【文章內(nèi)容簡介】 416dI??L——絲杠兩支承端距離 (cm)；fZ一絲杠支承方式系數(shù)，從表 413 中查出，一端固定，一端簡支 fZ =][39。 4441kmkZKnFn NLIEf cmdI??? ??????（一般[n k]=～4）此滾珠絲杠不會產(chǎn)生失穩(wěn)。 縱向及橫向滾珠絲杠副幾何參數(shù)。其幾何參數(shù)如下:名稱 符號 公式 35061LW2051L公稱直徑 35 200d導(dǎo)程 6 5L接觸角 3176。7’ 4176。33’?鋼球直徑(㎜) 滾道法面半徑 ?偏心距 ?sin)/(?螺紋升角 3176。7’ 4176。33’?0dLarctg??螺桿外徑 34 )25.~(0??螺桿內(nèi)徑 Re1?螺桿紋接觸直徑 ?cos0qZd16 / 40螺母螺紋直徑 ???螺母內(nèi)徑 qd)5.~(1 齒輪傳動比計(jì)算 縱向進(jìn)給齒輪箱傳動比計(jì)算已確定縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量 δ p＝ 滾珠絲杠導(dǎo)程 L0=6mm，初選步進(jìn)電機(jī)步距角。可計(jì)算出傳動比 i ???Libp??可選定齒輪齒數(shù)為， 或40321zi5 橫向進(jìn)給齒輪箱傳動比計(jì)算已確定橫向進(jìn)給脈沖當(dāng)量 δ p＝，滾珠絲杠導(dǎo)程 L0＝5mm，初選步進(jìn)電機(jī)步距角 可計(jì)算傳動比 i: ???Libp??考慮到結(jié)構(gòu)上的原因，不使大齒輪直徑太大，以免影響到橫向溜板的有效行程，故此處可采用兩級齒輪降速: 250453421???zi因進(jìn)給運(yùn)動齒輪受力不大，模數(shù) m 取 2。相關(guān)參數(shù)如下表：齒數(shù)32 40 24 40 20 25分度圓zd?64 80 48 80 40 50齒頂圓ma2?68 84 52 84 44 54齒根圓df *??59 75 43 75 35 4517 / 40第三章 C6140 車床進(jìn)給部分電機(jī)的選擇 縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)計(jì)算 等效傳動慣量計(jì)算方法計(jì)算如下表示。傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總傳動慣量 JΣ(kg ?cm2)可有下式計(jì)算：JΣ=Jm+J1+ （Z 1247。Z2）2〔(J2+Js)+ G247。g(L0247。2π)2〕式中：Jm —步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量(kg?cm2)J1，J2—齒輪 ZZ2 的轉(zhuǎn)動慣量(kg?cm2)Js—滾珠絲杠傳動慣量(kg?cm2)參考同類型機(jī)床，初選反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 150BF，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量 Jm=10(kg?cm2)J1=10－3d14L1= 10－32= kg?cm2J2=10－3d24L2= 10－3822= kg?cm2Js=10－ 344150= kg?cm2G=800N代入上式： JΣ=Jm+J1+（Z 1247。Z2）2〔(J2+Js)+ G247。g(L0247。2π )2〕 =10++(32247。40)2〔(+)+80 0247。(247。2π)2〕= kg?cm2考慮步進(jìn)電機(jī)與傳動系統(tǒng)慣量匹配問題。Jm247。JΣ=10247。=齒寬（6~10） m20 20 20 20 20 20中心距2/)(1dA??72 64 4518 / 40基本滿足慣量匹配的要求。 電機(jī)力矩計(jì)算機(jī)床在不同的工況下，其所需轉(zhuǎn)距不同，下面分別按各階段計(jì)算： M 起在快速空載起動階段，加速力矩占的比例較大，具體計(jì)算公式如下： M 起=Mamax+Mf+Ma Mamax=JΣε= JΣnnax10－2/(60ta/2 π) = JΣ2πnmax10－2/(60 ta)nmax=νmaxθb247。δp360將前面數(shù)據(jù)代入，式中各符號意義同前。 nmax=νmaxθb247。δp360=2400247。(360)=500r/min 啟動加速時(shí)間 ta=30ms Mamax=JΣ2πnmax10－2/(60 ta)=2π 50010173。2/(60)=cm 折算到電機(jī)軸上的摩擦力距 Mf： Mf=FOL0247。2πηi=f185。(Pz+G) L0247。(2πη Z2247。Z1) =(5360+800)247。(2π)=94 N cm 附加摩擦力距 M0 MO=FPOL0(1－η02)/2πη i=1247。3FtL0(1－η 02)247。(2πηZ 2247。Z1) =1247。32530(1－)247。( 2π) ==cm上述三項(xiàng)合計(jì)： M 起=Mamax+Mf+Ma=+94+=cmB．快速移動時(shí)所需力矩 M 快。M 快=Mf+M0=94+=cm19 / 40C．快速切削負(fù)載時(shí)所需力矩 M 切M 切=Mf+M0+Mt=Mf+M0+ FOL0247。2πηi =94++1340247。(2π) =94++=cm 從上面計(jì)算可以看出，M 起、M 快和 M 切三種工況下，以快速空載起動所需力矩最大，以此項(xiàng)作為初選步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。從下表查出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為三相六拍時(shí) λ=Mq247。Mjmax=最大靜力矩 Mjmax=247。=782Ncm按此最大靜力矩從下表查出，150BF002 型最大靜轉(zhuǎn)矩為 m。大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可作為初選型號，但還需進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性。 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)空載起動頻率和切削時(shí)的工作頻率 = = =4000 HZkfpv??= = =1000 從表中查出 150BF002 型步進(jìn)電機(jī)允許的最高空載起動頻率為 2800Hz 運(yùn)行頻率為8000Hz,再從下表中查出 130BF001 型步進(jìn)電機(jī)起動矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性曲線如圖 23，24 所示。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)起動時(shí)，f 起=2500 時(shí)， M=100Ncm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足此機(jī)床所要求的空載起動力矩（782Ncm）直接使用則會產(chǎn)生失步現(xiàn)象，所以必須采用升降速控制（用軟件實(shí)現(xiàn)） ，將起動頻率降到 1000Hz 時(shí)，起動力矩可增加到 cm，然后在電路上再采用高低壓驅(qū)動電路，還可將步進(jìn)電機(jī)輸出力矩?cái)U(kuò)大一倍左右。20 / 40當(dāng)快速運(yùn)動和切削進(jìn)給時(shí)，130BF001 型步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行矩頻特性完全可以滿足要求。 橫向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)計(jì)算 等效傳動慣量計(jì)算橫向傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動慣量 J 可由下式計(jì)算 JΣ=Jm+J1+（Z 1247。Z2）2{(J2+J3)+Z3247。Z ф〔(Jφ+Jξ)+G247。g(L0247。2π)2}式中各符號意義同前，其中J1=10－3d14L1= 10－32=?cm2J2=10－3d24L2= 10－3842= kg?cm2J3=10－3d24L3= 10－3442= kg?cm2J4=10－3d24L4= 10－3542= kg?cm221 / 40Js=10－ 32445=?cm2G=600nJm= （初選反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為 110BF）代入上式為： JΣ=Jm+J1+（Z 1247。Z2）2{(J2+J3)+Z3247。Z ф〔(Jφ+Jξ)+G247。g(L0247。2π)2〕} =++(24247。10)2{(+)+(20247。25)2[(+)+600247。10(247。2π)2]} =cm2考慮到步進(jìn)電機(jī)與傳動系統(tǒng)慣量的匹配問題Jm247。JΣ=247。=0. 558基本滿足慣量匹配要求 電機(jī)力矩計(jì)算 M M 起=Mamax+Mf+MaMamax=JΣε= JΣnnax10－2247。(60ta247。2π) = JΣ2πnmax10173。2247。(60 ta)式中： nmax=νmaxθb247。δp360 =1200247。(360)=500r/min ta=30msMamax=JΣ2πnmax10173。2247。(60ta)=2π 50010173。2247。(60)=147Ncm折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩 MfMf=FOL0247。2πηi=f 185。(Pz+G)L0247。(2πηZ2247。Z1) =(2680+600)247。(2π)=cm22 / 40附加摩擦力矩 M0 MO=FPOL0(1－η02)247。2πηi=1247。3FˊtL0(1－η02)247。(2πηZ2247。Z1) =1247。32023(1－)247。( 2π) =cm上述三項(xiàng)合計(jì)： M 起=Mamax+Mf+Ma=147++=cmB．快速移動時(shí)所需力矩 M 快。M 快=Mf+M0=+=cm M 切M 切=Mf+M0+Mt=Mf+M0+ FOL0247。2πηi =+1072247。(2π)=cm 由上面計(jì)算可以看出, M 起、M 快和 M 切三種工況下，以快速空載起動所需力矩最大，故以此項(xiàng)作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩 Mq 與最大靜轉(zhuǎn)矩 Mjmax的關(guān)系可知，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為三相六拍時(shí)：λ=Mq247。 Mjmax=最大靜力矩 Mjmax=247。=213Ncm查 BF 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)技術(shù)參數(shù)得， 110BF003 型步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩為 m。大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可作為初選型號，但必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性。 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)空載起動頻率和切削時(shí)的工作頻率Fk=1000Vmax247。60δp =1000247。60=4000HzFe=1000Vs247。60δp =1000247。60=1000Hz由 110BF003 型步進(jìn)電機(jī)的技術(shù)參數(shù)可知其最高空載起動頻率為 1500Hz，運(yùn)行頻率為7000Hz。根據(jù) 110BF003 型電機(jī)的起動距頻特性和運(yùn)行矩頻特性曲線可以看出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)起動時(shí) F=1500Hz，M=98Ncm，小于機(jī)床所需的起動力矩（cm ） ，直接使用會產(chǎn)生失步現(xiàn)象，所以必須采用升降速控制（用軟件實(shí)現(xiàn)） 。將起動頻率降為 1000Hz 時(shí)，既可滿足要求。當(dāng)機(jī)床快速起動和切削進(jìn)給時(shí)，則完全滿足運(yùn)行矩頻要求。 第四章 液壓尾座部分設(shè)計(jì)23 / 40液壓尾座研究背景和意義 從 20 世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來革命性的變化，近年來，由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高技術(shù)成果，如自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、磨練磨損技術(shù)、可靠性技術(shù)及新工藝和新材料，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高。液壓傳動技術(shù)在數(shù)控自動化機(jī)床上的應(yīng)用也越來越廣泛，而且也為機(jī)床工業(yè)的自動化程度的提高上起到了重要的力量。盡管如此，走向二十一世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。液壓傳動是以流體作為工作介質(zhì)對能量進(jìn)行傳動和控制的一種傳動形式。利用有壓的液體經(jīng)由一些機(jī)件控制之后來傳遞運(yùn)動和動力。相對于電力拖動和機(jī)械傳動而言，液壓傳動具有輸出力大，重量輕，慣性小，調(diào)速方便以及易于控制等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械，建筑機(jī)械和機(jī)床等設(shè)備上。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各主要國家液壓工業(yè)銷售額占機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的 2%~%，而我國只占 1%左右，這充分說明我國液壓技術(shù)使用率較低，努力擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的發(fā)展前景。液壓氣動技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如:液壓技術(shù)具有功率重量比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動力，易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動等優(yōu)點(diǎn)；氣動傳動具有節(jié)能、無污染、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，并易與微電子、電氣技術(shù)相結(jié)合，形成自動控制系統(tǒng)。因此，液壓氣動技術(shù)廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各部門。但是近年來，液壓氣動技術(shù)面臨與機(jī)械傳動和電氣傳動的競爭，如：數(shù)控機(jī)床、中小型塑機(jī)已采用電控伺服系統(tǒng)取代或部分取代液壓傳動。其主要原因是液壓技術(shù)存在滲漏、維護(hù)性差等缺點(diǎn)。為此，必須努力發(fā)揮液壓氣動技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，克服缺點(diǎn)，注意和電子技術(shù)相結(jié)合，不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，提高可靠性，這些都是液壓氣動技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓氣動產(chǎn)品參與市場競爭是否取勝的關(guān)鍵。今天，為了和最新技術(shù)的發(fā)展保持同步，液壓技術(shù)必須不斷發(fā)展，不斷提高和改進(jìn)元件和系統(tǒng)的性能，以滿足日益變化的市場需求。與世界上主要的工業(yè)國家相比，我國的液壓工業(yè)還是