【正文】 目前，在以上各類軸承中用的最多的是表 所列舉的60度接觸角推力角接觸球軸承，其次是表 所列舉的滾針和推力滾子組合軸承。后者多用于大牽引力、要求高剛度的大型、重型機床。伺服電機的選擇，應考慮三個要求：最大切削負載轉(zhuǎn)矩，不得超過電機的額定轉(zhuǎn)矩；電機的轉(zhuǎn)子慣量應與負載慣量相匹配（匹配條件可根據(jù)伺服電機樣本提供的匹配條件，也以按照一般的匹配規(guī)律）；快速移動時，轉(zhuǎn)矩不得超過伺服電機的最大轉(zhuǎn)矩。（1） 最大切削負載轉(zhuǎn)矩的計算（2） 所選伺服電機的額定轉(zhuǎn)矩應大于最大切削負載轉(zhuǎn)矩。最大切削負載轉(zhuǎn)矩可根據(jù)下式計算。即其中，從前面的計算已知最大進給力，絲杠導程預緊力（），則。根據(jù)哈爾濱軸承總廠《角接觸推力球軸承組配技術條件》，故一對軸承的摩擦力矩（），伺服電機與絲杠直接連接，其傳動比i=1。則=（2）負載慣量計算伺服電機的轉(zhuǎn)子慣量應與負載慣量相匹配。負載慣量可按以下次序計算:工件，夾具及工作臺折算到電機軸上的慣量，工件，可按下式計算絲杠加在電機軸上的慣量，絲杠的公稱直徑，長度，絲杠的材料密度。根據(jù)下式計算=連軸器加上鎖緊螺母等的慣量可直接查手冊得到=（）負載總慣量按照數(shù)控機床慣量匹配條件，~。根據(jù)上述計算可初步選規(guī)定伺服電機。如選用交流伺服電機，可選型號為SGMSH 30A□A型，其輸出功率為，其外形尺寸如表所示。相應地，伺服驅(qū)動器選擇與電機相匹配的SGMSH 30A□A型號的。 SGMSH型伺服電機外形尺寸圖在進給傳動系統(tǒng)內(nèi)，滾珠絲杠螺母副的剛度是影響機械系統(tǒng)動態(tài)特性的最薄弱環(huán)節(jié)，其拉壓剛度（又稱為縱向剛度）和扭轉(zhuǎn)剛度分別是引起機械系統(tǒng)縱向振動和扭轉(zhuǎn)振動的主要原因。為了保證所設計的進給傳動系統(tǒng)具有較好的快速．響應性能和較小的跟蹤誤差，并且不會在變化的輸人信號激勵下產(chǎn)生共振，必須對其動態(tài)特性加以分析，以找出影響系統(tǒng)動態(tài)特性的主要參數(shù)。 在分析進給傳動系統(tǒng)的縱向振動時，可以忽略電動機和聯(lián)軸器（或減速器）的影響，則由滾珠絲杠和機床執(zhí)行部件構成的縱向振動系統(tǒng)可以簡化成如圖245所示的動力學模型，其動力平衡方程可以表達為式中:滾珠絲杠螺母副和機床執(zhí)行部件的等效質(zhì)量（其中m,ms分別為機床執(zhí)行部件的質(zhì)量和滾珠絲杠螺母副的質(zhì)量）； f—機床導軌的勃性阻尼系數(shù)； K?！獫L珠絲杠螺母副的綜合拉壓剛度； y—機床執(zhí)行部件的實際位移； x—電動機的轉(zhuǎn)角折算到機床執(zhí)行部件上的等效位移，即指令位移。對式進行拉氏變換并整理，得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)： 將式化成二階系統(tǒng)的標準形式，得顯然，這是一個二階振蕩系統(tǒng)，根據(jù)自動控制理論，當系統(tǒng)允許有一定超調(diào)時，可以取系統(tǒng)的阻尼比=0. (,圖中Km為系數(shù)），使系統(tǒng)在輸人信號變化或有外界擾動時，其輸出響應可以較快地達到穩(wěn)定值；當系統(tǒng)不允許有任何超調(diào)時，可取1，使系統(tǒng)輸出響應不出現(xiàn)振蕩。加大系統(tǒng)最低固有頻率。二可以加快系統(tǒng)的響應速度，有利于避開輸人信號的頻率范圍，防止共振產(chǎn)生。 可見，影響縱向振動系統(tǒng)動態(tài)特性的主要參數(shù)是系統(tǒng)最低固有頻率和阻尼比系統(tǒng)的最低固有頻率與滾珠絲杠螺母副的綜合拉壓剛度Ko和機床執(zhí)行部件的質(zhì)量有關，增大Ko或減小，都可以提高。同時，阻尼比除了主要與導軌戮性阻尼系數(shù)f有關外，還與剛度Ko和質(zhì)量有關。 因此，在結構設計時，應通過剛度Ko、質(zhì)量和導軌貓性阻尼系數(shù)f等參數(shù)的合理匹配而使系統(tǒng)最低固有頻率和阻尼比獲得適當?shù)臄?shù)值，以保證系統(tǒng)具有良好的動態(tài)特性。 系統(tǒng)阻尼對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響比較復雜。如果系統(tǒng)阻尼較大，將不利于系統(tǒng)定位精度的提高，容易降低系統(tǒng)的快速響應性，但可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小過渡過程中的超調(diào)量，并降低振動響應的幅值。目前，許多伺服系統(tǒng)采用了滾動導軌，實踐證明，滾動導軌可以減小摩擦系數(shù)，提高定位精度和低速運動的平穩(wěn)性，但阻尼較小，常使系統(tǒng)的穩(wěn)定速度減小。所以，在采用滾動導軌結構時，應注意采取其他措施來控制阻尼的大小。 對系統(tǒng)阻尼影響最大的是導軌阻尼。導軌阻尼特性比較復雜。除去與運動速度成正比的勃性阻尼系數(shù)以外，導軌的靜摩擦，隨運動方向不同而改變符號的動摩擦，以及造成負阻尼的摩擦力下降特性等，都是非線性因素。將這些因素折算成等效的薪性阻尼系數(shù)只是一個近似方法。大量實驗證明，無論靜摩擦系數(shù)還是動摩擦系數(shù)，與等效的勃性阻尼系數(shù)之間都沒有簡單的關系。因而在設計時，要給出具體的阻尼數(shù)據(jù)是困難的。一般除了可以參照前人的研究結果進行定性分析外，應通過具體實驗來獲取可靠數(shù)據(jù)。 在數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)中，驅(qū)動電動機與滾珠絲杠的連接是數(shù)控機床穩(wěn)定工作的重要環(huán)節(jié)之一。目前，在直線進給傳動系統(tǒng)中，驅(qū)動電動機與滾珠絲杠的連接方式主要有聯(lián)軸器、齒輪和同步帶。 聯(lián)軸器是用來連接進給機構的兩根軸使之一起回轉(zhuǎn)以傳遞扭矩和運動的一種裝置。機器運轉(zhuǎn)時，被連接的兩軸不能分離，只有停車后，將聯(lián)軸器拆開，兩軸才能脫開。目前聯(lián)軸器的類型繁多，有液壓式、電磁式和機械式。機械式聯(lián)軸器是應用最廣泛的一種，它借助于機械構件相互間的機械作用力來傳遞扭矩，大致可將聯(lián)軸器劃分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器兩大類。(1)剛性聯(lián)軸器可分為以下兩類。 ①固定式聯(lián)軸器，主要有套筒聯(lián)軸器、凸緣聯(lián)軸器和夾殼聯(lián)軸器等。 ②可移式聯(lián)軸器，主要有齒輪聯(lián)軸器、十字滑塊聯(lián)軸器和萬向聯(lián)軸器等。 (2)彈性聯(lián)軸器可分為以下兩類。 ①金屬彈性件聯(lián)軸器，主要有簧片聯(lián)軸器、膜片聯(lián)軸器和波形管聯(lián)軸器等。 ②非金屬彈性聯(lián)軸器，主要有輪胎式聯(lián)軸器、整圈橡膠聯(lián)軸器和橡膠塊聯(lián)軸器。下面介紹幾種數(shù)控機床常用的聯(lián)軸器。 套筒聯(lián)軸器（)由連接兩軸端的套筒和連接套筒與軸的連接件（鍵或銷）組成。一般當軸端直徑d80 mm時，套筒用35或45鋼制造；d80 mm時，可用強度較高的鑄鐵制造。 套筒聯(lián)軸器各部分尺寸間的關系如下：套筒長L3d；套筒外徑D=；銷子直徑=()d(對小聯(lián)軸器，；對大聯(lián)軸器，)；銷子中心到套筒端部的． 。 (a)鍵連接；(b)銷連接 (a)鍵連接；(b)銷連接此種聯(lián)軸器構造簡單，徑向尺寸小，但其裝拆困難（軸需作軸向移動），且要求兩軸嚴格對中，不允許有徑向及角度偏差，因此使用上受到一定限制。凸緣聯(lián)軸器是把兩個帶有凸緣的半聯(lián)軸器分別與兩軸連接，然后用螺栓把兩個半聯(lián)軸器連成一體，以傳遞動力和扭矩（）。凸緣聯(lián)軸器還有兩種對中方法：一種是用一個半聯(lián)軸器上的凸肩與另一個半聯(lián)軸器上的凹槽相配合而對中（(a）），另一種則是共同與另一部分環(huán)相配合而對中（(b)）。前者在裝拆時軸必須作軸向移動，后者則無此缺點。連接螺栓可以采用半精制的普通螺栓，此時螺栓桿與釘孔壁間存有間隙，扭矩靠半聯(lián)軸器結合面間的摩擦力來傳遞（（b））；也可采用鉸制孔用螺栓，此時螺栓桿與釘孔為過渡配合，靠螺栓桿承受擠壓與剪切來傳遞扭矩（ (a)）凸緣聯(lián)軸器可制成帶防護邊的（ (a））或不帶防護邊的（ (b)）。凸緣聯(lián)軸器的材料可用HT250或碳鋼，重載或圓周速度大于30 m/s時應用鑄鋼或鍛鋼。凸緣聯(lián)軸器對于所連接的兩軸的對中性要求很高，當兩軸間有位移與傾斜存在時，就在機件內(nèi)引起附加載荷，使工作情況惡化，這是它的主要缺點。但由于其結構簡單、成本低以及可傳遞較大扭矩，故當轉(zhuǎn)速低、無沖擊、軸的剛度大以及對中性較好時亦常采用。參考文獻[1]. ～158頁[2]. [3]. 王愛玲，白恩遠，趙學良，[4]. [5].[6].安川伺服手冊[7].濮良貴，[8].吳宗澤，[9].龔 義，潘沛霖，[10]. [11].《機床設計手冊》[12]. [13]. 趙松年.《機電一體化系統(tǒng)設計》.[14]. 致謝： 經(jīng)過三個月的忙碌工作，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲。作為一個專科生的畢業(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方。如果沒有老師的督促和精心的指導及一起工作的同學支持，想要完成這次畢業(yè)設計是難以想象到的。在這里首先要感謝我的指導老師彭玉海老師，彭老師平日里工作繁忙，但在我作畢業(yè)設計的每個階段，從查閱資料、設計草案的確定和修改、中期的檢查、后期的詳細設計、裝配草圖等整個過程都給予了悉心的指導。我的設計較為復雜繁瑣，但是彭玉海老師仍然細心的指導圖紙中的錯誤。除了彭玉海老師的專業(yè)水平讓我敬佩外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我學習的，并將積極的影響我今后的學習和工作。然后還要感謝大學三年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎，同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵，此次畢業(yè)設計才會順利完成。最后感謝我的母?！兾骼砉W院對我的培養(yǎng)