【文章內容簡介】 一個范圍。關于力臂的計算，還要根據(jù)絲杠螺母法蘭上的安裝孔的位置來確定，不同規(guī)格的螺母，力臂也不盡相同. 滾珠絲杠軸預緊拉伸力Fp1的確定 保證絲杠在最大軸向力作用下，在作用力方向上仍保持拉伸狀態(tài)，預拉伸力應大于最大工作載荷的倍。即由【13】——絲杠與床身之間的溫差。對于恒溫車間取=2~3d——絲杠螺紋底徑得到絲杠的預拉伸力該絲杠的預拉伸力足夠大，滿足要求。 導軌的設計計算及參數(shù)確定滾動導軌的計算及參數(shù)和型號確定、工作載荷的計算 工作載荷是影響導軌副壽命的重要因素，對于水平布置的十字工作臺多采用雙導軌、四滑塊的支承形式?？紤]最不利的情況，即垂直于臺面的工作載荷全部由一個滑塊承擔，則單滑塊所承受的最大垂直方向載荷為： 其中，移動部件重量G=987N,外加載荷外加載荷得最大工作載荷。、小時額定工作壽命的計算預期工作臺的工作壽命為8年，一年365天，取工作時間為360天，每天工作8小時，因此得到小時額定工作壽命、距離額定壽命計算由公式，從而得到式中：為小時額定工作壽命。 n為移動件每分鐘往復次數(shù)（4—6）取5 S為移動件行程長度，由加工范圍為300mm120mm取330mm代入數(shù)據(jù) 得：、額定動載荷計算由公式從而得到：式中：為額定動載荷 L為距離工作壽命，由上式可知為4652km F為滑塊的工作載荷，由上式可知為668N代入數(shù)據(jù)得： =、產品選型根據(jù)額定動載荷，選擇滾動導軌，查滾動導軌生產廠家，選用南京工藝裝備制造有限公司的GGB16BA型，相關尺寸如下圖所示， 圖4可知其額定動載荷C=，故可知滿足要求。參考網(wǎng)址 3．9 計算電機軸上的慣量和轉矩，選取步進電機 步進電機的傳動計算因為該立式銑床的加工定位精度為177。，考慮到最初決定不用減速箱取減速比i=1算的電機步距角：α=360iδ/Ph=176。 由于傳動比為1，則不需要選用減速箱，采用電動機軸與絲杠通過聯(lián)軸器聯(lián)接的方式。 步進電動機的計算和選擇 a、步進電動機轉軸上的總轉動慣量的計算。總轉動慣量J主要包括電動機轉子的轉動慣量、滾珠絲杠上一級移動部件等折算到電動機軸上的轉動慣量。1）、滾珠絲杠的轉動慣量J由【12】中P119式52得：式中 D為絲杠公稱直徑D=25mm L為絲杠長度=有效行程+螺母長度+設計余量+兩端支撐長度（軸承寬度+鎖緊螺母寬度+裕量）+動力輸入連接長度（如果使用聯(lián)軸器則大致是聯(lián)軸器長度的一半+裕量）=330+90+20+140+40=620 代入數(shù)據(jù)，得：J=2562010=kg.㎡2）、滾珠絲杠上一級移動部件等折算到電動機軸上的轉動慣量 由【12】P119中式53得： 其中 M為工作臺的（包括工件）的質量M= S為絲杠螺距S=5mm 代入數(shù)據(jù)，得： 3）、初選常州寶馬前楊電機電器有限公司的90BYG5502型混合式步進電動機，可知其轉子的轉動慣量 所以 驗算慣量匹配，電動機軸向慣量比值應控制在一定的范圍內，既不應太大也不應太小，即伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性取決于負載特性。為使該系統(tǒng)慣量達到較合理的配合，一般比值控制在1/4——1之間， 由此可見:,符合慣量匹配要求。 步進電機軸上的等效負載轉矩M的計算承受的負載轉矩在不同工況下是不同的，考慮最大切削負載時電動機所需力矩由【12】中P121式510得： 其中 （見【12】P122中表55）其中: 為折算到電動機軸上的總慣量==10kg. T系統(tǒng)時間常數(shù)，由任務書知為T= 切削時的轉速為300r/min 得： ，其中： 為導軌摩擦力 S為絲杠螺距S=5mmi為齒輪降速比，已計算出為1η為傳動鏈總效率，η=—，代入數(shù)據(jù) 得： 其中： 為最大軸向預緊力，F(xiàn)amax=Fz=468N為滾珠絲杠未預緊時的效率，=≥ 代入數(shù)據(jù) 得： 其中：進給方向的最大切削力，代入數(shù)據(jù)得：Nm由此得等效負載轉矩： 快速空載時電動機所需力矩M由【12】中P121式59得：加速力矩其中：代入數(shù)據(jù)得：力矩摩擦其中：u為導軌副的摩擦因數(shù)，滾動導軌取 u=代入數(shù)據(jù)得：附加摩擦力矩：代入數(shù)據(jù)得：所以可知快速空載時電機所需的負載：比較和，取其較大者，就是最大等效負載，即：== 步進電機的初選 考慮到步進電機的驅動電源受電網(wǎng)的影響較大，當輸入電壓降低時，其輸入轉矩也會下降，可能會造成丟步，甚至堵轉，因此按最大等效負載M考慮一定的安全系數(shù)λ，取λ=3，則步進電機的最大靜轉矩應滿足： 由所選的電機型號參數(shù)可知，最大靜轉矩 Nm，可知滿足要求。 步進電機性能校核最快工進速度時電動機時輸出轉矩校核 任務書給定工作臺最快工進速度=400mm/min，脈沖當量/脈沖，求出電動機對應的運行頻率。從90BYG5502電動機的運行矩頻特性曲線圖可以看出在此頻率下，電動機的輸出轉矩4Nm，遠遠大于最大工作負載轉矩=m，滿足要求。最快空載移動時電動機輸出轉矩校核 任務書給定工作臺最快空載移動速度=1500mm/min，求出其對應運行頻fmax=[1500/(60)]=2500Hz。由圖查得，在此頻率下，電動機的輸出轉矩=m，大于快速空載起動時的負載轉矩=m，滿足要求。最快空載移動時電動機運行頻率校核 與快速空載移動速度=1500mm/min對應的電動機運行頻率為。查矩頻特性曲線圖中相應表格，可知90BYG5502電動機的空載運行頻率可達20000，可見沒有超出上限。起動頻率的計算 已知電動機轉軸上的總轉動慣量，電動機轉子的轉動慣量，電動機轉軸不帶任何負載時的空載起動頻率。步進電動機克服慣性負載的起動頻率為：說明：要想保證步進電動機起動時不失步，任何時候的起動頻率都必須小于。實際上，在采用軟件升降頻時，起動頻率選得更低，通常只有。綜上所述，本次設計中工作臺的進給傳動系統(tǒng)選用90BYG5502步進電動機，完全滿足設計要求。確定選型的步進電機的參數(shù)所選電動機參數(shù)如下圖所示：所選步進電機的矩頻特性曲線圖如下：參考網(wǎng)址 設計中的其他問題 機械傳動部件的防護 滾珠絲杠副可用防塵密封圈或者防護套來防止灰塵及雜質進入滾珠