机电课程设计xy数控进给工作台设计.doc

大学 课程设计（论文） 内容：X-Y数控进给工 作台设计 院(系)部：机械工程学院 学生姓名： 学 号: 专 业：机械电子工程 班 级： 指导教师： 完成时间：2010-10-08 摘要当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。关键字：机电一体化的基础 基本组成要素 特点 发展趋势=10(=465N Y向拖板(下拖板)尺寸为: 415*312*25 重量:按重量=体积*材料比重估算为 =10(=400N 工作台的尺寸为: 500*300*35 重量为 =10()=300N 夹具、工件重量约135N 导轨(含电机)重量约700N X-Y工作台运动部分总重量为: =465+400+300+700+135=2000 N 第二节 滚动导轨副的计算、选择 (1)Y方向导轨 由所给条件得,该导轨的额定工作时间为 由 得 则 因滑座数M=4,所以每根导轨上使用2个滑座,由表2-15----2-18确定 则由式2-9, 得 N X方向导轨 由所给条件得,该导轨的额定工作时间为 由 得 因滑座数M=4,所以每根导轨上使用2个滑座,由表2-15----2-18确定 则由式2-9, 得 N 选用日本THK公司的LM导轨的SSR-XW型导轨,查表,其中SSR-20XW型号的导轨的Ca值为19600N,能满足八年的使用要求. 基本参数如下: 额定载荷/N 静态力矩/N*M 滑座重量 导轨重量 导轨长度 动载荷 静载荷 L (mm) 19600 23400 198 198 288 0.25 2.1 700/500 滑座个数 单向行程长度 每分钟往复次数 M 4 300/200 1.5/1 导轨的额定动载荷N 依据使用速度v（m/min）和初选导轨的基本动额定载荷 (kN)验算导轨的工作寿命Ln： 额定行程长度寿命: 导轨的额定工作时间寿命: 导轨的工作寿命足够. 第三节 滚珠丝杠计算、选择 由技术要求,平均载荷F=1500N,丝杠工作长度L=400mm, 工作寿命,传动精度要求 设导程P=5 mm ,则 求计算载荷 =1800N 由条件,查《机电一体化系统设计》表2-6取=1.2, 查表2-6取=1.2, 表2-4取D精度, 查表2-6取=1.0, (2)计算额定动载荷计算值由式(2-4) (3)根据选择滚珠丝杠副 假设选用FC1型号,按滚珠丝杠副的额定动载荷Ca 等于或稍大于的原则,查表2-9选以下型号规格 FC1-3205-2.5 Ca=10689N 公称直径 导程 螺旋角 滚珠直径 按表2-1中尺寸计算 滚道半径 R=0.52=0.523.175=1.651mm 偏心距0.0449 mm 丝杠内径=32+2×0.0449-2×1.651=28.79 mm (4)稳定性验算 〈1〉由于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳,所以在设计时应验算其安全系数S,其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数 丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷 其中 E=206Gpa L=0.3m 取 则 安全系数 查表2-10 [S]=2.5-3.3 S[S] 丝杠是安全的,不会失稳 〈2〉高速长丝杠工作时可能发生共振,因此需验算其不会发生共振的最高转速----临界转速,要求丝杠的最大转速 所以丝杠不会发生共振 〈3〉此外滚珠丝杠副还受值的限制,通常要求 (5)刚度验算 滚珠丝杠在工作负载F(N)和转矩T(Nm)共同作用下引起每个导程的变形量为 式中,A为丝杠截面积,A=为丝杠的极惯性矩, G为丝杠切变模量,对钢G=83.3GP a;T(Nm)为转矩. 式中, 为摩擦角,其正切函数值为摩擦系数; 为平均工作载荷.取摩擦系数为 =0.003,则得 按最不利的情况取(F=) 则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为 通常要求丝杠的导程误差小于其传动精度的1/2,即 该丝杠的满足上式,所以其刚度可满足要求. (6)效率验算 要求在90%---95%之间,所以该丝杠副合格. 经上述计算