買文檔就 送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 寧 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 加工中心 進給機構(gòu) 設(shè)計 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 年 月 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 要 本 全面闡述了 加工中心 的結(jié)構(gòu)原理，設(shè)計特點，論述了采用 伺服 電機和滾珠絲杠螺母副的優(yōu)點。詳細介紹了 加工中心 的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核，并進行了分析。另外匯總了有關(guān)技術(shù)參數(shù)。 其中著重介紹了滾珠絲杠的原理及選用原則，系統(tǒng)地對滾珠絲杠生產(chǎn)、應(yīng)用等環(huán)節(jié)進行了介紹。包括種類選擇、參數(shù)選擇、精度選擇、循環(huán)方式選擇、與主機匹配 的原則以及廠家的選擇等。 關(guān)鍵詞 ： 加工中心 ， 數(shù)控 ，伺服 電機 ， 滾珠絲杠 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 NC s in NC s on In To so on on as as so 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 摘 要 . . 錄 . 1 章 緒 論 . 10 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展及趨勢 . 10 工中心加工的基本原理 . 11 題研究的目的和意義 . 12 第 2 章 設(shè)計的內(nèi)容及要求 . 13 計題目 . 13 設(shè)計的內(nèi)容 . 13 控裝置總體方案的確定 . 13 械部分的設(shè)計 . 13 寫設(shè)計說明書 . 13 第 3 章 進給機構(gòu)總體方案的確定 . 14 機械傳動部件的選擇 . 14 軌副的選用 . 14 杠螺母副的選用 . 14 速裝置的選用 . 14 服電動機的選用 . 14 測裝置的選用 . 14 繪制總體方案圖 . 15 第 4 章 進給系統(tǒng)的設(shè)計計算 . 15 滾珠絲杠螺母副的選用設(shè)計 . 15 珠絲杠副的傳動原理 . 16 珠絲杠副的傳動特點 . 16 珠絲杠副的結(jié)構(gòu)與調(diào)整 . 16 向間隙的調(diào)整和加預(yù)緊力的方法 . 18 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 V 珠絲杠螺母副的計算和選型 . 20 度的選擇 . 20 杠導(dǎo)程的確定 . 20 大工作載荷的計算 . 20 大動載荷的計算 . 21 珠絲杠螺母副的選型 . 21 珠絲杠副的支承方式 . 22 動效率的計算 . 22 度的驗算 . 22 定性校核 . 23 界轉(zhuǎn)速的驗證 . 24 輪傳動的計算 . 25 進電動機的選擇 . 25 軌的特點 . 28 軌的設(shè)計 . 29 珠絲杠副的安全使用 . 31 滑 . 31 塵 . 31 用 . 32 裝 . 32 結(jié) 論 . 33 參考文獻 . 34 致 謝 . 35 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 第 1 章 緒 論 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展及趨勢 1946 年誕生了世界上第一臺電子計算機，這表明人類創(chuàng)造了可增強和部分代替腦力勞動的工具。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強體 力勞動的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類進入信息社會奠定了基礎(chǔ)。 6 年后，即在 1952 年，計算機技術(shù)應(yīng)用到了機床上，在美國誕生了第一臺數(shù)控機床。從此，傳統(tǒng)機床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個世紀以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展。 數(shù)控 段（ 1952 年 ） 早期計算機的運算速度低，對當(dāng)時的科學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理影響還不大，但不能適應(yīng)機床實時控制的要求。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路 搭 成一臺機床專用計算機作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱為硬件連接數(shù)控（ C），簡稱為數(shù)控（ 隨著元器件的發(fā)展，這 個階段經(jīng)歷了三代，即 1952 年的第一代 電子管； 1959 年的第二代 晶體管； 1965 年的第三代 小規(guī)模集成電路。 計算機數(shù)控（ 段（ 1970 年 到 1970 年，通用小型計算機業(yè)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn)。于是將它移植過來作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進入了計算機數(shù)控（ 段（把計算機前面應(yīng)有的“通用 ”兩個字省略了）。到 1971 年，美國 司在世界上第一次將計算機的兩個最核心的部件 運算器和控制器，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上，稱之為微處理器（ 又可稱為中央處理單元（簡稱 到 1974 年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。這是因為小型計算機功能太強，控制一臺機床能力有富裕（故當(dāng)時曾用于控制多臺機床，稱之為群控），不如采用微處理器經(jīng)濟合理。而且當(dāng)時的小型機可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高，但可以通過多處理器結(jié)構(gòu)來解決。由于微處理器是通用計算機的核心部件，故仍稱為計算機數(shù)控。 到了 1990 年， （個人計算機，國內(nèi)習(xí)慣稱微機）的性能已發(fā)展到很高的階段，可以滿足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求。數(shù)控系統(tǒng)從此進入了基于 階段。 總之，計算機數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。即 1970 年的第四代 小型計算機； 1974 年的第五代 微處理器和 1990 年的第六代 基于 外稱為 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 還要指出的是，雖然國外早已改稱為計算機數(shù)控（即 ，而我國仍習(xí)慣稱數(shù)控（ 所以我們?nèi)粘Ｖv的 數(shù)控 ，實質(zhì)上已是指 計算機數(shù)控 了。 (1) 繼續(xù)向開放式、基于 第六代方向發(fā)展 基于 具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會走上這條道路。至少采用 作為它的前端 機，來處理人機界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。 所具有的友好的人機界面，將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。遠程通訊，遠程診斷和維修將更加普遍。 (2) 向高速化和高精度化發(fā)展 這是適應(yīng)機床向高速和高精度方向發(fā)展的需要。 (3) 向智能化方向發(fā)展 隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。 工中心 加工的基本原理 數(shù)控控制（ 是用數(shù)字化信號對機床的運動及其加工過程進行控制的一種控制方法。 數(shù)控技術(shù)是用 數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(shù)，是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的一門新型的，發(fā)展十分迅速的高新技術(shù)。數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍所覆蓋的領(lǐng)域又：機械制造技術(shù)；微電子技術(shù)；信息處理加工傳輸技術(shù)；自動控制技術(shù)；伺服驅(qū)動技術(shù)；檢驗監(jiān)控技術(shù)；傳感技術(shù)；軟件技術(shù)等。數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的是能技術(shù)和最基本的裝備。在提高生產(chǎn)率，降低成本，保證加工質(zhì)量及改善工人勞動強度等方面，都有突出的優(yōu)點；特別是在適應(yīng)機械 產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代，小批量，多品種生產(chǎn)方面，各類數(shù)控裝備是實現(xiàn)先進制造技術(shù)的關(guān)鍵。 數(shù)控機床是采用了數(shù)控技術(shù)的機床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。國際信息處聯(lián)盟（ 第五技術(shù)委員會，對數(shù)控機床作了如下的定義：數(shù)控機床是一種裝了程序控制系統(tǒng)的機床。該系統(tǒng)能邏輯的處理具有使用碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 加工中心，簡稱 由機械設(shè)備與 數(shù)控系統(tǒng) 組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率 自動化 機床。加工中心又叫 電腦鑼 。加工中心備有刀庫，具有自動換刀功能，是對工件一次裝夾后進行多工序加工的 數(shù)控機床 。加工中心是高度 機電一體化 的產(chǎn)品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制 機床 按不同工序自動選擇、更換 刀具 、自動對刀、自動改變主軸轉(zhuǎn)速 、進給量等，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機床調(diào)整等輔助工序時間，對加工形狀比較復(fù)雜， 精 度 要求較高，品種更換頻繁的 零件 具有良好的經(jīng)濟效果。 題研究的目的和意義 我國近幾年 加工中心 進給機構(gòu) 雖然發(fā)展較快，但與國際先進水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差，外觀質(zhì)量差，產(chǎn)品開發(fā)周期長，應(yīng)變能力差。 針對傳統(tǒng) 加工中心 進給機構(gòu) 的不足之處及生產(chǎn)中存在的問題，有必要在傳統(tǒng)機床的基礎(chǔ)上研究出新型 加工中心 進給機構(gòu) 。通過對傳統(tǒng)銑床手動的進給系統(tǒng)、夾 緊系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計，加入新技術(shù)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，實現(xiàn)自動化，降低勞動強度及工作量。 加工中心 進給機構(gòu) 的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢是：在規(guī)格上將向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型 進給機構(gòu) ；在性能上將研制以鋼為材料的 進給機構(gòu) ，大幅度提高進給機構(gòu) 的承載能力；在形式上繼續(xù)研制多軸并聯(lián)，甚至于五軸并聯(lián)的 進給機構(gòu) 。 綜上所訴， 加工中心 進給機構(gòu) 的開發(fā)和設(shè)計具有很高研究的意義 行 加工中心 進給機構(gòu) 的設(shè)計，使其能夠?qū)崿F(xiàn)更好的工業(yè)生產(chǎn)自動化。 本課題對 加工中心 進給機構(gòu) 部件進行了設(shè)計，研究 加工中心 的結(jié)構(gòu)，主要部件及典型零件的設(shè)計方法，其意義如下： 1、通過對數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計和研究掌握機構(gòu)設(shè)計的一般步驟和方法； 2、通過對課題的研究，了解國內(nèi)外有關(guān)數(shù)控機床的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢； 3、通過畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)自己的創(chuàng)新精神，提供分析問題和解決問題的能力。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 第 2 章 設(shè)計的內(nèi)容及要求 計題目 加工中心 進給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 已知條件： X/Y= 850 850 最大進給速度 24000mm/ 設(shè)計的內(nèi)容 控裝置總體方案的確定 (1) (2)較，論證。 械部分的設(shè)計 (1) (2) (3)算和選用； (4) (5) (6) (7) 寫設(shè)計說明書 (1) 說明書是 設(shè)計的總結(jié)性技術(shù)文件，應(yīng)敘 述整個設(shè)計的內(nèi)容，包括提 方案的確定，系統(tǒng)框圖的分析，機械傳動設(shè)計計算，選用元器件參 數(shù)的說明； (2)論文正文不少于 10000 字。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 第 3 章 進給機構(gòu) 總體方案的確定 機械傳動部件的選擇 軌副的選用 要設(shè)計 進給機構(gòu) ，需要承受的載荷不大，而且脈沖當(dāng)量小，定位精度高，因此選用直線滾動導(dǎo)軌副，它具有摩擦系數(shù)小，不易爬行，傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊，安裝預(yù)緊方便等優(yōu)點。 杠螺母副的選用 伺服電動機的旋轉(zhuǎn)運動需要通過絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運動，需要滿足 當(dāng)量和 定位精度，滑動絲杠副為能為力，只有選 用滾珠絲桿副才能達到要求，滾珠絲桿副的傳動精度高、動態(tài)響應(yīng)快、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、效率高、預(yù)緊后可消除反向間隙。 速裝置的選用 選擇了步進電動機和滾珠絲桿副以后， 考慮到傳動精度和 緩和減速機工作時軸上的扭轉(zhuǎn)沖擊 及 減輕軸的扭轉(zhuǎn)振動 ，所以采用聯(lián)軸器。 服電動機的選用 任務(wù)書 沒 規(guī)定的脈沖當(dāng)量 ，定位精度也未達到微米級，空載最快移動速度也 有24000mm/本設(shè)計不必采用高檔次的伺服電動機，因此可以選用混合式步進電動機。以降低成本，提高性價比。 測裝置的選用 選用步進電動 機作為伺服電動機后，可選開環(huán)控制，也可選閉環(huán)控制。任務(wù)書所給的精度對于步進電動機來說還是偏高，為了確保電動機在運動過程中不受切削負載和電網(wǎng)的影響而失步，決定采用閉環(huán)控制，擬在電動機的尾部轉(zhuǎn)軸上安裝增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，用以檢測電動機的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨力應(yīng)與步進電動機的步距角相匹配。 考慮到 X、 Y 兩個方向的加工范圍相同，承受的工作載荷相差不大，為了減少設(shè)計工作量， X、 Y 兩個坐標(biāo)的導(dǎo)軌副、絲杠螺母副、減速裝置、伺服電動機以及檢測裝置買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 擬采用相同的型號與規(guī)格。 繪制總體方案圖 總體方案圖如圖 所示。 其中伺服電動機做執(zhí)行元件用來驅(qū)動滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母帶動滑塊和工作平臺在導(dǎo)軌上運動，完成 進給機構(gòu) 在 X、 Y 方向的直線移動。導(dǎo)軌副、滾珠絲杠螺母副和伺服電動機等均以標(biāo)準化，由專門廠家生產(chǎn)，設(shè)計時只需根據(jù)工作載荷選取即可。 第 4 章 進給 系統(tǒng)的設(shè)計計算 滾珠絲杠螺母副的選用設(shè)計 銑床 進給機構(gòu) 的進給運動，由進電機的轉(zhuǎn)動，然后帶動車床絲杠傳動。在數(shù)控車床上的絲杠傳動，可以用普通的絲杠傳動，也還有應(yīng)用滾珠絲杠來轉(zhuǎn)動。原因是普通絲杠傳動摩，但總是不太穩(wěn)定。 所以，在 加工中心 上要擦系數(shù)大，效率低，傳動中有間隙。雖然傳動中的間隙可以用一些辦法來補償，修正采用滾珠絲杠傳動。滾珠絲杠傳動有一系列的優(yōu)點，但制造工藝較為復(fù)雜，成本高，在某些應(yīng)用上受到一定的限制，但隨著數(shù)控車床的發(fā)展，它的使用將會更加廣泛。 滾珠絲杠傳動都使用防護罩，以防止空氣中的塵土和其它雜物等進入。 滾珠絲杠和滾珠螺母組成滾珠絲杠螺母副，它是把步進電機的轉(zhuǎn)動角位移，變換成數(shù)控車床 進給機構(gòu) 的的直線位移。 滾珠絲杠螺母副，也簡稱為滾珠絲杠副，是一種新的傳動機構(gòu)，它是在絲杠和螺母的螺旋槽之間裝 有滾珠，以此作為中間元件的一種傳動機構(gòu)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 珠絲杠副的傳動原理 絲杠和螺母上都有圓弧形的螺旋槽 ,這兩個圓弧形的螺旋槽對合起來就形成螺旋線的滾道 ,在滾道內(nèi)裝有許多滾珠 滾珠相對于螺母上的滾道滾動 ,因此絲杠與螺母之間滾道的摩擦為滾動摩擦 在螺母的螺旋槽兩端應(yīng)用擋住器擋住 ,并設(shè)有回路滾道是他的兩端連接起來 沿著這個回路滾道從新返回到滾道的另一端 ,可以循環(huán)進行不斷地滾動 。 珠絲杠副的傳動特點 滾珠絲杠副的優(yōu)點是 :傳動效率高 ,因為它是滾動摩擦 ,傳動效率可達 普通的絲杠傳動提高 34倍 如功率損耗小 ,傳動平穩(wěn) ,磨損小 ,無爬行現(xiàn)象等等 一是 :一般的絲杠傳動總是有間隙 ,而滾珠絲杠可以消除間隙 ,所以當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)動反向時 ,可以沒有空程 ,提高了反向的定位精度 ,也增強了傳動剛度 一般的絲杠傳動只能使旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動 ,而滾珠絲杠副由于傳動的摩擦系數(shù)小 ,所以既能把旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動 ,也可以從直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)槁菪\動 ,具有傳動的可逆性 ,因此可以作為主動件 ,也可以作為從動件 . 它也有缺點 ,主要是元件的精度要求高 ,光潔度要求也高 ,所以制造工藝很復(fù)雜 ,成本也高 一般要求磨削成型 ,因而制造困難 ,也限制了使用 . 又由于傳動的可逆性 ,所以不能自鎖 ,當(dāng)應(yīng)用在垂直傳動裝置時 ,由于自重和慣性的關(guān)系 ,在下降過程中不能立刻停止 ,因此還需要備有制動裝置 . 珠絲杠副的結(jié)構(gòu)與調(diào)整 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)盡管在形式上有很多類型，但其主要區(qū)別是在螺紋滾到的型面形狀，滾珠循環(huán)的方式，軸向間隙的調(diào)整和加預(yù)緊力的方法等三個方面。 （ 1） 螺紋滾道型面的形狀 螺紋滾道型面的形狀有很 多種，目前國內(nèi)正式投產(chǎn)的，僅有單圓弧型面和雙圓弧型面兩種，如圖所示。滾珠與滾道型面接觸點法線與絲杠軸線的垂線之間的夾角，稱為接觸角（ ）。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 （ a）單圓弧 (b) 雙圓弧 圖 4滾珠絲杠副螺紋滾道型面的截形 （ 2） 單圓弧型面 一般滾道的圓弧半徑要比滾柱的半徑稍大一些。對于單圓弧型面的螺紋滾道，接觸角是隨著軸向負載大小而變化的，當(dāng)軸向負載為零時，接觸角也為零；當(dāng)負載逐漸增大，接觸角也逐漸增大。實驗證明：當(dāng)接觸角增大時，傳動效率，軸 向剛度，承載能力都隨之增大。 （ 3） 雙圓弧型面 雙圓弧型面螺紋滾道的接觸角是不變的。在偏心距（ e）決定后，滾珠與滾道的圓弧角接處，會有很小的空隙。這些空隙雖然能容納一些臟物，但不至于堵塞，反而對滾柱的滾動有利。從傳動效率，軸向剛度，承載能力等要求出發(fā)，接觸角大一些好，但接觸角過大制造就會困難。一般接觸角為 45 ，滾道的圓弧半徑也同樣比滾柱的半徑稍大一些。 滾珠的循環(huán)方式 目前國內(nèi)常用的滾珠循環(huán)方式由外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種。 （ 1） 外循環(huán)方式 如圖所示為外循環(huán) 方式，滾柱在循環(huán)過程中與絲杠脫離接觸，通過外面的循環(huán)回路稱為外循環(huán)（ W 系列）。這種外循環(huán)是直接在螺母的外圓上銑出螺旋槽，用擋珠器從螺母內(nèi)部切斷螺紋滾道，擋珠滾珠的去路，迫使?jié)L珠導(dǎo)入通向外圓螺旋槽中，構(gòu)成了外面的旋環(huán)回路。外循環(huán)的結(jié)構(gòu)和制造較為簡單容易，因此應(yīng)用較廣，他可以制成單列或式雙列兩種的結(jié)構(gòu)形式。 （ 2） 內(nèi)循環(huán)方式 滾柱在循環(huán)過程中與絲杠始終保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)（ N 系列），如圖所示。這種內(nèi)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 循環(huán)是在螺母外側(cè)孔中裝了一個接通相鄰滾道的反向器，借助這個反向器迫使?jié)L珠翻過絲杠的牙頂，而進入相鄰的滾道。 內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副回路短，工作滾珠數(shù)目少，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，流暢性好，摩擦磨損小，傳動效率高，軸向剛度和承載能力都較高，具有一系列優(yōu)點，但制造困難，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以不及外循環(huán)方式應(yīng)用的廣泛。 圖 4循環(huán)的滾珠絲杠 圖 4循環(huán)的滾珠絲杠 向間隙的調(diào)整和加預(yù)緊力的方法 對于滾珠絲杠副，除了單一方向的進給傳動精度有一定的要求外，對它的軸向間隙也有嚴格的要求，以保證反向傳動的精度。要把軸向間隙完全消除，也是相當(dāng)困難的。通常采用雙螺母，并加預(yù)緊力的方法來消除其軸向間隙。 雙螺母經(jīng)加預(yù)緊力調(diào)整后，能基本上消除軸向間隙。單螺母的滾珠絲杠副是不能調(diào)整軸向間隙和預(yù)緊力的，其軸向間隙只能依靠滾珠絲杠副本的精度和安裝時絲杠和螺母的連接精度來保證。 雙螺母加預(yù)緊力消除軸向間隙必須注意兩點，一是：通過預(yù)緊后產(chǎn)生的力，可促使預(yù)拉變形，以減少彈性變形所引起的位移。但預(yù)緊力不能太大，否則會使驅(qū)動力矩增大，傳動效率反而降低，使用壽命也隨之縮短。二是：軸向間隙的消除，不能忽視絲杠的安裝部分和驅(qū)動部分的軸向間隙，應(yīng)同時調(diào)整是它減少到最小。目前常用的雙螺母預(yù)緊力調(diào)整方法有下面三種。 （ 1） 墊片調(diào)隙式 如 圖所示為墊片調(diào)隙式，一般用螺釘來連接滾珠絲杠上的兩個螺母的凸緣處，在中間加墊片。墊片的厚度是螺母間產(chǎn)生軸向位移，以達到消除間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力的目的。 這種結(jié)構(gòu)特點是結(jié)構(gòu)簡單，可靠，裝拆方便。但缺點是調(diào)整很費時，在工作狀態(tài)下不能隨意調(diào)整，因為要更換不同厚度的墊片才能消除間隙，所以是用于一般精度的機構(gòu)中使用。 （ 2） 螺紋調(diào)隙式 如圖所示為螺紋調(diào)隙式。它是一個螺母的外端有凸緣，而另一個螺母的外端沒有凸買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 緣，車有螺紋，它伸出在套筒外，并用兩個圓螺母調(diào)整好間隙后，再用一圓螺母鎖緊螺母鎖緊就可以了。 這種結(jié)構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整方便，所以應(yīng)用廣泛，但調(diào)整的位移量不太精確。 圖 4片調(diào)隙式 圖 4紋調(diào)隙式 齒差調(diào)隙式 如圖所示為齒差調(diào)隙式。它是在兩個螺母的凸緣上各有圓齒輪 2，兩者的齒數(shù)值相差一個齒，裝入內(nèi)齒圓 3 中，內(nèi)齒圓 3 是用螺釘 1 和定位銷 4 固定在套筒 5 上的。調(diào)整是先取下內(nèi)齒圓 3，轉(zhuǎn)動圓柱齒輪 2，在兩個滾柱螺母相對于滾筒 5 轉(zhuǎn)動時，可以使兩個螺母相互產(chǎn)生角位移，這樣滾柱螺母對于滾珠絲杠的螺旋滾道也相對移動是兩個螺母中的滾柱分別貼近在螺旋滾 到的兩個相反的側(cè)面上。消除間隙并產(chǎn)生預(yù)緊力后，把內(nèi)齒圓 3 套上用定位銷 4 固定。 這種結(jié)構(gòu)的特點是調(diào)整精確可靠，定位精度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，僅在高精度的數(shù)控機床有所應(yīng)用。 1 螺釘； 2 圓柱齒輪； 3 內(nèi)齒圓； 4 定位銷； 5 套筒 。 圖 4齒差調(diào)隙式 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 珠絲杠螺母副的計算和選型 滾珠絲杠副的作用是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，其螺旋傳動是在絲杠和螺母滾道之間放人適量的滾珠，使螺紋間產(chǎn)生滾動摩擦。絲杠轉(zhuǎn)動時，帶動滾珠沿螺紋滾道滾動。螺母上設(shè)有返向器，與螺紋滾道構(gòu)成滾珠的循 環(huán)通道。為了在滾珠與滾道之間形成無間隙甚至有過盈配合，可設(shè)置預(yù)緊裝置。為延長工作壽命，可設(shè)置潤滑件和密封件。 度的選擇 滾珠絲杠副的精度直接影響數(shù)控機床的定位精度，在滾珠絲杠精度參數(shù)中，其導(dǎo)程誤差對機床定位精度最明顯。一般在初步設(shè)計時設(shè)定絲杠的任意 300程變動量300 1/2,在最后精度驗算中確定。對于車床，選用滾珠絲杠的精度等級 X 軸為 1 3 級（ 1 級精度最高）， Z 軸為 2 5 級 ，考慮到本設(shè)計的定位精度要求和改造的經(jīng)濟性，選擇 X 軸精度等級為 3 級， Z 軸為 4 級。 杠導(dǎo)程的確定 選 擇導(dǎo)程跟所需要的運動速度、系統(tǒng)等有關(guān)，通常在： 4、 5、 6、 8、 10、 12、 20中選擇，規(guī)格較大，導(dǎo)程一般也可選擇較大（主要考慮承載牙厚）。在速度滿足的情況下，一般選擇 較小導(dǎo)程（利于提高控制精度） ，本設(shè)計中初選縱向絲杠導(dǎo)程為 8橫向絲杠導(dǎo)程為 8 大工作載荷的計算 最大工作載荷叫進給牽引力 ,其實驗計算公式如表 4示。 表 4導(dǎo)軌類型 實驗公式 K 矩形導(dǎo)軌 )( 尾導(dǎo)軌 )2( 合或三角導(dǎo)軌 )( 8 表中 K 為考慮顛覆力矩影響時的實驗系數(shù)； 為滑動導(dǎo)軌摩擦系數(shù)； G 為移動部件總重量。 G=1000 N 查表 3擇綜合導(dǎo)軌， K 取 取 為 1000N ； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 算得 )( =1197+ 3420+1000） =(N 大動載荷的計算 載荷隨時間急劇變化且使構(gòu)件的速度有顯著變化（系統(tǒng)產(chǎn)生慣性力），此類載荷為動載荷。 比如 起重機以等速度吊起重物，重物對吊索的作用為 靜載， 起重機以加速度吊起重物，重物對吊索的作用為動載。 對于滾珠絲杠螺母副的最大動載荷 式中： L 滾珠絲杠副的壽命系數(shù)，單位為 610 r， 610/60 （ T 為使用壽命，普通機床 T 取 5000控機床 T 取 15000h； n 為絲杠每分鐘轉(zhuǎn)速）； 載荷系數(shù)，一般取 設(shè)計取 硬度系數(shù)（ 58 時取 等于 55 時取 于 取 于 50 時取 于 45 時取 滾珠絲杠副的最大工作載荷，單位為 N。 本設(shè)計中 承受最大條件下最快的進給速度 m 4 0 0 0m a x j ,初選絲杠基本導(dǎo)程 ，則絲 杠轉(zhuǎn)速 m 0 0 0/m a x 。取滾珠絲杠使用壽 命5000 ，帶入 610/60 得 L =90 ；取 2.1 1入 ，求得 ： 17390N。 珠絲杠螺母副的選型 初選滾珠絲桿副時應(yīng)使其額定動載荷 C , 當(dāng)滾珠 絲杠副在靜態(tài)或低速狀態(tài)下10( 長時間承受工作載荷時，還應(yīng)使額定靜載荷 C )32( 。 根據(jù)計算出的最大動載荷 選擇江蘇啟東潤澤機床附件有 限公司生產(chǎn)的 內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠副，采用雙螺母螺紋式預(yù) 緊，精度等級為 4 級，其參數(shù)如表 3示。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 表 3滾珠絲杠相關(guān)參數(shù) 公稱直徑/導(dǎo)程/鋼球直徑/絲杠外徑/絲杠底徑/額定載荷 /接觸剛度 / 1 02d 0 8 6 31 珠絲杠副的支承方式 滾珠絲杠副的支承主要用來約束絲杠的軸向竄動，為了提高軸向剛度，絲杠支承常用推力軸承為主的軸承組合?？紤]到縱向絲杠長度較大，本設(shè)計縱向絲杠采用雙推 簡支支承方式，該方式臨界轉(zhuǎn)速、壓桿穩(wěn)定性高，有熱膨脹的余地。 動效率的計算 滾珠絲杠的傳動效率 一般在 間，其計算公式如下： =) 式中： 螺距升角，d,可得 =2 91 ； 摩擦角，一般取 =10 。 算得： =)01192192 =度的驗算 滾珠絲杠副工作時受軸向力和轉(zhuǎn)矩的作用，引起導(dǎo)程的變化，從而影響定位精度和運動的平穩(wěn)性。軸向變形主要包括絲杠的拉伸或壓縮變形 1 、絲杠與螺母間滾道的接觸變形 2 、 支承滾珠絲桿的軸承的軸向接觸變形3。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 因轉(zhuǎn)矩和絲杠 以 2 、3可以忽略不計，所以絲杠的拉伸或壓縮變形量為： 1 = （ “ +” 號代表拉伸， “ -” 代表壓縮） 式中：絲杠的最大工作載荷，單位為 N ； 絲杠縱向最大有效行程，單位為 E 絲杠 材料的彈性模量，鋼 ； S 絲杠的橫截面面積，單位 2絲杠螺紋的底徑2 根據(jù)前面的設(shè)