【正文】 F =572 N ?ZF =2288 N 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計（論文） 10 G? = 600 N f? = 得： ?mF = ?YF +f? ( ?ZF +2 ?XF +G? ) = 572+ (2288+2 915+600)? 1744 N 2）計算最大動負(fù)載 c n =01000L vs? = 5 ?? =30r/min L =61060 Tn??=610 150003060 ??=27 c =3L wf mF39。 4）傳動效率計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率如下式： η =)( ????tgtg 把公稱直徑0d=20mm，導(dǎo)程 0L =5 ㎜，代進 ? =arctan[ 0L /(?0d)]，得出絲杠螺旋升角 ? =334 ??。1039。334 ??? ?tg tg 5）剛度驗算 橫向進給絲杠支撐方法如圖 32所示， 1744 N 最大牽引力，支撐間距 = 323毫米，因為螺釘長度短，無預(yù)緊，螺母和軸承預(yù)緊力。其鋼的彈性模量 E為 510MPa。由公式32mw2 10 ??????????ZFD，從公式，球滾絲間的接觸變形 。 6）穩(wěn)定性校核 計算臨界負(fù)載 )(NFK KF =22LEIfz? 式中 E 材料彈性模量 ,鋼 : E = 106 N/㎝ 2 。 L 絲杠兩支承端距離 (㎝ )。 =202378293=[ Kn ] (一般 [ Kn ]=～ 4) 此滾珠絲杠不會產(chǎn)生失穩(wěn)。能計算出傳動比 i i =0360Lbp?? = ?? = 可選定齒輪齒數(shù)為 : i =21ZZ =4032 或 2520 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計（論文） 13 2）橫向進給齒輪箱傳動比 由于橫向脈沖當(dāng)量為 ，滾珠絲杠 螺距 5 毫米，是計算傳動比 i 主要的步進電機的步進角 176。有關(guān)參數(shù)如表 33所示 : 表 33 齒輪參數(shù) 機床導(dǎo)軌的選擇 對于 CK6136 數(shù)控車床，導(dǎo)軌除應(yīng)有的導(dǎo)向和技術(shù)的精度，而且具有抗摩擦，磨損性能好等特點，而且還可以減少摩擦阻力。 而且 貼塑比較實惠，效果優(yōu)良。 齒數(shù) z 32 40 24 40 20 25 分度圓 mzd? 64 80 48 80 40 50 齒頂圓 mdda 2?? 68 84 52 84 44 54 齒根圓 mdd f *2?? 59 75 43 75 35 45 齒寬 （ 6~10） m 20 20 20 20 20 20 中心距 2/)( 21 ddA ?? 72 64 45 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計（論文） 14 第四章 控制電路的改造設(shè)計 進給系統(tǒng)控制方法的選 擇 常見的伺服系統(tǒng)有三種類別： 步進電動機拖動的開環(huán)系統(tǒng)與異步電動機或直流電動機拖動，光柵測量反應(yīng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)、交流或直流伺服電機編碼器反饋拖半閉環(huán)控制伺服電機。此體系是有數(shù)控系統(tǒng)送出的進給指令脈沖，通過啟動電路把持和功率放大后，妥協(xié)進電動機滾動。但只要控制指令脈沖的數(shù)量，頻率和秩序的權(quán)力，可以控制位移運動部件，運動的速度和方向。 縱向進給步進電機計算和選型 1）等效轉(zhuǎn)動慣量計算 步進電機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量 ?J 的計算公式如下： ?J = MJ + 1J + 221)(ZZ ? ? ???????? ????????202 2?LgGJJS 在公式中 MJ 步進電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的慣量（㎏ 1J 、 2J 齒輪 1z 、 2z 的傳動慣量（㎏ sJ 滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量（㎏ 查相關(guān)手機械冊，應(yīng)初選反應(yīng)式步進機電型號 150BF，起滾子轉(zhuǎn)動的慣量 MJ為 10 ㎏ 1J = ? 41d ㎝ 2 2J =3. 42d ㎝ 2 sJ = ? 44 150= ㎏㎝ 2 因為考慮步進電機和傳動系統(tǒng)慣量匹配問題 MJ / ?J =10/= 基本滿足要求。 在快速空載起動時，加速轉(zhuǎn)矩的比例比較大，類型的計算公式： 起M = maxaM + fM + 0M maxaM = ?J maxn =pv?max 0360b? = ? =500 minr 。㎝ 所以折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦力矩 fM 如下： fM = iLF??2 00 =12039。㎝ 附加摩擦力矩 0M ： 0M = ? ?2000 12 ??? ?iLFp=120/231 zz LFm?? ?? ? ?201 ?? =)( 2??? ???= = N㎝ （ 2）快速移動時所需力矩 快 快= fM + 0M =99+= N㎝ 通過以上的計算，并且，在三的工作條件，由于需要快速負(fù)載的起動轉(zhuǎn)矩最大，所以時間基于第一步進電機。 最大靜轉(zhuǎn)矩 maxjM = 從表查出， 002150BF 型最大靜轉(zhuǎn)距為 N 3）步進電機空載起動頻率與切削時的工作頻率的計算 kf =pv??601000max = ?? =z4000H ef =psv??601000 = ?? =zH 由機械手冊查出， 002150BF 型步進電動機能夠的無上空載起動頻率 f起為三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計（論文） 17 2800 HZ，運轉(zhuǎn)頻率為 8000 zH，從 130BF001 型步進機電的起動矩頻特征能看出，在步進電機的啟 動，啟動頻率 2500HZ， M = 100，無法滿足電機空載起動轉(zhuǎn)矩的要求（ ）如果步現(xiàn)象直接使用，因此，必須把速度控制， 1000Hz 的頻率起動，起動轉(zhuǎn)矩可提高到 ，高和低電壓電路的驅(qū)動電路，但也步進電機的輸出力矩擴大一倍。 橫向進給步進電機計算和選型 001130BF 型步進電機作為步進電機的計算步驟說，經(jīng)過計算，滿足要求。這電動機為三相六拍反應(yīng)式，三線輸出，電動機供電電壓 110220V，電流 器，型號為 BD36Nc。因考慮到機床改造的整體性價比，整體的進給驅(qū)動系統(tǒng)，選擇開環(huán)系統(tǒng)，從數(shù)控裝置發(fā)出指令信號，到工作臺與刀具的相對運動，單信號通道傳遞，沒有任何反饋環(huán)節(jié)，如圖 4－ 1 所示。 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 42 西門子 802S的數(shù)控裝置接口圖 西門子 802S 數(shù)控裝置中，用來控制進給軸的是 X7 接口，這部分和驅(qū)動器相連。 第二部分是驅(qū)動器將數(shù)控裝置插補結(jié)果的信號處理后輸出了步進電機的接口。步進驅(qū)動發(fā)出電脈沖信號給步進電機，控制電機運行的速度和角度 ,如圖 43 所示。 圖 44 刀架電路圖 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計（論文） 20 圖 45 刀架控制電路圖 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計（論文） 21 結(jié)束語 本次畢業(yè)設(shè)計共費時四個多月，在這一次的設(shè)計中，我對這一個過程是深有體會。 畢業(yè)設(shè)計凝聚了我不少的汗水，是我辛勞工作的成果。在這期間，我不斷地查找相關(guān)資料，包括了許多，如圖書資料，電子資料與網(wǎng)絡(luò)資源，而且在查資料的過程中，讓我也受益匪淺。在這次實踐中，我綜合運用了所學(xué)的知識，包括電學(xué)，力學(xué)，機械設(shè)計方法學(xué)，機械工藝學(xué)，機床結(jié)構(gòu)，材料學(xué)， CAD 制圖， CAXA 制圖等等，這樣的綜合實踐過程加深了我對理論知識的理解，使我更好地消化了書本上的知識，更個重要的是， 讓我懂得了如何通過查找資料，查什么樣的資料以獲得所需的數(shù)據(jù)，這一點對于一個機械設(shè)計人員來說，是極其重要的。在設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)，每一個步驟上都必須謹(jǐn)小慎微。至于具體的問題沒有足夠的掌握，通常被認(rèn)為是考慮不完整的現(xiàn)象；由于機械的使用手冊，機械切削手冊，機械標(biāo)準(zhǔn)件、常用工具不夠熟練，所以 我覺得我們就是要在人生路上不斷學(xué)習(xí)和不斷進步。中國的機械制造業(yè)發(fā)展很快，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，但在技術(shù)含量上與其它發(fā)達(dá)國家還有較大差距！在以后的工作中，我會不斷學(xué)習(xí)，提升自己，并充分運用自己的知識技能為中國制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。季鵬老師給我的設(shè)計指明了方向，解決了設(shè)計中遇到的各種問題，讓我能快速的著手工資料的 收集和應(yīng)用；同學(xué)則在細(xì)節(jié)上給了我很大的幫助，包括該查找哪些資料，該采用什么公式進行計算等等。 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計（論文） 23 參考文獻(xiàn) [1]嚴(yán)建紅《數(shù)控機床及其應(yīng)用》 .機械工業(yè)出版社 .2020 [2]朱仁盛《機械制造技術(shù) — 基礎(chǔ)知識》 .高等教育出版社 .2020 [3]張耀滿、王仁德、于軍、劉忠然《數(shù)控機床結(jié)構(gòu)》 .東北大學(xué)出版社 .2020 [4]文懷興，夏田編 .《數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計》 .化學(xué)工業(yè)出版社 .第二版 .2020 [5]蔣麗 .《數(shù)控原理與系統(tǒng)》 .國防工業(yè)出版社， 2020 [6]馮清秀，鄧星中主編 .《機電傳動控制》 . 華中科技大學(xué)出版社 第五版 2020 [7]鄧志平 .機械制造技術(shù)基礎(chǔ) .[M] 2020 [8]文懷興、夏田．《數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計》．北京：化學(xué)工業(yè)出版社． 2020 [9]胡秋 .《數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)的設(shè)計》 .中國工程物理研究院機械制造工藝研究所 [10]林寒 .《 最大加工直徑為 320毫米的經(jīng)濟型數(shù)控車床進給系統(tǒng)設(shè)計》 .南昌大學(xué)