CA6150普通车床的数控技术改造设计【毕业论文+CAD图纸全套】

本科毕业设计（论文）通过答辩 南 昌 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 ) 机械动力工程系 系 数控 专业 毕业设计（论文）题目 通车床的数控技术改造 学 生 姓 名 班 级 数控三班 学 号 指 导 教 师 完 成 日 期 2007 年 6 月 15 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 目录 第一章 绪论 - 3 - 数控技术和装备发展趋势 - 3 - 第二章 数控机床 系统总体设计 - 8 - 一 总体方案设计内容 - 8 - 二 总体方案确定 - 8 - 第三章 进给系统设计计算 - 10 - 一 选择脉冲当量 - 10 - 二 计算切削力 - 10 - 三 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 - 11 - 四 齿轮进给齿轮箱传动比计算 - 20 - 五 步进电机的计算和选型 - 21 - 第四章 微机数控系统的设计 - 26 - 一 微机数控系统的设计纲要 - 26 - 一 硬件电路设计 - 26 - 二 软件电路设计 - 27 - 二 8031 单片机及其扩展 - 27 - 一 8031 单片机的简介 - 27 - 二 8031 单片机的系统扩展 - 28 - 三 存储器扩展 - 30 - 四 I/O 口的扩展 - 31 - 三 步进电机驱动电路 - 32 - 一 脉冲分配器（环行分配器） - 32 - 二 光电隔离电路 - 33 - 三 功率放大器 - 33 - 四 其他辅助电路 - 34 - 四 数控系统的软件设计 - 35 - 一 软件脉冲分配器 - 35 - 二 逐点比较法插补程序 - 37 - 三 步进电机升降速软件设计 - 38 - 第五章 数控机床零件加工程序 - 40 - 第六章 总结与展望 - 41 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 第一章 绪论 数控技术和装备发展趋势 当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状，在此基础上讨论了在我国加入 对外开放进一步深化的新环境下，发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性，并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发 展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过 “各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产 ”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及 其产业，而且在 “高精尖 ”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域： (1)机械制造技术； (2)信息处理、加工、传输技术； (3)自动控制技术； (4)伺服驱动技术； (5)传感器技术； (6)软件技术等。 1 数控技术的发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（ 车、轻工、 意料等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字 化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有 以下几个方面 1 4。 1 1 高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次， 缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为 5 大现代制造技术之一，国际生产工程学会（ 其确定为 21世纪的中心研究方向之一。 在轿车工业领域，年产 30 万辆的生产节拍是 40 秒 /辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料 “掏空 ”的方法来制买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他 联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 从 会情况来看，高速加工中心进给速度可达 80m/至更高，空运行速度可达 100m/右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国司的 床进给速度最大达 60m/速为 100m/速度达 2g，主轴转速已达 60 000r/工一薄壁飞机零件，只用 30同样的零件在一般高速铣床加工需 3h，在普通铣床加工需 8h；德国 司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达 12*!000r/ 1g。 在加工精度方面，近 10 年来，普通级数控机床的加工精度已由 10m 提高到5m，精密级加工中心则从 3 5m，提高到 1 且超精密加工精度已开始进入纳米级 ( 在可靠性方面，国外数控装置的 已达 6 000h 以上，伺服系统的 0000h 以上，表现出非常高的可靠性。 为了实现高速、高精加工，与之配 套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。 5 轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用 5 轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为， 1 台 5 轴联动机床的效率可以等于 2台 3 轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时， 5 轴联动加工可比 3 轴联动加工发挥更高的效益。但过去因 5 轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比 3 轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了 5 轴联动机 床的发展。 当前由于电主轴的出现，使得实现 5 轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型 5 轴联动机床和复合加工机床（含 5 面加工机床）的发展。 在 会上，新日本工机的 5 面加工机床采用复合主轴头，可实现 4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得 5 面加工和 5 轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国 司展出 列加工中心，可在一次装夹下 5 面加工和 5 轴联动加工，可由 统控制或 能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21 世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维 修等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的 欧共体的 日本的 中国的 。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。 网络化数控装备是近两 年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在 中，日本山崎马扎克（ 司展出的 “智能生产控制中心，简称 日本大隈（ 床公司展出 “IT 信息技术广场，简称 ；德国西门子 (司展出的 放制造环境，简称 ，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。 视新技术标准、规范的建立 于数控系统设计开发规范 如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(研究和制定，世界 3 个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。 我国在 2000 年也开始进行中国的 控系统的规范框架的研究和制定。 于数控标准 数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的 50 年间的信息交换都是基于 准，即采用 G， M 代码描述如何（ 工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的 统标准 其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整 个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。 出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先， 出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中， 工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下， 序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次， 控系统还可大大减少加工图纸（约 75）、加工程序编制时间（约 35）和加工时间（约 50）。 目前，欧美国家非常重视 研究，欧洲 发起了 划(参加这项计划的有来自欧洲和日本的 20 个买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 户、厂商和学术机构。美国的 司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型 (其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了 及欧洲 控系统的原型样机上进行了验证。 2 对我国数控技术及其产业发展的基本 估计 我国数控技术起步于 1958 年，近 50 年的发展历程大致可分为 3 个阶段：第一阶段从 1958 年到 1979 年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的 “六五 ”、“七五 ”期间以及 “八五 ”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的 “八五 ”的后期和 “九五 ”期间，即实施产业化 的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在 “九五 ”末期，国产数控机床的国内市场占有率达 50，配国产数控系统（普及型）也达到了 10。 纵观我国数控技术近 50 年的发展历程，特别是经过 4 个 5 年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。 本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。 基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。 发、管理人才的基本队伍。 虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速 度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。 国外先进水平大约落后 10 15 年，在高精尖技术方面则更大。 场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。 对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。 分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。 国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。 技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。 良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。 业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。 3 对我国数控技术和产业化发展的战略思考 略考虑 我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步 “空芯 ”。我们以资源、环境、 市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际 “加工中心 ”和 “组装中心 ”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。 我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制， “东芝事件 ”和 “考克斯报告 ”就是最好的例证。 展策略 从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导 21 世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。 强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高 速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 第二章 数控机床系统总体设计 一 总体方案设计内容 接到一个数控装置的设计任务以后，必须首先拟定总体方案，绘制系统总体框图，才能决定各种设计参数和结构，然后再分别对机械部分和电气部分进行设计。 机床数控系统总体方案的拟定包括以下内容：系统运动方式的确定、伺服系统的选择、执行机构的结构及传动方式的确定，计算机系统的选择等内容。 一般应根据设计任务和要求提出数个总体 方案，进行综合分析、比较和论证，最后确定一个可行的总体方案。 一、 系统运动方式的确定 数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统和连续控制系统。 二、 控制方式的选择 系统可分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统。 经济型数控机床普遍采用开环伺服系统。开环控制系统中，没有检测反馈装置，数控装置发出的信号的流程是单向的，也正是由于信号的单向流程，它对机床移动部件的实际位置不做检测，所以机床加工精度要求不太高，其精度主要取决于伺服系统的性能。开环伺服系统主要由步进电机驱动。这类机床工作比较稳定，反应迅 速，调试和维修都比较简单。 二 总体方案确定 （ 1）、系统的运动方式伺服系统的选择 由于改造后的经济型数控机床应具备定位，直线插补，顺、逆圆弧插补，暂停，循环加工，公英制螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。考虑达到属于经济型数控机床加工精度要求不高，为了简化结构、降低成本，采用步进电机开环控制系统。 （ 2）、数控系统 根据机床要求，采用 8 位微机。由于 列单片机具有集成度高，可靠性好，功能强，速度快，抗干扰性强，具有很高的性能价格比等特点，决定采用 列的 8031 单片机扩展系统。 控 制系统由微机部分、键盘及显示器、 I/O 接口及光电隔离电路、步进电机功率放大电路等组成，系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。 （ 3）、机械传动方式 为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动丝杆，为保证一定买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 的传动精度和平稳性，尽量减少摩擦力，选用滚珠丝杆螺母副。同时，为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。齿轮传动也要采用消除齿轮间隙的结构。 系统总体方案框图如下： 图 1 系统总 体方案框图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 第三章 进给系统设计计算 一 选择脉冲当量 脉冲当量是衡量数控机床加工精度的一个基本技术参数。经济型数控车床、铣床常采用的脉冲当量是 根据机床精度要求确定脉冲当量： 纵向： 横向： 径 ) 二 计算切削力 用车床经验公式 式中 横切端面时主切削力 可取纵切时 1/2。 求出主切削里 后再按以下比例分别求出分力 ： 中 走刀方向的切削力（ N）； 垂直走刀方向的切削力（ N）。 下图为纵切和横切时切削力的示意图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 图 2 纵切和横切时切削力的示意图 1、 纵车外圆 主切削力 N)按经验公式估计算： 7 5 9 15 0 （ N） 按切削力各分力比例： ： x 1 8 7 2 . 7 1 9 1 （ N） 9 9 6 . 3 3 9 1 （ N） 2、 横切端面 主切削力 （ N）可取纵切的 1/2。 37 45. 421F 21 s （ N） 9 3 6 . 3 4 （ N） 1 4 9 8 . 1 6 4 5 （ N） 三 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 （一） 纵 向进给丝杠 1、 计算进给轴向力 N） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 纵向进给这里为三角形导轨： ( 式中 K：指颠覆力矩影响的实验系数，综合导轨取 K= f ：指滑动导轨摩擦系数取 间的值； G：指流板及刀架重力， G=1100N。 则 3 6 1 4. 0 5 2) （ N） 2、 计算最大动负载 Q 考虑滚珠丝杠在运转过程中冲击扰动对寿命的影响，则最大动负载 Q 的计算公式为： 61060 式中 0L：指滚珠丝杠导程，初选0L=8； n：指丝杠转速，（ r/ 最大切削力条件下的进给速度（ m/,可取最高进给速度的 1/21/3，此处取 T ：指使用寿命时间（ h） ,对于数控机床取 T=15000h.。 L：指寿命，以 106 转为一单位； 运动系数，见 表 1， 选 表 1 运转系数 运转状态 运转系数 无冲击运转 般运转 冲击运转 n 3 7 0 01 0 0 00 Lv s ( r/L 0 0 Q 151 8 3. 174 8361 4 . N） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 3、 滚珠丝杠螺母副的选型 从手册或样本的滚珠丝杠副的尺寸系列表中可以找到相应的动负载 C 的滚珠丝杠副的尺寸规格和结构类型，选用时应满足 Q C 的条件。 查表：可采用 5008 外循环调整预紧的双螺母滚珠丝杠副， 1 列，其额定动负载为 23400N，符合 Q C 的条件。精度等级按表 2，选为 1 级。 106 2 滚珠丝杠行程公差 项 目 符 号 有效行程 精度等 级 1 2 3 4 5 目标行程公差 315 6 8 12 16 23 315400 7 9 13 18 25 400500 8 10 15 20 27 500630 9 11 16 22 30 行程变动量公差 315 6 8 12 16 23 315400 6 8 12 17 25 400500 7 10 13 19 26 500630 7 11 14 21 29 任意 300 行程变动量 V 6 8 12 16 23 2 弧度内行程变动量 V p 2 4 5 6 7 8 4、传动效率计算 )( tg ：指螺旋升角， =2 55 ：指摩擦角，滚珠丝杠副的滚动摩擦系数 ,03.0f 其摩擦角 ，约等于 01 。 则 155 2(55 2)( 5、刚度验算 先画出此纵向进给滚珠丝杠支承方式 草图，如图 3 所示，最大轴向力为 ，支承间距 L=1500丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负荷的 1/3。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 图 3 纵向进给系统计算简图 计算如下： （ 1） 丝杠的拉伸或压缩变形量 1 （ ， E N/材料弹性模数，对钢来说是等于这个值 )， 500 D R= e= 20 1 8 ( A 1 6 0 3 . . 4 2 1 8 2d( 221 (（ A 指滚珠丝杠按内径定的 截面积） 丝杠导程 540 0 1 4 FL m 总长度 L=1500杠上的变形量 1 ，由于两端均采用推力球轴承，则值： 1 312115008 (2) 滚珠与螺纹滚道间接触变形 2 （ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 由 61.4 承载滚珠数量 Z Z 列数圈数 列数圈数 由于滚珠丝杠副施加预应力，且预应力 ，则变形 2 = 4 4 7 1 （ (3) 支承滚珠丝杠轴承的轴向接触形变3（ 这里采用有预紧时的推力球轴承则 3 243 查机械设计手册中表 6用 51109 型推力球轴承，其 d=45滚动体直径 滚动体数量 Z=22， 3 243 3 243/ 1 1 （ 则定位误差 0 0321 333 1 03 =定定位精度 ) 6、稳定性校核 滚珠丝杠两端采用推力轴承，不会产生失稳现象，故不需作稳定性校核。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - （二） 横向进给丝杠 1、 计算进给轴向力向导轨为燕尾形，计算如下： 2( 由于是燕尾形 导轨式中： K=f = 2 7 5 9)5 0 01 6 9 824 1 4 5( 、计算最大动负载 Q n 0 01 0 0 00 L v s ( r/L 5 00 025601060 66 N） 查表：可采用 2506 外循环调整预紧的双螺母滚珠丝杠副， 1 列，其额定动 负载为 13100N，符合 Q C 的条件。精度等级按表 2 滚珠丝杠行程公差表，选为 1 级。 106 、传动效率计算 122 4( 22 4)( tg 5、刚度验算 横向进给滚珠丝杠支承方式如图 4 所示，最大轴向力为 2759N， 支承间距 L=550因丝杠长度较短，不需要预紧。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - 图 4 横向进给系统计算简图 计算如下： (1) 丝杠的拉伸或压缩变形 量 1 （ 根据 2759 5 E N/ R= e= 20 2 0 . 9 8 3 20 6 ( A 3 4 5 . 8 3 4 2d( 221 (759 m （ (2) 滚珠与螺纹滚道间接触变形 2 （ 对滚珠丝杠副施加预紧力 F 为轴向负载的 1/3。 由 969.3 载滚珠数量 Z Z 列数圈数 列数圈数 2 =纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 18 - 3 （ (3) 支承滚珠丝杠轴承的轴向接触形变3（ 这里采用有预紧时的推力球轴承则 3 243 查机械设计手册中表 6用 51104 型推力球轴承，其 d=20滚动体直径 滚动体数量 Z=14， 3 243 3 243/2 7 5 5 （ 则定位误差 0 0321 333 =显然变形量已大于规定的定位精度（ ），应该采取相应的措施修改，因横向溜板空间限制，不宜加大滚珠丝杠直径，故采用贴塑导轨来减少摩擦力，从而减少轴向力，采用贴塑导轨 f =重新计算如下： 2( ) 1528 N Q 5 6 0 61 5 2 N） 由此可知：滚珠丝杠螺母副和轴承的型号可不改变。 此时的变形量为： 08 3 5 2 8 m （ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 19 - 2 = 1 （ 3 243 3 243/1 5 2 2 （ 定位误差 0 0321 333 定定位精度 ) 6、稳定性校核 临界负载比称为稳定性系数果 则压杆稳定， 般 。 计算临界负载N）：22)( 式中 E：指丝杠材料弹性模量，对钢 E （ N/； J：指截面惯性矩（ ,丝杠截面惯性矩 J 4164d（ 1d 为丝杠螺纹的底径）； l ：丝杠两支承端距离（ ：丝杠 支承方式系数，见表 3，这里 。 表 3 滚珠 丝杠 支承方式系数 方式 一端固定一端自由 两端简支 一端固定一端简支 两端固定 1 5 5 9 9 3)6424422412 k N 2 81 5 5 9 9 2 以此丝杠不会产生失稳。 （三）纵向及横向滚珠丝杠副几何参数 其几何参数见