珠丝杠副的传动力，如工作台重量引起的摩擦力.最大载荷选机床承受最大负荷时滚珠丝杠的传动力。如机床切削时，切削力在滚珠丝杠副轴向的分力与导轨摩擦力之和即为这时导轨摩擦力是由工作台工件夹具三者总的重量以及切削力在垂直导轨方向的分量共同引起的。.平均载荷平均载荷为.当量载荷工作台进给速度为，故平均转速为丝杠的工作寿命取为。故当量动载荷.选择滚珠丝杠查滚珠丝杠样本，选上海缙云机械设备有限公司的型号为，的丝杠。额定动载荷为。符合要求。丝杠直径为，导程,珠圈数，珠径为。图滚珠丝杆及螺母副结构图.同步齿形带的选择同步齿形带的传动装置的优点结构简单,安装调试方便,且在定条件下能满足转速和转矩的输出要求，可以避免避免齿轮传动时引起的振动与噪声，适用于低转矩特性的要求的主轴。通过计算带轮的结构尺寸为小带轮大带轮带轮间中心距为带宽.伺服电机的选择.基本原则考虑电动机的主要性能启动过载及调速等额定功率大小额定转速及结构形式等方面要满足生产机械的要求。在以上前提下，优先选用结构简单运行可靠维护方便又价格合理的电动机。.电动机类型的选择安装方式立式和卧式本设计采用立式安装。防护方式开启式封闭式防护式防暴式。.额定电压的选择交流，或根据需要配变压器。.额定转速的选择根据生产机械的具体情况来选择要求重复短时正反转工作的生产机械，除应选择满足工艺要求的电动机额定转速外，还要保证生产机械达到最大的加减速度的要求而选择最恰当地传动装置，以达到最大生产率或最小损耗的目标。般都是直接传动，而不是减速器。.惯量匹配工件和工作台的最大质量为,折算到电动机轴，其惯量为丝杠惯量丝杠直径，决定长度为.。.大带轮惯量为小带轮惯量为负载惯量为最大切削负载转矩选的直流伺服电机为额定功率最高转速额定转距最大转矩转子惯量滚珠丝杠副的安全使用润滑为使滚珠丝杠副充分发挥机能，在其工作状态下，必须润滑，润滑的方式主要有以下两种．润滑脂润滑脂的给脂量般是螺母内部空间容积的，滚珠丝杠副出厂时在螺母内部已经加注锂基润滑脂。．润滑油运动粘度．的润滑油，给油量随使用条件等的不同而有所变化。防尘滚珠丝杠与滚动轴承样，如果污物及异物进入就很快使它磨损，成为破损的原因。因此，考虑有污物异物进入时，必须采用防尘装置，将丝杠轴完全保护起来。另外，如没有异物，但有浮沉时可以在滚珠螺母两端增加防尘圈。使用滚珠丝杠副在使用时应注意以下事项．滚珠螺母应在有效行程内运动，必要时在行程两端配置限位，以免螺母约程脱离丝杠轴而使滚珠脱落。同样尺寸的轴承，线接触的滚子轴承比电接触的球轴承的刚度要高，但极限转速要低多个轴承的承载能力比单个轴承的承载能力要大不同轴承承受载荷类型及大小不同还应考虑结构要求，如中心距特别小的组合机床主轴，可采用滚针轴承。为了提高主轴组件的刚度，通常采用轻型或特轻型系列轴承，因为当轴承外径定时，其孔径即主轴轴颈较大。通常情况下，中速重载采用双列圆柱滚子轴承配双向推力角接触球轴承如配推力轴承，则极限转速低，或者成对圆锥滚子轴承，其结构简单，但是极限转速较低，如配空心圆锥滚子轴承，其极限转速显著提高，但成本也相应的提高了。高速轻载采用成组角接触球轴承，根据轴向载荷的大小分别选用或的接触角。轴向载荷为主且精度要求不高时，选用推力轴承配深沟球轴承，精度要求较高时，选用向心推力轴承。该设计的主轴不仅有刚度高的要求，而且有转速高的要求，所以在选择主轴轴承时，刚度和速度这两方面都要考虑。主轴前轴承采用型轴承个，后支承采用型和型轴承各个。各轴结构的设计轴的端与电动机相连，将其结构草图绘制如下图所示图轴安装滑移齿轮，其结构如草图所示图轴其结构完全按标准确定，根据轴向的尺寸将结构简图绘制如下图所示图主轴组件的刚度和刚度损失的计算最佳跨距的确定取弹性模量.，主轴截面惯距截面面积.主轴最大输出转矩床身上最大回转直径约为最大加工直径的，即。故半径为.故总切削力为.估算时，暂取,即取.前支承支反力后支承支反力取则则因在上式计算中，忽略了的影响，故应稍大点，取计算刚度损失取,χ.因在上式计算中，忽略了的影响，故应稍大点，取计算刚度损失取,χ.表由公式弹性主轴弹性支承总柔度总刚度弯曲变形剪切变形前支承后支承悬伸段跨距段悬伸段跨距段由引起的刚度损失约为.,可知，主轴刚度损失较小，选用的轴承型号及支承形式都能满足刚度要求。.零件的校核齿轮强度校核校核轴齿轮校核齿数为的即可，确定各项参数.,Ⅱ轴扭矩.确定动载系数.齿轮精度为级，由机械设计查得使用系数非对称查机械设计得确定齿间载荷分配系数.由机械设计查得.确定动载系数查表计算弯曲疲劳许用应力，由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限图查得.,.故满足要求。传动轴挠度的验算轴的校核通过受力分析，在轴的三对啮合齿轮副中，中间的两对齿轮对轴中点处的挠度影响最大，所以，选择中间齿轮啮合来进行校核已知，.。.本章小节本章主要讲述了龙门铣床的主轴箱的设计，其主要内容包括传动比的确定电机的选择，轴的设计和强度校核，齿轮的参数的确定等内容。第章进给伺服系统设计.对进给伺服系统的基本要求带有数字调节的进给驱动系统都属于伺服系统。进给伺服机床的个重要组成部分，也是数控机床区别转速图的拟定根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围而主轴要求的恒功率转速范围,远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率转速范围，所以必须串联变速机构的方法来扩大其恒功率转速范围。设计变速箱时，考虑到机床结构的复杂程度，运转的平稳性等因素，取变速箱的公比等于交流主轴电动机的恒功率调速范围，即，功率特性图是连续的，无缺口和无重合的。变速箱的变速级数.取确定各齿轮副的齿数取由得由.得由.得如取总效率η.，则电动机功率.。可选用北京数控设备厂的型交流主轴电动机，连续额定输出功率为.。由此拟定主传动系统图转速图以及主轴功率特性图分别如图图图。图主传动系统图图转速图图主轴功率特性传动轴的估算传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度要求。强度要求保证轴在反复载荷和扭转载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大的变形。因此疲劳强度般不是主要矛盾。除了载荷比较大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求轴在载荷下弯曲，轴向，扭转不致产生过大的变形弯曲，失稳，转角。如果刚度不够，轴上的零件如齿轮，轴承等由于轴的变形过大而不能正常工作，或者产生振动和噪音，发热，过早磨损而失效。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。通常，先按扭转刚度轴的直径，画出草图后，再根据受力情况，结构布置和有关尺寸，验算弯曲刚度。计算转速是传动件传递全部功率时的最低转速，各个传动轴上的计算转速可以从转速图上直接得出如表所示轴ⅠⅡ计算转速表各轴的计算转速各轴功率和扭矩计算已知级齿轮传动效率为.包括轴承，则Ⅰ轴Ⅱ轴轴Ⅰ轴扭矩.Ⅱ轴扭矩.轴扭矩.是每米长度上允许的扭转角，可根据传动轴的要求选取，其选取的原则如表所示表许用扭转角选取原则轴主轴般传动轴较低的轴.根据表确定各轴所允许的扭转角如表所示表许用扭转角的确定轴ⅠⅡ把以上确定的各轴的输入功率.计算转速如表允许扭转角如表代入扭转刚度的估算公式可得各个传动轴的估算直径Ⅰ轴.取Ⅱ轴.取主轴轴径尺寸的确定已知铣床最大加工直径为,则主轴前轴颈直径.取主轴后轴颈直径取主轴内孔直径.取齿轮模数的估算按接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算齿轮模数比较复杂，而且有些系数只有在齿轮的各参数都已知方可确定，故只有在装配草图画完后校验用。在画草图时用经验公式估算，根据估算的结果然后选用标准齿轮的模数。或工作台实际位置的测量，并反反馈到控制系统或伺服系统，形成全封闭控制。后者用以对驱动电机轴位置检测并反馈到数控系统或伺服系统形成半闭环控制若不需要检测装置到形成开环控制。开环系统简单，易于控制，但精度差，低速不平稳，变速扭矩小，半用于倾覆在变化不太大或经济型数控机床上。全闭环系统适用于具有传动部件精度高，性能稳定，使用过程温度差变化不大的高精度数控机床。.本章小节本章主要讲述了数控技术的发展趋势以及数控机床的相关知识，包括数控机床的类型，其组成部分和工作原理，着重讲解了其控制原理。第章数控龙门铣床总体方案设计数控机床的总体设计方案由以下三部分组成.技术参数设计主要尺寸规格运动参数转速和进给范围动力参数电机功率，最大拉力。.总体布局设计相互位置关系运动分析运动仿真干涉检查外观造型。.结构优化设计整机静刚度整机的运动性能整机的热特性。总布局与使用要求.便于同时操作和观察。.刀具工件，装卸夹紧方便。.排屑和冷却。.机床的设计要求本机床的设计，符合国家机床标准。已定设计参数工作台工作台最大荷重高速高效，结构简单可靠，功能强大，性能稳定，精度较高，可用于铣削板材以及多种工件等。.设计方案我设计的主要内容是工作台移动数控龙门铣床。工作台数控龙门铣床是指工作台作纵向移动的龙门铣床。工作台移动龙门铣床的最大特点是造价便宜,容易制造生产。工作台移动式龙门铣床，整机长度必须两倍于纵向行程长度，而移动式龙门铣床的整机长度只需纵向行程加上龙门架侧面宽度即可。机床的动态响应好。工作台移动式龙门铣床采用的是固定龙门架,工作台移动可以铣刀做切削运动时更加稳定，从而保证了加工精度和机床的响应性能。机械部分设计整机分为床身龙门架滑台主轴箱三轴进给驱动机构机械部分及相关数控伺服部分。现把设计过程中的重点阐述如下床身是本次设计工作的基础，床身的尺寸设计影响着对整机的设计，而且设计的合理性直接影响到整机的刚度。床身的上平面即工作台面设计有条形槽，为方便床身工作台面和形槽的精刨加工，槽完全贯通。床身的左右两下脚各设计有个狭长平面，用来安放滚动直线导轨副。我把导轨面设计在床身的两下侧，主要是考虑力的传递方向与卸荷问题。因床身会受到龙门框架的重力切削力和工件的重力，这样的设计可使龙门框架的重力直接传入到机床的基础上，而床身只受到工件的重力。龙门框架采用的是整体龙门架的设计概念，即把横梁与左右立柱设计成体，虽然使铸造和装配调整时的难度加大，但整体龙门框架的刚性更好，更重要的是使主轴箱滑台等部件有了装配基准。滑台的设计是在龙门架和主轴箱的几何尺寸确定后，按照主轴的中心尽量贴近横梁上的导轨面为原则，并把轴驱动安装位置设计在滑台上，有效地减轻滑台的重量。设计进给驱动机构的构思如下轴的进给驱动机构采用双边齿轮齿条副加重预压滚动直计算机应用的特点.数控的技术领域数控就是以数字程序的形式实现控制的门技术，它是随着电子计算机的发展而发展起来的，综合了各技术领域里的新成就，具有广泛的通用性，是高自动化程度的工业自动控制

（图纸） 工作台.dwg

（其他） 工作台.exb

（图纸） 工作台进及系统装配图.dwg

（其他） 工作台进及系统装配图.exb

（其他） 任务书.doc

（其他） 数控龙门铣床设计说明书.doc

（图纸） 数控龙门铣床总装图.dwg

（其他） 数控龙门铣床总装图.exb

（其他） 外文翻译--移动式数控龙门铣床的总体设计.doc

（图纸） 主轴.dwg

（其他） 主轴.exb

（图纸） 主轴箱装配图.dwg

（其他） 主轴箱装配图.exb