【文章內(nèi)容簡介】 ，不會因為摩擦自振而引起傳動件的抖動或齒輪傳動的沖擊噪聲；4. 具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍，調(diào)速范圍是磨床要電機能提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比。磨床在調(diào)速范圍內(nèi)，要能速度均勻、未定、無爬行，在零速度時，即工作臺停止運動時，要求電機有電磁轉(zhuǎn)矩，以維持定位精度，即處于伺服鎖住狀態(tài)。保證實現(xiàn)所要求的進給量(進給范圍,數(shù)列)，以適應(yīng)不同的加工材料，使用不同的刀具，滿足不同的零件加工要求，能傳動較大的扭矩；5. 進給系統(tǒng)的傳動精度和定位精度要高；6. 結(jié)構(gòu)簡單，加工和裝配工藝性好，調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活。7. 為了提高進給系統(tǒng)的精度，最好采用傳動間隙消除機構(gòu)，如滾珠絲杠螺母副。滾珠絲杠螺母副的特點：摩擦系數(shù)小，傳動效率高，主要承受軸向載荷，對軸向精度和剛度要求較高；采用雙螺母通過調(diào)整軸向位置來產(chǎn)生一定的預(yù)緊力；進行預(yù)拉伸來提高拉壓剛度和補償絲杠的熱變形。所以本次設(shè)計中，垂直進給機構(gòu)采用交流伺服電機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動滾珠絲杠，最終通過螺母副完成進給運動。 垂直進給機構(gòu)機構(gòu)設(shè)計在本磨床設(shè)計中，垂直進給要求的精度最高，要求最小自動進給達到1。因此在這個方向的附件選擇上都有很高的精度和要求。垂直進給機構(gòu)在結(jié)構(gòu)上是由伺服電機直接驅(qū)動絲杠，帶動滾珠絲杠的螺母上下移動，進而使與螺母固定連接的磨頭做垂直運動，對其精度的控制還外加一個位移的閉環(huán)反饋系統(tǒng)，使精度得到保證。： 垂直方向滾珠絲杠的設(shè)計 滾珠絲杠副介紹滾珠螺旋傳動與滑動螺旋傳動或其他直線運動副相比，有下列優(yōu)點：（1）摩擦損失小、傳動效率高 ~，為傳動滑動絲桿副的24倍，能以小的扭矩得到大的推力，亦可由直線運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動（運動可逆）。（2） 運動平穩(wěn) 滾珠絲桿副為點接觸滾動運動，工作中摩擦阻力小、靈敏度高、啟動時無顫動、低速時無爬行，可精密地控制微量進給。（3） 高精度 滾珠絲桿副運動中升溫較小，并可預(yù)緊消除軸向間隙和對絲桿進行預(yù)拉伸以補償熱伸長，因此可以獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精度。（4）高耐用性 鋼球滾動接觸處均經(jīng)硬化（HRc5863）處理，并經(jīng)精密磨削，具有較高抗疲勞性，滾動摩擦耗極微，具有較高的使用壽命和精度保持性。（5） 同步性好 由于運動平穩(wěn)、反應(yīng)靈敏、無阻滯、無滑移，用幾套相同的滾珠絲桿副同時傳動幾個相同的部件或裝置，可以獲得較好的同步運動。（6） 高可靠性 與其它傳動機械、液壓傳動相比，滾珠絲桿副故障率較低，維修保養(yǎng)也極其簡單，只需進行一般的潤滑和防塵，在特殊場合可在無潤滑狀態(tài)下進行。（7） 不能自鎖，有可逆性，即能將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動，因此絲杠立式使用時，應(yīng)增加制動裝置。 滾珠絲杠副設(shè)計計算1)確定滾珠絲杠導程由前面的設(shè)計可知，取=52） 滾珠絲杠副載荷及轉(zhuǎn)速計算這里的載荷及轉(zhuǎn)速，是指滾珠絲杠的當量載荷與當量轉(zhuǎn)速。滾珠絲杠副在、……轉(zhuǎn)速下，各轉(zhuǎn)速工作時間的百分比%、%、%……%，所受載荷分別是、……。則： （） （）在本設(shè)計中，轉(zhuǎn)動的大部時間是快速進給，則，且在本設(shè)計中垂直運動時主要是所帶的載荷為磨頭及其一起運動的部件總的重量2000確定預(yù)期額定動載荷按滾珠絲杠副預(yù)期工作時間（小時）計算： （）式中：——預(yù)期工作時間（小時），查表得h；——精度系數(shù)，由表查得；——可靠性系數(shù)，查表得=； ——負荷系數(shù)，查表得；代入式（）=(N)3）按精度要求確定允許的滾珠絲杠最小螺紋底徑滾珠絲杠的安裝方式為兩端固定， （）式中：——導軌靜摩擦力（N），在本設(shè)計中為磨頭及相關(guān)部件的重量N； ——滾珠絲杠兩軸承支點間距離（）； 行程+安全行程+余程+螺母長度一半+支承長度的一半+磨頭支架高度 行程+（2~4）Ph+4Ph+(4~6)Ph+(1/20~1/10)行程 (~)行程+(10~14) Ph (mm) ——估算的滾珠絲杠最大允許軸向變形量（），取=4；4） 確定滾珠絲杠副規(guī)格代號根據(jù)算出的、及傳動方式，選擇合適的滾珠絲杠，取公稱直徑=25，，選擇絲杠型號為FFZD25053。5） 確定預(yù)緊滾珠絲杠副預(yù)緊力 當選擇預(yù)緊螺母型式的滾珠絲杠副時需確定預(yù)緊力，因最大軸向工作載荷能確定。6） 對預(yù)拉伸滾珠絲杠行程補償值C和預(yù)拉伸力Ft的計算滾珠絲杠的熱變形將導致長度、定位精度變化，根據(jù)公式（），熱變形為。δk＝αtLuα—熱膨脹系數(shù)(10－6)；t—溫升(一般取2～4℃)，取t＝℃；Lu—有效行程，Lu＝Lk+Ln+2La；Ln—螺母長度, Ln＝110mm；La—安全行程，La＝(1～2)Ph＝25＝10mm；Lu＝Lk+Ln+2La＝270+110+210＝400mm；所以，δk＝αtLu＝10－6400＝為了補償熱變形的影響，行程偏差C＝δk＝由于滾珠絲杠選擇的是兩端固定的安裝方式，可以采用絲杠預(yù)拉伸的方法來進一步補償熱變形，根據(jù)公式（）預(yù)拉伸力為：Ft＝各變量意義如上所示，則Ft＝＝＝(N)7） 向額定靜載荷驗算式中： ——滾珠絲杠副的基本軸向額定靜載荷（N），查表得kN； ——靜態(tài)安全系數(shù)，??； ——最大軸向載荷（N）所以絲杠額定靜載荷符合要求。8） 確定滾珠絲杠副支承用軸承規(guī)格型號 在精密磨床上通常選用角接觸軸承，并把2個以上的軸承組合起來施加預(yù)緊力來使用。本次設(shè)計為了易于吸收滾珠螺母與軸承之間的不同軸度，采用正面組合的DF型組合形式。軸承特點：采用特殊設(shè)計的尼龍成形保持架，增加了鋼球數(shù)，且接觸角為，軸承軸向剛性大，與圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承相比，啟動力矩較小。軸承型號的選擇：軸承內(nèi)徑需小于絲杠的外徑＝20mm,所以左端軸承內(nèi)徑選擇＝20mm；所以滾珠絲杠選用軸承型號為7004C/DF 其技術(shù)參數(shù)為 =62500N 軸承校核： 軸承額定動載荷公式： P最大軸向載荷 壽命系數(shù) 轉(zhuǎn)速系數(shù) 其中： P=mg=2500N = 可靠性為90%的額定壽命，取20000h則 ==將P，的值代入，得 C= 可用9） 強度驗算 （）——許用應(yīng)力，取=147；——滾珠絲杠螺紋底徑（mm）。所以絲杠強度符合要求。經(jīng)過上面的設(shè)計和驗算，設(shè)計的滾珠絲杠符合設(shè)計的要求。10） 確定滾珠絲杠副的螺母型號及規(guī)格代號選擇南京工藝裝備制造廠的法蘭直筒組合雙螺母墊片預(yù)緊，采用內(nèi)循環(huán)浮動反向器，規(guī)格型號為：FFZD2505—3滾珠絲杠的螺紋底徑：d2= 滾珠絲杠的額定動載荷：Ca=10200(N)11） 滾珠絲杠副工作圖設(shè)計：滾珠絲杠副的螺紋長度 余程 得=24mm行程+螺母長度=430+113=543mm=543+224=591mm取滾珠絲杠總長度為800mm 滾珠絲杠副零件圖 垂直進給驅(qū)動伺服電機的選用在設(shè)計垂直進給機構(gòu)是先預(yù)選擇傳動絲杠的導程為5mm。因此，驅(qū)動電機的分辨率一定要在10000/r以上。為達到較高的精度，選擇滾珠絲杠作為傳動絲杠，但同時引起了另一個問題：滾珠絲杠副由于傳動效率高，不能自鎖，在用語垂直方位傳動時，如果部件重量沒有平衡，必須防止當傳動停止或電動機斷電后，因部件自重而產(chǎn)生的逆轉(zhuǎn)動。必須采用防逆轉(zhuǎn)裝置[14]。防逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動可以采用超越離合器或不能逆轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電動機。在本設(shè)計中，采用后者。通過查閱相關(guān)資料，找到了一種很適合本設(shè)計的電機。該電機是松下電器制造的一款伺服電機，其型號為：MGMA032C1H[9]。該電機不僅帶有制動器，并且還自帶編碼器，其絕對量式的分辨率達到17位，遠遠的超過了要求的10000/的分辨率，可以很好的達到精度要求。這樣的話，不僅很好的解決了制動問題，還簡化了設(shè)計機構(gòu)，有著很好的效益。但由于131072不為10000的整數(shù)倍，也存在一定的系統(tǒng)誤差相對于1可以忽略。 伺服電機的較核電機功率計算:電機功率取剛性聯(lián)軸器的傳動效率= ，軸承效率= ，滾珠絲杠螺母副的傳動效率為=，則 ==載荷系數(shù)k取 k=2 v=400mm/