需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 簡易木工車床設(shè)計(jì) 作 者 姓 名 魏田 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 指導(dǎo)教師姓名 趙建國 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 教授 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 摘 要 木工車床，它由床身、安裝在床身的導(dǎo)軌尾部的尾座、安裝在床身的導(dǎo)軌中部的刀架、安裝在床身頭部的床頭箱、安裝在床頭箱上的主軸及其上的卡盤、安裝在床頭箱上的電機(jī)、安裝在電機(jī)軸和主軸及床頭箱上的變速傳動裝置所構(gòu)成，其特征在于所說的變速傳動裝置由固定在主軸端部的從動 變速三角帶輪的固定半輪、套裝在主軸上且與固定半輪插合的從動變速三角帶輪的可動半輪、以軸承安裝在可動半輪端部的推拉臂、安裝在推拉臂和床頭箱之間的壓簧、固定在推拉臂上與主軸平行并可在床頭箱的孔中滑動的齒條、與齒條嚙合端部穿過床頭箱的齒輪軸、以小軸安裝在齒輪軸端部的開口槽中且?guī)в惺直钠妮?、安裝在電機(jī)軸或其連接軸上的主動變速三角帶輪的可動半輪和固定半輪、安裝在可動半輪和電機(jī)軸或其連接軸端部的擋圈之間的壓簧以及安裝在主動和從動變速三角帶輪上的三角皮帶所構(gòu)成。 1 用木工車刀加工木料旋轉(zhuǎn)表面或復(fù)雜外形面的木工機(jī) 床。木工車床分為普通木工車床、仿形木工車床和圓棒機(jī)等。 普通木工車床 工件裝夾在卡盤內(nèi)，或支承在主軸及尾架兩頂尖之間作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（ 普通木工車床 ）。車刀裝在刀架上，由溜板箱帶動作縱向或橫向進(jìn)給運(yùn)動，也可手持車刀靠在托架上進(jìn)給。普通木工車床用于車外圓、車端面（見車削）、切槽和鏜孔（見鏜削）等加工。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 C a in a of it is a to of is it C NC of a of C of C by to by a in to 4 051 to be / O to In to of to of 要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 be of C of a C C of 錄 摘要 言 . 1 工車床的歷史 . 1 工車床的發(fā)展 . 2 . 3 產(chǎn)分析 . 3 合分析 . 3 工車床的基本 結(jié)構(gòu) 機(jī)床本體 . 4 加工工藝分類 4 工車床按驅(qū)動裝置的特點(diǎn)分類 4 工車床的特點(diǎn) 木工車床的應(yīng)用范圍 二章主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 5 . 5 . 5 . 6 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 傳動系統(tǒng)的主軸電動機(jī)的選型 . 6 . 8 . 9 . 13 第三章伺服進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 13 . 13 . 14 . 15 計(jì)參數(shù) . 15 . 16 向進(jìn)給滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型 . 16 . 19 . 20 . 23 . 23 . 23 向進(jìn)給滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型 . 24 . 25 . 28 珠絲杠的安裝 . 30 . 30 . 31 . 34 第四章自動回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計(jì) . 35 . 35 . 36 . 36 . 36 結(jié)論參考文獻(xiàn) . 致謝 . 40 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 第一章 概述 言 木工車床，它由床身、安裝在床身的導(dǎo)軌尾部的尾座、安裝在床身的導(dǎo)軌中部的刀架、安裝在床身頭部的床頭箱、安裝在床頭箱上的主軸及其上的卡盤、安裝在床頭箱上的電機(jī)、安裝在電機(jī)軸和主軸及床頭箱上的變速傳動裝置所構(gòu)成，其特征在于所說的變速傳動裝置由固定在主軸端部的從動變 速三角帶輪的固定半輪、套裝在主軸上且與固定半輪插合的從動變速三角帶輪的可動半輪、以軸承安裝在可動半輪端部的推拉臂、安裝在推拉臂和床頭箱之間的壓簧、固定在推拉臂上與主軸平行并可在床頭箱的孔中滑動的齒條、與齒條嚙合端部穿過床頭箱的齒輪軸、以小軸安裝在齒輪軸端部的開口槽中且?guī)в惺直钠妮?、安裝在電機(jī)軸或其連接軸上的主動變速三角帶輪的可動半輪和固定半輪、安裝在可動半輪和電機(jī)軸或其連接軸端部的擋圈之間的壓簧以及安裝在主動和從動變速三角帶輪上的三角皮帶所構(gòu)成 。 工車床的歷史 用于加工木材的 車床 出現(xiàn)較早。 15世紀(jì)末，歐洲有了人力、畜力、風(fēng)力和水力驅(qū)動的簡單木工鋸機(jī)。 1791年，英國的 單軸木工 銑 床 、鏤銑機(jī)和木工 鉆床 等。 1805 年，英國的 1828年，美國的 1834年，美國的 伊分別發(fā)明榫槽機(jī)和 開榫機(jī) 。 1880 年 ，發(fā)明了框鋸機(jī)。 1900年，發(fā)明了多聯(lián)帶鋸機(jī)。此后 隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種自動木工機(jī)床相繼出現(xiàn)。 國內(nèi) 木工機(jī)械 以山東青島，廣東倫教較為集中。 改革開放以來，以前的老國有企業(yè)紛紛改制，轉(zhuǎn)變經(jīng)營理念，像哈爾濱木工機(jī)械，蘇州福需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 馬集團(tuán)，山西榆次熱壓機(jī)廠，山東威海木工機(jī)械廠，青島木工機(jī)械總公司等等，都完全轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鼋?jīng)營體制。 砂光機(jī)以德國，意大利見長，臺灣產(chǎn)砂光機(jī)在 50代占據(jù)了中低端市場，近二十年來，大陸產(chǎn)砂光機(jī)異軍突起，在大陸及世界各地運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)，但是質(zhì)量仍然有待提高，質(zhì)量及性價比上以青島千川木業(yè)設(shè)備有限公司的 “千川 ”牌，青島建成豪，新動力等市場占有率較高，目前在國內(nèi)山東臨沂，菏澤，江蘇邳州，浙江嘉善，南潯，福建莆田，廣西，四川等木業(yè)加工密集地區(qū)都有大量分布；目前我國的木工機(jī)械出口勢頭甚猛，主要市場以第三世界國家為主，東南亞，南亞地區(qū)為主，有些質(zhì)量比較好的甚至出口到美洲，歐洲市場。 總之，我國的木工機(jī)械發(fā)展已經(jīng)有了很大提高，但是質(zhì)量上仍然亟需提高才能在世界木機(jī)之林占有一席之地 。 場分析 據(jù)國內(nèi)資料統(tǒng)計(jì)，訂購新的 木工車床 的交貨周期一般較長，往往不能滿足用戶需要。因此機(jī)床的數(shù)控改造就成為滿足市場需求的主要補(bǔ)充手段。 產(chǎn)分析 在現(xiàn)代 木材 制造工業(yè)中，多品種、中小批量甚至單件生產(chǎn)占有相當(dāng)大的比重。若要完成這些生產(chǎn)任務(wù)，不外乎選擇通用機(jī)床、專用機(jī)床或 木工車床 ，其中 木工車床 是最能適應(yīng)這種生產(chǎn)需要的。 合分析 木工機(jī)電一體化技術(shù)的新成果不斷涌現(xiàn)，木工機(jī)械從純粹機(jī)械產(chǎn)品想機(jī)電一體化技術(shù)過渡，數(shù)控機(jī)械的普及 率大大提高，加強(qiáng)數(shù)控數(shù)控技術(shù)在木工機(jī)床上 的應(yīng)用，重視和發(fā)展數(shù)控車床，以適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)需要的木工機(jī)械，發(fā)展木材加工機(jī)械的新產(chǎn)品 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 。 工車床 的基本結(jié)構(gòu) 床本體 木工車床 的機(jī)床本體與傳統(tǒng)機(jī)床相似，由主軸傳動裝置、進(jìn)給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運(yùn)動裝置 加工工藝方法分類 木材 切削類 木工車床 有 木工車床 、刨床、鉆床、磨床 等。 工車床 按驅(qū)動裝置的特點(diǎn)分類 1開環(huán)控制 木工車床 控制系統(tǒng)不帶反饋裝置， 使用功率步進(jìn)電動機(jī)為伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 開環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本 低。 但是 不能 進(jìn) 行誤差校正，步進(jìn)電動機(jī)的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等的傳動誤差 將影響被加工零件的精度。開環(huán)系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不 是 很高的中小型 木工車床 ，特別是簡易 小型 經(jīng)濟(jì)型 木工車床 。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 2半閉環(huán)控制 木工車床 半閉環(huán)控制 木工車床 的特點(diǎn)是 ， 在伺服電動機(jī)的軸或 木工車床 的傳動絲杠上裝有角度檢測 的 裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲 杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的實(shí)際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，對誤差進(jìn)行修正。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試比較方便， 且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機(jī)設(shè)計(jì)成一體， 并 使結(jié)構(gòu)更加緊湊。 3閉環(huán)控制 木工車床 閉環(huán)控制 木工車床 的特點(diǎn)是在機(jī)床移動部件上直接安裝直線位移檢測裝置，將測量的實(shí)際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進(jìn)行比較，用差值對機(jī)床進(jìn)行控制， 且 使移動部件 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 工車床 的特點(diǎn) 1對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng) 在 木工車床 上改變加工零件時，只 需重新編制（更換）程序，輸入新的程序就能實(shí)現(xiàn) 新零件的加工。 2生產(chǎn)效率高 木工車床 能有效的減少機(jī)動時間和 輔助時間，每一道工序都能選用最有利的切削用量，選用了很高的空行程運(yùn)動時間。因而消耗在快進(jìn)、快退、和定位的時間比 手工 少得多 木工車床加工精度高，比手工加工精度高，適合對工件尺寸要求高的生產(chǎn) 4良好的經(jīng)濟(jì)效益 在單件、小批量生產(chǎn)的情況下，可以 節(jié)省工藝裝備費(fèi)用、輔助生產(chǎn)工時、生產(chǎn)管理費(fèi)用及降低廢品率，從而 能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 應(yīng)用范圍 木工車床 主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并 能進(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成 多 個 工序 的加工 ，提高加工精度和生產(chǎn)效率， 尤其 適合于復(fù)雜形狀 回轉(zhuǎn)類零件的加工 。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 第二 章主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 述 主傳動系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動的傳動系統(tǒng)，它具有一定的轉(zhuǎn)速和一定的變速范圍， 能方便地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的開停、變速、換向和和制動。 主傳動系統(tǒng)包括電動機(jī)、傳動系統(tǒng)和主軸部件，相比普通車 床的主傳動 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上比較簡單，因?yàn)樽兯俟δ苡芍鬏S電動機(jī)的無級 調(diào)速來承擔(dān)，省去了復(fù)齒輪變速機(jī)構(gòu)，只有二級或三級齒輪變速系統(tǒng) 以擴(kuò)大電動機(jī)無級調(diào)速的變速范圍 。 工車床 主傳動系統(tǒng)的特點(diǎn) 與普通機(jī)床比較， 木工車床 主傳動系統(tǒng)具有下列特點(diǎn) ： 1) 轉(zhuǎn)速高、功率大。使 木工車床 能進(jìn)行大功率切削和高速切削，實(shí)現(xiàn)高效率加工。 2) 變速范圍寬。一般 00,以保證加工時能選用合理的切削用量， 獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。 3) 主軸變速迅速可靠。 木工車床 的變速是按照控制指令自動進(jìn)行需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動操作的要求。 主軸組件的耐磨性高，使傳動系統(tǒng)具有良好的精度保持 性。 工車床 主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 1) 主軸具有一定的轉(zhuǎn)速和足夠的轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速級數(shù)，以 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的開停、變速、換向和和制動。 2) 主電動機(jī)具有足夠的功率， 機(jī)構(gòu)和元件具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以滿足機(jī)床的動力要求。 3) 主傳動 的有關(guān)結(jié)構(gòu)，主軸組件要有足夠高的精度、抗振性，熱變形和噪聲小，傳動效率 高，以滿足機(jī)床的工作性能要求。 4) 操縱靈活可靠，調(diào)整維修方便，潤滑密封 好， 從而 足機(jī)床的使用要求。 5) 結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工藝性好，成本低， 滿足經(jīng)濟(jì)性要求。 傳動 系統(tǒng) 的 配置 傳動系統(tǒng)的主軸電動機(jī)的選型 木工車床 的調(diào)速 是按照控制指令自動執(zhí)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動操作的要求。 主傳動系統(tǒng)中， 多采用交流主軸電動機(jī)和直流主 軸電動機(jī)無級調(diào)速系統(tǒng)。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，適應(yīng)低速大轉(zhuǎn)矩的要求， 經(jīng)常應(yīng)用齒輪有級調(diào)速和電動機(jī)無級調(diào)速相結(jié)合的調(diào)速 方式。 此處 選用交流主軸電動機(jī)配以齒輪變速箱實(shí)現(xiàn)分級無級調(diào)速。 交流調(diào)速電機(jī)體積小，轉(zhuǎn)動慣性小，動態(tài)響應(yīng)快，沒有電刷，達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速比同功率的直流電動機(jī)高，磨損和故障也少。 中小功率領(lǐng)域已占優(yōu)勢，故 本次設(shè)計(jì)選用交流調(diào)速電動機(jī)。 通過調(diào)節(jié)供電頻率的辦法調(diào)速。 功率特性見下圖： 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 主軸電動機(jī) 額定轉(zhuǎn)速時輸出全部功率 和最大轉(zhuǎn)矩，隨著轉(zhuǎn)速的變化，功率 額定轉(zhuǎn)速到 最低轉(zhuǎn)速為恒轉(zhuǎn)矩速度范圍，在額定轉(zhuǎn)速至最高轉(zhuǎn)速為恒功率速度范圍 時 。恒功率的速度范圍只有 1： 3 速度比。當(dāng)電動機(jī)速度超過 某一定值之后， 功 率 速度曲線又會向下傾斜，不能保持恒功率。 床 交流主軸電機(jī)的調(diào)速 交流主軸電動機(jī)是 交流感應(yīng)電動機(jī) ,當(dāng)定子三相繞組通上交流電時 ,將建立 旋轉(zhuǎn)磁場 ,其主磁通 同步轉(zhuǎn)速 ,其值為 60f1/p (r/式中 p 旋轉(zhuǎn)磁場極對數(shù) 感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù) 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 n= 1=601 轉(zhuǎn)差數(shù) ,s= 上式可知，調(diào)速方法 大致可分為兩類。第一類 改變同步轉(zhuǎn)數(shù) 分為兩種 方法，一 種 是改變電動機(jī)極對數(shù) p。由于 p 是整數(shù)，所以只能得到級差很大的有級調(diào)速，不能滿足 一般 木工車床 的要求；另一種 是改變電動機(jī)的供電頻率 得到平滑的無級調(diào)速，是一種高效型 的交流調(diào)速，范圍寬，精度高。第二種 是 不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速， 一般的有調(diào)壓調(diào)速和電磁調(diào)速。由于 轉(zhuǎn)差功率損耗，效率低，特性軟，不適合 木工車床 的 調(diào)速。 在實(shí)際調(diào)速時，單純改變電源頻率是不行的， 由“電動機(jī)學(xué)”可知，旋轉(zhuǎn)磁場以 在每相繞組感應(yīng)電勢為 m 中 m 每極磁通量； 定子相電壓 所以 m= 上式可知，如在變頻調(diào)速中， 保持定子電壓 磁通大小將會發(fā)生變化。如頻率從工頻往下調(diào)節(jié)，則上升， 導(dǎo)致鐵心 過熱，功率因數(shù)下降，電動機(jī)帶負(fù)載能力降低。所以，必須在降低頻率的同時，降低電壓，以保持不變。這就是 恒磁通變頻調(diào)速中的“調(diào)速控制”。 只用變頻調(diào)速，并且是有效方法。變頻調(diào)速主要環(huán)節(jié)是為交流電機(jī)提供變頻、變壓電源的變頻器，變頻器有 ： 交 直 交變頻器分 為電壓型和電流型。電壓型先將電網(wǎng)交流電經(jīng)整 流器變?yōu)橹绷鳎?jīng)逆變器變?yōu)轭l率和電壓 可變的交流電壓。電流型是切換一串方波，方波電流供電，用于大功率。 交 交變頻器該變頻器沒有中間環(huán)節(jié)， 是 直接將電網(wǎng)的交流電變?yōu)轭l率和電壓都可變的交流電。 目前對于中小功率 電機(jī)，用 最多的是電壓型交 直 交變頻器。 床 分級變速齒輪箱的傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 木工車床 主傳動時， 須考慮電動機(jī)與機(jī)床主軸功率特性匹配問題。由于主軸要求的恒功率變速范圍 （ 大于電動機(jī) 恒功率范圍 以需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 在主軸之間要串聯(lián)一個分級變速箱，從而 擴(kuò)大其恒功率變速范圍， 以 滿足低速大功率切削時對電 動機(jī)的輸出功率的要求。 先設(shè)定主軸的最高轉(zhuǎn)速為 4000r/低轉(zhuǎn)速為了 30r/算轉(zhuǎn)速為 150r/大切削功率為 流主軸電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為 1500r/高轉(zhuǎn)速為 4500r/主軸要求的恒功率變速范圍 000/150=動機(jī)的恒功率變速范圍 500/1500=3 主軸要求的恒功率變速范圍遠(yuǎn)大于電動機(jī)所能提供的恒功率變速范圍，故必須配以分級變速箱。 變速箱的公比 即 f=，功率特性圖是 連續(xù)的，無缺口無重合的。 變速箱的變速級數(shù)為 Z，則主軸的恒功率變速范圍 變速箱的變速級數(shù) Z=f= Z=3 變速齒輪箱采用一級變速三對齒輪副數(shù) ,齒數(shù)分別為 :高速級2=112:58；中速級 2=68： 102；低速大轉(zhuǎn)矩級 2=30： 140 利用原車床主軸箱內(nèi)的第三軸和主軸， 車床圖冊，兩軸的中心距為170所選用電機(jī)與原電機(jī)功率相同， 軸不必另行校核。 三副齒輪只校核低速重載齒輪副即可。校核如下： 已知電動 機(jī)輸出功率為 定轉(zhuǎn)速為 1500r/經(jīng)同步帶傳動，第三根軸的轉(zhuǎn)速為 750r/ 2=30/140 傳動后，主軸轉(zhuǎn)速為160r/大、小齒輪均采用 45 鋼并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 ,選小齒輪硬度 90,大齒輪硬度 250,精度選 6 級。 m=2mm,a=20 ,齒寬b=20mm,1,c*=輪傳動效率 =輪幾何尺寸計(jì)算 : d1=0d2=80)m=64)m=284)m=55)m=275a=(z1+z2)m/2=170輪校核 : 1) 小齒輪轉(zhuǎn)矩 9 5 5 0 * * *1 9 1 . 2750 mP 電動機(jī)的輸出功率 齒輪傳動 效率 取 要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 2) 動載荷系數(shù) K K K 使用系數(shù)取 1 動載荷系數(shù)取 B 齒向載荷系數(shù)取 a 齒向載荷分配系數(shù) 由12111 . 8 8 3 . 2 ( ) c o s 1 . 7 5 8 查表并插值得 =1*) 許用彎曲應(yīng)力F F l i m = /N X S 彎曲疲勞極限；460N/ 390N/Y 彎曲壽命系數(shù) 1 2 1 尺寸系數(shù)取 1 安全系數(shù)取 F 1 F l i m 1 = / 3 5 3 . 8 5 /N X S N m m 2F 2 F l i m 2 = / 3 0 0 /N X S N m m 4) 齒要彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 F 1 F a S a 1 F= 2 K T Y Y Y / b d m 齒形系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù) 重合度系數(shù) Y 0 . 2 5 0 . 7 5 / 0 . 6 7 7 則F 1 1 F a S a 1 1 . 5 6 * 9 1 6 0 0= 2 K T Y Y Y / b d m = * 2 . 4 * 1 . 6 5 3 * 0 . 6 7 7 = 3 1 9 . 8 2 2 0 * 6 0 * 2 F 2 1 F a S a 2 1 . 5 6 * 9 1 6 0 0= 2 K T Y Y Y / b d m = * 2 . 2 5 * 1 . 7 5 * 0 . 6 7 7 = 6 8 . 9 3 2 0 * 2 8 0 * 2 故齒根彎曲強(qiáng)度足夠，滿足要求。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 傳動系統(tǒng)圖見下圖 轉(zhuǎn)速圖見下 圖 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 主軸轉(zhuǎn)速 4000r/45r/ 段連接而成，在 電動機(jī)的恒功率區(qū)，從 145r/0r/D 段為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)。 取總效率 =電動機(jī)功率 P= 用北京數(shù)控設(shè)備廠的額定輸出功率為 傳動系統(tǒng)組件的結(jié)構(gòu)形式 在原有主軸軸承完好、運(yùn)轉(zhuǎn)正常的前提下 保留原有主軸支撐方式。 保留原機(jī)床 的主軸手動變速， 改造后使其主 /運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動分離，主電機(jī)的作用為帶 動主軸旋轉(zhuǎn)。增加一只電磁離合器， 接收數(shù)控系統(tǒng)的停機(jī)制動信號從而 控制原制動裝置制動停車。 在加工螺紋時，保證主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具準(zhǔn)確移動一個導(dǎo)程，須 主軸脈沖發(fā)生器作為主 軸位置信號的反饋元件。脈沖發(fā)生器采用同軸安裝，橡膠管柔性聯(lián)接，在實(shí)現(xiàn)角位移信號傳遞的同時， 能吸收車床主軸的部分振動，從而使主 軸脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)動平 遞信號準(zhǔn)確。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 木工車床 主軸帶傳動變速 常 常用多楔帶和同步帶。 同步帶 又稱為同步齒形帶，按齒形不同可分為梯形齒同步帶 圓弧齒同步帶兩種。其中梯形齒多用在轉(zhuǎn)速不高和小功率動力傳動中，圓弧齒多用在數(shù)控加工中心等要求較高 木工車床 主運(yùn)動傳動系統(tǒng)中。 選用 形齒同步帶。 查 閱 手冊選兩梯形齒同步帶用帶輪為 2=22： 44，帶寬為 帶輪節(jié)圓為 80大帶輪節(jié)圓為 194帶高 高 第三 章 車床 伺服進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 床 伺服進(jìn)給傳動系統(tǒng)概述 木工車床 的伺服進(jìn)給系統(tǒng) 是 由伺服驅(qū)動電路、伺服驅(qū)動裝置、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)及執(zhí)行 等 部件組成。它 作用是接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出 進(jìn)給速度和位移指令信號，由伺服驅(qū)動電路作轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng) 由 伺服驅(qū)動裝置（直流、 交流伺服電動機(jī)、功率步進(jìn)電機(jī)、電液脈沖馬達(dá) ） 和機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)床的工作臺、主軸刀架等執(zhí)行部件 從而 實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給和快速運(yùn)動。 木工車床 的伺服進(jìn)給系統(tǒng)與一般機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)有本質(zhì)上 的差別，它能根據(jù)指令信號精確地控制執(zhí)行部件的運(yùn)動速度與位置， 幾個執(zhí)行部件按一定規(guī)律運(yùn)動所合成的運(yùn)動軌跡。 伺服進(jìn)給系統(tǒng)的基本要求： 1) 精度要求 伺服系統(tǒng)必須保證機(jī)床的定位精度和加工精度。對于低檔型數(shù)控系統(tǒng)，驅(qū)動控制精度一般為 對于高性能數(shù)控系統(tǒng)，驅(qū)動控制精度為 1至為 2) 響應(yīng)速度 為了保證 輪廓切削形狀精度和加工表面粗糙度，除了要求有較高的定位精度外， 要有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號的響應(yīng)要快。 3) 調(diào)整范圍 調(diào)整范圍 生產(chǎn)機(jī)械要求電動機(jī)能提供的最高轉(zhuǎn)速 最低轉(zhuǎn)速 比。 保證在任何情況下都能得到最佳切削條件，就要求進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)必須具有足夠?qū)挼恼{(diào)整范圍。 4) 低速、大轉(zhuǎn)矩 機(jī) 床的加工特點(diǎn)，經(jīng)常在低速下進(jìn)行重切削， 在低速下進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)必須有大的轉(zhuǎn)矩輸出。 伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)位置伺服控制包括 開 環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)三種方式。開環(huán)控需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 制的伺服系統(tǒng)存在著控制精度不高問題， 步進(jìn)電機(jī)具有角位 移與輸入脈沖的嚴(yán)格對應(yīng)關(guān)系，使步距誤差不會積累。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速輸入脈沖頻率也有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系， 具有在負(fù)載能 力范圍內(nèi)不隨電流、電壓、負(fù)載、環(huán)境條件的波動而變化的特點(diǎn)。 步進(jìn)電機(jī) 控制的開環(huán)系統(tǒng)不存在位置檢測與反饋控制的問題，結(jié)構(gòu)比較簡單，方便控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與調(diào)試。且隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展， 改善步進(jìn)電機(jī)控制性能方 面也取得了可喜的進(jìn)展。因此，在一定范圍內(nèi)，這種采用步進(jìn)電 機(jī)傲為驅(qū)動執(zhí)行元件的開環(huán)伺服系統(tǒng)足以滿足加工要求，適宜于在精度要求不很高的 數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用。 雖閉環(huán)、半閉環(huán)控制為實(shí)現(xiàn)高精度位置伺服控制提供了可能，但是在系統(tǒng)中增加了位置檢測、反饋比較以及伺服放大等環(huán)節(jié)，除 給安裝調(diào)試增加了工作量和復(fù)雜性外，從控制理論角度看，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)系統(tǒng)的良好穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能，難度也將大為提高。此次設(shè)計(jì) 精度要求不是很高，為了簡化結(jié)構(gòu)，降低成本，我們采用了微機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)。 進(jìn)電動機(jī)及開環(huán)進(jìn)給控制 步進(jìn)電機(jī) ， 是 把電脈沖信 號變成直線位移或角位移的執(zhí) 行 元件，是一種用脈沖信號 來 控制的電動機(jī)， 也稱 脈沖電動機(jī) ,在負(fù)載能力及 動態(tài)特性范圍內(nèi)，步進(jìn)電動機(jī)將來自數(shù)控裝置的進(jìn)給脈沖輸出，電動機(jī)角位移與控制脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與控制脈沖頻率為 正比。對 每一個電脈沖 ,步進(jìn)電機(jī)都會 產(chǎn)生一個恒定的步進(jìn)角位移 ,每一個脈沖 每步的轉(zhuǎn)角稱 步進(jìn)電機(jī)的步距角 b, b 取為 個 脈沖代表電機(jī)一定的轉(zhuǎn)角 ,這個轉(zhuǎn)角經(jīng)齒輪副和滾珠絲杠副使工作臺移動一定 距離 每個脈沖所對應(yīng)的執(zhí)行件的移距 ,稱為脈沖當(dāng)量或分辨率 根據(jù)機(jī)床精度要求確定脈沖當(dāng)量 p，縱向： 0 01； 橫向：0 005 步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速決定于控制繞組與電源接通和斷開的脈沖變化頻率。 步進(jìn)電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 是 以開環(huán)驅(qū)動而無需反饋 ,無穩(wěn)定性問題 ,無累積定位誤差 ,響應(yīng)數(shù)字信號 ,適合于數(shù)字計(jì)算機(jī)控制 ,機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單 ,很少需要維護(hù) ,不易受污染 ,可 重復(fù)地堵轉(zhuǎn)并且 不會損壞 ,相當(dāng)堅(jiān)固耐用。步進(jìn)電動機(jī) 缺點(diǎn)是 運(yùn)動的增量和步距 是固定的，在步進(jìn)分辯率上缺乏靈活性，承受大慣性負(fù)載的能力有限 供使用的電機(jī)尺寸和輸出功率是有限的。 步進(jìn)電動機(jī)的種類很多，分為三種類型：反應(yīng)式、永磁式 應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)是采 用磁阻轉(zhuǎn)矩使 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 動的，是 國 內(nèi) 現(xiàn)在 使用最廣泛的步進(jìn)電動機(jī)形式。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)參數(shù) 加工最大直徑：在床面上 400床鞍上 210 加工最大長度： 1 000 溜板及刀架重力：縱向 800 N； 刀架快速速度：縱向 2 4m/ 最大進(jìn)給速度：縱向 O 8 m 主電動機(jī)功率： 7， 5 起動加速時間： 30 機(jī)床定位精度： 0 015 根據(jù)機(jī)床精度要求確定脈沖當(dāng)量 p，縱向： 0 01；橫向： 0 005 步 。 給切削力的確定 m=0 m 式中 m =主切削力 =5360N 式中 按切削力各分力比 1： 0 25： 0 4 360 0 25=1340N 360 O 40=2144N 向進(jìn)給 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型 滾珠絲杠工作原理及特點(diǎn)： 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動和 直線運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置，是 木工車床 伺服系統(tǒng)中使用 廣泛的傳動裝置。在絲杠和螺母上分別加工出圓弧形螺旋槽，這兩 個圓弧形槽合起來 形成了螺旋滾道， 在滾道內(nèi)裝入滾珠。當(dāng)絲杠相對螺母旋轉(zhuǎn)時，滾珠在螺旋滾道內(nèi)滾動， 使二者發(fā)生軸向相對位移。為了防止?jié)L珠從 螺母 中滾出來， 螺母的螺旋槽兩端 設(shè)有回程引導(dǎo)裝置，使?jié)L珠需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 能返回絲杠螺母之間構(gòu)成一個閉合回路。 滾珠的存在，絲杠與螺母之間是滾動摩擦，僅在滾珠之間存在滑動摩擦。滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)有下列特點(diǎn)。 1) 摩擦損失小、 且 傳動效率高。 4倍， 驅(qū)動轉(zhuǎn) 矩僅為滑動絲杠螺母機(jī)構(gòu)的四分之一。 2) 運(yùn)動平穩(wěn)，摩擦力小、靈敏度