立式數(shù)控銑床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

《立式數(shù)控銑床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《立式數(shù)控銑床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（19頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、中北大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 題 目： 數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì) 立式數(shù)控銑床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4指導(dǎo)教師： 職稱(chēng): 職稱(chēng): 2009年12月23日 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2008/2009 學(xué)年第 1 學(xué)期學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 課程設(shè)計(jì)題目： 數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì) 立式數(shù)控銑床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)起 迄 日 期： 12月23日12月31日 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 指 導(dǎo) 教 師： 系 主 任： 下達(dá)任務(wù)書(shū)日期: 2009年12月 23日課 程 設(shè) 計(jì) 任

2、 務(wù) 書(shū)1設(shè)計(jì)目的：（1）培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)控技術(shù)及有關(guān)課程的知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決問(wèn)題，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的能力。 （2）能根據(jù)技術(shù)要求，運(yùn)用數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的基本原理和方法，進(jìn)行數(shù)控機(jī)床功能部件的選型與設(shè)計(jì)計(jì)算，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。（3）培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。（4）進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等基本技能。2設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：要求設(shè)計(jì)立式數(shù)控銑床工作臺(tái)（X軸）的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)。技術(shù)要求：工作臺(tái)、工件和夾具的總質(zhì)量m=918kg，其中，工作臺(tái)的質(zhì)量510k

3、g；工作臺(tái)的最大行程Lp=600 mm;工作臺(tái)快速移動(dòng)速度18000mm/min；工作臺(tái)采用貼塑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.15，靜摩擦系數(shù)為0.12；工作臺(tái)的定位精度為30m，重復(fù)定位精度為15m；機(jī)床的工作壽命為20000h（即工作時(shí)間為10年）。機(jī)床采用主軸伺服電動(dòng)機(jī)，額定功率為5.5kw，機(jī)床采用端面銑刀進(jìn)行強(qiáng)力切削，銑刀直徑125mm，主軸轉(zhuǎn)速310r/min。 具體內(nèi)容如下：（1）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的軸向負(fù)載計(jì)算；（2）導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與選型； （3）滾珠絲桿螺母副的選型與計(jì)算；（4）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算； （5）驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算； 繪制相關(guān)圖紙，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待自

4、己所作的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果。注意理論與實(shí)踐的結(jié)合。3設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等：根據(jù)提供的技術(shù)要求，設(shè)計(jì)數(shù)控銑床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（A4紙），繪制裝配圖。 4主要參考文獻(xiàn)：1 范超毅.數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì).武漢：華中科技大學(xué)出版社，20062 王愛(ài)玲.機(jī)床數(shù)控技術(shù).北京：高等教育出版社，20065設(shè)計(jì)成果形式及要求：提供課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，要求內(nèi)容與設(shè)計(jì)過(guò)程相符，且格式要符合規(guī)定要求；裝配圖1套。6工作計(jì)劃及進(jìn)度：2009年12月23日12月24日 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的軸向負(fù)載計(jì)算；導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與選型； 滾珠絲桿螺母副的選型與計(jì)算； 1

5、2月25日12月26日 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算； 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算；12月27日12月30日 繪制相關(guān)圖紙，編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)12月31日 答辯系主任審查意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日目錄1.概述11.1技術(shù)要求11.2總體設(shè)計(jì)方案22.滾珠絲杠螺母副的選型和計(jì)算22.1主切削力及其切削分力計(jì)算22.2導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算32.3計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力32.4滾珠絲杠的動(dòng)載荷計(jì)算與直徑估算33.工作臺(tái)部件的裝配圖設(shè)計(jì)74.滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗(yàn)84.1滾珠絲桿螺母副臨界壓縮載荷的校驗(yàn)84.2滾珠絲桿螺母副臨界轉(zhuǎn)速的校驗(yàn)84.3滾珠絲桿螺母副額定壽命的校驗(yàn)85.計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度

6、95.1機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算95.2滾珠絲杠螺母副扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算106.驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算106.1計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載慣量。106.2計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩116.3 計(jì)算坐標(biāo)軸折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種所需力矩126.4選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)137.確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí)和規(guī)格型號(hào)137.1確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí)137.2滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào)148. 課程設(shè)計(jì)總結(jié)149.參考文獻(xiàn)141.概述1.1技術(shù)要求工作臺(tái)、工件和夾具的總質(zhì)量m=918kg，其中，工作臺(tái)的質(zhì)量510kg；工作臺(tái)的最大行程Lp=600 mm;工作臺(tái)快速移動(dòng)速度18000mm/min；工作臺(tái)采

7、用貼塑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.15，靜摩擦系數(shù)為0.12；工作臺(tái)的定位精度為30m，重復(fù)定位精度為15m；機(jī)床的工作壽命為20000h（即工作時(shí)間為10年）。機(jī)床采用主軸伺服電動(dòng)機(jī)，額定功率為5.5kw，機(jī)床采用端面銑刀進(jìn)行強(qiáng)力切削，銑刀直徑125mm，主軸轉(zhuǎn)速310r/min。切削狀況如下：數(shù)控銑床的切削狀況切削方式進(jìn)給速度時(shí)間比例（%）備注強(qiáng)力切削0.610主電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)功率條件下切削一般切削0.830粗加工精加工切削150精加工快速進(jìn)給2010空載條件下工作臺(tái)快速進(jìn)給1.2總體設(shè)計(jì)方案為了滿(mǎn)足以上技術(shù)要求，采取以下技術(shù)方案：（1） 工作臺(tái)工作面尺寸（寬度×長(zhǎng)度）確定為400mm

8、×1200mm。（2） 工作臺(tái)導(dǎo)軌采用矩形導(dǎo)軌，在與之相配的動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)畫(huà)面上貼聚四氟乙烯導(dǎo)軌板。同時(shí)采用斜鑲條消除導(dǎo)軌導(dǎo)向面的間隙，在背板上通過(guò)設(shè)計(jì)偏心輪結(jié)構(gòu)來(lái)消除導(dǎo)軌背面與背板的間隙，并在與工作臺(tái)導(dǎo)軌相接觸的斜鑲條接觸面上和背板接觸面上貼膜。（3） 對(duì)滾珠絲杠螺母副采用預(yù)緊，并對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行拉伸預(yù)。（4） 采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。（5） 采用膜片彈性聯(lián)軸器將伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠連接。2.滾珠絲杠螺母副的選型和計(jì)算2.1主切削力及其切削分力計(jì)算（1）計(jì)算主切削力Fz。 根據(jù)已知條件，采用端面銑刀在主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速下進(jìn)行強(qiáng)力切削（銑刀直徑D=125mm），主軸具有最大扭矩，并能傳遞主電動(dòng)機(jī)的全

9、部功率，此時(shí)銑刀的切削速度為：（已知機(jī)床主電動(dòng)機(jī)的額定功率為5.5kw，主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速n=310r/min。）根據(jù)公式得刀具的切削速度為： 取機(jī)床的機(jī)械效率為：，則由式得主切削力： （2）計(jì)算各切削分力 工作臺(tái)的縱向切削力、橫向切削力和垂向切削力分別為 2.2導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算在切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算可以查課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)：（1）根據(jù)式（2-8a）計(jì)算在切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力。此時(shí)導(dǎo)軌動(dòng)摩擦系數(shù)，查表2-3得鑲條緊固力,則 （2）按式（2-9a）計(jì)算在不切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力和 2.3計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力 （1）按式（2-10a）計(jì)算最大軸向負(fù)載力 （2）按式（2-11a）計(jì)算最

10、小軸向負(fù)載力 2.4滾珠絲杠的動(dòng)載荷計(jì)算與直徑估算1）確定滾珠絲杠的導(dǎo)程 根據(jù)已知條件取電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速得： 2）計(jì)算滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速和平均載荷（1）各種切削方式下滾珠絲杠的軸向載荷。 強(qiáng)力切削時(shí)的軸向載荷定為最大軸向載荷，快速移動(dòng)和鉆鏜定位時(shí)的軸向載荷定為最小軸向載荷。一般切削（粗加工）和精細(xì)切削（精加工）時(shí)，滾珠絲杠螺母副的軸向載荷分別可按下式計(jì)算： 并將計(jì)算結(jié)果填入表2 表2 數(shù)控銑床滾珠絲杠的計(jì)算切削方式軸向載荷/N進(jìn)給速度/(m/min)時(shí)間比例/(%)備注強(qiáng)力切削2929.6910一般切削（粗加工）2160.9430精細(xì)切削（精加工）1721.4850快移和鏜鉆加工1575

11、10（2）計(jì)算滾珠絲杠螺母副在各種切削方式下的轉(zhuǎn)速。 （3）按式（2-17）計(jì)算滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速。 （4）按式（2-18）計(jì)算滾珠絲杠螺母副的平均載荷3)確定滾珠絲杠預(yù)期的額定動(dòng)載荷（1）按預(yù)定工作時(shí)間估算。查表2-28得載荷性質(zhì)系數(shù)=1.3。已知初步選擇的滾珠絲杠的精度等級(jí)為2級(jí)，查表2-29得精度系數(shù)=1，查表2-30得可靠性系數(shù)=0.44，則由式（2-19）得 （2）因?qū)L珠絲杠螺母副將實(shí)施預(yù)緊，所以可按式（2-21）估算最大軸向載荷。查表2-31得預(yù)加載荷系數(shù)=4.5，則 （3）確定滾珠絲杠預(yù)期的額定動(dòng)載荷。 取以上兩種結(jié)果的最大值，33801.49 N。4）按精度要求確定允許

12、的滾珠絲杠的最小螺紋底徑（1）根據(jù)定位精度和重復(fù)定位精度的要求估算允許的滾珠絲杠的最大軸向變形。已知工作臺(tái)的定位精度為30，重復(fù)定位精度為15，根據(jù)式（2-23）、式（2-24）以及定位精度和重復(fù)定位精度的要求，得15（510）30（67.5）取上述計(jì)算結(jié)果的較小值，即=5。（2）估算允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑。本機(jī)床工作臺(tái)（X軸）滾珠絲杠螺母副的安裝方式擬采用兩端固定方式。滾珠絲杠螺母副的兩個(gè)固定支承之間的距離為L(zhǎng)行程+安全行程+2×余程+螺母長(zhǎng)度+支承長(zhǎng)度 （1.21.4）行程+（2530）取L1.4×行程+30（1.4×600+30×10）mm1

13、140mm又=1260N，由式（2-26）得 5）初步確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào)根據(jù)計(jì)算所得的、，初步選擇FFZD型內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲杠螺母副FFZD4010-5（見(jiàn)本書(shū)附錄A表A-3），其公稱(chēng)直徑、基本導(dǎo)程、額定動(dòng)載荷和絲杠直徑如下： =40mm， =10mm =46500N=33801.49N =34.3mm=20.9mm故滿(mǎn)足式（2-27）的要求。6）由式（2-29）確定滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力 2929.69N976.56N7）計(jì)算滾珠絲杠螺母副的目標(biāo)行程補(bǔ)償值與預(yù)緊拉力（1）按式（2-31）計(jì)算目標(biāo)行程補(bǔ)償值。已知溫度變化值t=2，絲杠的膨脹系數(shù)=/，滾珠絲杠螺母副的有效行程

14、 工作臺(tái)行程+安全行程+2×余程+螺母長(zhǎng)度 （600+100+2×20+146）mm886mm故 11t×11×2×886×mm0.02mm（2）按式（2-32）計(jì)算滾珠絲杠的預(yù)拉伸力。已知滾珠絲杠螺紋底徑=34.3mm，滾珠絲杠的溫升變化值t=2，則 8）確定滾珠絲杠螺母副支承用軸承的規(guī)格型號(hào)（1）按式（2-33）計(jì)算軸承所承受的最大軸向載荷。 （2）計(jì)算軸承的預(yù)緊力。 （3）計(jì)算軸承的當(dāng)量軸向載荷。 （4）按式（2-15）計(jì)算軸承的基本額定動(dòng)載荷C。已知軸承的工作轉(zhuǎn)速n=230r/min，軸承所承受的當(dāng)量軸向載荷=3664.95N

15、，軸承的基本額定壽命L=20000h。軸承的徑向載荷和軸向載荷分別為 因?yàn)椋圆楸?-25得，徑向系數(shù)X=1.9，軸向系數(shù)Y=0.54，故 （5）確定軸承的規(guī)格型號(hào)。因?yàn)闈L珠絲杠螺母副擬采取預(yù)拉伸措施，所以選用60°角接觸球軸承組背對(duì)背安裝，以組成滾珠絲杠兩端固定的支承形式。由于滾珠絲杠的螺紋底徑為34.3mm，所以選擇軸承的內(nèi)徑d為30mm，以滿(mǎn)足滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的需要。在滾珠絲杠的兩個(gè)固定端均選擇國(guó)產(chǎn)60°角接觸球軸承兩件一組背對(duì)背安裝，組成滾珠絲杠的兩端固定支承方式。軸承的型號(hào)為T(mén)NI/P4DFB，尺寸（內(nèi)徑×外徑×寬度）為30mm×72m

16、m×19mm，選用脂潤(rùn)滑。該軸承的預(yù)載荷能力為2900N，大于計(jì)算所得的軸承預(yù)緊力=1939.62N。并在脂潤(rùn)滑狀態(tài)下的極限轉(zhuǎn)速為1900r/min，高于滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速=2000r/min，故滿(mǎn)足要求。該軸承的額定動(dòng)載荷為=34500N，而該軸承在20000h工作總壽命下的基本額定動(dòng)載荷C=34395N，也滿(mǎn)足要求。3.工作臺(tái)部件的裝配圖設(shè)計(jì) 將以上計(jì)算結(jié)果用于工作臺(tái)部件的裝配圖設(shè)計(jì)。4.滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗(yàn)4.1滾珠絲桿螺母副臨界壓縮載荷的校驗(yàn)工作臺(tái)的滾珠絲桿支承方式采用預(yù)拉伸結(jié)構(gòu)，絲杠始終受拉而不受壓。因此，不存在壓桿不穩(wěn)定問(wèn)題。4.2滾珠絲桿螺母副臨界轉(zhuǎn)速的校驗(yàn)根據(jù)

17、圖可得滾珠絲桿螺母副臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算長(zhǎng)度=837.5mm。已知彈性模量E=MPa，材料密度N/，重力加速度9.8，安全系數(shù)=0.8。由表2-44查得滾珠絲桿的最小慣性矩為 滾珠絲桿的最小截面積為 故可由公式得： r/min=10738.5r/min本工作臺(tái)滾珠絲桿螺母副的最高轉(zhuǎn)速為1800r/min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其臨界轉(zhuǎn)速，故滿(mǎn)足要求。4.3滾珠絲桿螺母副額定壽命的校驗(yàn)滾珠絲桿螺母副的壽命，主要是指疲勞壽命。它是指一批尺寸、規(guī)格、精度相同的滾珠絲杠在相同的條件下回轉(zhuǎn)時(shí)，其中90%不發(fā)生疲勞剝落的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)速。查附錄A表A-3得滾珠絲桿額定動(dòng)載荷N，運(yùn)轉(zhuǎn)條件系數(shù)，滾珠絲桿的動(dòng)載荷N，滾珠絲桿螺母

18、副轉(zhuǎn)速n=r/min 即：一般來(lái)講，在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床時(shí)，應(yīng)該保證滾珠絲桿螺母副的總時(shí)間壽命，姑滿(mǎn)足要求。5.計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度5.1機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算(1)計(jì)算滾珠絲桿的拉壓剛度。 本工作臺(tái)的絲杠支承方式為兩端固定，當(dāng)滾珠絲杠的螺母中心位于滾珠絲桿兩支承的中心位置（a=L/2，L=1075mm）時(shí)，滾珠絲桿螺母副具有最小拉壓剛度，計(jì)算為： 當(dāng)a=837.5mm或a=237.5mm時(shí)（即滾珠絲桿的螺母副中心位于行程的兩端位置時(shí)），滾珠絲桿螺母副具有最大拉壓剛度計(jì)算得：(2) 計(jì)算滾珠絲杠螺母副支撐軸承的剛度Kb。 已知軸承的接觸角ß=60，滾動(dòng)體直徑=7.144mm，滾動(dòng)體個(gè)數(shù)Z

19、=17,軸承的最大軸向工作載荷F= 5723.44N,由表2-45，表2-46得= 4×2.34×= 4×2.34× (3)計(jì)算滾珠與滾道的接觸剛度K。 查附錄表得滾珠與滾道的接觸剛度K=1585N/um，額定動(dòng)載荷C=46500N，滾珠絲杠上所承受的最大軸向載荷F=2929.69N，故由式（2-46）得K=K（)=1585×()N/um=1358.79N/um(4) 計(jì)算進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合拉壓剛度K。 由式（2-47a）得進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的最大值為故K=440.53N/m 由式（2-47b）得進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的最小值為 故

20、K=370.37N/m5.2滾珠絲杠螺母副扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算 由圖4-1可知，扭矩作用點(diǎn)之間的距離L= 945.5 mm。已知剪切模量G= M,滾珠絲杠的底徑d=m。由式（2-48）得K= 11635.35 Nm/rad6.驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算 6.1計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載慣量。(1)計(jì)算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)到慣量J。 已知滾珠絲杠的密度=7.810kg/cm,由式(2-63)得: (2)計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J J= 0.7810DL =0.7810(6.6-3)8.2kg/cm=11.62kg/cm(3)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的移動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 已知機(jī)床執(zhí)行部件（即工作臺(tái)、工件和夾具）的總質(zhì)量m

21、=918kg，電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動(dòng)的距離L=1cm，則由式（2-65）得 (4)加在電動(dòng)機(jī)軸上總的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 =+J=(21.43+11.62+23.28)=56.336.2計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩(1)計(jì)算切削負(fù)載力矩T。 已知在切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸的軸向負(fù)載力F=F=2929.69N,電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動(dòng)的距離L=10mm=0.01m,進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率=0.90，由式（2-54）得 T=5.18Nm(2)計(jì)算摩擦負(fù)載力矩T。 已知在不切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸的軸向負(fù)載力（即為空載時(shí)的導(dǎo)軌摩擦力）F=1575N，由式（2-55）得T=Nm=2.79N

22、m(3)計(jì)算由滾珠絲杠得預(yù)緊而產(chǎn)生的附加負(fù)載力矩T。 已知滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力F=976.56N，滾珠絲杠螺母副的基本導(dǎo)程L=10mm=0.01mm，滾珠絲杠螺母副的效率=0.94，由式（2-56）得Tf=6.3 計(jì)算坐標(biāo)軸折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種所需力矩（1）計(jì)算線性加速度力矩T。 已知機(jī)床執(zhí)行部件以最快速度運(yùn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速n=1800r/min，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=62kgcm，坐標(biāo)軸的負(fù)載慣量J=56.33kgcm，進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置環(huán)增益k=20，加速時(shí)間=s=0.15s，由式（2-58）得 （2） 計(jì)算階躍加速力矩。 已知加速時(shí)間，由式（2-59）得 （3） 計(jì)算坐標(biāo)軸所需的折

23、算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種力矩。1) 按式(2-61)計(jì)算線性加速時(shí)空載啟動(dòng)力矩 2) 按式(2-61)計(jì)算線性加速時(shí)空載啟動(dòng)力矩 3) 按式(2-57a)計(jì)算快進(jìn)力矩 4) 按式(2-57a)計(jì)算工進(jìn)力矩 6.4選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)(1)選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 根據(jù)以上計(jì)算和表2-14，選擇日本FANUC公司生產(chǎn)的a12/3000i型交流伺服電機(jī)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。主要技術(shù)參數(shù)如下：額定功率，3kW,最高轉(zhuǎn)速,3000r/min，額定力矩，12N.m,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，,質(zhì)量,18kg。 交流伺服電動(dòng)機(jī)的加速力矩一般為額定力矩的510倍。若按5倍計(jì)算，則該電動(dòng)機(jī)的加速力矩為60N.m，均大于本機(jī)床工作臺(tái)的線性加速時(shí)

24、所需的空載啟動(dòng)力矩以及階躍加速時(shí)所需的空載啟動(dòng)力矩，因此，不管采用何種加速方式，本電動(dòng)機(jī)均滿(mǎn)足加速力矩要求。 該電動(dòng)機(jī)的額定力矩為12N.m，均大于本機(jī)床工作臺(tái)快進(jìn)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩以及工進(jìn)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩，因此，不管是快進(jìn)還是工進(jìn)，本電動(dòng)機(jī)均滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)力矩要求。(2)慣量匹配驗(yàn)算。 為了使機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的慣量達(dá)到較合理的匹配，系統(tǒng)的負(fù)載慣量與伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之比一般應(yīng)滿(mǎn)足式(2-67)，即而在本例中，故滿(mǎn)足慣量匹配要求。7.確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí)和規(guī)格型號(hào)7.1確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí) 本機(jī)床工作臺(tái)采用半閉環(huán)系統(tǒng)，、應(yīng)滿(mǎn)足下列要求： 滾珠絲杠螺母副擬采用的精度等級(jí)為二級(jí)，查表2-20

25、得，查表2-21得，當(dāng)螺紋長(zhǎng)度為850mm時(shí)，故滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。7.2滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào) 滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào)為FFZD4010-5-P2/，其具體參數(shù)如下。公稱(chēng)直徑與導(dǎo)程：40mm,10mm;螺紋長(zhǎng)度:850mm;絲杠長(zhǎng)度:1239mm;類(lèi)型與精度:P類(lèi)，2級(jí)精度。8.課程設(shè)計(jì)總結(jié)在這次的課程設(shè)計(jì)中，學(xué)到了一些除技能以外的其他東西，領(lǐng)略到了別人在處理問(wèn)題時(shí)顯示出的優(yōu)秀品質(zhì)，更深切的體會(huì)到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機(jī)制，最重要的還是自己對(duì)一些問(wèn)題的看法產(chǎn)生了良性的變化，尤其是在互相的合作中。 課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 9.參考文獻(xiàn)1 范超毅.數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì).武漢：華中科技大學(xué)出版社，20062 王愛(ài)玲.機(jī)床數(shù)控技術(shù).北京：高等教育出版社，2006