机电一体化系统设计课程设计--X-Y数控工作台机电系统设计

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1、机械工程系机械工程系 数控机床课程设数控机床课程设(附装配图附装配图)计说明书计说明书 设计题目： X-Y 数控工作台机电系统设计 班级： 姓名： 指导教师： 2 目录目录 一、 数控机床课程设计目的一、 数控机床课程设计目的3 二、设计任务、设计任务3 三、设计主要步骤三、设计主要步骤3 1、确定设计总体方案4 （1） 、机械传动部件的选择4 （2） 、控制系统的设计4 2、机械传动部件的计算与选型5 （1） 、导轨上移动部件的重量估算5 （2） 、计算切削力5 （3） 、滚珠丝杠传动的设计计算及校验6 （4） 、步进电机的传动计算及电动机的选用9 （5） 、滚动导轨的设计计算15 3、其余

2、附件的选择16 四、控制系统的设计四、控制系统的设计17 五、机械部分装配图的绘制五、机械部分装配图的绘制19 六、六、参考文献参考文献20 七、总结体会七、总结体会20 3 一、设计的目的一、设计的目的 数控机床课程设计是一个重要的时间性教学环节，要求学生综合的运用所学的理论 知识，独立进行的设计训练，主要目的： 1、 通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其想怪 知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。 2、 通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设 计计算及选用的方式 3、 通过对机械系统的设计，掌握常用伺服电机的工作原理、计算控制方法

3、与控 制驱动方式 4、 培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想 5、 锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力 二、设计任务二、设计任务 设计一套供立式数控铣床使用的 X-Y 数控工作台，主要参数如下： 1、立铣刀最大直径的 d=15mm，立铣刀齿数 Z=3，最大铣削宽度 c a=15mm 最大背吃刀量 p a=8mm，加工材料为碳素钢或有色金属。 2、X、Z 方向的定位精度均为0.02mm。 3、工作台面尺寸为230m m230m m，加工范围为250m m250m m; 4、工作台空载进给最快移动速度： m axm ax 3000m m /

4、m in xy VV，工作台进给最快移动速 度: m axy m ax 400m m / m in xff VV，加减速 0.4s。 三三、设计主要步骤、设计主要步骤 1、确定设计总方案、确定设计总方案 、机械传动部件的选择、机械传动部件的选择 、 丝杠螺母副的选择 步进电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，需要满足初选 0.01mm 脉冲 4 当量，因为定位精度0.02mm，对于机械传动要有一定的精度损失，大约是 1/3-1/2 的定位 精度，现取为 1/2，即是0.01mm 和0.02mm 的定位精度，滑动丝杠副无法做到，只有选用 滚珠丝杆副才能达到要求，滚珠丝杆副的传动精度高

5、、动态响应快、运转平稳、寿命长、效 率高、预紧后可消除反向间隙。 同时选用内循环的形式，因为这样摩擦损失小，传动效率高，且径向尺寸结构紧凑，轴 向刚度高。 由于定位精度不高，故选择的调隙方式是垫片调隙式，这种调隙方式结构简单，刚性好， 装卸方便。 由于工作台最快的移动速度 maxy max 3000m m / m in x VV，所需的转速不高，故可以采用一般的安装方 法，即一端固定，一端游动的轴承配置形式。 、导轨副的选用 要设计数控铣床工作台，需要承受的载荷不大，而且脉冲当量小，定位精度高，因此选 用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小，不易爬行，传动效率高，结构紧，安装预紧方便等 优点。 、伺服电机的选用 选用步进电动机作为伺服电动机后，可选开环控制，也可选闭环控制。任