【正文】 的鋼球，使滑塊與導軌之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，大大的降低了二者之間的摩擦阻力，從而獲得：動、靜摩擦力之差很小，隨動性極好，即驅動信號和機械的滯后時間間隔極短，有益于提高數控系統(tǒng)的響應速度和靈敏度。當導軌與滑塊做相對運動時，鋼球就沿著經過淬硬和精密磨削加工而成的四條滾道滾動，在滑塊的端部鋼球又通過返向裝置（返向器）進入返向孔后再進入滾道，鋼球就這樣周而復始的進行滾動運動。 機床導軌的選擇 滾動導軌的結構由于所設計的為數控水射流切割機床，所以采用滾動導軌。（4） 剛度校核 工作負載 滾珠絲杠的基本導程 彈性模量 滾珠絲杠的截面面積 由于滾珠絲杠在工作的過程中受拉伸作用，因此采用下面的公式， 其中， 則， 在M的作用下滾珠絲杠每一導程上的扭轉角 M作用在絲杠上的扭矩G切變摸量 滾珠絲杠截面慣性矩 代入數據進行計算： 其中 有經濟數控機床設計，表6—9 選擇F級滾珠絲杠。 電機的功率 克服摩擦力所需要的功率安全系數克服慣性力所需要的功率 克服慣性力所需要的電機軸的扭矩電機的轉速 傳動鏈的效率 J轉化到電動機軸上的效果轉動慣量 電動機的角速度 t電動機的啟動時間，對于中型機床 各傳動件的轉動慣量： 各回轉件的轉動慣量 各回轉件的角速度 各直線運動件的質量 各直線運動件的速度 選取的滾珠絲杠的直徑d0=20mm，長度L=300mm則滾珠絲杠的質量為： =103 =則滾珠絲杠的轉動慣量為： 假定該滾珠絲杠帶動部分的部件質量為M=30Kg，假設最大的運動速度為：，有 由于絲杠通過聯軸器與電機相連接，則他們的轉速一樣，選擇電機的轉速為 ＝45W由于該部分的運動方向為垂直方向的運動，沒有正壓力，所以沒有摩擦力的影響，即， P=K * (Pin+Pfr)=45= 因此，（1） 滾珠絲杠副的最大負載： （2） 滾珠絲杠的壽命計算假定滾珠絲杠的的使用壽命是，絲桿的工作長度為，絲杠的硬度為，工作溫度不超過，工作時溫升不超過，可靠性要求為95%，則滾珠絲杠的壽命為： 滾珠絲杠的轉速T滾珠絲杠的壽命時間，對于數控機床，取T=15000在絲杠工作的過程中，沒有切削力的影響，只有慣性力及自身產生的重力，因此，負載在工作時幾乎不變。 Z向電機的選擇同樣采用金屬切削機床里面快速電機的計算方法來選擇Z向的電機，在切削時，同樣沒有切削力，也只考慮機床自身的部件質量，慣性力，摩擦力的影響。m △L2=L0φ/(2π)=107/(2)=103um △L=△L1+△L2=103+103＝103um △=100△L/L0=100/103＝ （5） 穩(wěn)定性計算 E絲杠材料的彈性模量 L絲杠的工作長度J截面的慣性矩，對于實心的圓柱體 絲杠的軸端系數 （一端固定，一端鉸支， 其中， J=πd4/64=44/64＝ Pr=21106(其中，d0=40mm Ph=5mm L=2600mm C0a=51758 mm Ca=14456mm 傳動效率的計算 螺旋升角 摩擦角 滾珠絲杠的摩擦系數為，在這里取，則其摩擦角， 。 Y向滾珠絲杠的選擇計算假定滾珠絲杠副的材料硬度為，工作溫度低于100度，工作時的溫升低于4度，可靠性要求為95%，根據這些條件來選擇計算滾珠絲杠。n/(9550ηΣ)=1000/(9550)≈77W Pfr=MuV/(6120ηΣ )=10/(6120) =P=K * (Pin+Pfr)=(77+m2 則， Tin=Jω1/t =103105/ ≈J1＝1/2mr2=1/2202106 ＝103Kg Y方向電機的選擇計算我所設計的機床在切學的過程中沒有切削力的影響，因此按照金屬切削機床快速電機的選擇計算來進行選擇，只考慮摩擦力和慣性力的影響。m △L2=L0φ/(2π)=107/(2)=103um △L=△L1+△L2=103+103＝103um △=100△L/L0=100/103＝ （2） 穩(wěn)定性計算 E絲杠材料的彈性模量 L絲杠的工作長度J截面的慣性矩，對于實心的圓柱體 絲杠的軸端系數 （一端固定，一端鉸支， 其中， J=πd4/64=44/64＝ Pr=21106(其中，d0=40mm Ph=5mm L=2600mm C0a=51758 mm Ca=14456mm 傳動效率的計算 螺旋升角 摩擦角 滾珠絲杠的摩擦系數為，在這里取，則其摩擦角， 。 X向滾珠絲杠的選擇計算假定滾珠絲杠副的材料硬度為，工作溫度低于100度，工作時的溫升低于4度，可靠性要求為95%，根據這些條件來選擇計算滾珠絲杠。n/(9550ηΣ)=1000/(9550)≈131W Pfr=MuV/(6120ηΣ )=10/(6120) =P=K * (Pin+Pfr)=(131+m2 則， Tin=Jω1/t =103105/ ≈J1＝1/2mr2=1/2202106 ＝因此，選擇第二種支撐形式滿足設計的要求，比較簡單，也比較經濟 X方向電機的選擇計算我所設計的機床在切學的過程中沒有切削力的影響，因此按照金屬切削機床快速電機的選擇計算來進行選擇，只考慮摩擦力和慣性力的影響。有上面的機床的設計參數可以看出，要求Z向的行程為300MM，而Y向行程要求為2650MM，行程比較大，滾珠絲杠的第四種形式不適合要求，而第一種支撐形式結構復雜，安裝困難，成本較高，不經濟。（4）一端固定，一端自由該種支撐形式使用于低轉速，中等精度，軸向較短的絲杠。（2）一端固定，一端鉸支該種支撐形式使用于中等轉速，高精度的情況下。因此，選用滾珠絲杠，而不選擇滑動絲杠。無側隙、剛性高滾珠絲杠副可以加予壓,由于予壓力可使軸向間隙達到負值,進而得到較高的剛性(滾珠絲杠內通過給滾珠加予壓力,在實際用于機械裝置等時,由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強)。濕度進行了嚴格的控制,由于完善的品質管理體制使精度得以充分保證。在省電方面很有幫助。滾珠絲杠與滑動絲杠相比有以下特點：與滑動絲杠副相比驅動力矩為1/3 由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲母之間有很多滾珠在做滾動運動,所以能得到較高的運動效率。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應用于各種工業(yè)設備和精密儀器。滾珠絲杠由螺桿、螺母和滾珠組成。權衡二者，采用第一種方法，既采用交流伺服電機通過聯軸器和滾珠絲杠的方式。2. 交流伺服電機通過一對調隙齒輪和滾珠絲杠相連接。由于交流伺服電機也可以和滾珠絲杠進行相連，這樣的結構比較簡單，擬采用這種簡單的結構。采用交流伺服電機調速系統(tǒng)已經成為了數控機床的主要調速方法。交流伺服驅動系統(tǒng)的最大優(yōu)點是交流電機容易維修，制造簡單，易于向大容量、高速度方向發(fā)展，適合于在較惡劣的環(huán)境中使用。下面的設計根據以上的建議來進行。盡可能的提高加速能力。2. 縮短傳動鏈，提高傳動與支撐剛度，如采用加預緊的方法提高滾珠絲杠副的剛度和滾動導軌副的傳動與支撐剛度；采用大扭矩，快調速的交流伺負電機直接的與滾珠絲杠相連接以減少中間的傳動機構。 這里所說得機械系統(tǒng)一般的包括減速裝置，絲杠螺母副等機構?？梢钥闯觯捎媒涣魉欧姍C的調速系統(tǒng)已成為數控機床主要的調速方法。交流伺服電機的優(yōu)點是沒有電刷，避免了滑動摩擦，運轉時無火花，進一步提高了可靠性，交流伺服電機也可以直接與滾珠絲杠相互連接，調速范圍與大慣量直流伺服電機相近。直流伺服電機的結構復雜，經常需要維修。小慣量直流伺服電機的最大特點是轉速高，用于機床進給驅動時，必須采用齒輪減速箱，為了省去齒輪箱，70年代，美國蓋梯茨公司首先研制成功了大慣量直流伺服電機，又稱寬調速直流伺服電機，可以直接的與機床的絲杠相連。60年代初期，美國和歐洲采用液壓伺服系統(tǒng)。第4章 數控水射流切割機床的傳動系統(tǒng)設計第4章 數控水射流切割機床的傳動系統(tǒng)設計 伺服系統(tǒng)的發(fā)展最早的數控機床采用步進電機和液壓轉矩放大器（又稱電液脈沖馬達）作為驅動電機。橫向和縱向進給機構設計為鋼板焊接的形式，這種形式結構比鑄造結構簡單，生產的周期比較短，剛度也比鑄造結構大，并且尺寸也比較小，因此，采用焊接鋼板的形式。并且成本低，可以降低機床的制造成本。由上面的分析，我選擇了焊接立柱，并且截面的形狀為方形，因為我所設計的機床的立柱主要的承受彎矩，別切采取封閉的方形結構，這樣剛度比較大，為了防止其剛度不夠，發(fā)生變形，并加肋板提高其剛度，具體形狀見設計圖紙。4） 封閉的截面比不封閉的截面的剛度大。3） 圓形截面的抗扭剛度比方形的大，而方形的抗彎剛度比圓形的抗彎剛度大。1） 無論是圓形，方形和矩形都是空心的比實心的剛度大。在其他的條件相同的時候，抗彎和抗扭剛度與截面慣性矩有關。提高支撐件自身的剛度抵抗支撐件自身變形的能力稱為支撐件自身的剛度，它與材料，形狀以及尺寸有關系。同樣，縱向進給機構也采用同樣的連接方法。機械部分的連接采用焊接和螺釘連接方式，立柱與底座通過16個螺釘固定在底座上面，橫向進給機構通過夾一塊墊板，也采用螺釘的形式與立柱相連接。立柱采用鋼板進行焊接，采用焊接立柱，由于立柱要支撐橫向和縱向進給機構，承受的力比較大，因此采用鋼板焊接的形式。并且在鑄造和焊接以后要進行時效處理。在使用的過程中，內應力可能重新分布和逐漸的消失可能