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1、济南大学毕业设计毕业设计题 目 钻铣床工作台及变速箱设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 班 级 机自0705班 学 生 杨忠刚 学 号 20070403243 指导教师 冯德振 二一一 年 五 月 二十 日- 2 -济南大学毕业设计摘 要本设计主要对钻铣床工作台及变速箱进行了优化，在保证加工方便，性能可靠地基础上提高了加工精度以及加工效率。工作台作为机床的重要组成部分，也是影响加工精度的重要组成环节。目前工作台的种类繁多，传统的工作台只能安装在某一特定的机床上，伴随着科技的与时俱进，它们的功能也由传统单一性向现代的多更能性发展，现在一些工作台，它不仅可以安装在钻床上，还可以安
2、装在铣床和镗床等机床上。通过对工作台的设计，学会设备改造方案的拟定、比较、分析以及进行必要的计算；通过对设备改造的机械部分设计，掌握设备典型零件的计算方法和步骤以及正确的架构设计方法；通过设计，树立正确的设计思想，培养自己分析问题解决问题的能力；提高自己应用手册、标准的能力。本设计所设计的工作台采用了低摩擦直线导轨和精密丝杠，采用开环控制系统，其结构简单，实现方便且能保证一定的精度。本设计所设计的工作台不仅可以用于铣床上进行铣削加工，而且还能够用于钻床上钻削技工，所以功能远高于传统的普通工作台。总体上来看此设计设计合理、结构简单、性能可靠、精度较高、操作简单，调整维修方便。提高了设备的稳定性和
3、可靠性，提高了加工效率。关键词：工作台；钻床；铣床；直线导轨；精密丝杠ABSTRACTTo ensure the processing of convenience ，the design of the main table and the transmission of drilling and milling machine has been optimized, can be reliably based on improving the processing accuracy and processing efficiency. Table as an important part o
4、f the machine, but also affect important aspects of machining accuracy. Present a wide variety of table, traditional table can only be installed on a particular machine, along with science and technology with the times, their function is also from the traditional to the modern multi-unitary nature o
5、f the development of better, and now some of the work Taiwan, which not only can be installed in drilling, but also can be installed in the milling and boring machine and other machines. Through the design table, learn equipment modification program development, comparison, analysis, and perform the
6、 necessary calculations; through the transformation of the mechanical parts of equipment design, control equipment, a typical part of the calculation methods and procedures and the right architecture design; by design , establish the correct design ideas, develop their own ability to analyze and sol
7、ve problems; to improve their application notes, standards of competence. The design table is designed using low friction linear guides and precision screw, the use of open-loop control system, its structure is simple, easily achievable, and can guarantee a certain accuracy. The design table is desi
8、gned not only for milling on a milling machine, but also can be used for drilling on the drilling workers, so the function is much higher than conventional ordinary table. The design on the whole reasonable design, simple structure, reliable performance, high precision, simple operation, adjustment
9、and easy maintenance. Improve the stability and reliability of the equipment to improve the processing efficiency.Key words： Table; drilling; milling; linear guide; precision screw目 录摘 要IABSTRACTII1 前言11.1设计机构的性能要求11.2控制方式的确定11.3伺服系统的确定11.4工作台参数的初步确定11.5导轨的选型思路21.6滚珠丝杠选型思路31.7丝杠和电机连接零件的选取思路41.8支承座材料
10、的选取51.9轴承类型的选取52 进给系统的设计与计算62.1设计方案的确定62.2 机械部分设计与计算62.2.1纵向进给系统的设计与计算62.2.2横向进给系统的设计与计算123 蜗轮、蜗杆设计203.1概述203.1.1蜗杆传动简介203.1.2蜗杆传动的特点203.1.3蜗杆和涡轮的结构203.2 蜗轮、蜗杆传动设计过程233.3蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸243.4校核齿根弯曲疲劳强度253.5蜗杆传动的润滑254 结 论26参 考 文 献27致 谢28241 前言1.1设计机构的性能要求 设计的钻铣床能够加工最大面积为400mm120mm的工件，最大工件重量100kg；XY工作台
11、要求孔的定位精度在0.02mm内，快进速度为3.6m/min，加减速时间为0.1秒。1.2控制方式的确定因为涉及到钻床，所以控制方式采用点位控制。1.3伺服系统的确定 伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入的目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按给定的控制命令要求对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度以及位置控制的非常灵活方便。 开环伺服系统在负载不大时多采用功率步进电机作为伺服电机。开环控制系统由于没有检测反馈部件，因而不能纠正系统的传动误差。但开环系统结构简单，调整维修容易，在速度和精度要求不太高的场合得到广泛应用。 考虑到运动
12、精度要求不高，为简化结构降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动14。1.4工作台参数的初步确定根据计算的要求，所取的加工最大面积为400120mm2,最大工件重量为100，根据我们加工时候要用夹具夹紧工件就必须留出我们装夹具的尺寸30-40mm。4所以我决定工作台的尺寸为440160，厚度为30mm3根据工作台的行程确定导轨板的长度，因为工作台的行程初选为工作台长度，加上其他的一些安装尺寸等，所以设体积为45016047mm，工作台的材料使用45号刚，密度为7.8g/c m,取g=10N/kg，导轨板的材料用HT150灰铸铁，密度为7.2 g/c m1。工作台见图1-1图1-1 工作台1.5导
13、轨的选型思路导轨:金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。导轨表面上的纵向槽或脊，用于导引、固定机器部件、专用设备、仪器等。导轨又称滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高的额定负载， 同时可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动5。导轨在我们的日常生活中的应用也是很普遍的，如滑动门的滑糟、火车的铁轨等等都是导轨。在此采用燕尾滑动导轨5见图1-2图1-2燕尾导轨1.6滚珠丝杠选型思路 滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。 滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋
14、转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杆被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。 滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点5。 按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（目前已基本取代梯形丝杆，已俗称丝杆）是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等11 当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。 滚珠丝杆采用外循环方式，采用双螺母调节方式7。安装方式：一端固定，一端游动。图1-3滚珠丝杠1.7丝杠和电机连接零件的选取思路联轴器属于机械通用零部件范畴，用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接，是机械产品轴系传动最常用的联接部件。20世纪后期国内外联轴器产品发展很快，在产品设计时如何从品
