畢業(yè)設(shè)計(jì)論文兩坐標(biāo)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)及其滾珠絲杠副的CAD

1、兩坐標(biāo)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)及其滾珠絲杠副的CAD北京信息科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目：兩坐標(biāo)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)及其滾珠 絲杠副的CAD 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名：劉攀 班級(jí)/學(xué)號(hào) 機(jī)械1004/2010010107指導(dǎo)老師/督導(dǎo)老師： 王科社 起止時(shí)間：2014 年 2 月24 日 至2014 年 6 月 8 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)院 ：機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)：學(xué)生情況指導(dǎo)教師情況題目類型姓 名學(xué) 號(hào)姓 名職 稱單 位理工專業(yè)文、管、經(jīng)專業(yè)理論研究 理論研究 劉攀2010010107王科社教授科研開發(fā) 應(yīng)用研究 工程設(shè)

2、計(jì) 調(diào)查研究 題目?jī)勺鴺?biāo)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)及其滾珠絲杠副的CAD是否實(shí)物型畢設(shè)是 否主要內(nèi)容以及目標(biāo)(畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成的主要內(nèi)容，設(shè)計(jì)任務(wù)達(dá)到的目標(biāo))CAD即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD-Computer Aided Design) 利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作 。簡(jiǎn)稱cad。 在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲(chǔ)和制圖等項(xiàng)工作。本課題主要是作滾珠絲杠副的CAD。同時(shí)完成用滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)的兩坐標(biāo)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：（1）兩坐標(biāo)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（2）兩坐標(biāo)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算；（3）關(guān)鍵零部件的工作能力計(jì)算；（4）滾珠絲

3、杠副計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出的可以兩個(gè)坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的工作平臺(tái)；對(duì)滾珠絲杠副及其零部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)和繪圖。成果形式（畢業(yè)設(shè)計(jì)完成具體工作量；成果形式；驗(yàn)收方式）兩坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的裝配圖，所用滾珠絲杠副的零件圖，用到的滾珠絲杠副及其零部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件編制；(以上圖量不小于3A0)；設(shè)計(jì)說(shuō)明書約兩萬(wàn)字；外文翻譯不小于5千漢字；寫一篇論文，題目自定；調(diào)研報(bào)告（2000字左右）；文獻(xiàn)綜述報(bào)告（40008000字）（參考文獻(xiàn)15篇（包括至少2篇外文資料）以上）；開題報(bào)告?；疽螅▽?duì)完成設(shè)計(jì)任務(wù)方面的具體要求：對(duì)理工專業(yè)應(yīng)提出設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)、數(shù)據(jù)及來(lái)源、調(diào)試所用儀器設(shè)備等）X方向行程:300m

4、m，Y方向行程:200mm工作臺(tái)面的參考尺寸:500X300mm；平均切削力:1500N；平均切削進(jìn)給速度:600mm/min；最高運(yùn)動(dòng)速度:60m/min；定位精度: ±0.02mm；工作壽命:每天8小時(shí),工作8年,250天/年；滾珠絲杠副及其零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)用AUTOLISP語(yǔ)言。實(shí)習(xí)調(diào)研要求（對(duì)部分有實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的專業(yè)，提出實(shí)習(xí)或調(diào)研的具體要求，包括調(diào)研提綱、實(shí)習(xí)時(shí)間、地點(diǎn)和具體內(nèi)容要求；文、管、經(jīng)專業(yè)提出對(duì)論文論點(diǎn)有關(guān)論據(jù)、數(shù)據(jù)和素材的搜集要求）調(diào)研場(chǎng)地：資料室、圖書館、情報(bào)所、專利局、研究所、書店、工廠、設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)所等。調(diào)研目的：了解本課題的國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和水平，以便正確估計(jì)

5、自己的項(xiàng)目，同時(shí)也使所做的項(xiàng)目具有一定的先進(jìn)性。調(diào)研提綱：1) 了解兩坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)原理及其使用性能，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察和閱讀圖紙、說(shuō)明書等技術(shù)資料，對(duì)其主要技術(shù)性能指標(biāo)、總體布局、傳動(dòng)原理、結(jié)構(gòu)原理及主要裝配結(jié)構(gòu)關(guān)系有詳盡的了解。2) 了解兩坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和滾珠絲杠的裝配全過(guò)程。裝配是機(jī)械生產(chǎn)的最后一環(huán)，決定產(chǎn)品的性能與質(zhì)量，要著重掌握和了解裝配工藝過(guò)程及其特點(diǎn)，同類產(chǎn)品的裝配要求，工裝夾具，裝配、檢驗(yàn)、調(diào)整的方法和手段。3) 了解兩坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和滾珠絲杠需要工裝設(shè)備的設(shè)計(jì)原理及其應(yīng)用。不但要了解工裝設(shè)備的現(xiàn)狀及生產(chǎn)手段要能從設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)和原則來(lái)分析，尋求可行的設(shè)計(jì)思路和改進(jìn)方法。4)

6、了解兩坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和滾珠絲杠國(guó)內(nèi)外同類設(shè)備。參觀先進(jìn)設(shè)備，收集同類產(chǎn)品的資料屯掌握同類產(chǎn)品科技發(fā)展的前沿信息，以使設(shè)計(jì)有超前意識(shí)，并收集產(chǎn)品圖紙、設(shè)計(jì)資料等主要參考資料。5) 對(duì)設(shè)計(jì)課題進(jìn)行初步探討，或進(jìn)行適當(dāng)可行的試驗(yàn)或驗(yàn)證，自學(xué)有關(guān)參考資料。主要參考文獻(xiàn)（指導(dǎo)教師提供有關(guān)參考資料、工具書、期刊論文等）1 王愛(ài)玲 主編.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).北京：兵器工業(yè)出版社，1999.2 現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編. 現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)(第一冊(cè)，第二冊(cè)).北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2006.3 范克東,龔邦明. 數(shù)控機(jī)床滾珠絲杠的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)J. 機(jī)械制造與研究, 2002.4 張帆, 等. Au

7、 toCAD VBA 二次開發(fā)教程M . 北京: 清華大學(xué)出版社, 2006. 5 張晉西.Visual basic與AutoCAD二次開發(fā)M.北京：清華大學(xué)出版社，2002.6 謝進(jìn)，萬(wàn)朝燕，杜立杰.機(jī)械原理M.北京：高等教育出版社，2004.7 張帆, 鄭立楷, 王華杰. Au toCAD VBA 開發(fā)精彩實(shí)例教程M . 北京: 清華大 學(xué)出版社, 2004. 8 王科社，童亮.高速滾珠絲杠加載跑合壽命試驗(yàn)機(jī)研制報(bào)告2011-05-05.9 趙松年，張奇鵬主編.機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.10 機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)，上冊(cè)，下冊(cè).北京：機(jī)械

8、工業(yè)出版社，1994.11 徐灝主編.新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)(下冊(cè)).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995主要儀器設(shè)備或開發(fā)環(huán)境（根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目情況需要，各學(xué)院統(tǒng)一填寫要求）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始日期2014-02-24畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成日期2014-06-15畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃（起止時(shí)間、工作內(nèi)容）（指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的進(jìn)度計(jì)劃提出要求,至少詳細(xì)到前期、中期和答辯階段）周次計(jì) 劃 完 成 工 作11. 了解設(shè)計(jì)題目，接受設(shè)計(jì)任務(wù)；2. 借設(shè)計(jì)手冊(cè)和資料；閱讀老師提供的資料；閱讀畢業(yè)設(shè)計(jì)工作手冊(cè)，初步了解其內(nèi)容，以后各部分按其規(guī)定的執(zhí)行；3. 擬定調(diào)研計(jì)劃（調(diào)研方法、對(duì)象、內(nèi)容、路線、測(cè)

9、試題或調(diào)查問(wèn)卷或訪談提綱的設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)調(diào)研等）及調(diào)研；21 調(diào)研實(shí)習(xí)；確定設(shè)計(jì)題目涉及的關(guān)鍵詞（keyword）(包括中文和英文的)；查閱文獻(xiàn)資料（校園網(wǎng)、圖書館、情報(bào)所、專利局、研究所、書店、工廠、公司、學(xué)校等）；特別是在校園網(wǎng)下述網(wǎng)站下載需要的資料：http：/；http：/5；http：/08:85；http：/；http：//tools/en/gsearch.html。2 閱讀資料；開始外文翻譯（5000漢字以上）； PRO/E等軟件的學(xué)習(xí); 31 編寫調(diào)研報(bào)告（2000字左右）；撰寫文獻(xiàn)綜述報(bào)告（40008000

10、字,參閱文獻(xiàn)資料不少于15篇，其中最少兩篇外文資料）；2 設(shè)計(jì)對(duì)象的功能分析，確定出合適的功能參數(shù)；3 分析研究同類設(shè)備的技術(shù)方案與功能原理，擬訂多種可能的設(shè)計(jì)方案（原理圖或機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖），并進(jìn)行分析比較，確定初步設(shè)計(jì)方案。 41 寫開題報(bào)告；擬定第513周的工作進(jìn)度計(jì)劃初稿，經(jīng)與老師討論定稿后，寫在下面計(jì)劃完成工作欄中（下面欄的工作計(jì)劃作為參考，要根據(jù)自己的設(shè)計(jì)題目補(bǔ)充和完善，必要具體化列出相應(yīng)的工作），并嚴(yán)格執(zhí)行；完成外文資料翻譯（5000漢字以上）；2 作開題報(bào)告。51 根據(jù)做開題報(bào)告時(shí)老師提出的修改意見，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改完善；2 設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)：根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)方案，確定原動(dòng)件的參數(shù)

11、（功率、轉(zhuǎn)速、線速度等），通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算，確定各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（轉(zhuǎn)速，速度，加速度等）。3 動(dòng)力學(xué)計(jì)算：結(jié)合各部分的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)，計(jì)算各主要零件所受的載荷的大小及特性。4 設(shè)計(jì)對(duì)象的的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)關(guān)系設(shè)計(jì)，關(guān)鍵零件的強(qiáng)度校核。61 零件的工作能力設(shè)計(jì)；2 部件裝配草圖的設(shè)計(jì)。3 總裝配草圖的設(shè)計(jì)。71 滾珠絲杠副及其零部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件編制。81 滾珠絲杠副及其零部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件編制。91 滾珠絲杠副及其零部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件編制。101 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書的提綱；畢業(yè)設(shè)計(jì)小論文的構(gòu)思與選題，擬定初步題綱；2 整理前期的設(shè)計(jì)工作，接受學(xué)校與系的期中檢查。 111 滾珠絲杠

12、副及其零部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件編制。121 滾珠絲杠副及其零部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件編制。131 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)要求的小論文的撰寫；141 檢查并完善設(shè)計(jì)圖并打??；整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書并裝訂。151 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)；必要的資料和成果刻光盤存檔；答辨準(zhǔn)備，寫答辯提綱；2 在小組內(nèi)進(jìn)行預(yù)答辨。161 答辯；2 歸還學(xué)校和老師提供的圖書資料。指導(dǎo)教師（簽字）： 2014年02月24日督導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）領(lǐng)導(dǎo)小組審查意見：組長(zhǎng)（簽字）： 年 月 日 摘 要近二十年來(lái)，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床飛速發(fā)展，產(chǎn)量上有了一個(gè)日新月異的飛躍，2003年數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)量達(dá)44830臺(tái)，是2000年14053

13、臺(tái)的3.19倍。但是我國(guó)的機(jī)床非常速度卻沒(méi)有西方國(guó)家快，差距正在逐漸擴(kuò)大。這一實(shí)際情況為我國(guó)機(jī)床的迅速發(fā)展撲上了一層陰影，影響工業(yè)部門的飛速發(fā)展。為此，在2004年，國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)宣布關(guān)于加快發(fā)展國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的要求，而對(duì)于數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵核心傳動(dòng)部件滾珠絲杠副的發(fā)展，也相應(yīng)提上了重要日程。本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的X-Y數(shù)控工作臺(tái)采用了低摩擦的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌和精密的滾珠絲杠，使X-Y工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)了數(shù)控控制，工作臺(tái)的自動(dòng)化能大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。同時(shí)開發(fā)滾珠絲杠的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)，也就是CAD的二次開發(fā)。使設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)輸入絲杠的結(jié)構(gòu)以及參數(shù)就可以繪圖，保存新絲杠的數(shù)據(jù)，直接根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存的數(shù)

14、據(jù)繪圖等，從而大量減輕設(shè)計(jì)人員的繪圖工作，提高工作效率，縮短開發(fā)周期。隨著制造業(yè)信息化的深入，AutoCAD 的二次開發(fā)越來(lái)越多的受到人們廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)的工程制圖軟件基本以AutoCAD支撐平臺(tái)，然后進(jìn)行二次開發(fā)。本次課題以AutoCAD為工具，利用AutoLISP語(yǔ)言進(jìn)行繪圖。本次課題只要以滾珠絲杠副的零件圖為研究對(duì)象，學(xué)習(xí)編程基本方法與語(yǔ)句。使很復(fù)雜的圖形得以用程序來(lái)編出，更加快捷，方便。關(guān)鍵詞：滾珠絲杠副 X-Y數(shù)控工作臺(tái) CAD二次開發(fā) AutoLISPI AbstractThe past two decades, the rapid development of China&#

15、39;s CNC machine tools, with a rapid leap on production, 2003 CNC metal cutting machine tool production reached 44,830 units in 2000, 14,053 units of 3.19 times. But the speed of the machine is very fast but not Western countries, the gap is gradually expanding. The actual situation of China's m

16、achine tool for the rapid development of a shadow pounced affect the rapid development of the industrial sector. To this end, in 2004, the State Council on Accelerating the Development announced the development of domestic CNC machine tool requirements, and CNC machine tools for key core transmissio

17、n components - development of ball screw, accordingly put on the important agenda.This design is designed XY CNC table with a low-friction linear motion guide and precision ball screw, the XY table to achieve a numerical control, automation table can greatly reduce labor intensity, improve labor pro

18、ductivity. Ball also developed computer-aided design platform, which is the secondary development of CAD. So that designers can enter the structure and parameters of the screw can be a drawing, save the new screw data directly from the data stored in the database, such as drawing, thus drawing a lar

19、ge number of designers working to alleviate, improve work efficiency, shorten the development cycle.With the deepening of manufacturing information, AutoCAD secondary development of more and more widely used by people. At present, the basic engineering drawings to AutoCAD software support platform,

20、then secondary development. The topics in AutoCAD as a tool to use AutoLISP language drawing. The issue as long as the ball screw parts Pictured object of study, learning basic programming methods and statements. Make very complex graphics to be used to compile the program, faster and more convenien

21、t.Keywords: Ball screw X-Y NC Worktable CAD secondary development AutoLISPII目錄摘 要IAbstractII目錄III第一章 概 述11.1 X-Y工作臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)及產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀11.2 滾珠絲杠副的發(fā)展現(xiàn)狀11.3 CAD(Computer Aided Design,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))3第二章 X-Y數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì)52.1 設(shè)計(jì)參數(shù)確定52.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)52.3 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)52.4 初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，絲杠和聯(lián)軸器6第三章 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算73.1 傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算73.2 滾珠絲杠的選型與計(jì)算83.

22、3 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的選型與計(jì)算103.4 電機(jī)的選擇11第四章 滾珠絲杠副的二次開發(fā)144.1 CAD二次開發(fā)研究現(xiàn)狀144.2 Auto lisp 語(yǔ)言簡(jiǎn)介154.3 課題研究的目的和意義154.4 滾珠絲杠164.5 絲杠軸段程序編寫184.5.1 粗糙度184.5.2 四方軸段194.5.3 六方軸段234.5.4 單平鍵槽264.5.5 緊固螺紋帶退刀槽軸段314.5.6 程序需要注意的問(wèn)題344.6 滾珠絲杠整體圖紙34結(jié)束語(yǔ)36參考文獻(xiàn)37III第一章 概 述根據(jù)中央關(guān)于“重組”,轉(zhuǎn)移模式”的戰(zhàn)略和機(jī)床行業(yè)十二五的發(fā)展規(guī)劃, 在不久的將來(lái)開發(fā)高檔數(shù)控機(jī)床是機(jī)床行業(yè)的焦點(diǎn)?，F(xiàn)在機(jī)床工業(yè)

23、的發(fā)展是朝著自動(dòng)化、電機(jī)、高速、靈活、智能的方向,隨著技術(shù)水平的不斷提高,要求配套的特性也必須迅速提高效率。X - Y數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì)使用低摩擦直線導(dǎo)軌和精密滾珠螺桿,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制。自動(dòng)化程度可以大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工廠的勞動(dòng)生產(chǎn)率。作為一個(gè)主要的滾珠絲杠副傳動(dòng)部位,有50多年的歷史的發(fā)展,但它是近20年來(lái)大規(guī)模的應(yīng)用。隨著機(jī)器性能和數(shù)控程度的要求越來(lái)越多,中高檔滾動(dòng)特性來(lái)進(jìn)一步提高混合率已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),國(guó)內(nèi)高檔滾動(dòng)功能面臨巨大的發(fā)展機(jī)遇。機(jī)遇和挑戰(zhàn)。因此,抓住當(dāng)前的發(fā)展機(jī)遇,加強(qiáng)中國(guó)的滾動(dòng)特性技術(shù)創(chuàng)新水平,工業(yè)規(guī)模水平,全面迎接挑戰(zhàn),已成為一個(gè)滾動(dòng)功能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的首要問(wèn)題。1

24、.1 X-Y工作臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)及產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造業(yè)的核心技術(shù)、生產(chǎn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化,這些都是基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展將會(huì)越來(lái)越快,這也意味著它需要考慮和處理技術(shù)和非技術(shù)問(wèn)題越來(lái)越多。中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)歷了40多年的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展計(jì)劃應(yīng)根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況而定,根據(jù)情況的總體發(fā)展戰(zhàn)略,數(shù)控技術(shù)朝著高可靠、穩(wěn)定、高速度、精度高、智能自動(dòng)化、數(shù)控編程和網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。作為數(shù)控機(jī)床的重要組成部分,工作臺(tái)是影響加工精度是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。從一開始就為了滿足線性運(yùn)動(dòng)的過(guò)程簡(jiǎn)單和部分設(shè)計(jì)的X-Y工作臺(tái),到目前為止以達(dá)到加工和制造業(yè)的工作臺(tái)。為了滿足現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展,但也對(duì)環(huán)境的要求,從

25、原始機(jī)械傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)為液壓傳動(dòng),現(xiàn)在多采用氣動(dòng)設(shè)備,是為了更好的保護(hù)環(huán)境,節(jié)約資源。由于工作臺(tái)是一臺(tái)機(jī)器的關(guān)鍵配件,所以必須學(xué)習(xí)世界上所有先進(jìn)的國(guó)家,我國(guó)在工作臺(tái)的研究和開發(fā)也取得了很大的進(jìn)步。有許多類型的工作臺(tái),傳統(tǒng)的工作臺(tái)只能安裝在一個(gè)特定的機(jī)器,隨著科技與時(shí)俱進(jìn)其功能也從傳統(tǒng)的單一向現(xiàn)代多功能性的方向發(fā)展,現(xiàn)在一些工作臺(tái),它不僅可以安裝在鉆床上,也可以安裝在銑床和鏜床工具,現(xiàn)在的一部分工作臺(tái)也可以用作機(jī)床的第四個(gè)回轉(zhuǎn)軸,大大提高機(jī)床的性能。如可傾式回轉(zhuǎn)工作臺(tái),它可用于數(shù)控機(jī)床和加工中心機(jī)床上,充分利用原來(lái)機(jī)床的兩個(gè)控制坐標(biāo)控制轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)和傾斜,也可直接用于轉(zhuǎn)臺(tái)配套的數(shù)控裝置與機(jī)器來(lái)完成所需的工

26、作循環(huán)。它可以在任何角度的孔和槽,平面機(jī)械加工的類型，凸輪和其他處理,可以達(dá)到高精度。也可用于數(shù)控鉆孔、銑、鏜床、平等和不平等的角度劃分獨(dú)立工作。外國(guó)工作臺(tái)功能和基本功能的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工作臺(tái)是相似的,但其準(zhǔn)確性而言,外國(guó)公司生產(chǎn)工作臺(tái)是略高于工作臺(tái)。所以我國(guó)和國(guó)外相比,仍有一定的差距,所以工作臺(tái)的設(shè)計(jì)具有十分重要的意義,與時(shí)代的步伐,我們必須與時(shí)俱進(jìn),開拓創(chuàng)新,成為中國(guó)綜合實(shí)力的領(lǐng)先技術(shù)。1.2 滾珠絲杠副的發(fā)展現(xiàn)狀 滾珠絲桿的組成是螺桿、螺母和滾珠。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng),這是滾珠絲杠的進(jìn)一步延伸和發(fā)展,發(fā)展的意義是滑動(dòng)軸承滾動(dòng)行動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑動(dòng)行動(dòng)。因?yàn)樗哂?很小的摩擦阻力,滾珠絲杠

27、被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。在1940年,美國(guó)開始批量生產(chǎn)用于汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的滾珠絲桿副。開始于1943年的飛機(jī)。精密螺紋的外表使?jié)L珠絲杠副精度和性能的大大提升,隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展和各種自動(dòng)化設(shè)備的進(jìn)步,促進(jìn)了滾珠絲桿副的研究和生產(chǎn)。從50年代開始,在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,滾珠絲桿副制造商如雨后春筍般迅速崛起,如:美國(guó)華納-海貍,通用汽車-薩吉諾;英國(guó)ROTAX公司;日本NSK等公司。我們的國(guó)家開始開發(fā)早在50年代末用于程控滾珠絲桿副機(jī)床的數(shù)控機(jī)床。40多年來(lái),由于滾珠絲杠副的特點(diǎn)是效率高、精度高、剛度高,廣泛應(yīng)用于機(jī)械、航空航天、航空、核工業(yè)等領(lǐng)域。現(xiàn)在,滾珠絲桿副已成為首選的機(jī)械傳動(dòng)部分。滾

28、珠絲桿副的使用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,越來(lái)越多的要求滾珠絲桿副,滾珠絲杠副的共同規(guī)范已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足使用要求,如航空航天領(lǐng)域,小型精密測(cè)試設(shè)備,電子儀器,半導(dǎo)體器件基本需要d0公稱直徑為12毫米或更少,導(dǎo)程Ph = 0.5 - 2.5毫米的微型滾珠絲杠副。日本某公司已經(jīng)開發(fā)了一個(gè)公稱直徑d0 = 4 mm,最低領(lǐng)導(dǎo)世界上微型滾珠絲杠副。半導(dǎo)體器件,小型機(jī)器人和其他插件需要微型大導(dǎo)程滾珠絲桿副,以滿足高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。隨著機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的方向高速、高效、自動(dòng)化的方向延伸、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控鍛壓機(jī)械、加工中心和機(jī)電一體化自動(dòng)機(jī)械，大導(dǎo)程滾珠絲桿副出現(xiàn),滿足高速的要求迅速。近年來(lái),中國(guó)的數(shù)控機(jī)床開發(fā)。生產(chǎn)有一個(gè)很大的

29、飛躍,數(shù)控金屬切削機(jī)床有了很大產(chǎn)量的發(fā)展。然而,機(jī)床行業(yè)的整體發(fā)展水平還不和西方發(fā)達(dá)國(guó)家,不但沒(méi)有縮小差距,但有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)。這種情況已經(jīng)嚴(yán)重影響和限制中國(guó)重要工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展。出于這個(gè)原因,在2004年初,國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)指示關(guān)于加快發(fā)展的要求發(fā)展的國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床為數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵核心傳動(dòng)部件,滾珠絲桿副的發(fā)展被提到了重要議程。自1964年以來(lái),由中國(guó)自己研發(fā)的第一套滾珠絲桿副,產(chǎn)品的應(yīng)用范圍和制造水平逐步提高,滾珠絲桿副制造技術(shù)主要是通過(guò)以下的發(fā)展階段:起步標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)的制定（1964-1982年）發(fā)展部頒標(biāo)準(zhǔn)的形成（1982-1991年）成熟國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定（1991-1998年）趕超世界潮流（19

30、98年-今）當(dāng)然，國(guó)內(nèi)滾珠絲杠副發(fā)展還不是特別的成熟。目前國(guó)內(nèi)高速滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)時(shí)的主要問(wèn)題是:噪音、溫升和精度。解決上述問(wèn)題,要從滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中找問(wèn)題。另一方面,該解決方案的過(guò)程中,通過(guò)合理的工藝流程,提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。選擇適當(dāng)?shù)臐L珠絲杠副的預(yù)緊力矩,降低滾珠絲桿副的預(yù)緊轉(zhuǎn)矩變化。改善滾珠絲桿滾珠螺母結(jié)構(gòu)，以滿足高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求?？傊?未來(lái)向高精度滾珠絲桿副發(fā)展。滾珠絲杠副的發(fā)展及其在各方面的創(chuàng)新可以實(shí)現(xiàn)高速機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng),機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了便利的條件。在21世紀(jì),機(jī)電一體化技術(shù)將成為機(jī)械行業(yè)的主導(dǎo)作用,能帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。結(jié)論:隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,用戶越來(lái)越嚴(yán)格的要求

31、滾珠絲杠副,要求多樣化,對(duì)滾珠絲桿副的優(yōu)化提出更嚴(yán)峻考驗(yàn),促使許多國(guó)內(nèi)滾珠絲桿工廠不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量,開發(fā)新品種,提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平,以滿足人們的需求。1.3 CAD(Computer Aided Design,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)開始于1950年代。在開發(fā)的早期階段,CAD是計(jì)算機(jī)輔助繪制簡(jiǎn)單的圖形。在60年代,隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展,CAD技術(shù)已迅速發(fā)展。它經(jīng)歷了從二維模型,三維線框模型、表面模型、實(shí)體模型、產(chǎn)品模型、功能模型和最新的生物模型,從靜態(tài)設(shè)計(jì)模型基于動(dòng)態(tài)參數(shù)特性設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程。CAD技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分,提高設(shè)計(jì)水平,縮短開發(fā)周期,提高競(jìng)爭(zhēng)

32、能力的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。采用CAD技術(shù)改善產(chǎn)品設(shè)計(jì)不僅可以使設(shè)計(jì)師“扔掉圖版”,更新傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化,還可以使企業(yè)由原串行式作業(yè)變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè),建立新管理機(jī)制的 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)。現(xiàn)在世界的航空、航天和汽車制造巨頭不僅廣泛應(yīng)用于CAD產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù),花費(fèi)了大量人力和資本的CAD軟件的發(fā)展,是為了保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)在國(guó)際市場(chǎng)上的領(lǐng)先地位。研究CAD技術(shù)在中國(guó)始于上世紀(jì)70年代。于80年代中期，一些大，中型企業(yè)和科研院所開始采用CAD技術(shù)。到目前為止，CAD技術(shù)已經(jīng)在許多企業(yè)實(shí)施，特別是在90年代，個(gè)人電腦價(jià)格性能比顯著增加，小型和中型的企業(yè)開始引進(jìn)CAD系統(tǒng)。從國(guó)內(nèi)使用的情況來(lái)看，盡管一些可喜的

33、成績(jī)已經(jīng)作出，但也不容樂(lè)觀。目前的國(guó)內(nèi) CAD 的應(yīng)用主要有以下問(wèn)題和不足：1）將 CAD 作為輔助繪圖工具。目前許多企業(yè)的圖形 CAD 系統(tǒng)只能將設(shè)計(jì)過(guò)程的最后階段繪圖階段搬到計(jì)算機(jī)上，設(shè)計(jì)過(guò)程仍在設(shè)計(jì)師的頭腦中完成，沒(méi)真正發(fā)揮出 CAD 的功能。2）產(chǎn)品和零部件的標(biāo)準(zhǔn)化不足。由于沒(méi)注重零部件的標(biāo)準(zhǔn)化工作，越來(lái)越多的零件流入生產(chǎn)流程，造成零件數(shù)量的無(wú)限制增長(zhǎng)。3）集成化程度不高。CAD/CAM/CAE 的集成度不高，模型信息、設(shè)計(jì)信息和加工信息之間的共享程度低。4）缺乏完善的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和過(guò)程管理系統(tǒng)。由于缺乏完善的數(shù)據(jù)管理和過(guò)程管理，企業(yè)的大量數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)過(guò)程得不到有效的控制和管理，使得設(shè)計(jì)

34、任務(wù)間的等待時(shí)間長(zhǎng)，各部門之間的信息傳遞速度緩慢，數(shù)據(jù)一致性差，安全性差。據(jù)抽樣調(diào)查，國(guó)內(nèi)先后引進(jìn)了高效率的CAD系統(tǒng)，效益好單位只有約20% 。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在工程制圖工作的只占18%的整體設(shè)計(jì)作品，設(shè)計(jì)師花費(fèi)在信息檢索和設(shè)計(jì)思維能量的設(shè)計(jì)上時(shí)間很多。如果我們能在初始基礎(chǔ)上，引入了原始的CAD系統(tǒng)，根據(jù)企業(yè)或行業(yè)或工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)說(shuō)明書，計(jì)算各種數(shù)據(jù)以及典型結(jié)構(gòu)的制造，計(jì)算的實(shí)際需要的常規(guī)產(chǎn)品方法和配方，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，零部件，原材料，樣本，說(shuō)明書，對(duì)企業(yè)或行業(yè)的產(chǎn)品，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，工裝及其他信息典型結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)，圖形等，有機(jī)地與現(xiàn)有的CAD系統(tǒng)相結(jié)合，使從繁重的重復(fù)性工作的設(shè)計(jì)人員，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享;更

35、進(jìn)一步，對(duì)企業(yè)或行業(yè)多年設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，從而形成一個(gè)獨(dú)特的設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)方法，典型的結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)，通用的組件，功能模塊，并相應(yīng)地在CAD系統(tǒng)內(nèi)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，圖形庫(kù)，方法庫(kù)，知識(shí)庫(kù)和其應(yīng)用，充分發(fā)揮CAD系統(tǒng)的實(shí)用性和優(yōu)越性。 CAD二次開發(fā)，不僅在于提高設(shè)計(jì)效率，是提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要途徑，是提升的CAD應(yīng)用水平的重要手段之一。CAD二次開發(fā)，是提供相關(guān)的編程軟件用戶使用AutoCAD中，可以根據(jù)自己的需要，通過(guò)編程的方式，結(jié)合一些相對(duì)簡(jiǎn)單的或基本的命令，使之成為一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的簡(jiǎn)單的命令組成的“設(shè)置”命令。通過(guò)運(yùn)行命令“集合”，可實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)映射，從而節(jié)約施工時(shí)間，提高了繪圖效率。 AutoLI

36、SP語(yǔ)言是一種編程語(yǔ)言，Visual LISP編程的目的是加快AutoLISP的程序開發(fā)軟件開發(fā)工具，是一個(gè)完整的集成開發(fā)環(huán)境，Visual LISP編程環(huán)境可以很容易地和高效地開發(fā)的AutoLISP程序，采用AutoLISP語(yǔ)言可以承接各種工作分析和計(jì)算，自動(dòng)繪制復(fù)雜的圖形，驅(qū)動(dòng)對(duì)話框，控制菜單中，定義一個(gè)新的命令，智能化，參數(shù)化功能為AutoCAD擴(kuò)展。 第二章 X-Y數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)確定X方向行程:300mm Y方向行程:200mm 工作臺(tái)面的參考尺寸:500X300mm 平均切削力:1500N 平均切削進(jìn)給速度:600mm/min 最高運(yùn)動(dòng)速度:60m/min 定位精度:

37、 工作壽命:每天8小時(shí),工作8年,250天/年2.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性以及結(jié)構(gòu)的緊湊，為提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用有預(yù)加載荷的結(jié)構(gòu)。因?yàn)楣ぷ髋_(tái)的運(yùn)動(dòng)部件重量和工作載荷不大，采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副。故選用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副，從而減小工作臺(tái)的摩擦系數(shù)，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 考慮電機(jī)步距角和絲杠導(dǎo)程只能按標(biāo)準(zhǔn)選取，為達(dá)到分辨率0.02mm的要求，以及考慮步進(jìn)電機(jī)負(fù)載匹配，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，直接將電動(dòng)機(jī)與絲杠相連。2.3 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （1）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用滾珠絲杠副（2）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電機(jī)2.4 初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，絲杠和聯(lián)軸器 當(dāng)傳動(dòng)比i=1時(shí)，可用聯(lián)軸器直

38、接將電機(jī)與絲杠連接，這種結(jié)構(gòu)有利于簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高精度。由 傳動(dòng)比公式i=，b為步進(jìn)電機(jī)步距角、Lo為滾珠絲杠導(dǎo)程、為系統(tǒng)脈沖當(dāng)量。工作臺(tái)的脈沖當(dāng)量=0.01mm/脈沖。初選步進(jìn)電機(jī)75BF001, = 初選絲杠規(guī)格為M12*4其導(dǎo)程為4mm。 由傳動(dòng)比公式得 故可用聯(lián)軸器將電機(jī)與絲杠直接連接。選用夾緊螺絲固定微型剛性聯(lián)軸器。 在絲杠行程端安裝斷電保護(hù)裝置。第三章 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 1.由電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量查電機(jī)手冊(cè)得=2.絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由公式得3.工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 根據(jù)給定的工作臺(tái)加工范圍，設(shè)計(jì)出工作臺(tái)的尺寸和托板尺寸等，估算其重量。 X向托板（上托板）的尺寸：長(zhǎng)

39、×寬×高 500×300×10X向托板（上托板）的重量：重量=體積×材料比重 Y向托板（下托板）的尺寸：長(zhǎng)×寬×高 400×200×10重量=體積×材料比重 上導(dǎo)軌座的重量： 夾具及工件重量： X-Y工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)部分重量： 工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ： 4傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量3.2 滾珠絲杠的選型與計(jì)算由技術(shù)要求,平均載荷F=1500N,絲杠工作長(zhǎng)度L=300mm,工作壽命,傳動(dòng)精度要求設(shè)導(dǎo)程P=5 mm ,則(1) 求計(jì)算載荷由條件,查機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)表2-6取=1.2, 查表2-6取

40、=1.2, 表2-4取D精度, 查表2-6取=1.0(2) 計(jì)算額定動(dòng)載荷計(jì)算值Ca由式(2-4)(3) 根據(jù)選擇滾珠絲杠副 假設(shè)選用FC1型號(hào),按滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷Ca 等于或稍大于的原則,查表2-9選以下型號(hào)規(guī)格FC1-2505-2.5 Ca=9610公稱直徑 導(dǎo)程 螺旋角 滾珠直徑按表2-1中尺寸計(jì)算滾道半徑 R=0.52=0.523.175=1.651mm偏心距絲杠內(nèi)徑(4)穩(wěn)定性驗(yàn)算1 由于一端軸向固定的長(zhǎng)絲杠在工作時(shí)可能會(huì)發(fā)生失穩(wěn),所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其安全系數(shù)S,其值應(yīng)大于絲杠副傳動(dòng)結(jié)構(gòu)允許安全系數(shù) 絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷稱為臨界載荷其中 E=206Gpa L=0.3m 取

41、 則安全系數(shù)查表2-10 S=2.5-3.3 S>S 絲杠是安全的,不會(huì)失穩(wěn)2 高速長(zhǎng)絲杠工作時(shí)可能發(fā)生共振,因此需驗(yàn)算其不會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速-臨界轉(zhuǎn)速,要求絲杠的最大轉(zhuǎn)速 所以絲杠不會(huì)發(fā)生共振3 此外滾珠絲杠副還受值的限制,通常要求(5) 剛度驗(yàn)算滾珠絲杠在工作負(fù)載F(N)和轉(zhuǎn)矩T(Nm)共同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程的變形量為式中,A為絲杠截面積,A=為絲杠的極慣性矩, G為絲杠切變模量,對(duì)鋼G=83.3GP a;T(Nm)為轉(zhuǎn)矩. 式中, 為摩擦角,其正切函數(shù)值為摩擦系數(shù); 為平均工作載荷.取摩擦系數(shù)為,則得按最不利的情況取(F=)則絲杠在工作長(zhǎng)度上的彈性變形所引起的導(dǎo)程誤差為通常要求絲

42、杠的導(dǎo)程誤差小于其傳動(dòng)精度的1/2,即該絲杠的滿足上式,所以其剛度可滿足要求.(6)效率驗(yàn)算要求在90%-95%之間,所以該絲杠副合格.經(jīng)上述計(jì)算驗(yàn)證,FC1-2505-2.5各項(xiàng)性能均符合題目要求,可選用.3.3 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的選型與計(jì)算Y方向?qū)к売伤o條件得,該導(dǎo)軌的額定工作時(shí)間為由 得因滑座數(shù)M=4,所以每根導(dǎo)軌上使用2個(gè)滑座,由表2-15-2-18確定則由式2-9, 得 X方向?qū)к売伤o條件得,該導(dǎo)軌的額定工作時(shí)間為由 得因滑座數(shù)M=4,所以每根導(dǎo)軌上使用2個(gè)滑座,由表2-15-2-18確定則由式2-9, 得 選用漢江機(jī)床廠的HJG-D系列滾動(dòng)直線導(dǎo)軌,查表2-13,其中HJG-D26

43、型號(hào)的導(dǎo)軌的Ca值為17600,能滿足八年的使用要求.3.4 電機(jī)的選擇1. 電機(jī)類型選擇在開環(huán)控制的中小型伺服系統(tǒng)中,可以采用步進(jìn)電機(jī)。減速器傳動(dòng)比計(jì)算選各傳動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為=20, =40,模數(shù)m=2mm,齒寬b=20mm.。大齒輪采用雙圓柱薄片齒輪錯(cuò)齒調(diào)整。強(qiáng)度強(qiáng)度檢驗(yàn)略。2. 電動(dòng)機(jī)軸上總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算初選步進(jìn)電機(jī)75BF001, =將各傳動(dòng)慣量及工作臺(tái)質(zhì)量折算到電動(dòng)機(jī)軸上，得總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。3.慣量匹配驗(yàn)算，滿足要求。4步進(jìn)電機(jī)負(fù)載能力校驗(yàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸上得總慣量：空載啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸上得慣性轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸上得當(dāng)量摩擦轉(zhuǎn)矩：設(shè)滾動(dòng)絲杠螺母副得預(yù)緊力為最大軸向載荷得,則因預(yù)緊力

44、而引起的、折算到電動(dòng)機(jī)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩為工作臺(tái)上的最大軸向載荷折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為于是空載啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)軸上的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩為在最大外載荷下工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸上的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩為按表5-5查得空載啟動(dòng)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩為按式5-39可求得在最大外載荷下工作時(shí)所需電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩為第四章 滾珠絲杠副的二次開發(fā)4.1 CAD二次開發(fā)研究現(xiàn)狀2000年，中國(guó)的制造業(yè)產(chǎn)值達(dá)35000億元，制造業(yè)在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP ）的增加值占年保持在40%左右的比例;在中國(guó)1980年至1980年，為9.94%，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值年均增長(zhǎng)速度，以12.65%在制造業(yè)的年均增長(zhǎng)率相比，制造業(yè)成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的“發(fā)動(dòng)機(jī)” 。設(shè)

45、計(jì)是制造業(yè)的重要組成部分，據(jù)統(tǒng)計(jì)，80%的制造企業(yè)在使用CAD軟件的。近年來(lái)，隨著制造業(yè)在我國(guó)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，在設(shè)計(jì)制造中的地位日益突出。這是一個(gè)制造商設(shè)計(jì)軟件非常大的蛋糕。CAD軟件市場(chǎng)將會(huì)占非常大份額在中國(guó)，而且會(huì)越來(lái)越大。因此也就不難理解了國(guó)際領(lǐng)先的數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件制造商Autodesk將銷售預(yù)測(cè)在中國(guó)的200萬(wàn)元/年調(diào)整，2006年800萬(wàn)元/年。另一巨頭Micro Station也宣布大進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。國(guó)產(chǎn)CAD聯(lián)盟是建立健康，安全，和諧的CAD生態(tài)系統(tǒng)。自5月成立，去年，各成員一道，終于有重大突破的基礎(chǔ)上，尋找在國(guó)內(nèi)的研究和鋼結(jié)構(gòu)建筑，鴻業(yè)給排水，鴻業(yè)暖通，超電子，探險(xiǎn)結(jié)構(gòu)等系列的開發(fā)CA

46、D平臺(tái)專業(yè)應(yīng)用軟件已面向市場(chǎng)的需求，這意味著國(guó)產(chǎn)CAD的一個(gè)質(zhì)的飛躍，國(guó)內(nèi)用戶終于可以通過(guò)上一步的CAD平臺(tái)軟件的步驟擺脫束縛，徹底解決問(wèn)題授權(quán)更改底層平臺(tái)的軟件。 CAD技術(shù)在設(shè)計(jì)和相關(guān)部門，應(yīng)用最廣泛的技術(shù)革命在設(shè)計(jì)領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)幾乎所有的一個(gè)領(lǐng)域的現(xiàn)代信息技術(shù)。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，目前我國(guó)機(jī)械，電子，航空航天，船舶，輕工，紡織，建筑，冶金，煤炭，水電等行業(yè)， CAD技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，而且達(dá)到了相當(dāng)高的水平，通過(guò)查看CAD等在國(guó)內(nèi)二維CAD軟件支撐平臺(tái)為代表占據(jù)了較大的市場(chǎng)份額。但在軟件的二次開發(fā)，國(guó)外的CAD作為的情況開發(fā)平臺(tái)并沒(méi)有改變。中望CAD 和斯維爾、鴻業(yè)、博超、探索者等國(guó)內(nèi)一流專

47、業(yè)應(yīng)用軟件廠商的結(jié)盟，終于在近期打破了國(guó)外軟件多年的技術(shù)藩籬。 CAD二次開發(fā)，是提供相關(guān)的編程軟件用戶使用AutoCAD中，可以根據(jù)自己的需要，通過(guò)編程的方式，結(jié)合一些相對(duì)簡(jiǎn)單的或基本的命令，使之成為一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的簡(jiǎn)單的命令組成的“設(shè)置”命令。通過(guò)運(yùn)行命令“集合” ，可實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)映射，從而節(jié)約工作時(shí)間，提高了繪圖效率?；镜腁utoCAD系統(tǒng)的二次開發(fā)有兩種模式，一種是交流的授權(quán)業(yè)務(wù)的發(fā)展，二是制定“民間” 。經(jīng)過(guò)多年的積累和成熟，前者如天得到蓬勃發(fā)展，而后者則是隨著用戶成“非法”的陷阱，很難說(shuō)。正式的開發(fā)人員，因?yàn)榧庇谧非笫袌?chǎng)利潤(rùn)，軟件是粗，更新慢。與寫程序的人不懂專業(yè)，因此很多二次開發(fā)

48、的局限性。私人發(fā)展商，是一家專業(yè)設(shè)計(jì)，自己做的，效果非常好。但非常缺乏市場(chǎng)運(yùn)作和金錢，事情在手，和別人不一樣。弱和軟件工程概念，程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是不合理的，這是很難繼續(xù)提高。其實(shí)，很多現(xiàn)在的二次開發(fā)，增加了簡(jiǎn)單的功能沒(méi)有出路的，不過(guò)，專業(yè)發(fā)展的功能應(yīng)該是一個(gè)不錯(cuò)的未來(lái)。專家系統(tǒng)的社會(huì)越來(lái)越流行了，但目前的形勢(shì)并不樂(lè)觀。 AutoLISP語(yǔ)言是一種編程語(yǔ)言， Visual LISP編程的目的是加快AutoLISP的程序開發(fā)軟件開發(fā)工具，是一個(gè)完整的集成開發(fā)環(huán)境， Visual LISP編程環(huán)境可以很容易地和高效地開發(fā)的AutoLISP程序，采用AutoLISP語(yǔ)言可以承接各種工作分析和計(jì)算，自動(dòng)繪

49、制復(fù)雜的圖形，驅(qū)動(dòng)對(duì)話框，控制菜單中，定義一個(gè)新的命令，智能化，參數(shù)化功能為AutoCAD擴(kuò)展。4.2 Auto lisp 語(yǔ)言簡(jiǎn)介廣大用戶在使用AutoCAD ，大多數(shù)只使用它的二維圖形，實(shí)際上它不是。 AutoCAD中還可以繪制復(fù)雜曲線和曲面的三維建模。 AutoCAD中不提供這些功能，而不是技術(shù)未經(jīng)許可，而是由兩個(gè)限制。首先，歐特克AutoCAD是用于基本功能的開發(fā)提供了一個(gè)軟件平臺(tái)，可以再次進(jìn)行，應(yīng)該在不同的行業(yè)，包括機(jī)械，如建筑，土木工程，服裝，電子，裝飾等使用如果每個(gè)行業(yè)需要任何特殊的功能，由用戶開發(fā)的;二， AutoCAD軟件在計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序運(yùn)行的軟件，運(yùn)行速度快，占用太多計(jì)

50、算機(jī)資源，開展繪制復(fù)雜的圖形效率的任務(wù)并不高。因此，AutoCAD將不提供這些功能，但提供了一個(gè)工具來(lái)開發(fā)這些功能。AutoLISP語(yǔ)言是AutoCAD的二次開發(fā)中的一個(gè)，是一種擴(kuò)展和自定義AutoCAD的功能， 以LISP編程語(yǔ)言的基礎(chǔ)上。 LISP本身出現(xiàn)于上世紀(jì)50年代，是一種善于處理串行文本屬于第四代 AI（人工智能） 的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。它能夠繪制各種曲線和曲面的，為了滿足工程設(shè)計(jì)人員的要求。AutoLISP語(yǔ)言是最經(jīng)典的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)參數(shù)化繪圖程序設(shè)計(jì)，包括驅(qū)動(dòng)程序，鼠標(biāo)拖動(dòng)程序，鼠標(biāo)拖動(dòng)程序等尺寸驅(qū)動(dòng)是通過(guò)改變實(shí)體標(biāo)注值的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)圖形的自動(dòng)修改;鼠標(biāo)是使用的AutoLISP語(yǔ)言來(lái)拖動(dòng)提

51、供（ GRREAD <跟蹤> ）功能，讓用戶直接讀取AutoCAD的輸入設(shè)備，如鼠標(biāo)，跟蹤光標(biāo)選項(xiàng)存在，并為真 ，通過(guò)鼠標(biāo)光標(biāo)，調(diào)整參數(shù)值和自動(dòng)改變屏幕上的圖形的尺寸和形狀。打開AutoCAD 軟件，在菜單中選擇”工具”AutoLISP”Visual LISP 編輯器”。 4.3 課題研究的目的和意義本課題選用數(shù)控加工中心滾珠絲杠螺母副的零件圖和裝配圖作為研究對(duì)象，通過(guò)AutoLISP 編程，對(duì)部分軸頸進(jìn)行編程繪圖，最后把程序拼裝在一起，就能生成滾珠絲杠副的整體圖。通過(guò)模塊化的編程，快捷方便，實(shí)現(xiàn)圖形參數(shù)化及智能化，分析計(jì)算與繪圖一體化，提高產(chǎn)品的自動(dòng)化，研究對(duì)AutoCAD 的二

52、次開發(fā)。開發(fā)滾珠絲杠的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)，使設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)輸入絲杠的結(jié)構(gòu)以及參數(shù)就可以繪圖，保存新絲杠的數(shù)據(jù)，直接根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)繪圖等，從而大量減輕設(shè)計(jì)人員的繪圖工作，提高工作效率，縮短開發(fā)周期。編程是一個(gè)系統(tǒng)的過(guò)程，需要開發(fā)人員的邏輯設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)優(yōu)化，滾珠絲杠零件圖參數(shù)可以根據(jù)用戶自行設(shè)定，調(diào)用AutoCAD 本身具有的工具命令，同時(shí)在定位零件圖的點(diǎn)線中加入?yún)?shù)，使計(jì)算機(jī)完成自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)，生成有帶參數(shù)化的完整零件圖，用戶可自行改變各視圖中圖形尺寸，實(shí)現(xiàn)制圖的自動(dòng)化。4.4 滾珠絲杠滾珠絲杠由螺紋滾道和軸頸組成。螺紋滾道已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，而軸頸變化多端，它隨著主機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化而變化

53、，不同的產(chǎn)品，軸頸的連接形式不同，絲杠的結(jié)構(gòu)形式也就不同。因此，要進(jìn)行滾珠絲杠的CAD就必須對(duì)軸頸進(jìn)行分析研究。由于每根絲杠的結(jié)構(gòu)都是一個(gè)或多個(gè)軸頸與滾珠螺紋連接而成，雖然軸頸結(jié)構(gòu)變化多端，但是，軸頸連接結(jié)構(gòu)是有規(guī)律的，軸頸的種類也是有規(guī)律的，因此若將每個(gè)軸頸做成圖塊，再將每個(gè)圖塊與滾珠螺紋拼接起來(lái)，就成為一個(gè)絲杠圖。因此要進(jìn)行滾珠絲杠的CAD就必須做軸頸圖庫(kù)。通過(guò)對(duì)近十年來(lái)生產(chǎn)的絲杠圖紙進(jìn)行分析，基本上能反映絲杠圖的設(shè)計(jì)規(guī)律與軸頸的變化形式?，F(xiàn)將絲杠軸頸的多數(shù)使用形式歸納如下圖，雖不能全部反映絲杠軸頸的變化形式，但能反映98%以上。圖對(duì)于不符合上述分類的軸頸，可按上述相近的類型進(jìn)行參數(shù)輸入，

54、然后在AutoCAD環(huán)境中進(jìn)行圖形編輯。通過(guò)以上分類，再尋找其共同特點(diǎn)，在編程時(shí)進(jìn)行系列化，模塊化，充分利用模塊特點(diǎn)，以便減少編程長(zhǎng)度，是程序結(jié)構(gòu)緊湊。由于軸頸各種變化都是在圓柱題的基礎(chǔ)上變化而來(lái)的，因此圓柱體是各種軸頸的基礎(chǔ)。而圓柱體是有三部分組成：左倒角部分、中部、右倒角部分。4.5 絲杠軸段程序編寫4.5.1 粗糙度 (defun ccdbz (pt_dw ccd_sz / v1 v2 v3 p00 p01 p02 p03 p04 h h1 al alf alf1) (setq v1 (getvar "cmdecho") (setq v2 (getvar "

55、blipmode") (setq v3 (getvar "osmode") (setvar "cmdecho" 0) (setvar "blipmode" 0) (setvar "osmode" 0) (command "layer" "m" "細(xì)實(shí)線" "c" 3 "" "") ;設(shè)置粗糙度數(shù)值格式 (setq ccd_sz (rtos ccd_sz 2 2);設(shè)置為小數(shù)點(diǎn)后面兩位的數(shù)值 (setq p00