摘要：数控加工中心属于数控机床，与普通数控机床相同同样具有着高精密、高智能化的特点，数控加工中心代替了人力的进给，不需要再像普通机床一样手动操控机床，通过数控系统即可完成刀具的更换、主轴转动停止的控制、工件的进给，同时避免了人体在手动操作机床时和机械产生的接触从而降低了事故的发生率，也降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，更加经济，为企业提高产品质量、降低生产成本提供了有效途径。目前为止，数控加工中心的研究方向是精度的提升和更快的加工速度。我们在设计数控机床时主要针对精度误差的分析和结构形式的调整来达到目的。

我在这次设计中从传动方式的选取，零部件材料的选取，传动结构的选取来优化。首先对于进给系统的主传动方案进行确定，进给系统的核心传动一般情况下以丝杠螺母和滚珠丝杠螺母传动为主，这两种传动都可以将电机的回转运动转化为工作台的直线运动。对比两种方案由于滚珠丝杠螺母具有更好的动态性能，运动更加平稳，传动精度更准确，由于中间有滚珠，大大增强了耐磨性提高了使用寿命，对此我们选择用该方案作为加工中心的主运动。后来我们考虑到在运动过程中各种各样的间隙对运动的准确传递影响较大，于是我们从消除滚珠丝杠的间隙、消除齿轮正反转间隙、消除轴承间的间隙等方向优化了传动系统的中间环节。在确定设计的大体方向后，我们初步选取了电机，电机种类很多适用于进给系统的电机有步进电机和伺服电机两种，我们选择了后者，相比于步进电机伺服电机具有正反转响应快的特点可以提高丝杠正反转的响应速度。同时我们计算选取了齿轮、轴、轴承等零件的材料和尺寸，解决了在强度、摩擦系数等方面的问题，使得传动过程更加平稳、可靠，提高了承载能力，同时也提高了工作台进给的精度。最后根据转动惯量、等效转矩等来校核伺服电机。通过以上的设计计算我们得到的进给机构相对于一般机构动态响应更快，精度更高，能够满足企业工厂在加工过程中的要求，大大节约人力物力，提高产品的质量和利润。

关键词 加工中心；进给系统；滚珠丝杠

目录

摘要

Abstract

1、绪论-1

1.1加工中心进给研究意义-1

1.2进给系统设计时注意的环节-1

2、总体设计-2

2.1消除间隙-2

2.1.1齿间间隙-2

2.1.2轴承间隙-3

2.1.3滚珠丝杠间隙-3

2.2导轨的设计-3

3、零部件设计-4

3.1工作台的计算-4

3.2滚珠丝杠的计算-4

3.2.1丝杠进给时的转速计算-5

3.2.2丝杠的寿命计算-5

3.2.3最大动载荷的计算-6

3.2.4丝杠的选取-6

3.2.5传动效率的计算-7

3.2.6丝杠的刚度校核-7

3.2.7丝杠预紧力的计算-8

3.3齿轮的计算-8

3.3.1齿轮基本参数的选定-8

3.3.2齿轮的强度校核-10

1、根据齿面接触疲劳强度校核-10

2、根据齿根弯曲疲劳强度校核-12

3.4轴的计算-14

3.4.1材料的选定-14

3.4.2按扭曲强度计算轴的最小直径-14

3.4.3拟定装配方案-15

3.4.4轴的强度校核-17

1、按弯扭合成强度条件校核-17

2、按疲劳强度条件进行精确校核-20

4、电机的校核-23

4.1等效转矩和等效转动惯量的计算-23

4.2执行元件即电机的匹配校核-25

4.2.1电机的转矩匹配-25

4.2.2电机的功率匹配校核、过热验算以及过载验算-25

5、键的校核-25

6、轴承的验算-27

总结-29

参考文献-31

致谢-32