废旧龙门刨床改数控铣床的设计★(2)

目录
一  绪论 …………………………………………………………………………… 1
(一)国内外研究概况 ………………………………………………………… 1
(二)设计内容、目的和意义 ………………………………………………… 2
二  系统方案的总体设计 ………………………………………………………… 3
(一)设计原始参数 …………………………………………………………… 3
(二)机械系统 ………………………………………………………………… 3
1、传动机构 ……………………………………………………………  4
2、导向机构 ……………………………………………………………  4
3、执行机构 ……………………………………………………………  4
三  机械系统的设计计算 ………………………………………………………… 5

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(一) 主轴组件件的设计 ……………………………………………………… 5
1、主轴的构造 …………………………………………………………… 5
2、主轴的材料和热处理 ………………………………………………… 5
3、主轴的支承 …………………………………………………………… 6
4、主轴组件的设计计算 ………………………………………………… 6
（1）主轴前后直径的确定 …………………………………………… 6

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（2）主轴内孔直径的确定 …………………………………………… 6
（3）主轴悬伸量的确定 ……………………………………………… 6
（4）主轴最佳跨距的确定 …………………………………………… 6
（5）主轴结构图 ……………………………………………………… 10
（6）主轴的校核 ……………………………………………………… 10
小结 ………………………………………………………………………  10
(二) 滚珠丝杠副的参数计算及选用 ………………………………………  9
1、确定滚珠丝杠副的导程 ……………………………………………  9
2、传动系统设计 ………………………………………………………  9
3、确定计算载荷  …………………………………………………… 10
4、确定丝杆的预期动载荷 ……………………………………………  10
（1）按滚珠丝杆副的预期工作时间 （小时）计算 ……………   10
（2）有预加载荷的滚珠丝杠还需按最大轴向载荷计算 …………… 11 [来源：http://Doc163.com]
5、按精度要求，确定允许的滚珠丝杠的最小螺杠直径 ……………  11
（1） 估算丝杠允许的最大轴向变形量 ……………………………  11
（2） 估算最小螺纹底径  ………………………………………   12
6、确定滚珠丝杠副的规格代号 ………………………………………  13
（1）X轴………………………………………………………………   13
（2）提升轴、Y轴方向 ………………………………………………  14
（3）Z轴 ………………………………………………………………  14 [资料来源：Doc163.com]
7、对预紧丝杆，确定其预紧力  ……………………………………  15
8、对预拉伸滚珠丝杠副，计算行程补偿值 和预拉伸力  ………  16
（1）行程补偿值 ……………………………………………………   16
（2）预拉伸力 ………………………………………………………   17
9、确定滚珠丝杠副支承所用轴承类型和规格 ………………………  18
（1）计算轴承所承受的最大轴向载荷 ……………………………   18
（2）选择轴承类型 …………………………………………………… 18

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（3）确定轴承内径及型号 …………………………………………   18
（4）轴承的寿命验算 ………………………………………………   19
10、滚珠丝杠副的工作图的设计 ……………………………………… 20
11、伺服电机选择 ……………………………………………………… 22
（1）作用在滚珠丝杠副上各种转矩计算 …………………………… 22
（2）负荷转动惯量及传动系统转动惯量 …………………………… 23
（3）加速转矩 和最大加速转矩  ………………………………  24 [资料来源：http://Doc163.com]
（4）快速空载启动时电机所需的最大力矩为 ……………………   25
（5）选用伺服电机 …………………………………………………   26
12、传动系统刚度计算 ………………………………………………… 29
（1）丝杠抗压刚度 …………………………………………………… 29
（2）支承轴承组合刚度 ……………………………………………… 31
（3）滚珠丝杆副滚珠和滚道的接触刚度 …………………………   32
13、刚度验算和精度选择 ……………………………………………… 33
（1）校核公式 ………………………………………………………   33
（2）验算传动系统刚度 ……………………………………………   34
（3）传动系统刚度变化引起的定位误差 …………………………   34
（4）确定精度 ………………………………………………………   35
（5）确定滚珠丝杠副的规格代号 …………………………………   35
14、验算临界压缩载荷（验算压杆稳定性）…………………………  35
15、验算临界转速 ……………………………………………………… 36

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16、 校验 ……………………………………………………………  37
17、基本轴向额定静载荷 验算 …………………………………… 37
18、强度验算 …………………………………………………………… 38
小结 ……………………………………………………………………… 38
(三) 滚动导轨的计算与选择 ………………………………………………  39
1、计算滑块上的当量载荷 ……………………………………………  39
2、将目标寿命换算为行程寿命 ………………………………………  40
3、计算额定动载荷 ……………………………………………………  40
4、 确定导轨型号与尺寸 ……………………………………………… 42
5、 额定静载荷的验算 ………………………………………………… 43
小结  ……………………………………………………………………  44
(四) 提升轴传动计算 ………………………………………………………  44 [资料来源：http://www.doc163.com]
1、电机的选择 …………………………………………………………  44
（1）电机类型和结构的选择 ………………………………………… 44
（2）选择电动机的容量 ……………………………………………… 44
2、V带传动设计计算 …………………………………………………  45
3、带轮结构设计计算 …………………………………………………  46
4、蜗轮蜗杆传动设计计算 ……………………………………………  47
（1）选择传动类型，精度和材料 …………………………………… 47
（2）选择蜗杆、蜗轮的齿数 ………………………………………… 47
（3）确定许用应力 …………………………………………………… 47
（4）接触强度设计 …………………………………………………… 48
（5）求蜗轮的圆周速度，并校核效 ………………………………… 48
（6）校核蜗轮齿面的接触强度 ……………………………………… 49
（7）蜗轮齿根弯曲强度校核 ………………………………………… 49
（8）几何尺寸计算 …………………………………………………… 50
（9）蜗杆、蜗轮工作图见后附图纸 ………………………………… 50
小结  ……………………………………………………………………  50
(五) 联轴器的选择 …………………………………………………………  51
1、选择联轴器的类型 …………………………………………………  51
2、载荷计算 ……………………………………………………………  51 [资料来源：http://doc163.com]
3、型号选择 ……………………………………………………………  52
4、校核最大转速 ………………………………………………………  52
小结  ……………………………………………………………………  52
(六) 测绘及三维建模 ………………………………………………………  53
四  控制部分 ……………………………………………………………………   56
总结与展望 ………………………………………………………………………  57
(一)总结 ……………………………………………………………………  57
(二)展望 ……………………………………………………………………  57
致谢 ………………………………………………………………………………  58
参考文献 …………………………………………………………………………  59 [资料来源：Doc163.com]
附录    常用量的名称、单位、符号、及换算关系表 ………………………  61

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