【正文】 摩擦角取10′～將各數(shù)據(jù)帶入上式得： η== 剛度驗(yàn)算滾珠絲杠副的軸向變形會(huì)影響進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度及運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性因此應(yīng)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(dǎo)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(jì)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(qiáng)其剛度而不作計(jì)算。因此滾珠絲杠副剛度的驗(yàn)算，主要是前三種變形量，他們的和應(yīng)不大于機(jī)床精度要求允許變形量的一半，否則，應(yīng)考慮選用較大直徑的滾珠絲杠副?？v向進(jìn)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(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向負(fù)荷的1/3 圖21（1）由于一端軸向固定的長(zhǎng)絲桿在工作中可能會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其安全系數(shù)S，其值應(yīng)大于絲杠副傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的允許安全系數(shù)（S），見(jiàn)下表。絲杠不發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷稱(chēng)為臨界載荷，其計(jì)算公式為=E絲杠材料的彈性模量。對(duì)于鋼，E=206GPa。l絲杠工作長(zhǎng)度；絲杠危險(xiǎn)截面的軸慣性矩；長(zhǎng)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(huì)失穩(wěn)。（2）高速長(zhǎng)絲杠工作是可能產(chǎn)生共振，因此需驗(yàn)證其不會(huì)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(shí)不會(huì)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(jìn)電機(jī)時(shí)，必須首先根據(jù)機(jī)械結(jié) 構(gòu)草圖計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)裝置及負(fù)載折算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn) 動(dòng)慣 量的數(shù)據(jù)分別計(jì)算各種工況下所需的等 效力矩，在根據(jù)步進(jìn)電機(jī)最大靜 轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)、運(yùn)行矩 頻特性選擇合適的步進(jìn)電機(jī)。 縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)計(jì)算計(jì)算見(jiàn)圖21，傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的慣量（㎏㎝）可由下式計(jì)算： =++式中 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（㎏㎝）。、齒輪、的傳動(dòng)慣量（㎏㎝）。滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（㎏㎝）。參考市場(chǎng)上較常見(jiàn)的數(shù)控機(jī)床，初選反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，型號(hào)150BF，起轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=10㎏㎝。 =10=102=㎏㎝=10=*1082=㎏㎝=104150=㎏㎝=1000 N代入上式： =++=10++=㎏㎝考慮步進(jìn)電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)慣量匹配問(wèn)題 /=10/=基本滿(mǎn)足匹配的要求。機(jī)床在不同的工況下，其所需轉(zhuǎn)距不同，下面按個(gè)階段計(jì)算： 快速空載起動(dòng)力矩起 。在快速空載起動(dòng)階段，加速力矩占的比例較大，具體計(jì)算公式如下： 起 =++ ==10= =將前面數(shù)據(jù)代入，式中各符號(hào)意義同前。 ===500 。起動(dòng)加速時(shí)間 =30 ==10=㎝折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩： == ==86 N㎝附加摩擦力矩： == ===153 N㎝上述三項(xiàng)合計(jì)：起 =++ =+94+153= N㎝快速移動(dòng)時(shí)所需力矩快 快=+=94+153=247 N㎝最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩切 切=++=++ =94+153+=94+153+ =375 N㎝從上面的計(jì)算可以看出，起、快和切三種工況下，以快速空載起動(dòng)所需力矩最大，以次作為初選步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。從表中查出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五相十拍時(shí)，==。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(hào)，但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)距頻特性和運(yùn)行距頻特性。 ===4000 HZ。===1000 HZ從表中查出 型步進(jìn)電機(jī)允許的最高空載起動(dòng)頻率為2800 HZ運(yùn)行頻率為8000 HZ ， 130BF001步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性曲線如圖23，24所示，可以看出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，f起=2500Hz時(shí)，M=100，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足此機(jī)床所要求的空載起動(dòng)力矩（）直接使用將會(huì)產(chǎn)生失步現(xiàn)象，所以必須采取升降速控制，將起動(dòng)頻率將到1000Hz時(shí)，然后在電路上再采用高低壓驅(qū)動(dòng)電路，還可以將步進(jìn)電機(jī)輸出力矩?cái)U(kuò)大一倍左右。電機(jī)選為130BF002計(jì)算步驟如上所述，經(jīng)計(jì)算滿(mǎn)足要求，此處計(jì)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(kāi)關(guān)，F(xiàn)U 為熔斷器，這些開(kāi)關(guān)對(duì)控制電路實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。M1為7. 5 kW主電機(jī)，選擇三菱FR A540 7. 5K CH變頻器實(shí)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(dāng)變頻器無(wú)故障時(shí)，B 端觸頭閉合，KM1線圈得電，變頻器通電；當(dāng)變頻器有故障時(shí)，B 端觸頭斷開(kāi)，KM1 線 圈失電，其常開(kāi)觸 頭斷開(kāi)，變頻器 自動(dòng)斷電，同時(shí)A 端 觸頭 閉合，指示燈HL 顯示報(bào) 警。FR1 為熱繼電器，對(duì)主 軸 電 機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，RC1 為三相 滅弧器，構(gòu)成三相負(fù) 載的阻容 吸收回 路，能夠抑制接 觸器吸合釋放時(shí) 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(jī)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(hào)（0 ～ + 10V） AO4 和AGND4 ，以控制變 頻器的輸 出電壓 頻率。執(zhí)行過(guò) 程為：當(dāng)PLC發(fā)出主軸正反轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，KA1或KA2的常開(kāi)觸頭閉合，KM1 線 圈得電， KM1的 常開(kāi)觸頭閉合，變頻器開(kāi)始工作， 當(dāng)PLC發(fā)出主軸制動(dòng)信號(hào)時(shí)， KA6的常閉觸頭斷開(kāi)， KM1線圈失電， KM1的常開(kāi)觸 頭斷開(kāi)，變頻器停止工作，主電 機(jī)停轉(zhuǎn)。M2 是刀架電機(jī)，KM2 吸合時(shí)，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)， KM3 吸合時(shí)，刀架電 機(jī)反轉(zhuǎn)，刀架電機(jī)正 反轉(zhuǎn)的控 制信號(hào)來(lái)自 數(shù)控系統(tǒng)PLC 輸出口Q0. 4 和Q0. 5。M3 為冷卻 泵電機(jī)，其控 制信號(hào)來(lái)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(fēng)扇，線路電壓為AC110V。 圖b 　交流控制電路圖總 結(jié)經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的時(shí)間，畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了，剛開(kāi)始設(shè)計(jì)1周內(nèi)，我先通過(guò)手機(jī)百度大致了解了論文的結(jié)構(gòu),然后再百度文庫(kù)查閱了大量的資料，在學(xué)校圖書(shū)館借閱了一些有關(guān)銑床和信息檢方面的書(shū)籍。經(jīng)過(guò)一周的時(shí)間我大致確定了設(shè)計(jì)的初步方向，而且熟悉了在信息檢索課程中所學(xué)習(xí)的網(wǎng)上檢索信息的能力，此后便開(kāi)始著手對(duì)伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和查找這方面的計(jì)算公式。綜合這三年來(lái)所學(xué)到的知識(shí)，選擇了合適的機(jī)械零件，其中設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容主要包括：確定系統(tǒng)的負(fù)載，確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量，運(yùn)動(dòng)部件慣量計(jì)算，空載起動(dòng)及切削力矩計(jì)算，確定伺服電機(jī)，傳動(dòng)及導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及選用，繪制機(jī)械部分零件圖等。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我對(duì)普通銑床的改造有了系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)和基礎(chǔ)性的了解；熟悉了其設(shè)計(jì)原理及流程；并對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)進(jìn)行了針對(duì)性的學(xué)習(xí)。而且使我具有初步設(shè)計(jì)計(jì)算的能力以及分析和處理生產(chǎn)中所遇見(jiàn)的機(jī)電方面技術(shù)的能力；同時(shí)，對(duì)現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)，運(yùn)行原理等等有了全新的認(rèn)識(shí)。這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程還是比較繁瑣的，不過(guò)看見(jiàn)自己的勞動(dòng)成果也是開(kāi)心的。當(dāng)然設(shè)計(jì)中還存在很多不足，有待于改進(jìn)，我會(huì)在以后的實(shí)際工作中不斷彌補(bǔ)不足、創(chuàng)新進(jìn)取。參考文獻(xiàn)[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(jī)械工業(yè)出版社 [5]成大先主編. 第1卷/機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M].北京： [6]文懷興主編. 數(shù)控銑床設(shè)計(jì)[M].北京： [7]機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)編委會(huì)編寫(xiě). 第1卷/機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社[8][M].北京：.[9][M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.[10][M].武漢：湖北科技技術(shù)出版社，2000.42