【正文】 在此，我再 一次向大家說聲謝謝 。其次 還 要感謝我的同學(xué) 徐照寶 對我無私的幫助，特別是 在伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理 方面，正因為如此我才 有可 能順利的完成設(shè)計 。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣但是 王 老師仍然 不厭其煩的細(xì)心地糾正圖紙中的錯誤。 在這里首先要感謝我的 導(dǎo)師王志奎老師 。 經(jīng)過 3 個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個 專升本學(xué)生的 畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏 和專業(yè)基礎(chǔ)知 識掌握不牢 ，難免有許多考慮 不到 的地方 。同時也使我學(xué)會了該如何去做一個真正的設(shè)計，以及它的步驟和思想方法。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使得自己在查閱華中數(shù)控車床使 用說明書和運(yùn)用其中的數(shù)據(jù)以及中英文翻譯還有運(yùn)用專業(yè)知識和 CAD 繪圖等方面的能力有了較大幅度的提升，對如何將機(jī)電互相結(jié)合起來有了非常深刻的認(rèn)識，這也彌補(bǔ)了原來學(xué)習(xí)中的很多不足之處，也為自己以后從事機(jī)械方面的工作打下了堅實的基礎(chǔ)，而且積累了一定的經(jīng)驗提高了發(fā)現(xiàn)問題分析問題解決問題的能力，對設(shè)計工作有了一定的認(rèn)識。在三個多月的畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中，更讓我認(rèn)識到理論聯(lián)系實際的重要性，如果只有理論而沒有進(jìn)行實踐是絕對不行的。在設(shè)計之前，我對我們學(xué)校的一些數(shù)控車床進(jìn)行了現(xiàn)場觀察，主要看了機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，與此同時并結(jié)合自己的課題對機(jī)床的總體布局做了進(jìn)一步的研究規(guī)劃，并且 通過查閱資料以及現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計手冊，最終設(shè)計出了滿足數(shù)控車床需要的橫向進(jìn)給系統(tǒng)及縱向進(jìn)給系統(tǒng)。我設(shè)計的是數(shù)控車床步進(jìn)伺服系統(tǒng)，主要設(shè)計內(nèi)容是對數(shù)控車床步進(jìn)伺服系統(tǒng)中的橫向進(jìn)給系統(tǒng)還有縱向進(jìn)給系統(tǒng)的行設(shè)計。 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計 22 結(jié)束語 畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)期間所學(xué)到的知識的一次總結(jié)與綜合性運(yùn)用，是對以前每門課程設(shè)計的綜合運(yùn)用，是對我們所學(xué)知識的最終檢驗。 由綜合抗拉剛度 minK 引起的反向死區(qū)誤差： mKF ? 0 4 0 822 3m inm a x ?????? 由傳動剛度變化引起的定位誤差： ?? )51~31(10)11( 3m a xm i nm a x ???? KKFK （ 41） mmKKFK????8~)104 4 2 1101 0 4 1( 0 8)51~31(10)11(333m a xm i nm a x??????????? 目前高精度的小型機(jī)床，死區(qū)誤差控制到 5um 或更小；較高精度的中小型 機(jī)床控制在 m25~ ?）（ 之間；而中型控制的大型點(diǎn)控制的數(shù)控機(jī)床約為 m125? 左右，通過以上計算數(shù)值計算誤差在允許 范圍內(nèi)。我選擇的是三角形導(dǎo)軌和平面導(dǎo)軌的組合，因為這種組合形式的導(dǎo)數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計 19 軌如圖 35 所示，它具有三角型導(dǎo)軌和矩形組合導(dǎo)軌兩者都有的基本特點(diǎn)，但是由于它沒有閉合導(dǎo)軌裝置，所以只能應(yīng)用在受力向下的工作場合中。除此之外，導(dǎo)軌水平面與垂直方向上的誤差的相互影響會給制造以及檢驗和維修帶來非常的不便 [7][8]。為了提高它的導(dǎo)向性，我們可以使用較小的頂角一般情況下取 600 為宜。但是壓板仍需要有間隙調(diào)整裝置。導(dǎo)軌的尖頂朝上的稱之為三角形導(dǎo)軌，尖頂朝上的稱之為 V型導(dǎo)軌。 本課題設(shè)計所選用的是對稱三角行凸型導(dǎo)軌（如圖 34）所示。 導(dǎo)軌 副 的設(shè)計和選型 一般情況下我們常用的導(dǎo)軌截面形狀分為三角形（分對稱、不對稱兩種）矩形、燕尾形及圓形等四種。它的模數(shù)是節(jié)距與 ? 之比既 m=t/? 代表帶的基本特性尺寸，是齒形帶尺寸計算的一個重要的依據(jù)，一般來說我們?nèi)?mm)10~1(m ? 。 圖 33帶輪結(jié)構(gòu)圖 同步齒形帶的主要技術(shù)參數(shù)：節(jié)距 t是相鄰兩個齒在節(jié)線上的距離。而圓弧齒同步齒形帶均化了應(yīng)力，改善了嚙合條件。如圖 33所示為同步齒形帶連接的三種不同結(jié)構(gòu)圖，主要是小輪兩端的固定有不同的變化。 齒形帶根據(jù)它的齒形的不同又分為梯形齒同步帶還有圓弧齒同步帶。使用同步齒行帶傳動是一種新型的帶傳動，進(jìn)來同步齒形帶傳動在數(shù)控機(jī)床上得到了非常廣泛的應(yīng)用。 ??? 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計 17 電動機(jī)驗算： min333n m r? ，則對應(yīng)的運(yùn)行頻率為： 36033360 360 Hnf mm ?????? ??? 從 01865862 ?QS 矩頻特性曲線上可以看出此時電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩大于 eqT ，故電機(jī)滿足要求。 從 503562 BQS ? 的矩頻特性曲線上可 以看出此時電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩大于 eqT ，故電機(jī)滿足要求。 下面我們來看一下我選用的步進(jìn)電機(jī)的外形尺寸。 步進(jìn) 電機(jī)的選擇 本節(jié)內(nèi)容是 關(guān)于步進(jìn)電機(jī)的計算及選型，能夠合理的選擇步進(jìn)電機(jī)也是一個非常重要的內(nèi)容，一般情況下我們希望步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩大，它的啟動頻率和運(yùn)行頻率很高，步矩誤差相對小，但是性能價格比高。 驗算額定靜載荷： 合格asoa CFfC 0m a x 2 9 1 ????? 。 驗算滾珠絲杠穩(wěn)定性：取絲杠最大受壓強(qiáng)度： mmLuLc 11481 ?? 6 8 0 4 7101 1 4 8 14221 ????????cLdkkFc 。 軸承預(yù)加負(fù)載： NFFB 9 8 135 9 4 4 731 m a xv ??? 由條件 NFvFmm BY 4 0 6,12d ??? 所以選擇 51106 推力球軸承其主要參數(shù)為： mm11,mm47,30d ??? BDmm 。 驗算絲杠抗拉強(qiáng)度： 4,10022dMP pp ??? ?取 (318) 合格取 m a x22 4 3 0 64 0 04,1 0 0 2 FdMP pp ?????? ??? Z 方向滾珠絲杠螺母副的設(shè)計 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計 13 計算絲杠導(dǎo)程： hP ≥maxmaxNV =6mm 計算當(dāng)量載荷：移動部件估算，取 ,100m ?? ?kg NF 2 0 0 0m in ???? NFFF z i nm a x ????? NFFF m m i nm a x ?????? 計算預(yù)期當(dāng)量載荷：取預(yù)緊系數(shù) NFfe 。 14221 ????????cLdkkFc 驗算滾珠絲杠副極限轉(zhuǎn)速： 722 10??Lfdnc (316) 合格m a x72 272 2 m i n1708410416 nrLfdn c ??????? 驗算額定靜載荷： maxFfC soa ? (317) ?sf 靜安全系數(shù)，一般取 1～ 2，有沖擊及振動時取 2～ 3； ?maxF 軸向最大載荷。 mNFZdKK aQbb ? 233 m a x20 ????????? 453 606 60s 222 ?NLdKu???? mNR ?442? )111(1 ?????RKKKbs 驗算滾珠絲杠壓桿穩(wěn)定性：取絲杠最大受壓長度 mmLuLc 3481 ?? 5214221 10??cc LdkkF (315) ?cF 臨界壓縮載荷， N。 sK —— 滾珠絲杠副的預(yù)拉剛度， N/181。m。 選擇軸承型號規(guī)格： NFvFmm BY 4 0 6,12d ??? ,所以選擇 51101 型推理球軸承其主要參數(shù)為： mm9,mm26,12d ??? BDmm 驗 算系統(tǒng)剛度： 定位精度 F （ 311） 0 ?NF ????定位精度 3 m a x20 aQbb FZdKK ??? （ 312） Qd — 滾子體直徑， mm； Z— 滾珠數(shù)； maxaF — 最大軸向載荷。 4 33u ????????? tLC 則預(yù)拉伸力 NtdF t 1 22 ?????? 軸承的選擇：軸承所受最大軸向載荷： NFFF tB 2 1 0 1 0m a xm a x ????? ,軸承內(nèi)經(jīng)略小于 ,取d=12mm。 mmWLa mm 2 ???? ? ， 查機(jī)械設(shè)計手冊，由計算出來的 mam dCP 2h , 選取 31604?FFZD 型絲杠。已知行程為 300mm。 X 方向滾珠絲杠螺母副的設(shè)計 計算絲杠導(dǎo)程： hP ≥maxmaxNV =2020/500=4mm ?maxV 工作臺的最大快移速度； ?maxn 電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速 31060 ?? DnV ? （ 31） 計算當(dāng)量載荷： sDnV 1 0 0 0853 2 0 0 060 ??????? ? D—— 最大回轉(zhuǎn)直徑 ???? ?（切屑力） ????? 7 9 X 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計 10 NFF Z 7 9 ???? 移動部件估算，取 ,30m ?? ?kg NF in ???? NFFF X 0 4 8m i nm a x ????? 32 m inm a x FFFm ?? （ 32） NFFF m m i nm a x ?????? 計算預(yù)期當(dāng)量載荷： 取預(yù)緊系數(shù) NFfe 。所以它將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動改變?yōu)橹本€運(yùn)動的同時也可以將直線運(yùn)動改變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動。還有一點(diǎn)就是他不能自鎖。 當(dāng)然了，滾珠絲杠螺母副也有一些缺點(diǎn)。 （ 3）它的使用壽命也比 一般的絲杠要長，因為它是滾動摩擦，所以他們零件之間的摩擦力就很小，精度就很高從而壽命就很長。因為它的摩擦系數(shù)很小并且動靜系數(shù)接近，所以它的傳動平穩(wěn)，靈活。 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計 9 圖 31 滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)圖 （ 1）它具有傳動效率，我們只到滾珠絲杠螺母副的機(jī)械傳動效率是普通絲杠螺母副的 3到 4倍之多，估計滾珠絲杠螺母副的傳動