数控铣床X-Y工作台结构设计(含CAD零件装配图)

数控铣床X-Y工作台结构设计(含CAD零件装配图)(论文说明书15300字,外文翻译,CAD图纸11张)
1.3 数控铣床进给机构的方案分析
   1.3.1机械结构分析
   本课题是设计一种数控铣床X-Y工作台的机构，此工作台可以在X,Y轴两个方向自由移动，由电动机控制，人们只需启动和关闭开关，即可实现病床在任意位置的停止，可以实现将工件移动到指定的位置，为加工提供方便。
    由于为了进给机构可以实现多种方案，本课题升降装置采用电机驱动滚珠丝杆的方式来带动工作台的平移，现提供以下设计方案：
 
此种方案为传统的的进给机构设计方案，此种方案步进电机与滚珠丝杆通过联轴器固结，丝杆螺母装在滚珠丝杆上面，保持滚珠丝杆与工作台通过螺纹连接，，这种方法由于滚珠丝杆动，从而带动丝杆螺母转动，从而实现工作台的平移，可以做X、Y方向的移动，从而实现钻床工作台的快速进给。此种方案结构简洁，造价低廉，定位精准，可靠，符合此次设计的要求，因此此种方案虽然是传统的设计方法，但切合实际，我们优先考虑。

  1.3.2机械结构总体方案和布局
         本课题选用的是滚珠丝杠螺母副。因为滚珠丝杠螺母副是一种低摩擦、高精度、高效率的机构，在数控机床上得到广泛应。它的传动特点是在具有螺旋槽的丝杠螺母之间装有滚珠作为中间传动元件。当丝杠和螺母相对运动时，滚珠沿丝杠螺旋槽滚道滚动，因此丝杠和螺母之间基本上为滚动摩擦。并且滚珠丝杠螺母副的动（静）摩擦系数相差极小，配以滚动导轨，起动力矩很小，运动灵敏，低速时不会出现爬行。滚珠丝杠螺母机构是回转运动与直线运动相互动的传动装。它具有以下优点:
（1）摩擦损失小、传动效率高传动效率可达92%--96%，是普通丝杠传动的3～4倍，而驱动转矩仅为滑动丝杠螺母机构的25%。
（2）运动平稳，摩擦力小、灵敏度高、低速时无爬行由于主要存在的是滚动摩擦，不仅动、静摩擦因数都很小，且其差值小，因而启动转矩小，动作灵敏。
（3）轴向刚度高、反向定位精度高由于可以完全消除丝杠与螺母之间的间隙并可实现滚珠的预紧，因而轴向刚度高，反向时无空行程，定位精度高。
4）滚珠丝杠螺母副主要零件均经过热处理，其滚面的硬度值可达602HRC，因而耐磨性好，寿命长，精度稳定性好。
（5）磨损小、寿命长、维护简单使用寿命是普通滑动丝杠的4～10倍。
（6）传动具有可逆性、不能自锁由于摩擦因数小、不能自锁，因面使该机构的传动具有可逆性，可以把旋转运动转化为直线运动，还可以把直线运动转化为旋转运动。由于不能自锁，在作垂直运动时应附加装或防止逆转的装置防止工作台因自重而下降。因为滚珠丝杠螺母副与普通丝杠螺母副相比有这么多的优点，因此，本题目选用滚珠丝杠螺母副。
 

目    录
摘要..................................................... 1
Abstract.................................................2
第1章 绪  论......................................3
  1.1 课题来源及研究目的和意义............................4
  1.2 数控铣床的现状及趋势................................4
  1.3 数控铣床进给机构的方案分析..........................5
    1.3.1 机械结构分析....................................5
    1.3.2 机械结构总体方案和布局..........................6
第2章机械结构的设计..................................10
  2.1滚珠丝杠的设计......................................13
  2.2滚珠丝杠副丝杠副传动法面截形，循环方式等的确定......14
  2.3滚珠丝杠的预紧......................................15
  2.4滚珠丝杠选取与校核..................................17第3章滚动轴承的选取与计算............................20
  3.1 轴向滚珠丝杠轴和径向滚珠丝杠轴受力分析.............20
  3.2 计算轴承寿命.......................................22
  3.3当量载荷............................................23
第4章步进电机的选取及设计计算.......................26
  4.1转动惯量计算........................................26
  4.2将负载质量换算成电机输出轴上的转动惯量..............27
  4.3计算电机输出的总力矩................................27
  4.4负载起动频率估算....................................27
第5章 联轴器的选取....................................28
第6章齿轮减速器的选取................................28第七章进给系统精度校核................................33
  7.1支承滚珠丝杠轴承的变形..............................33
  7.2支承滚珠丝杠轴承的轴向变形..........................34
第八章 关于Solidworks设计............................35
   8.1 草图绘制..........................................36
   8.2基准特征，参考几何体的创建.........................37   
   8.3拉伸、旋转、扫描和放样特征建.......................38
   8.4工程图的设计.......................................39
   8.5装配设计...........................................40
第九章 三维设计总结...................................41
结  论..................................................41
参 考 文 献............................................42
致  谢..................................................43