毕业设计（论文）-CK600斜床身卧式数控车床的结构设计

CK600斜床身卧式数控车床的结构设计QUOTEMg0.866直流电机最高工作频率QUOTEVmax60δ第7章横向进给伺服进给结构设计7.1滚珠丝杠螺母副的计算和选型7.1.1最大工作载荷的计算已知溜板及刀架重力（N）横向，横向为燕尾导轨，查表3-1，最大工作载荷的计算如下：=式中：—为考虑颠覆力矩影响时的实验系数，取1.4；—为滑动导轨摩擦系数，取0.2。7.1.2最大动载荷的计算式中：—滚珠丝杠副的寿命系数，单位为r；—丝杠寿命，取15000；—载荷系数，一般取1.2；—硬度系数取1；—横向丝杠副最大工作载荷，其值为2459.6；—横向滚珠丝杠导程，初选为。—横向最大进给速度，该设计值为；—横向最大工进速度对应丝杠的转度，单位。计算得出得：=12278.8。7.1.3滚珠丝杠螺母副的选型根据计算出的最大动载荷，选择江苏启东润泽机床附件有限公司生产的FL2005-3型内循环式滚珠丝杠副，采用双螺母方式预紧，精度等级为3级，其参数如表7-1所示。表7-1FL2005-3型滚珠丝杠相关参数公称直径/导程/钢球直径/丝杠外径/丝杠底径/额定载荷/接触刚度/14532053.51916.532.8147.1.4滚珠丝杠副的支承方式考虑到横向滚珠丝杠副的长度、精度与负载的大小以及改造成本，采用双推-单推支承方式，该方式轴向刚度高，位移精度好，可以进行预拉伸。7.1.5机械设计传动结构效率的计算=式中：—螺距升角，根据，可得=2°28′；—摩擦角，一般取=10′。算得：==95.67%7.1.6刚度的验算=（“+”号代表拉伸，“-”代表压缩）式中：—丝杠的最大工作载荷，单位为；—丝杠纵向最大有效行程，单位为；—丝杠材料的弹性模量，钢；—丝杠的横截面面积，单位按丝杠螺纹的底径确定。根据设计，为2459.6N，为420，为36.5，算得：==±0.0047=±4.7查表3-3可知，，所以刚度足够。7.1.7稳定性校核=式中：—丝杠支承系数，由表3-4得出单推-单推时，取1；—滚珠丝杠稳定安全系数，一般取2.5～4，本设计取4；—滚珠丝杠两端支承间的距离，单位为，本设计中该值为500；—按丝杠底径确定的截面惯性矩，（，单位为）本设中将代入算出=87080。由以上数据可以算出：==临界载荷远大于工作载荷（2459.6N），故丝杠不会失稳。7.1.8临界转速的验证式中：—丝杠支承系数，单推-单推方式时，由表3-5可得该值为12.1；—临界转速计算长度，单位为，本设计中该值约为720；—丝杠内径，单位；—安全系数，可取=0.8经过计算，得出=5321，由已知，可以算出，该值小于丝杠临界转速，所以满足要求。7.2进给伺服系统传动计算7.2.1确定传动比计算伺服系统的降速比I选步进电机的步距角=0.6横向：7.2.2齿轮参数的计算摸数m取2。计算如下：横向：取小圆齿数为24小齿轮：大齿轮：7.3步进电机的计算和选用7.3.1转动惯量的计算（1）齿轮、轴、丝杠等圆柱体惯量计算（）对于钢材：式中：M—圆柱体质量（）D—圆柱体直径（）L—圆柱体长度（）—钢材的密度具体计算如下：纵向：横向：（2）总传动惯量转动惯量为：式中：具体计算如下：纵向：横向：7.3.2电机力矩的计算快速空载起动时所需力矩式中：（2）快速进给时所需力矩因此对运动部件已起动，固不包含，显然。（3）最大切削负载时所需力矩式中：在采用丝杠螺母副传动时，上述各种力矩可用下式计算式中：摩擦力矩式中：附加摩擦力矩式中：折算到电机轴上的切削负载力矩式中：具体计算：横向：7.4步进电机的选择首先根据最大静转距从表中查出，当步进电机为三相六拍时，纵向：110BYG3500型最大静转矩转矩为8N.m，大于所需静转矩，可作为初选型号。步进电机起动频率Hz最高工作频率Hz从电机表中查出，110BYG3500型步进电机的空载起动频率为1600Hz，运行频率为30000Hz，满足要求。横向：按此最大静转矩产步进电机型号表（三相）可查出，90BYGH3502型最大静转矩转矩为5N.m，大于所需静转矩，可作为初选型号。但必须进一步考核步进电机起动矩频特性和运行矩频特性。第8章导轨的设计8.1导轨的特点优点就是方便简单的，容易制造和抵抗振动;缺点是最快的。为了提高耐磨性，在国内和国外引入了塑料滑动和滑动导轨。在滑动指南中使用的材料是铁、钢、有色金属和塑料。1。融化铁具有耐磨性、耐磨性和手工艺。所使用的来源类型如下:(1)灰铸铁HT200的一般选择，用于手动商店，平均精度和较低的运动速度，是刚性的，超过180HB180;(2)来源耐磨性优于灰铸铁;(3)合金钢包括:高磷铁含有超过0.3%的磷，耐磨性优于预熔池;铁、钛、钒、钛和钛的铸造，其耐磨性比铸铁的耐磨性好两倍以上;各种各样的稀有来源，具有高度的磨损和机械性能;铁导体的热处理方法，通常是抗性抗震和高频震颤。电阻强度为0.15-0.2mm。硬度可以达到HRC55。高频淬火从2到3mm，硬度可以从48到55，耐磨性可以增加一倍，但淬火可以在整个导引长度上变形。2。钢材钢轨磨损的强度是铁的五倍以上。使用的钢有:9Mn2V、CrWMn、GCr15、T8A、45、40Cr等，表面硬化或硬化处理，硬度为52-58HRC;20CrMnTi，15，etc.20Cr，56~62HRC;38CrMoAlA等，由氮。3。有色金属有色金属hpb59-l这样使用，zqal9-2铜牌铜雕、铝和锌zzn-al10-5盟友ultradur、铝LC4、铝ZL106等等，最好是铝制铜牌。4。塑料升起的NaiMoXing导轨塑料(但略低于铝、青铜器)加强国家一级的业绩、温度的适应程度(260200~+)，其中℃撕维和能力，JingMaCa比系数低、耗时长，可有助于减少临界速度、稳定和低成本。目前，在不同类型的机器和图形发生器的引导轨道上有应用程序。聚合物导轨与钢轨连接。制导的寿命取决于结构、材料、制造质量、热处理、使用和维护。在较长一段时间内，改善铁路的磨损使其保持一定的方向性，从而延长了设备的寿命。该NaiMoXing导轨常用方法:装载导轨、而且象征的准确性和改善表面粗糙度、荷减少用于排除装置导轨单位面积上的压力(占压力)。8.2导轨的设计一、负责的位置、动作的方向和位置的位置都很好。弯曲的时间是最小的。换句话说，摩擦力在轨道上增加，从而降低了导轨的灵活性和准确性。他甚至可能在严重的情况下死亡，不能正常工作。在运动中有三种推力:1)推力是由运动运动的轴进行的2)推进点位于运动轴上。但推力的方向与轴的角度是一致的。3)推力与运动轴平行在第一个例子中，拖拉机的摩擦力只适用于机车本身的负荷和重量，而推力不会产生额外的摩擦。在第二次和第三次情况下，在实际结构中，犹豫的结构的局限性往往是存在的。为了保证制导的灵活性，有必要对指导进行验证，从已知的条件开始，以确定每个部件的尺寸。推力F与运动件轴线组成夹角a，如图所示推力F的作用将使运动件产生倾斜，从而使运动件与承导体的俩点处压紧，设正压力分别为.，相应摩擦力，，作用间的距离为L，轴向阻力为根据静力平衡条件，运动件的直径较小时，上式中含有d的各项可以略去。可解得：欲推动运动件，则必须使若要保证不卡死的条件是：由此，可得到当推力F与运动件有一夹角a时，运动件正常工作的条件是为当量摩擦系数在燕尾形和三角形导轨中:--滑动摩擦系数--燕尾形轮廓角与三角底角二．选与运动件轴线与轴线相距h，图中为轴向阻力和为反作用力，为当量摩擦系数，根据静力平衡条件解得：推动运动件则必须：保证运动件不卡死条件即：为了保证运动灵活，可取值当取f=0.25时，则有：对圆柱形导轨：对矩形导轨：对燕尾形或三角形导轨：第9章箱体的结构设计1、箱体材料箱体多是用铸造方法和钢板焊接制成的。在箱体中使用的材料是HT200，在高压下有很强的抗湿性，只有在热变形的情况下。必须根据床或指南的要求来确定在床体中嵌入的沉箱材料。箱体必须是开着的。2、箱体结构1、箱体结构的主要元素(1)根据传动中心之间距离的几何尺寸，牙齿直径的直径和齿的大小，还原箱的内部尺寸是确定的。这个箱体的长度是由中心决定的，它的高度是由圆的直径决定的。这个箱体的宽度是由大牙齿决定的。(2)根据结构尺寸、技术要求、箱体大小和箱体大小的大小，根据铸造罐的大小和大小(或焊接)。例如，笼子和螺栓的大小。(3)根据速度的速度，确定润滑油润滑的方法和装置，选择帽子的类型。(4)附件设计和选择。与此同时，可以设计轴系结构，选择旋转。箱体的尺寸名称符号尺寸关系箱座壁厚15主轴左侧凸缘厚73箱座凸缘厚32主轴右侧凸缘厚37外箱壁至轴承端面距离齿轮顶圆与内箱壁距离18齿轮端面与内箱壁距离102、铸造工艺性要求为了便于浇铸，防止铸件冷却，外壳的结构必须经过良好的铸造。3)制造过程的结构要求由于生产方法和处理方法的多样性，备件的结构有不同的要求，因此结构要求必须在设计中适当考虑。4)装配过程的结构要求为了使机器更快更容易地组装，必须特别注意安装设备的设计要求。第10章润滑与密封10.1润滑设计(1)普通普通机器的工具箱是多功能的，包括半精制的、精炼厂和机械的摩擦力机器，在箱体外面的箱体里有一个油泵，或者在箱体外面的运动润滑。辊式轧机使用简单而简单的润滑点。(2)飞溅润滑基本油的速度为0.6-8米/S，基本油的基本油为10-20毫米(不超过2-3倍)。速度过于软弱或深度太低，它没有达到目的润滑超速过高或过于深度流通量、丧失深刻的大国强权过于沉重的歪曲、热能可以很容易地循环并影响到机器正常的工作。油的深度必须足以防止池底的杂质。(3)进口油的大小和方向回程油必须定期进行，管道的方向必须考虑到泵对接触辊的影响，换句话说，油必须从极小的一端供应。回收孔的直径必须尽可能大，通常比进气孔直径大。在适当的时间内，对油箱内的油印进行检查，以检查润滑系统的运行情况。(4)油孔毛孔必须安装适当的箱体的立场应毛孔和油的实质性地表水库，以便于拟订，油和方便油，最好采取沿管在洞里。(5)防止或减少机器的泄漏在外壳外泄漏的最小位置的孔隙大于油表面。必须考虑到法兰的间隙和法兰的顶部，通常直径为1到1.5毫米。③签子期间就水槽和外围的影响，把食槽。该服务的目的是使其设计成一种滑动的油栅，从大约3到5毫米的距离。10.2润滑剂的选择润滑剂的选择与类型、尺寸、运行条件、速度和粘度的低粘度有关。润滑剂的粘度通常以最大速度和轴的最大速度选择。第11章主传动结构设计及说明11.1结构设计的内容、技术要求和方案主轴传动是车床的一个重要组成部分。在设计方面，除了一般的机械传动要求外，还应考虑以下方面。精度要求、刚度和强度要求、传动效率要求、主轴线的温度和温度控制、施工技术、操作设施、安全性和可靠性，以及标准化和推广的原则。在主发动机的设计中，机器的设计是这样设计的，由于结构的复杂性，重复的反射和对设计的一些修改是不可避免的。设计时必须遵循以下几个原则：:1)建立传动系统和选择结构方案。(2)检查传动设计的结果是否包括干扰、碰撞或其他不合理的情况，以便在适当的时候进行校正。3)确定传动轴的支承跨距、速度和轴线上的相对地位，以便确定每支轴线的力量，每支轴线提供必要的数据汇总。11.2展开图及其布置展开图图是传动运动传递的下一个顺序，假设每个轴的轴是分开的，这些切割是横向分布在相同的平面上。第i行的摩擦离合器和速度齿轮。有两个安装方案，一个用于变速齿轮和离合器。齿轮的直径由离合器的内径规管，圆的直径必须大于离合器的外径，这是齿轮加工不可能的原因。离合器之间的距离增加了。另一种安排是离合器的左部分安装在轴线上，左侧连接，返回一级，右转到三级。这个齿轮的大小很小，但尺寸很大。我们使用了第一个程序，通过在空心轴上的坡道来操纵离合器的结构。在一般的配置中必须考虑到刹车的位置。刹车可以安装在后轮和其他轴上。刹车不应该被放置在旋转的底部，以防止刹车太大，以增加刹车的尺寸。齿轮在轴上非常重要，这与传动的轴向轴和轴向尺寸的减少有关，以提高刚性和减少体积。11.3I轴（输入轴）的设计将运动带入变速箱安装的两端通常与一家主要轴心，歪曲的轴心，以及需要注意加强抗拉强度轴线轴心。在我的轴上有摩擦条纹，它们非常不适合组装离合器的部分，一般来说，把离合器放在箱体外面的箱体里。我们使用的卸载装置通常是滚轮的负载，它通过箱壁上。车床上的反转通常被用来在加工过程中去除刀。交换频率更高。在车螺纹有很多转换计划，我们采用了反向离合器。反向转换是在一个不稳定的状态下进行的，通常用于摩擦离合器。由于它们存在于箱体里，所以通常会进行湿化。在轴向尺寸的确定中，摩擦板不应拧紧，必须有0.2到0.4的间隙，边缘必须调整。在离合器和压紧装置中需要强调三点:1)摩擦片的轴向轴向:由两个夹板组成的夹板。没有按电纽轴线上是积极的，然后又推出了两张唱片相连的是私藏的生活。这样，两级轴线和自由的作用是有限的，一周定为定位。(2)摩擦片的压缩是由拉力环的轴向运动来完成的，它形成了一种拉紧力的弹性封闭系统，它不允许重定向轴。(3)结构的设计应使压力环和钢球的运动不可逆转，因为控制的力量被移除。它有一个摩擦的离合器和两个末端的齿轮，在轴上有一个空的电缆，只有在离合器连接的时候才转动。相比之下，旋转速度非常高(约为两倍)。在结构设计中应该考虑到这一点。滚动轴承也可以使用滚动轴承。滚珠轴承的数量比滚珠轴承少，但其径向直径很小。空齿轮必须面向轴，旋转必须润滑。11.4齿轮块设计齿轮是传动的重要组成部分。齿轮正在周期性地改变。这意味着设备的有效载荷是可变的。与此同时，由于机器的制造和安装的错误，振动和噪音是不可避免的，它们会产生振动和噪声，这通常是传动噪声的主要来源，并影响旋转的同质性。在设计齿轮时，必须考虑到这些问题。齿轮结构的结构变化很大，取决于以下因素:(i)固定齿轮或滑动齿轮;2)滑动齿轮的运动方法;3)齿轮的精度和处理方法;传动齿轮用于传动功率和运动。其精确度的选择主要取决于周长的速度。使用相同的精度，加上旋转速度越高，振动和噪声越大，根据实际结果，运动的速度增加了一倍，噪音增加了6dB。工作稳定性和接触误差对振动和噪声比差错更重要，因此这两个暴露必须在高水平上进行选择。为了控制噪音，需要对机器的主要传动齿轮进行更精确的测量。大多数是7-6-6，旋转速度非常低，只有8-7-7。如果噪音是要求的，或者是一些齿轮，你必须选择6-5-5。当精度从7到6到6-5到5时，制造成本将大幅增加。不同等级的齿轮的齿轮必须以不同的方式使用，以满足结构要求。第8级的精密齿轮可以是一般的，也可以是蕾丝的。第7级精密齿轮可以用轧机或高精度齿轮车来获得。但在淬火后，由于翘曲，精度会下降。因此，需要淬火的7级齿轮必须以更高的速度(插值)来切割，这使得精度超过7，或在淬火后。6级精密齿轮可以用精密轧机实现。冷却速度必须达到6级。一般来说，齿轮必须淬火。在安装和定位过程中，选择齿轮(毛坯、锻造或矩阵)。各省和省都很容易保证。在所有的项目组合中，不允许在整个项目组合中使用锯齿状的组合，通常是齿轮。有时，为了减少轴的大小，将齿轮组合在一起也很有用。为了确保正确的连接，齿轮的位置是可靠的。通过操作员的定位来提供帮助，以确保在最终调整的装配中有一个钻孔或其他位置。结论经过这次毕业设计，使我对机械系统设计这门课当中许多原理公式有了进一步的了解，并且对设计工作有了更深入的认识。在设计过程中，得到老师的精心指导和帮助，在此表示衷心的感谢。数控车床主传动系统设计的结构及部分计算，到这里基本结束了，由于笔者水平有限，加之时间仓促，仅对数控车床主传动系统主要部分进行设计和校核，定有许多地方处理不够妥当，有些部分甚至可能存在错误，望老师多提宝贵意见。参考文献[1]叶邦彦，陈统坚.MechanicalEngineeringEnglish北京:机械工业出版社[2]濮良贵，纪名刚.机械设计（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2001.[3]文怀兴，夏田.数控机床系统设计[M].北京:化学工业出版社，2005.5[4]夏田.数控加工中心设计[M].北京:化学工业出版社，2006.4[5]陈立德.机械制造装备设计[M].北京：高等教育出版社，2006.4[6]王爱玲.现代数控机床结构与设计[M].北京：兵器工业出版社，1999.9[7]华楚生.机械制造技术基础[M].重庆：重庆大学出版社，2003.[8].甘永立.几何量公差与检测[M].上海：上海科学技术出版社，2005.[9]WilliamOrthwein.MachineComponentDesign.WestPublishingCompany，St.Paul，MN，USA.1990；[10]T.A.Harrisetc.RollingElementBearingsDynamics[J].JournalofBasicEngineering，1959.[11]A.B.Janes.BallMotionandslidingFrictioninBallBearings[J].JournalofBasicEngineering，1959.致谢四年的大学生活是一种短暂的生活，在那里，酸甜苦辣是无法形容的，不能用原话来表达。当论文即将完成时，我要真诚地感谢我所有关心和支持我的朋友，正是因为有了他们，我才能将学业支撑到现在。这篇文章是在导师的指导下完成的。在完成论文的过程中，当我问自己这个问题的时候，是他耐心向我解释了困难的问题。这就是为什么我能快速获得知识，提高我的写作能力。导师们对待我所教的一丝不苟，他们给我留下了深刻的印象，他们让我终生铭记。我想借此机