6140普通车床数控改造参数设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 江苏城市职业学院毕业论文 6140 普通车床数控改造参数设计 作 者： 学 号： 班 级： 指导教师 ： 江苏城市职业学院 二 一 三 年 四 月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 江苏城市职业学院 高职毕业 论文 6140 普通车床数控改造参数 作 者 孙振德 指导教师 杨旭东 学科级别 高职专科 培养院系 机电工程系 学科专业 机械 学 科类别 工学 答辩委员会主席 评 阅 人 二 一 三 年 四 月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 目前，我国车床与发达国家相比，型号陈旧，技术水平落后，严重影响了生产的发展。采用先进的数控机床，已经成为当今世界制造业 的发展趋势。鉴于国内制造业中普通机床的占有率较高，提高车床数控化率有两个可行的途径，一是购置新的数控机床；二是把卧式车床改装成数控机床。但由于国内经济状况和本着勤俭节约的精神，如果使大批量的普通机床报废将是一个很大的浪费 。因此，各个企业可根据自身的情况，斟酌进行数控化的提高 ，对一些机床进行数控化改造 。 数控机床由机床、数控系统和外围设备三部分组成。卧式车床改造的目的是利用数控系统控制原有机床自动完成机械加工任务，提高车床的加工精度和生产率。在考虑经济型数控机床改造的具体方案时，所遵循的原则是，在满足需要的前提下，对原有车床 尽可能减少改动量，以降低改造成本。改造中需要解决的问题是：增加数控装置，设计微机控制装置或选用经济型的数控系统；将现有机械传动的进给装置改造成数控控制的无极自动变速的进给系统；将丝杠换成滚珠丝杠，提高传动 精度；手动控制的刀架转位装置改造改造成数控装置控制的自动回转刀架；加装脉冲编码器，实现螺纹的自动切削。 本 文 为以 6140 普通车床的数控化改造为例，介绍了机床数控化改造的方法，包括其结构的设计，性能与精确的选择以及最后改造方案的确定。 关键词 ： 数控、机床、发展、改造 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . 录 . 绪论 . 1 . 1 . 1 2 数控改造设计 . 3 . 3 控系统的介绍 . 4 轴滚珠丝杠及步进电机的选择和计算 . 6 轴滚珠丝杠及步进电机的选择和计算 . 16 . 24 . 25 结论 . 29 参考文献 . 31 作者简介 . 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 述 ： 机床有很多种，而我们则是要对 6140 卧式车床进行改造 ，改造后使其机床可以实现外圆、锥度、螺纹、端面等加工的自动控制，提高原机床的生产效率，降低了劳动强度。 本 文 主要围绕在车床上增设数控装置和执行元件，选择合适的机床伺服系统等方面进行 数控化改造的项目：控制系统的选定。本文系统属于开环控制，结构简单、驱动力大、成本低、抗干扰性强，能很好地满足生产的需要，但是系统稳定性不高；机械部分的改造。主要有滑动导轨副 、 丝杠传动副 、 拖板系统 ；主轴同步传感器的安装及选择；车刀刀架的改造。 控机床简介 ： 数控机床是数字控制机床（ 简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。 20 世纪 40 年代末，美国开始研究数控机床， 1952 年，美国麻省 理工学院 (服机构实验室成功研制出第一台数控铣床，并于 1957 年投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代的开始。数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。我国于 1958 年开始研制数控机床，成功试制出配有子管数控系统的数控机床， 1965 年开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。经过几十年的发展，目前的数控机床已实现了计算机控制并在工业界得到广泛应用，在模具制 造行业的应用尤为普及。 数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。 控制系统用于数控机床的运算、管理和控制，通过输入介质得到数据，对这些数据进行解释和运算并对机床产生作用；伺服系统根据控制系统的指令驱动机床，使刀具和零件执行数控代码规定的运动；检测系统则是用来检测机床执行件 (工作台、转台、滑板等 )的位移和速度变化量，并将检测结果反馈到输入端，与输入指令进行比较，根据其差别调整机床运动；机床传动系统是由进给伺服驱动元件至机床执行件之间的机械进给传动装置；辅助系统种类繁买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 多，如 ：固定循环 (能进行各种多次重复加工 )、自动换刀 (可交换指定刀具 )、传动间隙补偿偿机械传动系统产生的间隙误差 )等等。 功能 名称 规格 控制轴 控制轴数 2 轴（ X ， Z） 同时控制轴数 2 轴 输入指令 最小设定单位 最小移动单位 最大指令 9 9 9 9 . 9 9 9 毫 米 进给 快速进给 1200 /毫 米 分 （最大值） 进 给速度范围 每分进给 1 8 0 0 0 /毫 米 分 每转进给 0 . 0 0 0 1 5 0 0 . 0 0 0 0 毫 米 / 转 螺纹导程 0 . 0 0 0 1 5 0 0 . 0 0 0 0 毫 米 自动加减速 有（直线，指数） 进给速度倍率 0 150% 手动 手动连续进给，手动返回参考点，单步进给 同时一轴 1 ， 10 ， 100 手轮机能 有 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 2 数控改造设计 控系统的选择 数控系统一 般由输入 /输出装置、数控装置、驱动控制装置、辅助控制装置四部分组成，机床本体为被控对象，如图所示： 输入装置的作用是将信息载体上的数控加工程序输入数控装置。输入的内容和状态可以通过输出装置观察。常用的输入 /输出装置为操作键盘和 示器。 数控系统的选择应根据改造后要达到的精度、各种性能指标等选用性价比合适、技术先进的数控系统，当然还要 考虑售后维修服务的便捷。数控系统所具有的功能要与准备改造的数控机床所能达到功能相匹配，尽量避免单纯追求数控系统的高性能指标。 目前，市场上生产 数控系统的公司厂家很多，国 外著名的如德国的 司、日本的 司；国内的如武汉华中数控股份有限公司、广州数控设备厂。国内数控系统大体分为经济型数控系统，中档型数控系统及高档数控系统 3 种。经济型数控系统又分为开环和闭环两种。开环经济型数控系统具有成本低、稳定性好的优点，在控制精度要求不高的机床数控化改造中多被选用。 即我们选用 北京凯恩帝数控技术有限责任公司的 统 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 控系统的介绍 北京凯恩帝数控技术有限责任公司针对中国国情开发的新一代控制全数字步进电机的更为经济的车床 及两轴机械控制用数控系统，控制电路采用了 32 位高性能处理器，超大规模定制式集成电路芯片，多层印刷电路板，显示器采用了英寸高分辨 率的彩色液晶屏，整个工艺采用表贴元器件，在保留车床常用的功能前提下进一步简化系统是整套系统更为紧凑，体积极大地缩小，同时也使系统的可靠性进一步地提高。在控制面板上， 将 作面板与机床操作面板集成为一体，极大地简化了联机。全屏幕中文菜单操作，界面直观，操作更加简化、明了，从而使系统具有极高的性能价格比。 采用 800 480 分辨率、 7 英寸 色液晶屏，只能配步进驱动器。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 轴滚珠丝杠 及步进电机的选择 和 计算 向机械传动部分的数控化改造和设计计算 （） 切削力的计算。由机床设计手册可知，切削功率 K式中 主轴电动机功率， 4； 主传动系统总效率，一般为 进给系统功率系数，取 则 4 0 . 8 0 . 9 6 3 . 0 7 2cP k W k W 切削力功率应按在各种加工情况下经常遇到的最大切削力和最大切削转速来计算， 即 31060P 式中 主切削力（ N） ; 切削速度 m 。 按最大切削速度计算，取 =100 m ,则主切削力 3360 6 0 3 . 0 7 21 0 1 0 1 8 4 3 . 2100F N N 由机床设计手册可知，在外圆车削时： 0 ， 0 . 1 5 0 . 6 5 取纵向切削分力 横向切削分力 则 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 0 . 5 0 . 5 1 8 4 3 . 2 9 2 1 . 6 N N 0 . 6 0 . 6 1 8 4 3 . 2 1 1 0 5 . 9 2 N （） 滚珠丝杠设计计算 1 螺纹滚道型面的选择：单圆弧型面，双圆弧型面。 要求：经济，易调试，稳定。 方案：选用双圆弧型面。 原因：双圆弧型面接触角不变，双圆弧交接处尚有小 空隙可容纳一些赃物，这对滚珠丝杠有利而不致堵塞。 2 滚珠循环方式：内循环，外循环。 方案：选用外循环。 原因：结构简单、工艺性优良、适合成批生产、经济实用，适用于重载荷传动、高速驱动及精密定位系统，是目前应用最广泛的结构。 3 轴向间隙的调整和预紧力的选择：垫片式、螺纹式、齿差式。 要求：经济可靠、易拆装、刚度高。 方案：选用双螺母垫片式预紧。 原因：结构简单、装卸方便、刚度高。 （） 计算进给牵引力 根据机床设计手册中进给牵引力的实验公式计算，纵向为三角 形导轨，则 +m x F f F G 式中 切削分力 (N); K 颠覆力矩影响的实验系数， K=f 滑动导轨摩擦因数， f = f = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 G 溜板及刀架重力， G=1000 N。 则 1 . 1 5 9 2 1 . 6 0 . 1 6 1 8 4 3 . 2 1 0 0 0 1 5 1 4 . 7 5 2 N N （） 计算最大动载荷 C（ N） 3 w H mC t f f F 其中 66010 01000 式中 t 寿命，以 610 为 1单位； n 丝杠转速； 0P 滚珠丝杠导程，初选0P=6 S 最大切削力下的进给速度，可取最高进给速度的 1 3 1 2，本机床取 1 2； 运转系数，按一定运转 硬度系数，为 60，小于 601， 本机床取 1； T 使用寿命，按 15000h 计算； 则 01000 1 0 0 0 0 . 6 0 . 5 / m i n 5 0 / m i r 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 666 0 6 0 5 0 1 5 0 0 0 451 0 1 0r r 万 万33 4 5 1 . 3 1 2 7 0 0 . 1 6 1 2 4 8 5 . 8w H mC t f f F N N （ 5） 选择滚珠丝杠螺母副。查机械零件设计手册，根据原则，是选择的滚珠 丝杠的额定动载荷大于计算的最大工作载荷。由上面初选丝杠导程及计算所得的最大动载荷，选取滚珠丝杠型号为 5，其表示外循环插管式 、双螺母垫片预紧、导珠埋入式的滚珠丝杠，公称直径为 40导程为 6 右 旋螺纹，载荷钢球为 5圈，精度 3 级的定位滚珠丝杠副。 5的额定动载荷为 28770强度足够。 5型滚珠丝杠具体再见表。 4型滚珠丝杠具体参 数 公称直径 /程/珠直径/杠直径/纹底径 /定载荷 /N 接触刚度 /(N/ m) 0 8770 95970 2191 （ 6）滚珠丝杠的验算 1）传动效率计算。根据机械原理，丝杠螺母副的传动效率 0为 0 ta n 式中 摩擦角， =10 ； 螺旋升角，根据 t a n 3 . 1 4 螺 距公 称 直 径，可得 =273 则 0 t a n t a n 2 7 3 0 . 9 6 6t a n t a n 2 7 3 1 0 2 刚度验算。滚珠丝杠工作时 受轴向力和转矩的作用，将引起导程0文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 因滚珠丝杠受转矩时引起的导程变化很小，可忽略不计，所以工作负载引起的导程变化量0P为 00 A 式中 E 材料弹性模量，对于钢， 4 6 22 0 . 6 1 0 2 0 . 6 1 0 / P N c m A 滚珠丝杠的截面积，按丝杠螺纹底纹经确定 d，即 d= 则 229 . 6 74A d c m 0P 滚珠丝杠导程，0P=6其中，“ +”用于拉伸时，“ -”用于压缩时。 600 61 5 1 4 . 7 5 2 0 . 6 4 . 5 6 2 1 02 0 . 6 1 0 9 . 6 7c 滚珠丝杠受转矩引起的导程变化量 P 很小，可以忽略不计，即10，所以导程变形误差 P总为 00= 总总式中 P总 纵向最大行程，由机床 说明书可知， P总=90090 则 690= 8 . 1 3 3 1 0 m = 1 2 . 2 6P 总 由机床说明书可知，丝杠纵向有效行程为 900且丝杠精度 为 3 级，查机械零件设计手册电子版（有效行程程变动量纵向行程允许的行程变量为 17 m ， P总为 1 2 .2 m 1 7 m ,故刚度足够。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 表 2效行程位： m ） 有 效 行 程/ul 精度等级 1 2 3 4 5 大于 至 15 6 6 8 8 12 12 16 16 23 23 800 1000 11 9 15 13 21 17 29 25 40 33 2 3 3） 稳定性校核。要使滚珠丝杠不失稳的条件是： 临界负载荷 根据公式 22 式中 杠支承方式系数，查 机械零件设计手册可知推 简支）； E 材料弹性模量 ，对于钢 4 6 22 0 . 6 1 0 2 0 . 6 1 0 / P N c m ； L 机械零件设计手册可知， 5 丝杠的 两支承端距离 为 1600160 K=1/4； 464，其中 0 1 .2 wd d D买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 式中 0d=404 则 4 444 1 . 2 0 . 3 9 6 9 7 . 5 3 264I c m c m 2622 . 0 3 . 1 4 2 0 . 6 1 0 7 . 5 3 2 1 298791 6 0 4 N 7）确定齿轮传动比。可由0360P 可以计算，其中 p = b 参考实用微电机手册，初选b=；0P=6则 3 6 0 0 . 0 1 0 . 80 . 7 5 6i 可选定齿轮齿数为 123240 齿轮材料采用 40质处理，精度等级取 7 级，前后轴承选用 8024 型流动轴承，齿轮传动时效率为 由于进给运动齿轮受力不大，且根据优先选用第一系列的原则，取 m=2由经验公式可知，齿宽 b=20则分度圆直径分别为 11 3 2 2 6 4d Z m m m m m 22 4 0 2 8 0d Z m m m 中心距可得 12 2 3 2 4 0 7222m Z Za m m m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 1）负载转矩 算根据能量守恒原理，电动机等效负载转矩可按下式估算： 3002 7 0 0 . 1 6 6 1 0 3 . 4 0 72 2 3 . 1 4 0 . 9 6 6 0 . 9 8 0 . 8 m N 若不考虑启动时运动部件惯性的影响，则起动转矩为 3 0 取安全系数为 T m 3 . 4 0 7 1 1 . 9 40 . 3 0 . 3 m N m 查实用微电机手册，当步进电机为五相十拍时，选步进电机的起动转矩和最大静转矩的关系m a 9 5，则 m a . 3 6 1 1 . 9 40 . 9 5 1 m N m 2）初选步进电机 型号。查实用微电机手册，根据估算出来的最大静转矩m a x 1 1 . 9 4 m，可初选 130280 型步进电机，其最大静转矩为 45基本可满足要求。 3）各种工况下转矩计算 负载转动惯量计算。折算到电动机轴上的转动惯量按下式估算。 2 2011 2 32 2J J J 式中 折算到电动机轴上的转动惯量 2kg 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 1J 齿轮的转动惯量 2kg 2J 齿轮的转动惯量 2kg 3J 滚珠丝杠的转动惯量 2kg g 重力加速度。 对于材料为钢的圆柱形零件，其转动惯量按下式估算： 447 0J D L 式中 D 圆形零件的直径； L 零件轴向长度。 则 4 4 2 214 4 2 224 4 2 23222227 . 8 1 0 6 . 4 2 2 . 6 1 77 . 8 1 0 8 2 6 . 3 9 07 . 8 1 0 4 1 6 0 3 1 . 9 4 93 2 1 0 0 0 0 . 62 . 6 1 7 6 . 3 9 0 3 1 . 9 4 94 0 9 . 8 2 3 . 1 42 7 . 7 5 0FJ k g c m k g c mJ k g c m k g c mJ k g c m k g c mJ k g c m k g c mk g c m 快速空载起动时所需转矩 T。因数控机床对动态性能要求较高，确定电动机最大静转矩时，应满足快速空载起动时所需转矩 m a x 0 T T 式中 快速空载起动时所需的转矩 克服摩擦所需的转矩 0T 丝杠预紧所引起的折算到电动机轴上的附加转矩 由动力学可知： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 其中30， t=30 。 则 4m a 0 0 0 . 8/ m i n 2 6 6 . 7 / m i 1 4 2 6 6 . 72 7 . 7 5 0 1 0 2 . 5 8 23 0 0 . 0 31 0 0 0 0 . 1 6 6 1 00 . 2 0 22 2 3 . 1 4 0 . 9 6 6 0 . 9 8 0 . 85 0 4 . 9 2 6 1 00 . 6 3 7 02 2 3 . 1 4 0 . 9 6 6 0 . 9 8 0 . 8r m N mG f m N m N 式中 0F 预加载荷，一般为最大轴向载荷的 1/3，即 0 11 2 7 0 0 . 1 6 9 0 0 . 0 533 N N 则 m a x 0 2 . 5 8 2 0 . 2 0 2 1 . 1 3 5 3 . 9 1 9q a T T N m N m 快速移动时所需转矩 0= 0 . 2 0 2 1 . 1 3 5 1 . 3 3 7 T N m N m 快 最大切削负载时所需转矩 003T = = 2 8 6 1 00 . 2 0 2 1 . 1 3 52 3 . 1 4 0 . 9 6 6 0 . 83 . 4 7 3xf o T 切 削从以上计算可以看出，快速空载起动时所需转矩 T、快速移动时所需转矩 切三种工况下，快速空载起动时所需转 矩 以，以此项作为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 校核初选电动机的依据，起动转矩和最大静转矩的关系：m a 9 5 1,则 m a 9 1 9 4 . 1 20 . 9 5 1 m N m 步进电机的最高工作频率 m a xm a x 1000 1 0 0 0 2 3 3 3 3 . 3 36 0 0 . 0 1 6 0 z H z 由以上选型及计算，最终选用 130步进电机，其主要参数； 130280 型步进电机参数 型号 相数 额定电压/V 静态电流/A 步矩角 /（） 保持转矩（ 空载起动频率/空载运行频率/130 220 12 0 6/5 1600 2500 根据机电一体化机械系统设计， 130280步进电机允许的最高空载起动频率为 1600允许的最高空载运行频率为 2500所以，必须采用升降速控制和高低压驱动电路。 轴滚珠丝杠及步进电机的选择和计算 向机械传动部分的数控化改造和设计计算 （ 1）切削力的计算。因为横向进给量为纵向的 1 3 1 2，取 1 2，则横向主切削力约为纵向的 1 2。 1 1 8 4 3 . 2 9 2 1 . 62 N 由机床设计手册可知，其经验公式为 ， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 式中 F 0 . 5 F 0 . 5 9 2 1 . 6 N 4 6 0 . 8 F 0 . 6 F 0 . 6 9 2 1. 6 N 5 5 2 . 9 6 （ 2）滚珠丝杠设计计算 滚珠丝杠的选型方案可参照纵向机械传动部分的数控化改造和设计计算中的选型方案及选择原因选择横向滚珠丝杠，即 1） 螺纹滚道型面选用双圆弧面。 2） 滚珠循环方式选用外循环。 3） 轴向间 隙的调整和预紧力选用双螺母垫片式预紧。 (3)计算进给牵引力 根据机床设计手册中牵引力的计算公式计算，横向为燕尾形导轨，则 1 . 4 2m Y z f F F G 则 F 1 . 4 5 5 2 . 9 6 + 0 . 1 6 9 2 1 . 6 2 4 6 0 . 8 6 0 0 1 1 6 5 . 0 5 6m （ 4） 计算最大动载荷 C（ N） : 由式 01000 1 0 0 0 0 . 3 0 . 5 / m i n 3 7 . 5 / m i r 666 0 6 0 3 7 . 5 1 5 0 0 01 0 1 0 万 /r= /r 33 3 3 . 7 5 1 . 3 1 1 1 6 5 . 0 5 6 4 8 9 4 . 5 7 2w H mC t f f F N N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 (5)选择滚珠丝杠螺母副 根据 原则，使选取的滚珠丝杠的确定额定载荷大于计算的最大工作载荷，查机械零件设计手册电子版，由上面初选丝杠导程及计算所得的最大动载荷，选取滚珠丝杠型号 5，其表示外循环差管式、双螺母垫片预紧、导珠管理入式的滚珠丝杠，公称直径为 20导程为 4右旋螺 纹，载荷钢球为 5圈，精度 3级的定位滚珠丝杠副。 5的额定动载荷为 10639N强度足够。 5型滚珠丝杠具体参数见表 2 5. 表 2 5 4型滚珠丝杠具体参数 D 1 1 M 40 66 53 11 0 6 100 39 4 3 称 直径导程钢 球 直径丝杠外径螺纹底径额定载荷 N 接触刚度 N/ m 0 0639 28722 178 （ 6）滚珠丝杠的验算 1）传动效率计算。根据机械原理，丝杠螺母副的传动效率0可以计算，其中 10； 根据 t a n 3 . 1 4 螺 距公 称 直 径，可得 =364，则 0t a n t a n 3 6 4 0 . 9 7 2t a n ( ) t a n ( 3 6 4 1 0 ) 2)刚度验算。滚珠丝杠工作时受轴向力和转矩的作用，将引起导程0滚珠买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 丝杠受转矩时引起的导程变化很小，可忽略不计，所以工作负载引起的导程变化量可以由00 A 计算。其中，对小钢， 622 0 . 6 1 0 /E N c m ； A 按丝杠螺纹底径确定 d，即 d=则由 24得 222 . 2 74A d c m 0P=4则 600 61 1 6 5 . 0 5 6 0 . 4 9 . 9 6 5 8 1 02 0 . 6 1 0 2 . 2 7c m c 滚珠丝杠受转矩引起的导程变化量 P很小，可以忽略不计，即10，所以导程变 形 总 误 差 P总可由00 总总计 算 。 其 中 由 机 床 说 明 书 可 知 24024则 624= 9 . 9 6 5 8 1 0 c m = 5 . 9 8 4P 总由机床说明书可知丝杠纵向有效行程为 900且丝杠精确度等 级为 3级，查机械零件设计手册电子版 l 有效行程向行程允许的行程变动量为 12 m ， 5 的 P 总为 10 m 1 2 m ,故刚度足够。 表 2 6 有效行程 有效行程位： m ） 有效行程精度等级 1 2 3 4 5 大于 至 15 6 6 8 8 12 12 16 16 23 23 800 1000 11 9 15 13 21 17 29 25 40 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 3)稳定性校核。要使滚珠丝杠不失稳的条件是：临界负载荷由式22 计算出。其中 机械零件设计手册可知 ： 推 简支）；对于钢 ， 4 6 22 0 . 6 1 0 2 0 . 6 1 0 / P N c m ； L 查机械零件设计 手册可知，5 丝 杠 的 L=600 60 K=1/4 ；0d=20 20 则 4 442 1 . 2 0 . 2 3 8 1 0 . 4 164I c m c m 2622 . 0 3 . 1 4 2 0 . 6 1 0 0 . 4 1 1 115666 0 4 N （ 7）确定齿轮传动比。可由0360 可以计算，其中 0 . 0 0 5 m m /p 步； b 参考实用微电机手册，初选 ； P=4则 3 6 0 0 . 0 0 5 0 . 60 . 7 5 4i 可选定齿轮齿数为 121830 齿轮材料采用 40质处理，精度等级取 7 级，前后轴承选用 8024 型流动轴承，齿轮传动时效率为 由于进给运动齿轮受力不大，且根据优先选用第一系列的原则，取 m=2，由经验公式可知，齿宽 b=20则分度圆直径分别为 11221 8 2 3 63 0 2 6 0d Z m m m m m m m m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 中心距可得 12 2 1 8 3 0 4822m Z Za m m m m 计算 1）负载转矩（最大静转矩（计算根据能量守恒原理，电动机等效负载转矩可按下式估算： 301 5 1 4 . 7 5 2 4 1 0 1 . 6 92 2 3 . 1 4 0 . 9 7 2 0 . 9 8 0 . 6mm m N 若不考虑启动时运动部件惯性的影响 ，则起动转矩可计算。取安全系数为 1 . 6 9 5 . 6 20 . 3 0 . 3T N m N m 查实用微电机手册，当步进电机为五相十拍时，m a 9 5 1，则 m a 6 2 5 . 9 10 . 9 5 1 m N m 2）初选步进电机型号。查实用微电机手册，根据估算出来的最大静转矩m a x 5 m，可初选 110步进电机，其最大静转矩为 12本可满足要求。 3）各种工况下转矩计算 负载转动惯量计算。折算到电动机轴上的转动惯量按下式估算。 2 2011 2 32 2J J J 对于材料为钢的圆柱形零件，其转动惯量按下式估算： 447 0J D L 则 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 4 4 2 214 4 2 224 4 2 23222227 . 8 1 0 3 . 6 2 0 . 2 6 27 . 8 1 0 6 2 2 . 0 2 27 . 8 1 0 2 6 0 0 . 7 4 91 8 6 0 0 0 . 40 . 2 6 2 2 . 0 2 0 0 . 7 4 93 0 9 . 8 2 3 . 1 41 . 3 4 8FJ k g c m k g c mJ k g c m k g c mJ k g c m k g c mJ k g c m k g c mk g c m 快速空载起动时所需转矩 T。因数控机床对动态性能要求较高，确定电动机最大静转矩时，应满足快速空载起动时所需转矩 m a x 0 T T 式中 快速空载起动时所需的转矩（ 克服摩擦所需的转矩（ 0T 丝杠预紧所引起的折算到电动机轴上的附加转矩（ 由动力学可知： 其中，30， t=30 。 则 4m a 0 0 0 . 6/ m i n 1 5 0 / m i 1 4 1 5 01 . 3 4 9 1 0 0 . 0 7 0 63 0 0 . 0 36 0 0 0 . 1 6 4 1 00 . 1 0 72 2 3 . 1 4 0 . 9 7 2 0 . 9 8 0 . 65 0 4 . 9 2 4 1 00 . 5 62 2 3 . 1 4 0 . 9 7 2 0 . 9 8 0 . 6r m N mG f m N m N 0 11 1 5 1 4 . 7 5 2 5 0 4 . 9 233 N N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 119709