經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床主傳動(dòng)及進(jìn)給傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘   要  科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對 機(jī)械產(chǎn)品 的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越 高要 求。 機(jī)械加工 工藝過程的自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)上述要求的最主要的措施之一。它不僅提高產(chǎn)品的質(zhì)量、提高 生產(chǎn)效率 、降低 生產(chǎn)成本 、還能夠大大改善工人的勞動(dòng)條件。大批量的自動(dòng)化生產(chǎn)廣泛采用 自動(dòng)機(jī)床 、 組合機(jī)床 和專用機(jī)床以及專用自動(dòng)生產(chǎn)線，實(shí)行多刀、多工位同時(shí)加工，以達(dá)到高效率和高自動(dòng)化。但這些都屬 于剛 性自動(dòng)化，在面對小批量生產(chǎn)時(shí)并不是適用，因?yàn)樾∨可a(chǎn)需要經(jīng)常變化產(chǎn)品的種類，這就要求生產(chǎn)線具有柔性。而從某種程度上說，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)正是很大的滿足了這一要求。數(shù)控銑床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體四部分組成。數(shù)控裝置的作用是把控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體四部分組成。也就是通過計(jì)算機(jī)控制銑削。數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、自動(dòng)檢測技術(shù)和精密機(jī)械等高新技術(shù)，因此廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)。數(shù)控機(jī)床替代普通機(jī)床，從而使得制 造業(yè)發(fā)生了根本性的變化，并帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益?？梢灶A(yù)見，高級(jí)自動(dòng)化技術(shù)將進(jìn)一步證明數(shù)控機(jī)床的價(jià)值，并且正在更為廣闊的開拓著數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用領(lǐng)域。  關(guān)鍵詞 ： 自動(dòng)機(jī)床，經(jīng)濟(jì)型銑床， 步進(jìn)電機(jī)，滾珠絲杠副，數(shù)控機(jī)床  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 he of of of of of to It of of of in to of in of it is is to of a to a NC is a of of NC of to NC of It is is of It it is in of to It is NC up a ey 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目   錄  1  緒論  . 1 題目的及其意義  . 1 獻(xiàn)綜述  . 1 計(jì)任務(wù)  . 2 2  總體方案的確定  . 4 械傳動(dòng)部件的選擇  . 4 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  . 4 3  機(jī)械傳動(dòng)部件的計(jì)算與選型  . 5 軌上移動(dòng)部件的重量估算  . 5 削力的計(jì)算  . 5 線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選型  . 5 珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型  . 6 步帶的計(jì)算與選型  . 11 進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型  . 13 軸部件的計(jì)算與選型  . 16 4 機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件的選型與校核  . 23 連接的選型與校核  . 23 軸器的選型與校核  . 23 承的分類及選用  . 25 的分類及選用  . 28 5  微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  . 29 機(jī)控制系統(tǒng)組成及特點(diǎn)  . 29 機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)備介紹  . 29 參考文獻(xiàn)  . 33 致   謝  . 34 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1  緒論  題目的及其意義   本課題來源于基本的工程實(shí)際應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化產(chǎn)品中應(yīng)用教廣泛的一個(gè)方向，數(shù)控銑床是數(shù)控機(jī)床中使用最多的機(jī)床之一，隨著中國工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用會(huì)更加的普及，考慮到數(shù)控機(jī)床的構(gòu)造相對復(fù)雜，因此以經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床為入口，對該設(shè)備進(jìn)行研究。  數(shù)控銑床 ,是典型的機(jī)電一體化的結(jié)構(gòu)之一 ,它采用開環(huán)控制 ,用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) ,微機(jī)控制 ,并有相應(yīng)的檢測裝備，作為機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生而言 ,通過該課題的畢業(yè)設(shè)計(jì) ,能夠?qū)⑸险n 所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)、控制技術(shù)、檢測技術(shù)技術(shù)等課程所學(xué)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來，并最終達(dá)到模擬工程實(shí)際設(shè)計(jì)的目的，使學(xué)生初步掌握工程設(shè)計(jì)基本方法，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱的要求。  科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對 機(jī)械產(chǎn)品 的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越 高要 求。 機(jī)械加工工藝過程的自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)上述要求的最主要的措施之一。它不僅提高產(chǎn)品的質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率 、降低 生產(chǎn)成本 、還能夠大大改善工人的勞動(dòng)條件。  大批量的自動(dòng)化生產(chǎn)廣泛采用 自動(dòng)機(jī)床 、 組合機(jī)床 和專用機(jī)床以及專用自動(dòng)生產(chǎn)線，實(shí)行多刀、多工位同時(shí)加工 ，以達(dá)到高效率和高自動(dòng)化。但這些都屬 于剛 性自動(dòng)化，在面對小批量生產(chǎn)時(shí)并不是適用，因?yàn)樾∨可a(chǎn)需要經(jīng)常變化產(chǎn)品的種類，這就要求生產(chǎn)線具有柔性。而從某種程度上說，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)正是很大的滿足了這一要求。  數(shù)控銑床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體四部分組成。數(shù)控裝置的作用是把控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體四部分組成。也就是通過計(jì)算機(jī)控制銑削。數(shù) 控技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、自動(dòng)檢測技術(shù)和精密機(jī)械等高新技術(shù)，因此廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)。數(shù)控機(jī)床替代普通機(jī)床，從而使得制造業(yè)發(fā)生了根本性的變化，并帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。  可以預(yù)見，高級(jí)自動(dòng)化技術(shù)將進(jìn)一步證明數(shù)控機(jī)床的價(jià)值，并且正在更為廣闊的開拓著數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用領(lǐng)域。  獻(xiàn)綜述  國外數(shù)控銑床的生產(chǎn)廠家主要集中在德國、美國和日本。從機(jī)械結(jié)構(gòu)上看，其發(fā)展經(jīng)歷了十字架型（輕型）、門型（小型）、龍門型（大型） 3 個(gè)階段，相應(yīng)的型號(hào)種類繁買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 多。能夠代表數(shù)控銑床技術(shù)最高水平的廠家主要 集中在德國，目前，國外已有廠家在龍門式切割機(jī)上安裝一個(gè)專用切割機(jī)械手，開發(fā)出五軸控制系統(tǒng)的龍門式專用切割工具，該系統(tǒng)可以在空間切割出各種軌跡，利用特殊的跟蹤探頭，在切割過程中控制切割運(yùn)行軌跡。相比之下，國內(nèi)雖然十字架型、門型、龍門型都有所生產(chǎn)，但廣度不夠，生產(chǎn)廠家產(chǎn)品型號(hào)較為單一，尚無龍門式專用型材切割機(jī)產(chǎn)品。  從 20 世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的 提高。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求 100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。  進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)與國際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī) 床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。本文簡要分析了數(shù)控機(jī)床高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、網(wǎng)絡(luò)化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢，并提出了我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展中存在的一些問題。  我國工廠的板材下料中應(yīng)用最為普遍的是數(shù)控銑床和等離子切割，所用的設(shè)備包括手工下料、仿形機(jī)下料、半自動(dòng)切割機(jī)下料及數(shù)控切割機(jī)下料等。與其他切割方式比較而言，手工下料隨意性大、靈活方便，并且不需要專用配套下料 設(shè)備。但手工切割下料的缺點(diǎn)也是顯而易見的，其割縫質(zhì)量差、尺寸誤差大、材料浪費(fèi)大、后道加工工序的工作量大，同時(shí)勞動(dòng)條件惡劣。用仿形機(jī)下料，雖可大大提高下料工件的質(zhì)量，但必須預(yù)先加工與工件相適應(yīng)的靠模，不適于單件、小批量和大工件下料。半自動(dòng)切割機(jī)雖然降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，但其功能簡單，只適合一種形狀的切割。上述 3 種切割方式，相對于數(shù)控切割來說由于設(shè)備成本較低、操作簡單，所以在我國的中小企業(yè)甚至在一些大型企業(yè)中仍在廣泛使用。  計(jì)任務(wù)  本課題設(shè)計(jì)是一種簡易型的數(shù)控銑床，該設(shè)備采用開環(huán)控制，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，主買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 軸 的轉(zhuǎn)速范圍為 35 4500 轉(zhuǎn) /軸最大切削功率為 4X、 Y 軸方向的脈沖當(dāng)量為 沖，  X 軸的行程為 500Y 軸行程為 400X 軸的最快移動(dòng)速度為2000mm/ 軸的最快移動(dòng)速度為 1500mm/、 Y 軸的最大切削阻力均為 2000N，工作臺(tái)尺寸為長 350、寬 280，高 40。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2  總體方案的確定  械傳動(dòng)部件的選擇  軌副的選用  要設(shè)計(jì)的 作臺(tái)是用來配套輕型的立式數(shù)控銑床的，需要承受的載荷不大，但脈沖當(dāng)量小，定位精度高，因此，決定選 用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副，它具有摩擦系數(shù)小、不易爬行、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝預(yù)緊方便等優(yōu)點(diǎn)。   杠螺母副的選用  伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)需要通過絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，需要滿足 脈沖當(dāng)量，滑動(dòng)絲杠副為能為力，只有選用滾珠絲杠副才能達(dá)到。滾珠絲杠副的傳動(dòng)精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、效率高、預(yù)緊后可消除反向間隙。   進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選用  任務(wù)書規(guī)定的脈沖當(dāng)量尚未達(dá)到 位精度也未達(dá)到微米級(jí)，空載最快移動(dòng)速度也只有因此 2000mm/本設(shè)計(jì)不必采用高檔次的私服電動(dòng)機(jī)，因此可以選用混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。以降低成本，提高性價(jià)比。  測裝置的選用  采用開環(huán)控制  制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  1）設(shè)計(jì)的 作臺(tái)準(zhǔn)備用在數(shù)控車床上，其控制系統(tǒng)應(yīng)該具有單坐標(biāo)定位，兩坐標(biāo)直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)的基本功能，所以控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成連續(xù)控制型。  2）對于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，選用 位單片機(jī) 夠滿足任務(wù)書給定的相關(guān)指標(biāo)。  3）要設(shè)計(jì)一臺(tái)完整的控制系統(tǒng)，在選擇 后，還要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，鍵盤與顯示電路， I/O 接口電路， D/A 轉(zhuǎn)換電路，串行接口電路等。  4）選擇合適的驅(qū)動(dòng)電源，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)配套使用。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3  機(jī)械傳動(dòng)部件的計(jì)算與選型  軌上移動(dòng)部件的重量估算  按照下導(dǎo)軌上面移動(dòng)部件的重量來進(jìn)行估算。包括工件、夾具、工作臺(tái)、上層電動(dòng)機(jī)、減速箱、滾珠絲杠副、導(dǎo)軌座等 ,估計(jì)重量約為 800N. 削力的計(jì)算  設(shè)零件的加工方式為立式銑削，采用硬質(zhì)合金立銑刀，工件的材料為碳鋼。則由表3得立銑時(shí)的銑削力計(jì)算公式為：  課題已知數(shù)據(jù)可知  000   采用立銑刀進(jìn) 行圓柱銑削時(shí)，各銑削力之間的比值可由表 3得，結(jié)合圖 3慮逆銑時(shí)的情況，可估算三個(gè)方向的銑削力分別為：  f      圖 3臥銑情況，現(xiàn)考慮立銑，則工作臺(tái)受到垂直方向的銑削力 60，受到水平方向的銑削力。今將水 平方向較大的銑削力分配給工作臺(tái)的縱向，則縱向銑削力 200，徑向銑削力為 00。 1  線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選型  動(dòng)導(dǎo)軌副承受工作載荷工作載荷是影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素。本例中的 作臺(tái)為水平布置，采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承形式?？紤]最不利的情況，即 垂直于臺(tái)面的工作載荷全部由一個(gè)滑塊承擔(dān)，則單滑塊所受的最大垂直方向載荷為：  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 m （ 3 其中，移動(dòng)部件重量 800N，外加載荷 60，代入式，得最大工作載荷 0m a x  查表 3據(jù)工作載荷 a x ，初選直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的型號(hào)為 列的 ，其額定動(dòng)載荷 20320 ，額定靜載荷 20320 。  任務(wù)書規(guī)定工作臺(tái)面尺寸為 80350 ，加工范圍 00500 ，考慮工作行程應(yīng)留有一定余量，查表 3標(biāo)準(zhǔn)系列，選取導(dǎo)軌的長度為 940 離額定壽命 L 的計(jì)算  上述所取的 列 列導(dǎo)軌副的滾道硬度為 60作溫度不超過 Cf  6 7 1 8503m a x ，每根導(dǎo)軌上配有兩只滑塊，精度為 4 級(jí)，工作速度較低，載荷不大。查表 3 3別取硬度系數(shù) 度系數(shù) 觸系數(shù) 度系數(shù) 荷系數(shù) 入式（ 3得距離壽命：   Cf 247503m a x                   （ 3 遠(yuǎn)大于期望值 50距離額定壽命滿足要求。  滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型 1  大工作載荷 計(jì)算  如前頁所述，在立銑時(shí)，工作臺(tái)受到進(jìn)給方向的載荷（與絲杠軸線平行） 200,受到橫向載荷（與絲杠軸線垂直） 00，受到垂直方向的載荷（與工作臺(tái)面垂直）60 . 已知移動(dòng)部件總重量 G=800N，按矩形導(dǎo)軌進(jìn)行計(jì)算，查表 3顛覆力矩影響系數(shù) K=動(dòng)導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù) =得滾珠絲杠副的最大工作載荷：                    （ 3  大動(dòng)工作載荷 計(jì)算  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 設(shè)工作臺(tái)在承受最大銑削力時(shí)的最快進(jìn)給速度 v=300mm/選絲杠導(dǎo)程此時(shí)絲杠轉(zhuǎn)速 n=v/0r/ 取滾珠絲杠的使用壽命 T=15000h,代入 006,得絲杠壽命系數(shù) 4（單位為： 106r）。  查表 3載荷系數(shù) 道硬度為 60，取硬度系數(shù) 入式中，求得最大動(dòng)載荷：   1 8 63 0               （ 3 選型號(hào)  根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，查表 3擇濟(jì)寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的 列 2005滾珠絲杠副，為雙螺母墊片預(yù)緊式，其公稱直徑為20程為 5環(huán)滾珠為 3 圈 *2 系列，精度等級(jí)取 5 級(jí)，額定動(dòng)載荷為 9309N，大于 足要求。  螺母固定端 游動(dòng)端圖 3杠螺母副  動(dòng)效率 的計(jì)算  將公稱直徑 0程 入得絲杠螺旋升角 =433。將摩擦角 =10，代入 =+),得傳動(dòng)效率 =  度的驗(yàn)算  （ 1）  作臺(tái)上下兩層滾珠絲杠副的支承均采用 “雙推 的方式，見書后插頁圖 6杠的兩端各采用推力角接觸球軸承，一端采用雙列推力球軸承。面對面組配，左、右支承的中心距約為 a=600的彈性模量 E=表 3滾珠直徑 杠底徑 杠 截面積 S= 2d /4= 忽略式（ 3的第二項(xiàng)，算得絲杠在工作載荷 用下產(chǎn)生的拉 /壓變形量m 0 2 8   0  3 0 51    （ 3 （ 2）取滾珠絲杠的使用壽命 T= 15000h(一般機(jī)電設(shè)備取 T=15000h； n 為絲杠每分鐘轉(zhuǎn)速 )，代入得絲杠壽命系數(shù) 1350(單位為： 106r)。  查表 3載荷系數(shù) 取硬度系數(shù)  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 代入公式：  3 0Q W H  f f F                       （ 3 得最大動(dòng)載荷  （ 3）初選型號(hào)  根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷，查表 3用啟東潤澤機(jī)床附件有限公司生產(chǎn)的滾珠絲杠副，為浮動(dòng)反向器內(nèi)循環(huán)式，其公稱直徑為0d=25本導(dǎo)程為0螺母滾珠總?cè)?3 2 圈 =6 圈，精度等級(jí)取 4 級(jí)，額定動(dòng)載荷為 10400N，大于滿足要求。  （ 4）傳動(dòng)效率 的計(jì)算  將公稱直徑0d=20本導(dǎo)程0入  0a r c t a n / ( )                      （ 3 得絲杠螺旋升角 =9取摩擦角 =10，代入得傳動(dòng)效率 =  （ 5）剛度的驗(yàn)算  1）縱向滾珠絲杠的支承，采用單推 單推的方式，采取圓錐滾子軸承面對面組配。已知左、右支承的中心距離約為 a =360的彈性模量 E = 0 ；查機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表 3滾珠直徑得 絲杠底徑 絲杠截面積  22 /4                       （ 3 得 S=絲杠的拉伸或壓縮變形量 1  21 2                    （ 3 I 為絲杠底徑的截面。  （其中 “+”號(hào)用于拉伸， “-”用于壓縮。由于轉(zhuǎn)矩 M 一般較小，式中第二項(xiàng)在計(jì)算是可酌情忽略）。所以，  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1                          （ 3 綜上求得絲杠在工作載荷 用下產(chǎn)生的拉 /壓變形量 1 =410  1   2）滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 2  無預(yù) 緊時(shí)  3 2210 . 0 0 3 810               （ 3 有預(yù)緊時(shí)   2 3 20 . 0 0 1 3 1 0 / 1 0  Z              （ 3 滾珠直徑，單位為  Z 單圈滾珠數(shù)，  Z 滾珠總數(shù)量，  預(yù)緊力，單位為 N。  （ 當(dāng)滾珠絲杠副有預(yù)緊力，且預(yù)緊力達(dá)到軸向工作載荷的 1/3 時(shí)， 2 值減小一半左右）單圈滾珠數(shù)目 4；該型號(hào)絲杠為雙螺母，滾珠總?cè)?shù)為 3 2=6 圈，總滾珠總數(shù)量 Z  =4 6=24 。滾珠絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力 代入公式（ 3  ， 2  =410  因?yàn)榻z杠加有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的三分之一，所以實(shí)際變形量可減小一半，取2 =410  3）將以上算出的 1 、 2 代入  12                         （ 3 得變形總量 2  =410  由表 3成偏差和變動(dòng)量知， 4 級(jí)精度滾珠絲杠任意 31500向行程內(nèi)行程的變動(dòng)量允許 18對于跨度為 760滾珠絲杠，總的變形量 2 只有 18見絲杠剛度足夠。  （ 6）壓桿穩(wěn)定性校核  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 滾珠絲杠屬于細(xì)長桿，如果軸向負(fù)載過大 ，則可能產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷 滿足：  22                     （ 3 查表 3知雙推 單推的絲杠支承系數(shù) =2，絲杠底徑  2d  =桿穩(wěn)定安全系數(shù) K 取 動(dòng)螺母至軸向固定處的距離 760。代入上式，得臨界載荷  大于工作載荷 0N，故絲杠不會(huì)失穩(wěn)。  綜上所述，初選的滾珠絲杠螺母副滿 足使用要求。  線移動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選型  （ 1）滑塊承受工作載荷 計(jì)算及導(dǎo)軌型號(hào)的選取  工作載荷是影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素。本設(shè)計(jì)中的 Z 軸工作  臺(tái)為豎直布置，采用雙導(dǎo)軌、兩滑塊的支承形式。考慮最不利的情況，即垂直于工作臺(tái)面的工作載荷全部由一個(gè)滑塊全部承擔(dān)，則單滑塊所受的最大垂直方向載荷為：                    m a x m a  T b（ 3 其中：絲杠的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 a x，導(dǎo)軌中心間距 10 ，帶入式（ 2得最大工作載荷 。查機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表 3據(jù)工作載荷，初選直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的型號(hào)為 列的 15G 型，其額定動(dòng)載荷，額定靜載荷 a  。  根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，考慮工作行程應(yīng)留有一定余量，查機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表 3標(biāo)準(zhǔn)系列，選取導(dǎo)軌的長度按需要進(jìn)行截?cái)嘌b配。  （ 2）距離額定壽命 L 的計(jì)算  已知上述選取的 列 15G 型導(dǎo)軌副的滾道硬度為 工作溫度不  超過 每根導(dǎo)軌上 配有一只滑塊，精度為 4 級(jí)，工作速度較低，載荷不大。查機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表 3表 3別取硬度系數(shù) f 、溫度系數(shù) f 、接觸系數(shù) f、精度系數(shù) f 、載荷系數(shù) f，代入式買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 （ 3導(dǎo)軌的距離額定壽命：  3H T C R aW m a f f f CL                （ 3 31 . 0 1 . 0 1 . 0 0 . 9 7 . 65 0 9 1 5 6 4 3 0 9 1 . 3 k  5 0 . 0 1 7 3L 遠(yuǎn)大于 故導(dǎo)軌的距離額定壽命滿足要求。  步帶的計(jì)算與選型  根據(jù)經(jīng)驗(yàn)步進(jìn)電機(jī)的的最大轉(zhuǎn)矩在 間。選電動(dòng)機(jī) 110相混合式，最大靜轉(zhuǎn)矩 距角為 該電機(jī)的詳細(xì)信息技術(shù)參數(shù)見表 4 傳動(dòng)比的確定      已知工作臺(tái)的脈 沖當(dāng)量 =沖，滾珠絲杠的的導(dǎo)程 初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 =根據(jù)式（ 3算得減速比：  ( ) /(3 6 0 ) =（ 5） /（ 360 =    （ 3 主動(dòng)輪最高轉(zhuǎn)速 1n 由 x 方向最快移動(dòng)速度可算出主動(dòng)輪最高轉(zhuǎn)速為。預(yù)選的電機(jī)在時(shí)，其脈沖頻率為  2 2 2 5 H 2 ) H  0 / ( 6 0445f m a x           （ 3 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩約為 應(yīng)輸出功率為    取 829 從表 3k， 由 公 式 3 帶 的 設(shè) 計(jì) 功 率 為9 9 5 k  d A  選擇帶型和節(jié)距，從表 3擇同步帶為，型號(hào)為 H 型，節(jié)距 確定小帶輪齒數(shù) 201 Z . 當(dāng)同步帶的速度，沒有超過 H 型帶的極限速度 35m/s。  大帶輪的齒數(shù) 0 7 m 12      。  初選中心距 1 9 6 m      的節(jié)線長度  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 d ()(220212210' （ 3 選取接近的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長度 。  計(jì)算實(shí)際中心距  4 2m 42 L             （ 3 帶與小帶輪的嚙合齒數(shù)   722 1           （ 3 嚙合齒數(shù)比 6 大，滿足要求。  計(jì)算基準(zhǔn)額定功率 o=(v 1000(           （ 3 式中：  許用工作拉力，得  m單位長度質(zhì)量，查表 得 m=m V線速度  V= 2 1031b m/s)           （ 3 定實(shí)際所需同步帶帶寬  1 /1 00()P（ 3 由表 3得  0b=帶輪嚙合齒數(shù)系數(shù)，由表 3的再根據(jù)表 3 . 9 2 8 3 . 9 4 71 0 0 0)(2      （ 3 額定功率大于設(shè)計(jì)功率，則帶的傳動(dòng)能力已足夠，所選參數(shù)合格。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型  算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 知：滾珠絲杠的公稱直徑0d=20長 l=940程 料密度 = 102移動(dòng)部件總重力 G=800N；小齒輪齒寬 徑齒輪齒寬 直徑 ,傳動(dòng)比 i= 算得各個(gè)零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下：  22S                          （ 3 22Z b                          （ 3 滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J=板折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J=齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J=kg齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J= 130動(dòng)機(jī)從表（ 4查得該型號(hào)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量48kg  212( ) /e q m Z Z W  J J J J i             （ 3 則加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為  計(jì)算加在步 進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 快速空載和承受最大負(fù)載兩種情況進(jìn)行計(jì)算。 1  (1) 快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括三部分 ;一部分是快速空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩；一部分是移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩；還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩。因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，可以忽略不計(jì)。則有：   m 3 考慮傳動(dòng)鏈的總效率 ，計(jì)算空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上最大加速轉(zhuǎn)矩：  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 ）（ 212                       （ 3 其中： 334r/n m  式中載最快移動(dòng)速度，任務(wù)書指定為 1500mm/ 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角，預(yù)選電動(dòng)機(jī)為 ；   脈沖當(dāng)量，本例 =沖。  設(shè)步進(jìn)電機(jī)由靜止加速至傳動(dòng)鏈總效率  。則由式（ 7得：   移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)，折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為：                                7               （ 3 式中   導(dǎo)軌的摩擦因素，滾動(dòng)導(dǎo)軌取 垂直方向的銑削力，空載時(shí)取 0 傳動(dòng)鏈效率，取  滾珠絲桿預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩：  0 3 0 3 N .  1  3 02 ）（）（  （ 3 最后由式（ 7得快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：  T  2) 最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩部分是折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩部分是移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩0          0（ 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 其中折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩：   1  0  0 02t    （ 3 計(jì)算垂直方向 承受最大工作負(fù)載 60 情況下，移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩：    6  07 6 i   （ 3 最后求得最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：  2 . 1 1 7 N /  0 3 0 30 . 0 0 6 92 . 0 80q 2     （ 3 最后求得在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩為：   1 1 7.2,m                （ 3 進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜 轉(zhuǎn)矩的選定   考慮到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源受電網(wǎng)電壓影響較大，當(dāng)輸入電壓降低時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)下降，可能造成丟步，甚至堵轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)要考慮安全系數(shù)。取 K=4, 則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足：   1 1 744m a x           （ 3 初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 110表 4得該型號(hào)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩j  。可見，滿足要求。  進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核  (1)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩校核  電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率 1669從 110動(dòng)機(jī)的運(yùn)行矩頻特性曲線圖可以看出在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 28，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩m，滿足要求。  (2)最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核   任務(wù)書給定工作臺(tái)最快空載移動(dòng)速度500mm/出其對應(yīng)運(yùn)行頻率。由表 4得，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩8N m，大于快速空載起動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 m，滿足要求。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 (3)最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率