课程名称：数控技术课程设计
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2011年1月5日
目录
1概述 (2)
1.1技术要求 (4)
1.2总体方案设计 (5)
2设计计算 (5)
2.1主切削力及其切削分力计算 (5)
2.2导轨摩擦力的计算 (6)
2.3计算滚珠丝杆螺母副的轴向负载力 (7)
2.4滚珠丝杆的动载荷计算与直径估算 (7)
2.5初步确定滚珠丝杆螺母副的规格型号 (10)
2.6由式确定滚珠丝杆螺母副的预紧力 (10)
2.7计算滚珠丝杆螺母副的目标行程补偿值和预拉伸力 (10)
2.8确定滚珠丝杆螺母副支承用轴承的规格型号 (11)
3工作台部件的装配图设计 (12)
4滚珠丝杆螺母副的承载能力校验 (13)
4.1滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验 (13)
4.2滚珠丝杆螺母副临界转速的校验 (13)
4.3滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验 (14)
5计算机械传动系统的刚度 (14)
5.1机械传动系统的刚度计算 (14)
5.2滚珠丝杠螺母副的扭转刚度计算 (16)
6驱动电动机的选型与计算 (16)
6.1计算折算到电动机轴上的负载惯量 (16)
6.2计算折算到电动机轴上的负载力矩 (17)
6.3计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需的力矩 (18)
6.4选择驱动电动机的型号 (19)
7机械传动系统的动态分析 (19)
7.1计算丝杠-工作台纵向振动系统的最低固有频率 (19)
7.2计算扭转振动系统的最低固有频率 (20)
8计算传动系统的误差计算与分析 (20)
8.1计算机械传动系统的方向死区 (20)
8.2计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差 (20)
8.3计算滚珠丝杠因扭转变形产生的误差 (21)
9确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (21)
9.1确定滚珠丝杠螺母副的精度等级 (21)
9.2确定滚珠丝杠螺母副的规格型号 (22)
10 数控机床控制系统设计 (22)
10.1数控系统硬件电路设计 (22)
10.2数控系统软件电路设计 (26)
11总结与体会 (36)
参考文献 (37)
XK715D立式数控铣床工作台（X轴）设计
1概述
数控铣床定义:数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两都的加工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别. 如图所示，数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成：
1、主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。
2、进给伺服系统由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。
3、控制系统数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。
4、辅助装置如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。
5、机床基础件通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架
XK715D 立式数控铣床
特点与用途：XK 715D立式数控铣床主要用于中小型零件模具等多品种加工，工件一次装夹后，可自动高效、高精度的连续完成铣、钻、镗、铰等工序。该机床主要构件刚度高，主轴转速恒功率范围宽，低转速扭矩大，可进行强力切削。主轴轴承采用进口轴承，主轴运转时精度高、噪声低、震动小、热变形小。
XK 715D立式数控铣床技术参数
项目单位参数
型号 XK715D 工作台面尺寸mm 1200×520坐标行程（X、Y、Z） mm 880×500×610主轴最高转速 rpu 8000
主电机功率 KW 11/15
主轴镗孔 MAS403 BT40 工作台最大承重kg 1000 主轴端面至工作台面距离 mm 125～735
定位精度 mm X:0.020 Y:0.014 Z:0.016
重复定位精度 mm X:0.012 Y:0.008 Z:0.010
数控系统 HNC-21M/22M 华中“世纪星”数
控系统
1.1技术要求
X 向拖板(上拖板)尺寸为: 长*宽*高=1200*520*50 重量:按重量=体积*材料比重估算为: x
W = N 5880108.710
120520120023
≈?????--
上导轨重量为N W
20001
=
电机重量
N W
4.1768.9181
=?=
夹具及工件重量:约1588N X-Y 工作台运动部分总重量为:
N W 980015884.176********≈+++=
工作台、工件和夹具的总重量m =1000kg （所受的重力W=9800N ），其中，工作台的质量0m =600kg （所受的重力0W =5880N ）
；工作台的最大行程p L =880mm ；工作台快速移动速度max v =15000min mm ；工作台采用贴塑导轨，导轨的动摩擦系数u =0.15,静摩擦系数0u =0.2；工作台的定位精度为20um ，重复定位精度为12um ；机床的工作寿命为20000h （即工作时间为10年）
机床采用主轴服电机，额定功率E P =11kw ，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径D=125mm ，主轴转速n=8000min /r ，切削状况如表2-1所示
表2-1数控铣床的切削状况
切削方式
进给速度
/min)/(m
时间比例/(%)
备注
强力切削 0.6 10 主电动机满功率条件下切削
一般切削 0.8 30 粗加工 精加工切削 1 50 精加工
快速进给
15
10
空载条件下工作台快速进给
1.2总体方案设计
为了满足以上技术要求，采取以下技术方案。
（1） 工作台工作面尺寸（宽度?长度）确定为520mm ?1200mm 。
（2） 工作台的导轨采用矩形导轨，在与之相配的动导轨滑动面上贴聚四氟乙烯（PT-FE ）导轨板。同时采用斜镶
条消除导轨导向面的间隙，在背板上通过设计偏心轮结构来消除导轨背面与背板的间隙，并在与工作台导轨相接触的斜镶条接触面上和背板接触面上贴塑。
（3） 对滚珠丝杆螺母副采用预紧措施，并对滚珠丝杆进行预拉伸。 （4） 采用伺服电机驱动。
（5） 采用膜片弹性联轴器将伺服电动机与滚珠丝杆直连。
2设计计算
2.1主切削力及其切削分力计算
（1）计算主切削力Z F 。
根据已知条件，采用端面铣刀在主轴计算转速下进行强力切削（铣刀直径D=125mm ）时，主轴具有最大扭矩，并能传递主电动机的全部功率。此时，铣刀的切削速度为
s m s m Dn
v /33.52/60
8000
1012514.3603=???==-π
若主传动链的机械效率8.0=m η，按式310?=
v
P F E
m z η可计算主切削力Z F ；
v ---机床主轴的计算转速（主轴转速全部功率时的最低切削速度，s m /；
m η---机床主传动系统的传动功率，一般取8.0=m η。
N N v
P F E
m z 16.1681033
.5211
8.01033=??=
?=
η
（2）计算各切削分力。
根据表2---2可得工作台纵向切削力1F 、横向切削力c F 和垂向切削力v F 分别为
N N F F z 26.6216.1684.04.01=?==
N N F F z c 75.15916.16895.095.0=?==
N N F F z v 49.9216.16855.055.0=?==
表2---2 工作台工作载荷与切向铣削力的经验比值
切削条件
比值
对称端铣
不对称端铣
逆铣
顺铣
端铣
)2.0~1.0,)8.0~4.0((0==f e a d a
z F F /1
0.300.40 0.600.90 0.150.30
z c F F / 0.850.95 0.450.70 0.90 1.00 z v F F / 0.500.55
0.500.55 0.500.55
圆柱铣、立铣、盘铣和成形铣
)2.0~1.0,05.0(0==f e a d a
z F F /1
--- 1.00 1.20 0.800.90
z v F F / --- 0.200.30 0.750.80
z c F F /
---
0.350.40
0.350.40
2.2导轨摩擦力的计算
（1）按式(2-8a)计算在切削状态下的导轨摩擦力μF 。此时，动摩擦系数15.0=μ，
c F 、v F ---主切削力的垂向切削分力（N ）和横向切削分力（N ）；
W---坐标轴上移动部件的全部重量（包括机床夹具和工件的重量，N ）；
μ---摩擦系数，随导轨形式不同而不同，对于帖塑导轨，μ=0.15；对于滚动直线导轨，μ=0.01；
g f ---镶条紧固力（N ）,其推荐值可查表2---3得镶条紧固力g f =2500N ，则
)(v c g F F f W F +++=μμ=0.15×(9800+2500+159.75+92.49)N=1882.84N
表2---3 镶条紧固力推荐值
导轨形式
主电动机功率/kw
2.2
3.7 5.5 7.5 11 15 18 贴塑滑动导轨 500 800
150
200
0 250
0 300
0 350
0 滚动直线导轨
25
40
75
100
125
150
175
(2)按式)
(0g f W F +=μμ,计算在吧切削状态下的导轨摩擦力0μF 和导轨静摩擦力0F 。
)(0g f W F +=μμ=0.15×（9800+25000）N=1845N
)(00g f W F +=μ=0.2×(9800+2500)N=2460N
2.3计算滚珠丝杆螺母副的轴向负载力
（1）按式μF F F a +=1max ， 1F ---主切削力的纵向切削力 μF F F a +=1max =（62.26+1882.84）N=1945.1N
（2）按式)(0min g a f W F F +==μμN 计算最小轴向负载力min a F 0min μF F a ==1845N
2.4滚珠丝杆的动载荷计算与直径估算
1）确定滚珠丝杆的导程
根据已知条件，取电动机的最高转速min /1500max r n =，则由式max
max
0in v L =
得： mm mm in v L 101500
115000
max max 0=?==
2)计算滚珠丝杆螺母副得平均转速和平均载荷 （1）估算在各种切削方式下滚珠丝杆的轴向载荷。
将强力切削时的轴向载荷定为最大轴向载荷max a F ，快速移动和钻镗定位时的轴向载荷定为最小轴向载荷min a F 。一般切削(粗加工)和精细切削（精加工）时，滚珠丝杆螺母副的轴向载荷2F 、3F 分别可按下列公式计算：
max min 2%20a a F F F +=，max min 3%5a a F F F +=，并将计算结果填入表2---4。
表2---4 数控铣床滚珠丝杆的计算
切削方式
轴向载荷/N
进给速度
/(min m )
时间比
例/(％)
备注
强力切削 1945.10
6.01=v 10
max 1a F F = 一般切削（粗加
工） 2234.02
8.02=v
30
max min 2%20a a F F F += 精细加工（精加
1942.26
13=v
50
max min 3%5a a F F F +=
工） 快移和定镗定位
1845
max 4v v =
10
min 4a F F =
(2)计算滚珠丝杆螺母副在各种切削方式下的转速i n
min /60min /10
106.03011r r L v n =?==
- min /80min /10108.03
022r r L v n =?==
- min /100min /10
1013033r r L v n =?==
- min /1500min /1010153
044r r L v n =?==
- （3）按式n n m n q n q
n q n 100
...1001002211+++=
计算滚珠丝杆螺母副的平均转速m n 。 min /230min /)1500100101001005080100306010010(100
...1001002211r r n q n q
n q n n n m =?+?+?+?=+++=
（4）按式332232113
1100
...100100n m n n m m m q n n F q
n n F q n n F F +++=计算滚珠丝杆螺母副的平均载荷m F 。
N
N
N q n n F q
n n F q n n F F n
m n n m m m 77.192965.0184522.026.194210.002.233403.01.1945100
10230150018451005023010026.1942100302308002.223410*********.1945100
(1001003333333333332232113)
1=?+?+?+?=??+??+??+??
=+++=
3)确定滚珠丝杆预期的额定动载荷am C
（1）按预定工作时间估算。查表2---5得载荷性质系数3.1=e f 。已知初步选择的滚珠丝杆的精度等级为2级，
查表2---6得精度系数1=a f 。查表2---7得可靠性系数44.0=c f ，额定寿命h L h 20000=则由式c
a w
m h
m am f f f F L n C 100603=得
N
N f f f F L n C c
a w m h
m am 37.3711744
.011003
.177.192920000230601006033=??????==
表2---5 载荷性质系数w f
载荷性质
无冲击（很平稳）
轻微冲击 伴有冲击或振动
w f
1~1.2
1.2~1.5
1.5~2
表2---6精度系数a f
精度等级
1、2、3 4、5 7 10 a f
1
0.9
0.8
0.7
表2---7可靠性系数c f
可靠性
/(％)
90
95
96
97
98
99
c f
1 0.6
2 0.5
3 0.4
4 0.33 0.21
(2)因对滚珠丝杆螺母副将实施预紧，所以可按式max a e am F f C =估算最大轴向载荷。查表2---8得欲加动载荷系数5.4=e f ，则
N N F f C a e am 95.87521.19455.4max =?==
表2---8 欲加动载荷系数
e
f
欲加载荷类型
轻预载 中预载 重预载 e
f
6.7
4.5
3.4
（3）确定滚珠丝杆预期的额定动载荷am C 。 取以上两种结果的最大值，即am C =37117.37N 。 4）按精度要求确定允许的滚珠丝杆的最小螺纹底经m d 2
（1）根据定位精度和重复定位精度的要求估算允许的滚珠丝杆的最大轴向变形。
已知工作台的定位精度为20m μ，重复定位精度为12m μ，根据公式）2/1~3/1(max =δ重复定位精度m μ和
）4/1~5/1(max =δ定位精度m μ以及定位精度和重复定位精度的要求，得m m μμδ)6~4(122/1~3/1(1max =?=），
m m μμδ)5~4(204/1~5/1(2max =?=）
取上述计算结果的较小值，即m μδ4max =。 （2）估算允许的滚珠丝杆的最小螺纹底经m d 2。
本机床工作台（X ）轴滚珠丝杆螺母副的安装方式拟采用两端固定式。滚珠丝杆螺母副的两个固定支承之间的距离为L=行程+安全行程+2×余程+螺母长度+支承长度≈（1.2～1.4）行程+（25～30）0L
取L=1.4×行程+300L =（1.4×880+30×10）mm=1532mm, 又0F =2460N ，由式max
02039
.0δL
F d m ≥得mm L
F d m 86.374
1532
2460039.0039
.0max
02=??
=≥δ 2.5初步确定滚珠丝杆螺母副的规格型号
根据计算所得的0L 、am C 、m d 2，初步选择FFZD 型内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杆螺母副FFZD5010-5,其公称直径0d 、基本导程0L 、额定动载荷a C 和丝杆底径2d 如下：mm d 500=，mm L 100=，
kN C kN C a a 1.376.55=>=,mm d mm d m 86.373.4422=>=，故满足式am a C C ≥，m d d 22≥的要求。
2.6
由式max
31
a p F F =确定滚珠丝杆螺母副的预紧力p F
N N F F a p 37.6481.19453
1
31max =?==
2.7计算滚珠丝杆螺母副的目标行程补偿值和预拉伸力
（1） 按式mm tL tL u u t 61011-??=?=αδ计算目标行程补偿值t δ
t δ---目标行程补偿值)(m m ；
t ?---温度变化值（C ）
，一般情况下为2~3C ； α---丝杆的线膨胀系数（1/C ）,一般情况下为C /10116-?；
u L ---滚珠丝杆副的有效行程)(m m 。
已知温度变化值C t 2=?，丝杆的线膨胀系数C
/10116-?=α，滚珠丝杆副的有效行程
u L =工作台行程+安全行程+2×余程+螺母长度
=（880+100+2×20+146）mm=1166mm,
故mm mm mm tL tL u u t 025.0101166211101166=???=??=?=--αδ
(2)按式2
281.1td F t ?=计算滚珠丝杆的预拉伸力t F 。
已知滚珠丝杆螺纹底径mm d 3.442=,滚珠丝杆的温度变化值C t
2=?，则
N N td F t 21.71043.44281.181.1222=??=?=
2.8确定滚珠丝杆螺母副支承用轴承的规格型号
（1）按式max max 2
1
a t B F F F +
=计算轴承所承受的最大轴向载荷max B F 。 N N F F F a t B 76.8076)1.19452
1
21.7104(21max max =?+=+=
（2） 计算轴承的预紧力Bp F
N N F F B Bp 25.269276.80763
1
31max =?==
(3)计算轴承的当量轴向载荷Bam F
N N F F F m Bp Bam 02.4622)77.192925.2692(=+=+=
(4)按式3
60100
h nL P C =
计算轴承的基本额定动载荷C 。 已知轴承的工作转速min /230r n n m ==,轴承所受的当量轴向载荷N F Bam 02.4622=,轴承的基本额定寿命h L 20000=。轴承的径向载荷r F 和轴向载荷a F 分别为
N N F F Bam r 01.23115.002.462260cos =?==
N N F F Bam a 16.402187.002.462260sin =?==
因为
17.274.101
.231116
.4021<==r a F F ，所以查表2---9得，径向系数X=1.9，轴向系数Y=0.54，故N N YF XF P a r 35.6562)16.402154.001.23119.1(=?+?=+=
N N nL P C h 89.427202000023060100
35.6562601003
3=???==
表2---9 载荷系数
组合列数
2列
3列 4列
承载列数
1
列
2列 1列 2列 3列 1列 2列 3列 4列 组合形式
DF DT
DF
D
DF D DT D DF T DF F DF T DT T 17.2≤r
a
F F
X
1.
9 --- 1.43 2.33 --- 1.17 2.33 2.53 --- Y 0.54 --- 0.77 0.35 --- 0.89 0.35 0.26 --- 17.2>r
a
F F
X 0.92 0.92 0.92 0.02 0.02 0.92 0.92 0.92 0.92 Y
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
(5)确定轴承的规格型号
因为滚珠丝杆螺母副拟采取预拉伸措施，所以选用 60角接触球轴承组背对背安装，以组成滚珠丝杆两端固定的支承形式。由于滚珠丝杆的螺纹底径2d 为44.3mm ，所以选择轴承的内径d 为40mm ，以满足滚珠丝杆结构的需要。
在滚珠丝杆的两个固定端均选择国产 60角接触球轴承两件一组背对背安装，组成滚珠丝杆的两端固定支承方式。轴承的型号为760308TNI/P4DFB,尺寸（内径×外径×宽度）为40mm ×90mm ×23mm ，选择脂润滑。该轴承的预载荷能力
,
BP F 为5600N ，大于计算所得的轴承预紧力BP F =2647.25N.并在脂润滑状态下的极限转速为1500r/min,等于滚珠丝杆
的最高转速min /1500
max r n =，故满足要求。该轴承的额定动载荷为'C =50000N ，而该轴承在20000h 工作寿命下的基本额定动载荷C =42720.89N,也满足要求。
3工作台部件的装配图设计
将以上计算结果用于工作台部件的装配图设计（见本课程设计插页图1）。其计算简图如下图所示，本课程设计后插
页图2为电机接线图，插页图3为电机控制图。
4滚珠丝杆螺母副的承载能力校验
4.1滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验
本工作台的滚珠丝杆支承方式采用预拉伸结构，丝杆始终受拉而不受压，因此，不存在压杆补稳定问题。
4.2滚珠丝杆螺母副临界转速c n 的校验
根据以上的计算可得滚珠丝杆螺母副临界转速的计算长度2L =1117.5mm 。已知弹性模量MPa E 5
101.2?=，材料
密度35/108.71
mm N g
-??=
ρ，重力加速度23/108.9s mm g ?=，安全系数8.01=K 。查参考文献[]1表2-44得73.4=λ。
滚珠丝杆的最小惯性矩为4444
264.1906693.446414
.364mm mm d I =?=
=
π
滚珠丝杆的最小截面积为2222255.15403.444
14
.34mm mm d A =?=
=π
故可由式A
EI L K n c ρπλ22
2
1
260=得 min
/47.7822min /55
.1540108.7108.9190669101.25.111714.3273.4608.02605
3
52
2
22
2
1
r r A
EI
L K n c =??????????
==-ρπλ 本丝杆螺母副的最高转速为1500min r ，远远小于其临界转速，故满足要求。
4.3滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验
滚珠丝杆螺母副的寿命，主要是指疲劳寿命。它是指一批尺寸、规格、精度相同的滚珠丝杆在相同的条件下回转时，其中90％不发生疲劳剥落的情况下运转的总转速查参考文献[]1附录A 表A-3得滚珠丝杆的额定动载荷
N C a 35800=，运转条件系数2.1=w f ，滚珠丝杆的轴向载荷N F F a 10.1945max ==,滚珠丝杆
螺母副转速min /1500max r n n ==,由式6310)(
?=w a a f F C L ，n
L
L h 60= 得r r f F C L w a a 963
6310608.310)2
.110.194535800(10)(
?=??=?=， h h n L L h 400881500
6010608.3609
=??==
一般来讲，在设计数控机床时，应保证滚珠丝杆螺母副的总时间寿命h L h 20000
≥故满足要求
5计算机械传动系统的刚度
5.1机械传动系统的刚度计算
(1)计算滚珠丝杆的拉压刚度s K 。
本工作台的丝杆支承方式为两端固定，当滚珠丝杆的螺母中心位于滚珠丝杆两支承的中心位置时
)1355,2/(mm L L a ==时，滚珠丝杆螺母副具有最小拉压刚度min s K ，可按式L
d K s 2
2
2
min
106.6?=计算：
m N m N L d K s μμ/90.955/1355
3.44106.6106.622
222
min
=??=?=
当mm L a Y 5.1117==或mm L a J 5.237==时（即滚珠丝杆的螺母中心位于行程的两端位置时）
，滚珠丝杆螺母副具有最大拉压刚度max s K ，可按式)
(4106.62
22
max J J s L L L L
d K -?=计算：
m
N m N L L L L
d K J J s μμ/18.1653/)
5.2371355(5.23741355
3.44106.6)
(410
6.622
222
max
=-????=-?=
（2）计算滚珠丝杆螺母副支承轴承的刚度b K 。
已知轴承接触角
60=β，滚动体直径mm d Q 144.7=，滚动体个数Z=17，轴承的最大轴向工作载荷
N F B 76.8076max =,查参考文献[]1表2-45、2-46得
m
N m N F Z d K B Q b μμβ
/98.1895/60sin 76.807617144.734.24sin 34.2435235max 2=?????=??= （3） 计算滚珠与滚道的接触刚度c K
查参考文献[]1附录A 表A-3得滚珠与滚道的接触刚度m N K μ/2075=，额定载荷N C a 55600=，滚珠丝杠上所
承受的最大轴向载荷N F a 10.1945max =，故由式31
max )1.0(a
a c C F K K =
得m N m N C F K K a a c μμ/08.1462/)55600
1.010.1945(2075)1.0(3
1
31max =??==
（4） 计算进给传动系统的综合拉压刚度K 。
由式
c
b s K K K K 1111max max ++=得进给传动系统的综合拉压刚度的最大值为 0018.008
.14621
98.1895118.165311111max max =++=++=c b s K K K K 故m N K μ/56.555max =。
由式
c
b s K K K K 1111min min ++=得进给传动系统的综合拉压刚度的最小值为 0023.008
.1462198.1895190.95511111min min =++=++=c b s K K K K 故m N K μ/78.434min =。
5.2滚珠丝杠螺母副的扭转刚度计算
由以上计算可知，扭转作用点之间的距离mm L 5.1117
2=已知剪切模量MPa G 4101.8?=，滚珠丝杆的底径m d 3
2103.44-?=。由式
24232L G
d K πφ=
得
rad
m N rad m N L G
d K /52.27392/10
5.11173210101.8)103.44(14.3323
6
443242?=????????==--πφ
6驱动电动机的选型与计算
6.1计算折算到电动机轴上的负载惯量
（1）计算滚珠丝杠的转动惯量r J 。
已知滚珠丝杠的密度3
3/108.7cm kg -?=ρ，由式
j
n
j j
j
n
j j
r L
D L
D J ∑∑=-=?==
1
43
1
410
78.032
πρ
得
2
244431
43
1
443.21)2.55.29.10049.832(1078.010
78.032
cm kg cm kg L
D L D J j
n
j j
j
n
j j
r ?=??+?+????=?==
-=-=∑∑πρ
（2）计算联轴器的转动量
J 。
2244343062.112.8)36.6(1078.01078.0cm kg cm kg L
D J ?=??-??=?=--
（3）计算折算到电动机轴上的移动部件的转动惯量L J 。
已知机床执行部件（即工作台、工件、夹具）的总质量kg m 1000
=，电动机每转一圈，机床执行部件在轴上移动的距离cm L 1=,则由式
2
)2(
πL m J L =得
222236.25)14.321(1000)2(
cm kg cm kg L m J L ?=???==π
（4）由式
L r d J J J J ++=0计算加在电动机轴上总的负载转动惯量d J 。
22041.58)36.2562.1143.21(cm kg cm kg J J J J L r d ?=?++=++=
6.2计算折算到电动机轴上的负载力矩
（1）计算切削负载力矩
c
T 。
已知在切削状态下坐标轴的轴向负载力
N F F a a 10.1945max ==，电动机每转一圈，机床执行部件在轴向移动的距
离m mm L 01.010==，进给传动系统总效率90.0=η，由式
πη2L
F T a c =
得
m N m N L F T a c ?=????==
44.390.014.3201
.010.19452πη
（2）计算摩擦负载力矩
μ
T
已知在不切削状态下坐标轴的轴向负载力（即为空载时的导轨摩擦力）
N
F 18450=μ，由式
πημ20L F T u =
得
m
N m N L F T u ?=????=
=
26.39.014.3201
.0184520πη
μ
（3）计算由滚珠丝杠的预紧而产生的附加负载力矩f
T 。
已知滚珠丝杠螺母副的预紧力
N
F p 37.648=滚珠丝杠螺母副的基本导程
m
mm L 01.0100==，滚珠丝杠螺母副
的效率
94.00=η，由式
)
1(22
00ηπη
-=
L F T p f 得
m
N m N L F T p f ?=?-????=
-=
13.0)94.01(9.014.3201
.037.648)1(222
00ηπη
6.3计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需的力矩
（1）计算线性加速力矩
al
T
已知机床执行部件以最快速度运动时电动机的最高转速min /1500max r n =，电动机的转动惯量2
62cm kg J m ?=，
坐标轴的负载惯量2
41.58cm kg J d ?=，进给伺服系统的位置环增益Z z H k 20=，加速时间
s s k t s a 15.0203
3===
，
由式
)
1)((980602max
a s t k d m a
al e J J t n T --+?=
π得
m N cm kgf cm
kgf e e J J t n T a s t k d m a al ?=?=?-?+?????=-+?=
?--97.1117.122)1()41.5862(15
.0980601500
14.32)1)((98060201520max π
（2）计算阶跃加速力矩。
已知加速时间
s s k t s a 05.02011===
，由式)(980602max
d m a
ap J J t n T +?=π得
m N cm kgf cm
kgf J J t n T d m a
ap ?=?=?+?????=
+?=01.3881.387)41.5862(05
.0980601500
14.32)
(980602max
π
（3）计算坐标轴所需的折算到电动机轴上的各种力矩。 ①按式
)
(f al q T T T T ++=μ计算线性加速时空载启动力矩
q
T 。
m
N m N T T T T f al q ?=?++=++=36.15)13.026.397.11()(μ
②按式
)
('f ap q T T T T ++=μ计算阶跃加速时空载启动力矩
'
q T 。
m
N m N T T T T f ap q ?=?++=++=40.41)13.026.301.38()('μ
③按式
f
KJ T T T +=μ计算快进力矩
KJ
T 。
m
N m N T T T f KJ ?=?+=+=39.3)13.026.3(μ
④按式
f
c GJ T T T +=计算工进力矩
GJ
T 。
m
N m N T T T f c G J ?=?+=+=57.3)13.044.3(
6.4选择驱动电动机的型号
(1)选择驱动电动机的型号 根据以上计算和查参考文献
[]1表2--47，
选择日本FANUC 公司生产的123000i α型交流伺服电动机为驱动电动机。
主要技术参数如下:额定功率3kw ；最高转速3000min r ；额定力矩12N m ?；转动惯量2
62cm kg ?；质量。
交流伺服电动机的加速力矩一般为额定力矩的5-10倍。若按5倍计算，则该电动机的加速力矩为60N m ?，均大于本机床工作台的线性加速时所需 的空载启动力矩
m
N T q ?=36.15以及阶跃加速时所需的驱动力矩
m
N T q ?=40.41'，因此，不管采用何种加速方式，本电动机均满足加速力矩要求。
该电动机的额定力矩为12N m ?，均大于本机床工作台快进时所需的驱动力矩m N T KJ ?=39.3以及工进时所需
的驱动力矩
m N T GJ ?=57.3，因此，不管是快进还是工进，本电动机均满足驱动力矩要求。
（2）惯量匹配验算。
为了使机械传动系统的惯量达到较合理 的匹配，系统的负载惯量
d
J 与伺服电动机的转动惯量
m
J 之比一般应满足
式
125.0≤≤
m
d
J J
而在本设计中[]1,25.094.06241.58∈==m d J J ，故满足惯量匹配要求。
7机械传动系统的动态分析
7.1计算丝杠-工作台纵向振动系统的最低固有频率
已知滚珠丝杠螺母副的综合拉压刚度
m N K K /1078.4346
min 0?==，而滚珠丝杠螺母副和机床执行部件的等效质量s
d m m m 31
+=（其中m 、s m 分别是机床执行部件的质量（kg ）和滚珠丝杠螺母副的质量（kg ），则
kg m 1000=
kg
kg m s 88.14108.79.15144
32=????=
-π
kg
kg m m m s d 96.1004)88.1431
871(31=?+=+=
s
rad s rad m K d nc /75.657/96
.10041078.4346
0=?==ω
7.2计算扭转振动系统的最低固有频率nt ω
折算到滚珠丝杠轴上的系统总当量转动惯量为
22200033.005.33)62.1143.21(m kg cm kg cm kg J J J r s ?=?=?+=+=
已知丝杠的扭转刚度
rad
m N K K s /52.27392?==φ，则
s rad s rad J K s s nt /2881/0033
.052.27392===
ω
由以上计算可知，丝杠-工作台纵向振动系统的最低固有频率
s rad nc /60.597=ω、扭转振动系统的最低固有频率
s rsd nt /2881=ω都比较高。一般按s rad n /300=ω的要求来设计机械传动系统的刚度，故满足要求。
8计算传动系统的误差计算与分析
8.1计算机械传动系统的方向死区?
已知进给传动系统的最小综合拉压刚度mm N K /1078.4346
min
?=，导轨的静摩擦力N F 21000=，则由式3
min
1022?=
=?K F μδ得
mm mm K F 0085.0101078.4342100210223
6
3min 0=???=?=
=?μδ
即m m μμ105.8≤=?故满足要求。
8.2计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差max k δ
轴类零件数控加工编程 专业：机械制造及其自动化 班级：13机自 姓名：张
学院机械工程学院班级13机自卓越姓名张 设计起止日期2016年8月29 日——2016年9 月2日 设计题目：轴类零件数控加工程序编制 设计任务（主要技术参数）： 编制如图所示轴类零件的数控车床加工程序。 工作任务：1.零件的工艺分析2.数控机床的选择3. 编程中工艺指令的处理4.编制数控车床加工工艺过程卡5.编制数控加工程序6.设计说明书1份。 指导教师评语： 成绩：签字： 年月日
目录 引言 1轴类零件的工艺分析 (6) 1.1数控加工工艺的基本特点 (7) 1.1.1数控加工的工艺内容十分明确而且具体 1.1.2数控加工的工艺工作相当准确而且明确 1.1.3数控加工的工序相对集中 1.2数控加工工艺的主要内容 (8) 2数控机床的选择…………………………………………………… .13 3编制轴类零件数控车床加工工艺过程卡... ………………………… .. 14 3.1工序与工步的划分 (9) 3.2加工路线的确定 (12) 4编制轴类零件数控车床加工刀具卡... ………………………………… .. 14 4.1刀具的选择与切削用量的确定 (10) 4.2对刀点和换刀点的确定 (11) 5数控加工程序编制………………………………………………… . 15 5.1工件坐标系确定…………………………………………… ..9 5.2对刀方法和设置………………………………………… ..1 5.3数控加工程序 参考文献
引言 轴，支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。根据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。根据轴的承载情况，又可分为：①转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等。②心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。③传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。 轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对轴的变形等因素有关。设计者可根据轴的具体要求进行设计，必要时可做几个方案进行比较，以便选出最佳设计方案，以下是一般轴结构设计原则： 1、节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状； 2、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整； 3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施； 4、便于加工制造和保证精度。 1 轴类零件的加工工艺分析 1.1 数控加工工艺的特点 数控机床加工与些通机冰加工相比，在许多方山遵循基个一致的原则，在使用方法厂也有很多相似之处。但对于数控机床水身白动化程度较高，设备费用较高，设备功能较强，使数摔加工相应形成了如下几个特点。 1.1.1数控加工的工艺内容十分明确而且具体 进行救护加工时。数控机床是接受数控系统的指今后先成各种运动实现加工的。因此，在编制加工程序之前，需要对影响加工过程的各种工艺冈素，如切削用旦、进给路线、刀具的几何形状、丁步的划分与安排等一一作出定量描述，对每一个问题都要给出确切的答案和选择、而不能像普通机床加工时一样，在大多数情况下对许多具体的工艺问题，由操作工人依据自己的实践经验和习惯白行考虑利决定。也就是说，本来由操作丁人在加工中灵活掌握并可通过适时调整来处理的许多工艺问题.在数控加工时就转坐为编程人员必须事先具体设计和明确安排的内容。 1.1.2数控加工的工艺工作相当准确而且严密 数控加工过程小出现的问题是不能由操作者白由地进行调整的：比如加工内螺纹时，在
燕山大学 机械设计课程设计报告 题目：带式输送机传动装置 学院：机械工程学院 年级专业：级机制班 学号： 学生姓名： 指导教师：
目录 第一部分 1、摘要 (6) 第二部分 1、项目设计目标与技术要求 (1) 2传动系统方案制定与分析 (1) 3 传动方案的技术设计与分析 3.1 电动机选择与确定 (2) 3.1.1 电动机类型和结构形式选择 (2) 3.1.2 电动机容量确定 (3) 3.1.3 电动机转速选择 (4) 3.2 传动装置总传动比确定及分配 3.2.1 传动装置传动比分配原则 (4) 3.2.2 各级传动比分配 (4) 3.2.2.1 分配方案 (4) 3.2.3 传动装置的运动和动力参数 (4) 4 关键零部件的设计与计算 4.1 设计原则制定 (5) 4.1.1不同类件的安全系数确定 (5) 4.1.2 关键件或主要件加工工艺制定 (6) 4.1.3 材料选择与工艺选择 (9) 4.2齿轮传动设计方案 (10) 4.3 齿轮传动设计计算及校核 (11) 4.4 轴的计算 4.4.1 轴径初估 (14) 4.5 键的选择及键联接的强度计算 4.5.1 键联接方案选择 (16) 4.5.2 键联接的强度计算 (17) 4.6 滚动轴承选择方案及固定方案 (18) 4.6.1 滚动轴承的选择 (18) 4.6.2 轴承固定方案比较 (18) 5 传动系统结构设计与总成 5.1装配图设计及部件结构选择、执行机械设计标准与规范 5.1.1装配图整体布局 (19) 5.1.2 轴系结构设计与方案分析 5.1.2.1 高速轴结构设计与方案分析 (20) 5.1.2.2 中间轴结构设计与方案分析 (21) 5.1.2.3 低速轴结构设计与方案分析 (23) 5.2 零件图设计 (34)
机械工程学院 《数控机床编程》课程设计 题目：“王”字凸台 专业：机械设计制造及其自动 班级：机制1201 姓名：王超 学号： 1209331031 成绩： 指导教师：丽娟 2015年4月25日
目录 一、任务书 (1) 二、设计零件 (2) 三、数控加工工艺分析 (4) 四、程序清单 (5) 五、零件加工 (6) 六、设计小结 (7) 七、参考文献 (8) 八、感想 (9)
一、任务书 1.课程设计概述 《数控机床编程》课程设计是机械设计制造及其自动化专业的必修课程之一，它可以提高学生的动手能力，丰富学生的理论知识。是一门理论与实践相结合的综合性专业基础课。通过《数控机床编程》课程设计的学习，要求学生能够设计常用的轴类零件和型腔壳体类零件，并能够合理的选择卡具和加工设备，独立分析工艺，独立编程及完成其加工。通过数控机床编程课程设计，使学生提高数控机床实际操作和手工编程能力。同时还要求学生掌握数控机床的组成及其控制原理和方法。为以后的工作和学习打下坚实的基础。 2.课程设计目的 通过本次课程设计，掌握数控机床进行机械加工的基本方法，巩固数控加工编制的相关知识，将理论知识与实际工作相结合，并最终达到独立从事数控加工程序编制的工作能力。 3．课程设计任务 根据本任务书相关技术要求，完成零件设计，零件工艺分析，加工工序卡的编制，数控加工程序的编制，最后用HNC-21M数控系统机床加工出所设计的工件。
二、设计零件 我要做的零件是在金属块上刻一个“王”字。由于我是第一次将所学理论用于实践，因此我选择笔画相对较少的“王’字来做。本次编程我打算用顺时钟圆弧指令G02和直线指令G01来刻画这个字。
目录 一、设计任务书 (1) 二、传动方案的拟定及说明 (1) 三、电动机的选择 (3) 四、计算传动装置总传动比和分配各级传动比 (3) 五、计算传动装置的运动和动力参数 (4) 六、传动件的设计计算 (5) 1. V带传动设计计算 (5) 2. 斜齿轮传动设计计算 (7) 七、轴的设计计算 (12) 1. 高速轴的设计 (12) 2. 中速轴的设计 (15) 3. 低速轴的设计 (19) 精确校核轴的疲劳强度 (22) 八、滚动轴承的选择及计算 (26) 1. 高速轴的轴承 (26) 2. 中速轴的轴承 (27) 3. 低速轴的轴承 (29) 九、键联接的选择及校核计算 (31) 十、联轴器的选择 (32) 十一、减速器附件的选择和箱体的设计 (32) 十二、润滑与密封 (33) 十三、设计小结 (34) 十四、参考资料 (35)
设计计算及说明结果一、设计任务书 设计一用于带式运输机上同轴式二级圆柱齿轮减速器 1.总体布置简图 2.工作情况:工作平稳、单向运转 3.原始数据 F= (KN) 运输带 速度 （m/s） 卷筒直径 （mm） 5.5 0.75 410 4.设计内容 (1)电动机的选择与参数计算 (2)斜齿轮传动设计计算 (3)轴的设计 (4)滚动轴承的选择 (5)键和联轴器的选择与校核 (6)装配图、零件图的绘制 (7)设计计算说明书的编写 5.设计任务 (1)减速器总装配图1张（0号或1号图纸） (2)齿轮、轴零件图各一张（2号或3号图纸） (3)设计计算说明书一份 二、传动方案的拟定及说明 如任务书上布置简图所示，传动方案采用V带加同轴式二级圆柱齿轮减速箱，采用V带
目录 1 概述 (3) 1.1 零件技术要求 (3) 1.2 总体方案设计 (3) 2 设计计算 (3) 2.1主切削力及其切削分力计算 (3) 2.2 导轨摩擦力计算 (4) 2.3 计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (4) 2.4 滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (4) 3 工作台部件的装配图设计 (9) 4 滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 (9) 4.1 滚珠丝杠螺母副临界转速压缩载荷的校验 (9) n的校验 (10) 4.2 滚珠丝杠螺母副临界转速 c 4.3滚珠丝杠螺母副额定寿命的校验 (10) 5 计算机械传动系统的刚度 (10) 5.1 机械传动系统的刚度计算 (10) 5.2 滚珠丝杠螺母副的扭转刚度计算 (12) 6 驱动电动机的选型与计算 (12) 6.1 计算折算到电动机轴上的负载惯量 (12) 6.2 计算折算到电动机上的负载力矩 (13) 6.3 计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需的力矩 (13) 6.4选择驱动电动机的型号 (14) 7 机械传动系统的动态分析 (15) 7.1 计算丝杠-工作台纵向振动系统的最低固有频率 (15) 7.2 计算扭转振动系统的最低固有频率 (15) 8 机械传动系统的误差计算与分析 (16) 8.1 计算机械传动系统的反向死区 (16) 8.2 计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差 (16) 8.3 计算滚珠丝杠因扭转变形产生的误差 (16)
9 确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (16) 9.1 确定滚珠丝杠螺母副的精度等级 (17) 9.2 确定滚珠丝杠螺母副的规格型号 (17) 课程设计总结 通过此次数控编程课程设计，我对立式数控铣床的进给系统有了个基本的了解，加深了对立式数控铣床的认识。通过立式数控铣床进给系统的设计，使我在装配结构和制造结构的各种方案以及在机械设计制图、零件计算和编写技术文件等方面得到了综合训练，培养了我的初步的结构分析与结构设计计算能力。 虽然只有一周的时间，在很仓促的情况下完成了这次数控编程的课程设计，但收获却很大，使我初步具备了设计的能力，并且我相信我在这方面的设计能力会逐渐成熟起来。 参考文献 1.范超毅．数控技术课程设计．武汉：华中科技大学出版社，2006 2.王爱玲．机床数控技术．北京：高等教育出版社，2006
目录第一章传动装置的总体设计 一、电动机选择 1. 选择电动机的类型 2. 选择电动机的功率 3. 选择电动机的转速 4. 选择电动机的型号 二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数 1. 各轴转速 2. 各轴功率 3. 各轴转矩 4. 运动和动力参数列表 第二章传动零件的设计 一、减速器箱体外传动零件设计 1. 带传动设计 二、减速器箱体内传动零件设计 1. 高速级齿轮传动设计 2. 低速级齿轮传动设计 三、选择联轴器类型和型号 1. 选择联轴器类型 2. 选择联轴器型号 第三章装配图设计 一、装配图设计的第一阶段 1. 装配图的设计准备 2. 减速器的结构尺寸 3. 减速器装配草图设计第一阶段 二、装配图设计的第二阶段 1.中间轴的设计 2. 高速轴的设计 3. 低速轴的设计 三、装配图设计的第三阶段 1.传动零件的结构设计
2.滚动轴承的润滑与密封 四、装配图设计的第四阶段 1. 箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3. 画正式装配图 第四章零件工作图设计 一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计 第五章注意事项 一、设计时注意事项 二、使用时注意事项 第六章设计计算说明书编写
第一章传动装置总体设计 、电动机选择 1. 选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，适用于没有特殊要求的机械上，如机床、运输机、搅拌机等。所以选择Y系列三相异步电动机。 2. 选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率P ed表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出 功率P d。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率 过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。 工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。 工作机所需功率为：P w, n w――工作机(卷筒)的效率，查吴宗泽P5表1-7。 1000 n 工作机所需电动机输出功率为：F d P w—, n i ——带传动效率；n 2——滚动轴承效率; n n n n n n 3 ――齿轮传动效率；n 4――联轴器效率，查吴宗泽P5表1-7。 电动机的额定功率：P ed=(启动载荷/名义载荷)X P d ,查吴宗泽P167表12-1选择电动机的额定功率。 3. 选择电动机的转速 具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速。低转速电动机级数多，外廓尺寸较大，质 量较重，价格较高，但可使总传动比及传动装置的尺寸减小，高转速电动机则相反，应综合考虑各种因素 选取适当的电动机转速。Y系列三相异步电动机常用的冋步转速有3000r/min、1500r/min、1000r/min和750r/min，—般多选同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机。为使传动装置设计合理，可根据工作机 的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即 n d=(i1i2…i n)n w, n d为电动机可选转速范围，h, i2,…，i n为各级传动机构的合理传动比范围，n w为工作机转速。 工作机转速：n w 60 1000 v d D 查吴宗泽P188表13-2知：i v带传动=2~4 , i单级圆柱齿轮传动=2~5，则电动机转速的可选范围为n d=(2~4) X (3~5) X (3~5) X n 电动机转速推荐选择1500r/mi n 4. 选择电动机的型号
数控机床课程设计指南（doc 9页）
数控机床课程设计指导书应用专业：机械设计制造及其自动化 班级 学号 姓名
1.设计任务 本次课程设计是通过分析零件图，合理选择零件的数控加工工艺过程，对零件进行数控加工工艺路线进行设计，从而完成零件的数控加工程序的编写。使零件能在数控机床上顺利加工，并且符合零件的设计要求。 2.设计要求 1 绘制二维、三维零件图各一张； 2 数控加工工序卡一份； 3 走刀路线图一份； 4 数控加工程序清单一份（含注释）； 5 设计说明书一份。（分析零件结构；选择机床设备、刀具；编 写数控加工工艺；写出数值计算过程） 3.零件图的分析 在数控车床上加工如图所示的带螺纹的轴类零件，该零件由外圆柱面，槽和螺纹所构成，零件的最大外径为Φ56，加工粗糙度要求较高，并且需要加工M30×1.5的螺纹，其材料为45﹟，分析其形状为不规范的阶梯轴类零件，可以采用端面粗车循环加工指令，选择毛坯尺寸为Φ60mm×150mm的棒料。
4.机床设备的选择 根据该零件图所示为轴类零件，需要的加工的为外轮廓和螺纹，以及毛坯的尺寸大小，查机械设计手册选择FANUC系统的CK7815型数控车床来加工此零件。 5.确定工件的装夹方式 由于这个工件时一个实心轴类零件，并且轴的长度不是很长，所以采用工件的左端面和Φ60的外圆为定位基准。使用普通三爪卡盘加紧工件，取工件的右端面中心为工件的坐标系的原点。 6.确定数控加工刀具及加工工序卡片 根据零件的加工要求，T01号刀为450硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T02号刀为900硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T03号刀为900硬质合金机夹精切外圆偏刀；T04号刀为硬质合金机夹切槽刀，刀片宽度为5mm，用于切槽、切断车削加工；选择5号刀为硬质合金机夹螺纹刀，用于螺纹车削加工。该零件的数控加工工艺卡片如表1-1所示。 加工流程：加工右端面→粗车外轮廓→精车外轮廓→切螺纹退刀槽→车螺纹→切断 表1-1数控加工工序卡片
附录I： 机械零件课程设计题目 题目A设计一用于带式运输机上的圆锥园柱齿轮减速器。工作经常载，空载起动，工作有轻震，不反转。单班制工作。运输机卷筒直径Ｄ=320ｍｍ,运输带容许速度误差为5％。减速器为小批生产，使用期限10年。 附表1 原始数据 题号 Ａ１Ａ２Ａ３Ａ４Ａ５Ａ６ 运输带工 作拉力Ｆ （Ｎ） 2×103 2.1×103 2.2×103 2.3×103 2.4×103 2.5×103 运输带工 作速度Ｖ （ｍ/ｓ） 1.2 1.3 1.4 1.5 1.55 1.6 １．电动机２．联轴器３．圆锥齿轮减速器４．带式运输机 附图1
题目B 设计一用于带式运输机上的同轴式两级圆柱齿轮减速器。工作平稳。单向运转，两班制工作。运输带容许速度误差为5％。减速器成批生产，使用期限１０年。 附表2 原始数据 题号 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 运输机工作轴扭矩Ｔ（Ｎ。ｍ） 1300 1350 1400 1450 1500 1550 1600 运输带工作速度Ｖ（ｍ/ｓ） 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.80 卷筒直径Ｄ（ｍｍ） 300 320 350 350 350 400 350 １．带传动２．电动机３．同轴式两级圆柱齿轮减速器４．带式运输机５．卷筒 附图2
题目C设计一用于链式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器。工作平稳，经常满载，两班制工作，引链容许速度误差为5％。减速器小批生产，使用期限５年。 原始数据 题号 Ｃ１Ｃ２Ｃ３Ｃ４５Ｃ６ＣＣ７ 曳引链 拉力Ｆ（Ｎ）9× 103 9.5× 103 10× 103 10.5 ×103 11× 103 11.5 ×103 12× 103 曳引链 速度Ｖ （ｍ/ ｓ） 0.30 0.32 0.34 0.35 0.36 0.38 0.4 曳引链 链轮齿 数Ｚ 8 8 8 8 8 8 8 曳引链 节距Ｐ （ｍ 80 80 80 80 80 80 80
课程设计 课程名称：数控技术课程设计 学院：机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号： 年级：任课教师： 2012年 1 月 16 日
课程设计任务书
课程设计（论文）任务书 学生姓名：指导教师： 任务书发出时间2011年12月25日 设计时间2011年12月26日——2012年1月16日 设计（论文）题目数控技术课程设计 设计（论文）内容 ①结合设计任务的要求拟定总体机械和电气控制设计方案。 ②根据拟定的机械设计方案进行二坐标数控工作台的机械结构设计计算和元件的 选用。 ③根据拟定的电气设计方案进行数控系统控制电路的框图设计及驱动控制电路的 计算和元件选用。 ④根据指定要求进行有关软件的流程图设计。 ⑤对指定的软件程序进行编写。 ⑥进行机械结构的工程图和电气原理图的绘制。 ⑦编写设计说明书。 设计（论文）的要求（含说明书页数、图纸份量） ①方案拟定正确。 ②设计计算根据来源可靠，计算数据准确无误。 ③元气件选用正确规范符合国家颁布标准。 ④机械结构图纸绘制视图完整、符合最新国家标准，图面整洁、质量高。 ⑤电气部份图纸要求符合国家标准，图面布局合理、整洁、质量高。 ⑥机械和电气部份图纸总量为 1.5 张“0”号图量，其中含机械装配图1～2张、 电气控制原理框图及计算机I/O接口和驱动控制电路等电气原理图1～2张。 ⑦课程设计说明书应阐述整个设计内容：如课题来源现实意义、总体方案确定、 系统框图分析、电气执行元件的选用说明、机械传动和驱动电路的设计计算以 及机械和电气的其它部分。说明书要突出重点和特色，图文并茂、文字通畅、 计算正确、字迹清晰、内容完整。说明书页数不少于 20 页
------------------------------------------装订线------------------------------------------ 综合课题说明书 题目传动系统测绘与分析 机电工程系机械设计专业04机43 班 完成人xx 学号xxxxxx 同组人xx、xxx…… 指导教师XX 完成日期200x 年x 月xx 日 XX机电工程学院
目录 课题任务书 (1) 一、减速器结构分析 (1) 1、分析传动系统的工作情况 (1) 2、分析减速器的结构 (2) 3、零件 (3) 二、传动系统运动分析计算 (7) 1、计算总传动比i；总效率 ；确定电机型号 (7) 2、计算各级传动比和效率 (9) 3、计算各轴的转速功率和转矩 (9) 三、工作能力分析计算 (10) 1、校核齿轮强度 (10) 2、轴的强度校核 (13) 3、滚动轴承校核 (17) 四、装备图设计 (18) 1、装备图的作用 (18) 2、减速器装备图的绘制 (19) 五、零件图设计 (22) 1、零件图的作用 (22) 2、零件图的内容及绘制 (22) 参考文献 (25)
04机电综合课题任务书 学号：xxx 姓名：xxx 指导教师：xx 同组姓名：xx、xxx、xxx、xx、xx 一、课题：机械传动系统与分析 二、目的 综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力，培养团队协作精神。 三、已知条件 1．展开式二级齿轮减速器产品（有关参数见名牌） 2．工作机转矩：300N.m，不计工作机效率损失。 3．动力来源：电压为380V的三相交流电源；电动机输出功率 P=1.5kw。 4．工作情况：两班制，连续单向运行，载荷较平稳。 5．使用期：8年，每年按360天计。 6．检修间隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修。 7．工作环境：室内常温，灰尘较大。 四、工作要求 1．每组拆卸一个减速器产品，测绘、分析后将零件装配复原，并使用传动系统能正常运转。 2．每组测绘全部非标准件草图（徒手绘制），并依据测量数据确定全部标准的型号。 3．每组一套三轴系装配图（每人一轴系）。 4．各人依据本组全部零件测绘结果用规尺绘制减速器装配图、低速级大齿轮和输出轴的零件工作图。 5．对传动系统进行结构分析、运动分析并确定电动机型号、工作能
镇江高专 ZHENJIANG COLLEGE 毕业设计(论文) 复杂轴类零件的编程与仿真加工Programming and Simulation of complex shaft parts 系名：装备制造学院 专业班级：机电D132 学生姓名：朱忠康 学号：130104404 指导教师姓名：钱绍祥
指导教师职称：副教授 2016年3月
摘要 摘要 随着科学技术的快速发展，产品的精度越来越高，也越来越复杂。一种新型的机床在这种需求下产生了，数控机床不仅可以满足产品高精度和高复杂度的要求，而且还具有通用性和灵活性。数控机床包括了计算机技术、自动控制技术、伺服驱动技术、自动检测技术、精密机械技术等，是典型的机电一体化产品。数控机床体现了世界机床技术进步的主流，也反映出一个国家在制造和自动化水平技术的高低，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要作用。数控机床自动化程度高、精度高和效率高的特点被广泛应用。 本次设计选用广州数控GSK980TD机床，利用CAD软件完成零件的平面图形绘制，并对零件图进行工艺分析、确定加工路线、工艺流程等，然后手动编程，最后运用斯沃软件进行仿真加工。 关键词：工艺分析；数控编程；加工工艺；数控车削仿真加工；
镇江市高等专科学校毕业设计（论文） Abstract With the rapid development of science and technology, the precision of the products is higher and higher, also more and more complicated.A new type of machine tool is produced under this kind of demand,CNC machine tools can not only meet the requirements of high precision, high complexity, but also has the versatility and https://www.doczj.com/doc/019200365.html,C machine tools including computer technology, automatic control technology, servo drive technology, automatic detection technology, precision machinery technology, etc., is a typical mechanical and electrical integration products. CNC machine tool reflects the mainstream of world machine tool technology progress, also reflects a national high and low in manufacturing and automation technology, in flexible production and computer integrated manufacturing and advanced manufacturing technology plays an important role. CNC machine high degree of automation, high precision and high efficiency features is widely used. This design selects Guangzhou GSK980TD numerically controlled machine tool, using CAD software to complete parts of graphic drawing, and of parts for process analysis, determine the processing route, process flow and manual programming. Finally, we use Swansoft software simulation processing. Key words:Technology analysis; CNC programming; Processing technology; NC turning simulation processing;
太原科技大学数控技术课程设计 学院：机械工程学院 专业：机械电子工程 班级：机电091201班 姓名：崔世君 学号：200912010103 指导教师：贾育秦 时间：2013年1月15号
数控技术课程设计任务书 一、课程设计题目： 设计轴类零件数控加工工艺规程及数控技术仿真 二、课程设计目的： 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。 三、课程设计内容： 1.毛坯图一张 2.零件图一张 3.机械加工工艺过程卡一张 4.机械加工工序卡四张 5.仿真结果图一张 6.设计说明书一份 班级：机电091201 学生：崔世君 学号：200912010103 指导教师：贾育秦宋建军 教研室主任：贾育秦
目录 一、前言第3页 二、零件图的工艺分析第3页 1.加工内容第4页 2.毛坯的选择第4页 3.定位基准的确定第4页 4.加工顺序的确定第4页 5.加工工序、工步的确定第5页 三、机床的选择第6页 四、刀具的选择第6页 五、夹具的选择第7页 六、量具的选择第7页 七、切削用量的确定第7页 八、机械加工时间的计算第8页 九、编写数控部分程序第9页 十、数控仿真及其结果第10页十一、总结第13页十二、参考文献第14页
一、前言 制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力，提高对动态多变市场的适应能力和竞争力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是制造业实现自动化、集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。数控技术的广泛应用给传统制造业的生产方式、产品结构带来了深刻的变化。也给传统的机械、机电专业的人才带来新的机遇和挑战。 随着我国综合国力的进一步加强。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心。现如今，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。这就体现了学好数控技术的重要性。 这次课程设计让我们更好的熟悉数控车床、确定加工工艺、学会分析零件、学会简单的程序编程以及数控仿真，为走上工作岗位打下坚实的基础。 二、零件图的工艺分析
机械设计课程设计小结 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
课程设计是机械设计当中的一个非常重要的一环，本次课程设计时间一周略显得仓促一些。但是通过本次很充实的课程设计，从中得到的收获还是非常多的。这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义。这种意义不光是我们组能够完成设计任务，更重要的是在这段时间内使我们深刻感受到设计工作的那份艰难。而这份艰难不仅仅体现在设计内容与过程中为了精益求精所付出的艰辛，更重要的是为每一个精细数字的付出!这次课程设计的题目是设计一个一级圆柱齿轮减速器，由于我们理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手，很迷茫。不过在我们组员的共同努力下，和同学们之间的认真仔细的讨论之中，我们总算克服了种种难关，让每个数字都找到了自己的归宿。现在想想其实课程设计期间我们过得还蛮充实的，特别是大家在一起讨论，研究，专研的时候，那让我感觉到了集体的团结，团结的力量，力量的伟大。所有的成果不是属于个人的，而是集体，因为它凝聚了集体所有的精华。 在设计过程中，整个过程培养了我们综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在此期间我们同学之间的那些辛酸，那些执着，那些付出。一路走来，我们伴着风雨，携手欢笑，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困难，虽然我们做的还是不够完美，但是我们的团队一定很完美。 在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，特别是自己对系统的自我学习能力的欠缺，将来一定要进一步加强。而今后的学习还要更加的努力。总之，本次课程设计不仅仅是对自己所学的知识的一次系统的总结与应用，还算是对自己体质的一次检验吧。
毕业设计 （2016届） 设计题目轴类零件的设计与加工 学院名称合肥工业大学 13级数控（专） 专业（班级） 刘云鹤 姓名（学号） 指导教师曾亿山教授 系负责人 2016年 3 月 21日
目录 摘要 (3) 绪论 (4) 一、选择本课题的目的及意义 (4) 二、数控机床及数控技术的应用与发展 (4) （一）数控机床的应用与发展 (4) （二）数控技术的应用与发展 (5) 正文 (7) 1.零件图的加工工艺性分析 (7) 1.1对零件的分析及毛坯的选择 (7) 1.2设备的选择 (9) 1.3 粗基准选择原则 (10) 1.4 精基准选择原则 (10) 1.5 定位基准 (10) 2.装夹方式 (10) 3.工艺过程 (12) 3.1 加工方法的选择 (12) 3.2 加工方案的确定 (12) 3.3 工序划分 (13) 3.4 工步的划分 (13) 4.确定加工顺序及进给路线 (13) 4.1 零件加工必须遵守的安排原则 (13) 4.2 进给路线 (14) 5.选择刀具 (16) 6.切削用量的选择 (20) 6.1 背吃刀量的选择 (20) 6.2 主轴转速的选择 (20) 6.3 进给速度的选取 (20) 6.4 进给量的选取 (20) 7.编制工艺卡 (21) 7.1编写程序前的注意事项 (25) 7.1.1编制误差 (25) 7.1.2误差控制 (25) 7.2编写程序 (28) 7.3数控仿真系统 (30) 结论 (33) 参考文献 (34)
轴类零件的数控加工设计 摘要 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不但发展和应用领域的扩大他对归计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势.在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证.数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 选这个题目的目的是它能体现出我对所学知识的掌握程度和灵活规范的运用所学知识，在我认为要成为一名合格的在学生，以自己的的思路用所学的知识来完成一份成功的毕业设计是必不可少的。 此次的毕业设计主要解决的问题是零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编写、机床的熟练操作。主要困难的是两次装夹中的水平Z向长度难以保证、切削用量的参数设定、对刀的精度、工艺路线的制订。 关键词：数控技术；车削加工；数控加工工艺；数控编程
机械设计课程设计 设计说明书 设计题目同轴式两级变速箱机械设计制造及其自动化专业 班级学 设计人 指导教师 完成日期 2014年 9 月 11日
目录 一、设计任务书 .............................................................................................................................................. 二、传动方案的拟定及说明 ............................................................................................................................ 三、电动机的选择........................................................................................................................................... 四、计算传动装置总传动比和分配各级传动比............................................................................................... 五、计算传动装置的运动和动力参数 ............................................................................................................. 六、传动件的设计计算 ................................................................................................................................... 七、轴的设计计算........................................................................................................................................... 1. 高速轴的设计....................................................................................................................................................... 2. 中速轴的设计....................................................................................................................................................... 3. 低速轴的设计....................................................................................................................................................... 八、滚动轴承的选择及计算 ............................................................................................................................ 1. 高速轴的轴承....................................................................................................................................................... 2. 中速轴的轴承..................................................................................................................................................... 3. 低速轴的轴承....................................................................................................................................................... 九、键联接的选择及校核计算 ........................................................................................................................ 十、联轴器的选择........................................................................................................................................... 十一、减速器附件的选择和箱体的设计.................................................................................................................... 十二、润滑与密封 ....................................................................................................................................................... 十三、设计小结 ........................................................................................................................................................... 十四、参考资料 ...........................................................................................................................................................