进给系统的机械结构设计

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1、课程设计（论文）任务书设计题目：进给系统的机械结构设计姓名系别专业班级学号指导老师教研室主任一、基本任务及要求：本课题是以卧式车床C6150为改造对象，以其进给系统的改造设计为主要任务。主要设计内容包括：进给系统的改造方案拟定（主要技术参数及主要结构方案），步进电机选型，进给系统机械结构的设计计算、部件选型，滚珠丝杆的验算等。通过设计使大家掌握机械设备机电一体化改造的原理、步骤及内容，熟悉改造过程的有关分析与计算的方法，并达到以下具体要求：1、了解卧式车床的基本结构，工作原理；2、掌握数控机床进给传动系统伺服控制的基本原理，熟悉机械系统中各零件

2、的设计计算方法，内容等；3、根据计算结果，进行进给系统机械结构的设计，画出系统装配图及主要零件图。4、通过设计说明书的编写训练，使学生掌握工程技术文件的编写。二、进度安排及完成时间：1、下达设计任务，收集并查阅相关资料，分析、熟悉课题1天2、拟定进给系统的总体方案，进行必要计算4天3、进行进给系统机械结构设计，画装配图6天4、按格式编写设计说明书、制作存储介质（分组刻盘）3天5、资料汇总，答辩1天20目录第1章绪论1第2章总体改造方案22.1总体方案的拟定2第3章进给系统机械结构的设计计算33.1滚珠丝杠的设计计算与选用33.1.1滚珠丝杠副的

3、介绍及特点33.1.2滚珠丝杠设计与计算3第4章减速齿轮的设计与校核104.1减速齿轮的设计104.1.1选择齿轮材料及精度等级104.1.2按齿面接触疲劳强度设计104.2减速齿轮的校核114.2.1按齿根弯曲疲劳强度校核114.2.2验算齿轮得圆周速度V12第5章电机的计算与选择135.1电机的计算135.1.1等效转动惯量计算135.1.2相关力矩及转矩计算145.2步进电机的选择155.2.1步进电动机的匹配选择15第6章自动转位刀架的选用16第7章小结18参考文献19附录20纵向进给传动机构装配图2020第1章绪论目前,在我国的机电行

4、业中,有一些技术含量较低的普通机床还在继续使用，它们普遍的特点是设备陈旧、操作控制复杂、生产效率较低。随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，对机械加工设备的加工精密程度也要求越来越高，而在中国的机械加工设备的车床中普通车床占了很大比例。这已经越来越制约着当今工业的发展，形势上要求用生产效率较高,操作方便的数控机床来替代普通机床。而数控机床由于价格昂贵，且需要较高技术的加工工人，所以对普通机床进行数控化改造是很有必要的。本设计是在普通卧式车床C6150的基础上对其进行数控化改造。企业要在当前市场需求多变,竞争激烈的环境中生存和发展就需要迅速地

5、更新和开发出新产品,以最低价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。而普通机床已不适应多品种、小批量生产要求,数控机床则综合了数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术,最适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件。因此，这更强化了对普通机床进行数控化改造的必要性。C6150车床进给系统的数控化改造主要内容如下：普通车床的X轴和Z轴均由同一电机驱动，走刀运动是经进给箱传动丝杠到溜板箱，获得不同的工件螺距即Z轴运动；走刀运动是经进给箱传动光杆到溜板箱，获得不同的进刀量即Z轴运动和X轴运动。车床进给系统数控化改造要拆除进给

6、箱总成、溜板箱总成，改用进给伺服（或步进）传动链分别代替。具体体现为：纵向电机→减速箱（或联轴器）→纵向滚珠丝杠→中拖板，纵向按数控指令获得不同的走刀量和螺距。改造后整个传动链的传动精度在保证机床刚性的前提下，与滚珠丝杠副的选择和布置结构形式、机床导轨的精度情况等有很大的关系。20第2章总体改造方案2.1总体方案的拟定伺服驱动系统分开环控制、闭环控制及半闭环控制，根据的各种伺服系统的特点，从加工精度、结构、成本等多方面着手，考虑到C6150数控机床的加工精度要求不高，为了简化结构、降低成本，决定选用直流伺服电机驱动的开环伺服系统。根据机床的运动

7、精度，改动尽量少，且保证加工精度的要求，运动的平稳。本车床的纵向进给系统去掉了原来的进给系统的中间传动环节，直接采用了步进电机＋减速箱（或联轴器）＋滚珠丝杠的传动方案。拆除原来的进给箱、丝杆等，增加少量的机械附件，就可安装步进电机及滚珠丝杠螺母副。微机脉冲调宽光电隔离功率放大步进电机中拖板图2.1纵向进给传动及控制示意图20第3章进给系统机械结构的设计计算3.1滚珠丝杠的设计计算与选用3.1.1滚珠丝杠副的介绍及特点滚珠丝杠副是螺旋传动方式，它的作用是将回旋运动变为直线运动，因此在改造中选用滚珠丝杠副来达到直线运动的目的。滚珠丝杠副具有如下特点

8、：（1）传动平稳：滚珠丝杠副在工作过程中摩擦阻力小，灵敏度高，而且摩擦系数几乎与运动速度无关，启动摩擦力矩与运动时的摩擦力矩的差别很小。所以滚珠丝杠副