水下船舶清洗机器人结构设计-新品【含7张CAD图纸+文档全套资料】
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常州工学院机电工程学院毕业论文SJ005-1CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY毕 业 设 计 说 明 书题目： 水下船舶清洗机器人结构设计 二级学院： 专 业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称： 评阅教师： 职称： 年 月- III -摘要为了实现水下船体表面上的机器人，灵活的吸附功能和可靠运行，进行了研究机构的水下机器人运动船体清洁。描述了水下船体表面移动机构的基本部件，工作原理和替换，移动机构运动学建模来确定运动学参数。论文系统综述了水下清刷技术和壁面移动机器人技术的发展，成功研制了水下船体表面清刷机器人原理样机。针对水下作业环境的特点，对机器人的本体结构、吸附结构和清刷作业装置等关键技术进行了系统的研究。论文首先介绍了壁面移动机器人的分类和特点，总结了水下清刷作业和壁垒移动机器人的国内外发展现状和应用情况，提出了采用滑块、吸盘吸附式的水下船体表面清刷机器人本体结构方案。研究设计了机器人的吸附机构、驱动机构、传动机构和清洗机构。针对机器人在水下作业的特点，研究设计了机器人携带的作业工具即水下清刷作业装置。该装置由异步电动机驱动，通过齿轮传动，带动钢丝刷旋转来完成对船体表面的清刷作业。关键词：机器人 移动机构 清洗机构 力学分析AbstractIn order to realize a robot on the surface of the underwater hull , flexible and reliable operation of the adsorption function carried out underwater hull cleaning robot research institutions. Describes the basic components of the underwater hull surface movement mechanism , working principle and replace, move kinematics modeling agency to determine kinematic parameters .Underwater clean brush technology and wall papers mobile robotics development system overview , successfully developed the underwater ship hull cleaning robot prototype . According to the characteristics of the underwater environment , the key technology of the robot s body structure , adsorption structures and brush clearing operations unit were studied systems.Paper introduces the classification and characteristics of the wall of the mobile robot , summed up the underwater brush clearing operations and barriers to domestic and foreign mobile robot development status and application of proposed using the slider , sucker adsorption underwater ship hull cleaning robot body structure of the program .Study Design The adsorption mechanism of the robot , the drive mechanism , drive mechanism and a cleaning mechanism . According to the characteristics of underwater robot research tool designed operating underwater robots that carry brush clearance operations unit . The device consists of an asynchronous motor is driven by gear driven rotating wire brush to finish clearing brush on the hull surface operations .Keywords: Mechanical cleaning mechanism robot movement mechanism analysis目 录摘要IAbstractII目 录III第1章 绪论11.1 课题背景11.2 课题研究的目的和意义11.3 现状1第2章 总体方案设计102.1 设计的基本要求102.1.1 工艺范围102.1.2 进给方案的选取102.1.3 吸附结构112.1.4 清洗机构的设计12第3章 进给系统设计计算133.1 切削力的计算133.2 丝杠螺母的设计与计算133.2.1 强度验算133.2.2 效率计算143.2.3 刚度验算143.2.4 稳定性验算153.3 电机的选择163.3.1 计算传动比163.3.2 转动惯量计算173.3.3 所需传动力矩计算173.3.4 电机的选择183.4 轴承的选用与校核193.4.1 角接触球轴承的选择193.4.2 深沟球轴承的选择19结论21致谢22参考文献23千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行第1章 绪论1.1 课题背景课题来源于常州太烨传感科技有限公司。船舶在长期的航行中，水下部分的船体表面会附有贝类、藻类生物及生出锈斑，严重影响船舶的航行速度和使用寿命，还增加船舶的燃料消耗，所以定期清洗非常重要，人工清洗人员工作量大、难度大、效率低，目前中国国内对于这方面的研究还很少，对于壁面清洗机器人有一些研究，主要是清洗玻璃、墙壁等，但是对于船舶清洗研究的却是很少，主要是因为船舶清洗是在水下，设计时要考虑水的影响，密封性的要求，水下移动、吸附等问题，增大了设计的难度。因此研制水下清洗机器人成为需要，水下船舶清洗机器人将大大提高船舶清洗的效率，减少工作量，减少工作强度，实现自动化清洗。该机器人的结构主要分成两部分：一部分是移动部分，另一部分是清洗部分。移动部分主要解决的问题是机器人在曲面上的移动，清洗部分的结构设计利用清洗盘的转动来实现清洗。本课题主要内容包括：国内外文献分析，总统方案设计，水下船舶清洗机器人机械结构设计，装配图零件图的设计，结构优化设计。1.2 课题研究的目的和意义船舶正常工作时总有一部分沉在水下，常年累月，在水下的船体表面会附着一些贝类、藻类等生物，严重影响船舶的航行速度和使用寿命，还增加了船舶的燃料消耗，所以每隔一段时间就要对船舶进行清洗.但传统的清洗方法是工人要潜入水里才能对船舶进行清洗，具有一定的风险性，工作量大，难度大.因此研究水下清洗机器人成为必要.本设计的研究目的就是在于制造出一种在水下可以游动并且可以吸附在船体上的清洗机器人.一方面机器人可以像鱼类一样在水下自由的游动；另一方面该机器人可以通过电磁吸附吸附在船体上并且通过移动装置在船体上爬行，同时进行清洗.因此该机器人代替了人工潜入水下进行清洗，减少了工人的工作量，减轻了工作强度，实现了水下船舶清洗的自动化，同时对于爬行机器人在曲面上的移动提出了一种新的爬行方式，具有重要意义。1.3 现状目前中国国内对于这方面的研究还很少，对于壁面清洗机器人有一些研究，主要是清洗玻璃、墙壁等，但是对于船舶清洗研究的却是很少，一方面船舶清洗是在水下，设计时要考虑水的影响，密封性的要求，水下移动、吸附等问题，增大了设计的难度，目前国内有哈尔滨工业大学于2003年研制出了一种水下清洗机器人，采用履带式移动方式，吸附在船体上清洗船舶。国外一些国家也开始研究清洗机器人，主要是壁面清洗机器人的研究，都取得一些成绩，但是在实现复杂运动和清洗功能的技术理论和实践上仍需要经历一段成熟期。 对于清洗机器人的研究，尤其是水下清洗机器人，目前仍然是处于开始期，还有很多关键的技术需要解决，并且水下清洗机器人作为一种新的清洗概念和作业方式，还有很长一段路要走，但是随着中国航海事业的发展，船舶的排水量的增加，水下船舶部分的清洗也将是一项很繁重的任务，如果实现自动化清洗，将大大提高效率，减轻工作量，所以水下清洗机器人有着很好的发展前景。爬行方案机器人要完成在船体表面的爬行，一方面通过电磁吸附吸附在船体上，同时机器人在船体上要完成移动。爬行部分主要解决两个问题，一个问题是机器人在曲面的移动，另一个问题是机器人在船体表面的吸附。爬行方案 对于移动机器人现在的研究主要集中在平面里的移动，例如清洗玻璃的机器人，在玻璃上爬行，清洗管道的机器人等等。下面是现在已经存在的几种机器人及其移动方案：多吸盘真空吸附式壁面清洗机器人系统，该机器人用于清洗高空玻璃，传统的清洗方法是靠升降平台或吊篮承载清洁工进行玻璃幕墙的清洗，虽简便易行，但劳动强度大，工作效率又低，属于高空极限作业，对人身安全及玻璃壁面都有很大的危险性.该机器人可以代替人工清洗。考虑到现场实际中的一些特点以及对壁面清洗机器人的要求，该壁面清洗机器人多采用真空式吸附方式。 下面是几种移动方案： 1） 图1图1是机器人主体，它由构成基本相同形状的两个帧的机制的模型。根据每帧有三条腿，分别由提升缸组成，每条腿的下部有一个吸盘组。当伸缩缸，吸盘将接触的壁面的下部被连接到下框架转动圆筒，从而使框架2可相对地旋转一个预定的角度。2具有中间相对于所述下框架可旋转的圆盘上设有导向筒和盘2。和引导沿平行于运动方向的两条直线之间的帧中的机器人的帧。图2如图2.2A早期运动状态，运动从第1脚架吸盘吸附开始，提升油缸缩回，从而完成了机械手缩回腿。然后两个帧之间的圆筒沿框架导轨上延伸，将根据该帧的相对运动的方向。运动到位后，框架3升缸延伸吸盘工作表面的吸附，如图2.2B。然后松开下一个吸盘框架提升气缸缩回，缩回两个框架之间的气缸，该框架将靠拢沿导轨的框架，直到它被恢复到如图2.2C所示的图案。这样就完成工作的一个周期。驱动机器人使用气缸，采用真空吸附。 2） 图3图2.3是另一移动设备，它是由8吸盘，4以外组成，有四个和四个吸盘可以由滚珠丝杆，它是通过真空抽吸进行移动。 图4图4显示了爬壁机器人直线行走路线。后的结构设计的角度来看脚操纵已被用来选择在前脚的立足点，从而减少障碍，改善行走速度判定的数目。图4（a）表示机器人的初始状态，小冲程的气缸的伸长满吸盘状态，滑块处于中间位置；图4（b）表示外侧4吸杯的不里面的吸附夹头4真空破坏松开夹头移动，内筒缩回；图4（c）表示的前向驱动电机正转的滚珠螺杆滑动前进，沿着一个向前和内框架滑动；图4（d）表示的内伸出气缸内壁与所述侧壁上的卡盘，真空吸附在图4（e）的接触面4代表了吸附夹头4的内部不动，外4吸盘为真空断裂以释放外筒缩回；图4（f）表示在向前推进螺杆马达反向驱动向前沿外框架；图4（g）延伸的外筒，与墙壁上的吸盘，真空吸附接触外壁4，然后在里面和八个全吸盘框架之外的吸附状态，机器人开始下一个运动周期。以上是爬壁机器人步骤的过程，所以连续循环，实现了连续爬壁机器人前进。图5该机器人主要由一个主体气缸、两个纵向吸盘提升气缸、一个横向吸盘提升气缸、两组横向吸盘组以及两组纵向吸盘组构成。 图6图6是多足步行机器人爬步骤的壁的流程图。在向前运动，例如，在初始状态下是机器人的静止状态中，机器人可以执行的情况下在墙壁上的清洗探针和检测。当机器人处于初始状态时，在水平和垂直真空吸盘的真空状态提供，横向吸起升缸缩回状态，吸起升缸中被纵向延伸的状态时，真空吸盘纵向的释放，垂直吸提升油缸缩回，在主缸固定于圆筒的吸附状态的横向真空吸盘，压缩空气驱动活塞向前移动一个距离，然后沿纵向抽吸提升缸纵向延伸，以提供真空抽吸;当横向吸入真空抽吸提升缸横向收缩，在主缸的活塞杆固定在压缩空气，在气缸孔的向前移动的距离，并横向延伸的横向抽吸提升缸的吸附状态的纵向真空吸力释放提供真空吸力来完成行走过程。 4）目前国内关于水下船舶清洗机器人的研究只有哈尔滨工业大学研制出一种水下清洗机器人，他们的移动是靠履带完成的，采用永磁吸附，双履带机构。 图7机器人的吸附性能被固定到外翼面板履带链块来实现磁吸附。由链节链确定每个轨道的每一链路上的数目，以安装一个磁块，然后每星期轨道上，即使在移动的轨迹的过程21橡胶密封永久磁铁块镶嵌，以确保在每个轨道上有8磁体与容器表面的吸附状态良好，并且机器人的容器表面上有足够的磁吸附，实现了在初始时间移动，来调整磁块上的相同状态的两个磁道的吸收特性，并输出通过齿轮减速机由驱动链轮驱动的驱动伺服电动机的力矩，从而使在所述容器的交替吸附循环的轨道面的磁块的表面上，所述机器人上移动来实现所述容器的表面上。 吸附方案 吸附方式主要有两种：真空吸附和磁吸附。 1、 真空吸附装置真空吸附装置也称真空吸盘，在壁面移动机器人中主要用于非磁性壁面上的作业，如墙壁、玻璃面、非磁性金属壁面等。 真空吸盘是在利用吸盘内的压力与大气压之间的压力差而实现吸附的，真空的产生可以通过真空泵、压缩空气或排风机等。用真空泵或用压缩空气产生真空的吸盘，一般真空度较高。由排风机产生真空的吸盘，一般真空度较低。 2、磁吸附装置 磁吸附壁面移动机器人用于铁磁性壁面上的作业。磁吸附装置的吸附由电磁铁、永磁铁来产生。电磁式吸附利用直流或交流磁铁的磁场吸力把对象物吸住。当切断电流时，磁场消失，对象物即被释放。本机构就是利用电磁吸附，当磁铁不通电时，吸盘没有吸力，当通电时，吸盘具有吸力。先给大吸盘通电，具有磁性吸附在船体上，然后断电，磁性消失，这时再给小吸盘通电，吸盘具有磁性，小吸盘吸附在船体上，循环吸附。于此同时移动部分利用间隙时间移动。 永磁吸附是利用永磁铁来产生磁性吸附，永磁吸附所产生的磁性一直存在，所以移动部分就一直在被吸附物体上，哈工大所研制的清洗机器人就是利用永磁吸附，利用双履带移动方式，一直吸附在船体上移动。 本机构是利用机器人的行走完成移动，所以采用真空吸附。清洗方案 清洗方案的选择，清洗的对象是船体表面，包括清洗船体表面附着的一些贝类、藻类等生物，需要一定的清洗力。同时考虑机器人的本身尺寸大少，清洗圆盘不易过大，并且驱动要简单、可行。下面是现存的一些清洗工具： 1）公路圆盘洗 该清洗盘用于公路的清洗，主要清洗路面的尘土和垃圾，所以尺寸很大，所需力要求不大，转速在100r/min左右，本机构设计简单，传动容易设计，同时又可以实现所需功能。 图82）滚筒刷 滚筒刷尺寸小，清洗的力不大，靠滚动来完成清洗，一般用于手动，主要用于清洗玻璃等比较光滑的表面，清洗力不是很大，并且是靠滚来完成的。 图9 目前市场上主要有这两种清洗设备，比较两种设备，第一种要靠电机来驱动，第二种主要是靠手动来实现清洗；两种清洗都不需要很大的力，转速不需要很快；第一种尺寸很大，主要清洗路面，所以尺寸比较大，第二种尺寸相对很小。考虑以上特点，本机器人的清洗机构选择第一种，但是尺寸选择变小，利用小型直流电机驱动，考虑清洗的力矩及所需转速，选择转速为40r/min，清洗面积大约为500平方毫米。对清洗盘的设计主要是选择合适得材料、毛刷来清洗船体表面，船体表面的污染物对船体有一点的吸附力，普通的毛刷不容易将其刷下，容易变形，考虑这些因素，选择铁丝刷，铁丝具有一定的硬度，不容易变形，现在市场上也可以买到。第2章 总体方案设计2.1 设计的基本要求2.1.1 工艺范围船舶在长期的航行中，水下部分的船体表面会附有贝类、藻类生物及生出锈斑，严重影响船舶的航行速度和使用寿命，还增加船舶的燃料消耗，所以定期清洗非常重要，人工清洗人员工作量大、难度大、效率低，目前中国国内对于这方面的研究还很少，对于壁面清洗机器人有一些研究，主要是清洗玻璃、墙壁等，但是对于船舶清洗研究的却是很少，主要是因为船舶清洗是在水下，设计时要考虑水的影响，密封性的要求，水下移动、吸附等问题，增大了设计的难度。因此研制水下清洗机器人成为需要，水下船舶清洗机器人将大大提高船舶清洗的效率，减少工作量，减少工作强度，实现自动化清洗。该机器人的结构主要分成两部分：一部分是移动部分，另一部分是清洗部分。移动部分主要解决的问题是机器人在曲面上的移动，清洗部分的结构设计利用清洗盘的转动来实现清洗。本课题主要内容包括：国内外文献分析，总统方案设计，水下船舶清洗机器人机械结构设计，装配图零件图的设计，结构优化设计。2.1.2 进给方案的选取比较现有移动方案，可以看出移动的实现主要都是依靠两个相似的机构分别移动来实现前进，而驱动大多是利用汽缸来驱动。哈工大的水下清洗机器人的移动是靠双履带来实现移动，利用永磁吸附，一直紧贴在船体上移动，驱动利用电机驱动。除哈工大的水下机器人外，其他机器人的移动主要是适应平面移动，而对于在曲面上的移动涉及的比较少，本机器人的移动参考以上几种机器人的移动方式加已改进，具有一定的适应性。移动方案也是采用两个相似的机构，循环前进，驱动是利用电机带动齿轮再通过丝杠螺母来实现，同时利用电机的正反转来实现连个相似机构的前后运动。如图10所示，2.1.3 吸附结构真空吸附装置也称真空吸盘，在壁面移动机器人中主要用于非磁性壁面上的作业，如墙壁、玻璃面、非磁性金属壁面等。本机构用真空吸盘，因为结构简单，只需油缸的伸出和缩进，完成吸附工作。2.1.4 清洗机构的设计清刷机器人作为一个载体，实现了吸附功能和移动功能后，还应具有作业功能，即能携带作业工具完成特定的作业任务。水下清刷装置是利用钢丝昴或喷射超高压水流，将附着在船体表面的海洋生物或锈蚀清洗掉。本论文研制的清刷机器人携带的作业工具是清洗刷具，清洗刷具是水下机器人常用的一种作业工具，通常安装在机器人的前都框架上，是三个做旋转运动的圆盘钢丝刷，在机器人载体的移动过程中，完成清刷作业，这种清洗刷具适用于清洗具有较大表面的物体。清洗刷具是与水下机器人本体配套使用的一种水下作业工具。在设计中需满足以下性能要求：(1) 尽量使机构体积小、重量轻、结构简单、工作可靠由于清洗刷具是安装在机器人本体上的，而机器人所能承受的负载，提供的动力及可供作业装置安装的空间都极为有限。因此，体积小、重量轻，结构简单是水下清洗刷具需要满足的基本要求。结构越简单，可能出现的故障就越少，从而可提高了装置的可靠性。(2) 选用的材料其有较强的耐海水腐蚀性能清洗刷具的工作环境是在海水里，海水中含有的氯离子具有较强的腐蚀性，清洗刷具受力后还会产生应力腐蚀等。受到腐蚀的工具会缩短整个装置的使用寿命，降低工作的可靠性，因此在选材方面要重点考虑材料的耐腐蚀性能的好坏。(3) 作业方式多样化清洗刷具与机器人本体连接部分的设计，要考虑便于装卸，这样可以在一个载体上更换不同的作业工具，实现其它作业功能。为了达到高效率的清刷效果，要求刷丝较硬且弹性好，刷丝材料选用了淬火不锈钢丝制成，刷丝直径为0.7mm，刷丝长度为2.3mm，刷丝分布比较稀疏的清刷效果好一些。为了保证清洗刷的强度，刷盘是用钢板制成的圆形盘具。为了保证履带在船体表面上的可靠吸附，在机器人移动的一个行程内要保证先清刷掉履带前端船体表面附着的海生物，所以根据履带的宽度确定刷盘半径。第3章 进给系统设计计算3.1 切削力的计算查表所得进的力为从设计手册中可得知，在一般径向载荷：轴向载荷：取：，3.2 丝杠螺母的设计与计算3.2.1 强度验算综合丝杠的轴向工作负载采用下面公式计算： （4-1） 查设计手册知：颠覆力矩影响系数，采用双三角形导轨时，取=1.2；当量摩擦因数，三角形导轨时，取=0.1；导轨承受的重力，估计重为80kg，故由公式（41）得：计算最大动载荷Ca： （4-2） 其中，为寿命值，为当量转速，可由下列公式计算： （4-3） （4-4）式中 丝杠推荐寿命，h；查设计手册表3.7-55得，寿命；滚珠丝杠导程，mm；初选=10mm；最大切削力下的进给速度，可取最高进给速度的1/21/3，此处取1/2，=7.6；负载性质系数，查实用机床设计手册表3.7-53得按一般运转取1.21.5，取=1.2；丝杠寿命，以106转为单位。由公式（42），（43），（44）可得：根据额定最大动载荷，选择滚珠丝杠型号，查实用机床设计手册表3.7-61，选用FFZD型内循环浮动反向器双螺母垫片预紧滚珠丝杠副，其型号为FD4010-4-P2，公称直径，丝杠导程为10mm，额定动载荷为40KN，大于23.2KN。满足强度要求。3.2.2 效率计算根据机械原理公式，丝杠螺母副的传动效率为： （4-5）式中 摩擦角， ；螺旋升角，可由下列公式计算：其中，=32mm为丝杠公称直径，=10mm为丝杠导程。由公式（45）得：。3.2.3 刚度验算滚珠丝杠在轴向力作用下产生拉伸或压缩，在扭矩的作用下发生扭转，这将引起丝杠导程的变化，从而影响其传动精度及定位精度，因此滚珠丝杠应验算满载时的变形量。滚珠丝杠在轴向力作用下的变形量为： （4-6）式中 工作负载，N；滚珠丝杠的导程，mm；=10mm；丝杠材料的弹性模量，N/mm2；滚珠丝杠内径截面积，mm2。丝杠滚珠直径：滚道半径：偏心距：滚珠丝杠内径：滚珠丝杠截面积：由公式（46）得：因扭矩M引起的导程变形量很小，可忽略，即，所以丝杠长度为1000mm时，导程变形总误差为:对丝杠精度等级为：1、2、3、4、5级，查实用机床设计手册表3.7-22，丝杠每1m长度上允许的变形量不大于5、10、15、30、60m/m，对不满足刚度要求时，可采取预拉伸结构，加大丝杠直径等措施。本设计采用4级精度，故刚度足够。3.2.4 稳定性验算进给行程较长受力较大，为提高刚度减小机床自身的误差，采用两端轴向固定的支撑方式，如图4-1所示：丝杠螺纹部分长度，等于工作台最大行程加螺母长度加两端余程。工作台行程为=650mm，螺母长度为150mm，查表3.7-25，导程为10mm时，余程为40mm，因此丝杠螺纹部分长度。丝杠支撑跨距，应略大于，取为=1100mm其中 核算压杆稳定性的支承距离，mm； 核算临界转速的支承距离，mm。查实用机床设计手册表3.7-45及表3.7-61得:图4-1 丝杠两端固定支撑方式为工作行程加丝杠螺母尺寸的一半再加上固定端支撑距离的一半，为游动端支撑距离的一半加上工作行程加上丝杠螺母的一半，得：，临界转速校核：高速的长丝杠有可能发生共振，需验算其临界转速，不会发生共振的最高转速为临界转速：式中 丝杠丝杠支承方式系数，根据实用机床设计手册表3.7-37，取3.927；受压面直径，其当量转速为，故，值均满足规定条件，因而丝杠不会发生共振和失稳。3.3 电机的选择3.3.1 计算传动比闭环传动比： （4-7）式中 电动机额定转速，r/min；=2000r/min；工作台最大进给速度，mm/min；=7.6m/min=7600mm/min；丝杠导程，mm；根据经验选大些，选=10mm。由公式（47）得：取，根据传动功率，已知v=7.6m/s。拟订减速齿轮副的齿数，模数mm。故可取齿轮为：=20， =50，=20， ， 其分度圆直径： 中心距：。齿轮经校核，满足要求。3.3.2 转动惯量计算丝杠的转动惯量：式中 丝杠的长度。工作台，工件等折算到丝杠轴上的转动惯量： =式中 工作台重量，取=80kg；齿轮转动惯量：丝杠传动时，一级齿轮降速时，传动系统折算到电机轴上的总转动惯量： 3.3.3 所需传动力矩计算所需力矩：式中 空载启动时，折算到电机轴上的加速力矩； 折算到电机轴上的摩擦力矩，； 由丝杠预紧引起的折算到电动机轴上的附加摩擦力，；采用滚珠丝杠时：最大启动转矩：式中 折算到电机轴上的总惯量，kg.m2；系统时间常数，=25ms；电机转速，r/min；当时计算时计算；摩擦力矩：式中 导轨摩擦力，N；等于横向进给系统重力乘以摩擦系数；丝杠螺距，mm；降速比；传动链总效率，0.750.85，取0.8。附加摩擦力矩：式中 滚珠丝杠未预紧时的效率一般，取；最大轴向负载，N；切削力矩：对数控机床而言，因为动态性能要求较高，所以电动机力矩主要是用来产生加速度的，而负载力矩占的比重很小，一般都小于电动机力矩的 1030，所以按：计算。3.3.4 电机的选择选择电动机，要使快速空载启动力矩小于电动机的最大转矩，即，为电动机输出转矩的最大值，即峰值转矩，一般，其中为电动机额定转矩，为电动机转矩的瞬时过载系数(交流伺服电机=1.52) 。故选择FANUC交流伺服电机S1.0其最高转速为2000r/min，最大转矩16 ，额定转矩2.0，转子转动惯量为，重量为4.5kg。交流伺服电机的电机惯量与负载惯量的匹配关系：式中 负载惯量折算到电机轴上的总和，电动机转子惯量，满足惯量匹配。3.4 轴承的选用与校核3.4.1 角接触球轴承的选择进给系统承受轴向力和径向力，并且承受轴向力不大，可选用角接触球轴承。根据轴的尺寸，查实用机床设计手册表3.8-50，选用7006C GB/T292-94 角接触球轴承，其基本参数见表4-1所示。表4-1 7006C角接触球轴承的基本参数d(mm)D(mm)B(mm)Cr(kN)Cor(kN)极限转速（r/min）脂润滑油润滑30551316.211.5950014000轴承寿命校核计算：根据机械设计，滚动轴承寿命的校核条件为： （4-8）式中 轴承应具有的基本额定动载荷，N； 轴承所受的载荷，N； （4-9），查机械设计手册表13-5，得： ，其中e为判断系数。故取。由公式（49）得：式中 轴承的转速，r/min；等于丝杠的当量转速r/min；轴承预期计算寿命，h；h； 寿命指数，对于球轴承。由公式（48）得：因为本设计中选用轴承基本额定动载荷为16.2kN，所以满足要求。3.4.2 深沟球轴承的选择深沟球轴承用在游动端，故承的轴向力可以忽略，因此只考虑其径向力。根据轴的尺寸，查实用机床设计手册表3.8-44，选用6306深沟球轴承，如表4-2所示。 表4-2 6306深沟球触球轴承的基本参数d(mm)D(mm)B(mm)Cr(kN)Cor(kN)极限转速（r/min）脂润滑油润滑30721927.015.2900012000游动端径向
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