【正文】 u 6.)0.(79).0( ?????? mNCFap ?4）由表 12140 式（20）可得 R 的最大和最小值：??遠(yuǎn)低于鋼材許用拉應(yīng)力強(qiáng)度合格???Ns?????nu26 / 39 (515)1minin ?????mNRRnubs ? (516)1maxax ?????nubs ?5）傳動系統(tǒng)的最小剛度（空載運(yùn)轉(zhuǎn)時）靜摩擦力 N，重復(fù)定位精度即反向差值，?F為 6 ，則：m? (517)10in ????反 向 差 值R，滿足重復(fù)定位要求。327min?6）傳動系統(tǒng)的定位誤差 (518))37912(10)(maxin0 ?? ??????RFK任意 300mm 內(nèi)行程變動量對半閉環(huán)系統(tǒng)而言 m1..???定 位 精 度pV選絲杠精度等級為 3 級，可用。???p13．最終確定滾珠絲杠副的規(guī)定代號FFZD 型， ， ，P 類 3 級精度，d0ph10?標(biāo)記為 FFZD40103P3Y 向和 Z 向上滾珠絲杠的選擇和校核同上。型號為 FFZD40103P3，具體尺寸見裝配圖。 3201min?R3791max?R1minN267?????????pV可用X 向絲杠選FFZD40103P3Y 向和 Z 向也選FFZD40103P327 / 39 伺服電機(jī)的選擇 伺服電機(jī)的選型條件所選伺服電機(jī)，應(yīng)滿足下列條件：在所有進(jìn)給調(diào)速范圍內(nèi)（包括快速移動） ，空載荷進(jìn)給力矩應(yīng)小于電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩；最大切削力矩小于電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩；加速時間應(yīng)符合所希望的時間常數(shù)；快速進(jìn)給頻率在希望值以內(nèi)。 X 向伺服電機(jī)的選擇最高轉(zhuǎn)速的選擇 伺服電機(jī)最高轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)進(jìn)給系統(tǒng)的快速進(jìn)給速度絲杠螺距及傳動系統(tǒng)的減速比來確定，計算式為： (519)PKVIN?max式中 V——表示工作臺要求的快速進(jìn)給速度，取 min15V? I——傳動系統(tǒng)減速比,因是直聯(lián) i=1 P——絲杠螺距，取 mP10? K——裕度系數(shù)(可取 1 ~ ) 取 K= rVIN??故 ：位置反饋編碼器的選擇位置反饋編碼器的選擇應(yīng)根據(jù)機(jī)床所需的最小移動單位，絲杠螺距及減速比為參數(shù)確定。其計算公式為： (520)?iPI?式中 I——編碼器的分辨率P——絲杠螺距i——減速比 故 1?i28 / 39——最小移動單位，?m510?????故 ：負(fù)載轉(zhuǎn)矩計算實(shí)際機(jī)床上，由于存在傳動效率和摩擦系數(shù)因素，滾珠絲杠克服外部載荷 P作等速運(yùn)動所需力矩 。1T由《加工中心設(shè)計與應(yīng)用》知負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ：1T (521)201 )2(ZPLoFKba????式中： ——等速運(yùn)動時的驅(qū)動力矩（）1T——雙螺母滾珠絲杠的預(yù)緊力矩?20LFa其中： ——滾珠絲杠預(yù)緊力矩系數(shù) ~，取 。K——預(yù)緊力，0aFNFBao ??? ——絲杠導(dǎo)程 ， =10mmL0LKa ????..20??則 ： ——克服軸向外載荷所需的力矩?PL其中： P——加在絲杠軸向的外載荷，取最大為 2720N ——滾珠絲杠的正效率 ~，取 = 1?mNL?????則 ：——起動力矩，由《加工中心設(shè)計與應(yīng)用》表 68 查得：bTcmN???012Z29 / 39所以： mNZTPLoFKTba ????????? 65..5631)()2(2101??由《機(jī)電一體化設(shè)計手冊》表 選擇北京機(jī)床研究所最新開發(fā)，為驅(qū)動機(jī)床伺服機(jī)構(gòu)而專門設(shè)計的 FANUC—BESK 系列直流伺服電動機(jī) B8 型伺服電機(jī) 其參數(shù)為：輸出功率 ?額定轉(zhuǎn)矩 mNTs?5 最大轉(zhuǎn)矩 3ax 最高轉(zhuǎn)速 in/20mrn?慣量匹配計算 通常在電動機(jī)慣量 與負(fù)載慣量 （折算至電機(jī)機(jī)軸)之間。JLJ 推薦下列匹配關(guān)系： (522)1/4?LmJ1）聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量 1 根據(jù)絲杠軸部直徑,選 d=22mm,D=90mm 的彈性膜片聯(lián)軸器 JM I 1由《機(jī)械設(shè)計手冊》表 6231，查得： ???2）絲杠折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量 2J參數(shù) ， 長度 1000mmmd40?Ph由《機(jī)床設(shè)計手冊3》表 查得：轉(zhuǎn)動慣量為 2sckgf?故 . mfJ???3）工作臺的轉(zhuǎn)動慣量 由《機(jī)床設(shè)計手冊3》表 ， 可知 100kg 的工作臺折算到的絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量為：mPh10? . scmkgfJ ???30 / 394）傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量 (523)2321 . scmkgfJJL ?????5）電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量 m由《加工中心設(shè)計與應(yīng)用》查得： ??6）慣量匹配計算： 即： ???mLJ符合慣量匹配關(guān)系.伺服電機(jī)的加減速能力校核 快速移動加速時其最大轉(zhuǎn)矩下按下列公式計算: (524)LmaJtnT??)(602?式中： ——快速移動時的電機(jī)轉(zhuǎn)速mn min/150rn? ——加減速時間 at ksta3 ——系統(tǒng)開環(huán)增益 常取 8~25ks一般取 現(xiàn)取20?20?ks 則：——負(fù)載慣量 LJ ??——電機(jī)慣量 m45m?則： ?? mNTT ... ax??????????所以所選伺服電機(jī)滿足要求。 Y 向和 Z 向伺服電機(jī)的選擇選擇方法同 X 向伺服電機(jī)的選擇，選擇同一款伺服電機(jī)。31 / 39 絲杠上軸承的校核校核受力最大時軸承的壽命，NFA136027max??NFR30412max??計算當(dāng)量載荷 (525)ARPYX?其中： ——軸承所受徑向載荷；RF ——軸承所受軸向載荷；A ——徑向載荷系數(shù)；X ——軸向載荷系數(shù)；Y，查《機(jī)械設(shè)計手冊》單行本 表 6258 得：???eFRA由，所以： NFARP . ?????軸承壽命計算7206B/DF 角接觸球軸承 ， =；查《機(jī)械設(shè)計手冊》單行本中 3?rC表 6211 取溫度系數(shù) ；查表 6210，取載荷性質(zhì)系數(shù) 。?Tf 1.?Pf由公式： (526))(506)(601 ???? hFfnLPTh該類型軸承適合。 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器是機(jī)械傳動系統(tǒng)中的重要組成部分，用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。廣泛的應(yīng)用于冶金、化工、機(jī)械、車船、電子、飛機(jī)等工業(yè)部門。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯(lián)接。一般動力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接。聯(lián)軸器的選擇原則：32 / 39選擇聯(lián)軸器時，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的載荷性質(zhì)，軸的轉(zhuǎn)速，兩被連接軸的軸線位置偏差，傳動精度等選擇聯(lián)軸器型號。根據(jù)被連接軸的直徑，轉(zhuǎn)速和傳遞扭矩選擇聯(lián)軸器的型號和結(jié)構(gòu)尺寸。具體選擇時應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：原動機(jī)和工作機(jī)的機(jī)械性能 原動機(jī)的類型不同，其輸出的功率和轉(zhuǎn)速，有的平穩(wěn)恒定，而有的卻是波動的。而各種工作機(jī)的載荷性質(zhì)差異更大，有的平穩(wěn)，有的有沖擊或震動。這將直接影響聯(lián)軸器的類型的選擇，是選型的首要依據(jù)之一。對于載荷平穩(wěn)的，可選用剛性聯(lián)軸器，否則選用彈性聯(lián)軸器。聯(lián)軸器聯(lián)接的軸系及其運(yùn)動情況 對于聯(lián)接軸系質(zhì)量大，轉(zhuǎn)動慣量大。而又經(jīng)常啟動、反轉(zhuǎn)或變速的，應(yīng)考慮選用承受較大瞬時載荷并能緩沖吸振的彈性聯(lián)軸器。工作機(jī)的轉(zhuǎn)速高低 對于需要高速運(yùn)轉(zhuǎn)的聯(lián)軸器聯(lián)接，應(yīng)考慮選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)具有高平穩(wěn)精度的特性。其中膜片聯(lián)軸器對高速適應(yīng)性較好。聯(lián)軸器的隊(duì)中和隊(duì)中保持特性 保持良好的隊(duì)中是使運(yùn)轉(zhuǎn)正常的前提，防止產(chǎn)生過大附加載荷及其他不良工況。聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及工作特性 聯(lián)軸器的外形尺寸、安裝、拆卸所需的空間大小和難易程度以及對維護(hù)的要求等都應(yīng)與聯(lián)接機(jī)組的具體配置位置和要求相適應(yīng)。聯(lián)軸器的可靠性，使用壽命和工作黃金 對于要求運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，不允許運(yùn)轉(zhuǎn)工作臨時中斷的傳動，最好選用不許潤滑，無非金屬彈性元件的聯(lián)軸器。有灰塵、潮濕的環(huán)境，應(yīng)用有罩殼的聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的制造、安裝和維護(hù)的成本 在滿足使用要求的條件下，應(yīng)使選擇的聯(lián)軸器成本低，不需維護(hù)以降低維修費(fèi)用。綜合考慮聯(lián)軸器的選用原則，聯(lián)系具體情況，立式加工中心絲杠與伺服電機(jī)的聯(lián)軸器選用彈性膜片聯(lián)軸器。膜片聯(lián)軸器是靠膜片的彈性變形來補(bǔ)償所聯(lián)接兩軸相對位置的偏差，是一種高性能的彈性元件撓性聯(lián)軸器，不用潤滑，結(jié)構(gòu)較緊湊，強(qiáng)度高，使用壽命長，無旋轉(zhuǎn)間隙，不受濕度和油污的影響，適用于高溫、高熱、高腐蝕介質(zhì)的工況環(huán)境。選擇型號為 JMI 1 型彈性膜片聯(lián)軸器。33 / 39結(jié) 論在畢業(yè)之前的最后一個學(xué)期，我們進(jìn)行了此次畢業(yè)設(shè)計。本次工作任務(wù)是完成一臺立式加工中心機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計，在設(shè)計中主要涉及以下幾方面內(nèi)容：機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計、工作臺的設(shè)計、絲杠的選型設(shè)計、伺服電機(jī)的選擇、導(dǎo)軌的選型設(shè)計、主軸的設(shè)計、配重裝置的設(shè)計等。在此次設(shè)計過程中，我查閱了大量與立式加工中心有關(guān)的資料，為本次的設(shè)計打下了良好的理論基礎(chǔ)，在設(shè)計中還參閱了國內(nèi)外的各知名廠家的產(chǎn)品樣本、材料，使所設(shè)計的立式加工中心更接近實(shí)際情況，充分做到理論與實(shí)際相結(jié)合。在以前所學(xué)習(xí)的課程中，我對加工中心有了一定的了解，而在這次設(shè)計中，我通過查閱相關(guān)資料，借閱各種專業(yè)書籍，對所學(xué)知識有了更近一步的了解，在所選擇的結(jié)構(gòu)中，不僅要考慮它們的實(shí)用性，還要考慮它們的經(jīng)濟(jì)性等。對所選擇的部件有的還需要校核以滿足要求，在這次畢業(yè)設(shè)計中我學(xué)到了許多課本上未學(xué)到的知識，同時也鍛煉了我的實(shí)際設(shè)計能力，使我受益匪淺。此次畢業(yè)設(shè)計時間雖然只有一個學(xué)期，但從中學(xué)到的東西會使自己受益一生。對于設(shè)計中的不足之處，還懇請批閱的老師給予批評指正。 34 / 39參考文獻(xiàn)[1] 成大先. 機(jī)械設(shè)計手冊[M]. 5 版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，.[2] 文懷興，夏田 .數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，.[3] 楊黎明. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計手冊[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，.[4] 陸玉. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[M]. 4 版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[5] 許祥泰，劉艷芳. 加工中心實(shí)用技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， .[6] 劉文波，段智敏，陳白寧. 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、原理與編程技術(shù)[M]. 沈陽：東北大學(xué)出版社，.[7] 李建功. 機(jī)械設(shè)計[M]. 4 版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.[8] 馬海榮. 幾何量精度設(shè)計與檢測. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.[9] 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計師手冊（上、下冊）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.[10] 王永廉. 材料力學(xué)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.[11] 沙杰. 加工中心結(jié)構(gòu)調(diào)試與維護(hù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[12] 聞邦椿. 機(jī)械設(shè)計手冊[M]. 5 版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[13] 廉元國，張永洪 . 加工中心設(shè)計與應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.[14] 余夢生，吳宗澤 . 機(jī)械零部件手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.[15] 《機(jī)床設(shè)計手冊》（第三冊）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.[16] 成大先. 機(jī)械設(shè)計圖冊（上、下冊）[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，.[17] . 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