换的理想传动装置,它的结构特点是具有螺旋槽的丝杠螺母间装有滚珠作