论文总字数：21151字

摘 要

由于现代科学技术的不断更新，制造业也正面临大幅度的技术改革。传统的施工升降机齿条一般都是采用先车后铣的加工工艺，不仅精度难以保证，而且加工效率低，自动化程度不高，相对来说人力成本偏高。现针对这种情况，提出一种新型的加工工艺，采用数控齿条铣齿机直接铣削而成，自动化程度高，精度也高。本文主要设计此种齿条铣齿机的水平进给系统。

齿条铣齿机水平进给系统设计的主要内容包括进给系统传动链方案的比较与选择、进给系统机械传动部件的计算选型、伺服电动机的选择、支承方式的选择与校核等等。根据工况分析，选择电机-减速器-滚珠丝杠-工作台的传动方式。通过铣齿机精度分析，本文采用半闭环伺服系统作为控制方式。通过横向比较，选用永磁交流伺服电动机作为驱动，行星减速器降速增矩，滚珠丝杠螺母副作为机械传动部件，滚动导轨与贴塑导轨相结合方式作为支承.最后对系统进行了反向间隙误差和定位精度的校核，以便于提高系统的加工精度。

为了校核系统的静动态性能，本设计对系统的整体切削性能进行评估。本设计采用Creo3.0软件的Parametric模块对工作台进行三维建模并利用Simulate软件对其做有限元分析。通过静态分析，得出了工作台的工作的最大变形及最薄弱之处；通过模态分析，获得了工作台对于前六阶激励的振型及固有频率；通过谐响应分析，得知了工作台在随时间和频率变化下的动载荷激励的响应。

关键词：齿条铣齿机 进给系统 滚珠丝杠螺母副 工作台 静动态响应分析

Design of Horizontal Feed System of Rack Machining Tool Bed

Abstract

As modern science and technology constantly updated,the manufacturing sector is facing a substantial technological change.Rack of traditional construction lift is manufactured by turning and milling.Not only difficult to ensure accuracy, but also low processing efficiency, low degree of automation, high time and labor costs.Because of this situation,a new machining process is put forward.It only use rack machining tool bed to milling.It has the characteristics of high degree of automation and high precision.This horizontal feed system of this rack milling machine tool bed is main contents of this design.

The design of horizontal feed system of rack machining tool bed mainly includes the comparison and selection of feed chain drive system solutions,calculation and selection for feed system mechanical drive components, type Selection for electric motors, and selection and verification for support mode, etc.According to the conditions analyzed, the motor-reducer-Ball-Transmission table is selected.Through the analysis accuracy of milling machine,semi-closed loop servo control system is chosen in this paper. Through horizontal comparison,AC servo of permanent magnet is selected as drive and planetary gear is used to retard and increase torque.The ball screw nut is chosen as mechanical transmission components.At last, backlash error and positioning accuracy is checked for system in order to improve the system precision.

In order to check the static and dynamic performance of the system,overall cutting should be assessed for system in this paper. Creo3.0 Parametric modules is used to do three-dimensional modeling for workbench and Simulate is used to do finite element method.Through static analysis, the maximum deformation and the weakest point of the work table is obtained;By modal analysis to obtain the vibration mode and the natural frequency of the first six-order incentives for workbench;By harmonic response analysis,workbench’s response to dynamic load changed with time and frequency is acquired.

Key words:Rack Machining Tool Bed;Horizontal Feed System;Ball Screw Nut;work-

bench;Static and Dynamic Response Analysis

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 本课题研究的意义 1

1.2 国内外发展现状 2

1.3 本文的主要研究内容 3

第二章 铣齿机技术要求和进给系统总体方案确定 4

2.1 项目要求 4

2.2 铣齿机技术参数确定 5

2.3 进给系统总体方案设计 7

2.3.2 进给系统伺服系统确定 7

2.3.3 进给系统传动方案确定 8

2.3.4 导轨副的确定 9

第三章 铣齿机水平进给传动部件的计算和选型 11

3.1 导轨的选型与计算 11

3.1.1贴塑导轨的选型与计算 11

3.1.2 直线滚动导轨副的计算与选型 12

3.2 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 14

3.3 减速器的选用 20

3.3.1 行星减速器选型与计算 20

3.4 伺服电机选型与计算 23

3.4.1 永磁交流伺服电机计算选型 24

3.5 进给传动系统性能验算 28

第四章 X轴拖板有限元分析 31

4.1 X轴拖板有限元分析参数设置 31

4.2 X轴拖板的静态分析 33

4.3 X轴拖板的模态分析 33

4.4 X轴拖板的谐响应分析 37

第五章 总结与展望 39

参考文献 40

第一章 绪论

1.1 本课题研究的意义

齿条式施工升降机相对于其他传动的施工升降机来说具有稳定性好、不容易变形、易于运输和方便存放等特点，因此，在建筑行业被广泛应用于工程实践中。目前，国内有很多生产此类齿条的厂家，如江苏南通的南通恒信齿条，南通加森齿条，山东章丘市东晋机械配件厂等。多数的厂家都是采用车床进行精加工，再用铣床进行精加工的工艺方式进行齿条生产，加工效率低，满足不了制造业市场的需求，正在逐步的被市场淘汰。

现提出一种新型的齿条加工机床—数控铣齿机。数控铣齿机是一种高速重载切削机床，适用于加工各种齿轮齿条，尤其适用于大模数齿条的生产。相对于齿轮齿条加工，铣齿机具有其他机床无可比拟的优点，如加工精度高、生产效率高、适用范围广和自动化程度高等[^[1]]。近几年，不少国内厂家模仿国外的齿条生产技术，积极的进行技术改革创新，这不仅使得国内齿条的加工的质量大大的提升，更是提高了齿条的加工效率，减少了齿条生产的成本。

请支付后下载全文，论文总字数：21151字