ZXK7532数控立式钻铣床主运动进给系统及控制系统的设计论文——42页.docx
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1、目录第1章机床总体布局设计21.1机床总体尺寸参数的选定21.2机床主要部件及其运动方式的选定21.2.1 主运动的实现21.2.2 进给运动的实现21.2.3 数字控制的实现21.2.4 机床其它零部件的选择21. 3机床总体布局的确定3第2章主传动的设计32. 1议定转速图42.1.1确定结构式和结构网式:42.1.2拟定转速图:52.1.3确定各齿轮的齿数:62.1.4传动系统图的拟定:82.2主传动主要零件的强度计算:92.2.1电动机的选择92.2.2齿轮传动的设计计算102.3轴的设计计算132. 3.1各传动轴轴径的估算134imi=18丽,min=23mm,min=34w,Jv
2、min=46153. 3.2各轴段长度值的确定154. 3.3轴的刚度与强度校核152. 4离合器的选用28第3章进给系统的设计计算283.1垂直进给系统的设计计算283. 1.1脉冲当量和传动比的确定293. 1.2滚珠丝杠设计计算303. 1.3步进电机的选择343.1 .4滚珠丝杆副的预紧方式353.2 横向进给系统的设计计算363.2.1脉冲当量和传动比的确定363.2.2滚珠丝杠设计计算373.2.3步进电机的选择39结论40致谢41第1章机床总体布局设计1.1 机床总体尺寸参数的选定根据设计要求并参考实际情况,初步选定机床主要参数如下:工作台宽度X长度主轴锥孔工作台最大纵向行程工作
3、台最大横向行程主轴箱最大垂直行程主轴转速级数主轴转速范围X、Y轴步进电机Z轴步进电动机主电动机的功率主轴电动机转速机床外形尺寸(长X宽X高)机床净重4001600mm7:24300mm375mm400mm12级301500rmin130BFoOI(反应式步进电动机)130BFoo1(反应式步进电动机)4.OKW1440rmin15012002300mm500Kg1.2 机床主要部件及其运动方式的选定1.3 .1主运动的实现因所设计的机床要求能进行立式的钻和铳,垂直方向的行程比较大,因而采用工作台不动,而主轴箱各轴向摆放为立式的结构布局;为了使主轴箱在数控的计算机控制上齿轮的传动更准确、更平稳,
4、工作更可靠,主轴箱主要采用液压系统控制滑移齿轮和离合器变换齿轮的有级变速。1. 2.2进给运动的实现本次所设计的机床进给运动均由单片机进行数字控制,因此在X、Y、Z三个方向上,进给运动均采用滚珠丝杠螺母副,其动力由步进电机通过调隙齿轮传递。1.2.3数字控制的实现采用单片机控制,各个控制按扭均安装在控制台上,而控制台摆放在易操作的位置,这一点须根据实际情况而定。1.2.4机床其它零部件的选择考虑到生产效率以及生产的经济性,机床附件如油管、行程开关等,以及标准件如滚珠丝杠、轴承等均选择外购形式。1.3机床总体布局的确定根据以上参数及主要部件及其运动方式,则可拟定机床的总体布局图,详细图纸请参照1
5、号AI图纸。第2章主传动的设计2. 1议定转速图2. 1.1确定结构式和结构网式:1主传动的确定/2,Y1和公比中的确定:,SnaxMTiin根据ZJK-7532的使用说明书,初步定主轴转速范围为95-1600r/min,由设计手册取标准值得:=126。令Y1=160S7min,则72=9=125.9rmin(2.2),naxCmInfZ-11.26则取in=125rmin,几巾这=1600rmin。2 .确定变速组和传动副数目:大多数机床广泛应用滑移齿轮的变速方式,为了满足结构设计和操纵方便的要求,通常采用双联或三联滑移齿轮,因此主轴转速为12级的变速系统,总共需要三个变速组。3 .确定传动
6、顺序方案:按着传动顺序,各变速组排列方案有:12=3X2X212=23212=223从电机到主轴,一般为降速传动。接近电机处的零件,转速较高,从而转矩较小,尺寸也就较小。如使传动副较多的传动组放在接近电机处,则可使小尺寸的零件多些,而大尺寸的零件可以少些,这样就节省省材料,经济上就占优势,且这也符合“前多后少”的原则。从这个角度考虑,以取18=3X3X2的方案为好,本次设计即采用此方案。4 .确定扩大顺序方案:传动顺序方案确定以后,还可列出若干不同扩大顺序方案。如无特殊要求,根据“前密后疏”的原则,应使扩大顺序和传动顺序一致,通常能得到最佳的结构式方案,故选用12=3X2?X2$结构式方案。检
7、查最后扩大组的变速范围:32(2-1)/6.Ar=1.266=4.008-10故合符要求。IIIIIV5 .结构网图:2. 1.2拟定转速图:根据已确定的结构式或结构网议定转速图时,应注意解决定比传动和分配传动比,合理确定传动轴的转速。定比传动在变速传动系统中采用定比传动,主要考虑传动、结构和性能等方面的要求,以及满足不同用户的使用要求。在钻铳床的设计中,总降速比为u=1251440=0.087o若每一个变速组的最小降速比均取14o则三个变速组的总降速可达JX1X1=-=O.016。故无需要增加降速传动,但为了使中间两个变44464速组做到降速缓慢,以利于减小变速箱的径向尺寸和有利于制动方便,
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