刀具刃磨中心z軸進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計與建模稿畢業(yè)論文-文庫吧
2025-06-03 05:56 本頁面
【正文】 設(shè)計手冊》選60度角接觸球軸承厚度為12mm.絲杠高速運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生大量的熱，為了具有更好的潤化性和散熱性應(yīng)選用外徑/內(nèi)徑較大的軸承。這種軸承承載能力強，變形系數(shù)小，橫向空間大，有利于潤滑油的流動帶走產(chǎn)生的熱量，減少熱變形和磨損，查《機械設(shè)計手冊》，選角接觸球軸承外徑為52mm。軸承承受的軸向載荷Fmax=1694N.預(yù)緊力Fp=1050N,滾珠絲杠支撐形式采用兩端固定式，所選用的軸承型號為：(GB/T2921994) 7205C。軸承的壽命：參考《機械設(shè)計》公式（135）可知，故所選軸承符合要求。 伺服驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計計算 1. 電動機的選擇2. 伺服電動機的選擇是根據(jù)負(fù)載條件來進(jìn)行的，加在電動機軸上的負(fù)載有負(fù)載轉(zhuǎn)距和負(fù)載慣量兩種，負(fù)載轉(zhuǎn)距包括切削轉(zhuǎn)距和摩擦轉(zhuǎn)距。選擇伺服電動機應(yīng)能滿足下述條件：，負(fù)載轉(zhuǎn)距應(yīng)小于或等于電動機額定轉(zhuǎn)距。最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)距不得超過電動機的額定轉(zhuǎn)距折算到電動機軸上的最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)距。，通常要求轉(zhuǎn)子慣量不小于負(fù)載慣量。但也不是轉(zhuǎn)子慣量越大越好，因轉(zhuǎn)子慣量越大，總的慣量就越大，加速性能受影響。為了保證足夠的角加速度，以滿足系統(tǒng)反應(yīng)的靈敏度，將不得不采用轉(zhuǎn)距過大的電動機和它的控制系統(tǒng)。，轉(zhuǎn)距不得超過電動機的最大轉(zhuǎn)距，當(dāng)執(zhí)行部件從靜止?fàn)顟B(tài)加速到最大移動速度時，所需要的轉(zhuǎn)距最大。但選擇電機時，是按照負(fù)載轉(zhuǎn)距小于額定轉(zhuǎn)距，電動機轉(zhuǎn)子慣量與負(fù)載慣量的合理匹配，執(zhí)行部件的快速轉(zhuǎn)距小于電動機的最大轉(zhuǎn)距三個要素來考慮的。根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)距的計算，切削轉(zhuǎn)距加上摩擦轉(zhuǎn)距，應(yīng)小于或等于電動機的額定轉(zhuǎn)距。在空載時，加速轉(zhuǎn)距應(yīng)等于最大轉(zhuǎn)距減去摩擦轉(zhuǎn)距，其差值等于全部慣量（電動機+負(fù)載慣量）乘于加速度斜率。 車刀刃磨裝置的機械系統(tǒng)設(shè)計包括伺服驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計計算。伺服驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計計算包括脈沖當(dāng)量的計算，步進(jìn)電機的選型和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和聯(lián)軸器的選擇。下面詳細(xì)闡述一下設(shè)計計算的內(nèi)容。參照普通工具磨床的參數(shù)，其定位精度一般在177?！?77。，根據(jù)設(shè)計結(jié)構(gòu)的要求，刃磨裝置對定位精度要求不高，故可選脈沖當(dāng)量=。初選步進(jìn)電機的步距角為=176。,步進(jìn)電機每發(fā)一個脈沖（176。），因此，步進(jìn)電機和軸之間無需減速裝置，脈沖當(dāng)量可以滿足所需精度。4．3．2步進(jìn)電機的選型與計算步進(jìn)電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。步進(jìn)電機的性能指標(biāo)步進(jìn)電機的常用術(shù)語及主要性能指標(biāo)是：步距角指每給一個電脈沖信號，電動機轉(zhuǎn)子所應(yīng)轉(zhuǎn)過的角度的理論值，可有下列公式來計算： = ()式中，m為電動機相數(shù)；z為轉(zhuǎn)子齒數(shù)；k為通電方式系數(shù)，當(dāng)采用單三拍或雙通電方式，k=1；而采用三相六拍通電方式時，k=2。(2)精度通常步進(jìn)電機的精度有兩種表示方法：一種用步距誤差的最大值來表示；一種用步距累積誤差最大值表示。前者是指電動機旋轉(zhuǎn)一圈內(nèi)相鄰兩步之間最大步距和理想步距的差值，用理想步距的百分?jǐn)?shù)表示；后者是指任意位置開始經(jīng)過任意步之后，角位移誤差的最大值。(3)轉(zhuǎn)矩保持轉(zhuǎn)矩(或定位轉(zhuǎn)矩)，是指繞組不通電時電磁轉(zhuǎn)矩的最大值，或轉(zhuǎn)角不超過一定值時的轉(zhuǎn)矩值。通常反應(yīng)式步進(jìn)電機的保持轉(zhuǎn)矩為零，而若干類型的永磁式步進(jìn)電機具有一定的保持轉(zhuǎn)矩。靜轉(zhuǎn)矩是指不改變控制繞組通電狀態(tài)，即轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)情況下的電磁轉(zhuǎn)矩。它是繞組內(nèi)的電流及失調(diào)角(轉(zhuǎn)子偏離空載時的初始穩(wěn)定平衡位置的電度角度)的函數(shù)。當(dāng)繞組內(nèi)的電流值不變時，靜轉(zhuǎn)矩與失調(diào)角的關(guān)系稱為矩角特性。對應(yīng)于某一失調(diào)角時，靜轉(zhuǎn)矩的值為最大，稱之為最大靜轉(zhuǎn)矩Tk，它的值取決于通電狀態(tài)及繞組內(nèi)電流的值。動轉(zhuǎn)矩是指轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動情況下的最大輸出轉(zhuǎn)矩值，它與運行頻率有關(guān)。(4)響應(yīng)頻率在某一個頻率范圍內(nèi)，步進(jìn)電機可以任意運行而不丟步，則這一最大頻率稱為響應(yīng)頻率。通常用啟動頻率后作為衡量指標(biāo)。它是指在一定負(fù)載下直接起動而不丟步的極限頻率。(5)運行頻率和矩頻特性運行頻率是指頻率連續(xù)上升時，電動機能不失步運行的極限頻率。它的值也與負(fù)載的大小有關(guān)。在相同負(fù)載情況下，連續(xù)頻率的值高于響應(yīng)頻率或起動頻率的值。運行矩頻特性是指在負(fù)載慣量不變時，運行頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)
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