x-y二维工作台的设计方法

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1、第一章总体设计41.1CNC工作台的组成、结构、特点41.1.1CNC工作平台的主要组成41.1.2CNC工作平台的结构41.1.3CNC工作台的特性51.2合理拟定并选择传动方案51.2.1按丝杠与螺母的相对运动分51.2.2按摩擦性质不同分类51.3确定CNC工作台的结构和零部件的类型61.3.1确定CNC二维工作平台的结构类型61.4确定导轨类型61.4.1普通滑动导轨71.5选择轴承类型及支撑方式81.5.1轴承类型选择81.5.2支承方式91.6初选联轴器91.7初步确定机体结构101.8伺服系

2、统101.8.1开环伺服系统101.8.2闭环伺服系统101.9选择控制电机10第二章螺旋传动结构及其零件设计1333/332.1螺旋传动结构概述132.2滚动丝杠及螺母设计132.2.1螺纹滚道型面142.2.2滚珠返回的循环方式152.2.3轴向间隙和预紧的调整方法162.2.4滚珠丝杠副主要尺寸的确定172.2.5X和Y方向丝杠的具体设计18第三章装配图设计第一阶段243.1导轨的设计243.1.1、滑动导轨设计243.1.2、滑动导轨的材料及热处理253.1.3、导轨刚度校核253.2确定丝杠轴承

3、的型号、尺寸、润滑方式并校核263.2.1丝杠轴承的具体选择263.2.2确定轴承的尺寸263.2.3对滚动轴承进行校核273.2.4选择轴承润滑方式293.3丝杠、螺母与工作台滑板的联接设计293.3.1、丝杠与螺母的主要参数293.3.2、螺母与工作台滑板的联接设计303.3.3、确定滚珠丝杠的全部几何尺寸31第四章装配图设计第二阶段3133/33第一章总体设计总体设计非常重要，是对一部机器的总体布局和全局的安排。总体设计是否合理将对后面几步的设计产生重大影响，也将影响机器的尺寸大小、性能、功能和设计

4、质量。所以，在总体设计时应多花时间、考虑清楚，以减少返工现象。1.1CNC工作台的组成、结构、特点1.1.1CNC工作平台的主要组成CNC二维工作台主要是由工作台滑板（滑块）、直线移动导轨、螺旋传动（丝杠）机构、驱动电机、控制装置、位移检测器、和机体（机座）组成。1.1.2CNC工作平台的结构CNC工作平台的结构有两种分类方法（一）、按电机与机座、工作台滑板的相对位置分为三种1.驱动电机与X方向（或Y方向）工作台滑板连成一体。这种形式简单，但造成低层驱动重量大，电机振动会影响工作台的精度，它适用于低速传动

5、。2.下层电机不与工作台连成一体，而是装在机座上，上层电动机则与工作台滑板连在一起。这种形式结构复杂，但是减少了下层电机的驱动重量，适用于中、高速传动，应用较广。3.将全部电机放在机座上，电机通过一套较长的传动装置驱动工作台移动，这样的结构虽然减轻了下层工作台的承载重量和电机振动的影响，但却影响了传动系统的刚度和运动速度的提高。（二）、按执行器（工作台）在空间的位移方向分为两种可分为卧式工作台和立式工作台。卧式工作台：执行器在XOY平面内运动，即Ｘ，Ｙ方向的丝杠均布置在水平面内。这种结构能承受大的载荷，而

6、且结构紧凑、工作可靠、稳定，定位精度高。33/33立式工作台：执行器在XOZ平面内运动，即一个方向的丝杠布置在水平面内，而另一个丝杠布置在铅垂面内。这种结构的缺点是Z方向的丝杠及导轨的支承德刚度低，所以承载能力小。本指导书只要是以卧式工作台为例来介绍CNC工作台的设计原理和方法。1.1.3CNC工作台的特性１、静态性能——工作台的几何精度：它包括X-Y工作台导轨在水平面的直线性、垂直平面直线性、X方向与Y（Z）方向的垂直度、Ｘ-Ｙ（Ｚ）方向的反向间隙和反向精度以及工作台与运动平面间的不平行性。——系统的静

7、刚度：工作台传动系统受重力、摩擦力和其他外力的作用而产生的相应变形，其比值成为静刚度。——工作台的定位精度和重复定位精度：指步进电机每走一步（发一个脉冲）工作台沿丝杠轴向方向所能产生的位移大小，一般为几微米至几十微米。2、动态性能包括工作台系统的振动特性和固有频率，速度和加速度特性，负载特性，系统的稳定性等。1.2合理拟定并选择传动方案CNC二维工作平台传动方案的选择很重要，其传动方案有两大类分类方法。1.2.1按丝杠与螺母的相对运动分按丝杠与螺母的相对运动来分，传动方案可分为四种。⑴丝杠转动，螺母移动；

8、⑵螺母转动，丝杠移动；⑶螺母固定，丝杠转动、移动；⑷丝杠固定，螺母转动、移动；对于卧式工作台我们选择第一种方案，即丝杠转动，螺母移动。33/331.2.2按摩擦性质不同分类按摩擦性质不同，传动方案可分为滑动螺旋传动和滚动螺旋传动两种。滑动丝杠螺母机构（滑动螺旋传动）滑动丝杠螺母机构具有结构简单，运动平稳，传动精度高，螺纹导程小，降速比大，牵引力大等优点。其缺点是摩擦阻力大，传动效率低，螺纹中有侧向间隙，故反向有空行程。由于动静