【文章內容簡介】 須安裝主軸脈沖發(fā)生器，為此采用主軸靠同步齒行帶使脈沖發(fā)生器同步旋轉，發(fā)出兩路信號：每轉發(fā)出的脈沖個數(shù)和一個同步信號，經(jīng)隔離電路以及I/O接口送給微機。系統(tǒng)總體方案圖22所示：圖22經(jīng)濟型數(shù)控機床總體方案總體3 伺服進給系統(tǒng)的計算機床進給伺服系統(tǒng)機械部分設計算,計算內容包括:確定系統(tǒng)的負載,確定系統(tǒng)的脈沖當量,部分部件慣量計算,空栽啟動及切削刀矩計算,確定伺服電機轉動及導向元件的設計,: 確定系統(tǒng)脈沖當量 一個進給脈沖，使機床運動部件產生的位移量，稱為脈沖當量，也稱為機床的最小設定單位。脈沖當量是衡量數(shù)控機床加工精度的一個基本技術參數(shù)。 切削力的計算 在設計機床進給伺服系統(tǒng)時，計算傳動和導向元件，選用伺服電動機等都需要用到切削力。 3. 縱車外圓： 計算切削力F 主切削力：Fz===3835N 按切削力各分力比例： Fz：Fx：Fy =1：： Fx==3835=959N Fy = =3835=1534N G=800N3. 橫切端面： 主切削力可取縱切的； =Fz= 3835=1918N 式（21） 此時走刀抗力，吃刀抗力。按照：：=1：：計算：=1918=767N；=1918=480N 滾珠絲杠螺母副的計算與選型 縱向進給絲杠（1）、計算進給牽引力Fm 作用在滾珠絲杠上的進給牽引力主要包括切削時的走刀抗力以及移動件的重量和切削分力作用在導軌上的摩擦力。因而其數(shù)值的大小與導軌的型號有關。縱向進給的綜合導軌Fm =KFx +f′ (Fz +G)=959+(3835+800)=1844N 式（22）式中K－考慮顛覆力矩影響的實驗系數(shù)，綜合導軌取K=； f’－滑動導軌摩擦系數(shù)：～，f’=； G－溜板幾倒架重力：G=800N（2 ）、計算最大動負載C C=fwFm 式（23） 式（24） 式（25）式中 L0－滾珠絲杠導程，初選L0=6mm。 Vs－最大切削力下的進給速度，可取最高進給速度的（1/2~1/3）。 T－使用壽命，按15000h； fw－運轉系數(shù)，按一般運轉取fw=～； L壽命，以106轉為1單位 =67min 式（26） =60 C=fwFm=1844=8663N 式（27）（3）、 滾珠絲杠杠螺母副的選型查閱《數(shù)控設計》指導書附錄A表3，可采用W1L2506外循環(huán)螺紋調整預緊的雙螺母滾珠絲杠副，,其額定動負載為13100N,精度等級按表415選為3級.（4 ）、傳動效率計算 η== = 式（28）其中γ—螺旋升角W1L2506 γ=4o22′ ┈摩擦角，滾珠絲杠螺母副的 滾動摩擦系數(shù)f=~,摩擦角取10′（5）、剛度驗算先畫此縱向進給滾珠絲杠杠支承方式如圖31所示，=,故需要預緊,螺母及軸承預緊，預緊力為最大軸向負載的1/3。GL圖31 縱向進給系統(tǒng)計算簡圖1)、絲杠的拉伸或壓變形量δ1查圖4—6根據(jù)F=1844N Do=25mm 查出8L/L=105δ1=1200=1051200=102mm 式（29）由于兩端均采用向心推力球軸承,且絲杠又進行了預拉伸,(mm)為:δ1=δ1=102 mm2）、滾珠與螺紋滾道間接觸變形δ2查圖47W,δQ=因進行了預緊,δ2=1/2δQ=1/2= 3）、支承滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形δ3 采用8107型推力球軸承，d1=35mm,滾動體直徑dQ=,滾動體數(shù)量Z=18δc= ==注意:此公式中Fm單位應為kgf考慮到施加預緊力,故δ3=1/2δC=1/2=4）、根據(jù)此上計算δ=δ1+δ2+δ3 =++ =定位精度5）、穩(wěn)定性校核 滾珠絲杠兩端推力軸承，不會產生失穩(wěn)現(xiàn)象，故不需要作穩(wěn)定性校核。 橫向進給絲杠（1）、 計算進給牽引力 橫向導軌為燕尾形，計算如下：= +f39。(+2+G)=767+（1918+2480+400）≈1729N（2 ）、最大動負載C nt===40 L===36 C=fw=1729=6851N（3 ）、滾珠絲杠杠螺母副的選型 查閱《數(shù)控設計》指導書附錄A表3，可采用W1L2505外循環(huán)螺紋調整預緊的雙螺母滾珠絲杠副，,其額定動負載為9700N,精度等級按表415選為3級.（4）、 傳動效率計算 η== =其中r—螺旋升角W1L2506 λ=3176。39′ φ┈摩擦角，滾珠絲杠螺母副的 滾動摩擦系數(shù)f=~,摩擦角取10′（5）、剛度驗算 先畫此橫向進給滾珠絲杠杠支承方式如圖32所示，=,故需要預緊,螺母及軸承預緊，預緊力為最大軸向負載的1/3。GL圖32 橫向進給系統(tǒng)計算簡圖1)、絲杠的拉伸或壓變形量δ1查圖4—6根據(jù)=1729N，Do=25mm 查出8L/L=105δ1400=105400=103mm 2）、 滾珠與螺紋滾道間接觸變形δ2查圖47W,δQ= 因進行了預緊,δ2=1/2δQ=1/2= 3）、支承滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形δ3 采用8102型推力球軸承，d1=15 mm,滾動體直徑dQ= mm,滾動體數(shù)量Z= 12 δc= ==注意:此公式中Fm單位應為kgf考慮到施加預緊力,故δ3=1/2δC=1/2=4）、根據(jù)此上計算δ=δ1+δ2+δ3 =++ =定位精度5）、穩(wěn)定性校核 計算臨界負載FK（N） FK= 式中 E——材料彈性模量，鋼：E=106N/cm2 I——截面慣性矩(cm4)絲杠：I=，d1為絲杠內徑； L——絲杠兩支承端距離（cm） fz——絲杠支承方式系數(shù)，從表413中查出，一端固定，一端簡支fz = I== FK== nk==[ nk] (一般[nk]=~4)此滾珠絲杠不會產生失穩(wěn)。 縱向及橫向滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù)：其幾何參數(shù)如表31所示。表31 W1L2506及W1L2505滾珠絲杠的幾何參數(shù) 名 稱符號W1L2506W1L2505 螺 紋 滾 道公稱直徑d02525導程L065接觸角β4176。22′3176。39′鋼珠直徑dq滾道法面半徑RR= dq偏心距ee=(R dq/2)sinβ螺紋升角γγ=arctg(L0/)4176。22′3176。39′ 螺 桿螺桿外經(jīng)dd=d0(~)dq螺桿內經(jīng)d1d1= d0+2e2R21螺桿接觸直徑dzdz=d0dqcosβ21 螺 母螺母螺紋直徑DD=d02e+2R2929螺母內經(jīng)D1D1= d0+(~) dq2626 縱向進給齒輪箱傳動計算 已確定縱向脈沖當量δP=,滾動絲杠導程L0=6mm,初,可計算也傳動比i： i==3606=可選定齒輪數(shù)i==或 故齒輪齒數(shù)為：Z1=32，Z2=40，或Z1=20，Z2=25 橫向進給齒輪箱傳動計算 已確定橫向脈沖當量δP=,滾動絲杠導程L0=5mm,初,可計算也傳動比i：i= =3605= 考慮到結構上的原因，不使大齒輪直徑太大，以免影響到橫向溜板的有效行程，故此處采用兩級齒輪減速；240 i==故齒輪齒數(shù)為：Z1=24，Z2=40，Z3=20 Z4=25因進給運動齒輪受力不大，模數(shù)m取2，有關參數(shù)請參照表32。表32 傳動齒輪幾何參數(shù)齒 數(shù)304024402025分度圓d=mz648048804050齒頂圓da=d+2m688452844454齒根圓df=d2597543753545 齒 寬(6~10)m202020202020中心距A=(d1+d 2)/272 64 45 步進電動機