同步带传动设计毕业论文

毕业设计（论文）开 题 报 告 1 选题的背景和意义普通机床如果使用了很长时间坏了或要更新换代而弃之不用，则会造成资源和资金的浪费和损失。随之社会经济技术的发展，将普通机床改造成为数控化的高效机床是必须的。改造后的机床称为数控机床。其以高精度、高效率、高自动化和高柔性的特点，广泛应用到机械制造业等各个加工行业中[1]。 选题的背景我国机床工业产值已进人世界第3 名，机床消费额在世界排名上升到第2 位，其中有80 % 左右的普通机床。据统计，美国、加拿大、法国、德国、日本、意大利和英国等7个主要工业国家，目前役龄在15 年以上的机床约占百分之四十左右。这些普通机床生产效率低、劳动强度大、加工精度低、不能加工复杂零件，面临淘汰的危险[2]。但数控机床却能很好的解决此类问题，但完全通过购置新的数控机床来替换普通机床，因成本太高而不现实，而且替代下来的普通机床闲置起来又会造成很大的浪费。数控机床高昂价格阻碍了企业的发展和数控的普及。而普通机床改造只需花费购买相同新机床30％以下的费用即可获得相同的使用效果，因此普通机床数控改造更能满足国民需要[3]。 国内外研究现状及发展趋势我国的数控机床无论从产品种类、技术水平、质量和产量上都取得了很大的发展，在一些关键技术方面也取得了重大突破，但仍然存在很多问题。产品水平低，质量不稳定，尤其是可靠性不高；产品开发与消化吸收能力差；生产厂点分散，工艺装备落后，没有形成经济规模；数控系统的发展滞后于主机，成为制约数控机床发展的一个突出问题，其他相关配套产品基础也很薄弱；企业“大而全”、“小而全”的生产模式尚未打破[4]。我国数控机床行业总体的技术开发能力和技术基础薄弱，信息化技术应用程度不高。行业现有的信息化技术来源主要依靠引进国外技术，且外方在许多高新产品的核心技术上具有掌控地位，我们对国外技术的依存度较高，没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。具有高精度、高速、高效、复合功能、多轴联动等特点的高性能实用数控机床基本上还得依赖进口[5]。2 研究的基本内容研究普通机床数控化改造设计，主要设计机床的总体改造方案和传动部件，以及控制部分原理图设计，进给传动部件装配图设计，步进电机驱动设计。使改造后机床满足加工零件要求的精度。改造后的机床要比改造前性能优异，加工进度高，生产效率高等优点[6]。 基本框架1）完成数控化改造总体方案设计，包括机械部分和控制部分。2）传动部分的设计计算。3）控制系统部分原理图设计。4）X轴或Y轴装配图设计。5）控制程序中的一个模块设计。 图电动机驱动的进给系统 研究的重点和难点在整个设计中，数控化改造的总体方案设计最为重要，总体方案是改造的前提和关键。总体方案设计包括机械部分和控制部分，机械部分要考虑进给伺服系统的类型、进给传动方式以及执行机构的选择等等。控制部分要考虑数控系统的运动方式、数控系统CPU的选择等。数控部分一般直接选用一种数控系统，比如西门子、法兰克、广州数控等。这些问题要从机床的功能、加工精度及机床的经济型考虑。传动部分设计计算是个难点，传动部分设计计算主要是进给传动部件的计算和选型，进给传动部件又分纵向进给传动部件和横向传动部件。进给传动部件的计算涉及到脉冲当量的计算、切削力的计算、滚珠丝杠螺母副的计算和选型、同步带减速箱的设计以及步进电机的计算和选型。传动部件的计算与选型的正确与否，直接关系到机床的精度。传动部分的计算涉及到机械原理、机械设计、材料力学等，计算量大而且复杂，是设计的一大难点。 拟解决的关键问题在普通车床数控化改造设计中遇到许多问题，齿轮传动和滚珠丝杠传动过程中，会产生间隙，为了保证加工的精度，要对齿轮和滚珠丝杠进行消隙处理。齿轮可以采用刚性消隙，低速级采用两片相同斜齿轮同小齿轮连接。滚珠丝杠可以通过圆螺母预紧进行消除间隙。要控制进给部件相应的运动，就要控制电机转速和转向，需要相应的电路设计和软件设计，才能驱动电机作各种运动。3 研究的方法及措施设计方案，纵向进给机构的改造：拆去原有机床的溜板箱、光杠与丝杠以及安装座，配上滚珠丝杠及相应的安装位置，纵向驱动的步进电机及减速箱安装在车床的床尾，不占据丝杠空间。横向进给机构的改造：拆除横溜板下的滑动丝杆螺母副，将滑动丝杆靠刻度盘一段（长216mm）锯断保留，拆掉刻度盘上的手柄，保留刻度盘附近的两个推力轴承，换上滚珠丝杠副。将横向进给步进电动机和减速器通过法兰安装到横溜板后部的纵溜板上。车床的主轴转速部分保留原机床的功能，即手动变速。车床的纵向和横向进给运动采用步进电机驱动。由MCS—51系列单片机组成微机作为数控装置的核心，由I/O接口、环形分配器与放大器控制功率步进电机转动，经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现车床的纵向、横向进给运动。（1）阅读大量的相关文献并进行充分的调研，了解目前工业上车床数控化改造中数字控制系统的开发所使用的各种类型和方法，了解各种方法的原理、步骤、优缺点。（2）传动部分设计计算。涉及到脉冲当量的确定、切削力计算等等。可以参考机械设计、材料力学等知识，查阅机械手册，得出各种参数，设计部件并验算。（3）画控制系统原理图和X轴装配图。控制原理图可以参考PLC控制，装配图参考UG和AUTOCAD制图，根据机床要求绘制出符合要求的装配图。（4）控制程序简单模块设计，可以用单片机来编程。如主轴的正转，主轴正转由8255的PAO来控制，有低电平信号来控制主轴正转，用单片机编制起来非常方便。4 预期成果完成上述的任务，改造出符合要求的数控机床，能够加工出符合要求的工件，最后应用于社会，配备于需要行业，解决工人与工业面临的问题。附加，文献综述、开题报告、外文翻译一份。数控机床控制部分原理图设计，X轴或Y轴装配图设计。总体方案的设计和传动部分的设计及说明，以论文形式出现在最后论文中，包括机械部分总体改造方案，进给传动部件各个部分的计算与验证，数控系统选择以及控制程序的一些模块设计等主要部件。毕业设计论文一份（一万字上）。5 研究工作进度计划1） 完成文献综述，开题报告和外文翻译2） 完成总体方案设计，机械部分和控制部分3） 完成部传动部分设计计算4） 完成控制部分原理图设计和X轴装配图5） 完成控制程序的一个模块要求6） 整理说明书及其修改7） 打印及准备答辩参考文献顾建辉，任开立．谈改造数控车床的质量控制[J]．黑龙江科技信息，2010，（23）：4．沈景南．普通车床系统的数控改造研究[J]．广西轻工业，2010，（06）：69-71．张俊纪，姜力．普通车床的数控改造[J]．新疆石油科技，2010，19（04）：35-36．张流．我国数控机床现状与市场需求[J]．机电新产品导报，1995，（04）：10．屈平．国内数控机床现状简析及建议[J]．装备机械，2005，（03）：10-13．张忠捷．普通机床数控化改造的优点和方法[J]．机械管理开发，2008，23（04）：74-78．

原因 ： 纠正措施： 1．过载； 检查设计；选择正确带宽； 2．从动轮惯性过大； 选择正确的同步带轮； 3．同步带轮直径过小； 重新设计传动啮合齿数； 4．预紧力过大； 调整合适的预紧力； 5．同步带折扭，操作不良； 储存运输安装细心操作； 6．过大的冲击载荷； 防止意外故障，变更设计 7．同步带爬上挡圈； 调整轴平行度，检查挡圈； 8．碎片或外来物体落入传动装置内。 清理污物和检查防护挡板。 失效模式：同步带带边过度磨损 原因： 纠正措施： 1．同步带轮不平行； 调整平行度； 2．轴承部位刚度不够； 增加刚度，确实固定； 3．挡圈弯曲； 修正或更换挡圈； 4．挡圈表面粗糙； 修正或更换挡圈； 5．同步带碰触传动装置的防护挡板或支架。 检查防护挡板或支架。 失效模式：同步带带齿过度磨损 原因： 纠正措施： 1．过载； 检查设计，选择正确带宽； 2．预紧力过大； 调整合适的预紧力； 3．轮齿表面粗糙； 检查、调整表面粗糙度； 4．同步带轮严重径向跳动； 检查、调整径向圆跳动； 5．粉尘或沙粒； 避免杂物混入； 6．剧烈振动； 调整结构或使用减振装置； 7．过多污物落人传动装置内。 清理污物。 失效模式：带齿剪断 原因 ： 纠正措施： 1．过载或过大冲击载荷； 检查设计； 2．啮合齿数不够小于6个齿合介或带 检查设计，使带齿数为奇数； 齿数是轮齿数的倍数； 3．预紧力过小； 调整预紧力； 4．同步带轮直径过小； 增大带轮直径； 5．环境温度过高或油等其它杂物混入 改变环境温度，使用防护罩； 6．受到意外事故停转，负荷突然增大 检杳设备，防止再次发生意外事故。 失效模式：同步带纵裂 原因： 纠正措施 ： 1．同步带跑出同步带轮； 调整平行度； 2．同步带跑偏到挡圈上； 调整平行度，检查挡圈； 3．安装时同步带切在挡圈上。 安装时注意。 失效模式：同步带伸长 原因 ： 纠正措施： 1．轴承未可靠固定，运行时中心距变小 安装时注意或设计时改进结构； 2．带抗拉层松动； 更换带； 3．张紧轮松动； 检查张紧轮，安装时注意； 4．同步带轮磨损； 更换同步带轮； 5．过载。 检查设计，改变带宽。 失效模式：带背面裂纹或带变软 原因： 纠

《三相异步电动机-------》以图解的形式，详细地介绍了三相交流低压中、小型异步电动机的常见故障分析判定、修理技术，以及检查和试验方法，直观地展现了复杂的技术问题和操作工艺，使学习很容易。 三相异步电动机的转子转速不会与旋转磁场同步，更不会超过旋转磁场的速度。因为三相异步电动机转子线圈中的感应电流是由于转子导体与磁场有相对运动而产生的。如果三相异步电动机转子的转速与旋转磁场的转速成大小相等，那么，磁场与转子之间就没有相对运动，导体不能切割磁力线，因之转子线圈中也就不会产生感应电势和电流，三相异步电动机转子导体在磁场中也就不会受到电磁力的作用而使转子转动。因而三相异步电动机的转子旋转速度不可能与旋转磁场相同，总是小于旋转磁场的同步转速。但在特殊运行方式下（如发电制动），三相异步电动机转子转速可以大于同步转速。 由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，所以叫三相异步电动机而不叫三相同步电动机。 三相异步电动机与三相同步电动机之间区别是三相异步电动机存在转差率，而三相同步电动机没有。《三相异步电动机———》的内容均采自于国内有丰富经验的电机制造和修理企业，因而具有很强的可操作性和使用价值。此外，书后的电机修理常用数据也为修理工作提供了方便。