【正文】 體來(lái)代替原始的研究對(duì)象體進(jìn)行求解，用得到的解來(lái)近似表示真實(shí)的變形情況。 本章小結(jié)根據(jù)工作條件、壽命、精度等要求，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行選型工作，并對(duì)其他部件進(jìn)行形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后綜合校核整體精度。本例中摩擦力Ff =441 N，故彈性變形δ=FfK== 181。綜合剛度記為K1K=1KR*+1Ktmin+1Kba = 181。本例中的公稱直徑為50mm，故di= = =Ktmin=4π2106= N/181。工作臺(tái)的行程為900mm。 s/rad ,轉(zhuǎn)矩系數(shù)Kt = N?m/A，RM =。輸入電壓，大部分被反電動(dòng)勢(shì)所平衡，少量的消耗于電樞回路的阻抗[5]。圖28 導(dǎo)軌安裝位置圖29 軸承座安裝位置圖210 底部支撐架結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)剛度的驗(yàn)算。為了滿足高速、高精度的測(cè)試要求，底座必須具有良好的剛度，并且有很好動(dòng)態(tài)特性。同時(shí)地面還要保留安裝絲杠螺母的位置。具體結(jié)構(gòu)如圖26所示。（2）T形槽設(shè)計(jì)圖25 T型槽尺寸示意圖根據(jù)工作臺(tái)尺寸及厚度均勻原則。假設(shè)壽命要求為15000 Km。只考慮縱向進(jìn)給力F，重力w，和豎直切削力Fc對(duì)滑塊的影響。：滾動(dòng)導(dǎo)軌主要是受到切削力、工件和工作臺(tái)重力的影響，在進(jìn)行受力分析時(shí)必須將兩者同時(shí)進(jìn)行考慮。m2 ()一般情況下，伺服電動(dòng)機(jī)的加速時(shí)間用tac表示。電勢(shì)系數(shù)Ke =1V轉(zhuǎn)子慣量JM = kg根據(jù)上述的計(jì)算要求可以先試選伺服電機(jī)。m2故總慣量為： JL=J1+J2+J3=++≈ kg由于是雙驅(qū)動(dòng)進(jìn)給，需要考慮轉(zhuǎn)換系數(shù)，最終轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算到電機(jī)軸為：J1=mVω2 τ=mPhn2πn2 τ== Kg適當(dāng)考慮軸承摩擦造成的摩擦力矩Te。圖23 成對(duì)軸承安裝方式示意圖 伺服電動(dòng)機(jī)的選型：(1).工作載荷的摩擦力矩：Tf=Fmax*Ph2πη=πη= N兩端均采用60176。由于軸向最大載荷Fmax*不超過(guò)預(yù)緊力的3倍，所以不需要對(duì)預(yù)緊力提出額外要求。直徑50mm，導(dǎo)程10mm，5列。絲杠的壽命取15000h。即Fm*=6441= N，F(xiàn)max*=9441= N。工作臺(tái)加夾具重量為（300+1200）=14700N。（2）疲勞強(qiáng)度:一批相同的滾珠絲杠，在軸向載荷Ca的作用下，在運(yùn)轉(zhuǎn)106r后，90%的絲杠不產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕，則稱Ca為這種規(guī)格絲杠的額定動(dòng)載荷。 滾珠絲杠選型（1）精度：。這里選取2500脈沖/r的編碼器，并在其后加一個(gè)4倍的倍頻器。每一個(gè)脈沖就是一個(gè)數(shù)字單位，代表著執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)了一定的位移a（mm），稱為脈沖當(dāng)量[2]。假設(shè)伺服電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸節(jié)與絲杠直聯(lián)，即u=1（一般的加工中心都應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成伺服電機(jī)和滾珠絲杠經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器直接相連）。2 雙驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 雙驅(qū)動(dòng)直線進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程由于現(xiàn)階段對(duì)于雙驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論還未成熟，本文則是在現(xiàn)有的比較成熟的單絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算基礎(chǔ)上，結(jié)合雙驅(qū)動(dòng)自己的特點(diǎn)，進(jìn)行了雙驅(qū)動(dòng)直線進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（2）參考單絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)，對(duì)雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)及選型。綜上所述，現(xiàn)階段對(duì)單絲杠驅(qū)動(dòng)直線進(jìn)給系統(tǒng)的研究，已經(jīng)基本成熟，而對(duì)雙驅(qū)動(dòng)直線進(jìn)給系統(tǒng)的研究則是處于實(shí)踐超前于理論的階段，各大廠家都各自有自己的設(shè)計(jì)分析的方法，而并未形成統(tǒng)一的理論，也沒(méi)有各種設(shè)計(jì)方法之間的優(yōu)劣對(duì)比。圖11 雙滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)如日本森精機(jī)開發(fā)的NV4000DCG機(jī)床就采用了雙滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)技術(shù)；NSK采用特殊的工藝方法制造出了雙驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠副，螺紋長(zhǎng)度為1200mm的兩根絲杠。Cheng H E運(yùn)用有限元方法對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析和拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，并將靈敏度分析技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)特性分析中，提高了對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)靜、動(dòng)特性研究的準(zhǔn)確度[8]。山東大學(xué)的許向榮等對(duì)滾珠絲杠副的軸向剛度做了分析研究，并進(jìn)一步推導(dǎo)了單螺母滾珠絲杠螺母副的軸向剛度計(jì)算公式,分析了其影響因素,并運(yùn)用Matlab仿真軟件進(jìn)行了仿真,得出了其關(guān)系曲線[10]。 雙驅(qū)動(dòng)直線進(jìn)給系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀學(xué)者們已經(jīng)對(duì)滾珠絲杠直線進(jìn)給系統(tǒng)的精度以及靜動(dòng)態(tài)特性做了大量的分析和研究，提出來(lái)各種關(guān)于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及優(yōu)化方法。日本由于數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展從而使得本國(guó)的制造業(yè)迅速崛起。如果部分或全部基本的數(shù)控功能是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，則稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控(Computer Numerical Control，縮寫為CNC)。 南 京 理 工 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)作 者:侯陽(yáng)琨學(xué) 號(hào)：0901500317學(xué)院(系):機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè):機(jī)械工程及自動(dòng)化題 目:加工中心雙驅(qū)動(dòng)滾動(dòng)支承直線進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)與靜動(dòng)校核分析指導(dǎo)者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))評(píng)閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))2013年5月畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）中文摘要 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控加工中心的重要組成部分，進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理，靜動(dòng)態(tài)特性如何將直接影響到加工中心的加工精度。它是通過(guò)特定處理方式下的數(shù)字信息去自動(dòng)控制機(jī)械裝置進(jìn)行動(dòng)作，這種采用數(shù)字化信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的技術(shù)稱數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱數(shù)控[1]。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為了發(fā)達(dá)國(guó)家用來(lái)提高制造業(yè)水平的重要基礎(chǔ)，目前各個(gè)國(guó)家都在把發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)作為重要的發(fā)展戰(zhàn)略。目前，在國(guó)內(nèi)比較低檔的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床系統(tǒng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，但在生產(chǎn)設(shè)計(jì)高檔的數(shù)控車床系統(tǒng)方面在國(guó)際上仍處于相對(duì)劣勢(shì)的地位。謝紅，高健等總結(jié)了加工中心的工作臺(tái)、滾珠絲杠副、伺服電機(jī)、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的選擇計(jì)算，還作了伺服進(jìn)給系統(tǒng)中的傳動(dòng)精度計(jì)算、絲杠拉壓振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的驗(yàn)算[9]。Mizuho N對(duì)滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)建立動(dòng)力學(xué)模型，分析了絲杠變形對(duì)靜、動(dòng)特性的影響[67]?，F(xiàn)在很多發(fā)達(dá)國(guó)家已采用了雙滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)方式，將驅(qū)動(dòng)力盡可能作用于運(yùn)動(dòng)件的重心，可以在高切削速度和進(jìn)給速度條件下，減小扭轉(zhuǎn)變形，進(jìn)而提高進(jìn)給系統(tǒng)的整體剛度[10]如圖11所示，如果在機(jī)床的重心處有物體，并且不能直接將力加在重心處，可以將力平均分配到重心的兩端，同樣可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給軸的直線進(jìn)給。企業(yè)目前還沒(méi)有一個(gè)相對(duì)官方的跨距確定原則，一般都是通過(guò)有限元法分析的方法來(lái)計(jì)算出雙絲杠驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)以及絲杠之間的跨距對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)靜動(dòng)態(tài)特性的影響，從而計(jì)算出最佳的跨距。本文以雙滾動(dòng)絲杠驅(qū)動(dòng)直線進(jìn)給系統(tǒng)為研究對(duì)象，主要進(jìn)行一下工作：（1）對(duì)目前國(guó)內(nèi)外數(shù)控車床的直線進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究狀況進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。（5）對(duì)支撐部分壁厚對(duì)于模態(tài)分析中的各階模態(tài)的固有頻率有何影響做了進(jìn)一步的分析和對(duì)比。工作臺(tái)要求的最快進(jìn)給速度vmax= 42m/min。脈沖編碼器每轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)會(huì)發(fā)出一定數(shù)量的脈沖。電動(dòng)機(jī)每一轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖數(shù)b應(yīng)為：b=Phua=10=1000(脈沖r) （）常用的光電編碼器有2000脈沖/r，2500脈沖/r，3000脈沖/r等。脈沖編碼器2每轉(zhuǎn)發(fā)出2500個(gè)脈沖，經(jīng)倍數(shù)為4的倍頻器1加倍，反饋給控制系統(tǒng)。故應(yīng)取0級(jí)精度。最大進(jìn)給力為9000N。其中τ為單雙絲杠驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)化系數(shù)，即τ=。平均轉(zhuǎn)速nm=2250r/min。根據(jù)FFZ系列樣本，選擇FFZ5010型號(hào)的滾珠絲杠。則Fp=26 kN。根據(jù)滾珠絲杠副的要求，F(xiàn)FZ5010型號(hào)的滾珠絲杠軸端直徑不得超過(guò)42mm，故選用40mm的軸承。故在這里兩組軸承均采用均背對(duì)背的安裝方式。m。： (1)工件和工作臺(tái)的慣量轉(zhuǎn)換：工作臺(tái)和工件總重量為1500kg。 kgm2以上。 m，大于最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩。m?？蛰d加速時(shí)，主要是克服慣性，如果選擇A60020型號(hào)電機(jī)，則總慣量為：J=JL+JM=+= kg基本設(shè)計(jì)過(guò)程為：首先計(jì)算滾動(dòng)導(dǎo)軌的受力，然后根據(jù)導(dǎo)軌的工作條件計(jì)算動(dòng)載荷，再根據(jù)滑塊的預(yù)期壽命推算出額定動(dòng)載荷，再依此選擇滾動(dòng)導(dǎo)軌及滑塊的型號(hào)。由于背向力和摩擦力等對(duì)載荷的影響很小，在這里忽略不計(jì)。R1=R2=129000++150004=5175 N ()R3=R4=129000++150004=9675 N ():滾動(dòng)導(dǎo)軌的計(jì)算和滾動(dòng)軸承的