【正文】 所示。 （ 2） 螺紋滾道和球的接觸變形 根據(jù)公式（ Z = 3），得 出單環(huán)球數(shù) Z = 17，螺桿的東西單螺母型， 3三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 1球圈數(shù)的列數(shù)，代入公式：球 = 51 的總數(shù)。 （ 3）軸向軸承滾珠絲杠軸承的接觸變形3? 此采納 8107 型推力球軸承， 1d =35mm, Qd 為滾珠體徑直為 ,z 為轉(zhuǎn)動(dòng)體數(shù)目為 18，故 cd = 322mZdFQ?= 322 ?=（ mm） 注意 ,此公式中 mF 單位應(yīng)為 kgf 因施加預(yù)緊力 ,故 3? =21 c? =21 =（ mm） （ 4）絲杠總變形量 總 將以上算出的 1? 和 2? 代入21 ?? ??總+ 3? ，求得絲杠變形總量 總?= 《定位精度》 (5）穩(wěn)定性校核 由于推力軸承滾珠絲杠兩端，所以它不會(huì)產(chǎn)生屈曲不需要做的穩(wěn)定性檢查 。 將摩擦角 ?=10′，代入η =)( ????tgtg 得： η = )( ????tgtg =)39。 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 32 橫向滾珠絲杠支承圖 計(jì)算如下： （ 1）絲杠的拉伸或者壓縮的變形量 1? （㎜） 查相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，得滾珠絲杠直徑?wDmm，絲杠底徑mm，絲杠截面積222 ?dS ? 螺釘張力 /壓縮工作負(fù)荷下 1? = mF L/變形（ ES） =[1744 323/(510)]mm ? mm。 （ 3）滾珠絲杠的軸向軸承的接觸變形 3? 此采用 8120 推力球軸承 ,1d =20mm, Qd 為滾珠體直徑為 ,z 為滾動(dòng)體數(shù)量為 12 3 223 22???????? zd FdQmQ （ mm） 考慮到進(jìn)行了預(yù)緊 ,故 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 )mm(0 0 4 0 8 ???? c?? 綜合以上幾項(xiàng)變形之和 : mm0 2 3 0 4 0 5 1 ??????? ???? ，此變形量小于定位精度，符合要求。 Zf 系數(shù)螺桿支持模式，一端固定一端的表，檢測(cè)，簡(jiǎn)支 Zf = 2 I =64? 1d 4 =64? = ㎝ 4 KF = 22L IEfZ ???? = 2 62 45 ???? ? =78293 N Kn =mKFF39。： i =0360Lbp?? = ?? = 由于結(jié)構(gòu)的原因，不需要使用大直徑齒輪太大，以防止在有效行程的水平滑動(dòng)的影響，所以在這里可以采用兩級(jí)齒輪減速： i =21ZZ43ZZ =53 54 =4024 2520 取 1Z =2 2Z = 3Z = 4Z =25 齒輪應(yīng)力小的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，所以模塊 2。因 此， 這次 設(shè)計(jì)采用貼塑 導(dǎo)軌 。通過(guò)齒輪和滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)器。㎝ 2 ） 。㎝ 2 ）。 1L = ? 2= ㎏㎝ 2 G =1100 N 代入上式： 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 ?J = MJ + 1J + 221)(ZZ ? ? ???????? ????????202 2?LgGJJS = + 24032??????? ? ???????? ???????? 22 ? = ㎏ ? = ?Jatn??260max 102? = ?J atn ??? ?60 102 2max? maxn =pv?max 0360b? 在數(shù)據(jù)輸入公式的前面，每個(gè)符號(hào)同上。 /2 )( zz LGPf Z?? ?? 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 = )11005360( ?? ??? ?=99N㎝ （ 3）最大切削負(fù)載時(shí)所需要的力矩切 切 = fM + 0M + xM = fM + 0M + iLFx??2 0 =99++ ?? ?? =99++ =243 N㎝ 。 在 當(dāng) 機(jī)床迅 速 活 動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)， 這個(gè) 130BF001 型步進(jìn)機(jī)電運(yùn) 轉(zhuǎn) 矩頻特 征完全 能 滿足要求。 進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 經(jīng)前面的計(jì)算與設(shè)計(jì)，完成進(jìn)給系統(tǒng)改造的各基礎(chǔ)部件的選擇。驅(qū)動(dòng)器的接口分為三部分，第一部分是用來(lái)接受 CNC裝置的信號(hào)的，包括正反轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)，正反方向信號(hào)，整步半步信號(hào)，控制回路是否正常等。 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 4－ 3 數(shù)控裝置和驅(qū)動(dòng)器以及電機(jī)的接口連接圖 刀架控制電路的設(shè)計(jì) 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的電氣控制電路設(shè)計(jì)主要說(shuō)明的是有 PLC 的兩個(gè)端口控制著刀架電路中的正反轉(zhuǎn)線圈，當(dāng)兩個(gè)端口信號(hào)輸出 1 時(shí)，刀架電機(jī)相應(yīng)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn) ,如圖 4圖 45所示。本次設(shè)計(jì)是大學(xué)兩年里的最后一次設(shè)計(jì)，也是我們從大學(xué) 畢業(yè)生走向未來(lái)工程師重要的一步。對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)人員，態(tài)度決定了他的成就，這一點(diǎn)也是我在本次實(shí)踐中領(lǐng)悟到的。 其實(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)就是一次將理論知識(shí)結(jié)合 到實(shí)際當(dāng)中的訓(xùn)練，在這次的訓(xùn)練中，我受益良多，不但讓我學(xué)到的知識(shí)得到鞏固，而且更重要的是發(fā)現(xiàn)了我自己的不足之處以及找到了彌補(bǔ)這些不足的方法。在這邊，吾想衷心感謝我的指導(dǎo)老師和我的同窗，謝謝他們的指點(diǎn)和幫忙。 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成，除了我自己的的努力以外，與指導(dǎo)老師 —— 季鵬老師和同學(xué)的幫助是分不開(kāi)的。 在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中也揭示出了我的專科底子也有不少不足之處。有問(wèn)題就去詢問(wèn)老師，還與有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)交流，我認(rèn)真仔細(xì)地計(jì)算和反復(fù)修改圖紙，我覺(jué)得這每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)我能力的檢驗(yàn)，并且每一個(gè)過(guò)程都讓我感覺(jué)很充實(shí)。一開(kāi)始拿到設(shè)計(jì)題目的時(shí)候，我還不知道怎么入手，但是經(jīng)過(guò)老師、同學(xué)的幫助和自己仔細(xì)琢磨以后，我開(kāi)始一步步地按照設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行，工作也就開(kāi)始變遷得有條不紊，進(jìn)展十分順利。 第三 部分是這個(gè)驅(qū)動(dòng)器本身要正常工作須由電源的支撐，是輸入電壓給驅(qū)動(dòng)器的接口，但要通過(guò)變壓器把工業(yè)用電 380V 轉(zhuǎn)換成 80V 給驅(qū)動(dòng)器上電，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出了高電平信號(hào)，給了步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生電脈沖信號(hào)。 圖 41 系統(tǒng)原理圖 進(jìn)給系統(tǒng)接口電路的設(shè)計(jì) 由于本次設(shè)計(jì)要求節(jié)約成本 ,所以我選擇經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控系統(tǒng)西門子 802S 作為整個(gè)車床的控制裝置，其主要的輸入輸出接口如圖 42 所示。 驅(qū)動(dòng)器的選擇 此次的計(jì)劃中 X向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、 Z向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)都是 130BF001，這個(gè)型號(hào)的電動(dòng)機(jī)是反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。㎝ 大于所需要的最大靜轉(zhuǎn)距，能行為初選型號(hào)。 從有關(guān)機(jī)械手冊(cè)中查出，當(dāng)步進(jìn)機(jī)電為五相十拍時(shí)， ? = maxjq MM =。㎝ 上述三項(xiàng)合計(jì)： 起M= maxaM + fM + 0M =698+99+= N 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)從穩(wěn)定到加快再至 轉(zhuǎn)速所需要的期間 at 為 30ms maxaM = ?J atn602 max?? = 5002 ??? 102? =698 N 2）電機(jī)力矩的計(jì)算 因?yàn)闄C(jī)器是在不同的工作條件，所以他需要距離，下面是根據(jù)每個(gè)階段的計(jì)算： （ 1）在空載快速起步階段，負(fù)載轉(zhuǎn)矩電機(jī)軸軸承 起M 。 2L =3. 84 2= ㎏㎝ 2 。㎝ 2 ） 。 電機(jī)的選擇 在步進(jìn)電機(jī)力矩的選擇，根據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖來(lái)計(jì) 算機(jī)械傳動(dòng)裝置與電機(jī)軸上的負(fù)載可以被轉(zhuǎn)換為其等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，應(yīng)把所需的各種條件下的等效彎矩，并據(jù)步進(jìn)機(jī)電最大靜轉(zhuǎn)矩與起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)矩頻特征選取適合的步進(jìn)電機(jī)。 由于考慮到機(jī)床的經(jīng)濟(jì)性和廣泛性，此次的計(jì)劃采用的是步進(jìn)機(jī)電拖動(dòng)的開(kāi)環(huán)體系。同時(shí)具有足夠的剛度和減少導(dǎo)軌變形對(duì)加工精度的影響，而且導(dǎo)軌和合理的潤(rùn)滑。 齒輪箱的計(jì)算 1）縱向進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比 因?yàn)榭v向脈沖當(dāng)量為 滾珠絲杠 6mm，所以主要的步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)角為 176。 I 截面慣性矩 (㎝ 4 )絲杠 : I =64? 1d 4 , 1d 為絲杠內(nèi)徑 。 （ 2）滾珠與螺紋滾道間接觸變形量 2? 由公式（ Z = 3），單環(huán)球數(shù) 17 Z，該模型對(duì)單螺桿螺母， 3 1列球圈數(shù)，進(jìn)入公式：球 = 51 的總數(shù)。334( 39。 =327 1744=6278 N 3）選擇滾珠絲杠螺母副 通過(guò)螺釘?shù)淖畲髣?dòng)載荷和主要計(jì)算的領(lǐng)先，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，應(yīng)選擇 G系列20203 滾珠絲杠副，循環(huán)球 3 1 列，精度等級(jí) 3 級(jí)，公稱徑直為 20mm，鉛是5mm，額定動(dòng)載荷 9309N，大于 c ，是符合要求的。由公式3 2wm2 10/?? ZFD FYJ?，從公式，計(jì)算球和滾絲間的接觸變形 。 圖 31 縱向滾珠絲杠支承圖 （ 1）拉 /壓變形量 1? 查相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，得滾珠絲杠直徑?wDmm，絲杠底徑mm，絲杠截面積222 ?? dS ? 螺釘張力 /壓縮變形 1? = mF L/工作負(fù)載（ ES） =[2224 685/(510)]mm ? mm。最終一種經(jīng)常是滾珠絲杠副體系剛度的薄弱環(huán)節(jié)，可 是變形量計(jì)算比擬艱巨，據(jù)它的精度請(qǐng)求構(gòu)造上盡可能加強(qiáng)它的剛度而不作計(jì)較。 將摩擦角 ?=10′，代入η =)( ????tgtg 得： η =)( ????tgtg=)39。 wf — 運(yùn) 轉(zhuǎn)系數(shù)，可以按一般運(yùn)轉(zhuǎn)取得： wf =～ 。 39。