DMG五軸數(shù)控加工中心工作臺設(shè)計

本科論文目錄TOC\o"1-3"\h\u2348摘要 I1894Abstract II11221緒論 1203841.1課題研究的背景及意義 1153351.2國內(nèi)外數(shù)控機床的研究動態(tài) 2120351.2.1國內(nèi)外數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀 220591.2.2數(shù)控機床工作臺發(fā)展現(xiàn)狀 359611.3本章小結(jié) 3179782電機直驅(qū)式X-Y工作臺設(shè)計 5246642.1工作臺的總體設(shè)計及要求參數(shù) 598222.2刀具選用及切削力負(fù)載計算 5152642.2.1選用刀具 562822.2.2切削力計算 6296102.3工作臺T型槽及導(dǎo)軌設(shè)計 7299242.4X、Y軸向?qū)к壿d荷分析 8165962.4.1X軸向?qū)к壿d荷分析 861042.4.2Y軸向?qū)к壿d荷分析 895382.5.絲杠選用 9155742.5.1y軸向絲杠載荷計算 943682.5.2y軸向絲杠剛度校核 10297492.5.3x、y軸向絲杠的穩(wěn)定性校核 11228462.6聯(lián)軸器選用 11135462.7電機的選用 1279322.7.1電機等效載荷分析 12207882.7.2性能校核 12292362.8軸承的選用 1334372.9本章小結(jié) 1444863搖籃轉(zhuǎn)臺的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 15211513.1搖籃工作臺的工作原理 15315123.2搖籃工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計 156583.3傳動機構(gòu)設(shè)計方案的選定 16237783.4搖籃工作臺驅(qū)動系統(tǒng)的選型計算 16249373.4.1C軸伺服電機及傳動機構(gòu)的選型計算 17103363.4.2A軸伺服電機及傳動機構(gòu)的選型計算 18268903.5本章小結(jié) 19278554基于solidworks的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析 20155884.1結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析概述 20297974.2Y軸托架靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析 20268364.3軸承剛度分析 24174374.4本章小結(jié) 2711316結(jié)論 2823309參考文獻 2923127致謝 31摘要隨著世界科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展跟機械制造自動化程度的提升,機床奔向高度自動化發(fā)展。在這種境況下,數(shù)控機床有了充分施展身手的空間。目前，我國正處在增大內(nèi)需以及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要時期,但現(xiàn)在我國CNC機床的性能和水平較美德日相比還很難以與其并駕齊驅(qū),高檔的CNC加工中心大部分依賴進口,與此同時,有些核心技術(shù)與軍工裝備掛鉤,發(fā)達國家把高品質(zhì)CNC加工中心當(dāng)做戰(zhàn)略資源嚴(yán)格把關(guān),控制他國進口。目前,多軸CNC技術(shù)在機械行業(yè)的地位迅速攀升,尤其在于模具制造和汽車制造業(yè)里的多曲面加工,此技術(shù)有關(guān)機械、電子等多門專業(yè),設(shè)計、實驗很困難,探究多軸數(shù)控中心的重要核心,使得高品質(zhì)多軸CNC加工中心國有化、系統(tǒng)化和數(shù)量化的能力,提高國內(nèi)制造優(yōu)良品質(zhì)多軸CNC機床的能力,滿足當(dāng)前制造業(yè)的需求,是機械制造業(yè)的迫切需要[1]。工作臺是數(shù)控機床的重要組成部件之一,本設(shè)計主要包括工作臺結(jié)構(gòu)設(shè)計、工作臺和機械驅(qū)動部件的設(shè)計包括工作臺傳動方式的確定、傳動絲杠結(jié)構(gòu)方式確定、絲杠的校核計算等。關(guān)鍵詞：機械加工；五軸數(shù)控機床;電機直驅(qū);四軸工作臺;靜力學(xué)分析

AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnologyandtheimprovementofmechanicalautomation,machinetoolsaredevelopingtowardsthedirectionofhighefficiencyautomation.Inthiscase,CNCmachinetoolscanappearanddevelopwidely.Atpresent,Chinaisinacriticalperiodofexpandingdomesticdemandandindustrialtransformationandupgrading,butatpresent,thetechnicallevelandperformanceofChina'sCNCmachinetoolsarestillfarbehinddevelopedcountries.Mostofthehigh-endCNCmachiningcentersrelyonimports.Atthesametime,asthestrategicequipmentofnationaldefenseandmilitaryindustry,somedevelopedcountriesregardthehigh-performanceCNCmachiningcentersasstrategicmaterialsunderstrictcontrol,limitingChina'simports.Atpresent,multiaxisnumericalcontroltechnologyplaysanincreasinglyprominentroleinthemanufacturingindustry,especiallyinthemoldandautomobilemanufacturingindustry.Thistechnologyinvolvesmachinery,electronicsandotherdisciplines,andisdifficulttodesignandexperiment.Itisnecessarytostudythekeytechnologiesoffiveaxismachiningcenter,soastoformthecapacityoflocalization,serializationandmassproductionofhigh-performancefiveaxislinkagemachiningcenter,Itisanurgentrequirementforthewholeindustrytodevelopdomesticfiveaxislinkagemachinetoolsofgoodqualitytomeettheproductionneedsofthewholemanufacturingindustry.WorktableisoneoftheimportantcomponentsofCNCmachinetools.Thisdesignmainlyincludesthestructuraldesignofworktable,thedesignofworktableandmechanicaltransmissioncomponents,includingthedeterminationofthetransmissionmodeofworktable,thedeterminationofthestructuralformoftransmissionleadscrew,thecheckcalculationofleadscrew,etc.Keywords:machining;fiveaxisCNCmachine;directdriveofmotor;fouraxisworktable;staticsanalysis1緒論1.1課題研究的背景及意義眾所周知，一個國家制造業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)和發(fā)展高度基本上就決定了一個國家的發(fā)展程度以及現(xiàn)代化程度,進一步說,，影響機械制造業(yè)發(fā)展的一個非常重要的因素是數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2]。CNC技術(shù)的發(fā)展在很大程度上決定了一個國家機械工業(yè)的地位。因此，各國在發(fā)展與數(shù)控相關(guān)的產(chǎn)業(yè)方面競爭激烈，但是中國對數(shù)控技術(shù)的研究起步較晚，與發(fā)達國家的差距仍然很大。盡管該國越來越重視CNC行業(yè)，但還有很長的路要走。自20世紀(jì)末以來，中國的機械工業(yè)取得了長足的進步，但在數(shù)字化和高精度方面仍然存在很大的缺陷，因此，迫切需要大力發(fā)展精密數(shù)控機床。世界上制造業(yè)獲得如此巨大發(fā)展是離不開CNC技術(shù)的不斷進步的。五軸數(shù)控機床已成為發(fā)達國家和發(fā)展中國家競相研究的關(guān)鍵工業(yè)技術(shù)，代表了數(shù)控機床的高端產(chǎn)品，對國家制造業(yè)水平產(chǎn)生了重大影響[3]。五軸CNC機床的高端產(chǎn)品不僅可以加工相對側(cè)的不同角度和不同半徑，而且加工的質(zhì)量和精度也很高。具備這些優(yōu)點的前提就是要要有一個數(shù)控多軸工作臺。添加數(shù)控多軸工作臺后，數(shù)控機床的應(yīng)用加工能力大大提高。與傳統(tǒng)的加工方法相比，具有以下優(yōu)點：提高加工質(zhì)量和效率。主軸軸線實時與加工面法線方向重合，可采用線接觸加工，不光大大提升了加工速度,并且大大提升了加工品質(zhì),加工后的表面質(zhì)量得到了改善。擴大加工范圍。針對各種形狀的零件來講，怎樣進行各個方向的加工十分重要。而且，某些零件在加工過程中可能對位置精度有相互影響，并且在添加兩個軸后的位置精度由母機的制造和組裝精度來保證。可以適應(yīng)于今后的多功能化發(fā)展趨勢。近年來，機械工業(yè)的發(fā)展越來越快，這不再是對加工速度的簡單追求，而是在確保加工速度的同時提高加工的準(zhǔn)確性和通用性[4]。多功能的須求是可以進行連貫加工，方便避免多次裝夾所導(dǎo)致的誤差，然后以實現(xiàn)集中加工的方法。德國DMG公司的多功能加工機床代表著如今發(fā)展的新趨勢，它把車削和銑削聯(lián)合起來，使得車銑復(fù)合減少了工件裝夾次數(shù)，不單縮短了加工時間,也使得加工位置精度得到保障,并且大大節(jié)省了傳統(tǒng)加工所需空間。先進的制造技術(shù)是機械制造業(yè)不可或缺的組成部分之一。在國家經(jīng)濟發(fā)展以及國防軍工建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用前景[5]。1.2國內(nèi)外數(shù)控機床的研究動態(tài)1.2.1國內(nèi)外數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀目前，國產(chǎn)數(shù)控機床品牌從床子的種類、性能、精確度和生產(chǎn)數(shù)量等能力上都有著明顯的提升,而且在某些關(guān)鍵技術(shù)方面也有了重大突破。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)的數(shù)控機床行業(yè)上包括了1500種機床這幾乎涵蓋了金屬切削機床的全部類型。這些數(shù)據(jù)顯示著國內(nèi)數(shù)控機床已進入到了快速發(fā)展的時期。如今我國已經(jīng)能夠提供網(wǎng)絡(luò)化、集成化、柔性化的CNC機床。同時，中國也加入了世界高速數(shù)控機床和高精度數(shù)控機床生產(chǎn)國的行列[6]。隨著電子信息技術(shù)的進一步發(fā)展。世界機床行業(yè)已進入了以數(shù)字制造技術(shù)為中心的機電一體化時代，這當(dāng)中CNC機床是其中的代表產(chǎn)品之一?，F(xiàn)在，美德日等工業(yè)化國家已經(jīng)相繼完成了數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)化進程。自1980年代以來，國產(chǎn)數(shù)控機床一直處于低水平的過度發(fā)展?fàn)顟B(tài)，中級水平進展甚微，大多數(shù)高級設(shè)備依賴于尷尬的進口形勢，尤其是國家重點要求的關(guān)鍵設(shè)備。項目主要取決于進口，而技術(shù)則取決于其他項目。同時，我國的利用性技術(shù)和集成電路能力仍然較低，有關(guān)技術(shù)規(guī)格以及標(biāo)準(zhǔn)的研討和裁定相對落后，國產(chǎn)CNC機床還沒有形成氣候。同時，我國CNC機床行業(yè)依舊在系統(tǒng)的技術(shù)學(xué)習(xí)以及后勤保障流程上滯后，我們的營銷能力以及治理能力還很低。更關(guān)鍵的原因是自主創(chuàng)新的能力還很不足[7]。幾乎沒有完全自行開發(fā)和擁有專利的CNC系統(tǒng)。這些方面限制了國有數(shù)控機床企業(yè)的發(fā)展。在國際上，美國，德國和日本是世界上數(shù)控機床的科學(xué)研究、設(shè)計、生產(chǎn)和應(yīng)用方面擁有最先進的技能和經(jīng)驗的國家。美國的特點是：無論政府還是國防部，都非常支持其發(fā)展,并且提供充足的項目經(jīng)費用于技術(shù)的研發(fā)，并且搜羅一流人才，并器重科研。德國數(shù)控機床在傳統(tǒng)機械設(shè)計制造技術(shù)和先進技術(shù)的基礎(chǔ)上與時俱進，在加強科學(xué)研究的基礎(chǔ)上不斷利用先進的電子信息技術(shù)進行創(chuàng)新和發(fā)展。聞名的西門子系統(tǒng)是當(dāng)之無愧的世界一流CNC系統(tǒng)。日本數(shù)控機床的興起離不開政府的大力支持通過規(guī)劃和擬定法規(guī)以及提供充足研發(fā)經(jīng)費，提供政策鼓勵舉全國之力鼓勵私人企業(yè)機構(gòu)發(fā)展數(shù)控機床。在數(shù)控系統(tǒng)方面，日本學(xué)習(xí)德國，有了自主研發(fā)的發(fā)那科系統(tǒng)，在性能各方面與西門子幾乎并駕齊驅(qū)，而且其在中國的市場非常廣闊[8]。國產(chǎn)數(shù)控機床在不斷的發(fā)展之中。發(fā)展速度也非?？?，與國際領(lǐng)先水平之間的差距必然是會縮小的。但是，國產(chǎn)CNC機床的發(fā)展依舊有著很多困難，比如在政策指導(dǎo)方面的缺乏，核心技術(shù)方面的疲軟和殺手锏的缺少。這使得民族品牌與國際品牌之間有著很大的落差，難以望其項背。但我們應(yīng)虛心求學(xué)，先做個好學(xué)生，師夷長技，只有學(xué)得好才能用的好。因此，中國應(yīng)大力發(fā)展機床工業(yè)，全方位發(fā)展，力爭盡快達到日本，德國等國家的水平。1.2.2數(shù)控機床工作臺發(fā)展現(xiàn)狀數(shù)控工作臺作為數(shù)控機床的關(guān)鍵加工部件之一，它可以更方便實現(xiàn)機床的多方面加工，保證加工精度、擴大加工領(lǐng)域、提高工作效率。但是，目前國產(chǎn)的，具有生產(chǎn)CNC工作臺能力的企業(yè)并不多，而且產(chǎn)品種類短少、規(guī)格單一、質(zhì)量穩(wěn)定性差、功能可靠性低、精度又不足，這完全沒有達到巨大的機床行業(yè)市場的需求[9]。因此國內(nèi)許多的機床制造廠商通過國外或從臺灣進口大批的CNC工作臺。隨著我國制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，加工中心的需求也水漲船高，CNC工作臺市場的發(fā)展趨向則有著以下這些特點:1、在開發(fā)小型數(shù)控工作臺的同時開發(fā)大型數(shù)控工作臺以順應(yīng)現(xiàn)在市場的須要;2、在類型上則研制雙軸或多軸并聯(lián)的數(shù)字控制工作臺。在產(chǎn)品品質(zhì)，性能，外觀設(shè)計，結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，精度穩(wěn)定性等方面，國產(chǎn)數(shù)控工作臺和發(fā)達國家相比仍存在較大差距[10]。所以，我國數(shù)控工作臺生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，走專業(yè)化生產(chǎn)之路，面向市場，參與競爭，以生產(chǎn)出更高水平的數(shù)控工作臺。1.3本章小結(jié)本章簡單地介紹了研究課題的背景和意義、并比較國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀找出我國自身不足及今后的研究趨勢，還介紹了工作臺的發(fā)展現(xiàn)狀及其特點和對機械加工的意義。

2電機直驅(qū)式X-Y工作臺設(shè)計2.1工作臺的總體設(shè)計及要求參數(shù)本工作臺，是以步進電機為動力源，以導(dǎo)軌做垂直方向的支撐，以絲桿螺母機構(gòu)實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)到直線運動的轉(zhuǎn)換，使得工作臺可以進行x-y雙方向的直線位移，而控制方面則由單片機進行總體電信號控制，既而控制步進電機的運行狀況。設(shè)計要求參數(shù)如表2-1所示：表2.1設(shè)計要求參數(shù)最大銑刀直徑Φmm最大銑削寬度ae最大銑削深度ap加工材料工作臺加工范圍（mm）最大移動速度20mm10mm5mm碳鋼X=250，Y=2003m/min精度要求±0.01mm，脈沖當(dāng)量要求0.01mm，主要工作服務(wù)對象：銑床，實現(xiàn)銑床上的平面輪廓加工。最終總體方案設(shè)計如圖2.1所示：圖2.1總體三維圖2.2刀具選用及切削力負(fù)載計算2.2.1選用刀具由于為輪廓切削，因此選用立銑刀。由于高速鋼立銑刀在10000r/min以下，引起的切削力普遍較大，應(yīng)根據(jù)危險載荷優(yōu)先考慮到設(shè)計中的思路，而采用高速鋼立銑刀。查高速鋼立銑刀銑削碳鋼材料的工件時，銑削力的計算公式為：(2-1)式中：CFaed0Z銑刀齒數(shù)；ap由公式可知，刀具半徑越小，切削力越大，齒數(shù)越大，切削力越大由于要注意臨界條件，即本產(chǎn)品最大負(fù)載的情況，因此要考慮會引起最大切削力的立銑刀和粗加工時的狀況。如圖2.2所示：圖2.2常用標(biāo)準(zhǔn)銑刀規(guī)格及主要參數(shù)立銑刀在Φ20以下的直徑有Φ14和Φ16，且齒數(shù)均為3，立銑刀齒數(shù)有2、3、4、6齒，其中6齒細(xì)齒立銑刀為用于精加工刀具，不宜粗加工，所以不應(yīng)選用6齒立銑刀進行切削力較大的粗加工，而4齒的應(yīng)用廣，通用性強，粗精加工皆可[12]。由于本設(shè)計要求的銑刀最大直徑不超過20，因此本設(shè)計中選3齒立銑刀進行計算，銑刀參數(shù)如圖2.2所示。而刀具直徑假設(shè)選為Φ14。2.2.2切削力計算而最大粗加工條件為=5mm，=10mm，根據(jù)最危險條件，此兩個參數(shù)為設(shè)計所應(yīng)用。選為0.1，而又由參考文獻資料可得到=669，通過公式進行計算可知：由參考文獻資料可知各方向的力與Fc間關(guān)系可得不對稱端逆銑時：進給力1288.516N，橫向進給力1002N，垂直進給力787.426N。不對稱端順銑時：進給力429.505N，橫向進給力1431.684N，垂直進給力787.426N。2.3工作臺T型槽及導(dǎo)軌設(shè)計設(shè)計要求的行程為250mm×200mm，因為需要讓行程中的最大工件在行程中的每一個位置都可以進行加工，和考慮夾具安裝的因素，因此工作臺尺寸應(yīng)該要留有安裝夾具和工件的空間，使得工作臺尺寸應(yīng)該比設(shè)計要求的行程要大，經(jīng)過綜合考慮定為276mm×256mm。尺寸圖如圖2.3所示：圖2.3T型槽尺寸上表為T形槽的國標(biāo)要求GB/T158-1996，根據(jù)工件載荷要求和夾具裝夾空間要求查表，選用T形槽的基本尺寸A6[13]。根據(jù)行程要求和工作臺尺寸初始選用x導(dǎo)軌長度為576mm，y導(dǎo)軌長度為500mm。2.4X、Y軸向?qū)к壿d荷分析2.4.1X軸向?qū)к壿d荷分析根據(jù)碳鋼工件的密度ρ=7.85g/cm^3，工作臺為HT250密度ρ=7.2g/cm^3,工件最大尺寸為250mm×200mm×200mm，通過將尺寸定下后，與solidworks繪圖軟件中繪制成型后，以計算機計算出的參數(shù)如圖2.4所示,設(shè)工件、夾具和工作臺總質(zhì)量為m1夾具質(zhì)量假定為12.5Kg。m1=7.85×25×20×20×0.001+19.222+12.5=110.222kg，所以G=1102.222N。圖2.4工作臺參數(shù)滑塊布置尺寸為185mm×160mm，該尺寸為滑塊支撐中心形成的矩形的長寬，滑塊數(shù)為4，雙導(dǎo)軌支撐，每一個導(dǎo)軌上有兩個滑塊[14]。當(dāng)最大工件安裝時完全裝偏于一角，則此時有一個滑塊承受最多最大的載荷，考慮此危險條件，根據(jù)尺寸和受力分析，得出最大載荷的計算式子為：2.4.2Y軸向?qū)к壿d荷分析將相應(yīng)材質(zhì)輸入到solidwork軟件中，繪制實體后以軟件進行分析計算，質(zhì)量計算如圖2.5所示：圖2.5Y軸載荷my0=81.134kg+12.5kg+7.85×25×20×20×0.001kg,加上電機和電機架子的質(zhì)量my1=35kg，總質(zhì)量為my=207.134kg，Gy=2071.134N。y導(dǎo)軌滑塊的支撐點分布矩形為244.5mm×135mm則異常最大受力，288mm為本產(chǎn)品無限位恢復(fù)裝置時會產(chǎn)生x總行程，正常工作時x總行程為250mm[15]。正常時最大受力：。2.5.絲杠選用2.5.1y軸向絲杠載荷計算依照參考文獻資料，有三角形導(dǎo)軌對應(yīng)絲杠的最大工作承載公式為[16]：(2-2)式中：進給方向載荷；垂直載荷。其中根據(jù)導(dǎo)軌為滾動導(dǎo)軌，K=1.15，μ取0.005，G=2071.134N，，。Fm==1.15×1288.516+0.005×（787.426+2071.134）N=1496.086N依照參考文獻資料，有最大動載荷的計算方法為[17]：。假如工作臺在進行粗加工時接受的最大切削力時的進給速度為v=400mm/min，初選絲杠導(dǎo)程，則此時絲杠轉(zhuǎn)速取滾珠絲杠的使用壽命T=15000h，帶入,取載荷系數(shù)，由硬度55HRC可知，,根據(jù)Ca≥F的條件可知道，無絲杠可用，于是換選導(dǎo)程，?？紤]到剛度要求，于是選用GD系列3206-4絲杠，根據(jù)《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》得傳動效率公式：。式中，絲杠螺旋升角,摩擦角取10′≈0.167°，則有η=0.953。由于該絲杠的最大轉(zhuǎn)速為500r/min，轉(zhuǎn)速過低，因此不會涉及超過第一臨界轉(zhuǎn)速的問題[18]。2.5.2y軸向絲杠剛度校核本工作臺的絲杠皆采用雙推-雙推的支撐結(jié)構(gòu)，兩邊分別采用兩個圓錐滾子軸承“背對背”，如圖2.6所示：圖2.6絲杠左右支撐的中心距離大概是a=420mm，鋼的彈性模量E=2.1×10^5MPa，依照參考文獻資料，有滾珠直徑3.969mm，絲杠底徑d2=27.2mm，絲杠的截面積S=π/4=581.069mm2[19]。忽略式3-25中的第二項，得出絲杠在工作載荷為Fm的情況下產(chǎn)生的拉、壓形變量：在預(yù)緊力時，滾珠與滾道間的接觸變形量,=0.007913mm<0.008mm。剛度足夠，由于y軸向和x軸向絲杠為同款絲杠，而y軸向承載較大，因此x軸向也應(yīng)該滿足條件。2.5.3x、y軸向絲杠的穩(wěn)定性校核本工作臺的絲杠采用雙推-雙推結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性強，經(jīng)過預(yù)拉伸后可承受一定的溫度應(yīng)力，以抵抗壓彎變形?？墒菫楸苊廨S向失穩(wěn)，此處進行穩(wěn)定性校核。首先，查閱參考文獻資料可知，失穩(wěn)時的軸向臨界載荷應(yīng)滿足：(2-3)式中：臨界載荷；絲杠支承系數(shù)；I截面慣性矩，I=26087.049；K壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)，K＝4。計算得到，遠(yuǎn)超F(xiàn)m，因此y軸向絲杠合格同樣的將x軸向絲杠的支撐長度a=496代入可得：依然遠(yuǎn)超F(xiàn)m，兩絲杠合格,最終選用GD3206-4絲桿[20]。2.6聯(lián)軸器選用該工作臺可安裝在數(shù)控銑床上，用于銑削加工。初選GYS型有對中榫凸緣聯(lián)軸器。它的優(yōu)點：不具備徑向，軸向和角度補償功能，剛性好，傳遞扭矩大，結(jié)構(gòu)簡潔，工作可靠性高，維修起來也簡單，可用于兩軸對中精度優(yōu)良的一般軸系傳動[21]。依照參考文獻查取GYS2J1型凸緣聯(lián)軸器GB/T5843—2003。質(zhì)量1.72kg，轉(zhuǎn)動慣量。2.7電機的選用2.7.1電機等效載荷分析根據(jù)脈沖當(dāng)量為0.01mm和傳動比i=1，要求電動機步距角為0.6°初步試用110BYG3502步進電動機,轉(zhuǎn)動慣量，工作臺換算到y(tǒng)軸電機上的轉(zhuǎn)動慣量:，等價轉(zhuǎn)動慣量，一對的圓錐滾子軸承效能是0.98，絲桿效能是0.953，換算到電機軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩[22]：Teq==6=1.355N·m快速空載起動時，換算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩：。取0.65s移動部件運動時換算到電動機軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩：無負(fù)荷時的摩擦轉(zhuǎn)矩為：。最大切削深度時的摩擦轉(zhuǎn)矩為：。預(yù)緊后換算到電動機轉(zhuǎn)軸上的附帶摩擦轉(zhuǎn)矩：。無負(fù)荷時。最大工作負(fù)載時電動機轉(zhuǎn)軸所接受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，其中，F(xiàn)為最大進給方向工作載荷1288.516N，，K取4，。2.7.2性能校核根據(jù)設(shè)計要求最快進給速度為400mm/min，則電機的對應(yīng)運行頻率為:。依照參考文獻資料，查得110BYG3502電機在此頻率下轉(zhuǎn)矩在15~15.7N，明顯要比大，因此此處校驗合格。空載最大移動速度頻率，相應(yīng)的電機轉(zhuǎn)矩在10~12N，明顯比要大，因此此處校驗合格[23]。啟動頻率估算式子為：因此控制系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)這個轉(zhuǎn)頻，來控制起動脈沖頻率。最終確定x與y軸電機為110BYG3502，本校核和分析皆按照y軸電機分析，由于x與y軸的工作情況相比較，y軸向的工作環(huán)境的所有有關(guān)參數(shù)都要比x軸惡劣，所以，當(dāng)y軸電機通過校核，x軸電機也必然通過校核。2.8軸承的選用軸承在工作臺中所擔(dān)任的功能即是在承受加工件的負(fù)荷之下要保證達到要求的精度，軸承的回轉(zhuǎn)精度直接關(guān)系著軸承在徑向的誤差，支撐剛度關(guān)系著軸向誤差，因此選用合適的軸承類型尤為關(guān)鍵。考慮到為托架選用軸承，正常工作時載荷較大，所以考慮到圓錐滾子軸承[24]。圖2.7圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承主要用于接收以徑向載荷為主的徑向軸向聯(lián)合載荷，與深溝球軸承相比，承受能力大，極限轉(zhuǎn)速低。并且能夠單獨承載一個方向的軸向載荷。能夠限制軸或者外殼一個方向上的位移。根據(jù)本次設(shè)計需求，X、Y軸向托架載荷較大，選用單列圓錐滾子軸承較為合適。2.9本章小結(jié)本章主要內(nèi)容是對X、Y雙軸工作臺進行總體設(shè)計，包括其結(jié)構(gòu)設(shè)計，并結(jié)合實際工作時的情況，對X、Y軸載荷和絲杠載荷及其剛度進行計算，也詳細(xì)地對工作臺槽體、導(dǎo)軌設(shè)計及選用，以及絲杠、聯(lián)軸器、電機、軸承的選用等方面進行介紹。

3搖籃轉(zhuǎn)臺的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1搖籃工作臺的工作原理A/C軸搖籃工作臺主要由A軸箱體、工作臺、蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)等組成。工作臺固定在C軸上，跟C軸同時做360°回轉(zhuǎn)運動;C軸固定在A軸箱體內(nèi)部，A軸箱體與床身前半部分直接固定。C軸箱體由A軸帶動做+10°~-100°的擺動運動。A/C軸都是以蝸輪蝸桿裝置為傳動裝置，A軸箱體內(nèi)設(shè)置有夾緊裝置，以方便加工的時候工作臺的固定，這樣切削時就可以保證定位精度滿足需求。3.2搖籃工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計A/C軸搖籃工作臺通過A軸箱體裝配在床身的前部，C軸固定在A軸箱體內(nèi)部。左方是驅(qū)動端，C軸箱體通過伺服電機驅(qū)動蝸輪蝸桿機構(gòu)傳動做雙向擺動運動。右方A軸尾部設(shè)定有角度編碼器，方便實現(xiàn)A軸的閉環(huán)控制。左方A軸尾部放有超限位開關(guān)，以實現(xiàn)A軸在擺動過程中的超極限位置報警功能。C軸兩側(cè)用于連接A軸，伺服電機置于箱體內(nèi)部，通過同步齒形帶來帶動蝸輪蝸桿機構(gòu)，用以驅(qū)動工作臺做回轉(zhuǎn)運動。C軸尾端裝有角度編碼器，用于實現(xiàn)C軸的閉環(huán)控制。由于C軸所有的關(guān)鍵部件都集成安裝在箱體內(nèi)部，使C軸箱體外觀看起來類似搖籃，因此，這類轉(zhuǎn)臺也叫搖籃式轉(zhuǎn)臺，如圖3.1所示：圖3.1搖籃工作臺設(shè)計搖籃工作臺的目的實際上就是為了實現(xiàn)真正的五軸加工，即X、Y、A、C加上機床主軸(可上下移動的Z軸)構(gòu)成五軸工作臺，整體三維模型如圖3.2所示：圖3.2四軸工作臺3.3傳動機構(gòu)設(shè)計方案的選定本課題所設(shè)計的工作臺是基于DMG50P五軸數(shù)控機床。主要用于各種燃機、壓氣機葉輪和小型模具的加工，是目前用途最廣的一類五軸聯(lián)動機床。因此，要求轉(zhuǎn)臺必須能夠承載滿足旋轉(zhuǎn)半徑要求的各種工件，因此要求轉(zhuǎn)臺的承載能力更高[25]。與電機直接驅(qū)動以及凸輪傳動機構(gòu)相比，蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡潔、緊湊，沖擊負(fù)載小，傳動過程平穩(wěn)，方便自鎖，并且易于實現(xiàn)較高的傳動比，以獲得較高的轉(zhuǎn)矩。雖在轉(zhuǎn)速方面與力矩電機有一定差距，但10~30r/min的轉(zhuǎn)速已經(jīng)可以達到五軸加工的需求。蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)通過除去間隙，使反向間隙變小;再與角度編碼器的限位反饋配合以形成閉環(huán)控制，它的定位精度非常能夠達到五軸加工機床的設(shè)計需求，同時，與凸輪傳動機構(gòu)相比，蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)在成本上也更低[26]。綜上所述，選擇蝸輪蝸桿機構(gòu)做為搖籃工作臺的傳動機構(gòu)。3.4搖籃工作臺驅(qū)動系統(tǒng)的選型計算驅(qū)動系統(tǒng)是搖籃工作臺的重要部分，因此，電機的選用就很關(guān)鍵。首要任務(wù)就是選出達到工作載荷需求的電機，之后再從性能、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量等技術(shù)指標(biāo)和成本指標(biāo)選擇最適合的電機。為了使工作臺的進給執(zhí)行部件具有較好的響應(yīng)速度，需要選用響應(yīng)速度快的電機，但又不能盲目的選用大慣量，因此必須使電機慣量和負(fù)載慣量在合理的范圍內(nèi)匹配[27]。3.4.1C軸伺服電機及傳動機構(gòu)的選型計算由于C軸所有相關(guān)部件都安裝在A軸箱體上，而在計算A軸的負(fù)載時，需將C軸部件包括在內(nèi)。所以，應(yīng)首先對C軸進行計算。C軸減速比擬采用i=120,轉(zhuǎn)速n=50rpm，角加速度:ε=7rad/s2。根據(jù)設(shè)計要求可知:工件回轉(zhuǎn)直徑:d1=520mm，工件質(zhì)量:m1=50kg，則工件轉(zhuǎn)動慣量：。工作臺固定在C軸頂部，所以可以把工作臺和C軸看為一個整體來創(chuàng)建三維模型，通過三維軟件中的測量質(zhì)量屬性功能，能得到它們的質(zhì)量以及轉(zhuǎn)動慣量，由此工作臺與C軸的總質(zhì)量:m2=26.76kg,工作臺和C軸的總轉(zhuǎn)動慣量:。因為蝸輪蝸桿、軸承和其它C軸驅(qū)動裝置中的零部件質(zhì)量較小，其轉(zhuǎn)動慣量與工件及工作臺相比較C軸的轉(zhuǎn)動慣量甚至可以忽略不計[28]，所以C軸傳動裝置的總負(fù)載慣量是：，己知C軸回轉(zhuǎn)的角加速度:ε=7rad/s2，則驅(qū)動C軸所需最大扭矩：以上全部計算都是處于理想狀態(tài)下進行的，考慮到現(xiàn)實中摩擦系數(shù)、負(fù)載不均勻等其他因素，得安全系數(shù)是2.5。由此驅(qū)動C軸所要的扭矩為[29]：減速比i=120，轉(zhuǎn)速。n=50rpm,則所需電機的額定扭矩:所需電機的額定轉(zhuǎn)速。依照以上的計算結(jié)果，選用kollmorgen伺服電機，型號是AKM52L。它的額定扭矩是,額定轉(zhuǎn)速是6000rpm,額定功率是2.06kw，其自身的轉(zhuǎn)動量是。綜合以上參數(shù)，當(dāng)電機轉(zhuǎn)動，然后C軸帶動工件做旋轉(zhuǎn)運動，并且當(dāng)工作臺上裝卡的是最大重量工件時，載荷和電機之間的慣量比是：滿足設(shè)計的需要。3.4.2A軸伺服電機及傳動機構(gòu)的選型計算對于A軸而言，忽略部分零件的慣量后，C軸箱體以及工作臺、工件就是它的全部負(fù)載。根據(jù)上一節(jié)的參數(shù)及計算結(jié)果可知，C軸部件整體質(zhì)量為mc=26.76kg，工件最大質(zhì)量為ml=50kg，因此，A軸的總負(fù)載質(zhì)量m=76.76kg。由于在機床實際應(yīng)用過程中，被加工工件的質(zhì)量、體積和形狀都不確定，因此，針對A軸負(fù)載的慣量計算需簡化慣量的模型。在此，將模型簡化為擺動軸A軸與負(fù)載的重心在同一直線上。同時，將負(fù)載的模型簡化為機械設(shè)計手冊中表1.4-11中的回轉(zhuǎn)體模型，并根據(jù)此表，選擇K=0.6[30]。且己知雙擺轉(zhuǎn)臺裝卡最大質(zhì)量工件時，其總高度約為D=665mm。則A軸負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量：，根據(jù)機床的設(shè)計要求，A軸轉(zhuǎn)速，角加速度，A軸減速比擬定為iA=100，則驅(qū)動A軸需要的最大扭矩:以上所有計算均是在理想狀態(tài)下進行核算，考慮摩擦系數(shù)、負(fù)載不均勻性等因素，取安全系數(shù)為2.5。則驅(qū)動A軸所需的扭矩為:，減速比iA=100，轉(zhuǎn)速,則所需電機的額定扭矩,所需電機的額定轉(zhuǎn)速。依照上述計算結(jié)果，選用kollmorgen伺服電機，型號為AKM63L。它的額定扭矩是,額定轉(zhuǎn)速是3000rpm,額定功率是4.05kw，伺服電機自己的轉(zhuǎn)動慣量是。綜合上述參數(shù)，當(dāng)電機轉(zhuǎn)動，然后A軸再帶動C軸箱體擺動，同時工作臺上裝卡的是最大重量工件時，載荷跟伺服電機之間的的慣量比是:滿足設(shè)計的需要。3.5本章小結(jié)本章對搖籃轉(zhuǎn)臺的總體結(jié)構(gòu)進行了介紹，其中重點介紹了傳動機構(gòu)的選定，根據(jù)實際生產(chǎn)情況及設(shè)計需求對A、C中工作臺的傳動方式選用以及電機選型等方面進行詳細(xì)介紹。

4基于solidworks的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析4.1結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析概述靜力學(xué)分析簡單來說就是通過對零部件進行定義(包括材料、受力、固定類型等)，然后通過對結(jié)構(gòu)進行網(wǎng)格劃分，求解得到零件內(nèi)部的應(yīng)力分布，從圖像直觀的看出受力大小的位置，進而可得到材料的最大應(yīng)力值、最大形變量等。靜力學(xué)分析用來分析結(jié)構(gòu)在給定靜力載荷作用下的情況。其計算方程為[31]：(4-1)式中：K剛度矩陣常量；--位移矢量；--靜力載荷。求出方程的解，并計算每個節(jié)點的應(yīng)力：(4-2)(4-3)式中：應(yīng)力引起的形變量；節(jié)點上的應(yīng)變；節(jié)點位移矢量；熱應(yīng)變矢量；應(yīng)力矢量；彈性矩陣。求解4-2、4-3得到各節(jié)點應(yīng)力，能夠得出結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析結(jié)果。4.2Y軸托架靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析對機械設(shè)計相當(dāng)重要，它反映了在一定力的作用下結(jié)構(gòu)的載荷、剛度、強度等情況，同時可以得到最大應(yīng)力應(yīng)變圖，方便設(shè)計者了解在實際工作中結(jié)構(gòu)的真實情況。針對本設(shè)計來講，Y軸托架不止支撐著整個工作臺結(jié)構(gòu)，還包括加工工件，是整個設(shè)計中載荷最大的地方。所以剛度和強度一定要達到要求，托架三維模型如圖所示：1.導(dǎo)入模型在SolidWorks中創(chuàng)建模型，用simulation模塊打開進行分析。如圖4.1所示：圖4.1托架模型對模型進行定義在進行仿真時，不同的結(jié)構(gòu)類型，不同的材料以及不同形式的載荷都會有不同的分析結(jié)果，那么根據(jù)所遇到的不同情況對材料屬性進行定義，是靜力學(xué)分析的基礎(chǔ)。根據(jù)實際情況我們選用灰鑄鐵HT250作為托架的材質(zhì)，如圖4.2所示：圖4.2定義材料選定材料后，我們需要創(chuàng)建一個靜力學(xué)分析算例，根據(jù)實際情況，分別定義夾具為【固定幾何體】，固定面為托架底面，如圖4.3所示，載荷類型為【壓力】，壓力值根據(jù)第二章的計算Y軸導(dǎo)軌正常情況下最大載荷為2071N，考慮到使用安全我們賦值為2100N，受力面選擇上表面，如圖4.4所示：圖4.3選擇夾具圖4.4定義載荷網(wǎng)格劃分對模型定義完成后，進行網(wǎng)格劃分也是至關(guān)重要的一步，即將模型由一個整體劃分為由較小元素組成的有限元模型，這一步驟需要確定結(jié)構(gòu)分成的單元的數(shù)量以及每個單元的大小。劃分結(jié)果的優(yōu)劣會對我們最終的校核結(jié)果產(chǎn)生直接的影響，綜合各因素，在不影響結(jié)果的前提下采取網(wǎng)格質(zhì)量適中偏向良好即可，如圖4.5：圖4.5設(shè)置網(wǎng)格圖4.6加載網(wǎng)格求解點擊運行此算例求解，結(jié)果如下圖4.7所示：圖4.7求解分析結(jié)果經(jīng)過對這個零件的分析，在加載力的作用下，支架作用效果如圖4.8所示，經(jīng)過讀圖我們可以知道最大的變形量，最大應(yīng)力2.186MPa，軸承支架所用材料的屈服應(yīng)力是250MPa，這個值與2.186MPa相差極大，由此可得軸承架在強度方面完全符合條件。圖4.8分析結(jié)果4.3軸承剛度分析在電機直驅(qū)工作臺中，軸承的作用至關(guān)重要，在進行加工作業(yè)時，軸承承載著交替變化的合成力作用，如若因為作用力或扭矩而產(chǎn)生形變將會直接的影響到加工精度。所以，這里要對軸承進行靜力學(xué)分析。三維模型如圖4.9所示：圖4.9圓錐滾子軸承三維模型導(dǎo)入模型后，我們需要定義軸承材料，目前生活中最常用于制做軸承的金屬就是軸承鋼，因為這種鋼具有高且均勻的硬度以及耐磨性和很高的彈性極限，所以適用于軸承的工作環(huán)境，由于軟件默認(rèn)沒有軸承鋼這種材料，從網(wǎng)上查取軸承鋼各參數(shù)后自定義添加了軸承鋼，如圖4.10所示：圖4.10軸承鋼材料和深溝球軸承不同的是，圓錐滾子軸承內(nèi)外圈可分離，這就面臨著固定方式的選擇問題，一般為固定內(nèi)套和外套。安裝內(nèi)套的時候一定要注意套筒要壓著內(nèi)套內(nèi)側(cè)一定不要壓到保持架，否則在滾動的時候會導(dǎo)致保持架膨脹變形，那么根據(jù)托架結(jié)構(gòu)我們選擇首先安裝外套。如圖4.11所示選擇軸承夾具外套上表面。圖4.11定義軸承夾具由于在使用過程中既有軸向的擠壓，也有徑向的載荷，所以定義載荷的時候選取外套上表面以及內(nèi)套側(cè)面，根據(jù)第二章計算的載荷定義力的大小為2000N如圖4.12所示：圖4.12定義載荷定義載荷后生成網(wǎng)格就可以求解案例結(jié)果如圖4.13所示：圖4.13結(jié)果分析經(jīng)過讀圖我們可以知道最大的變形量，最大應(yīng)力0.805MPa，軸承支架所用材料的屈服應(yīng)力是240MPa，這個值與0.805MPa相差極大，由此可得軸承在強度方面完全符合條件。4.4本章小結(jié)本章引入靜力學(xué)分析模塊，對整個工作臺載荷最大的Y軸托架和托架軸承進行靜力學(xué)分析，獲得了應(yīng)力應(yīng)變圖解結(jié)果，為實際研究提供了一定的數(shù)據(jù)支持。

結(jié)論主要完成的工作:本文主要對數(shù)控直驅(qū)X-Y軸工作臺及搖籃轉(zhuǎn)臺進行設(shè)計和研究，完成了結(jié)構(gòu)設(shè)計，并利用SolidWorks-simulation模塊對關(guān)鍵零部件進行靜力學(xué)分析，確保工作臺結(jié)構(gòu)符合實際工作要求。主要內(nèi)容如下：根據(jù)數(shù)控機床加工需求及各部件參數(shù)，確定工作臺的結(jié)構(gòu)，通過SolidWorks對數(shù)控電機直驅(qū)式工作臺進行設(shè)計。工作臺X、Y方向上的導(dǎo)軌載荷計算、絲杠的校核及選用、電機、軸承的計算及選用。搖籃式回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計，傳動方式的選定，A、C軸電機及傳動機構(gòu)計算。關(guān)鍵零部件：Y軸托架、圓錐滾子軸承的靜力學(xué)分析。不足：整體結(jié)構(gòu)雖能滿足加工條件，但搖籃工作臺與雙軸電機直驅(qū)工作臺的結(jié)構(gòu)組合不夠簡潔；轉(zhuǎn)臺的傳動方式相對簡單，針對更高精度、高效率的生產(chǎn)要求不能滿足，目前尚才疏學(xué)淺，日后丞待解決。

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致謝畢業(yè)設(shè)計，意味著大學(xué)生活的結(jié)束，是四年學(xué)習(xí)生活的結(jié)束，也是對四年所學(xué)專業(yè)知識的一次綜合測試。是一個合格的工科大學(xué)生的必經(jīng)過程，也是一個重要的實踐過程，本次畢業(yè)設(shè)計，是參考實習(xí)內(nèi)容而定，是真正的理論結(jié)合實際的成果，這個過程中不僅培養(yǎng)了我動手動腦能力，鍛煉了自我發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，也培養(yǎng)了正確的設(shè)計思想，讓我掌握了機械設(shè)計的一般程序的和方法，以及鍛煉了我們綜合運用知識的能力。在設(shè)計過程中，我大量閱讀了各種技術(shù)資料及設(shè)計手冊，認(rèn)真探討了機械領(lǐng)域內(nèi)的各種基本問題。因此，本次設(shè)計不僅加強了對自己所學(xué)專業(yè)課程的理解和認(rèn)識，而且也對自己的知識面進行了拓寬。此外，本次設(shè)計在繪圖的過程中，使用了AUTOCAD和Solidworks軟件，這些都不同程度地使我學(xué)到了更多的知識，使得我的繪圖能力得到了提高。這些與老師的教導(dǎo)是分不開的，感謝張修路、王偉俊老師的指點讓我可以有更加開闊的視野去學(xué)習(xí)，最后，感謝所有在成長路上幫助過我的人。

怎樣提高電腦系統(tǒng)運行速度WindowsXP的啟動速度比Windows2000要快30%左右，但相對于Windows98仍然要慢了不少，不過，我們可以通過優(yōu)化設(shè)置，來大大提高WindowsXP的啟動速度。加快系統(tǒng)啟動速度主要有以下方法：盡量減少系統(tǒng)在啟動時加載的程序與服務(wù)；對磁盤及CPU等硬件進行優(yōu)化設(shè)置；修改默認(rèn)設(shè)置，減少啟動等待時間等。這些方法大部分既可減少系統(tǒng)啟動的時間，又可以節(jié)省系統(tǒng)資源，加快電腦運行速度。1.加快系統(tǒng)啟動速度WindowsXP的啟動速度比Windows2000要快30%左右，但相對于Windows98仍然要慢了不少，不過，我們可以通過優(yōu)化設(shè)置，來大大提高WindowsXP的啟動速度。加快系統(tǒng)啟動速度主要有以下方法：盡量減少系統(tǒng)在啟動時加載的程序與服務(wù)；對磁盤及CPU等硬件進行優(yōu)化設(shè)置；修改默認(rèn)設(shè)置，減少啟動等待時間等。這些方法大部分既可減少系統(tǒng)啟動的時間，又可以節(jié)省系統(tǒng)資源，加快電腦運行速度。(1)MsconfigWindowsXP的啟動速度在系統(tǒng)安裝初期還比較快，但隨著安裝的軟件不斷增多，系統(tǒng)的啟動速度會越來越慢，這是由于許多軟件把自己加在了啟動程序中，這樣開機即需運行，大大降低了啟動速度，而且也占用了大量的系統(tǒng)資源。對于這樣一些程序，我們可以通過系統(tǒng)配置實用程序Msconfig將它們從啟動組中排除出去。選擇“開始”菜單中的“運行”命令，在“運行”對話框中鍵入“Msconfig”，回車后會彈出“系統(tǒng)配置實用程序”對話框，選擇其中的“啟動”選項卡(如圖1)，該選項卡中列出了系統(tǒng)啟動時加載的項目及來源，仔細(xì)查看每個項目是否需要自動加載，否則清除項目前的復(fù)選框，加載的項目越少，啟動的速度就越快。設(shè)置完成后需要重新啟動方能生效。(2)BootvisBootvis是微軟提供的一個啟動優(yōu)化工具，可提高WindowsXP的啟動速度。用BootVis提升WindowsXP的啟動速度必須按照正確的順序進行操作，否則將不會起到提速的效果。其正確的操作方法如下：啟動Bootvis，從其主窗口(如圖2)中選擇“工具”菜單下的“選項”命令，在“符號路徑”處鍵入Bootvis的安裝路徑，如“C:\ProgramFiles\Bootvis”，單擊“保存”退出。從“跟蹤”菜單中選擇“下次引導(dǎo)”命令，會彈出“重復(fù)跟蹤”對話框，單擊“確定”按鈕，BootVis將引導(dǎo)WindowsXP重新啟動，默認(rèn)的重新啟動時間是10秒。系統(tǒng)重新啟動后，BootVis自動開始運行并記錄啟動進程，生成啟動進程的相關(guān)BIN文件，并把這個記錄文件自動命名為TRACE_BOOT_1_1。程序記錄完啟動進程文件后，會重新啟動BootVis主界面，在“文件”菜單中選擇剛剛生成的啟動進程文件“TRACE_BOOT_1_1”。窗口中即會出現(xiàn)“CPU>使用”、“磁盤I/O”、“磁盤使用”、“驅(qū)動程序延遲”等幾項具體圖例供我們分析，不過最好還是讓BootVis程序來自動進行分析：從“跟蹤”菜單中選擇“系統(tǒng)優(yōu)化”命令，程序會再次重新啟動計算機，并分析啟動進程文件，從而使計算機啟動得更快。(3)禁用多余的服務(wù)WindowsXP在啟動時會有眾多程序或服務(wù)被調(diào)入到系統(tǒng)的內(nèi)存中，它們往往用來控制Windows系統(tǒng)的硬件設(shè)備、內(nèi)存、文件管理或者其他重要的系統(tǒng)功能。但這些服務(wù)有很多對我們用途不大甚至根本沒有用，它們的存在會占用內(nèi)存和系統(tǒng)資源，所以應(yīng)該將它們禁用，這樣最多可以節(jié)省70MB的內(nèi)存空間，系統(tǒng)速度自然也會有很大的提高。選擇“開始”菜單中的“運行”命令，在“運行”對話框鍵入“services.msc”后回車，即可打開“服務(wù)”窗口。窗口的服務(wù)列表中列出了系統(tǒng)提供的所有服務(wù)的名稱、狀態(tài)及啟動類型。要修改某個服務(wù)，可從列表雙擊它，會彈出它的屬性對話框(如圖3)，你可從“常規(guī)”選項卡對服務(wù)進行修改，通過單擊“啟動”、“停止”、“暫?！?、“恢復(fù)”四個按鈕來修改服務(wù)的狀態(tài)，并可從“啟動類型”下拉列表中修改啟動類型，啟動類型有“自動”、“手動”、“已禁用”三種。如果要禁止某個服務(wù)在啟動自動加載，可將其啟動類型改為“已禁用”。WindowsXP提供的所有服務(wù)有36個默認(rèn)是自動啟動的，實際上，其中只有8個是必須保留的(見下表)，其他的則可根據(jù)自己的需要進行設(shè)置，每種服務(wù)的作用在軟件中有提示。4)修改注冊表來減少預(yù)讀取，減少進度條等待時間WindowsXP在啟動過程中會出現(xiàn)一個進度條，我們可以通過修改注冊表，讓進度條只跑一圈就進入登錄畫面。選擇“開始”菜單中的“運行”命令，在“運行”對話框鍵入“regedit”命令后回車，即可啟動注冊表編輯器，在注冊表中找HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\PrefetchParameters，選擇其下的EnablePrefetcher鍵，把它的鍵值改為“1”即可。(5)減少開機磁盤掃描等待時間當(dāng)Windows日志中記錄有非正常關(guān)機、死機引起的重新啟動，系統(tǒng)就會自動在啟動的時候運行磁盤掃描程序。在默認(rèn)情況下，掃描每個分區(qū)前會等待10秒鐘，如果每個分區(qū)都要等上10秒才能開始進行掃描，再加上掃描本身需要的時間，會耗費相當(dāng)長的時間才能完成啟動過程。對于這種情況我們可以設(shè)置取消磁盤掃描的等待時間，甚至禁止對某個磁盤分區(qū)進行掃描。選擇“開始→運行”，在運行對話框中鍵入“chkntfs/t:0”，即可將磁盤掃描等待時間設(shè)置為0；如果要在計算機啟動時忽略掃描某個分區(qū)，比如C盤，可以輸入“chkntfs/xc:”命令；如果要恢復(fù)對C盤的掃描，可使用“chkntfs/dc:”命令，即可還原所有chkntfs默認(rèn)設(shè)置，除了自動文件檢查的倒計時之外。2.提高系統(tǒng)運行速度提升系統(tǒng)運行速度的思路與加快啟動的速度類似：盡量優(yōu)化軟硬件設(shè)置，減輕系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。以下是一些常用的優(yōu)化手段。(1)設(shè)置處理器二級緩存容量WindowsXP無法自動檢測處理器的二級緩存容量，需要我們自己在注冊表中手動設(shè)置，首先打開注冊表，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”，選擇其下的“SecondLevelDataCache”，根據(jù)自己所用的處理器設(shè)置即可，例如PIIICoppermine/P4Willamette是“256”，AthlonXP是“384”，P4Northwood是“512”。(2)提升系統(tǒng)緩存同樣也是在“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”位置，把其下的“LargeSystemCache”鍵值從0改為1，WindowsXP就會把除了4M之外的系統(tǒng)內(nèi)存全部分配到文件系統(tǒng)緩存中，這樣XP的內(nèi)核能夠在內(nèi)存中運行，大大提高系統(tǒng)速度。通常來說，該優(yōu)化會使系統(tǒng)性能得到相當(dāng)?shù)奶嵘?，但也有可能會使某些?yīng)用程序性能降低。需要注意的是必須有256M以上的內(nèi)存，激活LargeSystemCache才可起到正面的作用，否則不要輕易改動它。(3)改進輸入/輸出性能這個優(yōu)化能夠提升系統(tǒng)進行大容量文件傳輸時的性能，不過這只對服務(wù)器用戶才有實在意義。我們可在中新建一個DWORD(雙字節(jié)值)鍵值，命名為IOPageLockLimit。一般情況下把數(shù)據(jù)設(shè)置8~16MB之間性能最好，要記住這個值是用字節(jié)來計算的，例如你要分配10MB的話，就是10×?1024×1024，也就是10485760。這里的優(yōu)化也需要你的機器擁有大于256M的內(nèi)存。(4)禁用內(nèi)存頁面調(diào)度在正常情況下，XP會把內(nèi)存中的片斷寫入硬盤，我們可以阻止它這樣做，讓數(shù)據(jù)保留在內(nèi)存中，從而提升系統(tǒng)性能。在注冊表中找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”下的“DisablePagingExecutive”鍵，把它的值從0改為1即可禁止內(nèi)存頁面調(diào)度了。(5)關(guān)閉自動重新啟動功能當(dāng)WindowsXP遇到嚴(yán)重問題時便會突然重新開機，可從注冊表將此功能取消。打開注冊表編輯器，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\CrashControl\”將AutoReboot鍵的Dword值更改為0，重新啟動后設(shè)置即可生效。(6)改變視覺效果WindowsXP在默認(rèn)情況下啟用了幾乎所有的視覺效果，如淡入淡出、在菜單下顯示陰影。這些視覺效果雖然漂亮，但對系統(tǒng)性能會有一定的影響，有時甚至造成應(yīng)用軟件在運行時出現(xiàn)停頓。一般情況下建議少用或者取消這些視覺效果。選擇桌面上“我的電腦”圖標(biāo)，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令，打開“系統(tǒng)屬性”對話框。選擇“高級”選項卡，在其中的“性能”欄中單擊“設(shè)置”按鈕，會彈出“性能選項”對話框(如圖4)，可選擇“調(diào)整為最佳性能”單選框來關(guān)閉所有的視覺效果，也可選擇“自定義”然后選擇自己需要的視覺效果。(7)合理設(shè)置頁面虛擬內(nèi)存同樣也是在“性能選項”對話框中，選擇“高級”選項卡，在其中的“虛擬內(nèi)存”欄中單擊“更改”按鈕，接下來選擇虛擬內(nèi)存為“自定義大小”，然后設(shè)置其數(shù)值。一般情況下，把虛擬設(shè)為不小于256M，不大于382M比較合適，而且最大值和最小值最好一樣。(8)修改外觀方案WindowsXP默認(rèn)的外觀方案雖然漂亮，但對系統(tǒng)資源的占用也多，可將其改為經(jīng)典外觀以獲得更好的性能。在桌面空白位置單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令，會打開“顯示屬性”對話框，在“主題”選項卡選擇主題為“Windows經(jīng)典”，即可將外觀修改為更為經(jīng)濟的Windows經(jīng)典外觀。(9)取消XP對ZIP支持WindowsXP在默認(rèn)情況下打開了對zip文件支持，這要占用一定的系統(tǒng)資源，可選擇“開始→運行”，在“運行”對話框中鍵入“regsvr32/uzipfldr.dll”，回車確認(rèn)即可取消XP對ZIP解壓縮的支持，從而節(jié)省系統(tǒng)資源。(10)關(guān)閉Dr.WatsonDr.Watson是WindowsXP的一個崩潰分析工具，它會在應(yīng)用程序崩潰的時候自動彈出，并且在默認(rèn)情況下，它會將與出錯有關(guān)的內(nèi)存保存為DUMP文件以供程序員分析。不過，記錄DUMP文件對普通用戶則毫無幫助，反而會帶來很大的不便：由于Dr.Watson在應(yīng)用程序崩潰時會對內(nèi)存進行DUMP記錄，將出現(xiàn)長時間硬盤讀寫操作，要很長一斷時間程序才能關(guān)閉，并且DUMP文件還會占用大量磁盤空間。要關(guān)閉Dr.Watson可打開注冊表編輯器，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\WindowsNT\CurrentVersion\AeDebug”分支，雙擊其下的Auto鍵值名稱，將其“數(shù)值數(shù)據(jù)”改為0，最后按F5刷新使設(shè)置生效，這樣就取消它的運行了。同樣，我們可以把所有具備調(diào)試功能的選項取消，比如藍屏?xí)r出現(xiàn)的memory.dmp，可在“系統(tǒng)屬性”對話框中選擇“高級”選項卡，單擊“啟動和故障恢復(fù)”欄中的“設(shè)置”按鈕，并在彈出的“啟動和故障恢復(fù)”對話框中選擇“寫入調(diào)試信息”為“無”(如圖5)。(11)啟動硬盤/光驅(qū)DMA模式打開“系統(tǒng)屬性”對話框，選擇“硬件”選擇卡中的“設(shè)備管理器”按鈕，打開“設(shè)備管理器”窗口，在設(shè)備列表中選擇“IDEATA/ATAPI控制器”，雙擊“主要IDE通道”或“次要IDE通過”，在其屬性對話框的“高級設(shè)置”選項卡中檢查DMA模式是否已啟動，一般來說如果設(shè)備支持，系統(tǒng)就會自動打開DMA功能，如果沒有打開可將“傳輸模式”設(shè)為“DMA(若可用)”。(12)關(guān)掉不用的設(shè)備WindowsXP總是盡可能為電腦的所有設(shè)備安裝驅(qū)動程序并進行管理，這不僅會減慢系統(tǒng)啟動的速度，同時也造成了系統(tǒng)資源的大量占用。針對這一情況，你可在設(shè)備管理器中，將PCMCIA卡、調(diào)制解調(diào)器、紅外線設(shè)備、打印機端口(LPT1)或者串口(COM1)等不常用的設(shè)備停用，方法是雙擊要停用的設(shè)備，在其屬性對話框中的“常規(guī)”選項卡中選擇“不要使用這個設(shè)備(停用)”。在重新啟動設(shè)置即可生效，當(dāng)需要使用這些設(shè)備時再從設(shè)備管理器中啟用它們。(13)關(guān)閉錯誤報告當(dāng)應(yīng)用程序出錯時，會彈出發(fā)送錯誤報告的窗口，其實這樣的錯誤報告對普通用戶而言幾乎沒有任何意義，關(guān)閉它是明智的選擇。在“系統(tǒng)屬性”對話框中選擇“高級”選項卡，單擊“錯誤報告”按鈕，在彈出的“錯誤匯報”對話框中，選擇“禁用錯誤匯報”單選項，最后單擊“確定”即可。另外我們也可以從組策略中關(guān)閉錯誤報告：從“運行”中鍵入“gpedit.msc”，運行“組策略編輯器”，展開“計算機配置→管理模板→系統(tǒng)→錯誤報告功能”，雙擊右邊設(shè)置欄中的“報告錯誤”，在彈出的“屬性”對話框中選擇“已禁用”單選框即可將“報告錯誤”禁用。(14)關(guān)閉自動更新“自動更新”功能對許多WindowsXP用戶而言并不是必需的，可將其關(guān)閉以節(jié)省系統(tǒng)資源。在“我的電腦”上單擊鼠標(biāo)右鍵，從快捷菜單中選擇“屬性”命令，選擇“系統(tǒng)屬性”對話框中的“自動更新”選項卡，勾選“關(guān)閉自動更新，我將手動更新計算機”單選框，單擊“確定”按鈕即可關(guān)閉自動更新功能。如果在“服務(wù)”已經(jīng)將“AutomaticUpdates”服務(wù)關(guān)閉，“系統(tǒng)屬性”對話框中的“自動更新”選項卡就不能進行任何設(shè)置了。(15)去掉菜單延遲去掉菜單彈出時的延遲，可以在一定程度上加快XP。要修改的鍵值位置在“HKEY_CURRENT_USER\ControlPanel\Desktop”。修改其下的“MenuShowDelay”鍵，把默認(rèn)的400修改為0，按F5刷新注冊表即可生效。(16)清除預(yù)讀文件WindowsXP的預(yù)讀設(shè)置雖然可以提高系統(tǒng)速度，但是使用一段時間后，預(yù)讀文件夾里的文件數(shù)量會變得相當(dāng)龐大，導(dǎo)致系統(tǒng)搜索花費的時間變長。而且有些應(yīng)用程序會產(chǎn)生死鏈接文件，更加重了系統(tǒng)搜索的負(fù)擔(dān)。所以，應(yīng)該定期刪除這些預(yù)讀文件。預(yù)計文件存放在WindowsXP系統(tǒng)文件夾的Prefetch文件夾中，該文件夾下的所有文件均可刪除。(17)關(guān)閉自動播放功能在WindowsXP中，當(dāng)往光驅(qū)中放入光盤或?qū)SB硬盤接上電腦時，系統(tǒng)都會自動將光驅(qū)或USB硬盤掃描一遍，同時提示你是否播放里面的圖片、視頻、音樂等文件，如果是擁有多個分區(qū)的大容量的USB硬盤，掃描會耗費很長的時間，而且你得多次手動關(guān)閉提示窗口，非常麻煩。這種情況下我們可以將WindowsXP的自動播放功能關(guān)閉。運行“組策略”程序。在組策略窗口左邊欄中，打開“計算機配置”，選擇“管理模板”下的“系統(tǒng)”，然后在右邊的配置欄中找到“關(guān)閉自動播放”并雙擊它，會彈出“關(guān)閉自動播放屬性”對話框。在其中“設(shè)置”選項卡中選擇“已啟用”，“關(guān)閉自動播放”下拉列表中選擇“所有驅(qū)動器”(如圖6)。這樣以后就不用擔(dān)心WindowsXP的“自動播放”功能帶來的麻煩了。如果你只是想禁止系統(tǒng)掃描某個驅(qū)動器(如USB硬盤)上的文件，可采用下面的方法。先連上你的USB硬盤，讓系統(tǒng)將它識別出來。然后打開“我的電腦”，選擇USB硬盤上的某個分區(qū)，按鼠標(biāo)右鍵，會彈出磁盤屬性窗口，選取“自動播放”選項卡，將所有內(nèi)容的類型都選擇為不執(zhí)行操作。如果USB硬盤有多個分區(qū)，對所有分區(qū)都進行同樣的操作，這樣當(dāng)你將USB驅(qū)動器拔掉再重新接上時，系統(tǒng)會將USB硬盤識別出來，而不會反復(fù)問你是否播放USB硬盤中的文件了。3.加快關(guān)機速度WindowsXP的關(guān)機速度要慢于啟動速度，特別有些任務(wù)還需要手工結(jié)束，更加延緩了關(guān)機速度。因此，要加快關(guān)機速度，首先要開啟WindowsXP的自動結(jié)束任務(wù)功能。具體步驟是：從注冊表中找到“HKEY_CURRENT_USER\ControlPanel\Desktop”，把“AutoEndTasks”的鍵值設(shè)置為1即可。然后再修改“HungAppTimeout”為“4000(或更小)”(預(yù)設(shè)為5000)，該鍵值同樣也在“HKEY_CURRENT_USER\ControlPanel\Desktop”下；最后一步再找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\”，同樣把WaitToKillServiceTimeout設(shè)置為“4000”；通過這樣設(shè)置后的關(guān)機速度明顯要加快了。夠全面吧~~◆二、硬件優(yōu)化設(shè)置◆1、關(guān)掉不用的設(shè)備

在設(shè)備管理器中，將PCMCIA卡、調(diào)制解調(diào)器、紅外線設(shè)備、打印機端口(LPT1)或者串口(COM1)等不常用的設(shè)備停用，在要停用設(shè)備屬性對話框中的“常規(guī)”選項卡中選擇“不要使用這個設(shè)備(停用)”。當(dāng)需要使用這些設(shè)備時再從設(shè)備管理器中啟用它們?！?、內(nèi)存性能優(yōu)化

WindowsXP中有幾個選項可以優(yōu)化內(nèi)存性能，它們?nèi)荚谧员硐旅嫖恢茫篐KEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetControlSession

ManagerMemory

Management

1）禁用內(nèi)存頁面調(diào)度（Paging

Executive）

XP會把內(nèi)存中的片斷寫入硬盤，我們可以阻止它這樣做，讓數(shù)據(jù)保留在內(nèi)存中，從而提升系統(tǒng)性能。256M以上內(nèi)存才使用這個設(shè)置。把“DisablePagingExecutive”的值從0改為1就可以禁止內(nèi)存頁面調(diào)度了。

2）提升系統(tǒng)緩存

必須有256M以上的內(nèi)存，才激活它。把LargeSystemCache鍵值從0改為1，一般來說，這項優(yōu)化會使系統(tǒng)性能得到相當(dāng)?shù)奶嵘?，但也有可能會使某些?yīng)用程序性能降低。

3）輸入/輸出性能

內(nèi)存大于256M才更改這里的值，這個優(yōu)化只對server（服務(wù)器）用戶才有實在意義，它能夠提升系統(tǒng)進行大容量文件傳輸時的性能。建一個DWORD（雙字節(jié)值）鍵值，命名為IOPageLockLimit，數(shù)值設(shè)8M－16M字節(jié)之間性能最好，具體設(shè)什么值，可試試哪個值可獲得最佳性能。這個值是用字節(jié)來計算的，比如你要分配12M，就是12×1024×1024，也就是12582912?！?、啟動硬盤/光驅(qū)DMA模式

“系統(tǒng)屬性”－“硬件”－“設(shè)備管理器”，在設(shè)備列表中選擇“IDE

ATA/ATAPI控制器”，雙擊“主要

IDE

通道”或“次要

IDE

通道”，在其屬性對話框的“高級設(shè)置”選項卡中檢查DMA模式是否已啟動，一般來說如果設(shè)備支持，系統(tǒng)就會自動打開DMA功能，如果沒有打開可將“傳輸模式”設(shè)為“DMA（若可用）”（在BIOS里也應(yīng)該要先設(shè)為支持DMA）。

◆4、關(guān)閉自動播放功能

運行“組策略”程序,在組策略窗口左邊欄中打開“計算機配置”，選擇“管理模板”下的“系統(tǒng)”，然后在右邊的配置欄中找到“關(guān)閉自動播放”并雙擊它，會彈出“關(guān)閉自動播放屬性”對話框，在其中“設(shè)