【正文】 （ 320） 其中： 50b —帶的基本寬度由表 查得： 表 帶的基本寬度 帶型 ＸＬ Ｌ H bs0/mm 當(dāng) mz ?6 時 zk =1，當(dāng) mz =5 時 zk =，當(dāng) mz =4 時 zk =，此處取 zk = 則 1 .1 45 1 .52 5 .4 1 60 .8 0 .7b m m? ? ?? （ 321） 至此 X 向帶輪的設(shè)計已經(jīng)完成，根據(jù)上面的計算數(shù)據(jù)，取標(biāo)準(zhǔn)寬度帶號為 075 的 L型帶，其帶寬 5b =，則帶輪的寬度 fb =。P 其中 AK 為載荷修正系數(shù) 根據(jù)已知工作條件查表取 =2AK , 則 dP ＝ AK 選用 4 級精度的滾珠絲杠。 滾珠絲杠副的精度等級 滾珠絲杠副的精度， [9]按國標(biāo) GB/T ,分為七個等級，即 10 級 ,1 級精度最高，依次降低。失穩(wěn)時的載荷 KF 為： （ 312） 10 N??4422 10 10540? ? ? ? ?[8]2zK f EIF L??……本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 17 其中， ?zf （絲杠承載方式系數(shù)，選用一端固定，一端浮動方式）， I 為截面慣量距， mmmmdI 7441 ????? ?? 臨界載荷 KF 與絲杠工作載荷 mF 之比稱 為穩(wěn)定性安全系數(shù) kn ，如果 kn 大于需用穩(wěn)定安全系數(shù) ??kn ，則該滾珠絲杠就不會失穩(wěn)。 因此所選的滾珠絲杠副剛度符合要求。否則，應(yīng)考慮選用較大公稱直徑的滾珠絲杠。一般 ? 不應(yīng)大于機床進給系統(tǒng)規(guī)定的定位精度值的一半。 L0———滾珠絲杠導(dǎo)程，初選 L0=6mm； v———最大切削力下的進給速度 af———每齒進給量（ mm/齒） af=Z———銑刀齒數(shù)， Z=4 n———銑刀轉(zhuǎn)速，區(qū)別與以上絲杠轉(zhuǎn)速 n，取為 600r/min v=4600=168 r/min n= 01000Lv =(1000168)/6=28000 minr 660L = = ( 6 0 2 8 0 0 0 1 5 0 0 0 ) / = 2 5 2 0 0 ( r )10 nt?? ?? mmFfLC 3? = 3 25200 = 因為 Ca C? ，所以所選滾珠絲杠螺母副符合最大動載荷要求。 f? ———滾動導(dǎo)軌摩擦系數(shù) ～ ，這里取 ； )(NFm……本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 15 G ———移動部件的重力（ N）； LF ———工作臺縱向進給方向載荷； Fc ———工作臺橫向進給方向載荷； Fv ———工作臺垂直進給方向載荷； Fm=＋ （ ＋ 20? ） = 最大動負(fù)載 C 的計算及主要尺寸初選 滾動絲杠最大動載荷 C 可用下式計算： [6]3 mmC L f F? （ 37） 式中： L 為工作壽命，單位為 r610 ， 660 /10L nt? （ 38） n 為絲杠轉(zhuǎn)速 min)/(r ， 0/1000 Lvn ? ； t 為額定使用壽命（ h），可取 t=15000h； mf為運轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，無沖擊取 1~，一般情況取 ~，有沖擊振動取 ~； mF 為滾珠絲杠工作載荷（ N）。它包括滾珠絲杠的走刀抗力及與移動體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。如圖 33 所示： 圖 33 滾珠絲杠螺母副 其參數(shù)具體如表 ： 表 滾珠絲杠螺母副的參數(shù) 規(guī)格 代號 公稱直徑0D 公稱導(dǎo)程0hD 滾珠直徑wD 螺旋升角? 循環(huán)圈數(shù) 額定動載荷)(KNCa 額定靜載荷)(KNCoa 接觸剛度)/( mNKc ? 32 6 325?。如需要完整說明書和 設(shè)計 圖紙等 .請聯(lián)系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設(shè)計下載！該論文已經(jīng)通過答辯 直線滾動導(dǎo)軌副的計算與選型 根據(jù)給定的工作荷載 Fz 和估算的 xW 和 yW 計算導(dǎo)軌的靜安全系數(shù) /SLf C P? 0 （ 32） 式中， C0為導(dǎo)軌的基本靜額定荷載 KN； 工作載荷 ( )ZP F W?? （ 33） 1 . 0 ~ 3 . 0 (SLf ? 一 般 運 行 情 況 ） ~ (SLf ? 運 動 時 受 沖 擊 、 振 動 ） 根據(jù)計算結(jié)果查有關(guān)資料初選導(dǎo)軌： 因系統(tǒng)受到中等沖擊，所以取 ?； ……本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 13 SL xyC f P?0 （ 34） 0 .5 ( )x y Z x yP F W?? （ 35） xP = (F )xW? =(2020+936)=1468N yP =1368N 0XC = SL xfP=4? 1468=5872N 0YC =5472N 根據(jù)計算額定靜荷載初選導(dǎo)軌： 選擇 HJGA 系列滾動直線導(dǎo)軌，其型號為： HJGDA45A，如圖 32 所示： 圖 32 滾動直線導(dǎo)軌副 其參數(shù)如表 、表 ： 表 滾動直線導(dǎo)軌副的參數(shù) 額定載荷 /N 靜態(tài)力矩 /N*M 滑塊 導(dǎo)軌 導(dǎo)軌長度 動載荷 C 靜載荷C0 AT BT CT gK /gKm L(mm) 5500 8770 3 700 表 滾動直線導(dǎo)軌副的參數(shù) 滑座個數(shù) 單向行程長度 每分鐘往復(fù)次數(shù) M SL n 2 4 導(dǎo)軌的額定動載荷 17500aCN? ……本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 14 滾珠絲杠螺母副的選型和校核 滾珠絲杠螺母副類型選擇 選用外循環(huán)，墊片式預(yù)緊方式的滾珠絲杠螺母副。 參考 [1]《數(shù)控機床與編程》選銑刀。設(shè)刀齒上受到切削力的合力為 F，將 F 沿銑刀軸線、徑向和切向進行分解，則分別為軸向銑削力 ，徑向銑削力 和切向銑削力 。圓柱銑刀和端銑刀的 切削部分都可看做車刀刀頭的演變，銑刀的每一刀齒相當(dāng)于一把車刀。 圖 32 XY 工作臺 考慮到 X、 Y 兩個方向的加工范圍接近，承受的工作載荷相差不大，為了減少設(shè)計工作量， X、 Y 兩個坐標(biāo)的導(dǎo)軌副、絲杠螺母副、減速裝置、伺服電動機以及檢測裝置伺服電動機 工作臺 ……本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 11 擬采用相同的型號與規(guī)格， 主要設(shè)計參數(shù)及其依據(jù) X、 Y 方向的脈沖當(dāng)量為 ； X、 Y 方向的定位精度均為 ? mm； 加工范圍為 ㎜； 工作荷載 2020N； 工作壽命 15000h； 時間常數(shù) T=30ms； 快速進給速度 m ax 20 00 / m inV mm? 工作載荷分析及計算 銑削力的分析與計算 銑削運動的特征是主運動為銑刀繞自身軸線高速回轉(zhuǎn)，進給運動為工作臺帶動工件在垂直于銑刀軸線方向緩慢進給（鍵槽銑刀可沿軸線進給）。滾珠絲杠副的傳動精度高、動態(tài)響應(yīng)快、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、效率高、預(yù)緊后可消除反向間隙。它可做成獨立的標(biāo)準(zhǔn)部件，其特點有 1） 剛度高，承載能力大，便于拆裝，可 直接裝在任意行程長度的運動部件上； 2） 具有自調(diào)整能力，安裝基面許用誤差大； 3） 制造精度高； 4） 可高速運行； 5） 高精度保持性好； 6） 可預(yù)加負(fù)載，提高剛度。滾動導(dǎo)軌特別適用于機床的工作部件要求移動均勻、運動靈敏及定位精度高的場合。 2）定位精度高，重復(fù)定位精度可達(dá) 。靜壓導(dǎo)軌較多的應(yīng)用在大型、重型數(shù)控機床上。此外，油液有吸振作用，抗振性好。 塑料滑動導(dǎo)軌是塑料與金屬的摩檫，其動、靜摩檫系數(shù)基本相同，具有良 好的摩檫特性、耐磨性及吸振性，且無爬行，同時又具有生產(chǎn)成本低、應(yīng)用工藝簡單、經(jīng)濟效益顯著等特點。滑動導(dǎo)軌分為普通滑動導(dǎo)軌和塑料滑動導(dǎo)軌。 其他零部件的選擇 導(dǎo)軌副的選用 按導(dǎo)軌結(jié)合面的摩檫性，導(dǎo)軌可分為滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。 （ 6） 可適應(yīng)惡劣的工業(yè)應(yīng)用環(huán) 境。 （ 4） 完善的監(jiān)視和診斷功能。 （ 2） 操作方便。 根據(jù)設(shè)計要求，通過對以上控制系統(tǒng)的比較，選擇 PLC 控制系統(tǒng)。 設(shè)計要求： ； ， CPU的計算速度要求不高； ； 診斷功能； 、體積小、 性價比高。 PLC 的功能：邏輯控制、定時控制、計數(shù)控制、步進 (順序 )控制、 PID 控制、數(shù)據(jù)控制（ PLC 具有數(shù)據(jù)處理能力）、通信和聯(lián)網(wǎng)。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與 PLC 相應(yīng)的 I/O 端相連接，即可投入運行。 PLC 控制系統(tǒng) PLC 的特點： ； ； ； ，維修方便。 單片機在大容量高性能化、小容量低價格化、外圍電路的內(nèi)裝化方面還待發(fā)展。 （ 3） 在機電一 體化中的應(yīng)用 （ 4） 在人類生活中的應(yīng)用。 單片機主要的應(yīng)用領(lǐng)域如下： （ 1） 在測控系統(tǒng)中的應(yīng)用。 （ 3） 低電壓、低功耗。 單片機控制系統(tǒng) 單片機的特點： （ 1） 高集成度、高可靠性。計算機技術(shù)的發(fā)展已使整個人類社會發(fā)生了可觀的變化，自然也應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)和企業(yè)管理中。 計算機控制系統(tǒng) 計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用類型有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)、分級控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。當(dāng)然，步進電機也具有高頻易失步，負(fù)載能力不強的缺點。因為步進電機的輸出轉(zhuǎn)角與控制器提供的脈沖數(shù)有著正比關(guān)系，電機轉(zhuǎn)速與控制器提供的脈沖頻率成正比。 綜上所述，本設(shè)計中， 原始參數(shù)中的脈沖當(dāng)量尚未達(dá)到 ，定位精度也未達(dá)到微米級，空載最快移動速度也只有 2020mm/min，故本設(shè)計不必采用高檔次的伺服電動機，因此可以 選用混合式步進電動機，以降低成本，提高性價比。開環(huán)控制意味著不需要關(guān)于（轉(zhuǎn)子）位置方面的反饋信息。 步進電機的缺點： 1．如果控制不當(dāng)容易 產(chǎn)生共振； 2．難以運轉(zhuǎn)到較高的轉(zhuǎn)速。 步進電機的優(yōu)點： 1．電機旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù)； 2．電機停轉(zhuǎn)的時候具有最大的轉(zhuǎn)矩（當(dāng)繞組激磁時）； 3．由于每步的精度在 3%5%，而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運動的重復(fù)性； 4．優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng)； 5．由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機的壽命僅僅取決于軸承的壽命； 6．電機的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機的結(jié)構(gòu)可以比較簡單，而且控制成本較低； 7．僅僅將負(fù)載直接連接到電機的轉(zhuǎn)軸上，也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)。 步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一 , 廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。 步進電機是一種 感應(yīng)電機 ，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的、多相時序控制器 ?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 步進電機是將電 脈沖 信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的應(yīng)用十分廣泛。缺點是不能經(jīng)濟地實現(xiàn)范圍很廣的平滑調(diào)速，必須從電網(wǎng)吸收滯后的勵磁電流，因而令電網(wǎng)功率因數(shù)變壞。主要用在進給驅(qū)動系統(tǒng)中。 交流伺服電動機 交流伺服電動機特點： ； ； ； 能好； ； 6 .輸出功率大。 直流伺服電機特性原則上與一般直流電機相同，但有很大的改進和變化，已不能簡單的用電壓、電流、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)來描述，需用數(shù)據(jù)表和特性曲線來描述，使用時要查閱這些表和特性曲線。 控制電機的確定 主 要的伺服電動機有：直流伺服電動機、交流伺服電動機、步進電動機 直流伺服電動機 直流伺服電動機是用直流的電信號控制的執(zhí)行元件，是將輸入的電壓控制信號轉(zhuǎn)換為電動機軸上的角位移或角速度進行輸出。它利用齒形帶的齒形與帶輪的輪齒依次嚙合傳遞運動和動力，因而兼有帶傳動、齒輪傳動及鏈傳動的優(yōu)點，且無相對滑動，平均傳動比較準(zhǔn)確，傳動精度高，而且齒形帶的強度高、厚度小、重量輕，故可用于該設(shè)計的傳動。 綜上所述，本設(shè)計要實現(xiàn)精確的傳動，那么選擇帶中的同步齒形帶。 蝸桿傳動的缺點：摩擦損失較大，效率低，工作時發(fā)熱量大。 齒輪傳動的缺點： （ 1） 制造及安裝 精度要求高； （ 2） 價格較貴，不宜用于傳動距離過大的場合； ( 3 ) 易產(chǎn)生低頻振蕩。 鏈傳動的應(yīng)用場合：用在轉(zhuǎn)速不高，兩軸中心距較大，要求平均傳動比準(zhǔn)確的場合。 1 鏈傳動 鏈傳動的優(yōu)點： （ 1） 平均傳動比準(zhǔn)確，壓軸力??； ( 2) 效率較高；