(1) 整体结构设计布局
首先,需要多对现有资料进行收集整理,参考优秀的数控车床结构设计,结合已有数据,进行创新设计。这次的主要设计任务是针对机械传动装置,机械传动装置的作用是传递和转换伺服电动机的运动,并带动工作台的移动,包括减速器、滚珠丝杠副机构等。初期设想X轴和Z轴分别由2个独立的伺服马达作为动力,由伺服马达经同步齿形带传动,驱动丝杠机构,来实现刀架的运动。结构希望能够做到紧凑合理。
(2) 传动方式的选择 浅谈儒家思想对当今教育的影响 -
传动机构的精度、灵敏度、稳定性直接影响了数控机床的定位精度和轮廓加工精度。从系统控制的角度分析,其中起决定作用的因素主要有两个:传动机构的刚量和惯量,它直接影响进给系统的稳定性和灵敏度;二是传动部件的精度与传动系统的非线性,它直接影响系统的位置精度和轮廓加工精度。传动机构的刚度和惯量主要决定于机械机构的设计,而传动机构的间隙、摩擦死区则是造成系统非线性的主要原因。所以,在结构设计中要注意提高传动部件的刚度,减小传动部件的惯量,减小传动机构的间隙,减小系统的摩擦阻力。传动方式选择同步齿形带传动,它综合了带传动和链传动的优点,无滑动,能保证正确的传动比,初拉力较小,轴和轴承上所受的载荷小,带的柔性好,所用带轮的直径可以较小。能够确保传动精度,不会出现滑移。可在两端预留空间加装皮带调整预紧装置。并要消除连接间隙,减小连接件的同轴度误差。
(3) 滚珠丝杠的设计
对滚珠丝杠的设计,滚珠丝杠内部结构可以减少摩擦,滚珠丝杠的精度设计最终对加工零件的影响十分明显, 传动效率高,摩擦损失小。因此不但设计要求高,而且对它的加工工艺也十分严格,滚珠丝杠副的支承,准备采用一端轴向固定,一端简支的方式,这种支承形式能够提高一定的抗弯强度,可以防止丝杠高速旋转时的弯曲变形,适用于丝杠长度、行程较长的情况。尽量减小传动间隙。查阅相关机械设计手册,查询强度计算公式、标准件列表等,对零部件进行初期数据选择,然后根据公式,进行计算。在需要时重新调整所选零件的尺寸数据,满足要求。再进行强度刚度校核。滚珠丝杠螺母需要调整间隙进行预紧,轴向间隙调整和预紧方法的原理与普通丝杠螺母相同,即通过调整滚珠螺母的轴向相对位置,使两个螺母的滚珠分别压向螺旋滚道的两侧面达到调整间隙的效果。对于滚珠丝杠副的支撑,为了获得高精度,高刚度的进给系统,不仅应选用高精度、高刚度的滚珠丝杠副,而且必须十分重视滚珠丝杠支撑的设计。滚珠丝杠主要承受轴向载荷,除了丝杠自重外,一般无径向外载荷。因此,滚珠丝杠承受的轴向精度和刚度要求较高。进给系统要求运动灵活,对微小位移响应要灵敏,因此,轴承的摩擦力矩因尽量小。图1.1所示为滚珠丝杠的结构示意。
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