【文章內(nèi)容簡介】 1＝ Z 2＝ 25。 m＝ (模數(shù) )， b＝ 20(mm)＝ 2(cm)(齒寬 )， ? ＝ 20。；df1＝ mZ1=30(mm)， df2＝ mZ2＝ (mm)， de1＝ df1 十 26＝ 33(mm)， de2＝ df2十 2h＝ (mm)。 則齒輪的轉動慣量分別為 (齒輪為 45 號鋼，并將齒輪近似看作圓柱體 ) JZ1＝ b 104= 2 104=(Kgcm2)= 10 5(Kgm2) JZ2＝ b 104= 2 104= 10 5(Kgm2) 若根據(jù)類比法，選用 CMFZD40 6— — C3／ 1200 絲杠其長度為(鋼材 )，直徑 d0＝ 40mm，則絲杠的轉動慣量 近似為 14 JZ＝ 44 120 104＝ (Kgcm2)＝ 103(Kgm2) 設電機轉子的轉動慣量為 104 (Kgm2)(當?shù)刃У诫姍C軸上的負載轉動慣量大于電機轉子轉動調(diào)量一個數(shù)量級時，可以忽略，但當?shù)刃У诫姍C軸上的負載慣量較小時，就不能輕易地忽略它?，F(xiàn)預選電機為 110BF003，其電機轉子軸的轉動慣量為 104 (Kgm2)* 根據(jù)文獻 【 1】 式 (6— 4)可知 [J]k=1/4? 2 1mj M?? i(Vi/nk)2+ 1nj J?? j(nj/nk)2 式中 Vi 采用最不利于機床起動時速度，這里選用快進給速度 V 溜＝ 2m／min； 則 nk=nm(電機 )＝ V 溜 ? ／ (360δ )＝ 4l (r／ min)； Mi＝ 400Kg(全部直線運動部件的總質(zhì)量 )； nz1＝ nm； nz2＝ nz1/i＝ (r／ min)。 則 [J]m＝ 1/4? 2 400 (2／ )2 十 Jz1 十 Jm十 (Jz2 十 Js)／ i2 ＝ l04十 104十 105十 ( 105十 103)／ ＝ l03(Kgm2) (4)絲杠摩擦阻力矩 (Tsm)的計算。由于絲杠承受袖向載荷，又由于采取了一定的預緊措施，故滾珠絲杠會產(chǎn)生摩擦阻力矩。但由于滾珠絲杠的效率高，其摩擦阻力矩相對于其它負載力矩小得多，故一般不予考慮。 (5)等效負載轉矩 [T] m。由文獻 【 1】 式 (6— 8)得 [T] m＝ 1/2? (F 摩十 Fx) V 溜／ nm 十 0 ＝ 1/2? (1800 十 700) 2／ ＝ (Nm) (6)啟動慣性阻力矩 (T 慣 )的計算。以最不利于啟動的快進速度計算時，設啟動加速 (或制動減速時間為 t? ＝ (一般在 ～ 1s之間選取 )，由于電機轉速 ? m＝ 2? nm/60＝ 2? ／ 60＝ [1／ s]，取加速曲線為等加 (減 )速梯形曲線，故角加速度為 ? m＝ ? m/ t? ＝ ／ ＝ (1/s2) 則 T 慣＝ [J]m? m＝ 103 ＝ (Nm) (7) 步進電機輸出軸上總負載轉矩的計算 T∑＝ [J]m 十 T 慣＝ +=(Nm) 步進電機的匹配選擇 上述計算均未考慮機械系統(tǒng)的傳動效審，當選擇機械傳動總效率 ? ＝ 時： 15 T1∑＝ T∑／ ? =／ =(Nm) 在車削時，由于材料的 不均勻等因素約影響，會引起負載轉短突然增大，為避免汁算上的誤差以及負載轉矩突然增大引起步進電機丟步，從而引起加工誤差，可以適當考慮安全系數(shù)。 安全系數(shù)一般可在 ～ 2 之間選取。如果取安全系數(shù)尺＝ ，則步進電機可按以下總負載轉矩選取 T2∑＝ K T1∑＝ ＝ (Nm) 若選用上述預選的電機 110BF003，其最大靜轉矩 Tjmax＝ 。在三相六拍驅動時，其步距角為 。／ step，為保證帶負載能正常加速起動和定位停止，電機的起動轉矩 Tq 必須滿足 Tq＞ T2∑ 由文獻 【 1】 表 3— 7 可知， Tq／ Tjmax＝ 0． 87，則 Tq＝ 0． 87 7． 84＝ 6． 82(Nm)，故選用合適。 滾珠絲杠的校核 如在選擇滾珠絲杠時是根據(jù)原絲杠直徑大小按類比法選的名義直徑，就要對其負載能力進行必要的校核；若是根據(jù)承載能力選出的，則應對壓桿穩(wěn)定及其剛度進行必要的校核。 由于在選擇絲杠時，是根據(jù)類比法選的，故應進行相應項目的進一步校核。 (1)承載能力的校核。根據(jù)文獻 【 1】 公式 (2— 1) Q＝ 3L fH fw Pmax＞ C0。 式中 L=60nT／ 106,取 T＝ 15000,n＝ ns＝ ＝ 333. 3(r／ min)。fH= （ HRC 為 58 時 ),fw＝ (平穩(wěn)或輕度沖擊時 )， Pmax＝ Fx十 F 摩＝ 1800+700＝ 2500(N) 則 Q＝ 3L fH fw Pmax=20212(N) 查有關滾珠絲杠額定載荷 C0＝ 79339＞ Q。 (2)壓桿穩(wěn)定性 驗算。根據(jù)文獻 【 1】 公式 (2— 2) Pk＝ fk? 2EI/(Kl)2 Pmax 式中 fk＝ 2(雙推一簡支 )， E＝ 108(Pa)， I＝ ? /32d14＝ ? /32 =(cm)4 (d1＝35mm) 取 K＝ 4， l＝ ls＝ 120cm 則 Pk＝ 2 108 ／ (4 1202)= 106 Pmax 16 (3)剛度的驗算。根據(jù)根據(jù)文獻 【 1】 公式 (2— 3) L? =Pl0/ES+Ml0/2? IE (均取拉伸時 ) 式中 l0＝ ,E＝ 108Pa,S＝ ? d21＝ ＝ (cm2) I＝ ， M＝ Tjmax i＝ ＝ (Nm)＝ 980(Ncm) P=Pmax＝ 2500N 則 L? ＝ 2500 （ 108 ）＋ 980 （ 1082? ） ＝ 10－ 7mm (滿足使用要求 ) 滾珠絲杠螺母副的精度等級 數(shù)控機床根據(jù)定 位精度的要求通常選用 15 級精度的滾珠絲杠， 15 級 度絲杠的行程公差數(shù)值如下表所示： 項目 符號 有效行程 lm/mm 精度等級 1 2 3 4 5 目標行程公差 Ep ＜ 315 6 8 12 16 23 315~400 7 9 13 18 25 400~500 8 10 15 20 27 500~630 9 11 16 22 30 行程變動量公差 Vmp ＜ 315 6 8 12 16 23 315~400 6 8 12 17 25 400~500 7 10 13 19 26 500~630 7 11 14 21 29 任意 300mm 內(nèi)行程變動量 V300p 6 8 12 16 23 2π rad 內(nèi)行程變動量 V2π p 4 5 6 7 8 滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和預緊 滾珠絲杠副的軸向間隙，是指負載時滾珠與滾道型面接觸的彈性變形所引起 17 的螺母位移量和螺母原有間隙的總和。滾珠絲杠副的軸向間隙直接影響其傳動剛度和傳動精度，尤其是反向傳動精度。因此，滾珠絲杠副除了對本身單一方面的進給運動精度有要求外，對其軸向間隙也有嚴格的要求 。滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和預緊，通常采用雙螺母預緊方式，其結構型式有三種?；驹硎鞘箖蓚€螺母間產(chǎn)生軸向位移，以達到消除間隙和產(chǎn)生預緊力的目的。 1．墊片調(diào)隙式 圖 3— 1 所示結構。是通過改變墊片的厚度，使螺母產(chǎn)生軸向位移。這種結構簡單可靠、剛性好，但調(diào)整費時，且不能在工作中隨意調(diào)整。 圖 3— 1 雙螺母墊片式結構圖 2．螺帽調(diào)隙式 圖 3— 2 所示為利用螺帽來實現(xiàn)預緊的結構，兩個螺母以平鍵與外套相聯(lián)，鍵可限制螺母在外套內(nèi)移動，其中右邊的一個螺母外伸部分有螺紋。用兩個鎖緊螺帽 2 能使螺母相 對絲杠作軸向移動。