課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

摘要本次課設(shè)為SK2313-2.5數(shù)控定梁定柱龍門(mén)銑床縱向進(jìn)給傳動(dòng)設(shè)計(jì)，是數(shù)控定梁定柱龍門(mén)銑床重要組成部分之一，其中設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及到機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具、機(jī)械制造技術(shù)等多方面知識(shí)的應(yīng)用。設(shè)計(jì)XK2313-2.5數(shù)控定梁定柱龍門(mén)銑床縱向進(jìn)給部件和導(dǎo)軌系統(tǒng)，按設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)數(shù)控定梁定柱龍門(mén)銑床工作臺(tái)床身縱向進(jìn)給部件，其中含縱向進(jìn)給傳動(dòng)和導(dǎo)軌系統(tǒng)部件，設(shè)計(jì)縱向進(jìn)給傳動(dòng)和導(dǎo)軌系統(tǒng)，其中進(jìn)給機(jī)構(gòu)均采用同步帶減速滾珠絲杠傳動(dòng)形式，并由伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。電機(jī)座安裝在床身端面，采用電機(jī)座與近端支承座分離形式，實(shí)現(xiàn)小距離上下調(diào)整，以脹緊同步帶。全面闡述XK2313-2.5數(shù)控定梁定柱龍門(mén)銑床縱向進(jìn)給部件的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，選用同步帶減速滾珠絲杠傳動(dòng)形式和采用伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)等環(huán)節(jié)進(jìn)行介紹。包括類(lèi)型的選擇、參數(shù)的設(shè)計(jì)、精度的選擇及廠家的選擇等。關(guān)鍵詞：龍門(mén)銑床、數(shù)控、伺服電機(jī)、滾珠絲杠。目錄TOC\o"1-2"\h\u21309第1章確定設(shè)計(jì)方案 確定設(shè)計(jì)方案SK2313-2.5數(shù)控龍門(mén)銑床相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)條件本次課設(shè)為SK2313-2.5數(shù)控定梁定柱龍門(mén)銑床縱向進(jìn)給傳動(dòng)設(shè)計(jì)，是數(shù)控定梁定柱龍門(mén)銑床重要組成部分之一。本數(shù)控定梁定柱龍門(mén)銑床縱向進(jìn)給傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，符合國(guó)家機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)將SK2313-2.5數(shù)控定梁定柱龍門(mén)銑床的已定設(shè)計(jì)參數(shù)匯總?cè)缦卤肀?-1。序號(hào)參數(shù)項(xiàng)規(guī)格1工作臺(tái)面積（寬X長(zhǎng)）mm1300X25002工作臺(tái)T型槽9-22X1303三向行程(X/Y/Z）mm3000/1500/8004快速移動(dòng)速度(X/Y/Z）m/min10/10/105定位精度mmX0.02/1000，0.03/全程；Y0.02；Z0.026重復(fù)定位精度mm0.017工作臺(tái)最大承重kg40008快速啟動(dòng)加速時(shí)間s0.31.2前期方案和技術(shù)設(shè)計(jì)已確定的相關(guān)結(jié)構(gòu)及參數(shù)（1）工作臺(tái)厚度和重量如下表1-2序號(hào)參數(shù)項(xiàng)規(guī)格1工作臺(tái)厚度（mm)2052工作臺(tái)重量(kg)1734（2）三向進(jìn)給傳動(dòng)形式：采用同步帶減速滾珠絲杠傳動(dòng)形式。減速比為X/Y/Z均為2。（3）三向滾珠絲杠傳動(dòng)的組合形式：絲杠旋轉(zhuǎn)和軸向固定，螺母移動(dòng)。（4）三向?qū)к墸篨、Y向采用滾動(dòng)導(dǎo)軌，Z向采用矩形滑動(dòng)+貼塑導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。（5）預(yù)計(jì)X向絲杠系統(tǒng)平均相對(duì)最大溫升2oC。（6）采用華中數(shù)控系統(tǒng)及其配套交流伺服電機(jī)，三軸控制三軸聯(lián)動(dòng)，主軸伺服控制。（7）正向壓力載荷近似分布：表1-3運(yùn)行距離占比（%）備注2560105正壓力負(fù)載載荷（N）30000345005500066500包括工作臺(tái)和工件重力、切削負(fù)載（8）軸向載荷近似分布：表1-4 工作時(shí)間占比（%）1020204055軸向負(fù)載（N）49032006500125001800023000已含摩擦力移動(dòng)速度（m/min）103210.750.5（9）機(jī)床工作時(shí)間每年工作12月，每個(gè)月工作24天；每天工作10小時(shí)，該部件每小時(shí)移動(dòng)運(yùn)行2/3時(shí)間。1.2初步確定導(dǎo)軌配置根據(jù)上述已知條件，數(shù)控定梁定柱龍門(mén)銑床屬于屬于較大型以上規(guī)格重載機(jī)床，由于部件和工件質(zhì)量較大，切削負(fù)載較大，為保證機(jī)床運(yùn)行穩(wěn)定，導(dǎo)軌初步選擇滾柱重載直線(xiàn)導(dǎo)軌副，其導(dǎo)軌型號(hào)為GZB45/AA，可此導(dǎo)軌可以滿(mǎn)足數(shù)控定梁定柱龍門(mén)銑床的運(yùn)行要求。查閱有關(guān)參考資料及參考同類(lèi)型龍門(mén)銑床，已知工作臺(tái)寬×長(zhǎng)為1300×2500mm，X向行程為3000mm，故導(dǎo)軌左右各布置一根，形成對(duì)稱(chēng)布局，間距1140mm。1.3初步選擇進(jìn)給傳動(dòng)形式、絲杠支承形式滾珠絲杠副的安裝支承形式是數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。滾珠絲杠副的作用是將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，用較小的轉(zhuǎn)矩可以獲得很大的推力。滾珠絲杠副的傳動(dòng)是一種應(yīng)用較廣的機(jī)構(gòu)，尤其是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)的各種機(jī)構(gòu)中，滾珠絲杠副是傳動(dòng)最簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)而又可靠的。所以滾珠絲杠副的選擇對(duì)整個(gè)機(jī)床的制造起著不可忽視的作用。滾珠絲杠副的精度是影響機(jī)床的定位精度及重復(fù)定位精度的最主要的因素。因此設(shè)計(jì)機(jī)床為龍門(mén)銑床，龍門(mén)銑床進(jìn)給傳動(dòng)形式選擇同步帶減速滾珠絲杠傳動(dòng)形式，同步帶減速滾珠絲杠傳動(dòng)形式可以消除間隙和預(yù)緊方便，精度較高，傳動(dòng)平穩(wěn)裝配工藝性好，一般用在較大型，載荷較大的機(jī)床。符合龍門(mén)銑床的設(shè)計(jì)要求，故采用同步帶減速滾珠絲杠傳動(dòng)形式，以便獲得較大的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)力。已知X向行程為3000mm、快速移動(dòng)速度為10m/min，因此絲杠支承形式初步選用雙端雙向固定，在兩端都安裝方向相反的滾珠絲桿專(zhuān)用軸承組合，使每端都可承受雙向軸向力，其適用于中等和較大行程、轉(zhuǎn)速高、精度高、剛度高但溫升或熱變形不能超出預(yù)拉伸量的場(chǎng)合，故選用雙端雙向固定。1.4進(jìn)給傳動(dòng)和支承系統(tǒng)圖通過(guò)傳動(dòng)形式、絲杠支承型式的選擇，我們采用同步帶減速滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)，本傳動(dòng)類(lèi)型由伺服電機(jī)、同步帶傳動(dòng)副、滾珠絲杠副、絲杠螺母座、電機(jī)座、支承座、軸承、執(zhí)行部件、其他相關(guān)零件組成，如下圖1-1所示。何服電機(jī)通過(guò)同步帶傳動(dòng)減速驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠副,從而驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)。采用同步帶預(yù)緊無(wú)間隙傳動(dòng);同步帶具有柔性，在常規(guī)載荷下抗拉伸性好，因此具有較好的傳動(dòng)剛性，且對(duì)加工和裝配誤差的補(bǔ)償性好。第2章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1計(jì)算、確定滾動(dòng)導(dǎo)軌查滾珠絲杠樣本，選南京工藝裝備制造有限公司的型號(hào)為，滾柱重載直線(xiàn)導(dǎo)軌GZB45/AA的絲杠，額定動(dòng)載荷為Ca=92.6kN。L龍門(mén)銑床相鄰滑塊間隔一般不大于800mm，已知導(dǎo)軌工作臺(tái)長(zhǎng)為2500mm，為均勻分布，故滑塊數(shù)量采用四滑塊，兩端間隔2100mm，滑塊之間間隔1140mm，左右對(duì)稱(chēng)布置，故單根導(dǎo)軌上四個(gè)滑塊。該機(jī)床為大型、重型機(jī)床且應(yīng)用場(chǎng)合屬于剛性要求高、承受振動(dòng)、沖擊的場(chǎng)合，故預(yù)加載荷等級(jí)選擇P0。2.2校驗(yàn)導(dǎo)軌動(dòng)載荷已知單個(gè)額定動(dòng)載荷為92.6KN，求XK2313-2.5的工作載荷，查《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表2-1得知當(dāng)運(yùn)行距離占比所對(duì)應(yīng)的負(fù)載載荷。運(yùn)行距離占比（%）備注2560105正壓力負(fù)載載荷（N）30000345005500066500包括工作臺(tái)和工件重力、切削負(fù)載計(jì)算各運(yùn)行距離占比的載荷總和F導(dǎo)軌的最大工作載荷30.28KN不大于滑塊額定動(dòng)載荷92.6KN，設(shè)計(jì)方案為一根導(dǎo)軌四個(gè)滑塊，單個(gè)滑塊的最大載荷不應(yīng)大于其額定動(dòng)載荷，所以單個(gè)滑塊的工作載荷2.3計(jì)算導(dǎo)軌預(yù)期壽命（1）對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)導(dǎo)軌副，額定動(dòng)載荷已經(jīng)由制造商試驗(yàn)確定，可由《現(xiàn)代數(shù)控裝備設(shè)計(jì)》查得。預(yù)期壽命計(jì)算如下：L式中：LS—滾動(dòng)導(dǎo)軌的預(yù)期壽命，km；Ca—導(dǎo)軌上一個(gè)滑塊的額定動(dòng)載荷，N；Fd—導(dǎo)軌上一個(gè)滑塊所受的當(dāng)量載荷，N；查《現(xiàn)代數(shù)控裝備設(shè)計(jì)》，得當(dāng)量載荷計(jì)算公式為：式中FiLi—對(duì)應(yīng)F L—總行程，m；ξi—行程比，即對(duì)應(yīng)FF即當(dāng)量載荷為38256N,滑塊數(shù)量為4，單個(gè)滑塊所承受當(dāng)量載荷為38256/4=9564N由以知條件查《現(xiàn)代數(shù)控裝備設(shè)計(jì)》表6-3-1，得?C—接觸系數(shù)取為0.66；?T—溫度系數(shù)取為1；?H—硬度系數(shù)取為1；?w載荷系數(shù)選取1~1.5，由L（2）長(zhǎng)度壽命需轉(zhuǎn)換成時(shí)間壽命，其公式為L(zhǎng)當(dāng)量速度：νi,ξ 工作時(shí)間占比（%）1020204055軸向負(fù)載（N）49032006500125001800023000已含摩擦力移動(dòng)速度（m/min）103210.750.5故當(dāng)量速度為：ν求得導(dǎo)軌時(shí)間壽命為：L已知機(jī)床工作時(shí)間每年工作12月，每個(gè)月工作24天；每天工作10小時(shí)，該部件每小時(shí)移動(dòng)運(yùn)行2/3時(shí)間，即40分鐘，計(jì)算導(dǎo)軌工作年限：L導(dǎo)軌壽命時(shí)間應(yīng)在6~8年以上，經(jīng)過(guò)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軌時(shí)間壽命能滿(mǎn)足6~8年以上導(dǎo)軌的實(shí)際工作時(shí)長(zhǎng)，故滿(mǎn)足導(dǎo)軌工作壽命要求，故選用GZB45AA型導(dǎo)軌。2.4確定導(dǎo)軌固定、安裝結(jié)構(gòu)形式第3章進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1估算選擇滾珠絲杠等參數(shù)由上條件，可初步估算選擇滾珠絲杠副類(lèi)型FFZD型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式墊片預(yù)緊滾珠絲杠副FFZD8016-5型，內(nèi)循環(huán)方式是滾珠在內(nèi)部直接返回循環(huán)的結(jié)構(gòu)形式，單圈循環(huán)，一個(gè)螺母有若干圈滾珠在運(yùn)行。其絲杠直徑為80mm，導(dǎo)程為16mm，精度等級(jí)選擇為P5，龍門(mén)銑床常用等級(jí)精度為該等級(jí)。已確定滾珠絲杠的固定方式為兩端固定支承，查《南京藝工滾珠絲杠、滾動(dòng)導(dǎo)軌2020電子樣本》可知，當(dāng)選擇預(yù)緊螺母形式的滾珠絲杠副時(shí)需定預(yù)緊力FP。當(dāng)最大軸向工作載荷Fmax能確定時(shí)，其計(jì)算公式為：F選機(jī)床承受最大負(fù)荷時(shí)滾珠絲杠的傳動(dòng)力。如機(jī)床切削時(shí)，切削力在滾珠絲杠副軸向的分力與導(dǎo)軌摩擦力之和即為Fmax（這時(shí)導(dǎo)軌摩擦力是由工作臺(tái)、工件、夾具三者總的重量以及切削力在垂直導(dǎo)軌方向的分量共同引起的）。我們已知最大軸向工作載荷Fmax為24000N，即絲杠螺母的預(yù)緊力為：F由于絲桿螺母預(yù)緊力F0不能超過(guò)0.1Ca=0.1×92.6KN=9.26（KN），確定絲杠滾道長(zhǎng)度，查《南京工藝滾珠絲杠、滾動(dòng)導(dǎo)軌2020電子樣本》可知FFZD8016-5型螺母長(zhǎng)度為298mm，已知X行程為3000mm，軸承座臺(tái)階厚度為22mm，即得絲杠滾道長(zhǎng)度為：LsL3.2對(duì)絲杠進(jìn)行載荷校核計(jì)算查《現(xiàn)代數(shù)控裝備設(shè)計(jì)》得，機(jī)床工作載荷和運(yùn)行狀況是力學(xué)計(jì)算的依據(jù)，由于機(jī)床實(shí)際載荷與運(yùn)行轉(zhuǎn)速是變化的，因此需轉(zhuǎn)化為當(dāng)量載荷和當(dāng)量轉(zhuǎn)速。若機(jī)床運(yùn)行時(shí)分布有n種載荷，則式中：FdFini—對(duì)應(yīng)Fti—對(duì)應(yīng)Fnd—當(dāng)量轉(zhuǎn)速，r/min,nn 其中ni、tn式中Vi數(shù)值已知，為下表中移動(dòng)速度，S為絲杠導(dǎo)程16，ti 工作時(shí)間占比（%）1020204055軸向負(fù)載（N）49032006500125001800023000已含摩擦力移動(dòng)速度（m/min）103210.750.5先求ni數(shù)值，從n1到nnnnnnn以此公式算出其余數(shù)值的結(jié)果，求得n1=0.625，n2=0.188，n3=0.125，n4=0.188，再求ti數(shù)值，從t1到tttttt以此公式算出其余數(shù)值的結(jié)果，求得t1=1500，t2=3000，t3=3000，t46000，算出以上數(shù)值，即可求得當(dāng)量載荷和當(dāng)量轉(zhuǎn)速，當(dāng)量載荷為：F當(dāng)量轉(zhuǎn)速為：n3.3動(dòng)載荷校核計(jì)算額定動(dòng)載荷是指一批規(guī)格相同的滾珠絲杠副，在一負(fù)荷力的運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試下，通過(guò)10°轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而有90%不產(chǎn)生疲勞損傷時(shí)所能承受的最大軸向載荷。制造商生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)滾珠絲杠副均已經(jīng)過(guò)額定動(dòng)載荷和額定靜載荷的試驗(yàn)，但各種機(jī)床的實(shí)際載荷及運(yùn)行狀況不相同，故一般與額定動(dòng)載荷（或額定靜載荷）試驗(yàn)狀況不同，因此無(wú)法直接通過(guò)載荷比較選擇絲杠規(guī)格，需按一定的等效計(jì)算方法進(jìn)行核算選擇，即進(jìn)行動(dòng)載荷校核計(jì)算，查《現(xiàn)代數(shù)控裝備設(shè)計(jì)》式5-9可知其計(jì)算公式。式中：CmaLhfwfafc—可靠性系數(shù)，取fCa已知nd=0.2042r/min；Fd=740.28C由此可得FFZD型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式墊片預(yù)緊滾珠絲杠副FFZD8016-5型可滿(mǎn)足使用要求。3.3初步確定減速比初步確定X軸減速比為2.5。3.4初步確定電機(jī)規(guī)格龍門(mén)銑床屬于較大型的機(jī)床，為了保證機(jī)床的正常穩(wěn)定運(yùn)行，據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知的條件，選取所需的扭矩，電機(jī)初步初步選擇X向電機(jī)扭矩為48Nm，型號(hào)規(guī)格為GK6103-8SC61交流永磁伺服電動(dòng)機(jī),由定子、轉(zhuǎn)子、高精度反饋元件組成、溫度梯度大，散熱效率高，可保證龍門(mén)銑床的連續(xù)運(yùn)行能力。3.5計(jì)算校核快速移動(dòng)速度執(zhí)行部件的快速移動(dòng)速度計(jì)算主要涉及了兩個(gè)問(wèn)題，確定了電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，求所能產(chǎn)生的執(zhí)行部件的最高快速移動(dòng)速度；已知執(zhí)行部件的最高快速移動(dòng)速度，求所需的電機(jī)最高使用轉(zhuǎn)速。已知該龍門(mén)銑床X軸的快速移動(dòng)速度為10m/min，故求所需的電機(jī)最高轉(zhuǎn)速。滾珠絲杠的快速移動(dòng)速度計(jì)算公式為：ηymax=式中—快速移動(dòng)速度，m/min，X軸的快速移動(dòng)速度已知為10m/min；—電機(jī)最高使用轉(zhuǎn)速，r/min；S—為絲杠導(dǎo)程，已知滾珠絲杠的導(dǎo)程為16；i—為電機(jī)至絲杠的減速比，為2.5；故所需的電機(jī)最高使用轉(zhuǎn)速為：ηymax=得電機(jī)最高轉(zhuǎn)速為1562.5r/min。查《華中8型系統(tǒng)、伺服和電機(jī)選型手冊(cè)》初步選擇的GK6103-8SC61，該型號(hào)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速為2000r/min,可滿(mǎn)足所需的電機(jī)最高使用轉(zhuǎn)速的要求，額定扭矩為48Nm，在電機(jī)樣本沒(méi)有標(biāo)注最大扭矩，所以按額定扭矩的1.75倍計(jì)算，得GK6103-8SC61交流永磁伺服電動(dòng)機(jī)最大扭矩為48×1.75=84Nm。外型尺寸圖、參數(shù)表如下：3.6電機(jī)至絲杠環(huán)節(jié)連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（1）確定計(jì)算功率Pd確定設(shè)計(jì)功率Pd設(shè)計(jì)功率是根據(jù)需要傳遞的名義功率再考慮載荷性質(zhì)、原動(dòng)機(jī)類(lèi)型和連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)短等因素而確定的，計(jì)算公式如下。Pd=KP式中

Pd—計(jì)算功率，KW；Ka—工作情況系數(shù)；P—電機(jī)額定功率，KW。由上網(wǎng)查閱資料得Ka=1.4。又由電機(jī)功率P=20KW。Pd=1.4x20KW=28KW已知功率Pd=28KW，小帶輪轉(zhuǎn)速n=2000r/mm，確定帶型及模數(shù)，由Pd和n選得節(jié)距為14M。（2）計(jì)算小帶輪、大帶輪齒數(shù)

據(jù)條件Z1≥Zmin，查表可知Zmin=38，已知節(jié)距pb=d1V=由此，可以確定傳動(dòng)比i3，查得n2=1000r/min，進(jìn)而計(jì)算大帶輪轉(zhuǎn)數(shù)得：i=計(jì)算大齒輪齒數(shù)Z2得Z2=iz1=3×38=114大帶輪節(jié)圓直徑d2得d（3）初定中心距a0已知小帶輪節(jié)圓直徑d1=169.42mm，大帶輪節(jié)圓直徑0.7(d1+d2)<a0<2(d1+d2)0.7(169.42+508.28)=474.39mm<a0<2(169.42+508.28)=1355.4mm由此初定中心距ao=800m(4)初定帶的節(jié)線(xiàn)長(zhǎng)度Lop及其齒數(shù)Zb由上已知小帶輪節(jié)圓直徑d1=169.42mm，大帶輪節(jié)圓直徑d2=508.28mm，定中心距LL由此初定Lop取3108mm齒數(shù)取222（5）實(shí)際中心距

a由上計(jì)算可得，對(duì)初定中心距可進(jìn)行調(diào)整來(lái)，確定中心距a，由如下計(jì)算公式得：aa=800+調(diào)整中心距a=946.3mm。（6）小帶輪嚙合齒數(shù)

Zm已知小帶輪節(jié)圓直徑d1=169.42mm，大帶輪節(jié)圓直徑d2=508.28mm，中心距ZM=ZM=得小帶輪嚙合齒Zm=16.7mm。3.6.1同步帶的選擇同步齒形帶的傳動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝調(diào)試方便,且在一定條件下能滿(mǎn)足轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的輸出要求，可以避免避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)與噪聲，適用于低轉(zhuǎn)矩特性的要求的主軸。通過(guò)計(jì)算：采用HTD同步帶傳動(dòng)，選擇型號(hào)為HTD-14M型（節(jié)距=14mm），規(guī)格選用3108-14M，節(jié)線(xiàn)長(zhǎng)3108mm，模寬240mm，齒數(shù)222。帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸為：小帶輪：Z1=38；d1大帶輪：Z2=114；d2中心距為:a=946.3mm3.7計(jì)算校核電機(jī)（1）負(fù)載力矩的計(jì)算為了方便比較與計(jì)算，應(yīng)將各項(xiàng)負(fù)載都折算為電機(jī)軸上需相應(yīng)克服的力矩，查《現(xiàn)代數(shù)控裝備設(shè)計(jì)》p117頁(yè)，得出以下各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下伺服電機(jī)所需的力矩?？焖倏蛰d啟動(dòng)時(shí)電機(jī)所需力矩：M1切削負(fù)載時(shí)電機(jī)所需力矩：MM快速移動(dòng)時(shí)電機(jī)所需力矩：MM式中：MamaxMfM0Fd—絲杠的當(dāng)量載荷，已知Fd=740.28N；S—滾珠絲杠導(dǎo)程，S=16；y—電機(jī)至移動(dòng)部件的總傳動(dòng)效率，y=i—X軸減速比，2.5；MtMtmaxMatFmax—軸向最大負(fù)載力，F(xiàn)由《現(xiàn)代數(shù)控裝備設(shè)計(jì)》得知一般情況下工作進(jìn)給和加速度運(yùn)動(dòng)不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，所以Mat實(shí)際是由正常加工過(guò)程的進(jìn)給速度波動(dòng)所引起，而通常波動(dòng)是很小的，因此M3.7.1電機(jī)力矩規(guī)格的選擇選擇合適的力矩規(guī)格需要考慮電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景，應(yīng)用場(chǎng)景需要高扭矩輸出就選較大的力矩規(guī)格，反之選較小的力矩規(guī)格；還需考慮電機(jī)的負(fù)載特性、考慮電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率需求等去選擇電機(jī)力矩規(guī)格。一般情況下，加速負(fù)載比連續(xù)切削負(fù)載大，但不一定比短時(shí)最大切削負(fù)載大。在進(jìn)行伺服電機(jī)力矩規(guī)格選擇時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮電機(jī)最大力矩Mdmax式中：fs—安全系數(shù)，通常取fs為1，如最大負(fù)載出現(xiàn)較為頻繁，則Md0電機(jī)最大扭矩一般為額定扭矩的1.5~2倍，按1.75倍算：MdmaxfsM通過(guò)計(jì)算，確定該型號(hào)為GK6103-8SC61的電機(jī)滿(mǎn)足使用要求。3.8確定滾珠絲杠支承型式、預(yù)拉伸力確定滾珠絲杠支承形式為雙端雙向形式固定。確定滾珠絲杠副支承形式后，就可以討論和計(jì)算、確定預(yù)拉伸力。絲杠預(yù)拉伸安裝主要是為了使絲杠處于受拉狀態(tài)，提高剛度和平穩(wěn)性；進(jìn)行絲杠熱伸長(zhǎng)補(bǔ)償，在最大負(fù)載作用和工作溫升下，軸向承力軸承不出現(xiàn)間隙；同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)支承軸承（軸向承力軸承）和軸承座（支承座）的預(yù)緊作用，提高軸承和軸承座的軸向剛度。滾珠絲杠的預(yù)拉伸力計(jì)算公式如下：FS1=其中λ值可按0.55~0.75的中間值選取，λ值取為0.56，F(xiàn)maxFS1=λ3.9計(jì)算和選擇軸承規(guī)格、配置主軸組件的滾動(dòng)軸承既要有承受徑向載荷的徑向軸承，又要有承受兩個(gè)方向軸向載荷的推力軸承。軸承類(lèi)型及型號(hào)選用主要應(yīng)根據(jù)主軸的剛度，承載能力，轉(zhuǎn)速，抗振性及結(jié)構(gòu)要求合理的進(jìn)行選定。根據(jù)相應(yīng)的尺寸要求和配合要求應(yīng)該采用滾珠絲杠專(zhuān)用軸承，選擇40TAC-90B型號(hào)的軸承，才能和之前所設(shè)計(jì)的各個(gè)尺寸配合起來(lái)，使得裝配起來(lái)比較順滑。所選軸承的d=40mm,D=90mm,B=20mm。該軸承的其他參數(shù)如下圖所示：3.10分析論述實(shí)現(xiàn)定位精度的措施銑床的定位精度直接影響到其加工效率和加工質(zhì)量。因此，實(shí)現(xiàn)龍門(mén)銑床的定位精度對(duì)于提高其生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。在實(shí)現(xiàn)龍門(mén)銑床的定位精度方面，可以采取以下幾種措施：（一）、提高導(dǎo)軌精度，導(dǎo)軌是龍門(mén)銑床的重要組成部分，它直接影響著龍門(mén)銑床的定位精度和加工精度。導(dǎo)軌的精度可以通過(guò)提高導(dǎo)軌的耐磨性、剛性和穩(wěn)定性來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢允褂酶呔鹊膶?dǎo)軌材料，來(lái)提高導(dǎo)軌的耐磨性和剛性；同時(shí)可以通過(guò)精密研磨工藝，提高導(dǎo)軌表面的光滑度和精度，以減小導(dǎo)軌之間的摩擦力和變形。（二）、選擇合適的軸承，軸承是龍門(mén)銑床的另一個(gè)關(guān)鍵部件，它直接影響到龍門(mén)銑床的定位精度和加工精度?？筛鶕?jù)不同的應(yīng)用需求，可以選擇不同類(lèi)型的軸承，如深溝球軸承、角接觸軸承、推力軸承等。同時(shí)，需要根據(jù)機(jī)床的工作環(huán)境和使用壽命要求，選擇合適的軸承材料和潤(rùn)滑方式，以保證軸承的穩(wěn)定性和使用壽命。（三）、采用先進(jìn)的控制技術(shù)，先進(jìn)的控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)龍門(mén)銑床高精度定位的關(guān)鍵。通過(guò)采用這些先進(jìn)的技術(shù)，可以提高龍門(mén)銑床的性能和精度，從而實(shí)現(xiàn)高精度的定位和加工?？梢圆捎盟欧刂葡到y(tǒng)，根據(jù)加工需求調(diào)整機(jī)床的運(yùn)動(dòng)速度和加速度，以減小加工過(guò)程中的振動(dòng)和噪聲，提高加工質(zhì)量和效率。采用自適應(yīng)控制技術(shù)，根據(jù)加工過(guò)程中的實(shí)際工況，自動(dòng)調(diào)整機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和控制系統(tǒng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)更加精確的定位和加工。（四）、優(yōu)化加工路徑和工藝參數(shù)，在加工過(guò)程中，需要根據(jù)加工需求和工件材料特性，合理選擇加工路徑和工藝參數(shù)。同時(shí)，可以通過(guò)優(yōu)化加工路徑和工藝參數(shù)，減小加工過(guò)程中的誤差和變形，從而提高加工精度?？梢酝ㄟ^(guò)采用合理的切削深度和進(jìn)給速度，減小切削力和變形；可以通過(guò)采用合理的冷卻液和潤(rùn)滑劑，減小刀具磨損和切削熱的影響。綜上所述，提高導(dǎo)軌精度、選擇合適的軸承、采用先進(jìn)的控制技術(shù)和優(yōu)化加工路徑和工藝參數(shù)是實(shí)現(xiàn)龍門(mén)銑床高精度定位的關(guān)鍵措施。通過(guò)這些措施的實(shí)施，可以提高龍門(mén)銑床的加工效率和加工質(zhì)量?？偨Y(jié)經(jīng)過(guò)三周的奮戰(zhàn)，本次機(jī)床的課程設(shè)計(jì)終于完成了，在這次課程設(shè)計(jì)中，通過(guò)不斷的嘗試和修改，逐漸掌握了數(shù)控定梁定柱龍門(mén)銑床縱向進(jìn)給傳動(dòng)設(shè)計(jì)的部分要點(diǎn)和技巧，同時(shí)也深刻體會(huì)到了其中的艱辛和收獲。首先，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到了許