【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ——運(yùn)動(dòng)部件最快速度 ——脈沖當(dāng)量 ——步進(jìn)電機(jī)的步距角 ——運(yùn)動(dòng)部件從停止到起動(dòng)加速到最大快進(jìn)速度所需時(shí)間(s) 起動(dòng)加速時(shí)間=30(ms) 折算到電機(jī)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 式中: ——導(dǎo)軌的摩擦力(N) ——垂直方向的切削力(N) G——運(yùn)動(dòng)部件的總重量(N) ——導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，取= ——齒輪降速比 ——傳動(dòng)鏈總效率， 附加摩擦轉(zhuǎn)矩: 式中: ——滾珠絲桿預(yù)加負(fù)荷，一般取，為進(jìn)給牽引力(N) ——滾珠絲桿導(dǎo)程(cm) ——滾珠絲桿未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般取 上述三項(xiàng)合計(jì): 快速移動(dòng)時(shí)所需轉(zhuǎn)矩 最大切削負(fù)載時(shí)所需要的轉(zhuǎn)矩 式中: ——折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩 從上面計(jì)算看出、三種工況下，以快速空載所需轉(zhuǎn)矩最大，即以此項(xiàng)作為校核步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的依據(jù)。從表322查出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五相十拍時(shí)為則最大靜轉(zhuǎn)矩為: 從表323查出150BFG2815最大轉(zhuǎn)矩為為245，大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可以滿足此項(xiàng)要求。d) 校核步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性前面已經(jīng)計(jì)算出機(jī)床最大快移時(shí)，,從表323中查出150BFG2815型步進(jìn)電機(jī)允許的最高空載起動(dòng)頻率為4000Hz，運(yùn)行頻率為16000Hz，再?gòu)膱D315，316查出150BFG2815步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性如圖3所示: 當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)，150BFG2815型步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性可以滿足要求。 計(jì)算切削力主切削力F（N）按經(jīng)驗(yàn)公式估算：—走刀方向的切削分力（N）—車床身上加工最大直徑（mm）=630mm=（N） ：：=1：：—走刀方向的切削力—垂直走刀方向的切削力==(N)==(N) 絲桿螺母副的計(jì)算和造型(1) 計(jì)算進(jìn)給牽引力縱向進(jìn)給選為綜合導(dǎo)軌?！?，—3兩表〈〈〉〉查書《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》P22在正常情況下：—考慮顛復(fù)力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，綜合導(dǎo)軌取K=—～—溜板及刀架重力查《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》表1—1，取=800N=+(+500)=(N)(2) 計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載CC=參考《》P185～P210 選用滾珠絲桿導(dǎo)軌式中：—滾珠絲桿導(dǎo)程。 初選—為最大切削力條件下的進(jìn)給速度，可取最高進(jìn)給速度的1/2～1/3 取=1m/min—使用壽命（h），對(duì)于數(shù)控機(jī)車取 =15000h —運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，～（查表3—14《綜合作業(yè)指導(dǎo)》—壽命以 轉(zhuǎn)為1單位—絲桿轉(zhuǎn)速r/min125113C==(3) 滾珠絲桿螺母副的選型可采用WD6008外循環(huán)螺紋調(diào)整預(yù)緊的雙螺母珠絲桿副，其額定功動(dòng)負(fù)載為18200（N），精度等級(jí)按表《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》表317選為3級(jí)。(4) 傳功效率計(jì)算：=式中：r—螺旋升角，WD6008 r=—磨擦角取10’ ～(5) 剛度驗(yàn)算先畫出此縱向進(jìn)給滾珠絲杠支承方式草圖如A圖所示，(N)。支承L=1500mm，絲桿螺母及軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向負(fù)荷1/3。① 絲杠的拉伸或壓縮變形量 圖35查《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》圖34，根據(jù)=(N), 查出105 可算出==(1051500)mm=102 mm由于兩端均采用向心推力球軸承，且絲桿進(jìn)行了預(yù)拉伸，故其拉壓剛度可以提高4倍。其實(shí)際變形量(mm)為=1/4=102/2=102mm② 滾珠與螺紋滾道間接觸變形查《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》圖35， =因進(jìn)行預(yù)緊 =1/2=1/2=③ 支承滾珠絲桿軸承的軸向接觸變形采用D8208型推力球軸承，=35mm,滾動(dòng)體直徑=,滾動(dòng)體數(shù)量Z=18, 注意此公式中單位應(yīng)為N因施加預(yù)緊力，故 =1/2=1/2=根據(jù)以上計(jì)算 =＋＋=＋＋=定位精度因?yàn)椴楸磉_(dá)11《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》定位精度為177。(6) 穩(wěn)定性校核滾珠絲桿兩端采用推力球軸承，不會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象不需作穩(wěn)定性校核。(7) 縱向滾珠絲桿副幾何參數(shù)表3：WD6008滾珠絲桿副幾何參數(shù)參數(shù)名稱符號(hào)關(guān)系式WD6008螺紋滾道公稱直徑60導(dǎo) 程8接觸角鋼球直徑滾道法面半徑偏心距螺紋升角=螺桿外 徑=(～) 內(nèi) 徑=＋2－2接觸直徑=－Cos螺 母螺紋直徑=－2＋2內(nèi) 徑=＋(～) 齒輪傳動(dòng)比計(jì)算已知縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量=,滾珠絲桿導(dǎo)程=8mm，初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角，可計(jì)算出傳動(dòng)比： = －脈沖當(dāng)量（mm/step） －滾珠絲桿的基本導(dǎo)程（mm）－步進(jìn)電機(jī)的步距角===3/8因?yàn)榭蛇M(jìn)定齒輪齒數(shù)為=/=24/64=24 ，=64根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》，又因進(jìn)給給運(yùn)動(dòng)齒輪受力不大，模數(shù)m取2，則有關(guān)參數(shù)如下表所示(見表4)： 表4：傳動(dòng)齒輪幾何參數(shù)齒 數(shù)2464分度圓=48128齒頂圓 =＋252132齒根圓=－齒 寬(6～10) 2020中心距=(＋)/288 進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型(1)初選步進(jìn)電機(jī)① 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩 =－脈沖當(dāng)量（mm/step）取 =－進(jìn)給牽引力（N）取 = －步距角，初選雙拍制為－電機(jī)－絲桿的傳動(dòng)效率，為齒輪、軸承、絲桿效率之積，、。=② 算步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩除以一定的安全系數(shù)來估算步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩=/～ ～= /=③ 計(jì)算最大靜扭矩查《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》表322，如取五相十拍，則== =/= 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的頻率和最高起動(dòng)頻率 =HZ =HZ式中：－最大切削進(jìn)給速度m/min , =1m/min－最大快移速度m/min, =2m/min－脈沖當(dāng)量, =根據(jù)估算出的最大的靜轉(zhuǎn)矩=，但從表中看出130BF001步進(jìn)電機(jī)最高空載起動(dòng)頻率為3000HZ，不能滿足=3333HZ的要求，此項(xiàng)指標(biāo)可暫不考慮，可以采用軟件開降速程序來解決。(2) 校核步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩前面所初步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩計(jì)算，均為估算，初迭之后，應(yīng)該進(jìn)行校核計(jì)算。錯(cuò)誤！未找到引用源。效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖如前（a）所示，根據(jù)《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》表324，傳動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 可由下式計(jì)算：=＋＋[(＋)＋()]—步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（）.—矢輪Z1Z2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（）—滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣車（）參考同類型機(jī)床，初步反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)BF1，作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：　　　　I4＝()2w＝()280＝cm2＝cm2 齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：　　　　J1＝1042=cm2= Ncm2 J2＝1042=cm2 絲桿傳動(dòng)慣量：　　　 J3=10464140=cm2= Ncm2電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，可以忽略。因此，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：Ｊ＝(J3+J2)+J1+J4 =(+)++ = kgcm2= Ncm2(1) 所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算?？焖倏蛰d啟動(dòng)所需力矩：最大切削力負(fù)載時(shí)所需力矩：式中：－－空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩　　――折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩　　――由于絲桿預(yù)緊所引起，折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩　　――切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩　　――折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩　　 當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí)， 　　　　 當(dāng)，時(shí)，　　　　Ncm 當(dāng)時(shí)，預(yù)加載荷則