普車CA6140車刀快速對(duì)刀裝置

PAGEPAGE4河南科技學(xué)院2012屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：普車CA6140車刀快速對(duì)刀裝置學(xué)生姓名：所在院系：機(jī)電學(xué)院所學(xué)專業(yè)：機(jī)電技術(shù)教育導(dǎo)師姓名：完成時(shí)間：2012年5月18日

摘要機(jī)械加工行業(yè)中，國(guó)外主要以數(shù)控車床為主，而國(guó)內(nèi)普通車床的工作量在總加工工作量中占有很大的比重。為了提高加工效率，保證加工精度，達(dá)到現(xiàn)代社會(huì)對(duì)加工設(shè)備的要求，必須進(jìn)行對(duì)普通車床的改進(jìn)性設(shè)計(jì)。對(duì)于加工行業(yè)常見(jiàn)的傳統(tǒng)CA6140車床，由于使用墊片對(duì)刀，很難使車刀刀尖與工件軸線同心，且對(duì)刀需重復(fù)調(diào)換、疊加墊片等問(wèn)題，常使工件出現(xiàn)灼傷、劃傷等現(xiàn)象，最終導(dǎo)致工件的報(bào)廢。因此本論文設(shè)計(jì)一快速對(duì)刀裝置，通過(guò)本裝置來(lái)改善對(duì)刀的精度，縮短對(duì)刀時(shí)間，提高效率?；贑A6140車床對(duì)刀存在的問(wèn)題，首先本設(shè)計(jì)采用間接測(cè)量的方法得到刀尖與工件軸線的距離，然后通過(guò)控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)脈沖，使機(jī)械裝置接收脈沖，其中步進(jìn)電機(jī)接收脈沖后輸出動(dòng)力，由聯(lián)軸器傳動(dòng)，帶動(dòng)軸上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；經(jīng)減速齒輪傳動(dòng)過(guò)程使自身軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滾珠絲杠裝置，由于緊定螺母鎖緊使刀架與滾珠絲杠螺母一體，且燕尾導(dǎo)軌的限制轉(zhuǎn)動(dòng)后，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為了滾珠絲杠螺母與刀架上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀架的快速準(zhǔn)確移動(dòng)。接著對(duì)此機(jī)械裝置上所有零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)及校核，確保每個(gè)零件都能滿足使用要求。最后基于Solidworks繪制機(jī)械部分各零件圖，整體裝配圖及動(dòng)畫，更形象反應(yīng)設(shè)計(jì)的裝置。關(guān)鍵詞：疊加，時(shí)間長(zhǎng)，分析研究，機(jī)械裝置AbstractMechanicalprocessingindustry,foreigntonumericalcontrollatheisgivenpriorityto,anddomesticordinarylatheworkintotalprocessinginworkloadhasalargeproportion.Inordertoimprovethemachiningefficiencyandguaranteetheprocessingprecision,tomodernsocietyinprocessingequipmentrequired,mustontheimprovementoftheordinarylatheofdesign.ForprocessingindustryofcommontraditionalCA6140lathe,becauseusetheknifegasket,itisdifficulttomakeonepointwithworkpieceaxistool,andshouldberepeatedtheknifeexchange,stackedgaskets,oftentomaketheworkappearburn,thephenomenonsuchasscratch,eventuallyleadingtotheabandonmentofworkpiece.Thereforethispaperrapidlytodesignaknifedevice,throughthisdevicetoimprovetheprecisionoftheknife,theknifeshortentime,improveefficiency.BasedonCA6140lathetoknife,theexistingproblemsofthefirstthisdesignUSEStheindirectmeasurementmethodandworkpieceaxisgetthetipofdistance,thenthroughthecontrolsystemtotransmitsignalpulse,themechanicaldevicereceivingpulse,onestepmotorafterreceivingpulsepoweroutput,bycouplingdrive,driveshaftgearrunning;Thereductiongeartransmissionprocessmaketheirownaxisrotation,drivetheballscrewdevice,becauseoftightsettolocknuttoolandtheballscrewnutabody,andguidethelimitafterturningshape,rotationtransformationtotheballscrewnutmovesupanddownwiththeknife,andrealizethefastandaccurateenoughtomove.Thismechanicaldevicethenallpartsdesignandchecktoensureeachpartscansatisfytherequirementsofoperation.Finally,basedonSolidworksdrawallpartsmechanicalpartsofthechart,andthewholeassemblydrawingandanimation,designofthedevicemoreimagereaction.Keywords:stack,Timelong,analysisstudy,mechanicaldevice目錄TOC\o"1-3"\p""\h\z\u1緒論…………………11.1概述…………11.2車床刀架的中外發(fā)展現(xiàn)狀…………………12CA6140車床刀具對(duì)刀現(xiàn)狀的分析………………32.1導(dǎo)致加工出非合格工件的因素分析………32.2刀具裝夾時(shí)對(duì)刀緩慢的主要因素分析……42.3刀具裝夾使用墊片的嚴(yán)重后果……………53CA6140車床車刀快速準(zhǔn)確對(duì)刀的方案確立……63.1刀具對(duì)刀應(yīng)上升高度方案擬定……………63.2快速準(zhǔn)確對(duì)刀控制部分方案擬定…………73.3快速準(zhǔn)確對(duì)刀機(jī)械部分方案擬定………104CA6140車床車刀快速準(zhǔn)確移動(dòng)機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)和建?！?24.1車刀快速準(zhǔn)確移動(dòng)機(jī)械裝置各構(gòu)件設(shè)計(jì)和計(jì)算………124.1.1切削力的計(jì)算………124.1.2對(duì)滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型………………134.1.3確定滾珠絲杠副支承用軸承規(guī)格型號(hào)……………174.1.4齒輪傳動(dòng)減速箱的設(shè)計(jì)……………184.1.5聯(lián)軸器的選擇………224.1.6步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算與選型……………234.2 車床車刀快速準(zhǔn)確移動(dòng)機(jī)械裝置的總體設(shè)計(jì)…………245結(jié)束語(yǔ)……………26致謝…………………27參考文獻(xiàn)……………28PAGE27緒論概述車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床，并在各種機(jī)械實(shí)習(xí)中較為常見(jiàn)。主要組成部件（如普車CA6140）：主軸箱、交換齒輪箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠、床身、床腳和冷卻裝置等。圖1-1CA6140車床1—主軸箱2—冷卻裝置3—刀架4—尾座5—進(jìn)給箱6—溜板箱7—床腳8—床身車床的用途：車床常用于加工工件的內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面、端面和各種內(nèi)外螺紋，采用相應(yīng)的刀具和附件，還可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲和滾花等。其中普通車床是車床中應(yīng)用最廣泛的一種，約占車床類總數(shù)的65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床。車床刀架的中外發(fā)展現(xiàn)狀最早出現(xiàn)的車床是靠手拉或腳踏，通過(guò)繩索盤繞使工件旋轉(zhuǎn)，并手持刀具而進(jìn)行切削的。在1797年，英國(guó)的一位機(jī)械發(fā)明家莫茲利改進(jìn)了車床，車床開(kāi)始走絲杠傳動(dòng)刀架的道路。此時(shí)的刀架已經(jīng)實(shí)現(xiàn)夾緊傳遞，使刀具按照要求工作。40年代末，帶液壓仿形裝置的車床得到推廣，與此同時(shí)，多刀車床也得到發(fā)展。50年代中，發(fā)展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數(shù)控技術(shù)于60年代開(kāi)始用于車床，70年代后得到迅速發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，高速、高效、智能、高精度、高可靠是各種機(jī)械改進(jìn)的方向。刀架作為車床非常的重要的部件，它改造已有很多。目前，行業(yè)上應(yīng)用的機(jī)床刀架按照與主機(jī)配套場(chǎng)合主要有分為如下高、中、低三個(gè)檔次。低檔機(jī)床刀架主要有沈陽(yáng)精誠(chéng)數(shù)控生產(chǎn)的系列電動(dòng)數(shù)控立式刀架，系列臥式刀架。該種刀架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易設(shè)計(jì)、制造，采用三相力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，三聯(lián)齒定位，矩形螺紋鎖緊，配套在我國(guó)簡(jiǎn)易型機(jī)床，受我國(guó)機(jī)床發(fā)展的影響，是我國(guó)的特色產(chǎn)品，已經(jīng)形成規(guī)模化生產(chǎn)。中檔機(jī)床刀架主要有沈陽(yáng)精誠(chéng)數(shù)控生產(chǎn)的系列電動(dòng)刀架、系列電動(dòng)刀架、系列液壓刀架。該檔次刀架，可雙向選刀，剛性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)制造加工設(shè)備要求高。此類刀架在我國(guó)初具規(guī)模，但國(guó)外產(chǎn)品對(duì)我國(guó)市場(chǎng)沖擊較大。高檔數(shù)控機(jī)床刀架包括伺服刀架和動(dòng)力刀架。此類刀架，我國(guó)起步較晚，還處在研究階段，但還沒(méi)有形成商品化。數(shù)控刀架作為功能性部件配套于機(jī)床主機(jī)，但它集機(jī)械、電氣于一體，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，數(shù)控刀架的研究開(kāi)發(fā)是機(jī)械、電氣、電子、材料等多學(xué)科知識(shí)的綜合。當(dāng)今，數(shù)控伺服刀架、動(dòng)力刀架等功能部件己成為衡量數(shù)控機(jī)床水平的重要標(biāo)志。伺服刀架控制器是伺服刀架和動(dòng)力刀架的技術(shù)核心。高檔刀架采用伺服電機(jī)作驅(qū)動(dòng)源，實(shí)現(xiàn)位置、速度的雙閉環(huán)控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工制造、維護(hù)、精度高，轉(zhuǎn)位快等特點(diǎn)。我國(guó)各大機(jī)床主機(jī)廠均依靠進(jìn)口此類產(chǎn)品與主機(jī)配套。很明顯，伺服刀架的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而我國(guó)目前還沒(méi)有針對(duì)數(shù)控刀架的專業(yè)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品，這大大的制約了我國(guó)高檔刀架發(fā)展。因此，為了滿足科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的需要，各種車床設(shè)備也需不斷的改進(jìn)，其主要發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在1.高速、高效、高精度、高可靠性2模塊性、智能化、柔性化和集成性。CA6140車床刀具對(duì)刀現(xiàn)狀的分析導(dǎo)致加工出非合格工件的因素分析本文以軸類零件為例，軸類零件是各種機(jī)器中最常用的一種典型\o"零件"零件。在車床上進(jìn)行軸類\o"零件"零件\o"車削"車削加工時(shí)，由于種種原因，會(huì)出現(xiàn)尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面粗糙度達(dá)不到要求，影響加工質(zhì)量和正常生產(chǎn)的現(xiàn)象。常見(jiàn)的工件易出現(xiàn)以上問(wèn)題分析：整個(gè)工件的外表面粗糙度過(guò)大等，不符合最終加工要求。對(duì)此問(wèn)題常見(jiàn)的回答是：普通機(jī)床切削用量的選擇不當(dāng)，然后忽視了車刀對(duì)刀上的問(wèn)題。一般認(rèn)為只要看似基本對(duì)心就不會(huì)影響加工表面質(zhì)量，其實(shí)不然。例如下圖2.1.1，外圓車刀在車削過(guò)程中，車刀過(guò)高則使后刀面與工件接觸，發(fā)熱量急劇上升，使工件發(fā)紫，出現(xiàn)灼傷現(xiàn)象，該工件報(bào)廢；并且，如圖2.1.2車刀過(guò)低會(huì)使工件表面出現(xiàn)劃傷現(xiàn)象。總之，車刀是否準(zhǔn)確對(duì)心，嚴(yán)重的影響著最終加工成品的質(zhì)量。圖2-1工件表面灼傷圖圖2-2工件表面劃傷圖下面對(duì)車刀沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)軸心造成的后果進(jìn)行分析，以便更好的了解到非合格工件形成的因素，便于及時(shí)補(bǔ)救。（1）當(dāng)車刀刀尖高于軸心時(shí)，如下圖所示：圖2-3刀尖高于軸心圖一般情況下，刀具都磨有前角和后角，其后角的作用簡(jiǎn)單說(shuō)就是減少刀具后刀面與工件的摩擦。對(duì)于上圖2.1.3，此圖，車刀刀尖高于軸心，其刀具的工作角度發(fā)生變化，其前角變大，后角變小，后刀面與工件接觸部分大，摩擦嚴(yán)重，易出前角變大，后角變?。?；且刀尖與工件非正常切削，切削力大，刀尖易崩碎，甚至把工件頂彎，造成啃刀現(xiàn)象，影響加工效率。（2）當(dāng)車刀刀尖低于軸心時(shí)，如下圖所示：圖2-4刀尖低于軸心圖在刀尖對(duì)心過(guò)低時(shí)，很易看出：由于刀尖過(guò)低，切屑不易排出，這樣在切削過(guò)程中切屑會(huì)出現(xiàn)堆積而劃傷加工面；車刀徑向力的方向是工件中心，加上橫向進(jìn)給絲杠與螺母間隙過(guò)大，致使吃刀深度不斷自動(dòng)趨向加深，從而把工件抬起也會(huì)出現(xiàn)啃刀出現(xiàn)；一旦啃刀又需要重新磨刀后，繼續(xù)對(duì)刀這個(gè)工作。以上分析可知：加工前，車刀的對(duì)刀工作，嚴(yán)重影響這加工質(zhì)量，加工效率，甚至加工安全性。對(duì)刀問(wèn)題有待改進(jìn)。刀具裝夾時(shí)對(duì)刀緩慢的主要因素分析刀具的裝夾是車刀對(duì)刀與夾緊的過(guò)程。普通車床加工零件時(shí)，各種車刀對(duì)心夾緊是車削前的基本工作，對(duì)心的快慢影響整個(gè)加工過(guò)程的效率。通過(guò)在校一次金工實(shí)習(xí)，我發(fā)現(xiàn)車刀對(duì)心過(guò)于緩慢，車床對(duì)刀需重復(fù)調(diào)換疊加墊片這一過(guò)程，如果沒(méi)有合適的墊片疊加將陷入循環(huán)重試過(guò)程，如下刀架上墊片塊的疊加圖。圖2-5墊片疊加圖如墊片疊加圖所示：首先可以直觀的看到平均每個(gè)圖上都有2、3塊墊片，它們對(duì)車刀起著增加高度，使車刀刀尖與軸心同高，這是加工前的準(zhǔn)備工作。然后從圖2—2中可以看到7塊墊片疊加的壯舉，這是N次重復(fù)試換后得到高度，所需試高時(shí)間長(zhǎng)。最后分析如下：在車刀夾緊前，要墊片增加高度來(lái)對(duì)高，通過(guò)大量試墊片過(guò)程最終完成對(duì)刀。但在夾緊時(shí)，墊片與墊片間有大量間隙，墊片越多，間隙越多，夾緊越容易出現(xiàn)車刀下降，若下降嚴(yán)重，仍需重新對(duì)刀。總之，對(duì)刀是重復(fù)循環(huán)夾緊的過(guò)程，對(duì)刀過(guò)程緩慢。刀具裝夾使用墊片的嚴(yán)重后果在先今普通車床的生產(chǎn)加工中，墊片的使用已經(jīng)成為各大工廠的必需品，它的使用的確存在很大的弊端。在我們生產(chǎn)加工過(guò)程中，車刀受到切削力的作用下，由于墊片過(guò)多且參差不齊，墊片很易滑動(dòng)，車刀不能繼續(xù)被夾緊，且可能出現(xiàn)車刀滑動(dòng)，容易出現(xiàn)打刀；甚至于出現(xiàn)墊片滑落，在切削力作用下飛出傷人現(xiàn)象，存在嚴(yán)重危險(xiǎn)。CA6140車床車刀快速準(zhǔn)確對(duì)刀的方案確立刀具對(duì)刀應(yīng)上升高度方案擬定普通車床刀具的對(duì)刀其實(shí)就是車刀的刀尖與工件的軸心同高，平時(shí)我們總通過(guò)墊片疊加完成該工作，對(duì)刀不準(zhǔn)，所需時(shí)間較長(zhǎng)。車刀的刀尖想與工件的軸心同高，必須先得到它們間的距離H；但他們之間的距離無(wú)法直接量取。因此下列方法獲取高度：（1）先選擇基準(zhǔn)?？礄C(jī)床可選取部分那些地方精度高，最終比較發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軌精度最高，可達(dá)到5級(jí)精度，但導(dǎo)軌面過(guò)小，很難放置量具；如下圖3.1.1所示：圖3-1車床實(shí)際導(dǎo)軌圖因此在導(dǎo)軌面上加配合件，配合面下端面與導(dǎo)軌配合，配合如圖3.13。如圖3.1.1所示，把此配合基準(zhǔn)塊的上端面1作為基準(zhǔn)。圖3-2配合塊4123圖3-3高度測(cè)量示意圖41231—校驗(yàn)棒料2—基準(zhǔn)塊3—導(dǎo)軌4—車刀（2）測(cè)量車床工件軸線到基準(zhǔn)塊上面的距離H1。此距離必須先使卡盤夾緊一檢驗(yàn)棒，測(cè)量工件最上導(dǎo)線到面1的距離h；然后用h-r(檢驗(yàn)棒半徑)即得到H1，此可采用傳感器等高精度測(cè)量裝置，本測(cè)量采用高度游標(biāo)卡尺測(cè)量。如3-1-1。（3）測(cè)量車刀刀尖到面1的距離H2，可采用傳感器等高精密量裝置，本測(cè)量采用高度游標(biāo)卡尺測(cè)量。（4）最終距離H=H1-H2。此H即為刀具對(duì)刀應(yīng)上升高度?？焖贉?zhǔn)確對(duì)刀控制部分方案擬定控制系統(tǒng)部分主要是控制刀架Z方向的移動(dòng)，即控制Z軸的伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，控制部分基本操作流程如圖3.2.1所示。在車床操作面板輸入應(yīng)移動(dòng)高度的工作指令，經(jīng)過(guò)程序處理后，驅(qū)動(dòng)裝置接受來(lái)自數(shù)控裝置的指令信息，嚴(yán)格按照指令信息的要求驅(qū)動(dòng)，使步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)車床機(jī)械裝置完成任務(wù)。圖3-4控制部分流程圖操作面板其實(shí)就是編輯鍵盤，實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)，PLC接受執(zhí)行數(shù)據(jù)的指令來(lái)源地。操作面板的按鍵輸入和顯示控制電路：圖3-5按鍵輸入和顯示控制電路圖（1）本文伺服系統(tǒng)主要完成車床的各種運(yùn)動(dòng)及控制，它由伺服驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)電機(jī)組成，并與車床上的機(jī)械傳動(dòng)部件和執(zhí)行部件組成普通車床車刀的快速定位系統(tǒng)。它接受來(lái)自刀具裝置的位置控制信息，將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和精確的定位運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)刀架執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒rogrammableLogicController，PLC），它用于存儲(chǔ)程序，采用的是一類可編程的存儲(chǔ)器，用于執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。（2）步進(jìn)電機(jī)其實(shí)就是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰妻D(zhuǎn)動(dòng)或線位移移的開(kāi)環(huán)控元件。步進(jìn)電機(jī)分永磁式（PM）、反應(yīng)式（VR）、混合式（HR）三種。二相一般為永磁式，體積和轉(zhuǎn)矩都小，步距角一般為7.5°或15°；反應(yīng)式一般為三相，實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步距角為1.5°；混合式兼具永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)，分二相和五相，二相步距角為1.8°，五相步距角為0.72°。本文采用的是永磁式步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)控制電路如下圖所示：圖3-6步進(jìn)電機(jī)控制電路（3）檢測(cè)裝置在各種機(jī)械中常用于位移和速度的檢測(cè)。通過(guò)發(fā)出反饋信構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)控制。檢測(cè)裝置分為：位移傳感器，速度傳感器，電流傳感器等。本文采用感應(yīng)同步器，利用互感的原理將位移或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的位置測(cè)量裝置。工作原理與旋轉(zhuǎn)變壓器基本相同，結(jié)構(gòu)如下圖3.2.3所示：圖3-7定尺和滑尺繞組示意圖快速準(zhǔn)確對(duì)刀機(jī)械部分方案擬定對(duì)于機(jī)械部分的方案設(shè)計(jì)是在對(duì)比和分析目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上CA6140車床普遍采用的結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上選擇一種相對(duì)于本課題車床設(shè)計(jì)較為合適的結(jié)構(gòu)形式，然后再在此整體結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上確定機(jī)械各部分的具體結(jié)構(gòu)。車床刀架有兩層滑板(中、小滑板)、床鞍與刀架體共同組成。用于安裝車刀并帶動(dòng)車刀作縱向、橫向或斜向運(yùn)動(dòng)。若想使車刀向上快速準(zhǔn)確的對(duì)刀，該機(jī)械機(jī)構(gòu)需要四部分組成，如下圖所示：步進(jìn)電機(jī)減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部分執(zhí)行部件步進(jìn)電機(jī)減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部分執(zhí)行部件圖3-8機(jī)械傳動(dòng)組成（1）動(dòng)力原件。對(duì)于機(jī)械部分來(lái)說(shuō)，動(dòng)力原件為電機(jī)，本文選擇步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力的提供者。（2）減速部分。從動(dòng)力原件出來(lái)實(shí)現(xiàn)減速作用部分，本文選用同步帶傳動(dòng)形式。（3）傳動(dòng)部分。采用滾珠絲杠傳動(dòng)，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。（4）執(zhí)行部件。刀架帶動(dòng)車刀移動(dòng)，使車刀達(dá)到預(yù)期的高度。其中：1）步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（即步進(jìn)角），您可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。2）滾珠絲桿主要有由螺桿、螺母和滾珠組成，滾珠絲桿是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)品。。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，它是工具機(jī)和精密機(jī)械上最常使用的傳動(dòng)元件，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。因此為提高精度與效率，本設(shè)計(jì)選用滾珠絲杠副傳動(dòng)。3）齒輪傳動(dòng)是指用主、從動(dòng)輪輪齒直接、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比精確，工作可靠、效率高、壽命長(zhǎng)，使用的功率、速度范圍大，本設(shè)計(jì)需考慮到平穩(wěn)，傳動(dòng)比，可靠性、效率、壽命、尺寸，齒輪傳動(dòng)符合各方面要求。因此，本設(shè)計(jì)選用同步帶傳動(dòng)。本設(shè)計(jì)是通過(guò)步進(jìn)電機(jī)齒輪傳動(dòng)滾珠絲杠傳動(dòng)車床刀架的運(yùn)動(dòng)傳遞關(guān)系。如下圖所示：圖3-9機(jī)械部分原理示意圖1—步進(jìn)電機(jī)2—齒輪傳動(dòng)3—聯(lián)軸器4—滾珠絲杠傳動(dòng)5—刀架工作臺(tái)對(duì)于本對(duì)刀機(jī)械部分的具體設(shè)計(jì)與計(jì)算第四章有詳細(xì)說(shuō)明。CA6140車床車刀快速準(zhǔn)確移動(dòng)機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算對(duì)于該快速準(zhǔn)確移動(dòng)裝置主要計(jì)算和選型包括：計(jì)算切削力、滾珠絲杠螺母副的選型、計(jì)算減速器選型、步進(jìn)電機(jī)選型等。車刀快速準(zhǔn)確移動(dòng)機(jī)械裝置各構(gòu)件設(shè)計(jì)和計(jì)算切削力的計(jì)算切削力是指在切屑過(guò)程中產(chǎn)生的作用在工件和刀具上的大小相等、方向相反的切削力。通俗的講：在切削加工時(shí)，工件材料抵抗刀具切削時(shí)產(chǎn)生的阻力。如圖所示：圖4-1切削受力圖切削力的分析和計(jì)算過(guò)程如下：設(shè)工件材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼，σb=650Mpa；選用刀具材料為硬質(zhì)合金YT16；切削用量為：背吃刀量ap=5mm，進(jìn)給量f=0.6mm/r，切削速度vc=100m/min。由經(jīng)驗(yàn)公式:Fc=9.81CFcapxfcvcnfckFc.（4—1）CFc—取決于工件材料和切削條件的系數(shù)；Xfc—進(jìn)給量f指數(shù)；Nfc—切削速度vc的指數(shù)；kFc.—當(dāng)實(shí)際加工條件與求得經(jīng)驗(yàn)公式的試驗(yàn)條件不符時(shí)，各種因素對(duì)各切削分力的修正系數(shù)。查表得可得：CFc=270，xFc=1.0，yFc=0.75，nFc=-0.15。查表得：主偏角κr的修正系數(shù)kFc=0.96；刃傾角、前角和刀尖圓弧半徑的修正系數(shù)均為1.0。算得主切削力Fc=3205.3N。由經(jīng)驗(yàn)公式Fc：Ff：Fp=1：0.35：0.4，算得進(jìn)給切削力Ff=1121.9N，背向力Fp=1282.1N對(duì)滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈中，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的方法很多，采用絲杠螺母副是常用的方法之一。所謂滾珠絲杠螺母副，是將螺紋變成圓弧槽，形成圓弧形的螺旋滾追，然后在滾道中放人鋼球，通過(guò)滾動(dòng)體來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)．將滑動(dòng)摩擦變成滾動(dòng)摩擦滾珠必在螺母中形成循環(huán)，必須有回珠器和回珠通道。滾珠英杠螺母副由弧形滾道面的絲杠、滾珠、滾珠循環(huán)返回器(回珠器)，以及圓弧形液道而的螺母組成。滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。在絲杠3和螺母l上都有半圓弧形的螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時(shí)，便形成滾珠的螺旋液邁c螺母上有滾珠回，路管道，將幾圈螺旋滾道的兩端連接起來(lái)，構(gòu)成封閉的循環(huán)滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠在滾道內(nèi)既自轉(zhuǎn)，又沿著滾道循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，因而迫使螺母(或絲杠)軸向移動(dòng)。圖4-2滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)由于滾珠絲杠螺母副是以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，所以具有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）摩擦損失小，傳動(dòng)效率高，效率可以達(dá)到0．92—0．96，相當(dāng)于滑動(dòng)絲杠的4倍；（2）動(dòng)作靈敏，低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好，隨動(dòng)精度和定位精度高力小，動(dòng)、靜摩擦力差小，不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象；（3）磨損小，精度保持性好，使用壽命長(zhǎng)；（4）自鎖，可以進(jìn)行逆向傳動(dòng)；（5）進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)緊后，可以消除軸向間隙，提高軸向運(yùn)動(dòng)精度和剛度。滾軸絲杠螺母副工作示意如下圖所示：圖4-3滾珠絲杠與導(dǎo)軌滑座連接工作示意圖1—床身2—燕尾導(dǎo)軌滑座工作臺(tái)面3—絲杠螺母4—螺母支撐架5—緊定螺母6—絲桿基本原理：絲桿6的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾珠絲杠裝置3，由于緊定螺母8鎖緊使工作面2與滾珠絲杠螺母一體，并經(jīng)燕尾導(dǎo)軌的限制轉(zhuǎn)動(dòng)后，使其工作面2能直線移動(dòng)。（1）工作載荷Fm的計(jì)算已知需移動(dòng)刀架部分總估重為G=10000N；車削力Fc=3205.3N，F(xiàn)p=1282.1N，F(xiàn)f=1121.9N。把其對(duì)應(yīng)為可得：Fz=Fc=3205.3N，F(xiàn)y=Fp=1069.36N，F(xiàn)x=Ff=935.69N。選用燕尾形，如圖所示查表1-1，取K=1.4，f=0.2，表4-1各種導(dǎo)軌摩擦系數(shù)表導(dǎo)軌型式kf燕尾形1.40.2矩形1.10.15三角形、組合型1.150.15-0.18鉆鏜主軸圓導(dǎo)軌--滑動(dòng)導(dǎo)軌-0.003-0004.查表取K=1.4，f=0.2，代入Fm=KFx+f（Fz+G）（4—2）其中：f—軸套和軸架以及主軸的鍵的摩擦系數(shù)；

k—考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)得工作載荷Fm=2296.6N。（2）最大動(dòng)載荷FQ的計(jì)算設(shè)車床在Z方向切削力最大條件時(shí)最快的進(jìn)給速度v=0.6m/min，先初選滾珠絲杠導(dǎo)程Ph=6mm。由：Ph=vmax/nmax（4—3）可得：絲杠轉(zhuǎn)速n=1000vmax/Ph=100r/min。取滾珠絲杠的使用壽命T=20000h，代入L0=60nT/106(1)，得絲杠系數(shù)L0=120×106r。查表1.2，取載荷系數(shù)fW=1.2，，表4-2載荷系數(shù)使用系數(shù)fw平穩(wěn)無(wú)沖擊運(yùn)動(dòng)1.0-1.2一般運(yùn)動(dòng)1.2-1.5伴隨有沖擊震動(dòng)運(yùn)動(dòng)1.5-2.0再取硬度系數(shù)fH=1，表4-3硬度系數(shù)滾道硬度>=5855504540KH1.01.111.562.43.85代入式FQ=0fWfHFm（4—4）其中：FQ—滾珠絲杠的最大動(dòng)載荷..Fm—滾珠絲杠的工作載荷.fW、fH——載荷系數(shù)、硬度系數(shù).求得最大動(dòng)載荷FQ=19844.3N。（3）初選型號(hào)根據(jù)計(jì)算出的滾珠絲杠最大動(dòng)載荷，查手冊(cè)3，選擇4006—4型內(nèi)循環(huán)雙螺母式滾珠絲杠副。其公稱直徑為40mm，基本導(dǎo)程為6mm，精度等級(jí)取四級(jí)，額定動(dòng)載荷為30200N，滾珠圈數(shù)4圈，精度等級(jí)取四級(jí)，額定動(dòng)載荷為30200N，滿足要求。（4）傳動(dòng)效率η的計(jì)算先計(jì)算λ，λ=arctan［Ph/(πd0)]（4—5）其中：Ph——絲杠的基本導(dǎo)程.d0——絲杠的公稱直徑.代入其中各值，得絲杠螺旋升角λ=2°44′。將摩擦角φ=10′，代入η=tanλ/tan（λ+φ），得傳動(dòng)效率η=94.2％。（5）剛度的驗(yàn)算1）滾珠絲杠副采取的是兩端固定的支承方式，考慮軸向徑向均受力，因此固定端采取面對(duì)面組配，推力角接觸球軸承。2）絲杠加上兩端接桿后，左右支承的中心距離約為a≈150mm。查手冊(cè)3，得滾珠直徑Db=3.175mm，剛的彈性模量E=2.1×105MPa，可算出絲杠底徑:d2=公稱直徑d0—滾珠直徑Db=36.825mm則絲杠截面積S=πd22/4=1064.523mm23）滾珠數(shù)目的確定.根據(jù)公式:Z=（πd0/Db）-3.（4—6）其中：Z—單圈滾珠數(shù)目.Db—滾珠體直徑.求得一圈滾珠數(shù)目Z＝37；該型號(hào)絲杠為單螺母，滾珠總?cè)?shù)為4，則滾珠總數(shù)Ｚ∑=37×4×2=296。滾珠絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力FYJ＝Fm/3≈765.5N。4）滾珠與螺紋滾道間的接實(shí)際觸變形量.由式：δ2=0.0013F/DbFzZ（4—7）其中：F——滾珠絲桿最大載荷Db——滾珠直徑Fz——軸向預(yù)緊力Z——滾珠總數(shù)量求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量δ2≈0.000513mm。因?yàn)榻z杠本身加有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的1/3，所以實(shí)際變形量可減小一半，取δ2＝0.000257mm。5）將以上算出的δ1和δ2代入δ總＝δ1+δ2，求得絲杠總變形量δ總＝0.0087517mm＝8.7517μm。查表，4級(jí)精度滾珠絲杠任意300mm軸向行程內(nèi)的變動(dòng)量允許16μm，而對(duì)于跨度為150mm的滾珠絲杠，總的變形量δ總只有8.7517μm，可見(jiàn)絲杠強(qiáng)度足夠。6）壓桿穩(wěn)定性校核根據(jù)式(4—8)計(jì)算失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷;Fk=2fsπ2KI/a.(4—8)其中fs—絲杠支承系數(shù).I—截面慣性矩.K—壓桿穩(wěn)定安全系數(shù).查表取支承系數(shù)fs＝4；由絲杠底徑d2＝36.825mm，求得截面慣性矩I＝πd24/64≈90223.71mm4；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)K取3；滾動(dòng)螺母至軸向固定處的距離a取最大值150mm。代入式（4—8），得臨界載荷Fk≈142331.15N，遠(yuǎn)大于工作載荷Fm（N）=2296.6,故絲杠不會(huì)失穩(wěn)。綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。確定滾珠絲杠副支承用軸承規(guī)格型號(hào)軸承用于確定旋轉(zhuǎn)軸與其他零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)位置，起支承或?qū)蜃饔玫牧悴考＃?）軸承所承受得最大軸向載荷F＝Fz＋G＝2673.4＋10000=12673.4N（2）軸承類型兩端固定的支承形式，選背對(duì)背60角接觸推力球軸承，支承軸承盡可能選擇用大接觸角軸承,以便提高剛性。如下圖。圖4-4角接觸球軸承預(yù)拉伸力Ft=1.95tDb2（4—9）t取2.5可得：Ft=5910.22軸承所受的最大軸向載荷：Fmax=Ft＋Fz=5910.2＋2673.4=8583.6Nd略小于40，F(xiàn)p=1/3F=2761.2N取d＝30按《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取軸承型號(hào)規(guī)格，當(dāng)d＝30mm，預(yù)加負(fù)荷為：2900N所以選7602030TVP軸承此軸承d＝30，預(yù)加負(fù)荷為2900>＝2761.2N該型號(hào)符合要求。齒輪傳動(dòng)減速箱的設(shè)計(jì)為了滿足脈沖當(dāng)量的設(shè)計(jì)要求和增大轉(zhuǎn)矩，同時(shí)也為了使傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載慣量盡可能的減小，傳動(dòng)量中長(zhǎng)使用減速傳動(dòng)。本設(shè)計(jì)采用了齒輪傳動(dòng)。1—傳動(dòng)軸2—主動(dòng)齒輪3—角接觸軸承4—傳動(dòng)軸5—從動(dòng)齒輪6—固定套筒圖4-5齒輪傳動(dòng)示意圖（1）傳動(dòng)比i的確定：1）已知電機(jī)的步距角設(shè)為0.720，脈沖當(dāng)量為0.02mm,滾珠絲杠的導(dǎo)程P為6mm，可算出的齒輪傳動(dòng)比。2）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù):3）選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。4）選用7級(jí)精度（GB10095～88）。5）選材：由表10-1選小齒輪材料為40Cr（調(diào)制）硬度為250HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)制）硬度為240HBS，硬度差為40HBS。6）選小齒輪齒數(shù)為z1=24，則大齒輪齒數(shù)為=1.667*24=40.7，取z2=42，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由強(qiáng)度公式計(jì)算：即(4—10)（2）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：選載荷系數(shù)Kt=1.3計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩：=NmmNmm1）由表10-7選取齒寬系數(shù):=1.0（機(jī)械設(shè)計(jì)第八版濮良貴）（下同）2）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù):3）由圖10-21d查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限:mpa，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限：mpa。4）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：=60*2800*1*（2*8*300*10）=8.064*=2.089*5）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù):=0.92，=0.956）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，則由式（10-12）得：=*/S=0.9*600=536Mpa=*/S=0.95*550=521.4Mpa（3）計(jì)算：1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑（4—11）==21.146mm2）計(jì)算圓周速度V==3.25m/s3）計(jì)算齒寬bb==1*21.556=21.529mm4）計(jì)算齒寬與齒高比b/h=21.529/24=0.849mmh=2.25=2.020mmb/h=10.365）計(jì)算載荷系數(shù)據(jù)v=3.16m/s，7級(jí)精度，查圖10-8知2直齒輪：=1由表10-2知使用系數(shù)=1.0由表10-4用插值法查得7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，由b/h=10.67，查圖10-13知=1.35故載荷系數(shù)為：K==1*1.12*1*1.417=1.5876）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正=23.038mm7)計(jì)算模數(shù)m：m==23.038/24=0.96mm按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：由式10-5知彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式（4—12）（4）確定公式內(nèi)的各數(shù)值1)由圖10-20c知小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500Mpa，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380Mpa2)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)：=0.85,=0.883)計(jì)算彎曲疲勞許用力：取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由公式10-12得:=0.85*500/1.4=303.57Mpa=0.88*380/1.4=238.86Mpa計(jì)算載荷系數(shù)KK==1*1.12*1*1.35=1.512查取齒形系數(shù)：由表10-5查得=2.65，=2.194查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得=1.58，=1.783計(jì)算大小齒輪的并加以比較=2.65*1.58/303.57=0.01379=2.194*1.783/238.86=0.016377可知大齒輪的數(shù)值大（5）設(shè)計(jì)計(jì)算=（4—13）=0.6835mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)0.6835并就近圓整m=0.8mm算出小齒輪齒數(shù):大齒輪：Z2=29*1.667=49.7Z2=50幾何尺寸計(jì)算：1)計(jì)算分度圓直徑=29*0.8=23.2mm=50*0.8=40mm2)計(jì)算中心距a=（）/2=（23.2+40）/2=31.6mm3)計(jì)算齒輪寬度=1*23.2mm=23.2mm取B2=23mmB1=28mm聯(lián)軸器的選擇本機(jī)械裝置有一定的沖擊振動(dòng)，工作不連續(xù)，啟動(dòng)比較頻繁。根據(jù)其要求查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（成大先）--軸及其聯(lián)接》選擇彈性柱銷齒式聯(lián)軸器（GB/T5015--1985）聯(lián)軸器參數(shù)如下表：表4-4聯(lián)軸器選用參數(shù)表型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速軸孔直徑軸孔長(zhǎng)度DBS轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J重量Y型Z型L/Nm/mm/kgZLD1100400020、24523876422.50.00040.86步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算與選型步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一,廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。本對(duì)刀裝置就選用運(yùn)用了步進(jìn)電機(jī)。本步進(jìn)電機(jī)預(yù)先選用130BYG5501型號(hào)。永磁感應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)技術(shù)參數(shù)表：表4-5步進(jìn)電機(jī)參數(shù)表型號(hào)相數(shù)步距角（DEG）電壓/A電流靜轉(zhuǎn)矩運(yùn)動(dòng)頻率轉(zhuǎn)動(dòng)慣量130BYG250120.90/1.80130-310627>=2033130BYG50220.90/1.80120-310740>=1548130BYG550150.360/0.720120-310520>=2033130BYG550250.360/0.720120-310530>=2048130BYG550350.360/0.720120-310540>=1560計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JeqJ＝Jm+Jz1+（Jz2+Jw+Js）/i＝55.68kg.cm2（4—15）其中，Jw＝1.13kg.cm2電機(jī)所負(fù)的最轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jm＝33kg.cm2齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：Jz1＝0.954kg.cm2Jz2＝1.98kg.cm2絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:Js＝27.65kg.cm2計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩TeqTeq1＝Tamax+TfTamax＝2πJeqnm/60ta×1/η（4—16）其中，nm——步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。ta——步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止到nm轉(zhuǎn)速所需的時(shí)間。又nm＝vmaxα/360°δta＝0.35s，η＝0.7，所以，Tamax＝2π×55.68×10-4×1200/（60×0.35×0.7）N.m≈2.854N.mTf＝μ（Fc+G）Ph/（2πη）（4—17）其中，μ——導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)，滑動(dòng)導(dǎo)軌取0.16。Fc——工作負(fù)載。η——傳動(dòng)鏈總效率，取0.7。所以，Tf＝0.16×（0+10000）×0.006/（2π×0.7×1.2）N.m≈2.16N.m所以，Teq1＝Tamax+Tf＝5.014N.mTeq2=Tt+TfTt=FfPh/（2πηi）＝1121.9×0.006/（2π×0.7×1.2）N.m≈1.43N.mTf＝μ（Fc+G）Ph/（2πηi）＝0.16×（3205.3+10000）×0.006/（2π×0.7×1.2）N.m≈2.403N.m所以，Teq2=Tt+Tf＝3.833N.m經(jīng)過(guò)上述計(jì)算后，Teq＝max｛Teq1，Teq2｝＝5.014N.m步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩Tjmax≥4Teq＝4×5.014N.m＝20.05N.m，可見(jiàn)對(duì)于預(yù)選的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)完全滿足工作要求。（4）齒輪傳遞功率的計(jì)算最大工作負(fù)載，最快工進(jìn)速度時(shí)：由式（6-7）可知，齒輪需要傳遞的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩Teq2=1.78N.m，最快工進(jìn)速度vmaxf=600mm/min，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nmaxf=（vmaxf/δz）α/360=123r/min。傳遞的功率為P=nmaxfTeq2/9.55=123×3.833/9.55W≈49.367W。由于齒輪額定功率的總大于被傳遞的功率，因此，選擇的齒輪傳動(dòng)功率也合格。車床車刀快速準(zhǔn)確移動(dòng)機(jī)械裝置的總體設(shè)計(jì)車床車刀快速準(zhǔn)確移動(dòng)的機(jī)械裝置主要零件型號(hào)總結(jié)：（1）步進(jìn)電機(jī)就是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰妻D(zhuǎn)動(dòng)或線位移移的開(kāi)環(huán)控元件。在機(jī)械裝置中起到源的作用，提供動(dòng)力。經(jīng)上節(jié)計(jì)算校核最終選130BYG5501型號(hào)。（2）聯(lián)軸器是用來(lái)聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高速傳動(dòng)中，聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。經(jīng)上節(jié)計(jì)算校核選擇彈性柱銷齒式聯(lián)軸器ZLD1型號(hào)。（3）軸承用于確定旋轉(zhuǎn)軸與其他零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)位置，起支承或?qū)蜃饔玫牧悴考?。該裝置軸承采用兩端固定的支承形式，選背對(duì)背60角接觸推力球軸承，支承軸承盡可能選擇用大接觸角軸承,以便提高剛。經(jīng)上節(jié)計(jì)算校核最終選用7602030TVP軸承。（4）齒輪傳動(dòng)是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比精確，工作可靠、效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，符合設(shè)計(jì)要求。經(jīng)上節(jié)計(jì)算校核選用m=0.8,z1=29,z2=50。（5）珠絲杠螺母副是以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，摩擦損失小，傳動(dòng)效率高,動(dòng)作靈敏，低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好，隨動(dòng)精度和定位精度高力小，可以進(jìn)行逆向傳動(dòng)，自鎖，靜摩擦力差小，符合設(shè)計(jì)要求。經(jīng)上節(jié)計(jì)算校核最終選用4006—4型珠絲杠螺母副。對(duì)于上節(jié)車刀快速準(zhǔn)確移動(dòng)機(jī)械裝置的各個(gè)構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，組成該整體機(jī)械裝置，實(shí)現(xiàn)從步進(jìn)電機(jī)至刀架間的傳遞運(yùn)動(dòng)。圖4-6CA6140車床車刀快速準(zhǔn)確移動(dòng)機(jī)械裝置1—步進(jìn)電機(jī)2—聯(lián)軸器3—角接觸軸承4—齒輪傳動(dòng)5—滾珠絲杠傳動(dòng)6—固定燕尾導(dǎo)軌7—配合的活動(dòng)燕尾8—緊定螺母9—刀架機(jī)械部分傳動(dòng)過(guò)程：首先通過(guò)步進(jìn)電機(jī)1輸出動(dòng)力，由聯(lián)軸器2傳動(dòng)，帶動(dòng)軸上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；然后經(jīng)減速齒輪傳動(dòng)過(guò)程4使自身軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滾珠絲杠裝置5，經(jīng)緊定螺母8鎖緊使刀架與滾珠絲杠螺母一體，并經(jīng)燕尾導(dǎo)軌的限制轉(zhuǎn)動(dòng)后，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為了滾珠絲杠螺母與刀架上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀架的快速移動(dòng)。通過(guò)該裝置可實(shí)現(xiàn)電機(jī)接到一脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)0.720，經(jīng)齒輪傳動(dòng)（傳動(dòng)比1.6667）后,角度轉(zhuǎn)換為0.720*1.6667=1.20,當(dāng)傳到滾珠絲杠（導(dǎo)程6）時(shí)，進(jìn)行位移換算為1.20*6/360=0.02。因此本傳動(dòng)裝置可實(shí)現(xiàn)脈沖當(dāng)量為0.02。結(jié)束語(yǔ)本論文的論題來(lái)源于金工實(shí)習(xí)的自身體驗(yàn)獲得，對(duì)該論題我有大的熱情。通過(guò)查閱文獻(xiàn)來(lái)獲得了大量資料，更加全面的了解及掌握大量的專業(yè)知識(shí)，更好的去分析設(shè)計(jì)本論文。通過(guò)現(xiàn)有車床加工的工件常見(jiàn)的問(wèn)題入手，開(kāi)始分析原因，引入本設(shè)計(jì)課題，進(jìn)行初步構(gòu)思設(shè)想，然后查閱資料及老師的指導(dǎo)確立整體方案，最后進(jìn)行論文計(jì)算設(shè)計(jì)及繪圖設(shè)計(jì)。對(duì)于普通車刀快速準(zhǔn)確對(duì)刀問(wèn)題嚴(yán)重影響這生產(chǎn)效率，甚至影響加工者心情，使加工制造業(yè)的快速發(fā)展起到一定阻礙作用，對(duì)這個(gè)論題應(yīng)引起各方注意。

致謝本論文在余老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成，在此期間余老師撰寫期間進(jìn)行諸多指正，從課題的擬定到方案確定，都離不開(kāi)老師的心血，使論文最終得以完成。在此對(duì)老師