【正文】 摩擦角取10′～將各數(shù)據(jù)帶入上式得： η== 剛度驗算滾珠絲杠副的軸向變形會影響進給系統(tǒng)的定位精度及運動的平穩(wěn)性因此應考慮以下引起軸向變形的因素：絲杠的拉伸或壓縮變形量；滾珠與螺紋滾道間的接觸變形；支承滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形；滾珠絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起導程的變化量；和螺母座及軸承支座的變形。最后一種常為滾珠絲杠副系統(tǒng)剛度的薄弱環(huán)節(jié)，但變形量計算較為困難，一般根據(jù)其精度要求，在結(jié)構(gòu)上盡量增強其剛度而不作計算。因此滾珠絲杠副剛度的驗算，主要是前三種變形量，他們的和應不大于機床精度要求允許變形量的一半，否則，應考慮選用較大直徑的滾珠絲杠副?？v向進給滾珠絲杠支承方式草圖如圖21所示。最大牽引力為1870 =700㎜，絲杠螺母及軸承均進行預緊，預緊力為最大軸向負荷的1/3 圖21（1）由于一端軸向固定的長絲桿在工作中可能會產(chǎn)生失穩(wěn)，所以在設計時應驗算其安全系數(shù)S，其值應大于絲杠副傳動結(jié)構(gòu)的允許安全系數(shù)（S），見下表。絲杠不發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷稱為臨界載荷，其計算公式為=E絲杠材料的彈性模量。對于鋼，E=206GPa。l絲杠工作長度；絲杠危險截面的軸慣性矩；長度系數(shù)。===N安全系數(shù)S===，查上表，（S）=34. S(S),絲杠是安全的，不會失穩(wěn)。（2）高速長絲杠工作是可能產(chǎn)生共振，因此需驗證其不會發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速。要求絲杠的最大轉(zhuǎn)速。=9910=991010927 r/min=10000 r/min,所以絲杠工作時不會產(chǎn)生共振。（3）滾珠絲杠副還受值的限制，通常要求7 =50所以該絲杠副工作穩(wěn)定。選用步進電機時，必須首先根據(jù)機械結(jié) 構(gòu)草圖計算機械傳動裝置及負載折算到電機軸上的等效轉(zhuǎn) 動慣 量的數(shù)據(jù)分別計算各種工況下所需的等 效力矩，在根據(jù)步進電機最大靜 轉(zhuǎn)矩和起動、運行矩 頻特性選擇合適的步進電機。 縱向進給步進電機計算計算見圖21，傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總的慣量（㎏㎝）可由下式計算： =++式中 步進電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量（㎏㎝）。、齒輪、的傳動慣量（㎏㎝）。滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量（㎏㎝）。參考市場上較常見的數(shù)控機床，初選反應式步進電機，型號150BF，起轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量=10㎏㎝。 =10=102=㎏㎝=10=*1082=㎏㎝=104150=㎏㎝=1000 N代入上式： =++=10++=㎏㎝考慮步進電機與傳動系統(tǒng)慣量匹配問題 /=10/=基本滿足匹配的要求。機床在不同的工況下，其所需轉(zhuǎn)距不同，下面按個階段計算： 快速空載起動力矩起 。在快速空載起動階段，加速力矩占的比例較大，具體計算公式如下： 起 =++ ==10= =將前面數(shù)據(jù)代入，式中各符號意義同前。 ===500 。起動加速時間 =30 ==10=㎝折算到電機軸上的摩擦力矩： == ==86 N㎝附加摩擦力矩： == ===153 N㎝上述三項合計：起 =++ =+94+153= N㎝快速移動時所需力矩快 快=+=94+153=247 N㎝最大切削負載時所需力矩切 切=++=++ =94+153+=94+153+ =375 N㎝從上面的計算可以看出，起、快和切三種工況下，以快速空載起動所需力矩最大，以次作為初選步進電機的依據(jù)。從表中查出，當步進電機為五相十拍時，==。最大靜力矩=㎝ 。按此最大靜轉(zhuǎn)距從表查出， N㎝ 。大于所需最大靜轉(zhuǎn)距，可作為初選型號，但還必須進一步考核步進電機起動距頻特性和運行距頻特性。 ===4000 HZ。===1000 HZ從表中查出 型步進電機允許的最高空載起動頻率為2800 HZ運行頻率為8000 HZ ， 130BF001步進電機的起動矩頻特性和運行矩頻特性曲線如圖23，24所示，可以看出，當步進電機起動時，f起=2500Hz時，M=100，遠遠不能滿足此機床所要求的空載起動力矩（）直接使用將會產(chǎn)生失步現(xiàn)象，所以必須采取升降速控制，將起動頻率將到1000Hz時，然后在電路上再采用高低壓驅(qū)動電路，還可以將步進電機輸出力矩擴大一倍左右。電機選為130BF002計算步驟如上所述，經(jīng)計算滿足要求，此處計算略。第五章 普通銑床電氣部分改造電氣控制線路主電路如圖a 所示，QF1～QF4 為空氣開關，F(xiàn)U 為熔斷器，這些開關對控制電路實現(xiàn)短路保護。M1為7. 5 kW主電機，選擇三菱FR A540 7. 5K CH變頻器實現(xiàn)變頻調(diào)速，交流接觸器KM1 控制變頻器的通電和斷電。當變頻器無故障時，B 端觸頭閉合，KM1線圈得電，變頻器通電；當變頻器有故障時，B 端觸頭斷開，KM1 線 圈失電，其常開觸 頭斷開，變頻器 自動斷電，同時A 端 觸頭 閉合，指示燈HL 顯示報 警。FR1 為熱繼電器，對主 軸 電 機實現(xiàn)過載保護，RC1 為三相 滅弧器，構(gòu)成三相負 載的阻容 吸收回 路，能夠抑制接 觸器吸合釋放時 的干 擾 噪聲。L 是為改善 功率因素而使用的交 流電抗器。R、S、T 為變頻器的電 源輸入端，U、V、W 為輸出控制電機端，STF 和STR 分別接主軸正反轉(zhuǎn)控制 繼電器觸頭KA1 和K A2 ，2 和5分別 接主軸模 擬量輸 出信號（0 ～ + 10V） AO4 和AGND4 ，以控制變 頻器的輸 出電壓 頻率。執(zhí)行過 程為：當PLC發(fā)出主軸正反轉(zhuǎn)信號時，KA1或KA2的常開觸頭閉合，KM1 線 圈得電， KM1的 常開觸頭閉合，變頻器開始工作， 當PLC發(fā)出主軸制動信號時， KA6的常閉觸頭斷開， KM1線圈失電， KM1的常開觸 頭斷開，變頻器停止工作，主電 機停轉(zhuǎn)。M2 是刀架電機，KM2 吸合時，刀架電機正轉(zhuǎn)， KM3 吸合時，刀架電 機反轉(zhuǎn)，刀架電機正 反轉(zhuǎn)的控 制信號來自 數(shù)控系統(tǒng)PLC 輸出口Q0. 4 和Q0. 5。M3 為冷卻 泵電機，其控 制信號來自數(shù) 控系統(tǒng)PLC 輸出口Q0. 2。、圖a　主電路圖交流控制電路如圖b 所示，RCRC5 和RC6 為單相滅弧器，M4 和M5 為兩電柜風扇，線路電壓為AC110V。 圖b 　交流控制電路圖總 結(jié)經(jīng)過一個多月的時間，畢業(yè)設計已經(jīng)完成了，剛開始設計1周內(nèi)，我先通過手機百度大致了解了論文的結(jié)構(gòu),然后再百度文庫查閱了大量的資料，在學校圖書館借閱了一些有關銑床和信息檢方面的書籍。經(jīng)過一周的時間我大致確定了設計的初步方向，而且熟悉了在信息檢索課程中所學習的網(wǎng)上檢索信息的能力，此后便開始著手對伺服系統(tǒng)的設計和查找這方面的計算公式。綜合這三年來所學到的知識，選擇了合適的機械零件，其中設計計算內(nèi)容主要包括：確定系統(tǒng)的負載，確定系統(tǒng)脈沖當量，運動部件慣量計算，空載起動及切削力矩計算，確定伺服電機，傳動及導向元件的設計、計算及選用，繪制機械部分零件圖等。通過這次設計，我對普通銑床的改造有了系統(tǒng)性的認識和基礎性的了解；熟悉了其設計原理及流程；并對傳動系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)進行了針對性的學習。而且使我具有初步設計計算的能力以及分析和處理生產(chǎn)中所遇見的機電方面技術的能力；同時，對現(xiàn)有數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)，運行原理等等有了全新的認識。這個設計過程還是比較繁瑣的，不過看見自己的勞動成果也是開心的。當然設計中還存在很多不足，有待于改進，我會在以后的實際工作中不斷彌補不足、創(chuàng)新進取。參考文獻[1][M].北京：[2]彭文生，李志明，[M].北京： [3]吳宗澤，[M]. 北京： [4][M].北京：:機械工業(yè)出版社 [5]成大先主編. 第1卷/機械設計圖冊[M].北京： [6]文懷興主編. 數(shù)控銑床設計[M].北京： [7]機電一體化技術手冊編委會編寫. 第1卷/機電一體化技術手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社[8][M].北京：.[9][M].北京：清華大學出版社，2009.[10][M].武漢：湖北科技技術出版社，2000.42 / 42