普通钻床的数控化改造（机械传动部分）.doc

摘要:本设计的是普通钻床的数控化改造，采用步进电动机驱动工作台。首先确定设计的总体方案，然后对钻床的机械部分进行设计，其中包括工作台、滚动导轨、滚珠丝杠、步进电动机的设计和选择。其中电动机做执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X、Y方向的直线移动。导轨、滚珠丝杠螺母副和步进电动机的参数均以标准值来计算，由专门厂家生产，设计时只要根据工作载荷选择就可以了。

关键词：钻床；数控化改造；工作台；步进电机

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 我国数控技术现状-1

1.1.1 数控技术的发展趋势-1

1.1.2 数控机床的发展及特点-1

1.1.3 对我国数控技术发展战略思考-2

1.2 毕业设计的目的和内容-3

1.2.1 毕业设计的目的-3

1.2.2 毕业设计的内容-3

2 问题分析及总体方案-4

2.1 问题的分析以及解决方案-4

2.2 总体方案的确定-4

2.2.1 运动方式-4

2.2.2 传动方式-4

2.2.3 伺服系统的选择-4

2.2.4 丝杠、导轨、伺服电机的计算选型-4

3 XY工作台数控改造-6

3.1 确定系统脉冲当量-6

3.2 初步确定工作台尺寸及其重量-6

3.2.1 工作台质量-7

3.2.2 上、下托板质量-8

3.2.3 导轨质量-8

3.2.4 夹具及螺杆支承座质量估算-8

3.2.5 加工最大工件质量是-8

3.3 滚珠丝杠的传动计算与选型-9

3.3.1 丝杠螺母机构的传动形式-9

3.3.2 滚珠丝杠副的组成及特点-9

3.3.3 求丝杠螺母副传动的静载荷：-10

3.3.4 额定动载荷及寿命计算-10

3.3.5 滚珠丝杠的选用-10

3.3.6 丝杠传动效率-11

3.3.7 稳定性验算-12

3.3.8 滚珠丝杠副轴向间隙的调整和预紧-13

3.3.9 滚珠丝杠应注意的问题-14

3.4 滚动导轨参数计算与选型-15

3.4.1 导轨的组成种类及其应满足的要求-15

3.4.2 导轨的选型-16

3.4.3 计算滚动导轨的工作寿命-17

3.4.4 计算导轨行程长度寿命-17

3.4.5 计算工作载荷-18

3.4.6 计算导轨的额定动载荷-18

3.4.7 选定滚动导轨的型号及结构尺寸-18

3.4.8 导轨的注意事项-19

3.4.9 导轨防护罩的设计-19

3.5 联轴器的选择-20

3.5.1 联轴器的介绍-20

3.5.2 联轴器的选择-21

3.5.3 转矩的校核-22

3.5.4 销的抗剪强度的校核-22

3.6 丝杠支承座的选择-22

3.6.1 支承方式的选择-22

3.6.2 轴承的选择-23

3.6.3 轴承使用注意事项-24

3.6.4 选择丝杠支承座-24

4 电机的选择-26

4.1 步进电机的选型及计算-26

4.1.1 步进电机的特点和种类-26

4.1.2 电机的选择依据-26

4.1.2 步距角的计算-27

4.1.3 电动机轴上的转动惯量-27

4.1.4 步进电机空载启动时，电机轴上的加速力矩-28

4.1.5 工作台移动部件这算到电机轴上的摩擦力矩-28

4.1.6 因丝杠副预紧力引起的电机轴上的附加摩擦转矩-28

4.1.7 空载启动时电机轴上的最大静转矩-28

4.1.8 步进电机的选择-28

结论-30

致谢-31

参考文献-32