【導(dǎo)讀】MachineTools)，也曾被稱為六條腿機(jī)床、六足蟲。傳動鏈短、制造成本低等優(yōu)點。但其也不足之處，其中位置正解復(fù)雜就是。6-SPS伸縮式并聯(lián)機(jī)床是Stewart機(jī)床的一種變形結(jié)構(gòu)形式，本課題結(jié)合本院實驗室建設(shè)，設(shè)六自由度并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)，使其。能根據(jù)工藝要求進(jìn)行加工。提高學(xué)生的工程素質(zhì)、創(chuàng)新能力、綜合實踐及?？闯霾⒙?lián)機(jī)床實體機(jī)構(gòu)的效果。

　　

【正文】 s dLRJL? ? ? ?? ? ? (2— 26) 式中 : ? —— 材料密度（ kg/cm3），取 337 .8 5 1 0 ( / )kg cm? ??? 。 L—— 絲杠總長， L=356mm=； 0d —— 絲杠的公稱直徑，取 0d =32mm=； 代入公式計算得 ： 4 344 20 3 . 1 4 3 5 . 6 7 . 8 5 1 0 3 . 2 2 . 8 62 2 1 6 2 1 6s dLRJ L kg cm? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ? ?? 控制系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)，調(diào)速靈活，可不用減速齒輪直接通過聯(lián)軸器與電機(jī)直接連接，絲杠折算到電機(jī) 軸上的轉(zhuǎn)動慣量： 21 2 .8 6SJ J kg cm?? (2— 27) ⑵ 、滑塊等部件折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量 根據(jù) 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》 41表公式 [6]： 22 24 h iPJm?? (2— 28) 式中： hP —— 絲杠導(dǎo)程，取 5 mm cm??； im —— 分配到每根軸移動部件的平均質(zhì)量，取為 3kg； 代入公式計 算得： 2 2 22 220 . 5 3 0 . 0 1 9 .4 4 3 . 1 4h iPJ m k g c m? ?? ? ?? ⑶ 、傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量的計算 由于絲杠是通過聯(lián)軸器與電機(jī)直接進(jìn)行連接的，所以，絲杠傳動時傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為： 212 6 19 79eJ J J k g c m? ? ? ? ? (2— 29) 根據(jù)《機(jī)電裝備設(shè)計》課本第 244[8]，為使步進(jìn)電機(jī)具有良好的起到性能及較快的響應(yīng)速度，所選電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)滿足，由此可知所選電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量不小于 2cmg? 。據(jù)此可初步選擇步進(jìn)電機(jī)： 由北京和利時 56 系列二相混合式步進(jìn)電機(jī) .pdf 第一頁，初選步進(jìn)電機(jī)為56BYG250ESASSBL0601 型號，其參數(shù)表如表 22所示： 24 表 24 步進(jìn)電動機(jī)參數(shù)表 顯然，該步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量為 750 2gcm ，初步滿足要求。 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計算 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩在不同工況下是不同的，通?？紤]兩種情況：一種是快速空載起（工作負(fù)載為 0）時所需要的力矩，另一種是承受最大工作負(fù)載時所需要的力矩，以下分別進(jìn)行計算： ⑴ 、快速空載起動時電動機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 0m ax1 TTTT faeq ??? (2— 30) 式中 ： 1eqT —— 快速空載起動時電動機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ()Nm maxaT —— 快速空載起動時折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩 ()Nm fT —— 移動部件折算到電機(jī)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 ()Nm 0T —— 絲杠預(yù)緊后折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩 ()Nm ① 快速空載起動時折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩 m ax 2 60 eq ma aJnT t? ??? ? (2— 31) 式中： eqJ —— 步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上總的轉(zhuǎn)動慣量 2()kgm ； at —— 電機(jī)加速到最快進(jìn)給速度所需時間 )(s ，取 sta ? ； mn —— 電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)速（ r/min）， 650 / minmnr? ； 由于 20 . 7 5 2 . 8 7 9 3 . 6 3 9eq m eJ J J kg cm? ? ? ? ? (2— 32) 代入公式計算得 ： 4m a x 2 2 3 . 1 4 3 . 6 2 9 6 5 0 1 0 0 . 0 8 2 36 0 6 0 0 . 3e q ma aJnT N mt???? ? ? ? ?? ? ??? 25 ② 移動部件運(yùn)動時折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 fT 2 hf FPT i??? 摩 (2— 33) = ZF ?摩 （ F +G） (2— 34) 式中： F摩 —— 導(dǎo)軌的摩擦力（ N） hP —— 滾珠絲杠導(dǎo)程（ m） ? —— 傳動鏈總效率，取 =? i —— 總傳動比， i =1 ZF —— 垂直方向工作載荷， ZF =670N G —— 運(yùn)動部件總重力， G =98N ? —— 導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)，取 ? = 代入上式得： = ( ) c os 56 19 8ZF F G N? ? ? ?摩 1 9 2 .7 8 0 .0 0 5= = 0 .1 82 2 3 .1 4 0 .8 5 1hf FPT N mi?? ?? ???摩 ③ 絲杠預(yù)緊后折算到電機(jī)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩 0T 由于滾珠絲杠的傳動效率很高，所以 0T 相對于 maxaT 很小，在這里也忽略不予計算。 綜合以上計算結(jié)果可得： 1 m a x 0 0 .0 8 3 0 .1 8 0 .2 6 2 3e q a fT T T T N m? ? ? ? ? ? (2— 35) ⑵ 、最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 2eqT 20eq f tT T T T? ? ? (2— 36) 式中： 0TTf和 的計算方法與前面完全一樣，這里不再贅述。 tT —— 折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩 () 由《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》 414式知 [6]： hP2tt FT i??? (2— 37) 其中： tF —— 進(jìn)給方向最大工作載荷（ N）， 1205tmF F N?? ； ?—— 傳動鏈總效率，取 ； 26 于是 1 2 0 5 0 . 0 0 5= = 1 . 1 2 92 2 3 . 1 4 0 . 8 5 1tht FPT N mi?? ?? ??? 代入公式得： 20 0 .1 8 1 .1 2 9 1 .3 0 9e q f tT T T T N m? ? ? ? ? ? ⑶ 、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 eqT ? ?12, 1 .3 0 9eq eq eqT T T N m?? (2— 38) ⑷ 、步進(jìn)電動機(jī)性能校核 圖 29 步進(jìn)電動機(jī)矩頻特性曲線 ① 最快工作進(jìn)給速度時電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核： 由最快工作進(jìn)給速度和系統(tǒng)脈沖 當(dāng)量，可計算出電動機(jī)對應(yīng)的運(yùn)行頻率為： m a xm a x 40 4 0 0 0 40 . 0 1ff z zvf H K H?? ? ? ?（取脈沖當(dāng)量 ） (2— 39) 根據(jù)初選型號步進(jìn)電動機(jī)矩頻特性曲線（圖 29）， ma x ff 頻率下對應(yīng)的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 max N m? 。顯然 max 2f eqTT? ，即所選電動機(jī)滿足要求。 ② 最快空載移動時電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校 核： 同上計算公式： m a xm a x 40 4 0 0 0 40 . 0 1ff z zvf H K H?? ? ? ? 27 根據(jù)初選型號步進(jìn)電動機(jī)矩頻特性曲線（圖 29）， m a x ff 頻率下對應(yīng)的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 max N m? 。顯然 max 1f eqTT? ，即所選電動機(jī)滿足要求。 ③ 最快空載移動時電動機(jī)運(yùn)行頻率的校核： 由 ② 的計算可知 m a xm a x 40 4 0 0 0 40 . 0 1ff z zvf H K H?? ? ? ?，顯然未超出所選電機(jī)的極限空載頻率。 綜上所述，所選步進(jìn)電動機(jī)型號完全滿足要求。 步進(jìn)電動機(jī)尺寸 所選步進(jìn)電動機(jī)具體尺寸參數(shù)圖如 210 所示： 圖 210 步進(jìn)電機(jī) 圖 211 型號說明 28 圖 212 步進(jìn)電動機(jī)外形尺寸圖 聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器是一種常用的機(jī)械傳動裝置，主要用來連接軸（或連接軸與其它回轉(zhuǎn)零件），以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩。聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩類。撓性聯(lián)軸器是機(jī)床進(jìn)給傳動中廣泛采用的一種無間隙傳動聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器是不能補(bǔ)償兩軸有 相對位移的聯(lián)軸器。 根據(jù)所選步進(jìn)電動機(jī)型號的主軸尺寸 a=8mm，以及所選絲杠的型號，初步選用剛性聯(lián)軸器，其型號 LS92588，其規(guī)格尺寸及性能如表 25所示： 圖 213 聯(lián)軸器外形尺寸 29 表 25 聯(lián)軸器規(guī)格尺寸 根據(jù)《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》 51 頁聯(lián)軸器的選用，對所選聯(lián)軸器進(jìn)行校 [6]： 由步進(jìn)電機(jī)的計算與選型 ：所需聯(lián)軸器工作中的最高轉(zhuǎn)速為n=650r/min,傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為 T=；從上表可知，該型號聯(lián)軸器的最高轉(zhuǎn)速m ax 140 00 / m innr? ，許用轉(zhuǎn)矩 [T]=。 顯然： maxnn? 且 ? ?TT? ；所以所選該型號的聯(lián)軸器完全滿足設(shè)計要求。即所選聯(lián)軸器的型號：鋼性聯(lián)軸器型號 LS92588。 30 項 目 經(jīng) 理項 目 副 經(jīng) 理 項 目 總 工 質(zhì) 安 總 監(jiān)工程管理部物資管理部技術(shù)管理部檢測試驗室質(zhì)安管理部監(jiān) 督 工 程 管 理部 、 物 資 管 理部 、 檢 測 試 驗 室現(xiàn) 場 質(zhì) 檢 員 、 施 工 員施 工 班 組 9JWKf f wvGt YM*Jgamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 UE9aQ@Gn8xp$Ramp。 849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQc@UE% amp。qYp@Eh5pDx2zVkumamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQc@UE% amp。qYp@Eh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8! z89Am UE9aQ@Gn8xp$Ramp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 QA9wkxFyeQ^!djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 UE9aQ@Gn8xp$Ramp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVku