【文章內(nèi)容簡介】 8 8( ) . 2 2 1 .42A ???， 對剛： 4220 .6 10 /E N m m?? ，總長度 L=1160mm，絲杠上的變形量 1? ： | 31 40 1919 5 3 0 2 2 . 3 1 02 0 . 6 1 0 2 2 1 . 4mFl L L m mL E A? ??? ? ? ? ? ? ? ??? （ 2）滾珠與螺紋滾道間接觸變形 2? ： 由 3 .1 5 , 1 9 1 .9pd m m F m Kg f?? .2 0 2 .5 1 4 9 .4 73 .1 7 5Z ?? ? ? ?， 由于對滾珠絲杠 副施加預(yù)緊力，且預(yù)緊力 PF 為軸向載荷的 1/3，則變形： 2 232331 9 1 .90 .0 0 1 3 0 .0 0 1 31 9 1 .9.. 3 .1 7 5 4 9 .4 733 .1 5 1 0mqqFd F Zmm???? ? ? ????? （ 3）滾珠絲杠總的彈性變形量 ? ： 根據(jù)以下經(jīng)驗公式： ??? ?? ????????????????????????式（ 14） 則可得： 33 312 2 2 . 3 1 0 3 . 1 5 1 0 2 8 . 2 8 1 00 . 9 0 . 9 mm??? ?? ?? ? ? ?? ? ? ? （ 4）定位誤差 ? 3300 ( 2 8 .2 8 1 2 ) 1 0 0 .0 4 0 2 8 0 .0 2pV m m m m? ?? ? ? ? ? ? ? ? 顯然，變形量已大于定位精度（ ）要求，應(yīng)該采取相應(yīng)的措施修改，因橫向溜板限制，不宜加大滾珠絲杠直徑，故采用貼塑導(dǎo)軌（ | ? ），減小摩擦力，從而減小軸向力，根據(jù)式（ 16）重新計算如下： | | | | | ( 2 ) 880 ( 146 7 2 734 500 )1369m Y Z XF F f F F GN? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 此時的變形量為： 21 9 10 mm? ??? 32 5 10 mm? ??? 312() 2 0 . 2 1 00 . 9 mm??? ??? ? ? 則定位誤差為： 33300 2 0 .2 1 0 1 2 1 0 0 .0 3 2pV m m? ??? ? ? ? ? ? ? ? 仍不能滿足精度要求 。如果將顧主絲杠再進行預(yù)拉伸，則絲杠剛度可提高四倍，則定位誤差為： 12 333001 46 .9 2 1 0 1 2 1 00 .90 .0 1 8 9 2 0 .0 2pVm m m m??? ???? ? ? ? ? ? ? ??? 滿足要求。 （三）縱向和橫向滾珠給絲杠副幾何參數(shù) ： 其幾何參數(shù)見表 1 名稱 符號 W1L2506 W1L2021 螺 紋 滾 道 公 稱 直 徑 0d 25 20 導(dǎo) 程 0l 6 5 接 觸 角 ? |422? |430? 鋼 球 直 徑 bd 滾道法面半徑 R bRd? 偏 心 距 e ( / 2) si nbe R d ??? 螺 紋 升 角 r 00/r arc tgL d?? |422? |430? 螺 桿 螺 桿 外 徑 d 0 ( ) bd d d?? 螺 桿 內(nèi) 徑 1d 1022d d e R? ? ? 螺桿接觸直徑 Zd 1 cosZbd d d ??? 螺 母 螺母螺紋直徑 D 0 22D d e R? ? ? 螺 母 內(nèi) 徑 1D 10 ( 0 .2 0 .5 2 ) bD d d?? 167。 4 進給伺服系統(tǒng)傳動計算 1. 齒輪傳動比計算 (縱向進給齒輪箱傳動比計算 ) （ 1） ,已確定縱向進給脈沖當量 mm? ? ,滾珠絲杠導(dǎo)程 0 6L mm? ,初選步進電機步距角 176。 ,可計算出傳動比 i 036 0 /( . ) 36 0 0. 01 /( 0. 9 6) 2 / 3pbiL??? ? ? ? ?????????????式（ 17） 可選定齒輪齒數(shù)為 : 12/ 2 / 3 24 / 36 20 / 30i Z Z? ? ? 或 由齒輪傳動比 i=2/3，可以選定齒輪齒數(shù)為 : 1Z =24 和 2Z =36 或 1Z =28 和 2Z =42，初選 1Z =28 和 2Z =42 的齒輪。有關(guān)參數(shù)如表 2。 齒 數(shù) 28 42 24 40 20 30 分度圓 d=mz 56 84 48 80 40 60 齒頂圓 da=d+2m 60 88 52 84 44 64 齒根圓 df=d2? 51 79 43 75 35 55 齒 寬 (610)m 20 20 20 20 20 20 中心矩 A=(d1+d2)/2 70 64 50 2 . 齒輪齒數(shù)及技術(shù)參數(shù) 計算出傳動比 i 后 ,降速級數(shù)決定采用一對齒輪降速 ,因為進給伺服系統(tǒng)傳遞功率不大 ,一般?。?=1~2,數(shù)控車床 ,銑床取ｍ =2,此設(shè)計中?。?=2。 為了消除齒輪側(cè)隙，此作業(yè)中采用雙片齒輪。 167。 5 步進電機的計算和選用 （一）縱向機構(gòu)步進電機選型 ： 1 . 計算步進電機負載轉(zhuǎn)矩 Tm ( / 1 8 0 )mm m m FT F T ??? ??? ? ? ????????????式（ 18） 2 3 1 6 0 .0 1 1 .4 7 5 .( 0 .9 / 1 8 0 ) 3 .1 4mT N m?? ? ?? 式中 : ? —脈沖當量 (mm/step)。 mF —進給牽引力 (N)。 b? —步距角 ,初選雙拍制為 176。 。 2 . 初選步進電機型號 根據(jù) mT = 在網(wǎng)上查混合式步進電機技術(shù)數(shù)據(jù)表初選步進電機型號為56BYG250ESASSBL0601，其中， .mJ Kg cm? ,保持轉(zhuǎn)矩為 .. 3 . 等效轉(zhuǎn)動慣量計算 根據(jù)簡圖 ，即圖（ 1），傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總的轉(zhuǎn)動慣量 J? 運動件的轉(zhuǎn)動慣量 J? 可由下式計算 : ? ?2 2011 2 12 2M LZ WJ J J J JZg ?????? ??? ? ? ? ????? ?????? ?? 式中 1J ， 2J —齒輪 1Z , 2Z 的轉(zhuǎn)動慣量 ( ) SJ —滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量 ( ) 3 4 3 41 1 00 .7 8 1 0 0 .7 8 1 0 5 .6 2 1 .5 3J d L??? ? ? ? ? ? ? ? 2J = 3 4 3 420. 78 10 0. 78 10 8. 4 2 7. 77dL??? ? ? ? ? ? ? SJ 340. 78 10 2. 5 11 6 3. 53?? ? ? ? ? ? 式中 D— 圓柱體直徑 (cm)。 L— 圓柱體長度 (cm)。 代入上式 : ? ?? ? ? ?2 2011 2 122220. 75 1. 53 ( 28 / 42 ) ( 7. 77 3. 53 ) 10 00 / 9. 8 0. 6 / 27. 22MLZ WJ J J J JZg ??????? ??? ? ? ? ????? ?????? ????? ? ? ? ???? 4 . 電機轉(zhuǎn)矩計算 機床在不同的工況下 ,在 ,下面分別按各階段計算 : 1) 快速空載起動慣性矩 QM 在快速空載起動階段，加速力矩所占的比例較大，具體計算公式如下： m a x 0Q a fM M M M? ? ?????????????????????式（ 19） m a xm a x 2 60a anM J J t??????????????? ?????????式（ 20） 又： ? ? ? ? ? ? ? ?0 0 0 3m a x m a x / / 3 6 0 2 / 0 .0 1 0 .9 / 3 6 0 1 0pbnV ??? ? ? ? ? 500 / minr? ?????????????????????式（ 21） 35 ms s?? 代入得： 2m a xm a x 2 2 5 0 0 07 . 7 2 1 0 1 1 5 . 46 0 6 0 0 . 0 3 5a anM J N c mt? ? ?? ?? ? ? ? ?? 折算到電機軸上的摩擦力矩 fM : |0 0 021() 0 . 1 6 ( 2 9 3 3 1 0 0 0 ) 5 0 .2 2 / 2 0 . 8 1 . 5Zf F L f F W LM N c mi Z Z? ? ? ? ?? ??? ? ? ?????式（ 22） 式中：η — 傳動鏈總效率 ,一般可取 ~ 此處取 。 i— 傳動比 。 附加摩擦力矩 0M ： 0 200(1 )2 pFLM i ?????????????????????????????式（ 22） 220211 / 3 1 9 1 9 0 . 6 1 / 3 1 9 1 9 0 . 6( 1 ) ( 1 0 . 9 ) 9 . 7 0 .2 / 2 0 . 8 1 . 5 N c mZZ ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ??? 式中：η — 傳動鏈總效率 ,一般可取 ~ 此處取 。 i— 傳動比 。 Fpo— 滾珠絲杠預(yù)加負荷 ,一般取 1/3Fm,Fm 為進給牽引力 (N)。 η o— 滾珠絲杠未預(yù)緊 時的傳動效率 ,一般取≥ ,此處取η o= 所以： m a x 0 1 1 5 .4 5 0 9 .7 1 7 5 .1 .Q a fM M M M N c m? ? ? ? ? ? ? 2) 快速移動所需力矩 KM 0KfM M M???????????????????????式（ 23） =50+= 3) 最大切削載時所需力矩 M切 00 2 Xf FLM M M i??? ? ?切 ?????????????????式（ 24） 1 4 6 7 0 . 65 0 9 . 7 1 7 5 . 5 .2 0 . 8 1 . 5 N c m? ?? ? ? ??? 從上面計算可以看出 QM 、 KM 、 M切 三種工況下 ,以最大切削載時所需轉(zhuǎn)矩最大 ,即以此項作為校核步進電機轉(zhuǎn)矩的依據(jù) . 查得：當步進電機為兩相四拍時， /MM?? jmax切 = 故最大靜力矩 Mjmax=?m，而電機保持轉(zhuǎn)矩為 最大靜力矩Mjmax，大于所以滿足要求！ 但還必須進一步考核步進電機起動矩頻特性和運轉(zhuǎn)矩頻特性。 計算步進電機空載起動頻率和切削時的工作頻率 m a x1000 1 0 0 0 2 33336 0 6 0 0 .0 1k vf H Zp? ?? ? ?? 1000 1 0 0 0 0 .6 10006 0 6 0 0 .0 1tt vf H Zp? ?? ? ?? 圖（ 4）、 56BYG250E— SASSBL— 0601 混合式步進電機矩頻特性圖 當快速運動和切削進給時， 56BYG250ESASSBL0601 型混合式步進電機運行矩頻完全可以滿足要求。 繪制 進給伺服系統(tǒng)機械裝配圖 在完成運動及動力計算后，以后確定了滾珠絲杠螺母副、步進電機型號，以及齒輪齒數(shù)、模數(shù)、軸承型號之后，就可以畫機械裝配圖。見附圖（一） 例如，雙片齒輪采用 周向彈簧調(diào)整消隙法： 如圖（ 5）所示，采用了可調(diào)拉力彈簧調(diào)整間隙。在兩個薄片齒輪 1和 2上分別裝上耳座 3和 8，彈簧 4的一端鉤在耳座 3上，另一端鉤在耳座 8的螺釘 7上。用螺母 5調(diào)節(jié)螺釘 7的伸出長度即可調(diào)整彈簧的彈力，調(diào)整好后再用螺母 6鎖緊。彈簧的彈力使薄齒輪 1和 2的左、右齒面分別與寬齒輪的齒槽左、右齒側(cè)面貼緊，消除了齒側(cè)間隙。 （圖 5） 雙薄片齒輪周向彈簧調(diào)整法 2薄片齒輪 8耳座 4彈簧 5調(diào)節(jié)螺母 6鎖緊螺母 7螺釘 （二）、橫向機構(gòu)初選步進電機： 1 . 計算步進電機負載轉(zhuǎn)矩 Tm ( / 1 8 0 )mm m m FT F T ??? ??? ? ? ????????????式（ 18） 1