（毕业设计全套）XK6130数控铣床总体及横向进给传动机构设计（打包下载）

先校核由齿轮传入，齿轮传出时轴的强度作轴Ⅶ的水平面弯矩图和垂直面弯矩图计算Ⅶ轴上的功率Ⅶ轴上的转矩齿轮的圆周力齿轮的径向力齿轮的圆周力齿轮的径向力齿轮的轴向力求在水平面内的支反力，由受力图求在垂直面内的支反力，由受力图画轴Ⅶ水平面和垂直面内的受力图弯矩图如下作弯矩和转矩图齿轮的作用力在水平面的弯矩图如上齿轮的作用力在垂直面的弯矩图如上齿轮在截面作出的最大合成弯矩为齿轮的作用力在水平面的弯矩图如上齿轮的作用力在垂直面的弯矩图如上齿轮在截面作出的最大合成弯矩为作两截面最大合成弯矩图和扭矩图轴的强度校核，经过分析可知，所在的截面为危险截面，按第三强度理论计算弯矩查机械设计手册第二版第四卷，轴的抗弯截面系数.故满足第三强度理论。

刚度校核在水平面内单独作用时单独作用时在和共同作用下在垂直面内单独作用时单独作用时在与共同作用下时故在共同作用下，处为危险截面。

其最大挠度为而般.故，符合要求。

轴的转角校核就不再验算。

再校核由齿轮传入，齿轮传出时轴的强度步骤方法同上，经过校核轴的强度和刚度均满足要求。

设计过程中，依组传动方案，此处轴Ⅶ的强度和刚度校核过程省略。

主轴的设计计算轴的材料选用号钢，并经过调质处理，结构设计如图。

由于主轴的结构基本上没有明显的改动，故具体的校核计算过程就略去不作。

第章横向进给传动机构装配图和零件图的设计计算.确定系统脉冲当量铣床脉冲当量应选.脉冲.铣床基本参数工作台尺寸长宽工作台最大行程纵向横向垂直快速移动速度工作台定位精度.工作台重复定位精度.纵向横向及垂直进给为微机控制，采用步进电机或直流伺服电机驱动，滚珠丝杠传动，脉冲当量.脉冲。

电机功率.纵向快进速度.横向快进速度.垂向快进速度.纵向切削数据.横向切削速度.垂向切削速度.定位精度.纵向移动部件重量横向移动部件重量垂向移动部件重量加速时间机床效率.机动范围工艺数据工件加工余量最大铣削宽度，最大铣削深度刀具数据高速钢圆柱铣刀，直径，刀齿书工艺数据主轴转速每齿切厚取.。

根据机床设计手册，对高速钢圆柱铣刀，以工件为碳钢计算.，.切削力计算在以工作寿命为基础进行计算时，应按实际加工中平均铣削条件为准，.得导轨类型为燕尾导轨.式中导轨上的摩擦系数.移动部件重量.滚珠丝杠螺母副设计计算和选型横向进给传动零件图计滚珠丝杠螺母副的设计首先要选择结构类型确定滚珠丝杠副的预紧方式。

结构类型确定之后，再计算和确定其他技术参数，包括公称直径以或丝杠外径导程滚珠的工作圈数列数。

滚珠循环方式可为外循环和内循环两大类，外循环又分为螺旋槽式和插管式。

可参照图选用。

类型型式简图循环滚珠链说明特点外循环滚珠丝杠螺旋槽式在螺母外圆上铣出螺旋槽，槽的两端钻出通孔，同螺母的螺纹滚道相切，形成滚珠返回通道。

为防止滚珠脱落，螺旋槽用钢套盖住。

在通孔口设有挡珠器，引导滚珠进入通孔。

挡珠器用圆钢弯成弧形杆，并焊上螺栓，用螺帽固定在螺母上。

优点工艺简单，螺母外径尺寸较小缺点螺旋槽同通孔不易连接准确挡珠器刚性差耐磨性差图滚珠循环方式类型型式简图循环滚珠链说明特点内循环滚珠性杠型扁圆嵌块式反向器与上述结构的区别，只是用扁圆嵌块式反向器代替目柱凸键式反向器。

优点螺母轴向尺寸比型小结构更紧凑。

缺点制造比型困难。

图滚珠循环方式滚珠丝杠副的预紧方法有双螺母垫片式预紧双螺母螺纹式预紧双螺母齿差式预紧单螺母变导程预紧以及过盈滚珠预紧等。

本设计循环方式采用外循环滚珠丝杠，螺旋槽式。

滚珠丝杠副的计算步骤如下计算进给牵引力作用在滚珠丝杠上的进给牵引力主要包括切削时的走刀抗力以及移动件的重量和切削分力作用在导轨上的磨擦力。

因而其数值大小和导轨的型式有关．计算公式如下矩形导轨燕尾形导轨三角形或综合导轨圆导轨钻镗床主轴式中切削分力，移动部件的重量溜板及刀架横向重力主轴上的扭矩。

.主轴直径。

导轨上的磨擦系数，随导轨型式而不同。

轴套和轴架以及主轴的键上磨擦系数。

考虑颠复力矩影响的实验系数。

在正常情况下及可取下列数值矩形导轨燕尾形导轨三角形或综合导轨.钻镗床主轴圆导轨.上列摩擦系数均是滑动导轨，如果采用贴塑导轨滚动导轨静压导轨.调整方式简图调整方法特点螺纹式调整端部的圆螺母，使螺母产生轴向位移结构较紧紧凑，工作可靠，滚道磨损时，可随时调整预紧量不很准确应用较普便。

图滚珠丝杠副预紧方式本设计预紧方式采用螺纹式预紧。

计算最大动负载选用滚珠丝杠副的直径时，必须保证在定轴向负载作用下，丝杠在回转万转转后，在它的滚道上不产生点蚀现象。

这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杠能承受的最大动负载，可用下式计算式中寿命，以转为单位，丝杠转速有下式计算为最大切削力条件下的进给速度，可以最高进给速度的丝杠导程，初选为使用寿命，对于数控机床取运转系数，见表．按般运转选表运转系数运转状态运转系数无冲击运转般运转有冲击运转从手册或样本的滚珠丝杠副的尺寸系列表中可以找出相应的额定动载荷的滚珠丝杠副的尺寸规格和结构类型，选用时应。

传动效率计算滚珠丝杠螺母副的传动效率式中丝杠螺旋长升角摩擦角，滚珠丝杠的滚动摩擦系数，其摩擦角约等于。

横向进给丝杠计算进给率引力溜板横向重力考虑颠复力矩影响的实验系数.滑动导轨摩擦系数.计算最大动负载丝杠导程初选为最大切削力条件下的进给速度可取最高进给予速度运转系数，选般运转，.丝杠转数.寿命寿最大动负载选择滚珠比杠螺母的选型滚珠丝杠型号为，.圈，列，额定动负载为，可满足要求数度等级为为级。

．传动效率和计算滚珠丝杠螺母副的传动效率η。

η。

.四滚珠丝杠副的标注方法滚珠丝杠副的标注方法如图所示。

图滚珠丝杠副标注方法例如左表示外循环垫片调隙式的双螺母滚珠丝杠母副，名义直径为，导程为，个螺母工作滚珠为.圈，单列，级精度此精度等级为老标准，左旋，丝杠螺纹部分长度为，丝杠总长度为。

需要说明的是，目前国内各厂家采用的标准及标注方法均不致，此处介绍的标注方法是根据机床设计手册的资料。

.进给系统传动齿轮间隙的消除数控机床进给系统由于经常处于自动变向状态，齿侧间隙会造成进给反向时丢失指令脉冲，并产生反向死区从而影响加工精度因此必须采取措施消除齿轮传动中的间隙。

．直齿圈柱齿轮传动图是最简单的偏心轴套或消除间隙结构，电机通过偏心套装到壳体上。

通过传动偏心套就可调节两啮合齿轮的中心距，从而消除齿侧间隙。

此方法的特点是结构简单，能传递较大的动力，但齿轮磨损后不能自动消除间隙。

图偏心套调整偏心套电机图为双片薄齿轮错齿调整法，在对啮合的齿轮中，其中个是宽齿轮图中标出，另个是由两薄齿轮组成。

薄片齿轮和上各开有周向圆弧槽，并在两齿轮的槽内各压配有安装弹赞的短圈柱。

在弹簧的作用下使齿轮和错位，分别与宽齿轮的齿槽左右侧贴紧，消除了齿侧间隙，但弹簧的张力必须足以克服扭矩图双片薄齿错齿调整，薄片齿轮短圆柱弹簧.进给伺服系统传动计算由于步进电机的工作特点是个脉冲走步，每步都有个加速过程，因而对负载惯量很敏感。

为满足负载惯量尽可能小的要求，同时也为满足定的脉冲当量，常采用齿轮降速传动。

当机床脉冲当量滚珠丝杠导程确定以后，可以先初选步进电机的步距角，用下式计算进给伺服系统的传动比.式中脉冲当盒步.滚珠丝杠的基本导程步进电机的步距角。

初选。

在步进电机技术数据中，以分数形式给出两个数，例如步距角，其中是五相十拍，是五相五拍。

计算出传动比以后，再根据降速级数决定对或两对齿轮的齿数模数和各项技术参数。

因为进给伺服系统传递功率不大，般取模数，数控台钻工作台取，数控铣床，铣床可取。

由为降速齿轮的齿数可计算和选取齿数。

齿轮各部分几何参数按表计算。

.所以选主动轮，从动齿轮计算模数齿顶高顶齿根高根.全齿高.齿形角周节.齿厚.齿间.二.主动齿轮分齿顶圆直径顶齿轮圆直径根.三.从动齿轮分顶根四.中心距计算.分分进给伺服系统机械部分的结构设计在对伺服系统进行了运动和动力计算，己选定滚珠杠螺母副规格型号，步进电机型号，降速齿轮几何参数之后，就可进行结构设计。

对于经济型数控机床进给伺服系统设计和普通铣床微机数控化改造设计中，应该注意以下问题尽量减少普通铣床数控化改造设计时的改动量对于普通铣床数控化改造设计时在满足机床总体布局的前提下应尽可能利用原来的零部件，尽盘减少改动。

尤其是对机床上较大的部件，例如床身床鞍工作台等，尽量利用原来的部件，只作少量的加工改造。

这样可以大大的降低成本，缩短制造周期。

横向进给滚珠丝杠的支承应利用溜板上安紧孔，并将此两孔在镗床上镗大，放入轴承或轴承座，这样既保证滚珠丝杠两端支承同心，又利用了原有的溜板。

这是很经济合理的。

纵向进给的齿轮箱可装在床身上原来装进给箱的部位，靠尾座端的轴承座就装在床身上原来装轴承的部位。

在进行经济型数控机床设计时，虽然结构尺寸不像改造设计那样限制严格，但也应参考同类型机床。

在初步计算以后，再进行类比，使结构尺寸比较紧凑合理。

二要求设计完整清楚的进给伺服机构装配图在设计绘制进给伺服机构装配图时，要求视图完整，按定的比例画出主视图，向视图和必要的剖面图。

要能清楚完整地表达出装配图中每零件的几何形状和尺寸应能拆出零件图，图中需标出必要的尺寸和配合，例如电机上口和箱体配合处，轴承外圈和箱体内孔之间，轴承内孔和轴之间均应标注尺寸和配合。

三设计时注意装配的工艺性在设计绘制进给伺服机构时，应注意装配工艺性，考虑到正确的装配顾序，保证安装调试拆卸方便。

四要求标注清楚装配图的技术条件绘制机械装配图时，应标注必要的技术条件。

例如要求滚珠丝杠中心与导轨平行度在水平及垂直方向在全长上应小于.中型机床丝杠的轴向窜动量应小于.纵向进给丝杠两端的支承距安装基准面的尺寸应相同，以保证在水平面内丝杠与导轨平行度。

而在垂直面内可利用安装螺钉的过孔调整，当丝杠与导轨平行度达到要求以后，再紧固螺钉并打上定位销。

检测装置见图调整的方法如下以导轨为基准，上面装可沿导轨滑动的专有检具，检具上装磁力表座及千分表，将检具沿导轨滑动至丝杠两端，分别检测上母线与侧母线的尺寸是否相同，如有差别，则刮研或微调两个方向的尺寸，直至千分表在丝杠两端测出尺寸在允差范围内。

五消隙齿轮安装调整方便图圆柱薄片齿轮消隙示意图第章硬件电路图的设计.微机控制系统组成及特点微机控制系统的组成微机控制系统主要由微型计算机和伺服系统两大部份组成，其中微机又包括硬件和软件两部分。

微机控制系统基本硬件组成硬件时组成系统的基础，有了硬件软件才能有效地运行。

硬件电路的可靠性直接影响到数控系统的性能指标。

数控系统的硬件电路概括起来由以下部分组成。

主控制器，即中央处理单元存储器，包括只读可编程存储器和随机读写数据存储器接口微机数控系统软件软件是指为实现微机控制系统各项功能编制的专用程序，它般由以下几部分组成输入数据处理程序它接受输入的零件加工程序，用标准代码表示的加工指令和数据整理成便于解释执行的格式后存放。

插补运算程序它完成普通数控系统中插补器的功能。

速度控制程序它根据给定的速度代码或每分毫米数控制插补运算的频率，以保证预定速度进给。

管理程序和诊断程序管理程序对数据输入处理及切削加工过程服务的各个程序进行调度，还可以对面板命令时钟信号故障信号等引起的中断进