有关滚珠丝杠的毕业设计
目录
绪论
第一节综合作业的目的……………………………………………
第二节综合作业的内容……………………………………………
微型数控系统总体设计方案的拟定
第一节综合作业任务书……………………………………………
第二节总体方案的确定……………………………………………
机床进给伺服系统机械部分设计计算
系统脉冲当量及切削力的确定……………………………
切削力的计算………………………………………………
滚珠丝杠螺母副的设计、计算、和选型…………………
进给司服系统传动计算……………………………………
步进电机的计算和选型……………………………………
微型数控系统硬件电路的设计
第一节单片机数控系统硬件电路设计内容………………………
第二节 MCS—51系列单片机的选用………………………………
第三节存储器扩展电路设计………………………………………
第四节 I/O接口电路及辅助电路设计……………………………
数控机床的加工程序编制
第一节经济型数控车床数控系统的程序编制说明………………
第二节加工说明及工艺路线设计…………………………………
做综合作业的亲身体会
做综合作业的感言
第1章绪论
第一节综合作业的目的
综合作业是培养我们理论联系实际，解决生产实际问题能力的重要步骤，它起到了毕业设计的作用。
它通过对机床数控系统设计总体方案的拟定，进给伺服系统机械部分结构设计.计算控制系统硬件电路的设计以及数控机床加工程序的编制，使我们综合运用所学的机械.电子和微机的知识,进行一次机电结合的全面训练。从而培养了我们具有加工编程能力，初步设计计算的能力以及分析和处理生产中所遇到的机电方面技术问题的能力。
第二节综合作业的内容
微机数控系统总体设方案的拟定
（1）系统运动方式的确定
（2）伺服系统的选择。
（3）执行机构传动方式的确定。
（4）计算机的选择。
二、进给伺服系统机械部分设计计算
（1）进给伺服系统机械部分设计方案的确定。
（2）确定脉冲当量。
（3）滚珠丝杠螺母副的选型。
（4）滚动导轨的选型。
（5）进给伺服系统传动计算。
（6）步进电机的计算和选用。
（7）设计绘制进给伺服系统一个坐标轴的机械装配图。
（8）设计绘制进给伺服系统的一张或两张零件图。
三、微机控制系统的设计
（1）控制系统方案的确定及框图绘制。
（2）MCS-51系列单片机及扩展芯片的选用。
（3）I/O接口电路及译码电路的设计。
（4）设计绘制一台数控机床微机控制系统电路原理图。
四、数控加工程序的编制
（1）零件工艺分析及确定工艺路线。
（2）选择数控机床设备。
（3）确定对刀点。
（4）选择刀具。
（5）确定切削用量。
（6）编制加工程序。
五、直线的逐点比较法插补软件程序流程框图的绘制。
第2章微型数控系统总体设计方案的拟定
第一节综合作业任务书
一.题目:
《经济型数控车床纵向伺服单元》设计
二.设计任务:
（1）根据机床总体布局,分析应采用的机电一体化设计方案,确定微机控
制系统方案;
（2）进行机械伺服机构的设计计算,绘制机械装配图及其部分零件图(1—2
个）
（3）绘制微机控制系统电路原理图；
（4）绘制直线的逐点比较法插补软件程序流程框图；
（5）编制综合作业指导书上图1—1所示零件的数控加工程序；（6）攥写设计说明书一分（8000字以上）
三.给定条件:
（1）纵向移动部件总重量 200kg
（2）纵向定位精度±0.015mm
（3）最大移动速度（快进） 4.15m/min
（4）最大进给速度（工进） 158ｍm/min
（5）纵向进给切削力（Z向）1800N
（6）垂直切削力（Y向） 5000N
（7）控制系统用CPU 8031单片机
四.设计要求:
（1）机械结构设计合理,控制系统功能完备,原理正确,制图符合国家标准,图面整洁;
（2）设计说明书论述清楚,计算无误,数值单位明确,引用公式及资料有出处。
第二节总体方案的确定
系统的运动方试与伺服系统的选择
由于改造后的经济型数控车床具有定位、直线插补、圆弧插补、暂停、循环加工、螺纹加工等功能，所以应该选用连续控制系统。考虑到经济型数控机床加工精度要求不高，为了简化结构、降低成本，采用步进电机开环控制系统。
计算机系统
根据机床要求，采用8位机。由于MCS—51系列单片机的特点之一是硬件设计简单，系统结构紧凑。对于简单的应用场合，MCS—51系统的最小系统用一片8031外扩一片EPROM就能满足功能的要求，对于复杂的应用场合，可以利用MCS—51的扩展功能，构成功能强、规模较大的系统。所以应选用8031单片机。其次，《设计任务书》也给出了选用8031。由此可见选用8031是符合经济数控机床电路设计的。
机床传动方式
为了实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动丝杠。为了保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。同时，为了提高传动刚度和消除间隙，采用有预加负载
荷的结构。传动齿轮也要采用消除齿侧间隙的结构。
第3章机床进给伺服第4章系统机械部分设计计算
伺服系统机械部分设计计算内容包括：确定系统的负载，确定系统脉冲当量，运动部件惯量计算，空载起动及切削力矩机计算，确定伺服电机，绘制机械部分装配图及零件工作图等。现分述如下：
第一节系统脉冲当量及切削力的确定
脉冲当量是衡量数控机床加工精度的一个基本技术参数。经济型数控车床、铣床常采用的脉冲当量是0.01~0.005mm/脉冲,根据机床精度要求确定脉冲当量,纵向:
0.01mm/step
第二节切削力的计算
确定切削力 (纵车外圆):
由《设计任务书》可知：
主切削力: FY=5000N
进给抗力: FZ=1800N
按切削力各分力比例:FY:FZ:FX=1:0.25:0.4
即 1800/FX=0.25/0.4 FX= N
第三节滚珠丝杠螺母副的设计、计算、和选型
滚珠循环方式可分为外循环和内循环两大类，外循环又分为螺旋槽式和插管式。
珠丝杠滚副的预紧方法有：双螺母垫片式预紧，双螺母螺纹式预紧，双螺母齿差式预紧，单螺母变导程预紧以及过盈滚珠预紧等几种。
一 . 计算进给牵引力Fm(N)
作用在滚珠丝杠上的进给牵引力主要包括切屑时的走刀抗力以及移动件的重量和切屑分力作用在导轨上的摩擦力。因而其数值大小和导轨的形式有关。
纵向进给为三角形导轨
Fm=kFZ+f'(FY+G)
=1.1531800+0.043(5000+2000)= N
式中:K—考虑颠覆力矩影响的实验系数.三角形导轨取k=1.15
f—贴塑导轨摩擦系数:0.03~0.05
G—溜板及刀架重力,取200kg310N/kg =2000N
二 . 计算最大动负载 C
选用滚珠丝杠副的直径时，必须保证在一定轴向负载作用下，丝杠在回转100万（106）转后，在它的滚道上不产生点蚀现象。这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杠能承受的最大动负载 C，计算如下：
C = fwFm
L =（60nT）/106
n =（1000Vs）/Lo
Lo—为滚珠丝杠导程,选丝杠名义直径为40ｍｍ,查滚珠丝杠转动惯量表,初选出Lo=6ｍｍ
Vs—最大切削力下的进给速度,可取最高进给速度的1/2~1/3,此处为0.15m/min;
T—使用寿命,按15000h;
fw—运转系数,按一般运转取1.2~1.5;
L—寿命以转106为1单位.
n=(1000Vs)/Lo=(100030.55530.15)/6=12.5r/min
L=(603n3T)/106=(60312.5315000)/106=11.25
C= fwFm= 31.231775=4772.7N
运转系数
运转状态运转系数
无冲击运转 1.0~1.2
一般运转 1.2~1.5
有冲击运转 1.5~2.5
三 . 滚珠丝杠螺母副的选型
查阅表A-1，可采用W1L4006外循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副，1列2.5圈,其额定动负载为16400N,精度等级按滚珠丝杠行程公差表，选为3级(大致相当于老表准E级)
四 . 传动效率计算
η=tanγ/tan(γ+φ)
式中.螺旋升角,W1L4006 γ=2°44′
φ—摩擦角取10′滚动摩擦系数0.003~0.004
η=tanγ/tan(γ+φ)
=tan2°44′/tan(2°44′+10′)=0.94
五 . 稳定性校核
滚珠丝杠两端采用推力球轴承,不会产生失稳现象,不需作稳定性校核.
第四节进给伺服系统传动计算
一 . 齿轮传动比计算 (纵向进给齿轮箱传动比计算)
纵向进给脉冲当量δp=0.01,滚珠丝杠导程Lo=6ｍｍ,初选步进电机步距角0.75°,可计算出传动比i
i=(360δp)/(θbLo)=(36030.01)/(0.7536)=0.8
可选定齿轮齿数为:
i=Z1/Z2=32/40或20/25
Z1=32,Z2=40或Z1=20,Z2=25
由齿轮传动比i=0.8= ，可以选定齿轮齿数为： =32和 =40或 =32和 =40。再由于丝杠副的公称直径为40mm，则初选 =32和 =40的齿轮
参数如表。
齿数 z 32 40
分度圆 d=mz 64 80
齿顶圆 da=d+2m 68 84
齿根圆 df=d-21.25m 59 75
齿宽 (6—10)m 20 20
中心矩 A=(d1+d2)/2 70
二 . 齿轮齿数及技术参数
计算出传动比i后,降速级数决定采用一对齿轮降速,因为进给伺服系统传递功率不大,一般取ｍ=1~2,数控车床,铣床取ｍ=2,此作业中取ｍ=2。
为了消除齿轮侧隙，此作业中采用双片齿轮。
第五节步进电机的计算和选用
一 . 初选步进电机
1 . 计算步进电机负载转矩Tm
Tm=(360δpFm)/(2πθbη)
=(36030.0131775)/(233.1430.7530.9830.9930.99)N2mm=141.26N2cm 式中: δp—脉冲当量 (mm/step);
Fm—进给牵引力 (N);
θb—步距角,初选双拍制为0.75°;
η—电机-丝杠的传动效率为齿轮,轴承,丝杠效率之积，分别为0.98,0.99,0.99;
2 . 估算步进电机起动转矩Tq
Tq=Tm/(0.3~0.5)
=1412.5/0.3N2mm=4708.6N2mm=470.8N2cm
3 . 计算最大静转矩Tjmax
查表
相数三相四相五相六相
拍数 3 6 4 8 5 10 6 12
0.5 0.866 0.707 0.707 0.809 0.951 0.866 0.866
如取五相10拍,则
Tjmax=Tq/0.951=4951.3N2mm=495.13N2cm
4 . 初选步进电机型号
根据估算出的最大静转矩Tjmax在国产BF反应式步进电机技术数据表中查出130BF001最大静转矩为931N2cm>Tjmax可以满足要求.考虑到此经济型数控车床有可能使用较大的切削用量,应该选稍大转矩的步进电机以留有一定的余量.另一方面,与国内同类型机床进行类比,决定采用150BF002步进电机.
二 . 根据草图校核步进电机转矩
前面所述初选步进电机的转矩计算,均为估算;初选之后应该进行校核计算.
1 . 等效转动惯量计算
根据简图
运动件的转动惯量J∑可由下式计算:
J∑=J1+(Z1/Z2)2[(J2+Js)+G(Lo/2π)2/g]
式中 J1,J2—齿轮Z1,Z2的转动惯量(kg2cm2)
Js—滚珠丝杠转动惯量(kg2cm2)
J1=0.78310-33d142L1=(0.78310-336.4432)kg2cm2=2.62kg2cm2
J2=0.78310-33d242L2=(0.78310-338432)kg2cm2=6.39kg2cm2
Js=(0.78310-33443170)kg2cm2=33.95kg2cm2
G=2000N
齿轮惯量计算
对于刚材:J=0.78D4L310-3 刚材的密度为7.8310-3kg/ cm3
式中 D—圆柱体直径(cm);
L—圆柱体长度 (cm);
刚材的密度为7.8310-3kg/ cm3
代入上式:J∑=J1+(Z1/Z2)2[(J2+Js)+G(Lo/2π)2/g]
={2.62+(32/40)2[(6.39+33.95)+20003(0.6/2π)2/10]}kg2cm2 =29.6kg2cm2
J电机=(1~4)J∑ N取2
电机惯量: J电机=23J∑=2329.6=59.2kg2cm2
总惯量: J∑′=J电机+J∑=59.2+29.6=88.8kg2cm2
2 . 电机转矩计算
机床在不同的工况下,在,下面分别按各阶段计算:
1) 快速空载起动惯性矩
T惯=J∑′ε=J∑′3(2πnmax310-2)/(603ta)
nmax=(υmax/δp))3(θb/360)
将前面数据代入,式中各符号意义同上
nmax=(υmax/δp))3(θb/360)
=(4000/0.01)3(0.75/360)=833.3r/min
起动加速时间ta=200ms
T惯=J∑′3(2πnmax310-2)/(603ta)
=88.83(2π3833.3310-2)/(6030.2)N2cm=387.31N2cm
2) 快速空载起动
T负1=Tf+To+T惯
折算到电机轴上的摩擦转矩Tf
Tf=FoLo/2πηi=[f′(FY+G)3Lo]/[2πη(Z1/Z2)]
=[0.043(5000+2000)30.6]/[2π30.831.25]N2cm
=26.75N2cm
附加摩擦转矩To
To=[FpoLo(1-ηo2)i]/(2πη)=[(1/3)Fm3Lo(1-ηo2)i]/(2πη)
=[(1/3)3177530.63(1-0.92)30.8]/(2π30.8)N2cm
=10.74N2cm
η—传动链总效率,一般可取0.7~0.85此处取0.8;
i—传动比;
Fpo—滚珠丝杠预加负荷,一般取1/3Fm,Fm为进给牵引力(N);
ηo—滚珠丝杠未预紧时的传动效率,一般取≥0.9;
FY—垂直方向的切削力(N);
T负1 =26.75+10.74+387.31=424.8N2cm
3) 快速移动时所需转矩 T负2
T负2=T摩=Tf+To=26.75+10.74N2cm=37.49N2cm
4) 最大(直线,匀速)切削负载时所需转矩T负3
T切=(FZLoi)/(2πη)
=(130030.630.8)/(2π30.8)=124.2N2cm
T负3=T切+T摩=124.2+37.49N2cm=161.69N2cm
5) 加速切削
T负4=T切+T摩+T惯
=124.2+37.49+387.31N2cm=549N2cm
从上面计算可以看出T负1 ,T负2,T负3和T负4四种工况下,以加速切削所需转矩最大,即以此项作为校核步进电机转矩的依据.
T电机静转矩=(2~5)T负4
取2倍则:T电机静转矩=23549N2cm=1098N2cm
从国产BF反应式步进电机技术数据表中查出150BF002型步进电机最大转矩为13.72,大于所需最大静转矩,以满足此项要求.
当快速运动和切削进给时,按150BF002型步进电机运行矩频特性图，完全可以满足要求,所以初步选择150BF002型步进电机。
三 . 根据机械结构精确图校核步进电机转矩) 等效转动惯量计算
1 . 运动件的转动惯量J∑可由下式计算:
J∑=J1+(Z1/Z2)2[(J2+Js)+G(Lo/2π)2/g]
J1=0.78310-33（d1）42L1=(0.78310-336.4432)kg2cm2=2.62kg2cm2
J1"=0.78310-33（d1"）42L1=(0.78310-333.6431.8)kg2cm2=0.236kg2cm2
J1= J1+ J1"=2.62+0.236=2.856 kg2cm2
J2=0.78310-33(d2)42L2=(0.78310-338432)kg2cm2=6.39kg2cm2
J2"=0.78310-33(d2")42L2=(0.78310-333.6430.9)kg2cm2=0.118kg2cm2 J2= J2+ J2"=6.39+0.118=6.508 kg2cm2
Js=(0.78310-33443170)kg2cm2=33.95kg2cm2
G=2000N
代入上式:J∑=J1+(Z1/Z2)2[(J2+Js)+G(Lo/2π)2/g]
={2.856+(32/40)2[(6.508+33.95)+20003(0.6/2π)2/10]}kg2cm2
=29.9kg2cm2
J电机=(1~4)J∑ N取2
电机惯量: J电机=23J∑=2329.9=59.8kg2cm2
总惯量: J∑′=J电机+J∑=59.8+29.9=89.7kg2cm2
2 . 电机转矩计算
1) 快速空载起动惯性矩
T惯=J∑′ε=J∑′3(2πnmax310-2)/(603ta)
nmax=(υmax/δp))3(θb/360)
将前面数据代入,式中各符号意义同上
nmax=(υmax/δp))3(θb/360)
=(4000/0.01)3(0.75/360)=833.3r/min
起动加速时间ta=200ms
T惯=J∑′3(2πnmax310-2)/(603ta)
=89.73(2π3833.3310-2)/(6030.2)N2cm=391.176N2cm
2) 快速空载起动
T负1=Tf+To+T惯
折算到电机轴上的摩擦转矩Tf
Tf=FoLo/2πηi=[f′(FY+G)3Lo]/[2πη(Z1/Z2)]
=[0.043(5000+2000)30.6]/[2π30.831.25]N2cm
=26.75N2cm
附加摩擦转矩To
To=[FpoLo(1-ηo2)i]/(2πη)=[(1/3)Fm3Lo(1-ηo2)i]/(2πη) =[(1/3)3177530.63(1-0.92)30.8]/(2π30.8)N2cm
=10.74N2cm
T负1 =26.75+10.74+391.176=428.67N2cm
3) 快速移动时所需转矩 T负2
T负2=T摩=Tf+To=26.75+10.74N2cm=37.49N2cm
4) 最大(直线,匀速)切削负载时所需转矩T负3
T切=(FZLoi)/(2πη)
=(130030.630.8)/(2π30.8)=124.2N2cm
T负3=T切+T摩=124.2+37.49N2cm=161.69N2cm
5) 加速切削
T负4=T切+T摩+T惯
=124.2+37.49+391.18N2cm=552.87N2cm
从上面计算可以看出T负1 ,T负2,T负3和T负4四种工况下,以加速切削所需转矩最大,即以此项作为校核步进电机转矩的依据.
T电机静转矩=(2~5)T负4
取2倍则:T电机静转矩=23552.87N2cm=1105.74N2cm
小于150BF002型步进电机最大转矩为13.72,所以最终选择150BF002型步进电机。
第四章微机数控系统硬件电路设计
第一节单片机数控系统硬件电路设计内容
一、绘制系统电器控制的结构框图
根据总体方案及机械结构的控制要求，确定硬件电路的总体方案，绘制系统电气控制的结构框图。
数控系统是由硬件和软件两部分组成。硬件是组成系统的基础，有了硬件，软件才能有效地运行。硬件电路可靠性直接影响到数控系统性能指标。
机床硬件电路由以下五部分组成：
（1）主控制器，即中央处理单元（CPU）；
（2）总线，包括数据总线、地址总线和控制总线；
（3）存储器，包括程序存储器和数据存储器；
（4）接口，即I/O输入/输出接口电路；
（5）外围设备，如键盘、显示器及光电输入机等，见下图。
二、选择中央处理器的类型
在微机应用系统中，CPU的选择应考虑以下因素：
（1）时钟频率和字长，这个指标将控制数据处理的度；
（2）可扩展存储器的容量；
（3）指令系统功能，影响编程灵活性；
（4）I/O口扩展的能力，即对外设控制的能力；
（5）开发手段，包括支持开发的软件和硬件电路。
此外还要考虑到系统应用场合、控制对象对各种参数的要求，以及经济价格比等经济的要求。
目前在经济型数控机床中，一般选用MCS—51系列单片机作为主控制器。
三、存储器扩展电路设计
存储器扩展电路设计应该包括程序存储器和数据存储器的扩展。
在选择程序存储器芯片时，要考虑CPU和EPROM时序的匹配，还应考虑最大读出速度、工作温度及存储器的容量等问题。
在存储器扩展电路的设计中还应包括地址锁存器和译码电路的设计。
四、I/O口接口电路设计
应包括接口芯片的选用，步进电机控制电路、键盘显示电路以及其他辅助电路的设计。
第二节 MCS—51系列单片机的选用
MCS—51系列单片机主要有三种型号的产品：8031、8051和8751。三种型号的引脚完全相同，仅在内部结构上有少数差异。8031片内无ROM，适用于需扩展ROM，可在现场修改和更新程序存储器的应用场合，其价格低，使用灵活，非常适合在我国使用。此次作业使用的是8031芯片。
一、8031单片机的基本特性
8031单片机具有以下几个特点：
（1）具有功能很强的8位中央处理单元（CPU）；
（2）片内有时钟发生电路（6MH或12MH）、每执行一条指令时间为或；
（3）片内具有128字节的RAM；
（4）具有21个特殊寄存器。
（5）可扩展64K字节的外部数据存储器和64K字节的外部程序存储器；
（6）具有4个I/O口，32根I/O线；
（7）具有2个16位定时器/计数器；
（8）具有5个中断源，配备2个中断优先级；
（9）具有一个全双功串行接口；
（10）具有位寻址能力，适用逻辑运算。
从上述特性可以看出这种8031芯片集成度高、功能强，只需增加少量外围器件就可以构成一个完整的微机系统。
二、8031芯片引脚及其功能
8031芯片具有40根引脚，其引脚图如下。
40根引脚按其功能可以分为四类：
1.电源线 2根。
Vcc：编程和正常操作时的电源电压，接+5V。
Vss：地电平。
2.晶体振荡器 2根。
XTAL1：振荡器的反向放大器输入。使用外部振荡器时必须接地。
XTAL2：振荡器的反向放大器输出和内部时钟发生器的输入。当使用外部振荡器时用于输入外部震荡信号。
3.I/O口共有P0、P1、P2、P3四个8位口，32根I/O线，其功能如下：
（1）P0.0—P0.7（AD0—AD7）
是I/O端口0的引脚。端口0是一个8位漏极开路的双向I/O端口。在存取外部存储器时，该端口分时地用作低8位的地址线和8位双向的数据端口（在此时内部上拉电阻有效）。
（2）P1.0—P1.7
端口1的引脚，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O通道，专供用户使用。
（3）P2.0—P2.7（A8—A15）
端口2的引脚。端口2是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，在访问外部存储器时，它输出高8位地址A8—A15。
（4）P3.0—P3.7
端口3的引脚。端口3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，该口的每一位均可独立地定义第一I/O 口功能或第二I/O口功能。作为第一功能使用时，口的结构与P1操作与口完全相同，第二功能如下所示：口引脚第二功能
P3.0 RXD (串行输入口)
P3.1 TXD (串行输出口)
P3.2 INT0 (外部中断)
P3.3 INT1 (外部中断)
P3.4 T0 (定时器0外部输入)
P3.5 T1 (定时器1外部输入)
P3.6 WR (外部数据存储器写选通)
P3.7 RD (外部数据存储器读选通)
由上看出，8031单片机不是将地址总线、数据总线和控制总线分开，而是地址线、数据线和部分控制均由I/O口完成。
4.控制线
（1）PSEN：程序存储器的使能引脚，是外部程序存储器的选通信号，低电平有效。从外部程序存储器取数时，在每个机器周期内二次有效。
（2）EA/VPP：EA为高电平时，CPU执行内部程序存储器的指令。EA为低电平时，CPU仅执行外部程序存储器的指令。因为8031芯片没有内部程序存储器，所以EA必须接地。
（3）ALE/PROG：ALE是地址锁存器使能信号。作为地址锁存允许时高电平有效。因为P1端口是分时传送数据和低8位地址。所以访问外部存储器时，ALE信号锁存低8位地址。即使在不访问外部存储器时，也以1/6振荡频率的固定频率产生ALE，因此可以用它作为外部的时钟信号。ALE主要是提供一个定时信号，在从外部程序存储器取指令时，把P0口的低位地址字节锁存到外接的地址锁存器中。
（4）RST/VPD：是复位/备用电源端。在振荡器运行时，使RST引脚至少保持两个机器周期为高电平，可实现复位操作，复位后程序计数器清零，即程序从0000H单元开始执行。在VCC关断前加上VPD（掉电保护）RAM的内容将不变。
三、8031芯片内部的存储器结构及地址分配
8031芯片内部无程序存储器，只有256 字节的数据存储器，地址从00H—7FH，其地址分配如下图：
8031芯片内部256字节的空间被分成两部分，其中内部数据存储器（RAM）地址为00H—7FH，特殊功能寄存器（SFR）的地址为80H—FFH。
在内部数据存储器中的00H—1FH为四个工作寄存器区，其中：
0区 00H—07H
1区 08H—0FH
2区 10H—17H
3区 18H—1FH
每个区都有8个8位寄存器R0—R7。可以用来暂存运算的中间结果，以提高运算速度。其中的R0和R1还可以用来存放8位地址。要确定采用哪个工作寄存器区，可通过标志寄存器PSW中的RS0、RS1两位来指定。
从20H—2FH是“位寻址”空间。在此空间中，CPU既可对其执行按字节操作，又可对其中每个单元的8位二进制代码执行按位的操作。
从30H—7FH是可以按字节寻址的数据缓冲区，在此区域中可以设置堆栈。由于8031复位后堆栈指针SP
指向工作寄存器区（即SP=07H），所以用户必须在初始化程序中对SP设置30H以后的地址区间为初值。 8031芯片内部没有程序存储器，且仅有128字节的数据存储器，因而再组成控制系统时可根据需要扩展外部程序存储器和外部数据存储器。由于地址线是16位的，故最多能扩展64KB程序存储器和64KB数据存储器，其地址均为0000H—FFFFH，即程序存储器和数据存储器为独立编址；因此EPROM和RAM的地址分配比较自由，编程时不必考虑地址冲突问题。
第三节存储器扩展电路设计
MCS—51的程序存储器的寻址空间为64K字节，8031片内不带ROM，用作程序存储器的器件是EPROM。由于综合作业设计要求扩展的程序存储器和数据存储器必须大于等于16KB，所以在此选取程序存储器为一片27128和数据存储器为两片6264。
一、程序存储器的扩展
1、27128芯片的结构及工作方式
27128芯片为28脚双列直插式扁平封装芯片，其引脚排列如下图：
图中VPP是编程电压端，PGM是编程控制端，OE是输出使能端，CS是片选端，它们均为低电平有效。下表是EPROM工作方式选择。表中VIH表示输入高电平，VIL表示输入低电平，芯片的数据引脚是三态的，当芯片未选中，即CS是高电平时，它们处于高阻状态，不会影响其他芯片输出状态。而当CS和OE均为低电平时，芯片被选中，其存储内容从数据端输出，即处于DOUT状态。在编程时，从数据输入要存储的信息，数据引脚处于数据输入DIN状态。编程时PGM必须为低，使数据写入芯片。
类型 CE OE VPP VCC OE/VPP PGM 输出
27128 引脚号
读
维持
编程
编程检验
编程禁止（20）
VIL
VIH
VIL
VIL
VIH （22）
VIL
任意
VIH
VIL
VIH （1）
VCC
VCC
VPP
VPP
VPP （28）
VCC VCC
VCC
VCC
VCC （11—13，15—19）
DOUT
高阻
DIN
DOUT
高阻
2、地址锁存器
由于单片机8031芯片的P0口是分时传送低8位地址线和数据线，故8031扩展系统中一定要有地址锁存器。在此选用的地址锁存器芯片是74LS373。74LS373是带三态缓冲输出的8D触发器，其引脚及与8031芯片连接见下图：
E G D Q
L H H H
L H L L
L L X Q
上表是74LS373的真值表，表中：
L——低电平；
H——高电平；
X——不定态；
Q0——建立稳态前Q的电平；
G——输入端，与8031ALE连高电平：畅通无阻低电平：关门锁存。图中OE——使能端，接地。
当G=“1”时，74LS373输出端1Q—8Q与输入端1D—8D相同；
当G为下降沿时，将输入数据锁存。
3、8031与EPROM芯片的连接
（1）地址线的连接
EPROM低8位地址线A0—A7经地址锁存器与8031的P0口相连；EPROM高8位地址线A8—A15直接与8031的P2口相连。由于8031的P0口是分时输出低8位地址和数据，故要外接地址锁存器，并由CPU发出的地址允许锁存信号ALE的下降沿将地址信息锁存入地址锁存器中。如外接存储器芯片内有地址锁存器，则单片机CPU的P0口可与存储器低8位地址线直接相连，但仍要将CPU的ALE信号与存储器芯片ALE端相连。单片机的P2口用作高位地址线及片选地址线，由于P2口输出具有锁存的功能，故不必外加地址锁存器。
（2）数据线的连接
存储器的8位数据线D0—D7与8031芯片的P0口P0。0—P0。7直接相连，单片机规定指令码和数据都是由P0口读入，数位对应相连即可。
（3）控制线的连接
8031芯片的PSEN与EPROM芯片的OE端相连。
8031芯片EA接地，CPU执行外部程序存储器的指令。
8031芯片ALE接地址锁存器74LS373的G端。
二、数据存储器的扩展
由于8031芯片内部RAM只有128字节，远远不能满足系统的需要，需扩展片外的数据存储器（RAM）。
1、数据存储器的选用
根据综合设计的要求需扩展16KB的数据存储器，所以在此选取了两片6264芯片，它采用CMOS工艺，采用28脚双列直插式扁平封装。
2、8031与外部数据存储器芯片的连接
单片机CPU与外部数据存储器的连接方法和与程序存储器连接方法大致相同。唯控制线的连接不同：RAM读入信号OE与8031芯片的RD引脚相连；RAM的写输入信号WE与8031芯片WR相连。
三、译码电路设计
8031单片机允许扩展64KB程序存储器和64KB数据存储器，这样就需要扩展多个外围芯片，因而需要把外部地址空间分配给这些芯片，并且使程序存储器各芯片之间、数据存储器各芯片之间地址互相不重叠，以使单片机访问外部存储器时，避免发生冲突。所以需选用译码电路。
对于容量较大的系统，扩展的外围芯片较多，芯片所需的片选信号多于可利用的地址线时，就需要用这种全地址译码的方法。它将低位地址作为片内地址，而用译码器对高位地址进行译码，译码器输出的地址选
择线用作片选线。因为这种地址编码的方法，除了片内地址线以外，剩余的高位地址线全部参加译码，故称为全地址译码。
在此选用了3—8译码器（74LS138），输入占用3根最高位地址线，剩余的13根低位地址线可作为片内地址线。74LS138译码器的8根输出线分别对应8个8K字节的地址空间。
第四节 I/O接口电路及辅助电路设计
8031单片机共有4个8位并行I/O口，但可供用户使用的只有P1口和部分P3口，因此，在大部分应用系统中都需要扩展I/O芯片。在此选用了8255芯片和8279芯片。
一、8255可编程接口芯片
8255是可编程输入/输出接口芯片，它具有3个8位的并行I/O口，分别为PA、PB、PC口，其中PC口又分为高4位和低4位，它们都可以通过软件编程来改变I/O口的工作方式。8255芯片可与8031直接接口。其引脚功能见下表：
引脚含义引脚含义
D0—D7
PA0—PA7
PB0—PB7
PC0—PC7
A0、A1
RD 数据线
A口
B口
C口
地址线
读 WR
CE
RESET
GND
VCC 写
片选
复位
地
电源
二、键盘显示接口电路
1、显示器工作原理
在此选用的是LED显示器，它是由8个发光二极管组成，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发亮。控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。
第五节微机控制系统电路原理图
见经济型数控系统电路原理图，它是用MCS—51系列单片机组成的控制系统，该系统采用8031作CPU，扩展了一片27128芯片、两片6264芯片、一片8255芯片和一片8279芯片。
一、控制系统的功能
（1）Z向和X向进给伺服运动
（2）键盘显示
（3）自动换刀控制
（4）螺纹加工控制
（5）行程控制
（6）其他功能报警电路、急停电路、复位电路、光隔离电路等。
二、CPU、存储器及I/O接口
CPU采用8031芯片，选用6MHZ晶体振荡器。它的P0口作为数据总线和地址线共用。16位地址线由P0经地址锁存器74LS373提供低8位A0—A7，高8位地址线A8—A15由8031的P2口直接提供。ALE为地址锁存允许。PSEN为低电平时选通外部存储器（EPROM），相应的指令字节出现在EPROM的数据线（D0—D7）上，输入到P0口，8031将指令读入。RESET为复位控制，当RESET输入端出现高电平时，8031被初始化复位，在复位有效期向ALE、PSEN也输出高电平。当RESET输入端返回低电平后，CPU从0地址开始执行程序。设计中采用上电复位和开关复位。另外，芯片8255和芯片8279的RESET也与8031的RESET管脚相连，它们可同时复位。
8031的T0是片内的定时器/计数器溢出中断申请，由主轴后面的光电译码器输入。当车床车螺纹时，主轴光电编码器向8031T0发出进给脉冲，用以控制不同导程的螺纹加工。光电编码器还发出一个零位螺纹信号，输入到8255的PB6口，用以防止车螺纹乱扣。
8255主要用于功能键的控制，刀架转位控制等。其中PA口为输入口，PA0—PA5作为功能键控制管理，分别控制编辑、空运行、自动、手动I、手动II和回零。PB口也是输入口，PB0—PB3由面板上的按键分别控制启动、暂停、单段、连续等功能。PB5是换刀回答，当自动转位刀架按指令转位、夹紧，刀架电机停转后，发出此信号，开始执行进给指令。PB6接光电编码器输出的零位螺纹信号。PC口是输出口，PC0—PC3控制自动转位刀架四个刀位的选刀。PC4用于报警显示，系统正常工作时，输出低电平，绿色发光二极管亮，当系统出现异常情况时，输出高电平，经反向后，红色发光二极管亮，实现报警功能。A0、A1分别接地址锁存器的1Q、2Q，A0=1表示传送的是命令或状态信息，A1=0是数据信息。
8279控制步进电机，行程控制，以及键盘、显示电路。其中OUTB0—OUTB3和OUTA0—OUTA3为输出口，用于控制Z向、X向步进电机运转，Z向步进电机为五相，X向为三相。此系统采用软环分配。键盘显示电路为4 8键和8位显示器。SL0—SL2经74LS138分为8根作为键盘的列线，是键盘的扫描线，是输出口。RL0—RL3接行线作为键盘的输入口。SL0—SL2经74LS138分为8根同时作为8位数码显示器的位选信号，8031的P1口是数码显示器的段选信号。RL4—RL7接越程限位控制电路，当床鞍或拖板在Z向或X向越程时，即向计算机输入此信号，使进给系统停止。
第六章数控机床的加工程序编制
第一节经济型数控车床数控系统的程序编制说明
一、概述
经济型数控车床数控系统按标准数控语言编程，符合ISO标准的有关规定，其基本功能如下：
（1）能两坐标（X、Z）联动，具有直线与圆弧插补方式；
（2）绝对值编程和增量值编程可以任意用，在同一程序段中可以单独使用，也可以混合使用；
（3）与主轴脉冲发生器配套，可车各种螺纹；
（4）与主轴速度变换装置配套，能自动更换主轴转速；
（5）与刀架自动换位装置配套，能自动转换刀位；
（6）有刀具补偿功能；
二、编码
本系统用到如下数字、字母和符号：
数字：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9；
字母：F，G，I，M，N，S，T，U，W，X，Z；
符号：/，+，-，LF；
第二节加工说明及工艺路线设计
一、编程中字母的说明
程序段序号N，该序号用来表示程序段的序号，它可用来检索程序段，或者显示当前执行的程序段。程序段序号通常置于程序段首位。
准备功能字G，该指令后续两位数字。数字表示不同的机床操作或动作。G功能可用于多种目的。
辅助功能字M，该指令后续两位数字。辅助功能用来使机床产生辅助动作。
刀具功能字T，该功能用于更换刀具时，指定刀具或显示待更换刀具的刀号。刀具交换功能字T字母后续的数字表示待更换的刀号。根据数控带中T地址的数字，就能选择刀具。
二、零件加工图及加工路线
在经济型数控车床上加工的零件如下图：
该零件的毛坯为棒料，材料为45钢，其硬度为235HBS，表面粗糙度为1.6。
根据主轴零件图确定按先主后次及先初加工后精加工的原则，其工艺路线为：
切削外形轮廓：Ф倒角145→切削锥度部分→车削Ф60mm外圆→倒角145→车削圆弧部分→车削Ф60mm 外圆→车削Ф70mm外圆→退刀。Ф85mm外圆不加工。
第三节零件加工工序
一、粗加工
粗加工时，留2mm的加工余量用于精加工，加工程序如下：
O123
N001 G92 X5000 Z32000 S22 LF 坐标设定
N002 G00 X4200 Z27200 S21 M03 T11 LF 快速移至X42mm,Z272mm
N003 G01 X4400 Z27100 F15 LF 粗车倒角
N004 X5400 W-6100 LF 粗车锥度
N005 U0 Z19000 LF 粗车外圆
N006 X6200 W0 LF 粗车端面
N007 X6400 W-100 LF 粗车倒角
N008 U0 W-2900 LF 粗车外圆
N009 G03 U0 W-6000 I-2200 K-3000 LF 车圆弧
N010 G01 U0 Z8000 LF 粗车外圆
N011 X7400 U0 LF 粗车端面
N012 U0 Z0 LF 粗车外圆
N013 X9000 W0 LF 退刀
N014 G00 X5000 Z32000 M02 LF 退刀、程序结束
二、精加工
在精加工中，为了提高精度，提高了主轴转速，降低了进给速度，具体程序如下：
O124
N001 G92 X5000 Z32000 LF 坐标设定
N002 G00 X3800 Z27200 S26 M03 T11 LF 快速移至X20mm,Z272mm
N003 G01 X4000 Z26900 F0030 LF 精车倒角
N004 X5000 W-5900 LF 精车锥度
N005 U0 Z-19000 LF 精车外圆
N006 X5800 W0 LF 精车端面
N007 X6000 W-100 LF 精车倒角
N008 U0 W-2900 LF 精车外圆
N009 G03 U0 W-6000 I1800 K-3000 LF车圆弧
N010 G01 U0 Z8000 LF 精车外圆
N011 X7000 W0 LF 精车端面
N012 U0 Z0 LF 精车外圆
N013 X9000 W0 LF 退刀
N014 G00 X5000 Z32000 M02 LF 退刀、程序结束
第七章做综合作业的亲身体会
转眼四年过去了，在这期间我们学习了近二十门的专业技术课，有“机”也有“电”，学习了理论也参加过实践，或多或少感觉自己学到了不少东西。还有不久就毕业了，估计找工作也不是什么难事，毕竟学了三十多门的课程啊！再说了，社会上那么多人没学过这些课程，他们找跟我们专业相关的工作也挺容易的，而且收入不低呢。这样一想，自我感觉挺美的！事实是这样的吗？
不错！我学的时间是很久，学的课程也很多，各课成绩也还过得去；但真的把学的东西都掌握了吗？能学以自用了吗？能创新地独立地设计新的作品吗？毕业后老板交给的任务能独立地完成吗？能………
自信固然可贵，但只凭自信去做事，那只能是一种盲目的冲动，没有理智的行为。通过做这次综合作业，上面提出的几个基本问题，我半个也答不出来。刚接到任务书的时候，顿时脑袋一片空白，接着就是晕忽忽的，面对任务书上所涉及的概念，都是朦胧的感觉。经过了这一段时间，在两位指导老师的热心帮助下和我自己的努力下完成了这次作业。在这过程中，我把作业所涉及到的课本都系统地复习了一遍，有的比以前学的更透彻，而且有了整体概念。同时还把这些课本的内容都联系了起来，整合到了一份作业上，“机”与“电”的整合，“理论”与“实践”的整合，“技术”与“经验”的整合，真可谓全兵演练，真的受益非浅。然而，通过这次作业也暴露出了我的许多不足之处，概念模糊、工作原理搞不清、结构设计不合理、缺乏创新理念等等。这些不足在以后的工作中肯定起到很大的反作用，阻碍工作进展，所以我会狠下功夫，改掉这些不足。
第八章做综合作业的感言
对于我们这些即将离开校园的学生来说,综合作业是在校园生涯中最后一个重要的环节.它是我们学习能力经验技能的最基本鉴定,它更完善了我们的职业工作技能.从去年12
月份开始我们就积极的为综合作业和毕业设计做准备,有专门的教授定期来为我们指导,这为我们的准备留下了一个强大的后盾,在此感谢教导培育过我们的郭继生和李木教授,由
于您的精心培育使我们得以完成这份作业.
两位教授对我们相当负责,把与作业相关的知识材料介绍给我们,并将我们做的草图计算草稿进行了认真的检查和分析,当然了我们也有许多错误的地方.立木教授负责我们机
械方面的辅导,郭继生教授负责我们的微机电子方面的辅导.在他们的辅导下,我们不但对以前的知识得到了良好的巩固更对以前的知识得到良好的巩固,更对以前的未曾见过的实
践性问题进行了仔细的讲解.
滚珠丝杠副参数计算与选用1、计算步骤
2、确定滚珠丝杠导程Ph 根据工作台最高移动速度Vmax , 电机最高转速nmax, 传动比等确定Ph。按下式计算，取较大圆整值。
Ph=(电机与滚珠丝杠副直联时，i=1) 3、滚珠丝杠副载荷及转速计算 这里的载荷及转速，是指滚珠丝杠的当量载荷Fm与当量转速nm。滚珠丝杠副在n1、n2、n3······nn转速下，各转速工作时间占总时间的百分比t1%、t2%、t3%······tn%，所受载荷分别是F1、F2、F3······Fn。 当负荷与转速接近正比变化时，各种转速使用机会均等，可按下列公式计算： (nmax: 最大转速，nmin: 最小转速，Fmax: 最大载荷（切削时），Fmin: 最小载荷（空载时） 4、确定预期额定动载荷 ①按滚珠丝杠副预期工作时间Ln（小时）计算： ②按滚珠丝杠副预期运行距离Ls（千米）计算： ③有预加负荷的滚珠丝杠副还需按最大轴向负荷Fmax计算：Cam=feFmax(N) 式中： Ln-预期工作时间（小时，见表5) Ls-预期运行距离(km),一般取250km。 fa-精度系数。根据初定的精度等级（见表6)选。 fc-可靠性系数。一般情况fc=1。在重要场合，要求一组同样的滚珠丝杠副在同样条件下使用寿命超过希望寿命的90％以上时fc见表7选
fw-负荷系数。根据负荷性质（见表8）选。 fe-预加负荷系数。（见表9) 表－5 各类机械预期工作时间Ln表－6 精度系数fa 机械类型 Ln(小时） 普通机械5000～10000 普通机床10000～20000 数控机床20000 精密机床20000 测示机械15000 航空机械1000 精度等 级 1.2.3 4.5 7 10 fa 1.0 0.9 0.8 0.7 表－7 可靠性系数fc 可靠性% 90 95 96 97 98 99 fc 1 0.62 0.53 0.44 0.33 0.21 表－8 负荷性质系数fw 负荷性 质 无冲击(很平 稳） 轻微冲击伴有冲击或振动fw 1～1.2 1.2～1.5 1.5～2 表－9 预加负荷系数fe 预加负荷类型轻预载中预载重预载fe 6.7 4.5 3.4 以上三种计算结果中，取较大值为滚珠丝杠副的Camm。 5、按精度要求确定允许的滚珠丝杠最小螺纹底d2m a.滚珠丝杠副安装方式为一端固定，一端自由或游动时（见图-5） 式中：E-杨氏弹性模量21×105N/mm2 dm-估算的滚珠丝杠最大允许轴向变形量（mm）
滚珠丝杆传动机构的性能和特点 滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。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。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。 常用的循环方式有两种：外循环和内循环。与丝杠脱离接触的称为外循环。外循环是滚珠在循环过程结束后通过螺母外表面的螺旋槽或插管返回丝杠螺母间重新进入循环。外循环滚珠丝杠外循环结构和制造工艺简单，使用广泛。；始终与丝杠保持接触的称为内循环。内循环均采用反向器实现滚珠循环。传动机构的性能 与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3 由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到 1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。传动效率高 滚珠丝杠副的传动效率高达90%～98%，为滑动丝杠副的2～4倍，能高效地将扭力转化为推力，或将推力转化为扭力。传动灵敏平稳 滚珠丝杠副为点接触滚动摩擦，摩擦阻力小、灵敏度好、启动时无颤动、低速时无爬行，可μ级控制微量进给。定位精度高 滚珠丝杠副传动过程中温升小、可预紧消除轴向游隙和初级弹性形变、
可对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，故可获得较高的定位精度和重复定位精度。精度保持性好 滚珠及滚道硬度达HRC58～63，滚道形状准确，滚动摩擦磨损极小，具有良好的精度保持性、可靠性和使用寿命。传动刚度高 滚珠丝杠副内外滚道均为偏心转角双圆弧面、在滚道间隙极小的时也能灵活传动。需要时加一定的预紧载荷则可消除轴向游隙和初级弹性形变以获得良好的刚性（此时使用寿命有所减少）。同步性能好 滚珠丝杠副因具有导程精度高、灵敏度好的特点，在需要同步传动的场合，用几套相同导程的滚珠丝杠副可获得良好的同步性能。无侧隙、刚性高 滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。高速进给可能 滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。 滚珠丝杠副可用润滑来提高耐磨性及传动效率。润滑剂分为润滑油及润滑脂两大类。润滑油用机油、90～180号透平油或140号主轴油。润滑脂可采用锂基油脂。润滑脂加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内，而润滑油通过壳体上的油孔注入螺母空间内。
优秀设计 XX大学 毕业设计(论文) Z型垂直升降机设计 所在学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师
摘要 升降机不论是在工业生产还是我们的日常生活中都有着重要的作用。给我们带来的利益是非常的多。升降机的功能特色是非常多的，在我们生活中我们在很多的商务大厦都会用到电梯，升降机就如电梯的性能大同小异，我们在使用升降机的时候也可以针对自己的需求对升降机进行设置。 根据本课题的研究是适用于楼层上的物料升降运送。根据实际需求拟采取如下：选择电动机（带减速器）为动力，以链条传动为传动形式，主体机构采用框架式结构设计。对Z轴升降机关键零部件进行设计计算与校核，经过验证能实现预期的设计目标和要求。 关键词：升降机，物料升降，链传动，框架式结构 附录：
Abstract Lift whether in the industrial production and our daily life plays an important role in. The benefit which brings to us is very much. Lift feature is very much, in our life we in many business building will use the elevator, lift as the elevator performance very much the same, we use the lift time can also be based on their own needs to elevator set. According to the present research is applied to the floor material lifting transport. According to the actual demand to be taken as follows: the selection of motor ( belt reducer ) as the driving force, using a chain transmission to drive form, the main mechanism adopts a frame type structure design. On the Z axis lift key parts design calculation and checking, after verification can achieve the desired design objectives and requirements. Key Words:elevator, material lifting, chain drive, frame structure
全液压升降机设计 第一章绪论 这次毕业是学校为我们每个工科学生安排的一次实践性的总结，使就业前的一次大练兵，是对每个学生四年来所学知识的总体检测，使我们为进入工厂工作做好了准备。 本次设计的主要任务是液压升降台的设计，升降机是一种升降性能好，适用范围广的货物举升机构，可用于生产流水线高度差设备之间的货物运送，物料上线，下线，共件装配时部件的举升，大型机库上料，下料，仓储装卸等场所，与叉车等车辆配套使用，以及货物的快速装卸等。它采用全液压系统控制，采用液压系统有以下特点： （1）在同等的体积下，液压装置能比其他装置产生更多的动力，在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑，液压马达的体积和重量只有同等功率电机的12%。 （2）液压装置工作比较平稳，由于重量轻，惯性小，反应快，液压装置易于实现快速启动，制动和频繁的换向。 （3）液压装置可在大范围内实现无级调速，（调速范围可达到2000），还可以在运行的过程中实现调速。 （4）液压传动易于实现自动化，他对液体压力，流量和流动方向易于进行调解或控制。 （5）液压装置易于实现过载保护。 （6）液压元件以实现了标准化，系列化，通用化，压也系统的设计制造和使用都比较方便。 当然液压技术还存在许多缺点，例如，液压在传动过程中有较多的能量损失，液压传动易泄露，不仅污染工作场地，限制其应用范围，可能引起失火事故，而
且影响执行部分的运动平稳性及正确性。对油温变化比较敏感，液压元件制造精度要求较高，造价昂贵，出现故障不易找到原因，但在实际的应用中，可以通过有效的措施来减小不利因素带来的影响。 我国的液压技术是在新中国成立以后才发展起来的。自从1952年试制出我国第一个液压元件——齿轮泵起，迄今大致经历了仿制外国产品，自行设计开发和引进消化提高等几个阶段。 进年来，通过技术引进和科研攻关，产品水平也得到了提高，研制和生产出了一些具先进水平的产品。 目前，我国的液压技术已经能够为冶金、工程机械、机床、化工机械、纺织机械等部门提供品种比较齐全的产品。 但是，我国的液压技术在产品品种、数量及技术水品上，与国际水品以及主机行业的要求还有不少差距，每年还需要进口大量的液压元件。 今后，液压技术的发展将向着一下方向： （1）提高元件性能，创制新型元件，体积不断缩小。 （2）高度的组合化，集成化，模块化。 （3）和微电子技术结合，走向智能化。 总之，液压工业在国民经济中的比重是很大的，他和气动技术常用来衡量一个国家的工业化水平。 本次设计严格按照指导要求进行，其间得到老师和同学们的帮助，在此向他们表示诚挚的谢意。 由于本人水平和知识所限，其中错误在所难免，恳望老师予以指导修正。
一、滚珠丝杠的特长 1、1驱动扭矩仅为滑动丝杠的1/3 滚珠丝杠是滚珠丝杠与螺母间的螺纹沟槽做滚动运动，因此可获得高效率，与过去的滑动丝杠相比，驱动扭矩仅为1/3以下（图1与2）。从而，不仅可将旋转运动变为直线运动，而且可以容易地将直线运动变成旋转运动。 图1：正效率（旋转→直线）图2：反效率（直线→旋转） 1、1、1导程角的计算法 ……………………………………（ 1 ） β：导程角（度） d p：滚珠中心直径（mm） ρh：进给丝杠的导程（mm）
1、12推力与扭矩的关系 当施加推力或扭矩时，所产生的扭矩或推力可用（2）~（4）式计算。（1）获得所需推力的驱动扭矩 T：驱动扭矩 Fa：导向面的摩擦阻力 Fa=μ×mg μ：导向面的摩擦系数 g：重力加速度（ 9.8m/s2） m：运送物的质量（ kg ） ρh：进给丝杠的导程（ mm ） η：进给丝杠的正效率（图1） （2）施加扭矩时产生的推力 Fa：产生的推力（ N ） T：驱动扭矩（N mm ） ρh：进给丝杠的导程（ mm ） η：进给丝杠的正效率（图1）
（3）施加推力时产生的扭矩 T：驱动扭矩（N mm ） Fa：产生的推力（ N ） ρh：进给丝杠的导程（ mm ） η：进给丝杠的正效率（图2） 1、1、3驱动扭矩的计算例 用有效直径是：32mm，导程：10mm（导程角：5O41’的丝杠，运送质量为500Kg的物体，其所需的扭矩如下 （1）滚动导向（μ=0.003） 滚珠丝杠及（μ=0.003，效率η=0.96） 导向面的摩擦阻力 Fa=0.003×500×9.8=14.7N 驱动扭矩 （2）滚动导向（μ=0.003） 滚珠丝杠及（μ=0.2，效率η=0.32）
1.滚珠丝杠及电机选型计算 1.1 确定滚珠丝杠副的导程 根据电机额定转速和X 向滑板最大速度，计算丝杠导程。X 向运动的驱动电机选择松下MDMA152P1V ，电机最高转速为4500rpm 。电机与滚珠丝杆通过联轴器连接，传动比为0.99。X 向最大运动速度24m/min ，即24000mm/min 。则丝杠导程为 max max 24000/ 5.390.994500 h P V i n =?=≈? 实际取mm P h 10=，可满足速度要求。 1.2 滚珠丝杠副的载荷及转速计算 滚动导轨承重时的滑动摩擦系数最大为0.004，静摩擦系数与摩擦系数差别不大，此处计算取静摩擦系数为0.006。则导轨静摩擦力： 000.0065009.84549.4F M g f N μ=??+=??+?= 式中： M ——工件及工作台质量， M 为500kg 。 f ——导轨滑块密封阻力，按4个滑块，每个滑块密封阻力5N 。 由于该设备主要用于检测，丝杠工作时不受切削力，检测运动接近匀速，其阻力主要来自于导轨、滑块的摩擦力。则有： max min 60/6024/10144h n n v P rpm ≈=?=?= max min 049.4F F F N ≈≈= 滚珠丝杠副的当量载荷： max min 0249.43 m F F F F N +=≈= 滚珠丝杠副的当量转速： max min 1443 m n n n rpm += = 1.3 滚珠丝杠副预期额定动载荷 1.3.1按滚珠丝杠副的预期工作时间计算： 49.41253.0310010011 m w am a c F f C N f f ?===?? 式中： m n ——当量转速，max min 1443m n n n rpm += = h L ——预期工作时间，测试机床选择15000小时 w f ——负荷系数，平稳无冲击选择w f =1
液压升降机设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日 新疆工业高等专科学校机械工程系毕业设计（论文）任务书
HJG-S系列滚珠丝杠副的主要性能选择 1 、轴向载荷、寿命 （1）、额定动载荷 Ca 一批相同的滚珠丝杠副 , 在轴向载荷 Fa 的作用力以较高的速度运转 10 ° 转 , 其 90% 的滚珠丝杠副不产生疲劳剥伤 , 此时的轴向载荷 Fa 称为该规格的额定动载荷 (Ca), 此值可在 HJG-S 具体尺寸规格表中查得。 （2）、额定静载荷 Cao Cao 系指滚珠丝杠副在静止（或转速较低）状态下，承受最大接触应力的滚珠和滚道接触面的塑性变形量之和为钢球直径的万分之一时的轴向载荷，此值可在 HJG-S 具体尺寸规格表中查得。 （3）、回转寿命 L 式中： L---- 加转命令： Ca---- 额定动载荷（ N ）： Fa---- 轴向载荷（ N ）： Fw---- 载荷系数。 无冲击载荷平滑运动时 Fw=1.0-1.2 普通运动时 Fw=1.2-1.5 冲击振动时 Fw=1.-2.5 (4) 、时间寿命 Lh 式中： Lh---- 时间寿命； L---- 回转寿命； n---- 转速（转 / 分） 2 、按预期工作时间确定预期额定动载荷 Cam 式中： Lh---- 预期工作时间（小时）见表 a ； fa---- 精度系数见表 b ； fc---- 可靠性系数一般 fc=1 ； fw---- 负荷系数见表 c 。 ---- 当量转速（转 / 分） Fm---- 表示当量载荷（ N ） 表 a 各类机械预期工作时间 Lh （小时）
机械类型 工作时间 普通机床 5000—10000 普通机床 10000—15000 数控机床 20000 精密机床 20000 测试机床 15000 航空机械 1000 表b 精度系数 1.2.3 4.5 7 10 fa 1.0 0.9 0.8 0.8 表c 负荷系数 无冲击、平稳 轻微冲击 伴有冲击、振动 fw 1—1.2 1.2—1.5 1.5—2 3、滚珠丝杠副的预加负荷 （1）、滚珠丝杠、螺母间的预加负荷FP 为了消除轴向间隙，增加滚珠丝杠副的刚性和定位精度，在丝杠螺母间加以预加负荷FP。过大的FP值将引起滚珠丝杠副寿命下降及摩擦力矩增大，而FP过小，会出现轴向间隙，影响定位精度，因此在一般情况下： 取 Fp=Fm/3 试中:Fp---预加载荷；Fm---当量载荷（N）；当轴向载荷不能确定时取Fp=Ca/(8-10) （2）、对预拉但滚珠丝杠副的行程补偿值C和预拉伸力FPL 为补偿因工作温度升高而引起的丝杠伸长，保证滚珠丝杠在正常使用时的定位精度和滚珠丝杠的系统刚度要求较高的高精度滚珠丝杠副，其丝杠轴需进行预加负荷拉伸。一般下列方法实现。 1 ）、滚珠丝杠轴在制造时，可提出目标行程的行程补偿值 C C=a. △ t.Lu=11.8 △ tLu. 式中： C ---- 行程补尝值（ um ）；△ t ---- 温度变化值。一般取 2 ℃—3℃；Lu----滚珠丝杠副的有效行程（mm）; a----丝杠的线膨胀系数11.8× /度 2）、滚珠丝杠副安装时丝杠的拉伸力Fpl 式中：Fpl----预拉伸力（N）；△ t ----滚珠丝杠的温升，一般为2-3；d2----滚珠丝杠螺纹底径（mm）； E----杨氏弹性模量:2.1x105N/mm2 4、滚珠丝杠副的极限转速与允许转速 滚珠丝杠副的极限转速主要是指滚珠丝杠副在高速运转时，避免产生共振现象，使滚珠丝杠副正常运转。 式中：----极限转速（转速/分）；K----安全系数，一般取0.8；Lb----安装间距；
深圳tbi滚珠丝杠选型计算举例 选取的滚珠丝杠转动系统为： 磨制丝杠(右旋) 轴承到螺母间距离(临界长度) l = 1200mm n = 1200mm 固定端轴承到螺母间距离 L k 设计后丝杠总长 = 1600mm 最大行程 = 1200mm = 14（m/min） 工作台最高移动速度 V man = 24000工作小时。 寿命定为 L h μ= 0.1 （摩擦系数） = 1800 （r/min） 电机最高转速 n max 定位精度： 最大行程内行程误差 = 0.035mm 300mm行程内行程误差 = 0.02mm 失位量 = 0.045mm 支承方式为(固定—支承) W = 1241kg+800kg （工作台重量+工件重量） g=9.8m/sec2(重力加速度) I=1 (电机至丝杠的传动比) Fw=μ×W ×g = 0.1×2041×9.8 ≈ 2000 N(摩擦阻力)
F a --- 轴向载荷（N） F --- 切削阻力（N） F w --- 摩擦阻力（N） 从已知条件得丝杠编号： 此设计丝杠副对刚度及失位都有所要求，所以螺母选形为：FDG（法兰式双螺磨制丝杠） 从定位精度得出精度精度不得小于P5级丝杠 FDG_-_X_R-_-P5-1600X____ 计算选定编号 导程 = 14000/18000≈7.7mm 平均转速 平均载荷
时间寿命与回转寿命 =24000×266×60 =383040000转次 额定动载荷 以普通运动时确定fw 取 1.4 得：额定动载荷 C a ≥39673N 以C a 值从FDG 系列表及（丝杠直径和导程、丝杠长度表） 中查出适合的类型为： 公称直径： d 0=40mm 丝杠底径： d 0=33.9mm 导程：P ho =10mm 循环圈数：4.5 额定动载荷为：48244N 。 丝杠编号： FDG 40 × 10R - P5 - 4.5 - 1600 × ____ 预紧载荷 F ao = F max /3=11000/3 ≈ 3666 N 丝杠螺纹长度 L u =L 1-2L e L 1=L u +2L e =1200+2×40=1280mm 丝杠螺纹长度不得小于1280mm 加上螺母总长一半84mm(从系列表中查出螺母总长168mm)。 得丝杠螺纹长度 ≥ 1364m。
. 毕业设计（论文） （2016届） 题目：电梯工程技术之整机调试 专业名称：电梯工程技术（调试工程师）姓名：古惠南 学号： 1317080309 班级： 13级电梯调试班 指导教师：吕晓梅 2016年 4 月 3 日
. 摘要 随着经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广。电梯是现代高层建筑的垂直交通工具，其设计要求稳定性、安全性及高。随着人们生活水平的不断提高,对电梯的要求的也相应提高，这样对电梯的安装调试也有了更高的要求。通过合理的选择和人性化的设计，提高了电梯的安装效率，并提升了电梯的安全系数与整机调试质量，使电梯达到了更美观、更安全、更实用的层次。 关键词：电梯整机调试
. 目录 摘要····················································· 第一章绪论············································1.1研究背景及意义······················ 1.2 电梯的国外发展状况···················· 1.3研究的容···················· 第2章电梯的综述···········································2.1电梯的定义与简介··················· 2.2电梯的历史发展···················· 2.3电梯的种类······················· 2.4电梯的主要参数及性能指标················ 2.5电梯的结构及组成部件·················· 第3章控制系统软件控制回路·································
全液压升降机设计 XXXX毕毕业业设设计计说说明明书书((毕毕业业论论文文)) XX大学 本科生毕业设计说明书(毕业论文) 题目:全液压升降机设计 学生姓名: 学号: 专业:机械设计制造及自动化 班级: 指导教师: -- 11 –– XXXX毕毕业业设设计计说说明明书书((毕毕业业论论文文)) 目录 第一章绪论 ---------------------------------------------------------------------------- 4 工艺参数和工况分析---------------------------------------------------------8 第二章 第三章升降机机械机构的设计计算------------------------------------------------9 9 3.1 升降机的机械结构形式和运动机理-------------------------------------------- 3.1.1 升降机机械结构形式--------------------------------------------------------------9
3.1.1 升降机运动机理的分析-----------------------------------------------------------9 3.2 升降机的机械结构和零件的设计-----------------------------------------------10 3.2.1 升降机机械结构参数的确定---------------------------------------------------- 3.2.2零件的结构设计和校核-----------------------------------------------------------14 第四章液压系统的设计要求，总体规划------------------------------------------22 第五章执行元件的速度载荷---------------------------------------------------------23 5.1 执行元件类型、数量、安装位置-----------------------------------------------23 5.2 速度和载荷计算--------------------------------------------------------------------24 5.2.1 速度计算及速度变化规律------------------------------------------------------24 5.2.2 执行元件的载荷计算及变化规律---------------------------------------------25 第六章液压系统主要参数的确定---------------------------------------------------28 6.1 系统压力的初步确定--------------------------------------------------------------28
同问 如何计算滚珠丝杆的扭矩，从而选择电机的型号 2011-7-28 08:23 满意回答 匀速运行，非精确计算可以套用以下公式：Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1） 式中 Ta：驱动扭矩kgf.mm； Fa：轴向负载N（Fa=F+μmg，F：丝杠的轴向切削力N，μ：导向件的综合摩擦系数，m：移动物体重量(工作台+工件)kg，g:9.8 ）； I：丝杠导程mm； n1：进给丝杠的正效率。 计算举例： 假设工况：水平使用，伺服电机直接驱动，2005滚珠丝杠传动，25滚珠直线导轨承重和导向，理想安装，垂直均匀负载1000kg，求电机功率： Fa=F+μmg，设切削力不考虑，设综合摩擦系数μ=0.01，得 Fa=0.01*1000*9.8=98N； Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1），设n1=0.94，得Ta=98*5/5.9032≈83kgf.mm=0.83N.M 根据这个得数，可以选择电机功率。以台湾产某品牌伺服为例，查样本得知，额定扭矩大于0.83N.M的伺服电机是400W。（200W是0.64N.M，小了。400W 额定1.27N.M，是所需理论扭矩的1.5倍，满足要求） 当然咯，端部安装部分和滚珠丝杠螺母预压以及润滑不良会对系统产生静态扭矩，也称初始扭矩，实际选择是需要考虑的。另外，导向件的摩擦系数不能单计理论值，比如采用滚珠导轨，多套装配后的总摩擦系数一定大于样本参数。而且，该结果仅考虑驱动这个静止的负载，如果是机床工作台等设备，还要考虑各向切削力的影响。 若考虑加速情况，较为详细的计算可以参考以下公式（个人整理修正的，希望业内朋友指点）： 水平使用滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率计算： 实际驱动扭矩：T=(T1+T2)*e T：实际驱动扭矩； T1：等速时的扭矩； T2：加速时的扭矩； e：裕量系数。 等速时的驱动扭矩：T1=（Fa*I）/（2*3.14*n1） T1：等速驱动扭矩kgf.mm； Fa：轴向负载N【Fa=F+μmg，F：丝杠的轴向切削力N，μ：导向件综合摩擦系数，m：移动物体重量(工作台+工件)kg，g:9.8 】； I：丝杠导程mm； n1：进给丝杠的正效率。 加速时的驱动扭矩：T2=T1+J*W T2:加速时的驱动扭矩kgf.m;
目录 滚珠丝杠副 (2) 浮动式反向器的内循环滚珠丝杠副 (2) 滚珠丝杠副的主要尺寸参数 (3) 滚珠丝杠副的精度等级及标注方法 (3) 滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧 (4) 轴承的组合安装支承示例 (7) （1）简易单推-单推式支承 (7) （2）双推-简支支承方式 (8) （3）双推-自由式支承 (8) 滚珠丝杠副制动装置与润滑 (8) 滚珠丝杠副的选择方法 (10)
i 滚珠丝杠副 滚珠丝杠螺母机构由反向器(滚珠循环反向装置)l、螺母2、丝杠3和滚珠4等四部分组成。 滚珠丝杠副与滑动丝杠副相比，滚珠丝杠副除上述优点外，还具有轴向刚度高(即通过适当预紧可消除丝杠与螺母之间的轴向间隙)、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等优点。但由于不能自锁，具有传动的可逆性，在用做升降传动机构时，需要采取制动措施。 浮动式反向器的内循环滚珠丝杠副 浮动式反向器的内循环滚珠丝杠副（如下图所示）的结构特点是反向器l上的安装孔有0.01~0.015mm的配合间隙，反向器弧面上加工有圆弧槽，槽内安装拱形片簧4，外有弹簧套2，借助拱形片簧的弹力，始终给反向器一个径向推力，使位于回珠圆弧槽内的滚珠与丝杠3表面保持一定的压力，从而使槽内滚珠代替了定位键而对反向器起到自定位作用。这种反向器的优点是：在高频浮动中达到回珠圆弧槽进出口的自动对接，通道流畅、摩擦特性较好，更适用于高速、高灵敏度、高刚性的精密进给系统。
1-反向器；2-弹簧套；3-丝杠；4-碟簧片 外循环——外循环方式中的滚珠在循环返向时，离开丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外作循环运动。从结构上看，外循环有以下三种形式： （1）螺旋槽式： （2）插管式： （3）端盖式： 滚珠丝杠副的主要尺寸参数 d0——公称直径:它指滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠球心的圆柱直径。 它是滚珠丝杠副的特征（或名义）尺寸。 Ph(或螺距t)——基本导程：它指丝杠相对于螺母旋转6.28弧度时，螺母上基准点的轴 向位移。 行程：它指丝杠相对于螺母旋转任意弧度时，螺母上基准点的轴向位移。 此外还有丝杠螺纹大径d1、丝杠螺纹底径d2、滚珠直径DW、螺母螺纹底径D2、螺母螺纹内径D3、丝杠螺纹全长等。
滚珠丝杠基础知识 1 滚珠丝杠公称直径与公称导程组合、制造范围 [img]https://www.doczj.com/doc/a513654223.html,/hydt/pic/4.18a1.jpg[/img] 3 滚珠丝杠副的结构类型、编号方法 [img]https://www.doczj.com/doc/a513654223.html,/hydt/pic/4.18b1.jpg[/img] 5 滚珠丝杠副的精度 5.1 精密等级 根据使用范围及要求将滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠幅(P)传动滚珠丝杠副(T)，精度分为七个等级，即1、2、3、4、5、6、7、10级，1级精度最高，依次降低。 [img]https://www.doczj.com/doc/a513654223.html,/hydt/pic/4.18c1.jpg[/img] 5.2行程偏差和行程变动量 根据滚珠丝杠副类型按下表检验 [img]https://www.doczj.com/doc/a513654223.html,/hydt/pic/4.18d1.jpg[/img] 5.2.1 有效行程内的行程偏差ep与行程变动量VUP: 有效行程是有精度要求的行程长度LU
Lu=Lx+2La+LnLa安全行程La=(1-2)ph Lx机械最大行程Ln螺母的长度ph 公称导程 E1-E2按国家标准GB/T17857.3-1998，―滚珠丝杠副的验收条件和验收检验‖。见附表1。 5.2.2 300mm行程内与2π弧度行程内行程变动量V300P与V2 π p E3-E4按国家标准GB/T17857.3-1998，―滚珠丝杠副的验收条件和验收检验‖。见附表1续。 5.2.3 余程Le 余程是没有精度要求的行程长度。 余程表6 [img]https://www.doczj.com/doc/a513654223.html,/hydt/pic/4.18e1.jpg[/img] 6 行程补偿值C 6.1 滚珠丝杠的热变形将导致长度、定位精度变化，热变形可由下式给出： δt=α*△t*Lu (公式1) α-热膨胀系数(12.0*10-6) △t -温升(一般取2-4℃)
全液压升降机设计-正文 内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书(毕业论文) 题目:全液压升降机设计 学生姓名: 学号:2002041412 专业:机械设计制造及自动化 班级:机械2002级4班 指导教师: 目录 第一章绪论
第二章工艺参数和工况分析 第三章升降机机械机构的设计计算 3.1 升降机的机械结构形式和运动机理 3.1.1 升降机机械结构形式 3.1.1 升降机运动机理的分析 3.2 升降机的机械结构和零件的设计 3.2.1 升降机机械结构参数的确定 3.2.2零件的结构设计和校核 第四章液压系统的设计要求,总体规划 第五章执行元件的速度载荷 5.1 执行元件类型、数量、安装位置 5.2 速度和载荷计算 5.2.1 速度计算及速度变化规律 5.2.2 执行元件的载荷计算及变化规律 第六章液压系统主要参数的确定 6.1 系统压力的初步确定 6.2 液压执行元件的主要参数 6.2.1 液压缸的作用力 6.2.2 缸筒内径的确定 6.2.3 活塞杆直径的确定 6.2.4 液压缸壁厚,最小导向长度,液压缸长度的确定 6.2.5 液压缸的流量
第七章液压系统方案的选择和论证 7.1 油路循环方式的分析和选择 7.2 开式系统油路组合方式的分析选择 7.3 调速方案的选择 7.4 液压系统原理图的确定 第八章液压元件的选择计算及其连接 8.1 油泵和电机选择 8.1.1 泵的额定流量和额定压力 8.1.2 电机功率的确定 8.1.3 连轴器的选用 8.2 控制阀的选用 8.2.1 压力控制阀 8.2.2 流量控制阀 8.2.3 方向控制阀 8.3 管路,过滤器,其他辅助元件的选择计算 8.3.1 管路 8.3.2 过滤器的选择 8.3.3 辅件的选择 8.4 液压元件的连接 8.4.1 液压装置的总体布置 8.4.2 液压元件的连接 第九章油箱及附件
计算举例 某台加工中心台进给用滚珠丝杠副的设计计算: 已知: 工作台重量 W 1=5000N 工作及夹具最大重量W 2=3000N 工作台最大行程 L K =1000mm 工作台导轨的摩擦系数:动摩擦系数μ=0.1 静摩擦系数μ0=0.2 快速进给速度 V max =15m/min 定位精度20 μm /300mm 全行程25μm 重复定位精度10μm 要求寿命20000小时(两班制工作十年)。 表1 解： 1) 确定滚珠丝杠副的导程 max max h i n V P =? ::/min :/min :h max max mm m r i P V n 滚珠丝杠副的导程 工作台最高移动速度 电机最高转速 传动比 因电机与丝杠直联，1i = 由表查得 max 15/min m V =
max 1500/min n r = 代入得， 10h mm P = 2)确定当量载荷 112() m s n F F F W W P μ==+++ 可求得： 12342920,1850,1320, 800,1290m F N F N F N F N F N ===== 3)确定当量转速 112212/min m n t n t n r t t ++???==++??? 230 4）预期额定动载荷 ①按预期工作时间估算。 按表3-24查得：轻微冲击取.w f =13 按表3-22查得：精度等级1-3取.a f =10 按表3-23查得：可靠性97%取.c f =044 已知h L h =20000 得：nm a c C N = =24815 ②拟采用预紧滚珠丝杠，按最大负载max F 计算， 按表3-25查得：中预载取：.e f =45 max F F N ==12920，代入得 ' max am e C f F N ==13140
滚珠丝杠传动 滚珠丝杠是机电一体化的系统中一种新型的螺旋传动机构，在其具有螺旋槽的丝杠与螺母之间装有中间传动原件——滚珠，滚珠丝杠机构虽然结构复杂，制造成本高，不能自锁，但其摩擦阻力矩小、传动效率高（92%-98%），精度高，系统刚度好，运动具有可逆性，使用寿命长，因此在机电一体化系统中得到大量广泛的应用。滚珠丝杠的特点如下： （1）、传动效率高 滚珠丝杠传动系统的传动效率高达90%-98%，为传统的滑动丝杠系统的2~4倍，耗费的能量仅为滑动丝杠的3 1。 （2）、传动精度高 经过淬硬并精磨螺纹滚道后的滚珠丝杠本身具有很高的制造精度，又由于是滚动摩擦，摩擦力小，所以滚珠丝杠传动系统在运动中温升较小，并可预紧消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，因此可以获得较高的定位精度和重复定位精度。 （3）、可微量进给 滚珠丝杠传动系统是高副运动机构，在工作中摩擦力小，灵敏度高，启动平稳，低俗石无爬行现象，因此可以精密地控制微量进给。 （4）、同步性好 由于运动平稳、反应灵敏、无阻碍、无滑移，用几套相同的滚珠丝杠传动系统同时传动系统同时转动几个相同的部件或装，可以获得很好的同步效果。 （5）、高可靠性 与其它传送机械相比，滚珠丝杠传动只需要一般的润滑与防空，有的特殊场合甚至都无需润滑便可工作，系统的故障率也很低，其一般的使用寿命要比滑动丝杠高5~6倍。 1、滚珠丝杠的结构及滚珠循环方式 滚珠丝杠传动机构的工作原理如图1-1-1所示，丝杠4和螺母1的螺纹滚道内置有滚珠2，刚丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，从而产生滚动摩擦。为了防止滚珠从螺纹滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端设有滚珠回程引
剪叉式液压升降机设计 摘要：双铰接剪叉式升降台的设计是在原由的剪叉式升降台的基础上，运用现在的灵活性、安全性、经济性等指标；结构以能够满足灵活性要求较高的汽车维修需要为前提,通过不同型号和响应福建达到满足物流、汽车维修等性能要求。 通过对双铰接剪叉式升降台机构位置参数和动力参数的技术，结合具体实例，对机构中良种液压缸布置方式分析比较，并根据要求对液压传动系统个部分进行设计计算最终确定液压执行元件-液压缸，通过对叉杆的各项受力分析确定台板与叉杆的载荷要求，最终完成剪叉式液压升降台的设计要求。 关键字：升降台；剪叉式；液压
Abstract: Double-hinged scissors lifts in the design of the previously scissors lifts on the basis of the present application flexibility, security, economic and other indicators, structural flexibility to meet higher requirements of vehicle maintenance the need for premise, and the response by different models to meet Fu jian logistics, vehicle maintenance, and other performance requirements. Through the double-hinged scissors lifts Position parameter and the dynamic parameters of technology, combined with specific examples, the agency improved in the hydraulic cylinder layout analysis and comparison, and in accordance with the requirements of part of a hydraulic system design and calculation of final Pressure implementation components - hydraulic cylinder, through analysis of the fork-defined plate and fork-load requirements, the final completion of scissors hydraulic lifts the design requirements. Key Words：Cage assembly；Scissors forks are dyadic；Hydraulic pressure
滚珠丝杠的设计计算 与选用
滚珠丝杠的设计计算与选用 滚珠丝杠 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，滚珠丝杠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。 1)与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3 由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。 2)高精度的保证 滚珠丝杠副是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。 3)微进给可能 滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。 4)无侧隙、刚性高 滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。 5)高速进给可能 滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。
滚珠丝杠副特性 ?传动效率高 ?滚珠丝杠传动系统的传动效率高达90%～98%，为传统的滑动丝杠系统的2～4倍，如图1.1.1所示，所以能以较小的扭矩得到较大的推力，亦可由直线运动转为旋转运动（运动可逆）。 ?运动平稳 ?滚珠丝杠传动系统为点接触滚动运动，工作中摩擦阻力小、灵敏度高、启动时无颤动、低速时无爬行现象，因此可精密地控制微量进给。 ?高精度 ?滚珠丝杠传动系统运动中温升较小，并可预紧消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，因此可以获得较高的定位精度和重复定位精 度。 ?高耐用性 ?钢球滚动接触处均经硬化（HRC58～63）处理，并经精密磨削，循环体系过程纯属滚动，相对对磨损甚微，故具有较高的使用寿命和精度保持 性。 ?同步性好 ?由于运动平稳、反应灵敏、无阻滞、无滑移，用几套相同的滚珠丝杠传动系统同时传动几个相同的部件或装置，可以获得很好的同步效果。 ?高可靠性