畢業(yè)設(shè)計(jì)--數(shù)控加工中心進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　論文題目 數(shù)控加工中心進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　系 別 機(jī)械工程系 </p><p>　　年級(jí)專業(yè) 10級(jí)數(shù)控（1）班 </p><p>　　學(xué) 號(hào)

2、 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　職 稱 助教 </p><p>　　年 月 日</p><p><b&

3、gt;　　目 錄</b></p><p>　　一、數(shù)控加工中心發(fā)展前景2</p><p><b>　　二 總體設(shè)計(jì)4</b></p><p>　?。ㄒ唬┛傮w設(shè)計(jì)方案的確定4</p><p><b>　?。ǘ┐采碓O(shè)計(jì)4</b></p><p><

4、;b>　?。ㄈ?dǎo)軌設(shè)計(jì)5</b></p><p>　　三.進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)6</p><p>　　(一) Y軸（縱向）傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)7</p><p>　　1、切削力的計(jì)算7</p><p>　　2、滾珠絲桿的選擇計(jì)算8</p><p>　　3、傳動(dòng)齒輪選擇12</p><

5、;p>　　4、滾動(dòng)軸承的選擇13</p><p>　　5、伺服系統(tǒng)選擇計(jì)算13</p><p>　?。ǘ軸（橫向）傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)18</p><p>　　1、切削力的計(jì)算18</p><p>　　2、滾珠絲桿的選擇計(jì)算18</p><p>　　3、傳動(dòng)齒輪選擇20</p><p

6、>　　4、滾動(dòng)軸承的選擇21</p><p>　　5、伺服系統(tǒng)選擇計(jì)算22</p><p><b>　　致 謝27</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p>　　數(shù)控加工中心進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　[內(nèi)容摘要] 機(jī)械設(shè)

7、計(jì)是現(xiàn)代制造業(yè)中常遇到的問(wèn)題，隨著機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械加工設(shè)備的要求也越來(lái)越高，特別是對(duì)高精密度加工機(jī)械的要求更加凸顯。數(shù)控加工中心是現(xiàn)代加工設(shè)備中主要設(shè)備之一。數(shù)控加工中心是一種備有刀庫(kù)并能自動(dòng)更換刀具對(duì)工件進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。工件經(jīng)一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動(dòng)選擇和更換刀具，自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他的輔助功能，依次完成工件幾個(gè)面上多工序的加工。而其高精度、高效率的是由其

8、進(jìn)給系統(tǒng)來(lái)保證的，所以加工中心進(jìn)給系統(tǒng)的好壞直接影響著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞] 加工 中心 進(jìn)給 系統(tǒng) </p><p>　　一、數(shù)控加工中心發(fā)展前景</p><p>　　數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要

9、行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代化發(fā)展的大趨勢(shì)。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來(lái)越的要求，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也不斷加快，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械加工行業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，除要滿足多功能、高性能的要求外，還要具有自動(dòng)加工的基本功能，操作，維修方便。</p><p>　　在數(shù)控加工

10、中心發(fā)展的本個(gè)多世紀(jì)的歷程中，世界先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟，電子的迅速發(fā)展，以及各種性能良好的傳感器的出現(xiàn)和運(yùn)用，使加工中心功能日益完善，自動(dòng)化、智能化程度越來(lái)越高，加工中心正朝著高速化、高精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化及高可靠性方向發(fā)展。</p><p>　　數(shù)控加工中心和數(shù)控機(jī)床一樣，是目前世界上產(chǎn)量最高、應(yīng)用最廣泛的數(shù)控機(jī)床。加工箱體類零件的加工中心是在鏜床、銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，稱為自動(dòng)換刀數(shù)控鏜

11、銑床，習(xí)慣上稱加工中心。</p><p>　　數(shù)控加工中心是一種備有刀庫(kù)并能自動(dòng)更換刀具對(duì)工件進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。工件經(jīng)一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動(dòng)選擇和更換刀具，自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他的輔助功能，依次完成工件幾個(gè)面上多工序的加工。由于加工中心能集中完成多種工序，因而可以減少工件的裝夾、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整時(shí)間，減少了工件的周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間，使機(jī)床的切削率

12、達(dá)到80﹪以上，比普通機(jī)床高3～4倍。尤其在加工形狀比較復(fù)雜、精度要求較高、品種更換頻繁的零件時(shí)，更具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。</p><p>　　從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較

13、復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。</p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)

14、爭(zhēng)的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。</p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)是現(xiàn)代制造業(yè)中常遇到的問(wèn)題，隨著機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械加工設(shè)備的要求也越來(lái)越高，特別是對(duì)高精密度加工機(jī)械的要求更加凸顯。數(shù)控加工中心是現(xiàn)代加工設(shè)備中主要設(shè)備之一，加工中心(Co

15、mputerized Numerical Control Machine )簡(jiǎn)稱CNC，是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率自動(dòng)化機(jī)床。加工中心又叫電腦鑼。加工中心備有刀庫(kù)，具有自動(dòng)換刀功能，是對(duì)工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。加工中心是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇、更換刀具、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減

16、少了工件裝夾時(shí)間、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時(shí)間，對(duì)加工形狀比較復(fù)雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。</p><p><b>　　二 總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。ㄒ唬┛傮w設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>　　初步確定設(shè)計(jì)的任務(wù)后（初步擬定三種傳動(dòng)方案 即 1 電機(jī)直接與絲杠相連；2 電機(jī)通過(guò)同步帶的傳動(dòng)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)

17、；3電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)）數(shù)控機(jī)床按控制方式分為開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)，由于采用直流式交流伺服電機(jī)的閉環(huán)控制方案，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)難度大，調(diào)試和維修困難，造價(jià)也高。閉環(huán)控制可以達(dá)到很好的機(jī)床精度，能補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中各種誤差，消除間隙、干擾等對(duì)加工精度的影響，一般應(yīng)用于要求高的數(shù)控設(shè)備中，由于所改造的數(shù)控鉆床加工精度不十分高，采用閉環(huán)系統(tǒng)的必要性不大。若采用直流或交流伺服電機(jī)的半閉環(huán)控制，精度較閉環(huán)控制的查，但是穩(wěn)定性好，成本較低，調(diào)

18、試維修較容易；但是對(duì)于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)必要性不大。故在本次設(shè)計(jì)中，采用開環(huán)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)即保證改造后的性能不低于原鉆床，又保證較高的性價(jià)比。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中采用它帶動(dòng)X,Y向工作臺(tái)移動(dòng)。傳動(dòng)方案1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，三是消除由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)引起的振動(dòng)等現(xiàn)象能力較差，故在本次設(shè)計(jì)中不采用方案2，同步帶傳動(dòng)保持恒定傳動(dòng)比，傳動(dòng)精度高工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，無(wú)噪聲，有良好減振性能，但制造工藝比較復(fù)雜，傳遞功率較小

19、，壽命較低，故在本次設(shè)計(jì)中不易采用，所以本次設(shè)計(jì)中采用齒輪傳動(dòng)，其主要特點(diǎn)是效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比穩(wěn)定，傳動(dòng)過(guò)程中采用消隙齒輪，消除正反轉(zhuǎn)齒輪間隙提高傳動(dòng)精度，性價(jià)比高。</p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作過(guò)程中，技術(shù)方面應(yīng)用滾珠絲杠（工作方式為滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠絲杠副螺母移動(dòng)）可以提高加工精度。在可拆卸方面考慮了許多因素由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，在快卸方便性上考慮有時(shí)略有紕漏；在經(jīng)濟(jì)性方面采用

20、反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)其性價(jià)比高；在滿足精度的前提下減少了生產(chǎn)成本。材料的使用上采用了較為廣泛應(yīng)用的45號(hào)鋼加工成本低且避免使用有毒害的材料污染環(huán)境，還可以回收應(yīng)用；在環(huán)境方面應(yīng)用消隙齒輪可以有效的降低噪音減少對(duì)人體的危害。</p><p><b>　　（二）床身設(shè)計(jì)</b></p><p>　　機(jī)床的床身是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)支承件，是機(jī)床的主體，一般用來(lái)放置導(dǎo)軌、等重要部件。

21、床身的結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)床的布局有很大的影響。按照床身導(dǎo)軌面與水平面的相對(duì)位置，立式加工中心通常采用固定立柱式，主軸箱吊在立柱一側(cè)，其平衡重錘放置在立柱中，工作臺(tái)為十字滑臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)X、Y兩個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)，主軸箱沿立柱導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)Z坐標(biāo)移動(dòng)。本設(shè)計(jì)中采用加工中心床身取T字型結(jié)構(gòu)，立柱固定在其上面，工作臺(tái)用十字滑臺(tái)，在床身導(dǎo)軌上做X、Y兩向移動(dòng)，主軸箱沿立柱導(dǎo)軌做Z向移動(dòng)。</p><p><b>　?。ㄈ?dǎo)軌設(shè)

22、計(jì)</b></p><p>　　導(dǎo)軌一般可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌兩種。     滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、接觸剛度大等優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦阻力大，磨損快，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)差別大，低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。目前數(shù)控機(jī)床已幾乎不采用傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌，而是采用帶有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動(dòng)導(dǎo)軌和新型塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌。它們具有摩擦性能良好和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。滾動(dòng)導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)

23、小，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)很接近，不會(huì)產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，可以使用油脂潤(rùn)滑。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)中采用的是滾動(dòng)直線導(dǎo)軌。</p><p><b>　　三.進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)必須保證由數(shù)控裝置發(fā)出的控制指令轉(zhuǎn)換成速度符合要求的相應(yīng)角位移或直線位移，帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)。根據(jù)工件加工的需要，在機(jī)床上各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的數(shù)字

24、控制可以是相互獨(dú)立的，也可以是聯(lián)動(dòng)的。總之，數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的要求集中在精度、穩(wěn)定、和快速響應(yīng)三個(gè)方面。為滿足這種要求，首先需要高性能的伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，同時(shí)也需要高質(zhì)量的機(jī)械結(jié)構(gòu)與之匹配。為提高進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)性能主要采取措施有：1.提高系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)剛度2.采用低而穩(wěn)定的摩擦傳動(dòng)副 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)多采用剛度高摩擦因數(shù)小而穩(wěn)定的滾動(dòng)摩擦副，如滾珠絲杠螺母副、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌等。3.慣量匹配 最佳慣量匹配目的是為保證伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的

25、工作性能和滿足傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)控制指令的快速響應(yīng)的要求。4.提高傳動(dòng)件精度 高質(zhì)量的機(jī)械傳動(dòng)配合與高性能的伺服電動(dòng)機(jī)使現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)性能有了大幅度提高。</p><p>　　立式加工中心的進(jìn)給伺服系統(tǒng)特別是進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度及效率是性能的重要組成部分。為了保證加工中心進(jìn)給伺服系統(tǒng)工作的精度、剛度和穩(wěn)定性，對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求是高精度、高剛度、低摩擦和低慣量，設(shè)計(jì)過(guò)程中要盡可能的增大驅(qū)動(dòng)力矩，提高傳動(dòng)效率，消除反

26、向間隙，增強(qiáng)自動(dòng)平衡等。</p><p>　　擬定的主要參數(shù)如下:</p><p>　　(一) Y軸（縱向）傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和滾珠絲桿副。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與絲桿之間的傳動(dòng)采用齒輪一級(jí)傳動(dòng)式，在設(shè)計(jì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與絲桿的連接時(shí)，盡量減少傳動(dòng)間隙。軸承采用能達(dá)到精度要求的。</p><p><b>　

27、　1、切削力的計(jì)算</b></p><p>　　采用的進(jìn)給機(jī)械簡(jiǎn)圖如圖所示：</p><p><b>　　切削功率：</b></p><p>　　由《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知切削功率： </p><p>　　= （3—1）</p><

28、p>　　式中 ——主軸電動(dòng)機(jī)功率，=；</p><p>　　——主傳動(dòng)系數(shù)總功率，一般為，取=；</p><p>　　——進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取=</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　切削功率應(yīng)按在各種加

29、工情況下經(jīng)常遇到的最大銑削力（或轉(zhuǎn)矩）和最大切削轉(zhuǎn)速（或轉(zhuǎn)速）來(lái)計(jì)算。若按最大切削速度來(lái)計(jì)算，取切削速度=，根據(jù)公式：</p><p>　　= （3—2）式中 ——主切削力（）；</p><p><b>　　——切削速度（）；</b></p><p><b>　　則主切削力為：&

30、lt;/b></p><p><b>　　===</b></p><p>　　根據(jù)《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得：</p><p><b>　　縱向切削分力：= </b></p><p><b>　　橫向切削分力：=</b></p><p>　　取

31、 ===</p><p><b>　　===</b></p><p>　　2、滾珠絲桿的選擇計(jì)算</p><p>　　滾珠絲桿螺母副，是在絲桿和螺母間，以滾珠為滾動(dòng)體的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的一種新型傳動(dòng)裝置，其結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是普通絲桿螺母間的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，因而摩擦系數(shù)小，且它的傳動(dòng)負(fù)載比梯形的滑動(dòng)絲桿要大

32、得多，精度又高，平穩(wěn)性好。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中，滾珠絲桿的選擇要根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況及工作負(fù)載情況，計(jì)算出絲桿工作時(shí)的最大載荷及絲桿的工作壽命等參數(shù)進(jìn)行選擇，最大動(dòng)載荷必須小于絲桿的額定動(dòng)載荷。滾珠絲桿螺母副是標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，其規(guī)格型號(hào)都按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。其選擇的詳細(xì)計(jì)算如下：</p><p>　　(1) 工作負(fù)載計(jì)算</p><p>　　計(jì)算進(jìn)給牽引力。可根據(jù)

33、《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》中進(jìn)給牽引力的實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算</p><p><b>　　則</b></p><p>　　=++ （3—3）</p><p>　　式中 ——切削分力</p><p>　　——顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，=；</p><p>　　——滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦因

34、數(shù)，=，取=；</p><p><b>　　——工作臺(tái)承重，=</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　?。?）滾珠絲桿壽命計(jì)算</p><p>　　根據(jù)進(jìn)給速度和滾珠絲桿螺距計(jì)算出絲桿

35、的轉(zhuǎn)速，再根據(jù)絲桿轉(zhuǎn)速計(jì)算出絲桿的壽命。</p><p><b>　　滾珠絲桿轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　= （3—4）</p><p>　　式中 ——進(jìn)給速度，取</p><p>　　——滾珠絲桿的螺距，取</p><p><b&g

36、t;　　則</b></p><p><b>　　===</b></p><p><b>　　壽命計(jì)算公式：</b></p><p>　　= （3—5）其中數(shù)控機(jī)床可取15000h，則</p><p><b>　　==萬(wàn)=</b&

37、gt;</p><p>　?。?）對(duì)大動(dòng)載荷計(jì)算及絲桿型號(hào)選擇</p><p>　　根據(jù)切削力和運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量引起的進(jìn)給阻力，計(jì)算出絲桿的軸向載荷，再計(jì)算出絲桿副應(yīng)能承受的最大動(dòng)載荷</p><p>　　最大動(dòng)載荷計(jì)算公式：</p><p>　　= （3—6）</p><p&g

38、t;　　式中 ——壽命，以為單位；</p><p>　　——運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，按一般運(yùn)轉(zhuǎn)=，取=；</p><p>　　——硬度系數(shù)，為時(shí)，=，小于時(shí)，>，這里取=；</p><p><b>　　——進(jìn)給牽引力</b></p><p><b>　　則</b></p><p>

39、;<b>　　===</b></p><p>　　根據(jù)的原則，使選取的滾珠絲桿的額定動(dòng)載荷大于計(jì)算的最大工作動(dòng)載荷，查《現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，可選擇滾珠絲桿的型號(hào)為CDM3206—5—P4，其公稱直徑為，其額定動(dòng)載荷為，強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　CDM3206—5—P4滾珠絲桿的參數(shù)數(shù)值如下表：</p><p><b>

40、;　?。?）效率計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)《機(jī)械原理》，絲杠螺母副的傳動(dòng)效率的計(jì)算公式為：</p><p>　　= （3—7）</p><p>　　式中：——為絲桿螺旋升角，根據(jù)計(jì)算得，= </p><p><b>　　——為摩擦角，取=</b&g

41、t;</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　（5）剛度驗(yàn)算</b></p><p>　　滾珠絲桿工作時(shí)受軸向力和轉(zhuǎn)矩的作用，將引起導(dǎo)程的變化，因滾珠絲桿受轉(zhuǎn)矩時(shí)引起的導(dǎo)程變化很小，可以忽略不記，所以工作負(fù)載

42、引起的導(dǎo)程變化量為：</p><p>　　= （3—8）</p><p>　　式中 ——滾珠絲桿導(dǎo)程，取=；</p><p>　　——材料彈性模量，對(duì)于鋼，?。ǎ?lt;/p><p>　　——滾珠絲杠截面積，按絲桿螺紋底徑確定，即=，則</p><p><b&g

43、t;　　===</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　滾珠絲桿受轉(zhuǎn)矩引起的導(dǎo)程變化量很小，可以忽略不計(jì)，即=,所以導(dǎo)程變形總誤差為：</p><p>　　= （3—

44、9） 式中 ——Y軸（縱向）最大行程，由擬定參數(shù)中可知，==</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　===</b></p><p>　　由《現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，4級(jí)精度絲桿允許的螺距誤差為，故此絲桿精度足夠。</p>

45、<p><b>　　3、傳動(dòng)齒輪選擇</b></p><p>　　齒輪傳動(dòng)比的計(jì)算。傳動(dòng)比計(jì)算公式為：</p><p>　　= （3—10）</p><p>　　式中 ——步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角</p><p><b>　　——絲桿螺距 </

46、b></p><p><b>　　——脈沖當(dāng)量</b></p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量，一般情況下普通數(shù)控機(jī)床取=步，選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角=，=，則</p><p><b>　　===</b></p><p><b>　　可選定齒輪齒數(shù)為：</b></p&g

47、t;<p><b>　　==</b></p><p>　　由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)齒輪受力不大，且根據(jù)優(yōu)先選用第一系列的原則，可取模數(shù)=，齒輪傳動(dòng)效率=，由經(jīng)驗(yàn)公式可知，齒寬=，則分度圓直徑分別為：</p><p><b>　　===</b></p><p><b>　　===</b></p&

48、gt;<p><b>　　中心距為：</b></p><p><b>　　===</b></p><p><b>　　4、滾動(dòng)軸承的選擇</b></p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)的平穩(wěn)性事檢測(cè)數(shù)控機(jī)床性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。設(shè)計(jì)過(guò)程中要保證加工的可靠性。軸承的剛度太高，則會(huì)造成物不盡其用，增加設(shè)

49、計(jì)成本，太低會(huì)影響到絲桿的傳動(dòng)精度和壽命。</p><p>　　滾珠絲桿螺母副傳遞驅(qū)動(dòng)力矩，驅(qū)動(dòng)其來(lái)回移動(dòng)，因此絲桿必須采用三點(diǎn)式支撐方式。各方向傳動(dòng)系統(tǒng)的絲桿采用一端軸向固定，另一端浮動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式，使絲桿軸向留有移動(dòng)的空間，這種安裝方式可以減少機(jī)床的振動(dòng)和傳動(dòng)的誤差，避免軸承卡死的情況發(fā)生，適用于較長(zhǎng)的臥式安裝絲桿。根據(jù)額定載荷承載能力在固定端采用一對(duì)角接觸球軸承76020225TVP面對(duì)面組配，成對(duì)使用能限制

50、兩個(gè)方向的軸向位移。浮動(dòng)端支撐采用6205/P5型深溝球軸承，只承受絲桿的重力。</p><p>　　根據(jù)查得的具體的軸承參數(shù)可知，76020225TVP軸承的額定載荷=,而牽引進(jìn)給力=。>，因此76020225TVP軸承的承載能力滿足要求。6205/P5軸承的額定載荷=，>，所以6205/P5軸承的承載能力也滿足要求。</p><p>　　76020225TVP軸承的具體參數(shù)

51、如下表：</p><p>　　6205/P5型深溝球軸承的具體參數(shù)如下表：</p><p>　　5、伺服系統(tǒng)選擇計(jì)算</p><p>　　伺服電動(dòng)機(jī)的種類有很多，在經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控化設(shè)計(jì)中常選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖控制信號(hào)轉(zhuǎn)化成機(jī)械角位移的執(zhí)行元件，通過(guò)控制輸入點(diǎn)脈沖的數(shù)量、頻率以及電動(dòng)機(jī)繞組通電相序等實(shí)現(xiàn)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)點(diǎn)脈沖越多，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高。<

52、/p><p>　　選擇私服電動(dòng)機(jī)應(yīng)考慮三個(gè)要求：</p><p>　　最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩不得超過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量應(yīng)與負(fù)載慣量相匹配；</p><p>　　快速移動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)矩步得超過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。</p><p>　?。?）負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算</p><p>

53、　　負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算可以通過(guò)折算到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算，計(jì)算公式為：</p><p>　　=++ （3—11）</p><p>　　式中 ——折算到電動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</p><p>　　——齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</p><p>　　——齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</p><p>

54、　　——滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</p><p><b>　　——計(jì)算參數(shù)</b></p><p>　　工作臺(tái)=，=，=，將其折算為電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：</p><p><b>　　==</b></p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，齒輪可看做材料為鋼的圓柱形零件。對(duì)于材料為鋼的圓柱形零件，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算

55、公式為：</p><p>　　= （3—12）</p><p>　　式中 ——齒寬或者零件軸向長(zhǎng)度；</p><p>　　——齒輪直徑或者圓形零件的直徑</p><p>　　由前面的計(jì)算可知，齒輪的直徑=，=，齒輪寬度為==，則</p><p>　　齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： ==

56、</p><p>　　齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： ==</p><p>　　計(jì)算絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，絲桿直徑要采用其螺紋底徑進(jìn)行計(jì)算，由前面知道的絲桿直徑可查得其螺紋底徑=，長(zhǎng)度=，則絲桿加在電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p><b>　　==</b></p><p>　　則負(fù)載總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為:</p><p>

57、<b>　　=++</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　(2) 最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算</p><p>　　根據(jù)能量守恒原理，電動(dòng)機(jī)等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算：</p><p>　　=

58、 </p><p>　　取，代入前面計(jì)算所得的數(shù)據(jù)，則</p><p><b>　　==</b></p><p>　　如果不考慮起動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件慣性的影響，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式為：</p><p><b>　　=</b></p><p

59、><b>　　取安全系數(shù)為，則</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　查《實(shí)用微電機(jī)手冊(cè)》，當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為五相十拍時(shí)，選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大靜轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為：</p><p><b>　　==</b></p><p><b>

60、　　===</b></p><p>　　因數(shù)控機(jī)床對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求較高，確定電動(dòng)機(jī)以最大靜轉(zhuǎn)矩運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)滿足快速空載起動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩的要求：</p><p>　　= （3—14）</p><p>　　式中 ——快速空載起動(dòng)時(shí)所需的轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　——克服摩擦所需的轉(zhuǎn)矩；<

61、;/p><p>　　——絲桿預(yù)緊所引起的折算到電動(dòng)機(jī)軸上的附加轉(zhuǎn)矩</p><p>　　當(dāng)工作臺(tái)快速移動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為：</p><p>　　= （3—15）</p><p>　　式中 ——快速移動(dòng)速度，由立式加工中心擬定參數(shù)可知為</p><p>

62、;　　代入之前所得的、的數(shù)據(jù)，則</p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　由動(dòng)力學(xué)可知：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　其中，=，為加速時(shí)間常數(shù)，=，則</p><p><b>

63、;　　== =</b></p><p><b>　　的計(jì)算公式為：</b></p><p>　　= （3—16）代入數(shù)據(jù)，則</p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　的計(jì)算公式為：</b>

64、</p><p>　　= （3—17）式中 ——預(yù)加載荷，一般為最大軸向載荷的 ，即</p><p><b>　　===</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　===</b></p

65、><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　===</b></p><p>　　（3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高工作頻率計(jì)算</p><p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高工作頻率計(jì)算公式為：</p><p>　　= </p&

66、gt;<p><b>　　代入數(shù)據(jù)，則</b></p><p><b>　　===</b></p><p>　　即，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高工作頻率為</p><p>　　在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇過(guò)程中，其輸出轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)頻率和空載運(yùn)行頻率等參數(shù)都要比理論計(jì)算值大。由《實(shí)用微電機(jī)手冊(cè)》查得，130BF001反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的

67、空載運(yùn)行頻率為，足夠提供此處所需的運(yùn)行頻率，所以可選用130BF001反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　130BF001反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的具體參數(shù)如下表：</p><p>　?。ǘ軸（橫向）傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　立式加工中心的橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法與縱向的設(shè)計(jì)方法類似，也采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和滾珠絲桿副。軸承要能夠達(dá)到精度要求。</p>

68、<p><b>　　1、切削力的計(jì)算</b></p><p>　　由前面的計(jì)算已知： </p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　===</b></p><p><b>　　===</b></p>

69、<p>　　2、滾珠絲桿的選擇計(jì)算</p><p>　　滾珠絲桿傳動(dòng)是數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的主要部件之一。它的優(yōu)點(diǎn)是摩擦因數(shù)小，傳動(dòng)精度高，傳動(dòng)效率高達(dá)85%~98%，是普通滑動(dòng)絲桿傳動(dòng)的2~4倍。它的動(dòng)靜摩擦因數(shù)很小，有利于防止爬行和提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度；采用消除反向間隙并預(yù)緊措施，有助于提高定位精度和剛度。采用滾珠絲桿傳動(dòng)，一方面提高了傳動(dòng)精度；另一方面發(fā)揮了滾珠絲桿的優(yōu)勢(shì)，提高了其傳動(dòng)的效率及減

70、小損耗。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中，滾珠絲桿的選擇要根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況及工作負(fù)載情況，計(jì)算出絲桿工作時(shí)的最大載荷及絲桿的工作壽命等參數(shù)進(jìn)行選擇，最大動(dòng)載荷必須小于絲桿的額定動(dòng)載荷。滾珠絲桿螺母副是標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，其規(guī)格型號(hào)都按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　橫向滾珠絲桿的設(shè)計(jì)選型方案可參照縱向機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)算的選型方案及選擇原因選擇橫向滾珠絲桿。</p><p&

71、gt;<b>　?。?）工作負(fù)載計(jì)算</b></p><p>　　工作負(fù)載的計(jì)算可根據(jù)《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》進(jìn)給牽引力的實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算，公式為：</p><p><b>　　=++</b></p><p>　　代入前面的=；=；=，則</p><p><b>　　==</b></

72、p><p>　?。?）滾珠絲桿壽命計(jì)算</p><p>　　根據(jù)進(jìn)給速度和滾珠絲桿副距計(jì)算出絲桿的轉(zhuǎn)速，再根據(jù)絲桿轉(zhuǎn)速計(jì)算出絲桿壽命?？蓞⒄湛v向滾珠絲桿計(jì)算出的絲桿壽命，即</p><p><b>　　==萬(wàn)=</b></p><p>　?。?）最大動(dòng)載荷計(jì)算和型號(hào)選擇</p><p>　　根據(jù)切削力

73、和運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量引起的進(jìn)給阻力，計(jì)算出絲桿的軸向載荷，再根據(jù)要求的壽命值計(jì)算出滾珠絲桿副應(yīng)能承受的最大動(dòng)載荷，其計(jì)算公式和縱向最大動(dòng)載荷計(jì)算公式一樣，即</p><p><b>　　=</b></p><p>　　其中，取=；=；代入其他數(shù)據(jù)，則</p><p><b>　　===</b></p><p

74、>　　根據(jù)的原則，使選取的滾珠絲桿的額定動(dòng)載荷大于計(jì)算的最大工作動(dòng)載荷，查《現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，這里可選擇型號(hào)為CDM4006—5—P4的滾珠絲桿，其公稱直徑為，額定動(dòng)載荷為，強(qiáng)度可滿足要求。</p><p>　　CDM4006—5—P4滾珠絲桿的具體參數(shù)如下表：</p><p><b>　　（4）效率計(jì)算</b></p><p>

75、;　　根據(jù)《機(jī)械原理》，絲杠螺母副的傳動(dòng)效率可有式（3—7）計(jì)算，其中取=，</p><p><b>　　= =，則</b></p><p><b>　　==</b></p><p><b>　?。?）剛度驗(yàn)算</b></p><p>　　滾珠絲桿工作時(shí)受軸向力和轉(zhuǎn)矩的作用，將

76、引起導(dǎo)程的變化，因滾珠絲桿受轉(zhuǎn)矩時(shí)引起的導(dǎo)程變化很小，可以忽略不記，工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量可用式（3—8）計(jì)算，其中鋼的彈性模量取=（）；絲桿螺紋底徑確定為=，則滾珠絲杠截面積</p><p><b>　　===</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　==</b&g

77、t;</p><p>　　滾珠絲桿受轉(zhuǎn)矩引起的導(dǎo)程變化量很小，可以忽略不計(jì)，即=,導(dǎo)程變形總誤差可用式（3—9）計(jì)算，最大行程由擬定參數(shù)中可知，==，則</p><p><b>　　===</b></p><p>　　由《現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，4級(jí)精度絲桿允許的螺距誤差為，故此絲桿精度足夠。</p><p><

78、;b>　　3、傳動(dòng)齒輪選擇</b></p><p>　　橫向電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿的連接也是通過(guò)一對(duì)齒輪單級(jí)傳動(dòng)構(gòu)成。這樣配置的目的是減少傳動(dòng)鏈，進(jìn)而減少傳動(dòng)誤差。在縱向的齒輪計(jì)算中，選擇的脈沖當(dāng)量為=，這里也可以使用一樣的脈沖當(dāng)量，步距角則可以選擇比縱向的步距角小一點(diǎn)，這里可以取=，=則傳動(dòng)比為：</p><p><b>　　===</b></p&

79、gt;<p>　　齒輪的安裝方式一般有兩種：一種是齒輪完全暴露的外邊，稱為開式齒輪傳動(dòng)；一種是在經(jīng)過(guò)精確加工而且封閉的箱體內(nèi)的，稱為閉式齒輪傳動(dòng)。閉式齒輪傳動(dòng)一般轉(zhuǎn)速較高，為了提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性，減小沖擊振動(dòng)，以齒數(shù)多些為好，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》中齒數(shù)的選擇，小齒輪齒數(shù)可取為=,取=，則</p><p><b>　　===</b></p><p>　　由于進(jìn)給

80、運(yùn)動(dòng)齒輪受力不大，且根據(jù)優(yōu)先選用第一系列的原則，可取模數(shù)=，齒輪傳動(dòng)效率=，由經(jīng)驗(yàn)公式可知，齒寬=，則分度圓直徑分別為：</p><p><b>　　===</b></p><p><b>　　===</b></p><p><b>　　中心距為：</b></p><p>&l

81、t;b>　　===</b></p><p><b>　　4、滾動(dòng)軸承的選擇</b></p><p>　　軸承的選擇，對(duì)最終的設(shè)計(jì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響，所以軸承選擇要合適。和縱向的選擇計(jì)算一樣，絲桿必須采用三點(diǎn)式支撐方式。各方向傳動(dòng)系統(tǒng)的絲桿采用一端軸向固定，另一端浮動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式，使絲桿軸向留有移動(dòng)的空間，這樣可以減少機(jī)床的振動(dòng)和傳動(dòng)引起的誤差，防止軸承卡死

82、的情況。</p><p>　　由于橫向的最大動(dòng)載荷相對(duì)縱向的較大，所以橫向的軸承在固定端可采用一對(duì)角接觸球軸承7602035TVP面對(duì)面組配，成對(duì)使用能限制兩個(gè)方向的軸向位移。其額定載荷=，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于絲桿的最大動(dòng)載荷=，其承載力能滿足要求。</p><p>　　7602035TVP軸承的具體參數(shù)如下表：</p><p>　　浮動(dòng)端支撐可和縱向的選擇一樣，采用6207/

83、P5型深溝球軸承，只承受絲桿的重力。6205/P5軸承的額定載荷=，>，其承載能力也滿足要求。</p><p>　　6205/P5軸承的具體參數(shù)如表3—3所示。</p><p>　　5、伺服系統(tǒng)選擇計(jì)算</p><p>　　橫向傳動(dòng)部分與縱向傳動(dòng)部分的傳動(dòng)方式是一樣的，因此也選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　（1）負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算&

84、lt;/p><p>　　和縱向負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算一樣，橫向負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算也可以通過(guò)折算到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算。</p><p>　　首先計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，用和之前一樣的公式，=，=，=，則</p><p><b>　　==</b></p><p>　　橫向齒輪也可看做材料為鋼的圓柱形零件。對(duì)于材料為鋼的

85、圓柱形零件，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算可用式（3—12）計(jì)算齒輪、的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、，齒輪的直徑=，齒輪寬度=，則</p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　查CDM4006—5—P4滾珠絲桿的具體參數(shù)可知，螺紋底徑可知=，長(zhǎng)度=，則絲桿加在電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：</p&

86、gt;<p><b>　　==</b></p><p>　　所以，負(fù)載總動(dòng)慣量由式（3—1）計(jì)算可得：</p><p><b>　　=++</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p&g

87、t;<p>　　（2）最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算</p><p>　　根據(jù)能量守恒原理，電動(dòng)機(jī)等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩可按式（3—13）計(jì)算，取，代入前面計(jì)算所得的數(shù)據(jù)得：</p><p><b>　　===</b></p><p>　　如果不考慮起動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件慣性的影響，取安全系數(shù)為，則</p><p><b>

88、　　==</b></p><p>　　查《實(shí)用微電機(jī)手冊(cè)》，當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為三相六拍時(shí)，選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大靜轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為：</p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　===</b></

89、p><p>　　因數(shù)控機(jī)床對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求較高，確定電動(dòng)機(jī)以最大靜轉(zhuǎn)矩運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)滿足快速空載起動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩如式（3—14）的要求。</p><p>　　當(dāng)工作臺(tái)快速移動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算可用式（3—15）計(jì)算。</p><p>　　式中 ——快速移動(dòng)速度，由擬定參數(shù)可知為</p><p>　　代入之前所得的、的數(shù)據(jù)，則</p>&

90、lt;p><b>　　==</b></p><p><b>　　由動(dòng)力學(xué)可知：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　其中，=，為加速時(shí)間常數(shù)，=，則</p><p><b>　　===</b></p>&

91、lt;p>　　可有式（3—16）計(jì)算，代入數(shù)據(jù)，得</p><p><b>　　===</b></p><p>　　預(yù)加載荷，一般為最大軸向載荷的 ，即</p><p><b>　　===</b></p><p>　　可根據(jù)式（3—17）計(jì)算，代入數(shù)據(jù)，得</p><p&g

92、t;<b>　　===</b></p><p><b>　　綜合以上各式，得</b></p><p><b>　　===</b></p><p>　?。?）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高工作頻率計(jì)算</p><p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高工作頻率用式（3—18）計(jì)算，代入數(shù)據(jù)，得</p&

93、gt;<p><b>　　===</b></p><p>　　即，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高工作頻率為</p><p>　　在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇過(guò)程中，其輸出轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)頻率和空載運(yùn)行頻率等參數(shù)都要比理論計(jì)算值大。為了避免步進(jìn)電動(dòng)機(jī)選型太過(guò)復(fù)雜和麻煩，在符合要求和條件的情況，橫向可以選用與縱向同樣的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，由《實(shí)用微電機(jī)手冊(cè)》查得，縱向使用的110BYG350B三

94、相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的空在運(yùn)行頻率為，足夠提供此處所需的運(yùn)行頻率，所以可選用110BYG350B三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為橫向的伺服電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　110BYG350B三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的具體參數(shù)如下表所示：</p><p><b>　　結(jié)論 </b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)的一次總結(jié)與運(yùn)用，是對(duì)以前每

95、門課程設(shè)計(jì)的提煉和綜合，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次徹底檢驗(yàn)，也是對(duì)我們學(xué)生設(shè)計(jì)和創(chuàng)新思維的啟發(fā)和開拓。在開始選擇課題的時(shí)候，我因?yàn)閷?duì)數(shù)控機(jī)床比較感興趣，所以就選擇了關(guān)于數(shù)控機(jī)床方面的課題。我所在的組設(shè)計(jì)的是一臺(tái)加工中心機(jī)床，我主要對(duì)其中的X軸方向即橫向進(jìn)給系統(tǒng)和Y軸方向即縱向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)之初，我首先上網(wǎng)搜索了有關(guān)加工中心方面的知識(shí)，對(duì)數(shù)控機(jī)床特別是加工中心的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)有了進(jìn)一步的了解，以及加工中心整體結(jié)構(gòu)、性能、原理等方面的了

96、解，這讓我學(xué)習(xí)到了很多新的知識(shí)。設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們對(duì)學(xué)校工程訓(xùn)練中心的數(shù)控機(jī)床及一些數(shù)控車床特別是數(shù)控加工中心進(jìn)行了觀察了解，主要觀察了解了機(jī)床的及X軸進(jìn)給系統(tǒng)和Y軸進(jìn)給系統(tǒng)，同時(shí)結(jié)合自己的課題對(duì)機(jī)床的總體布局做了進(jìn)一步的研究，并通過(guò)查閱資料和相關(guān)圖冊(cè)，到圖書館借覽了相關(guān)文獻(xiàn)和資料，初步確定了一個(gè)整體設(shè)計(jì)方案，然后在相關(guān)文獻(xiàn)書本資料的輔助和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)以及相關(guān)老師和同學(xué)的幫助下，自己逐步逐步的經(jīng)過(guò)各個(gè)細(xì)節(jié)方面的整體分析和計(jì)算，設(shè)計(jì)出了滿

97、足網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)球立式加工中心本體設(shè)計(jì)需要的X、Y軸進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)，</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們走向工作崗位的最后也是最重要的一次練兵，是一次理論和實(shí)踐以及自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)結(jié)合訓(xùn)練的過(guò)程。在近半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，使我對(duì)課本理論知識(shí)有了一個(gè)非常全面綜合性的鞏固和利用，也更加認(rèn)識(shí)到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，自己在回顧課本知識(shí)、查閱資料、運(yùn)用資料、中英文翻譯、運(yùn)用專業(yè)知識(shí)及CAD繪圖、等方面的能力有了較大地提高

98、，對(duì)如何將機(jī)、電互相結(jié)合起來(lái)有了較深刻的認(rèn)識(shí)，彌補(bǔ)了原來(lái)學(xué)習(xí)中的很多不足之處，為以后從事機(jī)械方面的工作打下了一定的基礎(chǔ)，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)工作也有了一定的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　總而言之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成使我受益匪淺，不但鞏固了我以前學(xué)習(xí)的東西，而且學(xué)到了很多新東西，更是學(xué)習(xí)到了很多新的技能，為我走向社會(huì)、走向工作崗位打下了深厚的基礎(chǔ)，同時(shí)也使我懂得了一個(gè)真正設(shè)計(jì)的步驟以及方法。</p>

99、;<p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)在大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一次綜合性的運(yùn)用，由于我的基礎(chǔ)知識(shí)還不夠扎實(shí)豐富，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到很多困難，幸虧有老師和同組同學(xué)的幫助才得以順利完成。</p><p>　　我特別感謝老師們對(duì)我的耐心指導(dǎo)，他們?cè)谖易稣麄€(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中給了我非常寶貴的幫助，特別是負(fù)責(zé)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的指導(dǎo)老師**

100、老師，在我知識(shí)水平和參考資料有限的情況下，**指導(dǎo)我設(shè)計(jì)的各個(gè)步驟和細(xì)節(jié)，并幫我查找相關(guān)資料。他表現(xiàn)出了高度的責(zé)任心和始終不變的熱情與耐心，在人格方面也給我做出了榜樣，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，蔡老師不僅僅是像一位老師一樣的指導(dǎo)我，更像是一位長(zhǎng)輩和朋友似的熱情而又耐心的指導(dǎo)和幫助我，他讓我認(rèn)識(shí)到了人與人之間那真誠(chéng)的關(guān)系。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多同學(xué)也給予了我非常大的幫助，我由衷的感謝他們。</p&g

101、t;<p>　　最后，衷心感謝在百忙之中抽出時(shí)間審閱本論文的老師、教授、專家。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 許吉慶，陶潔.銑床數(shù)控化的改造【J】.制造技術(shù)與機(jī)床，2001（9）</p><p>　　[2] 現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2

102、006</p><p>　　[3]國(guó)家機(jī)械工業(yè)局西安微電機(jī)研究所編.實(shí)用微電機(jī)手冊(cè)【M】.沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2000</p><p>　　[4]《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組.機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986</p><p>　　[5]吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程手冊(cè)【M】.3版.北京：高等教育出版社，2006</p><p&g

103、t;　　[6]羅永順.機(jī)床數(shù)控化改造實(shí)例【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009</p><p>　　[7]張夢(mèng)欣.加工中心操作與編程培訓(xùn)教程.北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2006</p><p>　　[8]盛伯浩,數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀與發(fā)展[J] ．制造技術(shù)與機(jī)床, 2005</p><p>　　[9]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版).北京：高等教育出版社.2006&

104、lt;/p><p>　　[10]東南大學(xué)機(jī)械學(xué)學(xué)科組，鄭文偉，吳克堅(jiān).機(jī)械原理（第七版）.北京：高等教育出版社,1997</p><p>　　[11]鄧星鐘．機(jī)電傳動(dòng)控制（第三版）．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[12]戴曙．金屬切削機(jī)床．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1993</p><p>　　[13]陸劍中，孫家寧．金屬切