【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 機(jī)車的齒輪傳動(dòng)，應(yīng)采用設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和工藝均較簡(jiǎn)單，而且易獲得高精度的平行軸漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)。 通常，齒輪傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)級(jí)數(shù)少一些較好，因?yàn)榭梢詼p少零部件的數(shù)目，簡(jiǎn)化傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)，并且可以提高傳動(dòng)精度，減少空程誤差，有利于提高傳動(dòng)效率。故，在此選用漸開線圓柱斜齒輪單級(jí)傳動(dòng)。一般模數(shù)取m=1~2，數(shù)控車取m=2.齒輪寬b=(3~6)mm為了消除齒側(cè)隙，寬度可加大到(6~10)mm. 所以：Z1=20 Z2=100d1=mZ1 d2=mZ1=220=40(mm) =2100=200(mm)da1=d1+2m=40+22 da2=d2+2m=200+22=44(mm) =204(mm)df1= df2== ==39(mm) =199(mm)b1=(6~10)m b2=(6~10)m取b1=16(mm) 取b2=14(mm)三、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算和選擇轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算⑴齒輪、軸、絲杠等圓柱體慣量計(jì)算M——圓柱體質(zhì)量(kg)D——圓柱體直徑(cm)L——圓柱體長(zhǎng)度或圓度(cm)滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：（2）拖板運(yùn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)換到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量v——工作臺(tái)移動(dòng)速度(cm/min)n——絲杠轉(zhuǎn)速(r/min)G——工作臺(tái)質(zhì)量(N)g——重力加速度()Lo——絲杠導(dǎo)程(cm)（3）傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 因?yàn)镴L4Jm=4=cm2，所以該電機(jī)不合適，改選100BF004電機(jī)。Θb=, i=6/(360)=Z1=20, d1=40mm, Z2=iZ1=25, d2=50mm.Jz1=44103=, Jz2=.JL=, Jm=. JL4Jm.電機(jī)力矩的計(jì)算主要考慮快速空載起動(dòng)時(shí)所需力矩M起，和最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 M切 1）空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速力矩Mamax J——傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()nmax——電機(jī)最大轉(zhuǎn)速(r/min)ta——運(yùn)動(dòng)部件從停止起動(dòng)加速到最大速度所需時(shí)間(s)Vmax——運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度(mm/min)運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度Vmax=(m/min)=2400(mm/min)則電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速為：電機(jī)從靜止加速到最大轉(zhuǎn)速需要30ms，空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速力矩Mamax2）摩擦力矩 MfFo——導(dǎo)軌的摩擦力(N)Fz——垂直方向的切削力(N)G——運(yùn)動(dòng)部件的總重量(N)f——導(dǎo)軌摩擦系數(shù)i——齒輪降速比i=η——傳動(dòng)鏈總效率，一般取η=~,取η=導(dǎo)軌的摩擦力 垂直方向的切削力Fy=2144(N), 導(dǎo)軌摩擦系數(shù)f‘=3）附加摩擦力矩 M0Fpo——滾珠絲杠預(yù)加負(fù)載（N），一般取進(jìn)給率引力的1/3 , η0滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般取η0≥, 由前面算得η0=。附加摩擦力矩 4）折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩 Mt=Ft——進(jìn)給方向最大切削力(N) 步進(jìn)電機(jī)的選擇⑴首先根據(jù)最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Mjmax初選電機(jī)型號(hào) ML=Mo+Mt+Mf+Mamax=128+239++=461Nmm=查表得：, 因?yàn)镸L=*=，所以該電機(jī)不合適，改選150BF002電機(jī)。一、 減速比的確定減速比為： i==σp——脈沖當(dāng)量(mm/步)Lo——滾珠絲杠的基本導(dǎo)程(mm)α——步進(jìn)電機(jī)的步距角由系統(tǒng)的定位精度要求可確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量為： σp =初選三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為150BF002,采用三相六拍工作方式，步距角為 α=。i===二、齒輪傳動(dòng)比的確定傳動(dòng)鏈的級(jí)數(shù)和各級(jí)傳動(dòng)比的選擇 對(duì)于數(shù)控機(jī)車的齒輪傳動(dòng)，應(yīng)采用設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和工藝均較簡(jiǎn)單，而且易獲得高精度的平行軸漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)。 通常，齒輪傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)級(jí)數(shù)少一些較好，因?yàn)榭梢詼p少零部件的數(shù)目，簡(jiǎn)化傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)，并且可以提高傳動(dòng)精度，減少空程誤差，有利于提高傳動(dòng)效率。故，在此選用漸開線圓柱斜齒輪單級(jí)傳動(dòng)。一般模數(shù)取m=1~2，數(shù)控車取m=2.齒輪寬b=(3~6)mm為了消除齒側(cè)隙，寬度可加大到(6~10)mm. 所以：Z1=36 Z2=60d1=mZ1 d2=mZ1=236=72(mm) =260=120(mm)da1=d1+2m=72+22 da2=d2+2m=120+22=76(mm) =124(mm)df1= df2== ==67(mm) =115(mm)b1=(6~12)mm b2=(6~12)mm取b1=12(mm) 取b2=8(mm)減少或消除空程誤差的方法 對(duì)斜齒圓柱齒輪采用軸向墊片調(diào)整法,修正或改變軸向調(diào)整墊片的厚度以減少側(cè)隙,但不能自動(dòng)補(bǔ)償齒隙。三、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算和選擇轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算⑴齒輪、軸、絲杠等圓柱體慣量計(jì)算M——圓柱體質(zhì)量(kg)D——圓柱體直徑(cm)L——圓柱體長(zhǎng)度或圓度(cm)滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：（2）拖板運(yùn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)換到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量v——工作臺(tái)移動(dòng)速度(cm/min)n——絲杠轉(zhuǎn)速(r/min)G——工作臺(tái)質(zhì)量(N)g——重力加速度()Lo——絲杠導(dǎo)程(cm)（3）傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 電機(jī)力矩的計(jì)算主要考慮快速空載起動(dòng)時(shí)所需力矩M起，和最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 M切 1）空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速力矩Mamax J——傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()nmax——電機(jī)最大轉(zhuǎn)速(r/min)ta——運(yùn)動(dòng)部件從停止起動(dòng)加速到最大速度所需時(shí)間(s)Vmax——運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度(mm/min)運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度Vmax=(m/min)=2400(mm/min)則電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速為：電機(jī)從靜止加速到最大轉(zhuǎn)速需要30ms，空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速力矩Mamax則電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JΣ=JL+J電機(jī)=+=( )2）摩擦力矩 MfFo——導(dǎo)軌的摩擦力(N)Fz——垂直方向的切削力(N)G——運(yùn)動(dòng)部件的總重量(N)f——導(dǎo)軌摩擦系數(shù)i——齒輪降速比i=η——傳動(dòng)鏈總效率，一般取η=~,取η=導(dǎo)軌的摩擦力 垂直方向的切削力Fy=2144(N), 導(dǎo)軌摩擦系數(shù)f‘=3）附加摩擦力矩 M0Fpo——滾珠絲杠預(yù)加負(fù)載（N），一般取進(jìn)給率引力的1/3 , η0滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般取η0≥, 由前面算得η0=。附加摩擦力矩 4）折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩 Mt=Ft——進(jìn)給方向最大切削力(N) 快速空載起動(dòng)時(shí)所需力矩 =++=()最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 =++=()步進(jìn)電機(jī)的選擇⑴首先根據(jù)最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Mjmax初選電機(jī)型號(hào) 步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mp=max[M起 M切]=()電機(jī)的啟動(dòng)力矩與最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩之間具有下列關(guān)系：λ=選擇三相六拍步進(jìn)電機(jī)，其λ=則：最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 Mjmax===()預(yù)選型號(hào)為150BF002的步進(jìn)電機(jī)的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩為Mjmax=1372（）,其值大于求得的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，故所選電機(jī)的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩能滿足要求。⑵計(jì)算電機(jī)工作頻率1） 最大空載起動(dòng)頻率 fk= Vmax——運(yùn)動(dòng)部件最大快速進(jìn)給速度(m/min)運(yùn)動(dòng)部件的最大快速進(jìn)給速度Vmax=(m/min)則 fk==4000(step/s)fkfmax=8000(step/s),滿足要求.2)切削時(shí)的最大工作頻率Vs——最大切削進(jìn)給速度(m/min)δp——脈沖當(dāng)量(mm/step)最大切削進(jìn)給速度Vs=Vmax==(m/min)則 fc==500(step/s)⑶校核步進(jìn)電機(jī)1) 校核步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和慣量的匹配條件為了使步進(jìn)電機(jī)具有良好的起動(dòng)能力及較快的響速度，通常推薦傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩ML==()故所選步進(jìn)電機(jī)具有良好的起動(dòng)能力及較快的響速度。2) 校核起動(dòng)轉(zhuǎn)矩頻率特性和運(yùn)行轉(zhuǎn)矩頻率特性根據(jù)計(jì)算出的最大空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)最大工作頻率分別查出在此頻率下電機(jī)不失步是所允許的最大力矩Md