数控车床纵向进给伺服传动系统的设计0

数控车床纵向进给伺服传动系统的设计目录摘要..................................................3第一章绪论...........................................31.1数控机床的产生和发展...........................31.2数控机床的发展趋势................................4第二章数控车床伺服进给系统概述.......................52.1伺服进给系统概述.................................5第三章数控车床纵向进给系统传动的方案设计与电机选择.....................................83．1纵向伺服进给系统设计的基本要求...................103.2带有齿轮传动的进给运动............................103.3经同步带轮传动的进给运动..........................123.4电机通过联轴器直接与丝杠联接......................133.5步进电动机的计算与选型...........................143.5.1已知技术参数.................................143.5.2滚珠丝杠的计算及选择.........................153.6校核..........................................163.6.1临界压缩负荷..................................163.6.2临界转速.......................................173.6.3丝杠拉压振动与扭转振动的固有频率..............183.6.4丝杠扭转刚度..................................193.6.5传动精度计算..................................203.6.6伺服电机计算..................................213.6.7电机的选择...................................22第四章纵向进给系统的运动设计与动力计算...............234.1降速比计算.........................................244.2减速齿轮的确定.....................................254.3丝杠螺母机构的选择与计算..........................254.3.1动载强度计算...................................264.3.2静强度计算.....................................264.3.3临界转速校核...................................274.3.4额定寿命的校核................................274．4动力计算..........................................2844..44..11、、传传动动件件转转动动惯惯量量的的计计算算....................................................22994.4.2电动机力矩的计算..................................29第五章滚珠丝杆副的选择与计算.............................3055..11丝杠螺母机构的算....................................305.1.1确定滚珠丝杠副的导航..............................315.1.2强度算...........................................325.2计算最大动载荷C...................................335.3静载强度计算....................................335.3.1丝杠螺母机构的传动刚度计算...................335.4滚珠丝杠的支承..................................345.5滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧.....................35结论致谢文献摘要:本课题为数控车床纵向进给伺服传动系统的设计。经济型数控车床就是指价格低廉、操作使用方便、比较适合我国国情的，动化的机床。采用数控机床，可以降低工人的劳动强度，节省劳动力（一个人可以看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。在设计的时候具体进行了详细的各部件的选型和计算。比如：导轨的设计选型、滚珠丝杠螺母副的选型与计算。还进行了进给传动系统的刚度计算、进给传动系统的误差分析、驱动电机的选型计算、驱动电机与滚珠丝杠的联接、驱动电机与进给传动系统的动态特性分析等。机械制造业是国家工业体系的重要基础和国民经济的重要组成部分，是衡量一个国家科技水平的重要标志之一。关键词：数控化,进给系统,滚珠丝杠,步进电机Abstract：ThetopicfortheCNClathelongitudinalservodrivesystemdesign.EconomictypeCNClatheisalowprice,convenientoperationanduse,issuitableforthenationalconditionsofourcountry,themoveofthemachinetool.TheuseofCNCmachinetools,canreducethelaborintensityofworkers,laborsaving(onecanlookaftermorethanonemachine),reducetooling,shortennewproductdevelopmentcycleandtheproductioncycle,themarketdemandforrapidresponse.Whenthedesignofspecificdetaileachcomponentselectionandcalculation.Forexample:thedesignselectionguide,ballscrewpairselectionandcalculation.Alsoperformedafeedsystemrigiditycalculation,feedtransmissionsystemerroranalysis,thecalculationandselectionofthedrivingmotor,drivingmotorandballscrewcoupling,thedrivemotorandthefeeddrivesystemdynamiccharacteristicsanalysis.Machinerymanufacturingindustryisanationalindustrialsystemandanimportantfoundationofthenationaleconomyimportantcomponent,isameasureofacountry'slevelofscienceandtechnologyisoneoftheimportantsigns.Keyword：NC,feedsystem,ballscrew,steppingmotor绪论1.1数控机床的产生和发展随着科学的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高，因此对加工机械产品零部件的生产设备---机床也相应的提出了高性能、高精度和高自动化的要求。数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码、运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。其与与普通机床相比，其主要有以下的优点：1.适应性强，适合加工单件或小批量的复杂工件；在数控机床上改变加工工件时，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件加工;2.加工精度高;3.生产效率高；4.减轻劳动强度，改善劳动条件；5.良好的经济效益；6.有利于生产管理的现代化。数控机床，就是为了解决单件、小批量，特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而生产的。数控机床已成为我国市场需求的主流产品，需求量逐年激增。当前世界数控机床的拥有量反映了该国家的经济能力和国防实力，而该技术又是当今先进制造技术及装备最核心的技术。车床在机器制造业中发展最为得用，所占比重最大。世界车床技术发展经历了50年的2阶段和6代的发展。发达国家由于汽车轴承、电机等大批量化的实现，高效自动化车床的数量多，NC车床发展快，中高档次车床比重大，总体技术水平高，生产率和劳动生产率高，而发展中国家则滞后。与先进国家的同类产品相比，还存在差距，还不能满足国家建设的需要。1.2数控机床的发展趋势数控机床的发展趋势表现有:(1)性能方面：高速高精高效化、柔性化、工艺复合性和多轴化、实时智能化；(2)功能发展方向：用户界面图形化、科学计算可视化、插补和补偿方式多样化、内装高性能PLC、多媒体技术应用；(3)体系结构的发展；集成化、模块化、网络化、通用型开放式闭环控制模式。我国虽然是全世界机床拥有量最多的国家，但机床数控化率低，则已有数控机床利用率低，开动率低。随着国外的数控系统与伺服系统的制造技术的引进，我国经济型数控机床的研究、生产和推广工作也取得进展，必将对我国的各行各业的技术改造起到积极的推动作用。80年代开始曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品向数控化产品转型。尤其我国的NC车床技术水平提高较快，在设计制造使用上进步很大，2002CCMT展上展出整机200台，包括NC车床64台，代表了当今中国NC车床的最高技术水平。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。主要表现在：精度、效率、自动化上存在一定差距；主机设计基本功差，缺乏创新，模块化设计少，尚未建立自己的品牌效应；功能部件专业化生产水平及成套能力较低，重要基础元部件、NC系统主要依靠进口；缺乏深入系统的科研工作，设计、试验手段较落后；在NC车床的产品水平和总体技术水平上，特别高精尖技术方面差距明显。努力方向包括狠抓根本，解决主机、元部件先进性。因此，旧机床的数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越来越多的普及应用，数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要方面，我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，经改造后的机床加工的精度、效率、速度都有了很明显的提高，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，适合我国现在经济水平的发展要求。第二章数控车床伺服进给系统概述2.1伺服进给系统概述：图1-1数控机床进给系统伺服相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性：数控装置控制介质测量装置伺服系统机床1.提高生产率。数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比率。采用最佳参数和最佳走刀