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【毕业设计】MVA6040加工中心X轴向进给系统设计 【毕业设计】MVA6040加工中心X轴向进给系统设计

格式:word 上传:2022-06-24 20:09:03

《【毕业设计】MVA6040加工中心X轴向进给系统设计》修改意见稿

1、“.....校核启动矩频特性运行矩频特性,最终选定电动机。系统润滑防尘及其他设计确定滚珠丝杠副轴承润滑方式及润滑脂类型对系统的防尘方式的选择。二〇二年十月三十日星期五对进给系统的要求及各部件的了解对加工中心进给系统的整体要求数控机床进给运动的传动精度灵敏度和稳定性直接影响到工作台的坐标精度和工件的轮廓精度。为此,数控机床的进给系统应充分注意减少摩擦力,提高传动精度和刚度,消除间隙以及减少运动件的惯量等。对于高速高精度数控机床尤其如此。加工中心对进给系统的要求集中在精度,稳定性和快速响应等方面。为了满足这种要求,首先要选择高性能的饲服电动机,同时也需要高质量的机械结构与之匹配,因此加工中心进给系统的机械机构应满足以下要求高的传动精度及刚度进给系统的驱动力矩很大,进给传动连的的弹性会引起工作台运动时间上的滞后性。降低了系统的快速响应特性,因此要求进给系统有较高的传动精度及刚度。低摩擦阻力进给运动中的摩擦阻力会降低传动效率......”

2、“.....特别影响系统的快速响应特性。为了提高系统的快速响应特性,还必须减小运动件的摩擦阻力和动静摩擦之差,机械传动机构的摩擦阻力主要来自丝杠和导轨,再加工中心进给系统中为了降低摩擦阻力,普片采用滚珠丝杠螺母副,塑料导轨等。小的运动惯量传动元件的惯量对饲服机构的启动和制动特性都有影响,尤其是处于高速运动的元件,其惯性的影响更大。因此在满足部件刚度和强度的前提下,尽量的减少运动部件的质量,减小旋转零件的直径和质量,以减少运动部件的惯量。对丝杠的要求及认识滚珠丝杠副介绍滚珠丝杠副作为当代数控机床进给的主要传动机构,以其长寿命高刚度高效二〇二年十月三十日星期五率高灵敏度无间隙等显著特点而得以广泛应用,成为各类数控机床的重要配套部件,并已实现了标准化通用化商品化。近年来随着直线电机的出现,尽管使数控机床省去了中间传动机构,但由于直线电机目前存在控制系统复杂,稳定性差及推力有限等缺点......”

3、“.....为了满足数控机床的高速度高定位精度高平稳性和快速响应的要求,必须合理地选择滚珠丝杠副,并进行必要的校核计算。滚珠丝杠副的工作原理组成及特点滚珠丝杠副是种新型螺旋传动机构,其具有螺旋槽的丝杆与螺母之间装有中间传动元件滚珠。它由丝杠螺母滚珠和返向器等四部分组成。当丝杠转动时,带动滚珠沿螺纹滚道滚动,为防止滚珠从滚道中滚出,在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置,如返向器和挡珠器,它们与螺纹滚道形成循环回路,使滚珠在螺母滚道内既自转又沿滚道循环转动。滚珠丝杠副与滑动丝杠副相比较,它以滚动摩擦代替了滑动摩擦,具有以下特点摩擦损失小传动效率高。的摩擦损失小,其传动效率可达,约为滑动螺旋机构效率的倍磨损小寿命长。通常滚珠丝杠副的主要零件都经过淬硬,表面粗糙度较低,且滚动摩擦的磨损很小,因而具有良好的耐磨性,精度保持性能很好,工作寿命长轴向刚度高。滚珠丝杠副可完全地消除传动间隙,不影响运动的灵活性,从而可以获得较高的轴向刚度......”

4、“.....由于是滚动摩擦,动静摩擦系数相差极小,其摩擦阻力几乎与速度无关,启动力矩与运动力矩近于相等。因而灵敏度高,运动较平稳,启动时无颤动,低速传动时无爬行现象不能自锁。由于滚珠丝杠副没有自锁能力,用于垂直升降传动系统时必须增设自锁装置或制动装置。具有传动的可逆性。由于滚珠丝杠副摩擦损失小,可以从旋转运动转换为直线运动,也可以从直线运动转换为旋转运动,即丝杠和螺母都可作为主动件,也可作为从动件。但是,与滑动丝杠副相比,滚珠丝杠副尚存在结构较复杂,工艺难度大,制造成二〇二年十月三十日星期五本高等缺点。滚珠丝杠副的结构形式根据螺纹滚道的截面形状滚珠的循环方式消除轴向间隙和调整预紧的方法不同,将滚珠丝杠副分成以下几种不同的结构型式道型面法向较常用的滚道型面为单圆弧和双圆弧两种。单圆弧滚道型面的特点是容易得到较高的精度。但接触角不容易控制,因而其传动效率承载能力和轴向刚度均不够稳定......”

5、“.....其传动效率承载能力和轴向刚度均较稳定。循环方式按照滚珠在整个循环过程中与丝杠表面的接触情况,循环方式可分为内循环和外循环两种。,未找到引用源。外循环外循环就是滚珠在循环过程中,不能始终保持与丝杠表面接触,即当滚珠从螺纹滚道终端返回到滚道始端时与丝杠表面脱离接触。外循环又可分为插管式螺旋槽式和端盖式三种。外循环结构制造工艺简单,承载能力较高,但滚道焊缝处难以做的平滑,影响滚珠滚动的平稳性,甚至发生卡珠现象,外形尺寸大,噪声也较大,耐磨性差。,未找到引用源。内循环滚珠在循环过程中,始终与丝杠表面保持接触的循环,叫做内循环。内循环的结构型式具有以下优点,滚珠螺母的外径尺寸较小,与滑动丝杠副螺母的外形尺寸大致相同返向器固定牢靠刚性好且不易磨损滚珠的返回通道短,滚珠数目少,流畅性好,摩擦损失小,传动效率高。其缺点是不熊做成多头螺纹的滚珠丝杠副,返向器的回珠槽是三坐标空间曲面,加工较复杂......”

6、“.....其滚珠与滚道面接触点处将产生弹性变形。换向时,其轴向间隙会引起空回,这种空回是非连续的,既影响传动精度和丝杠的刚性,又影响系统的动态性能。单螺母丝杠副的间隙消除相当困难。实际应用中,常采用以下几种调整预紧方法。双螺母螺纹预紧调整为的步进电机的脉冲当量的。低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,般认为振动频率为电机空载起跳频率的半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能,可检测出机械的共振点,便于系统调整。矩频特性不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降......”

7、“.....所以其最高工作转速般在。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速般为或以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。过载能力不同步进电机般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能立。以松下交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。运行性能不同步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更二〇二年十月三十日星期五好......”

8、“.....交流伺服系统的加速性能较好,以松下交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以,在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求成本等多方面的因素,选用适当的控制电机。最大切削负载荷转矩由前面的计算,已知最大进给力加摩擦力为滚珠丝杠预紧转矩值可用下式估算最大切削负载转矩可用下式计算,其中丝杠上的最大轴向载荷,包口进给力和摩擦力,单位为丝杠导程,单位为进给转动系统总的机械效率,采用滚珠丝杠副时,般因滚珠丝杠预紧引起的附加摩擦转矩,单位为,粗略计算时,可忽略此项伺服电动机至丝杠的转动比二〇二年十月三十日星期五所选伺服电动机的额定转矩应大于此值......”

9、“.....根据式式中个转动件的转动惯量,单位为个移动件和伺服电动机的转速,单位为各移动件的质量,单位为个移动件的速度,单位为。折算到电动机轴的负载惯量包括三部分,即联轴器和丝杠的转动,动作台的移动。挠性联轴器,加上锁紧螺母等的惯量约为丝杠直径长,惯量可按式式中直径,单位为长度,单位为密度,单位为,钢的由式中求得按式,即,即电动机的转子惯量应在范围之内。根据以上计算机可初选伺服电动机,如选北京数控设备厂的产品,直流伺服电动机可选型。选型二〇二年十月三十日星期五表型直流电动机参数符号数值单位连续额定电流连续额定转矩最大输出转矩允许最大电流转子惯量机械时间常数热时间常数最高转速额定转矩,大于最大切削负载转矩转子惯量。满足匹配要求。这种电动机的其它主要参数为最大输出转矩,机械时间常数,交流伺服电动机可选型。额定转矩转子惯量......”

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