數控機床進給傳動裝置的設計

摘　　要

數控機床進給傳動系統是數控機床的重要的組成部分，本次設計的數控機床進給傳動系統主要由升降臺傳動系統、床鞍傳動系統、工作臺傳動系統部分三部分組成。升降臺運動由伺服電機驅動，電機置于升降臺內，電機通過一對圓弧齒形皮帶輪及皮帶傳遞動力。床鞍運動由伺服電機通過一對圓弧齒形皮帶輪、皮帶、一對消隙齒輪和滾珠絲杠副降速傳動；工作臺運動由伺服電機通過兩個圓弧齒形皮帶輪，和圓弧齒形皮帶降速傳動。

在本次設計的進給傳動系統中，伺服電機通過同步齒形皮帶和滾珠絲杠相聯，編碼器將工作臺的實際位移信號傳遞給控制系統，屬于開環控制。數控機床的進給傳動系統是通過伺服進給系統來控制工作。伺服進給系統的作用是根據數控系統傳來的指令信息，進行放大以后控制執行部件的運動，不僅控制進給運動的速度，同時還要精確控制刀具相對于工件的移動位置和軌跡。

關鍵詞：進給系統，伺服系統，齒形皮帶輪，滾珠絲杠，伺服電機

ABSTRACT

...

Key words : feed system, servo system, Profile Pulley, Ball Screws, Servo motor

目    錄

中文摘要.........Ⅰ

英文摘要.....Ⅱ

第一章 緒論1

1.1引言1

1.2數控機床進給傳動系統簡要敘述2

1.2.1升降臺傳動系統2

1.2.2床鞍傳動系統3

1.2.3工作臺傳動系統3

1.3 FXK5045機床的用途及性能3

1.4 數控機床對進給傳動系統的要求5

1.5 數控機床進給系統總體設計方案7

1.6本章小結8

第二章　伺服電動機9

2.1伺服系統9

2.1.1對伺服系統的基本要求9

2.1.2伺服系統的分類10

2.2伺服電動機的分類11

2.2.1直流伺服電機11

2.2.2交流伺服電機11

2.2.3直線電機12

2.2.4步進電機12

2.3電動機的選擇與計算14

2.3.1脈沖當量的選擇15

2.3.2電機的最高轉速15

2.3.3 等效負載轉矩的計算15

2.3.4初選步進電動機型號16

2.3.5電動機選型驗算17

2.4本章小結18

第三章 同步齒形皮帶輪傳動19

3.1同步齒形帶的特點應用和優缺點19

3.1.1同步齒形帶的特點和應用19

3.1.2 同步齒形帶傳動的優缺點20

3.2同步齒形帶的主要參數和規格20

3.3同步齒形帶傳動設計計算21

3.3.1失效形式和計算準則21

3.3.2同步齒形帶傳動注意事項21

3.3.3同步齒形帶傳動計算步驟22

3.4皮帶輪幾何尺寸的計算28

3.5齒輪傳動間隙的調整方法29

3.6同步齒形皮帶輪材料的選擇30

3.7本章小結31

第四章 滾珠絲杠的設計計算32

4.1滾珠絲杠傳動32

4.1.1滾珠絲杠的特點32

4.1.2滾珠絲杠的一些主要參數33

4.1.3滾珠絲杠的預拉伸34

4.2 滾珠絲杠螺母副35

4.2.1滾珠絲杠螺母副的循環方式35

4.2.2滾珠絲杠螺母副間隙的調整36

4.2.3滾珠絲杠螺母副的維護37

4.2.4滾珠絲杠螺母副的常見故障37

4.3滾珠絲杠的設計38

4.3.1滾珠絲杠的設計計算43

4.3.2滾珠絲杠的校核45

4.4本章小結47

第五章 聯軸器和導軌48

5.1聯軸器48

5.1.1聯軸器的總體分類48

5.1.2安全聯軸器的作用50

5.2機床導軌51

5.2.1對導軌的總體要求51

5.2.2導軌副的種類以及組合形式52

5.2.3導軌的技術要求56

5.2.4導軌副的材料選擇57

5.2.5導軌副的維護和故障診斷58

5.3本章小結59

總  結60

參考文獻62

致  謝63