φ630mm(工件最大回转直径)经济型数控车床设计设计【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 优秀设计 宁学 课程设计 (论文 ) 630件最大回转直径 )经济型 数控车床设计（ 105%系列） 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 当今世界 电子 技术迅速 发展 ，微处理器、微型 计算 机在各技术领域得到了广泛 应用 ，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学 科技 术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的 统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。 关键字： 机电一体化的基础 基本组成要素 特点 发展趋势 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of in of a on of A of is a is by of NC is on a of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘要 i 1 章绪论 1 题研究的意义 1 控机床的发展趋势和研究方向 1 速度、高精度化 2 功能化 3 能化 4 控系统小型化 5 控编程自动化 5 高的可靠性 5 课题研究的参数要求 6 第 2 章总体设计方案 7 控车床的总体任务 7 动系统方案确定 7 服系统的选择 7 动方式的选择 7 控系 统电路原理图设计 8 控系统硬件结构 8 控系统软件结构 9 第 3 章纵坐标进给伺服进给结构设计 10 定脉冲当量 10 削力的计算 10 珠丝杠螺母副的计算和选型 11 度的选择 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 杠导程的确定 11 大工作载荷的计算 11 大动载荷的计算 12 珠丝杠螺母副的选型 13 珠丝杠副的支承方式 13 动效率的计算 13 度的验算 14 定性校核 14 界转速的验证 15 齿轮传动的计算 16 进电动机的选择 16 轨的特点 19 轨的设计 20 轨贴塑工艺及其加工 22 塑原料的选择 22 属粘接面的预加工 23 塑工艺 23 料面的机械加工 25 置面的加工 25 查 25 第 4 章横坐标进给伺服进给结构设计 27 削力的计算 27 珠丝杠螺母副的计算和选型 27 大工作载荷 的计算 27 大动载荷的计算 27 珠丝杠螺母副的选型 28 珠丝杠副的支承方式 28 动效率的计算 28 度的验算 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 定性校核 29 界转速的验证 29 给伺服系统传动计算 29 定传动比 30 轮参数的计算 30 30 动惯量的计算 30 机力矩的计算 31 进电机的选择 33 第 5 章微机控制应用系统电路设计 35 件电路设计 35 控系 统的硬件结构 35 控系统硬件电路的功能 35 于各线路元件之间线路连接 36 于电路原理图的一些说明 37 结论 40 参考文献 41 致谢 42 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 章 绪 论 题研究的意义 机床是装备制造业的工作母机，是实现制造技术和装备现代化的基石。数控机床是一种高效率、高精度，能保证加工质量，解决工艺难题，而且又有一定柔性的生产设备。自五十年代末世界上第一台数控机床在美国研制成功的半个多世纪以来，数控技术正在发生根本性变革，由专用封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控 制模式发展。在美国、日本和德国等发达国家，他们的机床改造作为新的经济增长行业，正处在黄金时代，由于技术的不断进步，机床改造是个永恒的课题。在国内，机床的数控化改造是发展我国数控设备的一个重要方面。 车床是金属切削加工最常用的一类机床，它能够加工内外圆柱面、圆锥面、端面、螺纹等。普通车床由于造价低廉在我国运用十分广泛，但是因为其进给轴不能联动，切削次序需要人工控制，致其效率低下并且无法加工复杂的回转零件。对普通车床的数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改成用微机控制的并能独立运动的进给伺服系统；将手动刀架换 成能自动换刀的电动刀架。这样，利用数控装置，车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。 数控车床针对性高，专业性强，可以加工出普通车床加工不了的曲线、曲面等复杂零件。加工精度高，尺寸分散度小，易于装配。可以实现多工序集中加工，提高了相关加工精度，同时减少被加工零件在机床间的频繁搬运。拥有自动补偿等功能，简化了传统机床加工工艺中的工序，机床利用率大幅度提高。由于采用自动化加工技术，可大大降低操作者的劳动强度，减少废品的产生，提高工作效率。另外其改造成本同购置新机床相比，节省的费用十分可观，国产数控机床价格也 要 4 8 万元，进口机床有的近 20万元，而对普通车床进行数控化改造也能满足实际生产要求，其改造费用仅 2 3 万元，非常符合我国国情。 数控机床的发展趋势和研究方向 随着科学技术的发展，世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求，超高速切削、超精密加工等技术的应用，对数控机床的数控系统、伺服系统、主轴驱动、机床及结构等提出了更高的性能指标。随着 迅速发展和 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 的不断成熟，又将对数控机床的可靠性、通讯功能、人工智能和自适应控制等技术提出了更高的要求。随着微电子计算机技术的发展 ，数控系统性能日益完善，数控技术应用领域日益扩大。当今数控机床正在不断采用最新技术成就，朝着高速度化、高精度化、多功能化、智能化、系统化与高可靠性等方向发展。 高速度、高精度化 速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品的质量，特别是在超高速切削、超精密加工技术的实施中，它对机床各坐标轴位移速度和定位精度提出了更高的要求 :另外，这两项技术指标又是互相制约的，也就是说要求位移速度越高，定位精度就越难提高。现代数控机床配备了高性能的数控系统及伺服系统，分辨率可达到 实现更高速度、更高精度的指标，自前主要在下述几方面采取措施和进行研究。 （ 1） 数控系统。采用位数、频率更高的微处理器，以提高系统的基本运算速度。目前己由 8 位 渡到 16 位和 32 位 向 64 位 展，频率已由原来的5高到 1620 32时也采用了超大规模的集成电路和多种微处理器结构，以提高系统的数据处理能力，即提高插补运算的速度和精度。 (2) 伺服驱动系统。随着超高速切削、超精密加工等先进工艺的提出，使得在旋转伺服电动机加滚珠丝杠的传统机 械进给机构已无法实现。为此采用直线电动机直接驱动机床工作台的零传动直线伺服进给方式，将极大地提高机床直线进给的各项伺服性能指标， 特别是高速度和动态响应特性是以往任何伺服机构无法比较的。 (3) 前馈控制技术。过去的伺服系统是将位置指令值与所检测到的实际值比较，所得的差乘以位置环的增益，其积再作为速度指令去控制电动机。由于这种控制方式总是存在着位置跟踪滞后误差，即当进给速度为 F 时，其伺服系统的最终滞后位 F/G，这使得在加工拐角及圆弧切削时加工精度恶化。所谓前馈控制，就是在原来的控制系统上加上速度指令的控制方 式，这样将使位置跟踪滞后误差大大减小，以改善拐角切削加工精度。 (4) 机床动、静摩擦的非线性补偿控制技术。机床动、静摩擦的非线性会导致机床爬行。除了在机械结构上采取措施降低静摩擦外，新型的数控伺服系统具有自动补偿机械系统动、静摩擦非线性的控制功能。 (5) 伺服系统的速度环和位置环均采用软件控制。由于采用软件控制具有较高的柔买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 性，适应不同类型的机床对不同精度及速度的要求，进行加、减速性能的调整，并能实现复杂的控制算法，以满足高性能控制的要求。 (6) 采用高分辨率的位置检测装置。如高分辨率的脉冲编码器，内 装微处理器组成的细分电路，使得分辨率大大提高。 (7补偿技术得到发展和广泛应用。现代数控机床利用计算机控制系统的软件补偿功能对伺服系统进行多种补偿，以提高机床的位置精度和动态伺服性能，如轴向运动定点误差补偿、丝杠螺距误差补偿、齿轮间隙补偿、热变形补偿和空间误差补偿等。 (8) 高速大功率电主轴的应用。由于在超高速加工中 统的齿轮变速主传动系统已不能适应其要求。为此，采用了所谓内装式电动机主轴，简称电主轴。它是采用主轴电动机与机床主轴合二为一的结构形式，即采用外壳电动机，将 其空心转子直接套装在机床主轴上，带有冷却套的定子则安装在主轴单元的壳体内，即机床主轴单元的壳体就是电动机座。实现了变频电动机与机床主轴一体化，以适应主轴高速运转的要求。 (9) 超高速切削刀具的应用。为适应超高速加工要求， 目前陶瓷刀具和金刚石涂层刀具已开始得到应用。 (10) 配置高速、强功能的内装式可编程控制器 (称以提高 运行速度，满足数控机床高速加工的要求。新型的 有专用的 本指令执行时间达 0. 2，可编 程步数可扩大到 16000 步以上。利用 间有机地结合起来，能够满足数控机床运行中的各种实时控制要求。 功能化 (1) 数控机床采用一机多能，提高了设备利用率。配有自动换刀机构的各类加工中心，能在同一台机床上同时实现铣削、锉削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹，甚至磨削等多种工序的加工。工件一经装夹，各种工序和工艺加工过程集中到同一台设备上完成，从而避免了工件多次装夹所造成的定位误差，确保零件的形位公差，减少装夹辅助时间，减少设备台数和占地面积。为了进一步提高工效 ，现代数控机床采用了多主轴、多面体切削，即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工，如各类五面体加工中心。 (2) 前台加工、后台编辑的前后台功能。现代数控系统采用了多 构和分级中买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 断控制方式，可以在一台机床上同时进行零件加工和程序编制，实现所谓的前台加工后台编辑 时利用数控系统的键盘和行零件加工的编制，并利用 行动态图形模拟显示及所编程序的加工轨迹，进行程序的调试和修改，以充分提高工作效益和机床利用率。 (3) 具有更高的通信功能。为了 适应 及进一步联网组成 要求，一般的数控系统都具有 速远距离串行接口，可以按照用户级的格式要求，同上一级计算机进行多种数据交换。高档的数控系统应有的 口，可以实现几台数控机床之间的数据通信，也可以直接对几台数控机床进行控制。现 代 数 控机床，为了适应自动化技术的进一步发展，满足工厂自动化规模越来越大的要求，满足不同厂家不同类型数控机床联网的需要，采用了 业控制网络，本，为现代数控机床进入 C 工 造了条件 。 能化 (1) 引进自适应控制技术。自适应控制的目的是要求在随机变化的加工过程中，通过自动调节加工过程中所测得的工作状态、特性，按照给定的评价指标自动校正自身的工作参数，己达到或接近最佳工作状态。由于在实际加工过程中，大约有 30 余种变量直接和间接影响加工效果，如工件毛坯余量不匀、材料硬度不一致、刀具磨损、工件变形、机床热变形、化学亲和力的大小、切削液的粘度等，难以用最佳参数进行切削。而自适应控制系统则能根据切削条件的变化，自动调节工作参数，如伺服进给参数、切削用量等，使加工保持最佳工作状态，从 而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。 (2) 故障自诊断、自修复功能。主要是利用 统的内装程序实现在线诊断，即在整个工作状态中，系统随时对 统本身以及与其相连的各种设备进行自动诊断、检查。一旦出现故障时，立即采用停机等措施，并通过了 行故障报警、提示发生故障的部位、原因等。并利用冗余技术，自动使故障模块脱机，而接通备用模块，以确保在无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求，最近又提出了人工智能专家诊断系统，它主要由知识库、推理机和人机控 制器三部分组成。 (3) 刀具寿命自动检测更换。利用红外、声发射、激光等各种检测手段，对刀具和工件进行监测。发现工件超差、刀具磨损、破损，进行及时报警、自动补偿或更换备用刀具，以保证产品质量。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (4) 进行模式识别技术。应用图像识别和声控技术，使机器自己辨认图样，按照自然语音命令进行加工。 控系统小型化 数控系统体积小型化便于将机、电装置融合为一体。目前主要采用超大规模集成元件、多层印制电路板，采用三维安装方法，使电子元器件得以高密度的安装，可以较大的缩小了系统的占有空间。此外，用新型的 色液晶薄膜型显示器，代替传统的阴极射线管 可使数控操作系统进一步小型化。这样可更方便地将它安装在机床设备上，更便于对数控机床的操作使用。 控编程自动化 由于微处理机的应用，使数控编程从脱机编程发展到在线编程，实现了人机对话，给程序编辑、调试、修改带来了极大的方便。并进一步采用了前台加工后台编辑的前后台功能，使数控机床的利用率得到更大的发挥。随着计算机应用技术的发展，目前 是利用 制的零件加工图样，自动生成 件加工程序，实现 集成。随着 术的发展，目前又出现了 成的全自动编程方式，它与 统编程的最大区别是其编程所需的加工工艺参数不必有人工参与，直接从系统内的 据库获得。另外，还出现了测量、编程、加工一体化系统。它是通过激光快速扫描成型系统、三坐标测量机等对样机零件进行测量，并把所测得数据直接送入计算机内，一方面通过 统而获得样机零件图样，另一方面通过数控自动编程系统，将其处理生成 工程序，然后通过通信接口送入数控机床，进行控制自动加工。 高的可靠性 数 控机床工作的可靠性是用户最关注的主要指标，它主要取决于数控系统和各伺服驱动单元的可靠性，为提高可靠性，目前主要在以下几个方面采取措施。 (1) 提高系统硬件质量 用大规模和超大规模的专用机混合式集成电路，以减少元器件的数量，精简外部连线和降低功耗，对元器件进行严格筛选，采用高质量的多层印制电路板，实行三维高密度安装工艺，并经过必要的老化、振动等有关考机试验。 (2) 模块化、标准化和通用化。通过硬件功能软件化，以适应各种控制功能的要求，同时采用硬件结构模块化、标准化和通用化，既提 高了硬件生产批量，又便于组织生产买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 和质量把关。 (3) 增强故障自诊断、自恢复和保护功能。通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种自诊断程序，实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。利用报警提示，及时排除故障 ;利用容错技术，对重要部件采取冗余设计，以实现故障自恢复 ;利用各种测试、监控技术，当产生超程、刀损、干扰、断电等各种意外事件时，自动进行相应的保护。 课题研究的参数要求 根据下列参数进行设计数控车床的横向进给机构，纵向进给机构和电路控制原理图 规格 加工最 大直径 加工最大 长度 溜板及刀架 重力（ N） 刀架快移速度 （ m/ 最大进给 速度（ m/ 定位精度电机功率动加速时间 向 横向 纵向 横向 纵向 横向 630 630 1400 1200 800 0 35 数控车改造成溜板及刀架重力、主电机功率分别按 105%在原参数上乘以系数。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 章 总体设计方案 控车床的总体任务 横向和纵向进给系统设计计算：此部分为设计计算部分，用以确定脉冲当量，进给牵引力，选择丝杠螺 母副，计算传动效率，确定传动比，选择伺服电机等，并绘制机床的横向和纵向的装配图及电路控制原理图。 动系统方案确定 服系统的选择 伺服系统分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统： 开环控制系统中没有检测反馈装置，数控装置的控制指令直接通过驱动装置控制步进电机的运转，然后通过机械传动系统转化成刀架或工作台的位移。这种控制系统由于没有检测反馈校正，位移精度一般不高，但其控制方便、结构简单、价格便宜。 闭环控制系统又称全闭环控制系统，其检测装置安装在机床刀架或工作台等执行部件上，用以直接 检测这些执行部件的实际运行位置（直线位移），并将其与 置的指令位置（或位移）相比较，用差值进行控制。但是，由于很多机械传动环节包含在闭环控制的环路中，各部件的摩擦性，刚性等都是非线性量，直接影响系统的调节参数，因此，闭环系统的设计和调速都有很大难度。所以，闭环控制系统主要用于精度要求高的场合。 半闭环控制系统，它的检测元件装在电机或者丝杠的端头，通过测量伺服电机的角位移间接计算出机床工作台等执行部件的实际位置（或位移），然后进行反馈控制。由于将丝杠螺母副及机床工作台等大惯量环节排除在闭环控制系统之外， 不能补偿他们的运动误差，精度受到影响，但系统稳定性有所提高，调试比较方便、价格也较全闭环系统便宜。 本次改造由于使用步进电机，所以可以选择开环控制系统。 动方式的选择 为保证改造后的数控系统的传动精度及工作台的平稳性，在设计机床的传动系统时，应努力保证传动系统低摩擦、低惯量、高效率、高刚度。因此在传动系统中注意以下几点： (1) 用低摩擦高精度的传动元件：如滚珠丝杠螺母副，滚动导轨。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (2) 采用消隙齿轮减小传动间隙。 控系统 电路原理图 设计 为了使数控系统能够长期、可靠、方便地在工业环镜 中运行，在制定数控系统总体方案时必须重点考虑以下几个方面。 (1) 加强系统可靠性。影响数控系统可靠性的因素很多，硬件规模和硬件的制造工艺水平往往是影响可靠性的关键因素。因此，应选用高性能的 为系统的运算和控制核心，并尽量用软件来实现数控系统的功能。在系统的具体硬件构成上，选用可靠性高的工控 为数控系统硬件平台，减少自制硬件数量。此外，在软件设计、电源选用、接插件设计与选用、接地与屏蔽设计等方面采用强抗干扰、高可靠性的设计，从而全面提高系统的可靠性。 (2) 提高数控系统的控制精度。数控系统的控制 精度是保证机床加工精度的关键。因此，它在数控系统中处于重要位置。如提高数控系统的最小分辨率，使用高精度的步进电机，采用高速高精度插补算法，提高轨迹生成精度 ;增强位置环控制能力 ;增加补偿功能等。 (3) 提高使用方便性。提高数控编程的方便性，是提高数控系统使用方便性的关键。因此，数控系统除提供全屏幕编辑进行手工编程外，还应该配置自动编程系统，从而大大提高数控编程的速度和智能化程度，大大方便普通用户的使用。另外，因为现代工人都比较熟悉个人计算机，数控系统在操作方面应采用标准计算机键盘或与其兼容的薄膜键盘等输入设 备，也可用软盘、移动磁盘、串行通讯、网络系统等输入零件程序。此外，数控系统中应设置仿真功能，便于用户在加工前检查零件程序的正确性。 控系统硬件结构 系统由工控 件平台、数控操作面板 (包括 示器，键盘 )、数控接口板卡(工 /0 板， D/A 板 )和驱动执行机构等组成。 件平台包括工控电源、无源母板、工控板和软盘驱动器、硬盘驱动器等。数控操作面板上有液晶显示器和薄膜键盘等。数控接口板卡是计算机与外部执行装置间进行信息交换和转换的通道，对内通过无源母板与工控 板相连，对外通过屏蔽电缆与驱动 执行装置相连接。 该系统的驱动执行环节包括四个子系统 :进给轴控制与驱动子系统 ;主轴控制与驱动子系统 ;开关量控制系统。 主轴控制与驱动子系统的功能包括两方面 :主轴转速的调速控制，以满足宽范围切削买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 速度的要求 ;主轴转角的精确控制，以满足加工螺纹时的主轴与进给轴的联动控制和换刀时的主轴精确定位控制要求。 开关量控制系统完成机床的逻辑顺序运动控制，如主轴起停控制、刀具交换、工件装夹、冷却开关、行程保护等任务。开关量控制系统与其它模块相配合，共同完成机床工作过程的控制。 控系统软件结构 数控系统软件为实时多任务 系统，系统中的各任务在数控实时操作系统控制下协调进行。 (1) 数控实时操作系统。它是数控系统软件中的核心子系统，它对系统中的资源进行统一管理，对各任务进行动态调度，协调各模块的高效运行，并辅助完成各任务间的通讯和信息交换。 (2) 信息预处理。该模块完成输入信息译码，完成轨迹插补前的坐标转换和刀补运算。 (3) 轨迹插补。它是数控系统的核心模块，其任务是根据信息预处理给出的希望轨迹和从检测装置获得的实际轨迹信息，实时生成机床各坐标轴的移动指令，并完成机床运动的加减速控制。 (4) 运动控制。该模块是数控系 统的另一核心模块，它根据插补运算结果，通过高速算法对机床各坐标轴进行高精度位置控制，并完成主轴转速与转角的控制任务。 (5) 加工仿真模块。该模块以动画方式对数控加工过程进行动态仿真，从而在加工前检验参数输入正确性和机床运动合理性。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 章 纵坐标进给伺服进给结构设计 珠丝杠螺母副的选型 初选滚珠丝杆副时应使其额定动载荷 C , （ 根据 机电一体化系统设计 ） 当滚珠丝杠副在静态或低速状态下 10( 长时间承受工作载 荷时，还应使额定静载荷 C )32( 。（ 根据 机电一体化系统设计 ） 根据计算出的最大动载荷 选择江苏启东润泽机床附件有限公司生产的 用双螺母螺纹式预紧，精度等级为 4 级，其参数如表 3示。 表 3滚珠丝杠相关参数 公称直径/导程/钢球直径/丝杠外径/丝杠底径/额定载荷 /接触刚度 / 1 02d 0 8 6 31 度的验算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 滚珠丝杠副工作时受轴向力和转矩的作用，引起导程的变化，从而影响定位精度和运动的平稳性。轴向变形主要包括丝杠的拉伸或压缩变形 1 、丝杠与螺母间滚道的接触变形 2 、支承滚珠丝杆的轴承的轴向接触变形3。 因转矩和丝杠 以 2 、3可以忽略不计，所以丝杠的拉 伸或压缩变形量为： 1 = （“ +”号代表拉伸，“ -”代表压缩）（ 根据 材料力学 ） 式中：丝杠的最大工作载荷，单位为 N ； 丝杠纵向最大有效行程，单位为 E 丝杠材料的弹 性模量，钢 ； S 丝杠的横截面面积，单位 2丝杠螺纹的底径2 根据前面的设计，6652算得： 1 =25 ) 6 3 3 = ( m 查表 3知， m 361 ,所以刚度足够。 表 3有效行程精度等级 1 2 3 4 5 大于 至 315 6 6 8 8 12 12 16 16 23 23 400 500 8 7 10 9 15 13 20 19 27 26 1600 2000 18 13 25 18 35 25 48 36 65 51 定性校核 由于滚珠丝杠本身比较细长又受轴向力的作用，若轴向负载过大，则会产生失稳现象，不失稳时的临界载荷 该满足： 22（根据 材料力学 ） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式中：丝杠支承系数，双推 2，其他方式如表 3示； K 滚珠丝杠稳定安全系数，一般取 4，垂直安装时取最小值，本设计取 4； a 滚珠丝杠两 端支承间的距离，单位为 本设计中该值为 2000 （其中工件加工长度为 1400，取 2000，留 600 的两端余量） I 按丝杠底径 2d 确定的截面惯性矩（6442 ，（根据 材料力学 ） 单位为 4 ,本设 中将 代入算出 I = 由以上数据可以算出： 2 0 0 02 0 0 04 2 0 5 5 1 = )( N 临界载荷 大于工作载荷故丝杠不会失稳。 表 3丝杠支承系数双推 双推 单推 双推 4 2 1 0 临界转速的验证 滚珠丝杠副高速运转时，需验算其是否会发生共振的最高转速求丝杠的最高转速： 722m a x 10 （ 根据 机电一体化系统设计 ） 式中： 丝杠支承系数，双推 值如表 3示； 临界转速计算长度，单位为 本设计中该值为 2300 2d 丝杠内径，单位 安全系数，可取 3丝杠支承系数 根据 机电一体化系统设计 ） 支承方式 双推 双推 单推 双推 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 值 过计算，得出 1293 r ，由已知 m ax ， 可以算出 50m a x ，该值小于丝杠临界转速，所以满足要求。 齿轮传动的计算 有关齿轮计算 传动比 i 0 0 . 7 5 6 1 . 2 53 6 0 3 6 0 0 . 0 1 （ 根据 机电一体化系统设计 ） 故取 1 32z ； 2 40z ； 2m ； 20 ； 20 ； 11 2 3 2 6 4 m md m Z 22 2 4 0 8 0 m md m Z 11 2 6 8 m d h 22 2 8 4 m d h 12 6 4 8 0 7 2 m 进电动机的选择 （ 1） 工作台质量折算到电机轴上的 转动惯量 （ 根据 机电一体化系统设计 ） 丝杠的转动惯量 44 17 0 L 式中 D 滚珠丝杠的公称直径； 1L 丝杠长度。 则 齿轮的转动惯量 4 4 21 7 . 8 1 0 6 . 4 2 2 6 . 1 7 N g c 4 4 22 7 . 8 1 0 8 2 6 3 . 9 N g 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 电机的转动惯量很小可忽略。 因此，总转动惯量 2 1 122211 ( 2 9 9 . 5 2 6 3 . 9 ) 2 6 . 1 7 5 . 5 5 2 6 4 . 3 N g c 2 5s Z J J （ 2） 所需转动力矩计算 快速空载启动时所需力矩 m a x 0 M M 最大切削负载时所需力矩 0a t f M M M 快速进给时所需力矩 0 M 式中 空载启动时折算到电机轴上的加速度力矩； 折算到电机轴上的摩擦力矩； 0M 由于丝杠预紧所引起，折算到电机轴上的附加摩擦力矩； 切削时折算到电机轴上的加速度力矩； 折算到电机轴上的切削负载力矩。 41 0 N g 6a 当 m a xm a x 4 0 0 0 1 . 2 5 8 3 3 . 3 3 r / m i 4m a x 2 6 . 4 3 8 3 3 . 3 3 1 0 9 . 1 7 7 N g m 9 1 . 7 7 k g f g c 6 0 . 0 2 5 当 a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 0010001 0 0 0 1 5 0 0 . 3 1 . 2 5 1 4 2 . 1 7 r / m i 1 4 2 1 6f i 42 6 . 4 3 1 4 2 . 1 7 1 0 1 . 5 7 1 5 . 7 k g f g c 6 0 . 0 2 5 g m 00 022f FL f W LM i h i 当 时， 时 0 . 1 6 9 5 0 . 6 1 . 4 5 2 2 k g f g c m 1 4 . 5 2 2 N g c . 1 4 0 . 8 1 . 2 5 00 20012i 当0 时预加载荷 13则 220001 9 5 . 4 7 2 0 . 6 1 0 . 9 0 . 5 7 7 6 k g f g c m 5 . 7 7 6 N g c 3 . 1 4 0 . 8 1 . 2 5 0 9 5 . 4 7 2 0 . 6 9 . 1 2 k g f g c m 9 1 . 2 N g c 3 . 1 4 0 . 8 1 . 2 5LM i 所以，快速空载启动所需力矩 m a x 0 9 1 7 . 7 1 4 . 5 2 2 5 . 7 7 6 7 3 8 . 0 0 0 N g c M M 切削时所需力矩 0 1 5 . 7 1 . 4 5 2 2 0 . 5 7 7 6 9 . 1 2 2 6 . 8 5 k g f g c m 2 6 8 . 5 N g c ma t M M 快速进给时所需力矩 0 1 . 4 5 2 2 0 . 5 7 7 6 2 . 0 2 9 8 k g f g c m 2 0 . 2 9 8 N g c M 由上分析计算可知，所需最大力矩 m a x 7 3 8 . 0 0 0 N g c （ 3） 纵向进给系统步进电机的确定 0 9 3 8 . 0 7 8 1 8 7 6 . 1 6 N c 5 0 . 5M 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 为了满足最小步距要求，电动机选用三相六拍工作方式， （ 根据 机电一体化系统设计 ） 查表知 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 / 0 6q 所以，步进电机最大静转距1 8 7 6 . 1 6 2 1 6 6 . 4 6 N c 8 6 6 0 . 8 6 6 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 步进电机最高工作频率 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 综合考虑，查表选用 110直流步进电动机，能满足要求 7 轨的特点 滑动导轨的优点是结构简单、制造方便和抗振性良好；缺点是磨损快。 为了提高耐磨性，国内外主要采用镶钢滑动导轨和塑料滑动导轨。 滑动导轨常用材料有铸铁、钢、有色金属和塑料等。 1铸铁 铸铁有良好的耐磨性、抗振性和工艺性。常用铸铁的种类有： （ 1