【文章內(nèi)容簡介】 滾動導軌副的額定壽命 額定壽命計算 其計算公式如下： )*(50cWacth PCf ffffL ? 3 式中 L 額定壽命； C 額定動載荷； cP 計算載荷； tf 溫度系數(shù)；運行時的溫度小于 100 查相關(guān)資料可的 ?tf ； cf 接觸系數(shù)；導軌上的滑塊數(shù)為 2 查相關(guān)資料 ?cf 內(nèi)蒙古工業(yè)大學 機電裝備課程設(shè)計 12 af 精度系數(shù)；精度等級為 4 級查相關(guān)資料 1?af wf 載荷系數(shù)； 1?wf hf 硬度系數(shù)；滾道硬度不得低于 HRC58 故通常取 1?hf 使用壽命 ?? vl LL lv 單向行程 rl =200 n每分鐘往返次數(shù) 次52 1 ??sv vln mmnlL vh 8 0 ?? NLffff acth 3 6 750 8 0 718 2 550fPC33wc??????? 初選直線導軌副型參為 SBG15FL 額定動載 C=8500N 代入公式計算得： )*(50 cW acth PCf ffffL ? 3 = 38 2 58 5 0 01 ）（ ????? = 壽命時間的計算 3 0 1 5 4 . 0 0 h21 9 0 6 ????? vl LL h15000 h 故初選型號滿足設(shè)計要求。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學 機電裝備課程設(shè)計 13 直線導軌副的參數(shù) 交流伺服電機的計算與選擇 選用交流伺服時，必須首先根據(jù)機械設(shè)計結(jié)構(gòu)草圖計算機械傳動裝置及負載折算到電機軸上的等效慣量，分別計算各種 工 況條件下所需的等效力內(nèi)蒙古工業(yè)大學 機電裝備課程設(shè)計 14 矩，再根據(jù)交流伺服電機最大轉(zhuǎn)矩選擇合適的交流伺服電機。 轉(zhuǎn)動慣量的計算 (1）、 絲杠的轉(zhuǎn)動慣量 計算 由于用交流伺服電機則省去了齒輪的傳動比，以及齒輪的轉(zhuǎn)動慣量的計算所以只要計算絲杠本身的轉(zhuǎn)動慣量即可，雖然絲杠上有階梯但為了計算方便按一個圓柱體來計算它的轉(zhuǎn)動慣量，而且絲杠與交流伺服電機直接相連則傳動比可近似為一，下面首先計算絲杠的轉(zhuǎn)動慣量，公 式如下： 34 ??? LDJ s 式中 D 圓柱體直徑 )(cm ； L 圓柱體長度或原度 )(cm ； ? 鋼材的密度 35 / cmkg???? 在我以上所設(shè)計的零件中可知絲杠的公稱直徑為 ，把絲杠近似的看成一個圓柱體則 cmD ? ，考慮到我的任務書中的尺寸比較大，對與絲杠支撐端以外的絲杠對總體的影響較小所以忽略不記，則取 cmL 66? 。 根據(jù)以上的數(shù)據(jù)代入公式算得 34 ??? LDJ s = 34 ???? 2cm/? (2)、 工作臺折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量 其公式為： gGLJ t202 ??????? ? 式中 G 工作臺重量 )(N ； NG 650? ， g 重力加速度（ ） ； 0L 絲杠導程 )(cm 。 ?L cm 代入公式 gGLJt202 ??????? ? 內(nèi)蒙古工業(yè)大學 機電裝備課程設(shè)計 15 22 6502 ??????????? ? 24 * mkg??? (3)、 絲杠傳動時傳動系折算到電機上的總的轉(zhuǎn)動慣量 其求解公式： tse JJJ ?? 式中 sJ 絲杠的轉(zhuǎn)動慣量； tJ 工作臺折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣 量 代入公式 tse JJJ ?? = 2*cmkg 考慮到電機傳動系統(tǒng)匹配問題： 2m cm*kg22J4?????因此選ememeJJJJJ 即選型號 HCSFS81 額定轉(zhuǎn)矩 *m 最大轉(zhuǎn)矩 *m 最大轉(zhuǎn)速 2500r/min 電機的力矩的計算 電機 的負載力矩在各種工況下是不同的，下面分別對快速空載起時所需要的力矩、快速進給時所需要 的力矩、最大切削負載時所需要的力矩等幾部分進行計算。 (1)、快速空載起動時所需力矩 起M 0m a x MMMM fa ???起 式中 起M 快速空載起動力矩 )*( cmN ； maxaM 空載起動時折算到電機上的加速力矩 )*( cmN ； fM 折算到電機軸上的摩擦力矩 )*( cmN ； 0M 由于絲杠欲緊時折算到電機軸上的附加摩擦力矩 )*( cmN 內(nèi)蒙古工業(yè)大學 機電裝備課程設(shè)計 16 其中 ae tnJM ? ???? ?60 102 2m a xm a x ? 式中 eJ 傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總的等校轉(zhuǎn)動慣量 )*( 2cmkg ；2* cmkgJe ? maxn 電機的最大轉(zhuǎn)速 min)/(r ； min/1500m a x rn ? at 運 動 部 件 動 停 止 起 動 加 速 到 最 快 進 給 速 度 所 需 時 間)(s 。 msta 30? 代入上式 atnJeM ? ???? ?60 102 2m a xm a x ? cmN ?? ????? ? 2? 折算到電機軸上的摩擦力矩 fM ： iLFM f 總??2 00? 式中 0F 導軌的摩擦力 )(N ； NFfF y 39。0 ???? yF y 方向的切削力 )(N ； G 運動部件的總重量 )(N ； 39。f 導軌的摩擦系數(shù)； i 齒輪降速比，這里無齒輪既 1?i ； 總? 傳動鏈總效率，這里取 ； 代入求解 iLFM f 總??2 00? cm*5N?????? 附加摩擦力 0M ： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學 機電裝備課程設(shè)計 17 )1(2 2020 ??? ?? iLFM p總 式中 0pF 滾珠絲杠預加負荷，一般取 mF3/1 ， mF 為進給牽引力 )(N ；NFm ? 0L 滾珠絲杠導程 )(cm ； ? 滾珠絲杠未預緊時的傳動效率； ?= 代入算得 )1(2 2020 ??? ?? iLFM p總 ? ?cm*2N??????? ? 根據(jù)上面的計算結(jié)果可得 N cmMMMM fa 1 4 68 0 3 2 1 3 80m a x???????起 cmNM *?起 2440N*cm 比初選的電機的最大轉(zhuǎn)矩小符合設(shè)計要求。 (2)、快速進給時 所需力矩 快M ： NcmMMM f0?????快 cmNM *?快 812N*m 比初選電機的額定轉(zhuǎn)矩小，符合要求。 (3)、最大切削時所需力矩 切M ： tf MMMM ??? 0切 式中 tM 折算到電機軸上的切削負載力矩 )*( cmN ； tM 的求解公式如下： iLFM tt 總??22 0? 式中 tF 進給方向上的最大切削力 )(N ； NFt 1000? 內(nèi)蒙古工業(yè)大學 機電裝備課程設(shè)計 18 代入數(shù)據(jù)計算得 iLFM tt 總??22 0? cm* N? ?????? 綜合以上數(shù)據(jù)可算得 N cmMMMM tf0???????切 其與電機的額定轉(zhuǎn)矩比較， cmNM *7 9 2 0?切 小于額定轉(zhuǎn)矩 812N*cm，故合乎設(shè)計要求。 通過以上的演算可知，初選的電機合乎設(shè)計要求。 第三章 微機數(shù)控硬件電路設(shè)計 根據(jù)總體方案及機械結(jié)構(gòu)的控制要求，確定硬件電路的總體方案，繪制系統(tǒng)電氣控制的結(jié)構(gòu)框圖。 數(shù)控系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。 硬件是組成系統(tǒng)的基礎(chǔ)， 機床硬件電路由以下五部分組成： ⑴、主控制器，即中央控制單元 CPU； ⑵、總線，包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線； ⑶、存儲器，包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器； ⑷、接口，即 I/O 輸入 /輸出接口 電路； ⑸、外圍設(shè)備，如鍵盤、顯示器及光電輸入機等。見圖 3— 1。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學 機電裝備課程設(shè)計 19 選擇中央處理單元 CPU 的類型 考慮到系統(tǒng)應用場合、控制對象對各種參數(shù)的要求，及經(jīng)濟價格比等經(jīng)濟性的要求。因此，在經(jīng)濟數(shù)控銑床中，推薦使用 MCS— 51 系列單片機作主控制器。 存儲器擴展電路設(shè)計 存儲器擴展電路設(shè)計應該包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的