【正文】 （ 3）與導軌滑塊的連接設計 工作臺需要與 4 個導軌滑塊連接，故在工作臺底端設置 4 個與滑塊連接的裝置。 （ 2） T 形槽設計 圖 25 T 型槽尺寸示意圖 根據(jù)工作臺尺寸及厚度均勻原則。 工作臺設計 工作臺是零件加工的場所，是采用鑄造技術，自行設計制造。假設壽命要求為 15000 Km。 圖 24 工作受力示意圖 (1)首先考慮重力 w 和豎直切削力 Fc 的作用： () (2)再考慮 F（ F=Fq）的作用： () () (3)綜合載荷： () () (4)將最大縱向進給力、最大豎直切削力及最大工件及工作臺重量代入公式，假設工件中心到絲杠中 心的距離為 250mm，兩滑塊之間的距離為 500mm。 只考慮縱向進給力 F，重力 w，和豎直切削力 Fc 對滑塊的影響。 一般情況下加工中心均是 采用兩根導軌條，每條導軌上有兩個滑塊。 ： 滾動導軌 主要是受到 切削力 、 工件和工作臺重力的影響，在 進行 受力分析時必須將兩者 同時 進行 考慮。 導軌的設計計算 滾動導軌的設計主要是根據(jù) 滾動 導軌的工作條件 來選取 滾動導軌的型號，并進行合理的配置。 空載加速時，主要 是 克服慣性，如果選擇 A60020 型 號電機，則總慣量為： () 一般情況下， 伺服電動機的加速時間用 tac 表示。s/rad ,轉(zhuǎn)矩系數(shù) Kt =?m/A。m。m2，滿足要求。 m，大于最大切削負載轉(zhuǎn)矩。 初步選擇 BPA6 交流電機系列的 A60020 型號電機。m2 以上。m2 故總慣量為： () 根據(jù)交流伺服電機要求，負載慣量 ≤ 電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量 10（倍）。m ，許用最高本科生畢業(yè)設計說明書（論文） 第 10 頁 共 39 頁 轉(zhuǎn)速為 5400 r/min，均滿足要求。 ： (1)工件和工作臺的慣量 轉(zhuǎn)換 ： 工作臺和工件總重量為 1500kg。所選伺服電機的額定轉(zhuǎn)矩大于 25 Nm。故 在這里兩組軸承均采用均背對背的安裝方式 。角接觸軸承的 40TAC72A 型推力角接觸軸承 (內(nèi)徑 40mm，外徑72mm，寬度 15 mm)。 根據(jù)滾珠絲杠副的要求， FFZ5010 型號的滾珠 絲杠軸端直徑不得超過 42mm， 故選 用 40mm的軸承。 絲杠支承設計 滾珠絲杠常用的支承方 法 有 3 種。則 Fp=26 kN。額定動載荷為 Ca=64 kN，大于計算結果。 根據(jù) FFZ 系列樣本，選擇 FFZ5010 型號的滾珠絲杠。通過查表， fa 取 1， fw 取。平均轉(zhuǎn)速 nm=2250r/min。 絲杠的最高轉(zhuǎn)速為 4500r/min。其中 τ 為單雙絲杠驅(qū)動轉(zhuǎn)化系數(shù)， 這里取保險系數(shù)為 ，即 τ=。故 摩擦力： （ ） 最大載荷： （ ） 平局載荷： () 由于采用雙絲 杠進給系統(tǒng) 。工作臺加夾具重量為（ 300+1200） =14700N。 絲杠 在運動時 的 所受到的 最大 的外 載荷為 縱向 最大進給力 和同方向的滑動 摩擦力； 而在運動時所受到的 最小 外 載荷為 單獨的滑動 摩擦力。 （ 2）疲勞強度 : 一批相同的滾珠絲杠，在軸向載荷 Ca 的作用下， 在 運轉(zhuǎn) 106r 后， 90%的絲杠 不產(chǎn)生疲勞點蝕，則稱 Ca 為這種規(guī)格絲杠的額定動載荷。 0 級精度的絲杠本科生畢業(yè)設計說明書（論文） 第 7 頁 共 39 頁 V300=。 滾珠絲杠選型 （ 1）精度： 本例中要求的 定位精度為 。脈沖編碼器 2 與電機軸相連，安裝在交流伺服電機內(nèi)。 這里 選 取 2500脈沖 /r 的編碼器， 并 在其后加一個 4 倍的倍頻器。這里 選定脈沖當量 為a=。每 一 個脈沖 就 是一個數(shù)字單位，代表 著 執(zhí)行部件 運動了 一定的位移 a（ mm），稱為脈沖當量 [2]。 這里 選用脈沖編碼器兼作位置和速度反饋。 假設 伺服電動機通過聯(lián)軸節(jié)與絲杠直聯(lián)，即 u=1（一般 的 加工中心都應盡量 設計成 伺服電機和滾珠絲杠經(jīng)過聯(lián)軸器直接 相連 ） 。 傳動系統(tǒng)設計 交流何服電機的最高轉(zhuǎn)速 ndmax 有 20xxr/min， 3600r/min ， 4500r/min， 6000r/min，不等。 本科生畢業(yè)設計說明書（論文） 第 5 頁 共 39 頁 2 雙 驅(qū)動進給系統(tǒng)的設計計算 雙 驅(qū)動直線進給系統(tǒng)的設計流程 由于現(xiàn)階段對于雙驅(qū)動的設計計算理論還未成熟，本文則是在現(xiàn)有的比較成熟的單絲杠驅(qū)動進給系統(tǒng)的設計計算基礎上，結合雙驅(qū)動自己的特點，進行了雙驅(qū)動直線進給系統(tǒng)的設計。 （ 4） 并基于有限元的分析方法，利用 ANSYS 軟件對進給系統(tǒng)的重要部件如工作臺、底座和滾珠絲杠進行了模態(tài)分析， 并對滾珠絲杠做了靜力分析，并進行了壓桿穩(wěn)定的校核 。 （ 2）參考單絲杠驅(qū)動進給系統(tǒng)，對雙驅(qū)動系統(tǒng)進行設計及選型。 本 文研究內(nèi)容 進給驅(qū)動系統(tǒng)是 加工中心的重要組成部分，進給系統(tǒng)的設計是否合理，靜動態(tài) 的特性 如何 將 會 直接 的 影響到加工中心的加工精度。 綜上所述，現(xiàn)階段對單絲杠驅(qū)動直線進給系統(tǒng)的研究，已經(jīng)基本成熟，而對雙驅(qū)動直線進給系統(tǒng)的研究則是處于實踐超前于理論的階段，各大廠家都各自有自己的設計分析的方法，而并未形成統(tǒng)一的理論，也沒有各種設計方法之間的優(yōu)劣對比。 郭崇嵩，芮執(zhí)元，劉軍等以國家科技重大專項 — 動梁無滑枕立式銑車復合加工中心雙驅(qū)進給系統(tǒng)工作臺為研究對象，通過有限元的分析方法對豎直方向（即 Z 軸方向）的雙驅(qū)進給系統(tǒng)進行了靜動態(tài)特性分析 [18] 由昆明機床廠設計生產(chǎn)的 TGK46100 機床，也是采用的雙絲杠驅(qū)動進給系統(tǒng)。 本科生畢業(yè)設計說明書（論文） 第 3 頁 共 39 頁 圖 11 雙滾珠絲杠驅(qū)動 如日本森精機開發(fā)的 NV4000DCG 機床就采用了雙滾珠絲杠驅(qū)動技術； NSK 采用特殊的工藝方法制造出了雙驅(qū)動滾珠絲杠副，螺紋長度為 1200mm 的兩根絲杠，相互累計導程誤差不超過 。為了更好的去適應高速化高精度化的要求，改進并提高滾珠絲杠的靜態(tài)動態(tài)性能，一些學者和專家考慮將傳統(tǒng)的單滾珠絲杠驅(qū)動進給系統(tǒng)進行改進，改為采用雙滾珠絲杠驅(qū)動的進給驅(qū)動系統(tǒng)。 Cheng H E 運用有限元方法對進給系統(tǒng)進行動力學分析和拓撲優(yōu)化設計，并將靈敏度分析技術應用于動特性分析中，提高了對進給系統(tǒng)靜、動特性研究的準確度 [8]。 曹永峰完成了“ 數(shù)控機床伺服進給 CAD 系統(tǒng)”的研究與開發(fā)；薛東彬完成了 基于 Pro/E 的滾珠絲 杠參數(shù)化設計；安琦瑜，馮平法，郁鼎文等完成了 基于 FEM 研究方法 的滾珠絲杠直線進給系統(tǒng)的動態(tài)性能分析； 趙萬軍完成了基于 ANSYS 的滾珠絲杠 直線 進給系統(tǒng) 的 靜動態(tài)特性分析等等。 山東大學的許向榮等對滾珠絲杠副的軸向剛度做了分析研究， 并進一步 推導了單本科生畢業(yè)設計說明書（論文） 第 2 頁 共 39 頁 螺母滾珠絲杠螺母副的軸向剛度計算公式 ,分析了其影響因素 ,并運用 Matlab仿真軟件進行了仿真 ,得出了其關系曲線 [10]。 大連理工的戴曙 總結 了一套 關于 數(shù)控機床 直線 進給系統(tǒng)的傳動設計 計算方法以及 其中比較重要 的 傳動 部 件 和滾珠絲杠及絲杠支承的計算設計 方法。 雙驅(qū)動直線進給系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 學者們已經(jīng)對滾珠絲杠 直線 進給系統(tǒng)的精度 以 及靜動態(tài)特 性做了大量 的分析和研究，提出來各種關于進給驅(qū)動系統(tǒng)的設計計算及優(yōu)化方法。我國 目前也 正在采取各種 積極 措施 來 大力 的 發(fā)展 我國 的數(shù)控技術，以數(shù)控技術為基礎 來 振興 我國的 機械工業(yè)已 經(jīng) 成為 了發(fā)展的 重中之重。 日本 由于數(shù)控技術的快速發(fā)展從而使得本國的制造業(yè)迅速崛起 。 一個國家數(shù)控機床的數(shù)量和水平已經(jīng)成為了衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度和綜合國際競爭力的重要指標 [2]。如果部分或全部基本的數(shù)控功能是通過計算機來實現(xiàn)的，則稱為計算機數(shù)控 (Computer Numerical Control，縮寫為 CNC)。 關鍵字 進給系統(tǒng) 靜動態(tài)分析 有限元 ANSYS 畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要 Title The analysis of static and dynamic characteristics of scrolling support linear feed system with dual drive of machining center Abstract The feed drive system is an important part of CNC machining center, The design and static and dynamic character of the feed system will directly affect the accuracy of machining center. Based on the feed system with dual drive as the research object, the present research status at home and abroad of the feed system of machine tool were introduced. We use software Pro/e to finish the design and modeling of the ponents of system. We use ANSYS software (based on FEM) to do the modal analysis of the table, the base and the ball screw. We also do the static analysis of ball screw and check the stability of pression bar of the Screw. Finally, we do the analysis of the influence of thickness of the supp