【正文】 mL 55? 。 24 圖 步進(jìn)電機(jī)控 制系統(tǒng) 以?xún)上嗖竭M(jìn)電機(jī)為例，當(dāng)給驅(qū)動(dòng)器一個(gè)脈沖信號(hào)和一個(gè)正方向信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器經(jīng)過(guò)環(huán)形分配器和功率放大后，給電機(jī)繞組通電的順序?yàn)?AA ??BB ??AA ??B B ，其四個(gè)狀態(tài)周而復(fù)始進(jìn)行變化， 電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)； 若方向信號(hào)變?yōu)樨?fù)時(shí)， 通電時(shí)序就變?yōu)?AA ??BB ??AA ??BB ，電機(jī)就逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 步進(jìn)電機(jī)必須有驅(qū)動(dòng)器和控制器才能正常工作。脈沖頻率越高，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)越快，實(shí)際電機(jī)的節(jié)構(gòu)要比模型復(fù)雜，并且每轉(zhuǎn)一步，一般為 18176?？刂泼}沖每作用一次，通電方 向就變化一次，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步，即 90 度。當(dāng)一個(gè)繞組通電后，其定子磁極產(chǎn)生磁場(chǎng)， 將轉(zhuǎn)子吸合到此磁極處。 到此滾動(dòng)導(dǎo)軌的計(jì)算與選用結(jié)束。 滾動(dòng)導(dǎo)軌的額定動(dòng)載荷的計(jì)算： 由于要計(jì)算額定動(dòng)載荷首先需要計(jì)算出作用在滾動(dòng)導(dǎo)軌副上的載荷由資料文獻(xiàn)可知作用在滾動(dòng)導(dǎo)軌副上的載荷計(jì)算公式如下： 21 13021 224 llWllWWP c ????? 13022 224 llWllWWPc ????? 13023 224 llWllWWPc ????? 13024 224 llWllWWPc ????? 其中的 0l 、 1l 、 2l 、 3l 為下圖中所示的尺寸： 圖 導(dǎo)軌塊圖 式中的 W 為作用于同一平面內(nèi)的若干套導(dǎo)軌副的總載荷在這里我的設(shè)計(jì)任務(wù)中指出了 NFZ 10000? ， NG 500? 則 NGFW Z 1 0 5 0 0??? ，式中 0l 、 1l 、 2l 、 3l 分別取其最大值即為極限位置時(shí)的載荷 mml 5200 ? ， mml 2651 ? ， mml 2602 ? ，mml ? ，將上面的數(shù)據(jù)代入相應(yīng)的公式中可得 到 NPc 26251 ? ， NPc 26252 ?? ，NPc 26253 ? ， NPc 78754 ? ，對(duì)于全行程來(lái)講還應(yīng)算出載荷 cP ，對(duì)于我的任務(wù)書(shū)來(lái)講載荷呈線(xiàn)性變化則其計(jì)算公式如下： 3/)2( m a xm i n PPPc ?? )(KN 根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果可以選出 NP 2625min ?? ， NP 7875max ? 代入上式可計(jì)算得到 KNNPc ?? ，計(jì)算出這些后根據(jù)額定壽命計(jì)算的公式可算出額定動(dòng)載荷，其計(jì)算公式如下： )*(50cWacth PCf ffffL ? 式中的相關(guān)系數(shù)： L 額定壽命； C 額定動(dòng)載荷； cP 計(jì)算載荷； tf 溫度系數(shù)； cf 接觸系數(shù)； af 精度系數(shù)； wf 載荷系數(shù)； hf 硬度系數(shù)；由 22 于產(chǎn)品的技術(shù)要求規(guī)定，滾道硬度不得低于 HRC58 故通常取 1?hf ，根據(jù)運(yùn)行時(shí)的溫度小于 100查相關(guān)數(shù)據(jù)可的 ?tf ；根導(dǎo) 軌上的滑塊數(shù)為 2查相關(guān)資料 ?cf ；精度等級(jí)為 4 級(jí)查相關(guān)資料 ?af ；無(wú)明顯沖擊和震動(dòng)，中速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合速度在1560m/min 之間查相關(guān)數(shù)據(jù) ?wf ，式中的額定壽命 hL 15000? 這里把機(jī)床的使用壽命作為其額定壽命來(lái)代入計(jì)算，綜合上面的數(shù)據(jù)可計(jì)算出額定動(dòng)載荷KNC ? ，根據(jù)計(jì)算出的額定動(dòng)載荷查相關(guān)的資料選用了型號(hào)為 HJD25 型的滾動(dòng) 導(dǎo)軌副，其額定動(dòng)載荷為 KNC ? ，遠(yuǎn)大于計(jì)算值，符合設(shè)計(jì)要求，如 下 表 ： 表 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 K 6 導(dǎo)軌 尺寸 d D h 7 11 8 H1 12 H2 30 額定動(dòng)載荷 C（ KN） H3 16 額定靜載荷 CO（ KN） 26 L1 80 額定 力矩 MA（ NM） 198 L2 59 MB（ NM） 198 C1 45 MC(NM) 288 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的扭矩校核 為了滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求應(yīng)按極限位置對(duì)滾動(dòng)導(dǎo)軌副的扭矩 進(jìn)行校核，但是由于我們的工作臺(tái)僅受到上面刀具的垂直的作用力，所以不受到扭矩的作用。 螺紋的有效行程 L0=300mm； 螺母及其連結(jié)裝置的長(zhǎng)度 L1=95mm； 單側(cè)絲杠防護(hù)罩的長(zhǎng)度 Lmin=30mm； 固定支撐座的厚度 B=45mm； 游動(dòng)端支撐座的 L2=30mm； 電機(jī)連接端長(zhǎng)度 L3=35mm； 手柄連接端長(zhǎng)度 L4=20mm； 由以上的數(shù)據(jù)得 絲杠的總長(zhǎng)度 20 L=L0 +L1 +2Lmin+B+ L2+ L3 +L4 =585（ mm）。 根據(jù)前面 的相關(guān)資料可知上式中的截面慣性矩： 4441 )(6464 cmdI ??? ?? 絲杠兩支承端距離 cmmml 55550 ?? ，我所選用滾珠絲杠的支承方式是一端固定一端自由則查指導(dǎo)書(shū)中的表 413 可知 ?Zf 則代入數(shù)據(jù)算得 NFk 18550? ，臨界負(fù)載 kF 與最大工作負(fù)載 mF 之比稱(chēng)為穩(wěn)定性安全系數(shù) Kn ,如果 ][KmkK nFFn ??，則絲杠不致失穩(wěn)。如圖 ： 18 圖 導(dǎo)程精度測(cè)試條件 穩(wěn)定性驗(yàn)算 對(duì)已選定尺寸的絲杠在給定的支承條件下，承受最大軸向負(fù)載時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算其有沒(méi)有產(chǎn)生縱向彎曲（失穩(wěn)）的危險(xiǎn)，產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負(fù)載 kF 用下式計(jì)算： 22l EIfF Zk ?? 19 式中 E 絲杠材料彈性模量，對(duì) 鋼 26 / cmNE ?? 。 這里因?yàn)闈L珠絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起導(dǎo)程的變化量 4? 占的比重比較小忽略不計(jì)，螺母座變形及軸承座變形的變形量計(jì)算比較困難，在結(jié)構(gòu)上作了相應(yīng)的處理所以也不作計(jì)算。 滾珠與螺紋滾道間接觸變形 2? ：當(dāng)對(duì)絲杠加有預(yù)緊力，且預(yù)緊 力為軸向最大負(fù)載的 1/3 時(shí)， 2? 之值可減少一半；此變形可根據(jù)我所選用的滾珠絲杠在指導(dǎo)書(shū) 17 中的圖 47 中查到其值為 ?? ，雖然有預(yù)緊但不做減半的處理，用其查出的值。 再計(jì)算滾珠絲杠總長(zhǎng)度上拉伸或壓縮的變形量 )(1 mm? LLL??? 01? 式中 L 滾珠絲杠在支撐間的受力長(zhǎng)度， )(mm . 根據(jù)設(shè)計(jì)行程、滾珠絲杠副的最大長(zhǎng)度、防護(hù)罩的極限距離、以及軸承一半的長(zhǎng)度，以上幾項(xiàng)之和確定滾珠絲杠在支撐間的受力最大長(zhǎng)度 mmL 550? 。 E 材料彈性模數(shù)，對(duì)鋼 E= 410? ,( 2/mmN )。 mF 工作負(fù)載，即進(jìn)給牽引力， )(N 。 由選用的 W1L2021 的滾珠絲杠的相關(guān)資料可知絲杠螺旋升角 ‘393??? ，則代入上面的公式可算得滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率 %?? 剛度的驗(yàn)算 滾珠絲杠副的軸向變行會(huì)影響進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度及運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，因此應(yīng)考慮以 下引起軸向變形的因素： 16 絲杠的拉伸或壓縮變形量 1? ：在總的變形量中占的比重較大。 傳動(dòng)效率計(jì)算 滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率 ? ： ? ??? ?? ?? tg tg 式中 ? 絲杠螺旋升 角； ? 摩擦角，滾珠絲杠的滾動(dòng)摩擦系數(shù) ~?f ，其摩擦角約等于 39。 ?f ， NFZ 0? ， NG 500? ，代入計(jì)算 NF ? 計(jì)算最大動(dòng)載荷 C 選用滾珠絲杠副的直徑 0d 時(shí)，必須保證在一定軸向載荷作用下，絲杠在回轉(zhuǎn) 100萬(wàn)轉(zhuǎn)（ 106 轉(zhuǎn)）后，在它的滾道上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。f 導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)，隨導(dǎo)軌型式而不同； K 考慮顛復(fù)力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)； 綜合導(dǎo)軌的 ?K 0 0 ~0 0 2 39。計(jì)算公式為： ? ?GFfKFF ZXx ???? 式中 XF 、 ZF 、 切削分力（ N）； G 移動(dòng)部件上的重量（ N）； M 主軸上的扭矩（ N 計(jì)算進(jìn)給牽引力 F： 作用在滾珠絲杠上的進(jìn)給牽引力主要為工作臺(tái)和加工的工件的重力作用在導(dǎo)軌上所產(chǎn)生的摩擦力。同時(shí)，為提高傳動(dòng)剛度和消除傳動(dòng)間隙，采用有預(yù)加負(fù)荷的結(jié)構(gòu)。 2． 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)各個(gè)閥類(lèi)元件及輔助元件型號(hào)和規(guī)格 主要依據(jù)是根據(jù)該閥在系統(tǒng)工作的最大工作壓力和通過(guò)該閥的實(shí)際流量，其他還 12 需考慮閥的動(dòng)作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等條件來(lái)選擇標(biāo)準(zhǔn)閥類(lèi)的規(guī)格 ，如下表所示： 表 各類(lèi)閥的規(guī)格 序號(hào) 元件名稱(chēng) 型號(hào) 規(guī)格 1 先導(dǎo) 式溢流閥 SBT03L32 最大流量 100L/min， 調(diào)壓范圍 25MPa， 質(zhì)量 2 三位四通電磁 換向閥 SDSG013C3N150 最高使用壓力 16MPa， 最大流量 40L/min， 質(zhì)量 3 單向 節(jié)流 閥 SRCT0350 額定 流量 30L/min， 最小 穩(wěn)定 流量 3L/min， 最高使用壓力 25MPa， 質(zhì)量 4 液控單向閥 CPT03E0450 額定流量 40L/min, 最高使用壓力 25MPa， 開(kāi)啟壓 力 ， 質(zhì)量 13 第三章 切斷機(jī)自動(dòng)進(jìn)給裝置的分析與計(jì)算 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的