【正文】 13 （ 7） =50+= 3) 最大切削載時所需力矩 M切 00 2 Xf FLM M M i??? ? ?切 ……………………………………………式（ 8） 1 4 6 7 0 .65 0 9 .7 1 7 5 .5 .2 0 .8 1 .5 N c m? ?? ? ? ??? 從上面計算可以看出 QM 、 KM 、 M切 三種工況下 ,以最大切削載時所需轉(zhuǎn)矩最大 ,即以此項作為校核步進(jìn)電機(jī) 轉(zhuǎn)矩的依據(jù) . 查得：當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為兩相四拍時， /MM?? jmax切 = 故最大靜力矩 Mjmax=?m，而電機(jī)保持轉(zhuǎn)矩為 最大靜力矩 Mjmax，大于所以滿足要求！ 但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動矩頻特性和運轉(zhuǎn)矩頻特性。 i— 傳動比 。 i— 傳動比 。 L— 圓柱體長度 (cm)。 。 mF — 進(jìn)給牽引力 (N)。由公式 (2— 2) Pk＝ fk? 2EI/(Kl)2 Pmax 式中 fk＝ 2(雙推一簡支 )， E＝ 108(Pa)， I＝ ? /32d14＝ ? /32 =(cm)4 (d1＝35mm) 取 K＝ 4， l＝ ls＝ 125cm 則 Pk＝ 2 108 ／ (4 1202)= 106 Pmax (3) 剛度的驗算。fH= （ HRC 為 58 時 ),fw＝ (平穩(wěn)或輕度沖擊時 )， Pmax＝ Fx 十 F 摩 ＝ 1800+700＝ 2500(N) 則 Q＝ 3L fH fw Pmax=20203(N) 查有關(guān)滾珠絲杠額定載荷 C0＝ 79339＞ Q。由公式 (2— 1) Q＝ 3L fH fw Pmax＞ C0。 由于在選擇絲杠時，是根據(jù)類比法選的，故應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)項目的進(jìn)一步校核。 ／ step，為保證帶負(fù)載能正常加速起動和定位停止，電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩 Tq 必須滿足 Tq＞ T2∑ 由表 3— 7 可知， Tq／ Tjmax＝ 0． 87，則 Tq＝ 0． 87 7． 84＝ 6． 82(Nm)，故選用合適。如果取安全系數(shù)尺＝ ，則步進(jìn)電機(jī)可按以下總負(fù)載轉(zhuǎn)矩選取 T2∑ ＝ K T1∑ ＝ ＝ (Nm) 若選用上述預(yù)選的電機(jī) 110BF003，其最大靜轉(zhuǎn)矩 Tjmax＝ 。以最不利于啟動的快進(jìn)速度計算時，設(shè)啟動加速 (或制動減速時間為 t? ＝ (一般在 ～ 1s 之間選取 )，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速? m＝ 2? nm/60＝ 2? ／ 60＝ [1／ s]，取加速曲線為等加 (減 )速梯形曲線，故角加速度為 ? m＝ ? m/ t? ＝ ／ ＝ (1/s2) 則 T 慣 ＝ [J]m? m＝ 103 ＝ (Nm) (7)計算步進(jìn)電機(jī)輸出軸上總負(fù)載轉(zhuǎn)矩 T∑ ＝ [J]m十 T 慣 ＝ +=(Nm) 步進(jìn)電機(jī)的匹配選擇 上述計算均未考慮機(jī)械系統(tǒng)的傳動效審，當(dāng)選擇機(jī)械傳動總效率 ? ＝ 時： T1∑ ＝ T∑ ／ ? =／ =(Nm) 在車削時，由于材料的不均勻等因素約影響，會引起負(fù) 載轉(zhuǎn)短突然增大，為避免汁算上的誤差以及負(fù)載轉(zhuǎn)矩突然增大引起步進(jìn)電機(jī)丟步，從而引起加工誤差，可以適當(dāng)考慮安全系數(shù)。 (5) 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 [T] m。由于絲杠承受袖向載荷，又由于采取了一定的預(yù)緊措施，故滾珠絲杠會產(chǎn)生摩擦阻力矩。現(xiàn)預(yù)選電機(jī)為 110BF003，其電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動慣量為 104 (Kgm2)* 由式 (6— 4)可知 [J]k=1/4? 21mj M??i(Vi/nk)2+1nj J??j(nj/nk)2 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 9 式中 Vi 采用最不利于機(jī)床起動時速度，這里選用快進(jìn)給速度 V 溜 ＝ 2m／ min； 則 nk=nm(電機(jī) )＝ V 溜 ? ／ (360δ )＝ 4l (r／ min)； Mi＝ 400Kg(全部直線運動部件的總質(zhì)量 )； nz1＝ nm； nz2＝ nz1/i＝ (r／ min)。 ；df1＝ mZ1=31(mm)， df2＝ mZ2＝ (mm)， de1＝ df1十 26＝ (mm)， de2＝ df2十 2h＝(mm)。δ = 6/360 = 故可取 Z1＝ 2 Z 2＝ 23。設(shè)減速比為 i，則 i＝ ? (3) 等效轉(zhuǎn)動調(diào)量計算。 (2) 摩擦阻力。但這樣計算， Fzmax往往很大，因原機(jī)床主電機(jī)功率是按最大原則選取的。假設(shè)采用的切削用量范圍： v＝ ／ s； ap＝ 5mm； f＝，則其主切削力 (可根據(jù)切削原理近似公式計算 )Fz＝ 3000N(垂直向 )，取Fx＝ Fz＝ 1800N(縱向 )， Fy＝ Fz＝ 1500N(橫向 )(根據(jù)機(jī)床設(shè)計手冊 在一般車外因時只， Fx＝ (～ ) Fz， F、＝ (～ ) Fz。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動計算 1 縱向進(jìn)給運動的負(fù)載分析 步進(jìn)電機(jī)的負(fù)載有外力負(fù)載 (切削力 )、摩擦負(fù)載和慣性負(fù)載，所選步進(jìn)電機(jī)必須克服這些負(fù)載才能作正常的進(jìn)給驅(qū)動。 m,大于 ST = （ 2）確 定最大靜轉(zhuǎn)矩 ST 由表 248 給出的機(jī)械傳動系統(tǒng)空載啟動力矩 qT 與所需的步進(jìn)電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩 1sT 的關(guān)系可得 1 3 .6 0 3 4 .1 60 .8 6 6 0 .8 6 6Ps TT N m N m? ? ? ? ? 機(jī)械傳動系統(tǒng)空載啟動力矩 qT 與所需的步進(jìn)電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩 2sT 的關(guān)系為 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 8 2 1 .0 9 1 3 .6 40 .3 0 .3GJs TT N m N m? ? ? ? ? 取 1sT 和 2sT 中的較大者為所需的步進(jìn)電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩 ST ,既 ST = m；轉(zhuǎn)動慣量 ,4kg ? ?ef 1 . 0 5 0 . 0 4 1 m 1 . 0 9 1 mGJT T T N N? ? ? ? ? 選擇驅(qū)動電動機(jī)的型號； （ 1）選擇驅(qū)動電動機(jī)的型號。 ①空載時（快進(jìn)力矩），得 ? ?e f 0 . 1 6 2 0 . 0 4 1 m 0 . 2 0 3 mKJT T T N N? ? ? ? ? ②切削時（工進(jìn)力矩），得 ? ?1 . 0 5 0 . 0 4 1 1 . 0 9 1G J e tT T T N m N m? ? ? ? ? 計算電動機(jī)軸上的加速力矩 apT 根據(jù)以上計算結(jié)果，初選 110BF003 型反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)，其轉(zhuǎn)動慣量mJ = cm ；而進(jìn)給傳動系統(tǒng)的負(fù)載慣量 dJ = 2kgcm ；對開環(huán)系統(tǒng)，一般侵權(quán)去加速時間 at = 。絲杠每轉(zhuǎn)一圈機(jī)床執(zhí)行部件軸向移動距離 L=6mm=，進(jìn)給傳動系統(tǒng)的傳動比 i=，進(jìn)給傳動系統(tǒng)的總效率 ? =，則由式（ 254）得 2 3 4 0 . 3 4 0 . 0 0 6 1 . 0 52 2 3 . 1 4 0 . 8 5 2 . 5nc FLT N m N mi?? ?? ? ? ? ???? （ 2）計算電動機(jī)軸上的摩擦負(fù)載力矩 T? 。 1 2 3 422111( ) ( )d Z Z Z Z r LJ J J J J J Jii? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2110 .4 1 .5 0 .4 2 .6 3 .6 3 0 .7 51 .9 6 6 .2 5 k g c m??? ? ? ? ? ? ? ? ????? cm?? 計算電動機(jī)軸上的負(fù)載力矩 （ 1）計算電動機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩 cT 。 已知滾珠絲杠的密度為 3 3= 10 kg/cm? ? ? ?3413 4 4 4 220 .7 8 1 00 .7 8 1 0 2 .5 1 0 3 .2 3 6 2 .5 1 2 .53 .6 3nr j jjJ D Lk g c mk g c m?????? ? ? ? ? ? ? ? ???? （ 2）計算作用在絲杠軸上移動部件的轉(zhuǎn)動慣量 LJ 已知機(jī)床縱向進(jìn)給系統(tǒng)執(zhí)行部件的總質(zhì)量 m=；絲杠軸每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動的距離 L=，則得 22 81 .63 52 2 4L LJ k g c m k g c m?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? （ 3）計算各齒輪的轉(zhuǎn)動慣量。 西北工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 4 溜板箱 ：是車床進(jìn)給運動的操縱箱，內(nèi)裝有將光杠和絲杠的旋轉(zhuǎn)運動變成刀架直線運動 的機(jī)構(gòu)，通過光杠傳動實現(xiàn)刀架的縱向進(jìn)給運動、橫向進(jìn)給運動和快速移動，通過絲杠帶動刀架作縱向直線運動，以便 車 削螺紋。 絲杠與光杠 ：用以聯(lián)接進(jìn)給箱與溜板箱，并把進(jìn)給箱的運動和動力傳給溜板箱，使溜板箱獲得縱向直線運動。 圖 CA6140 車床的外形結(jié)構(gòu)圖 11．床腿 7．回轉(zhuǎn)盤 主軸箱 ：又稱床頭箱，它的主要 任務(wù)是將主電機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)過一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時主軸箱分出部分動力將運動傳給進(jìn)給箱。加工范圍較廣，適合于中小型的各種軸類和盤套類零件的加工；能車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、各種環(huán)槽、成形面及端面；能車削常用的米制 、英制、模數(shù)制及徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋，也可以車削加大螺距螺紋、非標(biāo)準(zhǔn)螺距及較精密的螺紋；還可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、滾花和壓光等工作。 下面 便以 CA6140 型車床為例，利