滾珠絲杠設(shè)計(jì)_步進(jìn)電機(jī)選型_機(jī)床設(shè)計(jì)

1、摘 要 本文主要致力于發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋氣門導(dǎo)管壓裝設(shè)備進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并根據(jù)所學(xué)專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋氣門導(dǎo)管壓裝工藝分析和工藝設(shè)計(jì)，主要完成了壓裝設(shè)備進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)，氣門導(dǎo)桿壓裝工藝分析與設(shè)計(jì)，參與壓裝裝備總體設(shè)計(jì)，完成外文資料翻譯。根據(jù)壓裝的要求本文提出了四種方案并進(jìn)行了簡(jiǎn)單比較，最后選中其中一種，并進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，本文主要介紹數(shù)控十字滑臺(tái)的設(shè)計(jì)方法，并完成了機(jī)床的總體設(shè)計(jì)和裝配，機(jī)床主要針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)管的壓裝工作，并有一定的柔性，可以在簡(jiǎn)單編程和修改程序的基礎(chǔ)上適應(yīng)不同的導(dǎo)管壓裝工作，本文也從事機(jī)床主體的相關(guān)工作，并對(duì)軟件控制方面提出具體要求。通過完成載荷計(jì)算，導(dǎo)軌選型，滾珠絲杠選型，步進(jìn)電機(jī)選

2、型以及十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后設(shè)計(jì)的壓裝機(jī)床的進(jìn)給部分確定下來，具有很好的可行性。關(guān)鍵詞：十字滑臺(tái) ； 滾珠絲杠 ； 滑動(dòng)導(dǎo)軌 ；步進(jìn)電機(jī)。1 緒論 為實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋氣門導(dǎo)管的壓裝工作，現(xiàn)要設(shè)計(jì)制造一臺(tái)專用機(jī)床，以高效的方式完成氣門導(dǎo)管的壓裝工作。發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋氣門導(dǎo)桿壓裝設(shè)備進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)，下稱進(jìn)給系統(tǒng)。分析發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋資料可知在一個(gè)缸蓋上有四個(gè)導(dǎo)桿需要壓裝，發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)桿有很重要的作用，氣門導(dǎo)桿是與氣缸蓋壓配在一起，是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的導(dǎo)向裝置，主要是對(duì)氣門起導(dǎo)向作用，同時(shí)使氣門桿上的熱量經(jīng)氣門導(dǎo)管傳給汽缸蓋。 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是根據(jù)所學(xué)專業(yè)知識(shí)，分小組進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋氣門導(dǎo)桿壓裝工藝分析和工藝設(shè)計(jì)，主

3、要完成壓裝設(shè)備進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)。氣門導(dǎo)桿壓裝工藝分析與設(shè)計(jì)，參與壓裝裝備總體設(shè)計(jì)，進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)，外文資料翻譯，并最后完成設(shè)計(jì)說明書。 根據(jù)圖紙要求和有關(guān)數(shù)據(jù)可以選擇液壓滑臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)和數(shù)控十字滑臺(tái)，另外還有手動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)。進(jìn)給伺服以數(shù)控機(jī)床的各坐標(biāo)為控制對(duì)象，要求進(jìn)給伺服能快速調(diào)節(jié)坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)速度，并能精確地進(jìn)行位置控制。具體要求其調(diào)速范圍寬、位移精度高、穩(wěn)定性好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。該畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的就是要設(shè)計(jì)一套進(jìn)給系統(tǒng)從而完成相應(yīng)四個(gè)位置的氣門導(dǎo)桿的壓裝工作并使壓裝后的氣門導(dǎo)桿滿足一定的位置要求。手動(dòng)進(jìn)給反應(yīng)慢精度低，不適合快速大量的設(shè)備。 現(xiàn)階段的壓裝方法一般有：常溫下壓裝、液氮冷卻壓裝及缸蓋加熱壓裝等

4、。氣門導(dǎo)管與氣缸蓋之間要求有一定的緊度，因此，安裝時(shí)最好采用壓入法將氣門導(dǎo)管正直地壓入氣缸蓋中。由于人工操作隨意性大 ,經(jīng)常壓歪 ,壓歪后又要再壓出 ,所以不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大 ,而且效率低。并且這樣極易損壞導(dǎo)管，有時(shí)還可能使整個(gè)缸蓋報(bào)廢?？紤]到本課題的實(shí)際情況，綜合經(jīng)濟(jì)效益等多方面的因素，最終采用常溫壓裝?，F(xiàn)階段壓裝進(jìn)給系統(tǒng)有多種形式，有液壓，滾珠絲杠，氣動(dòng)等，在要求有定位要求的位置多用滾珠絲杠以保證精度，液壓用在受力很大精度不高的場(chǎng)合，現(xiàn)階段數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)多用滾珠絲杠并配合伺服電機(jī)。國(guó)內(nèi)外的專用數(shù)控機(jī)床也多采用這種形式，因此本課題可以很好地應(yīng)用已有的成熟技術(shù)進(jìn)行研究處理從而完成進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

5、2 技術(shù)方案 方案一：如圖下圖所示，缸蓋以底面、兩對(duì)角座圈孔在工裝上定位。工裝上有四個(gè)伸入座圈孔內(nèi)的凸臺(tái)，凸臺(tái)高度33.6mm，用以控制導(dǎo)管壓裝的軸向位置。設(shè)置在凸臺(tái)中的伸縮銷用以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管的定心，伸縮銷隨壓裝過程下縮，保證其不干涉壓裝過程。壓裝之前在導(dǎo)管外圈均勻的涂一層二硫化鉬膏，將其套裝在伸縮銷上。因?yàn)閷?dǎo)管長(zhǎng)度有一定的公差，為保證將每一導(dǎo)管壓裝至限位凸臺(tái)，保證其下端面距底面的尺寸33.6mm,可采用逐個(gè)壓裝的方法。 為實(shí)現(xiàn)逐個(gè)壓裝，可將圖所示的工裝與工件分別送至壓頭下，并逐一壓裝。可采用數(shù)控十字滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)。方案二：還是上圖，只是壓頭改為四個(gè)導(dǎo)管一起壓的形式，這樣生產(chǎn)效率可以大大提高，但是壓頭會(huì)

6、變得很復(fù)雜，同時(shí)考慮到此發(fā)動(dòng)機(jī)年生產(chǎn)批量不是很大，四個(gè)壓頭一起壓力的分配不易平很。不過這樣一來機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)就會(huì)大大簡(jiǎn)化，但是鑒于畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，所以進(jìn)給系統(tǒng)不能過于簡(jiǎn)化。方案三：工作臺(tái)采用液壓推進(jìn)，采用行程開關(guān)來控制進(jìn)給量的大小，此方案實(shí)現(xiàn)容易，成本較低，但是后續(xù)工作繁多，還要配備液壓油路和電路控制總的看來工作了也很大而且液壓油的泄漏不易清理。方案四：采用手動(dòng)進(jìn)給，進(jìn)給系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但是對(duì)工人要求較高，定位不易保證，生產(chǎn)效率很低。綜合分析以上的四個(gè)方案，方案一符合畢業(yè)設(shè)計(jì)工作量要求，可以很好的鍛煉自己的能力，并且綜合了機(jī)械設(shè)計(jì)，電機(jī)選擇，數(shù)控程序的編制等學(xué)科，因此選擇方案一是很好

7、的選擇。3 理論分析傳動(dòng)系統(tǒng)擬定包括滾珠絲杠及其支承組合方式 , 伺服電動(dòng)機(jī)及其反饋裝置選擇 , 精度驗(yàn)算等 。應(yīng)用用于數(shù)控機(jī)床的伺服機(jī)構(gòu)有開環(huán)、半閉環(huán) 、閉環(huán)和混合伺服幾種方式 。開環(huán)系統(tǒng)主要多用在經(jīng)濟(jì)型數(shù)、控系統(tǒng)或老設(shè)備的數(shù)控改造 ; 混合伺服方式只有在大型機(jī)床中使用。在半閉環(huán)方式中 , 機(jī)床定位精度很大程度取決于滾珠絲杠的精度 , 通過選用高精度的滾珠絲杠 , 輔以螺距誤差補(bǔ)償?shù)却胧?, 半閉環(huán)完全可以滿足普通精度級(jí)的加工中心的定位精度的要求 。對(duì)定位精度特別高的加工中心來說 , 由于螺距誤差補(bǔ)償受絲杠溫度變化的影響和反向間隙補(bǔ)償受工件重量變化的影響 , 半閉環(huán)方式已不能滿足其精度要求

8、。在以上幾種方式中 , 一般根據(jù)目標(biāo)給定的精度要求 、機(jī)床種類來選用適當(dāng)?shù)乃欧绞?。半閉環(huán)是被最廣泛使用的伺服方式 。一般在設(shè)計(jì)是選用半閉環(huán)方式進(jìn)行初步設(shè)計(jì)與計(jì)算 , 當(dāng)半閉環(huán)方式不能滿足要求才選用全閉環(huán)方式和混合伺服方式 。采用所學(xué)的接口和相關(guān)控制原理與編程可以完成對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的精確定位，使的誤差嚴(yán)格控制在允許的范圍內(nèi)。 本設(shè)計(jì)根據(jù)定位誤差的要求和控制精度，選用開環(huán)控制來控制步進(jìn)電機(jī)，在步進(jìn)電機(jī)不失步的情況下滿足控制要求。為了減小動(dòng)靜摩擦力之差，防止出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，采用滾動(dòng)導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)傳遞采用滾珠絲杠，這樣設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)部分方案基本確定，在下文中將具體選擇型號(hào)。4 機(jī)床設(shè)計(jì)4.

9、1 機(jī)床壓裝力4.1.1壓裝力的介紹 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目要求，對(duì)于氣門導(dǎo)管的壓裝，壓裝力的大小對(duì)機(jī)床的大小，功率等有很大影響，是選擇支持導(dǎo)軌和支持結(jié)構(gòu)的決定性參數(shù)，因此壓裝力的計(jì)算方式和計(jì)算中的參數(shù)選擇有嚴(yán)格要求。4.1.2 技術(shù)數(shù)據(jù) 缸蓋材質(zhì)為HT250，硬度190250HB；導(dǎo)管材質(zhì)為合金鑄鐵，硬度220270HB；氣門導(dǎo)管在室溫時(shí)壓裝，壓裝前在導(dǎo)管外均勻涂一層潤(rùn)滑劑二硫化鉬；導(dǎo)管與底孔配合的最小過盈量為0.012mm，最大過盈量為0.034mm4.1.3 壓裝力計(jì)算 過盈配合壓裝力壓強(qiáng)計(jì)算公式:p0=dc1E1+c2E2 (1) E1,E2 -被包容件和包容件材料的彈性模量；c1,c2-被

10、包容件和包容件的剛性系數(shù)；C1=d2+d12d2-d12-v1 (2)C2=d22+d2d22-d2+v2 (3) 查表得 E1=1.8105MP v1=0.25查表得 E2=1.2105MP v2=0.3d=15mm d1=8mm d2=26mm 由所給圖片資料可知導(dǎo)管與底孔配合的最大過盈量為0.034mm有計(jì)算式(2)(3)可得 c1=1.5 c2=2.25所以配合面壓強(qiáng)為：p0=0.034151.51.8105+2.251.2105=83.7Nmm2 (4)配合面處的最大壓裝力： F=fidlp0 (5)查表得 fi=0.1 查圖片資料得l=60mm d=15mm所以由（5）計(jì)算的F=0

11、.13.14156083.7=23653.6N以上公式及數(shù)據(jù)來至于參考資料11由于此公式趨于保守計(jì)算的壓裝力較大，有足夠的大小可以滿足壓裝要求，所以取最大壓裝力23653.6N即為選擇導(dǎo)軌和壓頭的參考依據(jù)，不需要再乘以一個(gè)安全系數(shù)。4.2 機(jī)床的總體設(shè)計(jì)機(jī)床的總體設(shè)計(jì)是機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)機(jī)床的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著決定性作用，機(jī)床的總體設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過調(diào)查研究，檢索資料，掌握機(jī)床設(shè)計(jì)的依據(jù)；然后進(jìn)行工藝分析，擬定出性能先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)性好的工藝方案，必要時(shí)畫出加工示意圖，在此基礎(chǔ)上確定機(jī)床總體布局，畫出機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，確定設(shè)計(jì)機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)。1、 底座2、夾具3、工件4、立柱5、

12、操作按鈕及顯示屏6、伺服壓裝機(jī)4.3滾動(dòng)導(dǎo)軌的選取直線導(dǎo)軌的一種。直線導(dǎo)軌一般為二種，一種是滾動(dòng)式，一種是滑動(dòng)式，滾動(dòng)直線滑軌是一種滾動(dòng)導(dǎo)引，它由鋼珠在滑塊與滑軌之間作無限滾動(dòng)循環(huán)，使得負(fù)載平臺(tái)能沿著滑軌輕易的以高精度作線性運(yùn)動(dòng)，其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)引的1/50，使之能輕易地達(dá)到m級(jí)的定位精度?，F(xiàn)在滑塊與滑軌間的末制單元設(shè)計(jì)，使得線形滑軌可同時(shí)承受上下左右等各方向的負(fù)荷，專利的回流系統(tǒng)及精簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使線性滑軌有更平順且低噪音的運(yùn)動(dòng)。要選取滾動(dòng)導(dǎo)軌要先計(jì)算導(dǎo)軌的載荷，由于十字滑臺(tái)采用下托板，中托板，上托板的結(jié)構(gòu)，滾動(dòng)導(dǎo)軌承重為中托板和上托板以及工件的重量，初步設(shè)計(jì)中托板的質(zhì)量為m1=1

13、50kg，上托板的質(zhì)量為m2=100kg，工件質(zhì)量為m=30kg，在此所取得質(zhì)量是根據(jù)托板的長(zhǎng)寬高以及鑄鐵密度計(jì)算而得，并取得一定的質(zhì)量余量，從而使得在接下來的設(shè)計(jì)中不會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)不夠用的問題。在此處的十字滑臺(tái)中有兩套滾動(dòng)導(dǎo)軌副，規(guī)定下托板上的滾動(dòng)導(dǎo)軌副為滾動(dòng)導(dǎo)軌副1，中托板上的滾動(dòng)導(dǎo)軌副為滾動(dòng)導(dǎo)軌副2。4.3.1滾動(dòng)導(dǎo)軌副1的選取根據(jù)壓裝力的大小，及工作臺(tái)，工件總重量可求得滾動(dòng)導(dǎo)軌副1的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌選用GGB32型兩根導(dǎo)軌副上共有四個(gè)滑塊座安裝在工作臺(tái)上。由表2.9-5查的GGB32型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的C0a=34.4kN；法向載荷中壓裝時(shí)的靜載荷最大為：P1=F+m+m1+m29.8=23653

14、.6+2809.8=26397.6NL0 滿足使用要求因此選用GGB32-AA2P450E4.3.2 滑動(dòng)導(dǎo)軌副2的選取對(duì)于滑動(dòng)導(dǎo)軌副2選用GGB25，兩根導(dǎo)軌副上共有四個(gè)滑塊座安裝在工作臺(tái)上。由表2.9-5查的GGB25型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的C0a=25.3kN，法向載荷中壓裝時(shí)的靜載荷最大為：P1=F+m+m29.8=24927.6L0，但是壓裝時(shí)余量不足所以選擇大一號(hào)的滾動(dòng)導(dǎo)軌所以選用GGB32-AA2P450E以上公式及代號(hào)均參考于參考資料1.4.4 滾珠絲杠副的選取滾珠絲桿是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)

15、動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，這是滾珠螺絲的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，這項(xiàng)發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng)作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。常用的循環(huán)方式有兩種：外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。滾珠在循環(huán)過程中有時(shí)與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)；始終與絲杠保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)。其中應(yīng)用較廣的是插管式和螺旋槽式，它們各有特點(diǎn)，其軸向間隙的調(diào)整方法主要有墊片調(diào)隙式和螺紋調(diào)隙式。為了方便描述和計(jì)算在此指定驅(qū)動(dòng)中托板的滾珠絲杠為絲杠1，驅(qū)動(dòng)上托板的滾珠絲杠為絲杠2。機(jī)床年工作時(shí)間3820小時(shí)，年產(chǎn)量7萬件，則單件的生產(chǎn)所需時(shí)間為t0=60=3.27min除去安裝和拆卸工件所花費(fèi)的1min，剩

16、下2.27min，則單個(gè)導(dǎo)管壓裝所用去的時(shí)間為：t=2.27460=34.05s由所提供的圖片資料可知，四個(gè)導(dǎo)管分別在邊長(zhǎng)為75mm的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，壓裝順序依次為1-2-3-4。4.4.1滾珠絲杠1的選取根據(jù)所給數(shù)據(jù)，已知參數(shù)如下：絲杠驅(qū)動(dòng)的工作臺(tái)重量 m1=250kg絲杠驅(qū)動(dòng)最大重量 m2=280kg工作臺(tái)最大行程 l=200mm絲杠兩端為固定支承（E-F），每個(gè)支座安裝兩個(gè)60接觸角推力角接觸球軸承絲杠載荷 Fu=31N電機(jī)轉(zhuǎn)速 取n=1000rmin nmax=1500rmin工作臺(tái)最大速度 vmax=6mmin絲杠導(dǎo)程 ph=vmaxn=6mm當(dāng)量轉(zhuǎn)速 根據(jù)單位工件所需時(shí)間確定平移

17、75mm所需時(shí)間為2s，即可得兩秒轉(zhuǎn)過756=12.5r，即一分鐘內(nèi)nm=12.530=375rmin當(dāng)量載荷 Fm=Fu=31N計(jì)算動(dòng)負(fù)荷 Caj=KhKnfFm (7)要求壽命 Lh=71044=780h由表2.8-65查得Kh=Lh500131.16，由表2.8-66查得Kn=33.3n130.45綜合系數(shù) f=ftfhfafkfw=1110.531.3=0.408 （8）ft溫度系數(shù)，fh硬度系數(shù)，fa精度系數(shù)，fw負(fù)荷性質(zhì)系數(shù)，查表2.8-60 到2.8-64得ft=1，fh=1，fa=1，fk=0.53，fw=1.3即可得 Caj=KhKnfFm=1.160.450.40831=1

18、95.9N 滾珠絲杠副的型號(hào) 由表2.8-27選用FFZD型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)反向雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲杠副，型號(hào)FFZD3206，額定動(dòng)負(fù)荷Ca=15kNCaj，預(yù)緊力F0=0.25Ca=3750N13F 符合要求。絲杠螺紋部分長(zhǎng)度 L=工作臺(tái)最大行程+螺母長(zhǎng)度+兩端余量= 200+102+202= 342mm支承距離 L應(yīng)大于L ，L=450mm臨界轉(zhuǎn)速校核 nc=9900f22d2Lc2=99004.7320.02720.3252=57037rmin 絲杠底徑 d2=d0-1.2Dw=32-1.24=27.2mm=0.0272m支承方式系數(shù) f2由表2.8-66查得f2=4.75臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度

19、Lc=1022+200+20+450-3422=325mm=0.325m由上得ncnmax符合要求。壓桿穩(wěn)定校核 兩端固定支承，絲杠不受壓縮，因而不必校核穩(wěn)定性預(yù)拉伸計(jì)算 溫升引起的伸長(zhǎng)量t=tL=1110-63.50.342=13um 絲杠全長(zhǎng)伸長(zhǎng)量tz=1110-63.50.45=17um 預(yù)拉力Ft=tAEL=1710-640.3422.11011=6062N軸承選擇 軸端結(jié)構(gòu)，由表2.8-50得采用E-F型，軸承型號(hào)采用TVP,主要尺寸和參數(shù)由表2.8-39查得d=20mm，D=47mm，B=14mm， Z=15mm，Dw=5.953mm，Ca=19600N，預(yù)緊力F0=2300N。軸

20、承的最大軸向載荷為：Fmax=Ft+12Fmax=6062+1231=6077.5N由于F013Fmax=136077.5=2025.5 符合設(shè)計(jì)要求疲勞壽命計(jì)算額定動(dòng)負(fù)荷：C=KhKnF=1.160.456062=15626Caj，預(yù)緊力F0=0.25Ca=3250N13F 符合要求。絲杠螺紋部分長(zhǎng)度 L= 200+100+202= 340mm支承距離 L應(yīng)大于L ，L=450mm臨界轉(zhuǎn)速校核 nc=9900f22d2Lc2=99004.7320.02020.3252=42359rmin由上得ncnmax符合要求。預(yù)拉伸計(jì)算 溫升引起的伸長(zhǎng)量t=tL=1110-63.50.34=13um 絲

21、杠全長(zhǎng)伸長(zhǎng)量tz=1110-63.50.45=17um 預(yù)拉力Ft=tAEL=1710-640.342.11011=3363N軸承選擇 軸端結(jié)構(gòu)，由表2.8-50得采用E-F型，軸承型號(hào)采用36203,主要尺寸和參數(shù)由表2.7-6查得d=17mm，D=40mm，B=12mm， Ca=8380N。軸承的最大軸向載荷為：Fmax=Ft+12Fmax=3363+1233=3379.5N疲勞壽命計(jì)算額定動(dòng)負(fù)荷：C=KhKnF=1.160.453363=8669Ca 初選36203型軸承的額定動(dòng)負(fù)荷小于8669N，所以改用TVP，由表2.8-39查得d=20mm，D=47mm，B=14mm， Z=15m

22、m，Dw=5.953mm，Ca=19600N，預(yù)緊力F0=2300N。定位精度校核： 絲杠在拉壓載荷下的最大彈性位移 smax=Fl4AE106=0.4533440.020222.11011106=0.06um絲杠與螺母間的接觸角變形 查2.8-27得FFZD3206滾珠絲杠副的接觸角剛度Kc=910N/um c=FKc=33910=0.04um軸承的接觸變形 由計(jì)算得 KB=270 B=FKB=33270=0.12um絲杠系統(tǒng)總位移 =smax+c+B=0.06+0.04+0.12=0.22um滿足定位精度，因此選用滾珠絲杠副型號(hào)為FFZD256-3-1/450340,兩端支承為E,F型，軸

23、承型號(hào)為TVP。以上計(jì)算公式及數(shù)據(jù)的選擇均參考與參考資料1中滾珠絲杠章節(jié)。4.5步進(jìn)電機(jī)的選取步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度即步進(jìn)角?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。指定與絲杠1相連的是步進(jìn)電機(jī)1，與絲杠2相連的是步進(jìn)電機(jī)2.4.5.1步進(jìn)電機(jī)1的選取脈沖當(dāng)量的選擇： 初選三相步進(jìn)電機(jī)采用三相六拍運(yùn)行方式，步距角=0.75，其每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)s=360=480pr。初選脈沖當(dāng)量=0.0125mmp，電機(jī)到滾

24、珠絲杠傳動(dòng)比為i=1。等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算： TLF=uwl2si=0.0042809.80.00620.81=0.0125Nm等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算：滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js=d04L32=3.147.851030.03240.4532=3.63510-4kgm2托板運(yùn)動(dòng)慣量換算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為Jw=ml221i2=2800.00623.14211=2.5610-4kgm2因此換算到電機(jī)軸上的總慣量性負(fù)載為JL=Js+Jw=3.63510-4+2.5610-4=6.19510-4kgm2初選步進(jìn)電機(jī)型號(hào)：已知TLF=0.0125Nm，JL=6.19510-4kgm2，初選步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為110BF003，其最大靜扭矩Tmax=8Nm，轉(zhuǎn)子慣量Jm=4.710-4kgm2由上可得TLFTmax=0.01258=1.5610-30.5 JLJm=6.19510-44.710-4=1.324該型號(hào)電動(dòng)機(jī)規(guī)定最小加減速時(shí)間為1sfL=fm1+JLJm=10001+6.19510-44.710-4=657Hzfm為電動(dòng)機(jī)本身的起動(dòng)頻率起動(dòng)時(shí)間ta=0.1047JL+JmnmTm-Tf=0.10476.19510-4+4.710-482.1253.5-0.0125=0.0027sTLF=0.0125Nm，故可用此頻率。最大快移速度v2=16fmaxli=160.75