【文章內容簡介】 對鋼 E= 104Mp。I 為截面慣性矩，對絲杠圓截面 I=π d14/64(mm4)(d1為絲杠底徑 )； L 為絲杠最大工作長度（ mm）； fz為絲杠支撐方式系數(shù)，參考下圖與下表 本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 圖 滾珠絲杠常用的支撐方式 滾珠絲杠的支撐方式系數(shù)表 方式 一端固定一端自由 一端固定一端簡支 兩端固定 兩端簡支 fz 圖中第一個為一端軸向固定一端自由，常用于短絲 杠和樹直安裝的絲杠。圖中第二個為一端固定一端簡支，常常用于較長的臥式絲杠。圖中第三個為兩端固定常用于長絲杠或高轉速、高精度、高強度的地方。 臨界載荷 Fk與絲杠工作載荷 Fm之比稱為穩(wěn)定安全系數(shù) nk,如果 nk 大于許用穩(wěn)定性安全系數(shù) [nk]，則該滾珠絲杠不會失穩(wěn)。因此，滾珠的絲杠的壓竿穩(wěn)定條件為 n k=Fk/Fm≥ [nk] 一般取 [nk]=~4,考慮到絲杠自重對水平滾珠絲杠的影響可取 [nk]≥ 4 由 Fk=fzπ 2EI/L2(N) 其中 fz 取 E= 本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 I=π d14/64= 304/60=42390 L=490mm 固 Fk= 104 42390/240100 = 所以 nk＝ Fk/Fm=＞ [nk] 所以滾珠絲杠副的壓桿穩(wěn)定性符合要求。 三、導軌的選型與計算 導軌的功用是是導向和承載。例如車床的溜板和床身導軌是屬于進給導軌，進給運動導軌的動導軌與支承導軌之間的相對運動速度較低。滾動導軌在兩導軌面間裝有球、滾子或滾針等滾動元件，具有滾動磨 擦性質，廣泛地用于進給運動導軌。貼塑導軌也具有良好的減摩擦、抗撕傷能力強低速不易出現(xiàn)爬行、但是，因為塑料剛度低，會產生較大的彈性變形和接觸變形，局部壓強大是會影響運動的精度。綜合兩種導軌的優(yōu)缺點，在這里 DK7732線切割機床初步選用 SGDSWC1Ⅱ 。 滾動導軌 1）；滾動導軌的結構及配置 直線運動支撐中，有滾動體不作循環(huán)運動的直線滾動導軌和滾動體做循環(huán)運動的直線滾動導軌，后者叫做直線滾動導軌副（塊）組件。 直線滾動導軌副包括導軌條和滑塊兩部分。導軌通常為兩根，裝在支撐件上， 每根導軌條上有兩個滑塊，固定在移動件上。如移動件較長，也可在一跟導軌條上裝 3 個或 3 個以上滑塊。如移動件較寬，也可以用 3 根或 3 根以上的導軌條。如果移動件的剛度較高，則少裝為好。在兩條導軌中，一條為基準導軌上有基準面 A，滑塊上有基準面 B ；另一條為從動導軌。 本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 2）；滾動導軌的予緊 直線滾動導軌副分為整體型直線滾動導軌副和分離型直線滾動導軌副。整體型的直線滾動導軌副有制造廠用選配不同直線剛球的 辦法來決定間隙或予緊?？筛鶕蟮挠杈o訂貨，不需自己調整。分離型直線滾動導軌副，應由用戶根據需要，按規(guī)定的間隙進行調整或 予緊。 3）；線滾動導軌副的計算 直線滾動導軌副的計算與滾動軸承相仿，以在一定的載荷下行走一定的距離， 90%的支撐不發(fā)生蝕點為依據。這個載荷稱為滾動導軌的額定動載荷 Ca，可從產品樣本中查到。以上海組合夾具廠兩種型號（ SGDA 和 SGDB）直線滾動導軌副的主要參數(shù)，其中 Ca 為額定動載荷， Coa 為額定靜載荷（ kN）。這個行走的距離稱為滾動導軌的距離額定壽命，它可根據滾動導軌的額定動載荷 Ca 用于下列公式進行計算。 滾動體為球時 L=50(CafHftfc/Ffw)3 滾動體為滾子時 L=100(CafHftfc/Ffw)10/3 式中： L 為滾動導軌副的距離額定壽命（ km）； Ca 為額定動載荷（ N） ,初選滾動導軌型號后，可從樣本中查出； F 為每個滑塊上的工作載荷（ N）； fH= 50HRC時 fH=； fT為溫度系數(shù)，當工作溫度不超過 100 度時， fT=1； fc 為接觸系數(shù)，每根導軌條上裝有二個滑塊 fc=，裝三個滑塊時 fc=，裝四個滑塊時fc=； fw 為載荷 /速度系數(shù)，無沖擊振動或 v≤ 15m/min 時 fw=1~，輕沖擊振動或 15m/minv60m/min 時 fw=~2 ，有 沖擊時候或 v60m/min 時fw=~。 由初步選定的結果查手冊知道 導軌的 Coa=86 Ca=54 (KN) fH= fT=1 fc= fw= 本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 F=1/4 6000N=1500N 所以 L=50( 104 1 )3 =3761Km 如果把距離額定壽命 L 換算成為小時額定壽命 Lh，則 Lh=L 103/2ns 60=3761 103/2 3 60 = 104h = 年 即為期望值 式 中： S 為移動件行程長度（ m）； n 為移動件每分鐘往復次數(shù)（ min1）。 從產品樣本中選定的滾動導軌副的型號，由查出的額定動載荷 Ca，由計算距離額定壽命 L 或小時額定壽命 Lh，若 L 或 Lh 大于滾動導軌的期望壽命定為 50km，滾子導軌的距離期望壽命為 100km。 但是如果滾動導軌的工作速度較低，靜載荷較大，則選擇滾動導軌時應考慮相應的額定靜載荷 Coa 不小于工作載荷的 2 倍。額定靜載荷 Coa 也可以從樣本中查出。 4）； 滾動導軌的潤滑與防護 滾動導軌采用潤滑脂潤滑。常用的牌號為 ZL2 里基潤滑脂。（ GB732487， 2 號）。它的優(yōu)點是不會泄露，不需經常加油；缺點是進塵屑后易磨損導軌?？刹捎脤ｉT的防護方式。 四．儲絲筒旋轉組合件的選擇 儲絲筒組合件主要是由儲絲筒、聯(lián)軸器軸承座組成 1. 儲絲筒 。 儲絲筒是電極絲穩(wěn)定移動和整齊排繞的關鍵部件之一，一般用 45 鋼制成。為減小轉動慣量，筒壁應該盡量薄，按機床規(guī)格的不同，選用范圍為 ~5mm。本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 為進一步降低轉動慣量，也可選用鋁鎂合金材料制造。 儲絲筒壁厚度要均勻，工作表面要有較好的表面粗糙度，一般 Ra 為 m。為保證絲筒組合件動態(tài)平衡，應嚴格控制內孔、外圓對支撐部分的同軸度。 儲絲筒 與主軸裝配后的徑向跳動量不應大于 。一般裝配后，以軸的兩端中心孔定位，重磨儲絲筒外圓和與軸承配合的軸徑。 2. 聯(lián)軸器 。 走絲機構中運動組合件的電動機軸與儲絲筒中心軸，一般不采用整體的長軸，而是利用聯(lián)軸器將二者聯(lián)在一起。由于儲絲筒運行時頻繁的換向，聯(lián)軸器瞬間受到正反剪切力很大，因此多用彈性聯(lián)軸器和磨擦錐式聯(lián)軸器。 1）；彈 性聯(lián)軸器見圖 。 圖 彈性聯(lián)軸器 彈性聯(lián)軸器結構簡單，慣性 力矩小，轉向較平穩(wěn)，無金屬撞擊聲，可減小對儲絲筒中心軸的沖擊。彈性材料采用橡膠、塑料或皮革。這種聯(lián)軸器的優(yōu)點是，容許電動機軸與儲絲筒軸有不同心和不平行（如最大不同心允許為~，最大不平行為 1 度），缺點是由它聯(lián)結的兩根軸在傳遞扭矩時會本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 有相對轉動。 2）；磨擦錐式聯(lián)軸器 摩擦錐式聯(lián)軸器可帶動轉動慣量較大的大、中型機床儲絲筒旋轉組合件。此種聯(lián)軸器可傳遞較大的扭矩，同時在傳動負荷超載時，摩擦面之間的滑動還可起到過載保護作用。因為錐形摩擦面會對對電動機和儲絲筒產生軸向力，所以在電機主軸的滾動支撐中，應 選用向心止推軸承和單列圓錐磙子軸承。另外，還要正確選用彈簧規(guī)格。彈力過大，會增大軸向力，影響中心軸的正常轉動。 綜合上所概括的兩種聯(lián)軸器的特點，在這里可以選擇彈性聯(lián)軸器作為這里聯(lián)結所用。 五．步進電機的選用 步進電動機又稱為脈沖電動機，是一種把電脈沖信號轉換成與脈沖數(shù)成正比的角位移或直線位移的執(zhí)行元件。具有以下四個特點：①轉速（或線速度）與脈沖頻率成正比；②在負載能力允許的范圍內，不因電源電壓、負載、環(huán)境條件的波動而變化；③速度可調，能夠快速啟動、制動和反轉；④定位精度高、同步運行特性好。 數(shù)控電火花成 型機的動力系統(tǒng)要求電動機定位精度高，速度調節(jié)方便快速，受環(huán)境影響小，且頜定功率小，并且可用于開環(huán)系統(tǒng)。而 BF 系列步進電動機為反應式步進電動機，具備以上的所有條件，我們選用的型號 90BF004 的電動機作為主運動的動力源。 選用時主要有以下幾個步驟： 本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 初選步進電機型號，并從手冊中查到步距角 b? ，由于 pbi L ?? ??3600 綜合考慮，我初選了 ,1, ?? ib ?? 可滿足上式的要求。 步進電機最大靜轉矩 maxjM 是指電機的定位轉矩。步進電機的名義啟動轉矩mpM 與最大靜轉矩 maxjM 的關系是； maxjmp MM ?? 步進電機空載啟動是指電機在沒有外加工作負載下的啟動。步進電機所需空載啟動力矩按下式計算： 0MMMM kfkakq ??? 式中： kqM —— 空載啟動力矩； kaM —— 空載啟動時運動部件由靜止升速到最大快進速度折算到電機軸上的加速力矩； kfM —— 空載時折算到電機軸上的摩擦力矩； 0M —— 由于絲桿預緊折算到電機軸上的附加摩擦力矩； 而且初選電機型號時，應滿足步進電動機所需空載啟動力矩小于步進電動機名義啟動轉矩 ，即： m a xjmpkq MMM ??? 本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 計算 kqM 的各項力矩如下： 1）；加速力矩 ?J = 22521 / iMRJJ ???? ? = 10 55 ?? ?? = mKg ?? ? mrvn p b a xm a x ?????? ? ? 2112m a x 101060 40002)(10602 ???? ??????????? ?? tnJM kq =2）；空載摩擦力矩 039。??? ???? ??? iLGfM kf = mN? 3）；附加摩擦力矩 )1(2 2020 ??? ?? iLFM YJ = )( 440 2????? ?? = mN? 0MMMM kfkakq ??? 本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 =++ = mN? maxjmq MM ?? = 25 = mN? 4）；啟動矩頻特性校核 步進電機有三種工況：啟動、快速進給運動、工進運行。 前面提出的 m a xjmqkq MMM ??? ，僅僅是指初選電機后檢查電機最大靜轉矩是否滿足要求，但是不能保證電機啟動時不丟步。因此，還要對啟動矩頻特性進行校核。 步進電機啟動有突跳啟動和升速啟動。 突跳啟動時加速力矩很大，啟動時丟步是不可避免的。因此很少見。而升速啟動過程中只要升速時間足夠長，啟動過程緩慢，空載力矩 kqM 中的加速力矩kaM 不會 很大。一般不會發(fā)生丟步現(xiàn)象。 六、進給機構的支承設計 滾珠絲桿的支承和支承方式將影響絲桿副的剛度，因此，對運動精度要求高時應審慎的加以選擇。常見的支承形式有以下幾種： 1）； 絲桿一端安裝兩個深溝球軸承或者角接觸軸承或者圓錐滾子軸承的稱為固定支承；螺母相當于固定支承。 2）； 安裝一個深溝球軸承或者角接觸球軸承或者圓錐滾子軸承的鉸支承；因此絲桿的支承方式有兩端固定；一端固定，一端鉸支；一端固定，一端自由等本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 幾種； 本設計采用的是兩端固定的支承。 螺桿的支承方式有以下四種： 1）； 雙推自由支承： 將兩個方向相反的推力球軸承和兩個深溝球軸承裝在一端，另一端自由。 特點：適用于短螺桿。 2） 。雙推支承 將兩個方向相反的推力球軸承和兩個深溝球軸承裝在一端，另一端裝一個或兩個深溝球軸承。 特點：螺桿水平安裝時，可減少或避免因自重產生的彎曲或高速運轉時，自由端的晃動。 適用于長螺桿。 3） 。單推單推或雙推單推 兩端各安裝一個方向相反的推