1、 二维数控精密工作台二维数控精密工作台 姓姓 名：名： 学学 号：号： 专业班级：专业班级： 指导教师：指导教师： 2012.7.5 精密机械与仪器设计 课程设计说明书 2 目目 录录 1.绪论绪论 .3 课程设计的设计要求 . 3 本课题设计内容 4 本课题设计的目的和意义 4 2.总体设计方案总体设计方案5 设计任务. 5 总体方案确定 5 2.1二维数控精密工作台的原理 . 6 2.2设计的整体方案 . 7 2.2.1工作台总体结构的确定 7 2.2.2传动方案的确定 . 7 2.3绘制总体方案图 . 7 3.机械系统的设计计算机械系统的设计计算 8 3.1滚珠丝杆选择 . 8 3.1.
2、1 滚珠丝杆工作长度计算 . 8 3.1.2工作台外形尺寸及重量估算 9 3.1.3计算载荷. 10 3.1.4额定动载荷计算 . 12 3.1.5稳定性校核 13 3.1.6滚珠丝杆副的刚度计算 14 3.2滚动直线导轨选择. 14 3.2.1导轨额定寿命计算. 14 3.2.2导轨工作载荷计算. 15 3.3联轴器的选择 16 3.3.2联轴器的选定 17 3.4轴承选择. 17 3.5步进电机的计算与选型 18 3.6系统整体性能计算. 19 3.6.1步进电机轴上总当量负载转动惯量计算. 19 3.6.2系统刚度计算 20 3.6.3系统固有频率计算. 21 3.6.4系统死区误差计算
3、. 21 3.6.5由系统刚度变化引起的定位误差计算 . 21 4.零件图零件图 22 4. 1 滚珠丝杠. 22 4.2导轨. 23 5.总总 结结 24 6.参考文献参考文献 . 25 3 1.绪论绪论 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程 领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速 发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品 机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械 电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 X-Y 数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件， 如数控
4、车床的纵横向进 刀机构、数控铣床和数控钻床的 X-Y 工作台、激光加工设备的工作台、电子元 件表面贴装设备等。模块化的 X-Y 数控工作台，通常由导轨座、移动滑块、工 作、滚珠丝杠螺母副，以及伺服电动机等部件构成。其中伺服电动机做执行元件 用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作 台在 X、Y 方向的直线移动。导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均以标准 化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选取即可。 本文步进电机，通过滚珠杠带动工作台，组成运动控制系统，实现二维平台 的精密定位控制。 课程设计课程设计的设计要求的设计要求 “精密机械设计基础”课程设计作为实
5、践环节对于整个课程具有非常重 要的意义。在这次课程设计中不仅仅是完成一项指定的任务，更重要的是实际走 过一个完整的设计过程。 学生在课程设计中定位为设计者， 对方案进行筛选论证， 考虑结构工艺性和选材。整个设计采用 AutoCAD 和 CAXA 完成，从 3D 建模到 2D 图纸。要求学生至少做出一张可用于加工的图纸，图纸的尺寸标注要合理，要有 尺寸公差和行为公差，要正确选择材料，要有技术要求。总之，通过本次课程设 计使学生知道， 设计过程包括哪些步骤， 能够投放生产的加工图纸是什么样子的。 综合地考虑使用、经济、工艺、安全性等方面的设计要求，确定合理的设计方案。 仔细阅读本课程指导书和随时查
6、阅有关教材，在认真思考的基础上提出自 4 （1） 己的见解与指导教师讨论，避免单纯地向指导老师索取答案； （2） 通过分析比较吸取现有结构中的优点，并在此基础上发挥自己的创造性， 而不是简单抄袭或没有根据在臆造； （3） 认真计算和制图，有错误要认真修改，力求设计图纸和计算说明书的质量 达到或接近实际生产水平。 本课题设计内容本课题设计内容 本设计奖在以下几个方面对数控工作台进行研究和论证。 1. 数控工作台的选择。综合数控工作台的类别和各类的特点和要求，在本课题 中主要研究两轴数控工作台的控制。 2. 系统硬件设计。本课题设计的数控工作台要求运行迅速准确度高，主要有步 进电机、滚珠丝杠、滚动导轨、底座、工作台等。 本课题设计的目的和意义本课题设计的目的和意义 数控机床是一种高度自动化的机床。随着社会生产和科学技术的迅速发展， 机械产品的性能和质量的不断提高，改型频繁。机械加工中，多品种、小批量加 工约占 80.这样， 对机床不仅要求具有高的精度和生产效率， 而且还要具
