【正文】 產(chǎn)品，下面確定導(dǎo)軌的型號。 1）導(dǎo)軌的工作條件 靜載荷：中心負(fù)載 m1 = 15???? 安裝方向：水平安裝 導(dǎo)軌數(shù)目： 2 滑塊數(shù)目： 2 使用環(huán)境：工作環(huán)境為一般環(huán)境，必須進(jìn)行潤滑，無需對導(dǎo)軌進(jìn)行防銹、防銹處理。 2）導(dǎo)軌受力分析 靜態(tài)載荷： P1 = ??2 = ??1??/2= 根據(jù)所受靜態(tài)載荷，選定導(dǎo)軌的型號為： SSEL2BL10。 基本 額定 靜 載荷 ??0?? = ????， 基本額定 動(dòng) 載荷 ?? = ???? 3）導(dǎo)軌 的額定壽命 計(jì)算 額定壽命 的計(jì)算公式： ?? = (???????????????? ??????)3 50 其中， ??：額定壽命（ km）； ??：基本動(dòng)額定載荷（ N）； ????：負(fù)荷計(jì)算值（ N）； ????：硬度系數(shù)，取值為 1； ????：溫度系數(shù)，取值為 1； ????：接觸系數(shù)，取值為 1；????：取值為 1。 則 ， ?? = 106???? B. Z 向 導(dǎo)軌選用 Z向 導(dǎo)軌選用滑動(dòng)導(dǎo)軌， 導(dǎo)軌 數(shù)目為 2，根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊上常用導(dǎo)軌性能比較 (下表 )， 我們 選用 開式 “V” 形 導(dǎo)軌，一邊為三角形 導(dǎo)軌 ，一邊為矩形 導(dǎo)軌 。 三角形 導(dǎo)軌的特點(diǎn)：該導(dǎo)軌 在 垂直載荷的作用下，磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償，不會(huì)產(chǎn)生間隙，故導(dǎo)向精度比較高 。 但 壓板面 仍需有間隙調(diào)整裝置。 為 增加 承載 面積，減小 比壓 ，在導(dǎo)軌高度不變的 條件下 ，應(yīng)采用較大的頂角（ 110176?！?120176。 ） ； 為提高導(dǎo)向性，可采用 較小 的頂角 （ 60176。 ） 。 矩形導(dǎo)軌 特點(diǎn) ：結(jié)構(gòu) 簡單，制造、檢驗(yàn)和修理方便，導(dǎo)軌面 較寬 ，承載能力大，剛度高，故應(yīng)用廣泛。 滾珠絲杠的選擇 選用 HIWIN微小型滾珠絲杠 1) 高效率及可逆性 由于滾珠絲杠（滾珠螺桿）螺桿軸及螺帽均是點(diǎn)接觸之滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所以其效率可高達(dá) 90%以上。因此其傳動(dòng)扭矩僅只有傳統(tǒng)導(dǎo)螺桿的 1/3，滾珠螺桿的機(jī)械效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)導(dǎo)螺桿。 HIWIN滾珠絲杠（滾珠螺桿）在牙型表面采以超精密加工，以降低珠槽與鋼珠間的接觸摩擦，又鋼珠與珠槽間為點(diǎn)接觸之滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，有低摩擦力及高運(yùn)轉(zhuǎn)效率的優(yōu)點(diǎn)。故可降低馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力要求，進(jìn)而降低成本。HIWIN以高精度測試儀器并依循標(biāo)準(zhǔn)測試步驟以確保滾珠螺桿的效率。 2)零背隙及高剛性 CNC 工具機(jī)、 IT 及半導(dǎo)體設(shè)備對于傳動(dòng)螺桿的要求為零背隙、最小彈性變形（高剛性）及高順暢感，經(jīng)由我們的特別設(shè)計(jì)可以達(dá)成此一要求。滾珠絲杠（滾珠螺桿）及 HIWIN直線導(dǎo)軌、 HIWIN導(dǎo)軌采用施加預(yù)壓力，來達(dá)到綜欣機(jī)臺(tái)的重現(xiàn)性及全行程的高剛性。但 過大的預(yù)壓力，會(huì)增加操作扭矩。如此增加的摩擦扭矩將會(huì)產(chǎn)生熱及降低預(yù)期壽命。透過我們特別的設(shè)計(jì)及制程，提供給您最佳化的滾珠螺桿 —— 零背隙和低熱損失。 3) 高導(dǎo)程精度 HIWIN滾珠絲杠精度等級依循 ISO， JIS 和 DIN標(biāo)準(zhǔn)制造亦可依顧客需求生產(chǎn)所需精度等級。采用精密雷射量測儀器來保證滾珠螺桿精度并隨每支研磨級滾珠螺桿均附上導(dǎo)程精度表，予以 100%品質(zhì)保證。 4) 壽命預(yù)測 不同于傳統(tǒng)導(dǎo)螺桿的壽命取決接觸面之磨耗； HIWIN滾珠絲杠（滾珠螺桿）則取決于材料的疲勞破壞。為確保 HIWIN滾珠絲杠（滾珠螺桿）在 預(yù)期壽命之可靠度，不管設(shè)計(jì)、材質(zhì)、熱處理及導(dǎo)程等皆采以最嚴(yán)格的專業(yè)考量。滾珠絲杠（滾珠螺桿）的預(yù)期壽命必須參考設(shè)計(jì)品質(zhì)及制程等幾項(xiàng)的安全因子，但最主要以動(dòng)負(fù)荷（ C）為依據(jù)。而影響動(dòng)負(fù)荷的基本因素為 —— 牙型精度、材料特性及表面硬度。高品質(zhì)的滾珠絲杠（滾珠螺桿），必須達(dá)到在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的 B 級壽命（亦即 90%螺桿均達(dá)到所設(shè)計(jì)的壽命），有 50%的滾珠螺桿壽命超過設(shè)計(jì)壽命值的 2— 4倍。 5） 低起動(dòng)扭矩及順暢度 傳統(tǒng)導(dǎo)螺桿因?yàn)槭墙饘倥c金屬間的面接觸，所以為克服起動(dòng)摩擦力，則必須采以較高的起動(dòng)扭力。然后滾珠絲杠（滾珠螺桿）是由鋼珠滾動(dòng)接觸，只須很小的起動(dòng)扭矩力即可克服摩擦力。 HIWIN采用最佳的牙型設(shè)計(jì)系數(shù)（形狀系數(shù)）及專業(yè)制造技術(shù)達(dá)成最佳真實(shí)牙型。且 HIWIN導(dǎo)軌使用牙型測量設(shè)備，來監(jiān)測每一制程中的牙型。如此可確保符合設(shè)定之扭力范圍。 HIWIN直線導(dǎo)軌亦使用電腦量測，以精確量測出滾珠絲杠（滾珠螺桿）的摩擦扭矩。 6） 靜音 高品質(zhì)機(jī)械設(shè)備于快速進(jìn)給及重負(fù)荷操作下，依然必須要求低噪音。 HIWIN嚴(yán)格控管循環(huán)系統(tǒng)及牙型 設(shè)計(jì)，組裝技術(shù)，并嚴(yán)密檢測表面精密加工及尺寸，以達(dá)到低噪音的目標(biāo)。 7） 短交期 HIWIN以最快速的制程安排及庫存滾珠絲杠（滾珠螺桿）以達(dá)到短交期的目標(biāo)。 8） 優(yōu)于氣、液壓制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn) 若制動(dòng)器中采用滾珠絲杠（滾珠螺桿）取代傳統(tǒng)的氣壓或液壓驅(qū)動(dòng)可得到許多的優(yōu)點(diǎn)如：不會(huì)滲漏，不須過濾，省能源及重現(xiàn)性高。 滾珠絲杠的選型和校核 1）選擇導(dǎo)程 根據(jù)導(dǎo)程計(jì)算公式 ??0 = 360 其中， 0：馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)器所需要的步進(jìn)角 (176。 )，取 176。； S：脈沖當(dāng)量 (mm)，； 0：滾珠絲杠的導(dǎo)程 (mm)； A：減速比，取 1。 計(jì)算的滾珠絲杠導(dǎo)程 ??0=。 2）選擇型號 行程為 150mm 選用 HIWIN型號為 的滾珠絲杠。額定靜載荷 0?? = ??，額定動(dòng)載荷 ?? = ??,絲桿外徑12mm。 3）選擇絲杠軸的安裝方法 考慮到滾珠絲杠的剛性，選用兩端固定的支撐方式。根據(jù)絲杠軸外徑，選擇支撐單元的型號為 EK8，軸承的型號為 60000 型 628/8Z深溝球軸承。 4）靜態(tài)安全系數(shù) 通常，基本靜額定負(fù)荷等于滾珠絲杠的容許軸向負(fù)荷。根據(jù)使用條件，對于計(jì)算負(fù)荷有必要考慮以下靜態(tài)安全系數(shù)。滾珠絲杠在靜止或運(yùn)動(dòng)中，由于沖擊或啟動(dòng)停止所產(chǎn)生的慣性力等，會(huì)有意想不到的外力作用，務(wù)必注意。 表 1 靜態(tài)安全系數(shù) 使用機(jī)械 負(fù)荷條件 fs 的下限 一般工業(yè)機(jī)械 無震動(dòng)或沖擊時(shí) 1~ 有震動(dòng)或沖擊時(shí) 2~3 工具機(jī) 無震動(dòng)或沖擊時(shí) 1~ 有震動(dòng)或沖擊時(shí) ~7 軸向負(fù)荷的最大值計(jì)算公式： ?????????? = ?????? + ?? +???? 其中， ??：導(dǎo)向面上的摩擦系數(shù) ,取最小值 ； ??：運(yùn)送質(zhì)量 (kg)，為整個(gè)上托板的質(zhì)量加中心負(fù)載質(zhì)量，為 ； f ：導(dǎo)向面的阻力（無負(fù)荷時(shí)）(N)，為簡化計(jì)算取 f = 0； α為加速度（ m/??2）， α = ????????/??， t為加速時(shí)間，取。 靜態(tài)安全系數(shù)計(jì)算公式： ???? = ?? ???????????? 顯然， X 方向滾珠絲杠 上所受到的力 小于 Z方向 上的 受力 ，因此，只需對 Z方向上的 進(jìn)行校核，則 根據(jù) 上述兩式計(jì)算得： ?????????? = ??， ???? = 490 ? 1 5）工作壽命的計(jì)算 滾珠絲杠承受外部負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)，在滾動(dòng)面或鋼球上連續(xù)地承受循環(huán)應(yīng)力的作用。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到某個(gè)限度時(shí)，滾動(dòng)面就出現(xiàn)疲勞破損，一部分表面產(chǎn)生魚鱗狀的剝落。這種現(xiàn)象稱為表面剝落。滾珠絲杠的壽命是指，在滾動(dòng)面或鋼球的任何一方，由于材料的滾動(dòng)疲勞而產(chǎn)生的最初的表面剝落出現(xiàn)時(shí)為止，滾珠絲杠所旋轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)。 關(guān)于滾珠絲杠的工作壽命，即使同樣方法制造出來的滾珠絲杠在相同運(yùn)動(dòng)條件下使用，其壽命也會(huì)有較大的差別。因此，作為滾珠絲杠壽命的基準(zhǔn)，使用以下定義的額定壽命。所謂額定壽命是指，一批相同的滾珠絲杠在相同條件下分別運(yùn)行時(shí)，其中的 90%不產(chǎn)生表面剝落（金屬表面的鱗片狀剝落）所能達(dá)到的總轉(zhuǎn)數(shù)。 額定壽命（總轉(zhuǎn)數(shù)）的計(jì)算公式： ?? = ( ????????????)3 106 其中， L：額定壽命（總轉(zhuǎn)數(shù)） (rev)； ????：基本動(dòng)額定負(fù)荷 (N)； Fa ：承載軸向負(fù)荷 (N), ???? = ??????； fw：負(fù)荷系數(shù)，取 fw =1。 則 ，額定壽命 ?? = 1013?????? 步進(jìn)電機(jī)的選型 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī) 件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。 因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。 1） 步進(jìn)電機(jī)選型 根據(jù) 步進(jìn)角 = 176。， 電路部分設(shè)計(jì)選用 五 相交流電，因此，選用90BYG550A。 其 技術(shù)指標(biāo) 如下 ： 型號 相數(shù) 步距角 /（176。 ） 電壓/V 相電流 /A 最大靜轉(zhuǎn)矩/N m 空載起步頻率/(步/s) 最高運(yùn)行頻率/(103步 /s) 分配方式 90BYG550A 5 2）步進(jìn)電機(jī) 的校核 ①最快工進(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩校核 設(shè)計(jì)任務(wù)書給定工作臺(tái)最快工進(jìn)速度 ?????????? = 40????/??，脈沖當(dāng)量 S= /脈沖，電動(dòng)機(jī)對應(yīng)的運(yùn)行頻率 f???????? = ??????????60?? = 8000????。由于電 機(jī)的空載起動(dòng)頻率可以達(dá)到 2021Hz，所以認(rèn)為此時(shí)步進(jìn)電機(jī)可以輸出的最大功率接近起動(dòng)頻率是的值，所以符合要求。 ②最快空載