1摘要五軸聯(lián)動(dòng)加工中心有高效率、高精度的特點(diǎn)。若配以五軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工，更能夠適應(yīng)像汽車零部件、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等現(xiàn)代模具的加工。本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床主軸模型，在XY工作臺(tái)的基礎(chǔ)上疊加兩層托板，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)軸使其做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成類似陀螺儀的結(jié)構(gòu)。分別實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)繞XY軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，再沿Z軸裝配一根絲杠完成工作臺(tái)沿Z軸的上下運(yùn)動(dòng)最終實(shí)現(xiàn)刀具向各個(gè)面進(jìn)行加工。主要完成了：模型整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各個(gè)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算、滾珠絲杠、軸承和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的選擇及其強(qiáng)度分析；步進(jìn)電機(jī)的選擇及分析。關(guān)鍵詞五軸聯(lián)動(dòng)絲杠傳動(dòng)陀螺儀2AbstractFive-axismachiningcenterwithhighefficiencyandprecisioncharacteristics.Ifaccompaniedbyhigh-endCNCfive-axissystem,canalsocarryoutcomplexcurvedsurfaceprecisionmachining,moreabletoadaptasautomotivecomponents,aircraftstructuralpartsandothermodernmoldprocessing.Thispaperdesignedafive-axismachinetoolspindlemodel,basedontheXYtableoverlaytwopallets,steppermotordriveshaftrotationtodosoconstitutesasimilargyrostructure.WereachievedaroundtheXYaxisrotatingtableandmovealongtheZaxisandthencompletethetableassemblyofascrewupanddownmovementalongtheZaxistotheultimaterealizationofthevarioussurfaceprocessingtool.Maincompleted:overallstructuraldesignmodel,eachshaftstructuredesignandcalculation,ballscrews,bearingsandlinearmotionguidethechoiceandstrengthanalysis；steppermotorselectionandanalysis.Keywordsfive-axisgyroscrewdrive3目錄摘要1Abstract2第一章緒論5第二章總體方案的設(shè)計(jì)62.1設(shè)計(jì)任務(wù)62.2設(shè)計(jì)方案的論證62.2.1傳動(dòng)方式的確定62.2.2陀螺儀機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)62.3總體方案的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)組成6第三章XY工作臺(tái)及繞XY旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)83.1XY工作臺(tái)的設(shè)計(jì)83.1.1主要設(shè)計(jì)參數(shù)及依據(jù)83.1.2XY工作臺(tái)部件進(jìn)給系統(tǒng)受力分析83.1.3初步確定XY工作臺(tái)尺寸及估算重83.2繞XY旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)83.2.1主要設(shè)計(jì)參數(shù)及依據(jù)83.2.2繞XY旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)受力分析93.2.3初步選定繞XY旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的尺寸及重量估計(jì)93.3沿Z向移動(dòng)工作部分設(shè)計(jì)9第四章滾珠絲杠副的選型與計(jì)算104.1滾珠絲杠的選型104.2滾珠絲杠副導(dǎo)程的確定134.3滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率14第五章直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的選型155.1定位精度高155.2降低機(jī)床造價(jià)并大幅度節(jié)約電力155.3可提高機(jī)床的運(yùn)動(dòng)速度155.4可長期維持機(jī)床的高精度155.5直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選型165.5.1滑塊承受工作載荷Fmax的計(jì)算及導(dǎo)軌型號(hào)的選取165.5.2距離額定壽命L的計(jì)算16第六章步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)與選型176.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)176.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類176.2.1反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)176.2.2永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)176.2.3混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)176.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)及其選擇186.3.1步距角的選擇186.4電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與功率196.5各參素的確定1946.6初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)206.6.1脈沖當(dāng)量的選擇206.6.2等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算206.6.3等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算206.6.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)選擇的計(jì)算21第七章軸、軸承及聯(lián)軸器的選用267.1軸的材料267.1.1軸的分類267.1.2軸的材料及選擇267.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)267.2.1軸頭、軸頸和軸身267.2.2軸