【正文】 179。 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 23 7 9 10 2 表 32 同步齒形帶的齒數(shù)、長(zhǎng)度和寬度 Table32 Synchronous belt teeth, length and width 齒數(shù) Z 模數(shù) m 2 3 4 5 7 10 節(jié)線長(zhǎng)度 Lp 32 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 110 120 140 160 180 200 第三章 同步齒形皮帶輪傳動(dòng) 24 寬度 b 8~32 10~50 12~60 16~80 20~80 25~100 40~120 寬度系列 8,10,12,16,20,25,32,40,50,60,80,100,120 表 33 工作情況系數(shù) Table33 Coefficient of work 工作機(jī) 原動(dòng)機(jī) 啟動(dòng)載荷不超過正常載荷的 150%：鼠籠型電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)（并激），內(nèi)燃機(jī)（ ? 8 缸） 啟動(dòng)載荷是正常載荷的150~250% ：鼠籠型電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)（復(fù)激），同步電動(dòng)機(jī)，內(nèi)燃機(jī)（ 8缸） 啟動(dòng)載荷是正常載荷的250%以上 ：?jiǎn)蜗嘟涣麟妱?dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)（串激），內(nèi)燃機(jī)（ ? 4 缸） 一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間（小時(shí)） 3~5 8~10 16~24 3~5 8~10 16~24 3~5 8~10 16~24 機(jī)床 表 34 增速比系數(shù) Table34 The growth rate coefficient 增速比 ~ ~ ~ ~ Ks 0 表 35 小帶輪最少齒數(shù) Table35 Small pulley at least teeth 小帶輪轉(zhuǎn)速 n1(轉(zhuǎn)／分 ) 模數(shù) m（毫米） 2 。 2 3 4 7 5 1 179。在灰塵雜質(zhì)較多的條件下，則應(yīng)保證帶齒的一定耐磨性。 (2).爬齒和跳齒 原因是同步帶傳遞的圓周力過大、帶與帶輪間的節(jié)距差值過大、帶的初拉力過小等。 (4).其它參數(shù) 齒形帶的其它參數(shù)和尺寸與漸開線齒條基本相同。在 60年代該種規(guī)格制度曾應(yīng)用于日、意、蘇等國(guó)，后隨國(guó)際交流的需要，各國(guó)同步帶規(guī)格制度逐 漸統(tǒng)一到節(jié)距制。179。 (5).惡劣環(huán)境條件下仍能正常工作 盡管同步帶傳動(dòng)與其它傳動(dòng)相比有以上 優(yōu)點(diǎn)，但它對(duì)安裝時(shí)的中心距要求等方面極其嚴(yán)格，同時(shí)制造工藝復(fù)雜、制造成本高。因?yàn)橥綆鲃?dòng)是嚙合傳動(dòng)，其帶輪直徑比依靠摩擦力 來傳遞動(dòng)力的三角帶帶輪要小得多，此外由于同步帶不需要大的張緊力，使帶輪軸和軸承的尺寸都可減小。 同步齒形帶傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) (1).工作時(shí)無滑動(dòng)，有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比 同步帶傳動(dòng)是 一種嚙合傳動(dòng)，雖然同步帶是彈性體，但由于其中承受負(fù)載的承載繩具有在拉力作用下不伸長(zhǎng)的特性，故能保持帶節(jié)距不變，使帶與輪齒槽能正確嚙合，實(shí)現(xiàn)無滑差的同步傳動(dòng)，獲得精確的傳動(dòng)比。但在一定的預(yù)拉力條件下，緊邊和松邊的拉力差有一極限值，超過此值 時(shí)帶就在輪上打滑，傳動(dòng)失效。當(dāng)主動(dòng)輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶與輪面之間便產(chǎn)生摩擦力，將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由主動(dòng)輪傳到從動(dòng)輪。強(qiáng)力層中線定為帶的節(jié)線，帶線周長(zhǎng)為公稱長(zhǎng)度。 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 19 第三章 同步齒形皮帶輪傳動(dòng) 同 步齒形帶傳動(dòng) 是 FXK5045數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系 統(tǒng)的重要部件之一。 179。 電動(dòng)機(jī)選型驗(yàn)算 (1).空行程快速移動(dòng)速度的驗(yàn)算 從 電 動(dòng) 機(jī) 的 運(yùn) 行 矩 頻 率 特 性 曲 線 查 得 fmax=6000HZ 時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 TLF=（空載時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩） m a x 0 .7 5 6 0 0 0 8 4 5 1 8 / m i n 3 0 0 / m i n6 6 1 .3 2 8nfPv mm mml? ??? ? ? ?? (212) (2).工作行程速度驗(yàn)算 當(dāng) TL= 時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)頻率 f=2021Hz 0 .7 5 2 0 0 0 8 1 5 0 6 / m i n 5 0 0 / m i n6 6 1 .3 2 8nfPv mm mml? ??? ? ? ?? (213) 以上計(jì)算，選該型號(hào) FANUC ac12 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，無論是起動(dòng)性能，還是空行程快速第二章 伺服電動(dòng)機(jī) 18 進(jìn)給，還是工作行 程 進(jìn)給速度都能滿足該機(jī)床的設(shè)計(jì)要求。179。 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 15 初選之相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 /??，當(dāng)三相三拍運(yùn)行時(shí)，步距角 ? = ? ，當(dāng)三相六拍運(yùn)行時(shí)，步距角 ? = ? 。 179。 電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算 進(jìn)給系統(tǒng)是與控制脈沖組成的是開環(huán)系統(tǒng)，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)又需要電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度在很寬的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)， 通過輸入脈沖信號(hào)來進(jìn)行控制的，即電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)頻率決定。 控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)是由加 到繞組的電脈沖決定的，即由指令脈沖決定的。同樣，若按 A→ AC→ C→ CB→ B→ BA→ A→…順序通電， 步進(jìn)電機(jī)每步按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過 15176。這種控制方式叫單三拍方式。 圖 23 步進(jìn)電機(jī)工作原理 Stepper Motor Principle 具體為，假設(shè)每個(gè)定子磁極有一個(gè)齒，轉(zhuǎn)子有四個(gè)齒，首先 A 相通電， B、 C 二相第二章 伺服電動(dòng)機(jī) 14 斷電，轉(zhuǎn)子 3 齒按磁阻最小路徑被 A 相磁極產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩吸引過去，當(dāng) 3 齒與A 相對(duì)齊時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)停止；此時(shí)， B 相通電， A、 C 二相斷電，磁極 B 又把距它最近的一對(duì)齒 4 吸引過來，使轉(zhuǎn)子按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過 30176。 步進(jìn)電機(jī)的工作原理 以磁阻式 (反應(yīng)式 )步進(jìn)電機(jī)為例，其工作原理是按電磁吸引的原理工作的。軸向磁場(chǎng)可以改善步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性，發(fā)展趨勢(shì)將取代磁阻式步進(jìn)電機(jī)。 感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)分為勵(lì)磁式和永磁式兩種。 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 (A， B， C)按徑向排列的勵(lì)磁繞組。在直徑方向相對(duì)的兩個(gè)極上的線圈串聯(lián)，構(gòu)成了一相勵(lì)磁繞組，共有三相179。 步進(jìn)電機(jī)的分類及結(jié)構(gòu) 步進(jìn)電機(jī)的分類方式很多，按作用原理分，步進(jìn)電機(jī)有磁阻式 (反應(yīng)式 )、感應(yīng)子式和永磁式三大類。步進(jìn)電機(jī)一定要與控制脈沖聯(lián)系起 來才能運(yùn)行，否則無法工作。直線電機(jī) 容易做到其動(dòng)子用磁懸浮支撐，因而使得動(dòng)子和定子之間始終保持一定的空氣隙而不接觸，這就消除了定、動(dòng)子間的接觸摩擦阻力，因而大大地提高了系統(tǒng)的靈敏度、快速性和隨動(dòng)性；四是工作安全可靠、壽命長(zhǎng)。 直線電機(jī) 直線電機(jī)可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)方面的一種變形，它可以看作是一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿其徑向剖開，然后拉平演變而成。此外，永磁式直流電機(jī)還包括無槽電樞永磁直流電機(jī)、杯型電樞永磁直流電機(jī)和印刷繞組電樞永磁直流電機(jī)等。 伺服電動(dòng)機(jī)的分類 在數(shù)控機(jī)床 中常用的伺服電機(jī)有 :直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和直線電機(jī)等．直流伺服電機(jī)具有良好的調(diào)速性能，在 70 年代、 80 年代的數(shù)控系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用；交流伺服電動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)和控制原理的發(fā)展，性能大大提高，從 80年代末開始逐漸取代直流伺服電機(jī)，是目前主要使用的電動(dòng)機(jī)；步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用在輕載、負(fù)荷變動(dòng)不大以及經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)中。 (2).開發(fā)高精度、快速檢測(cè)元件。常用的執(zhí)行元件有直流寬調(diào)速電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)等。179。比較環(huán)節(jié)的作用是將指令信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行比較，兩者的差值作為伺服系統(tǒng)的跟隨誤差，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路，控制執(zhí)行元件帶動(dòng)工作臺(tái)繼續(xù)移動(dòng)，直到跟隨誤差為零。在閉環(huán)系統(tǒng)中，檢測(cè)元件將機(jī)床移動(dòng)部件的實(shí)際 位置檢測(cè)出來并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)反饋給比較環(huán)節(jié)。常用的執(zhí)行元件是步進(jìn)電機(jī)，通常稱以步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件的開環(huán)系統(tǒng)為步進(jìn)式伺服系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，如果是大功率驅(qū)動(dòng)時(shí)，用電液脈沖馬達(dá)作為執(zhí)行元件。 (4).快速響應(yīng)及無超調(diào) 為了保證輪廓切削形狀精度與低的加工面表面粗糙度，要求伺服具有良好的快速 響應(yīng)特性，同時(shí)無超調(diào)。而數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平的提高首先依賴于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)特性的改善及功能的擴(kuò)大，一般對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)有如下要求： (1).正反向運(yùn)行 機(jī)床在工作過程中，工作臺(tái)根據(jù)加工軌跡的形狀隨 時(shí)都可能要求正向或反向運(yùn)行。 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的作用在于接受來自數(shù)控裝置的指令信號(hào)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng) 部件跟隨指令脈沖運(yùn)動(dòng)，并保證動(dòng)作的快速和準(zhǔn)確，這就要求高質(zhì)量的速度和位置伺服。伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試與選用的電機(jī)及其特性有密切關(guān)系、直接影響伺服系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)品質(zhì)。179。對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)控銑床 FXK5045 也有了一定的認(rèn)識(shí)，其中包括 FXK5045 的基本性能參數(shù)，還有此機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)部分所各自具備的用途，以及擅長(zhǎng)加工哪些圖形的情況都做了一一的描述。 伺服電機(jī)通過同步齒形帶和滾珠絲杠相聯(lián)，編碼器固定在滾珠絲杠的右端將工作臺(tái)的實(shí)際位移信號(hào) 傳遞 給控制系統(tǒng)，屬于開環(huán)控制。179。穩(wěn)定性與系統(tǒng)的慣性、剛性、阻尼及增益等都有關(guān)系，適當(dāng)選擇各項(xiàng)參數(shù)，并能達(dá)到最佳的工作性能，是伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。 (6).無間隙傳動(dòng) 進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)間隙一般指反向間隙，即反向死區(qū)誤差，它存在于整個(gè)傳動(dòng)鏈的各傳動(dòng)副中，直接影響數(shù)控機(jī)床的加工精度。在多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床上，合成速度維持常數(shù)，是保證表面粗糙度要求的重要條件；為保證較高的輪廓精度，各坐標(biāo)方面的運(yùn)動(dòng)速度也要配合適當(dāng)，這是對(duì)數(shù)控機(jī)床和伺服進(jìn)給系統(tǒng)提出的共同要求。第一章 緒論 6 由此可見，機(jī)床本身的精度，尤其是伺服傳動(dòng)鏈和伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)的精度，是影響工作精度的主要因素。因此，在滿足部件強(qiáng)度和剛度的前提下，盡可能減小運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量，減小旋轉(zhuǎn)零件的直徑和質(zhì)量，以減小運(yùn)動(dòng)部件的慣量。 數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的要求 (1).減少摩擦阻力 為了提高數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能和運(yùn)動(dòng)精度，必須減小運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力和動(dòng)，靜摩擦力之差。179。寬179。 1800 mm 工作臺(tái) T 形槽（槽數(shù) 寬度 ? 間距）： 618179。