【正文】 t=，選用步距角 θ =176。對原機床的主傳動系統(tǒng)均維持不變，以節(jié)約資金及縮短改裝時間。較經(jīng)濟的處理方法是采用貼塑滑動導軌。因此本設計中采用滾珠絲杠可以滿足要求。其工作原理為：當絲杠和螺母相對運動時，在螺母上設有滾珠循環(huán)返回裝置，使得滾珠沿滾道面運動后能通過這個裝置自動的返回其入口處，繼續(xù)參加工作。本設計中的預緊方法是采用雙螺母墊片預緊式結(jié)構(gòu)。其特點是預緊結(jié)構(gòu)簡單，軸向剛度好， 預緊可靠，軸向尺寸適中，工藝性好如圖 21。 圖 21 滾珠絲桿的結(jié)構(gòu) 微機控制系統(tǒng)方案的確定 微型控制系統(tǒng) 的設計內(nèi)容包括： 1） 控制系統(tǒng)硬件電路設計計算和參數(shù)選擇； 2）步進電機接口及驅(qū)動電路設計。 軟硬件系統(tǒng)的設計 涉及軟硬件任務分配的有：控制步進電機的脈沖發(fā)生于脈沖分配；數(shù)碼顯示的字符發(fā)生；鍵盤掃描管理。 上述三個任務都可以用專用硬件芯片實現(xiàn)，也可用軟件編程實現(xiàn)。用軟件實現(xiàn)，可節(jié)省 芯片，降低成本，但增加了編程難度。 軟件系統(tǒng)包括：（ 1）軟件結(jié)構(gòu)與基本組成（ 2）插補原理及軟件程序（ 3）步進電機控制軟件。 工 作臺重量的估算 縱向工作臺約重 60kg，床鞍和回轉(zhuǎn)盤約重 140kg，總重量 G=60+180=200kg。又因為 Nc=FcVc 103，則 Fc=Nc/Vc， Vc為切削線速度，取100m/min，所以主切削力 Fz=。取 F 縱 ==， F 垂==， F 橫 ==， 滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)類型的選擇 因為所要改裝的銑床為普通銑床，精度要求并不是很高，在使用過程中不需要調(diào)整，并且加工過程中有輕微沖擊運轉(zhuǎn)。它具有結(jié)構(gòu)簡單，工藝性優(yōu)良，承載能力較高；剛度高，預緊可靠，不易松弛等優(yōu)點。 滾珠絲杠螺母副型號的選擇及校核步驟 計算最大工作載荷 由題設已知條件，銑床導軌的類型為綜合導軌。 ? ?39。由題設已知條件可得 G = 400 N。 現(xiàn)選取基本導程為 6mm 基本導程為 6mm 時： 66010nTL?=61060T 01000LVS = 61000000 ? ??? =27 C3= 7 7 9 3 0 ??? =(N) 查《機電一體化系統(tǒng)設計》表 311 當 L0=6 時 Ca=16083NC3，所以合格 （圈數(shù)列數(shù) = 1） 所以 絲桿選擇 L0為 6mm， d0=40mm 通過查《金屬切削機床設計簡明手冊》表 4143 可知 公稱直徑 0d =40mm、基本導程為 6mm 的絲杠，查得它們的承載能力 Ca 為 16083N，螺旋升角 ? 為 39。 、計算傳動效率 η 傳動效率可由下式計算 ? ?tgtg ?? ??? ? 上式中： ? 絲杠螺旋升角 ? 摩擦角。10 當公稱直徑 0d =40mm、基本導程為 6mm 時： ? ?tgtg ?? ??? ?=）（ 000 tg2. 73?= 本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 滿足設計要求。即： ?2? = 22? = = (mm) (3)滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形 3? （ 1） 當公稱直徑 0d =40mm、基本導程為 6mm 時 選用型號為 51207 的軸承，其參數(shù)如下： 型 號 內(nèi)徑 d (mm) 外徑 D (mm) 厚度 T (mm) 額定動載荷 aC (kN) 51207 35 62 18 由 本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 Z=Td ）π（ D? Z=19 6840 ）π （ ?≈ 18 所以，可估算兩邊總得滾動體的數(shù)目為 36。以基本導程最大的滾珠絲杠作為最終選擇，即以 oL =6mm 的作為計算依據(jù)。其參數(shù)如下： 型 號 公稱直徑 0d (mm) 導程 0L (mm) 鋼球直徑 qd (mm) 滾珠的循環(huán) 圈數(shù)列數(shù) 額定動載荷 aC (N) CMD40062 40 6 1 16083 脈沖當量和傳動比的確定 確定系統(tǒng)脈沖當量 取 脈沖當量 m m stepp? ? 傳動比的選定 設傳動副的傳動比為 i，若為一對齒輪減速傳動，則 21i Z Z? ， 1Z 為主動齒輪的齒數(shù)，2Z 為從動齒輪的齒數(shù)。 通常，齒輪傳動鏈的傳動級數(shù)少一些比較好，因為可以減少零部件的數(shù)目，簡化傳動鏈的結(jié)構(gòu)，并且可以提高傳動精度，減少空程誤差，有利于提高傳動效率。 一般模數(shù)取 m=1~2，數(shù)控銑削取 m=2。 z1 ? 17，取 z1 =45， m=2，則 d1 = m z1 =2? 45=90(mm) d 1a = d1 +2 h*a m=90+2? 1? 2=94(mm) d 1f = d1 2hf = d1 2( h*a +c* )m d 1f =d1 2? ( 1+)m=902? ? 2=85(mm) b1 =(6~10) m，取 b1 =9m=9 2=18(mm) z2 = z1 i=39? =? 49 d2 =mz2 =2? 49=98(mm) d 2a = d2 +2 h*a m=98+2? 1? 2=102(mm) d 2f = d2 ? 2=? 2? 2=93(mm) b2 =(6~10) m，取 b2 =6m=6? 2=12(mm) 中心距 a= ??2dd 21 ??29490 94(mm) 本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 選小齒輪齒數(shù) z1 =45，小齒輪的齒寬度 b1 =18mm，大齒輪齒數(shù) z2 =49，大齒輪的齒寬度b2 =12mm。 可由下式計算： ? ?2 3 4 20 .7 8 1 0 k g c m8MDJ D L?? ? ? ? 式中： M圓柱體質(zhì)量 (kg) D圓柱體直徑 (cm) L圓柱體長度或圓度 (cm) 對主動齒輪： ）（）（ 2431 1 1 ????? ?J 對從動齒輪： ）（）（ 2432 0 7 ????? ?J 對滾珠絲杠： cmdDD ????? J3 =? 10 3? ? ? 70= ( ) 工作臺折算到絲桿的轉(zhuǎn)動慣 量 ).(22 2202 cmkggGLgGnvJ G ?????????????? ?? v工作臺移動速度 (cm/min) n絲桿轉(zhuǎn)速 (r/min) G工作臺的重量 (N) g重力加速度 () L0 絲桿導程 (cm) 本科機械畢業(yè)設計論文 CAD 圖紙 401339828 J 2585,0 2G ＝）π（ ???() 傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量 ? ?2212210 .12 cmkgnnJigGLJkini imjL ????????????????? ???? ? J L =+J1+(J2+J3)（21ZZ ） 2 =++(+)（ 4745 ） 2 =( ) 式中： i系統(tǒng)總的減速比 (i1) Ji 各轉(zhuǎn)動體的轉(zhuǎn)動慣量 ( ) ni 各轉(zhuǎn)動體的轉(zhuǎn)速 (r/min) nK 電機的轉(zhuǎn)速 (r/min) Jm 電機的轉(zhuǎn)動慣量 ( ) 電機的轉(zhuǎn)動慣量的確定 查表 《機電一體化系統(tǒng)設計》，因為選用電機工作方式的是五相十拍，步距角為b? = ，故符合的是： 150BF002 和 130BF001。 22tam a x1 n2a m a x?? ?? ??????? πJM =（ ） 式中： J? 傳動系統(tǒng)折算到電機軸總的等效轉(zhuǎn)動慣 （選 J? 1 來計算） ? ?2kgcm? at 運動部件從停止起動加速到最大進給速度所需的時間（ s）約為 30 毫秒 maxn 電機最大轉(zhuǎn)速 (r/min) nnmax =pmaxb360vδθ ? = ?? =( r/min) maxv 運動部件最大快進速度 2400(mm/min) 摩擦力矩 fM ）（＝ππη‘ f 0f NLGM ?? ???? 上式中： G運動部件的總重量 (N) 39。 折算到電機軸上的切削負載力 tM ）（ cmN . ???? ?? 上式中： tF 進給方向 最大切削力 (N)，即前面計算進給工作臺工作載荷 LF 、 VF 、CF 時所得到第（ 4）組數(shù)據(jù)的 LF ， 所以 tF ＝ LF ＝ (N) 綜合以上，可得 150BF002 M 1起 =++= ）（ cmN. M 1切 =++= ）（ cmN. 130BF001 M2起=++= ）（ cmN. M2切=++= ）（ cmN. 步進電機的選擇與