【正文】 Ma折算到電動(dòng)機(jī)軸上的加速度力矩。 Mo由絲杠預(yù)緊所引起,折算到電動(dòng)機(jī)軸上的附加摩擦力矩。 Mt折算到電動(dòng)機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩。 nt切削加工時(shí)的轉(zhuǎn)速，r/min。 Lo絲杠導(dǎo)程，cm。當(dāng) η= f’=，Mf= = Mo= (1) （314）式中， ηo絲杠未預(yù)緊時(shí)的效率， FO預(yù)加載荷，一般為最大軸向載荷的1 / 3，即FP / 3則 Mo==()= Mt===128 所以，快速空載啟動(dòng)所需力矩 M=Mamax+Mf+Mo=103++= 切削時(shí)所需力矩 M=Mat+Mf+Mo+Mt=+++128= 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 M=Mf+Mo=+= 由以上分析計(jì)算可知：所需最大力矩Mamax發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí) Mmax= (2)橫向齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算1)有關(guān)齒輪計(jì)算，由前面的條件可知： 工作臺(tái)重量：W=30kgf=300N(根據(jù)圖紙粗略計(jì)算)滾珠絲杠的導(dǎo)程: Lo=4mm步距角: α=176。d1=36mm d2=60mmda1 =40mm da2=64mm a=48mm2)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算工作臺(tái)質(zhì)量折算到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: J1=W()2= ()2 30= 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: Js=1042450= 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: =1042= =104642= 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小,可忽略。在繪制機(jī)械裝配圖時(shí)，除了從總體上考慮機(jī)床布局情況以及伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)與原機(jī)床的聯(lián)系外，還應(yīng)認(rèn)真的考慮與具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)的一些問題。2）根據(jù)載荷特點(diǎn)和支承形式確定絲杠兩端支承軸承的型號(hào)，軸承座的結(jié)構(gòu)以及軸承預(yù)緊和調(diào)節(jié)方式，確定齒輪軸支承軸承的型號(hào)。4） 考慮各部位間的定位、聯(lián)接和調(diào)整方法。軸承座在安裝面上的聯(lián)接與定位、齒輪箱在安裝面上的定位、步進(jìn)電機(jī)在齒輪箱上的聯(lián)接與定位等。例如，絲杠螺母的潤滑、防塵、防鐵屑保護(hù)、軸承的潤滑及密封、齒輪的潤滑及密封、行程限位保護(hù)裝置等。此外，注意繪制裝配圖時(shí)的一些基本要求。4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型合理選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是比較復(fù)雜的問題，需要根據(jù)電動(dòng)機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中的實(shí)際工作情況，經(jīng)過分析后才能正確選擇。 [△θs]系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分允許的角度誤差。一般選取為 Mq≥MLo/ （43）式中，Mq電動(dòng)機(jī)起動(dòng)力矩 MLo電動(dòng)機(jī)靜負(fù)載力矩根據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)和拍數(shù)，啟動(dòng)力矩選取如表（4）所示，表中MJM為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜載矩，是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中給出的。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)頻率隨著負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的增大而降低，因此，相應(yīng)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的極限啟動(dòng)頻率應(yīng)滿足： Ft≥[fop]m (44)式中，ft極限啟動(dòng)頻率， [fop]m要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最高啟動(dòng)頻率。 Me=== 電動(dòng)機(jī)仍選用三相六拍工作方式，查表知： Mq/Mjm=所以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩Mjm為： Mum=== 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最高工作頻率： Fax=== HZ為了便于設(shè)計(jì)和采購，仍選用90BF002型直流電動(dòng)機(jī)，能滿足使用要求。 由于Nmax=1800 nmax=14 Nmax/nj=2nj/min (51) 則no==113r/min 這里no為電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速該機(jī)床主軸要求的恒功率調(diào)速范圍Rn為： Rn= nmax /nj =1800/113= (52)主軸電機(jī)的功率是：選主軸電機(jī)的型號(hào)為：SIMODRIVE系列交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)型號(hào)為1HP61674CB4，連續(xù)負(fù)載PH/KW=，間隙負(fù)載（60%）/kw=,短時(shí)負(fù)載（20min）/kw=,額定負(fù)載n/=5000,最大轉(zhuǎn)速nmax/ r/min=8000，,電動(dòng)機(jī)恒恒功率調(diào)速范圍： Rn= nmax/nmin =8000/5000 =16所以所選電動(dòng)機(jī)型號(hào)的調(diào)速范圍滿足主軸所要求的調(diào)速范圍。（1）CPU采用8031芯片，由于片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也只有128字節(jié)，因此，擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器2764兩片（16KB），數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264（8KB）一片。（2）采用74LS138三—八譯碼器的輸出作為片選信號(hào)。（3）由于2764和6264芯片都是8KB，需要13根地址線，A0~A7低8位接74LS373芯片的輸出。（4）接口芯片與外設(shè)的聯(lián)接及設(shè)計(jì)說明如下： 8155（2）~。8155（2）~，~，~。~PC..3接自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架（四方刀架），自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架需要換刀時(shí)，~PC..3發(fā)出換位信號(hào)，經(jīng)交流控制箱控制刀架電機(jī)回轉(zhuǎn)，到達(dá)指定的刀位。換刀回答信號(hào)經(jīng)8155（1），控制刀架開始進(jìn)給。加工螺紋時(shí)，與車床主軸相連的光電脈沖發(fā)生器會(huì)發(fā)出螺紋加工信號(hào)和零位螺紋信號(hào)，螺紋加工信號(hào)送入8031的T0，通過設(shè)置不同的時(shí)間常數(shù)，可以改變主軸每轉(zhuǎn)時(shí)的縱向進(jìn)給量，從而加工出不同螺距的螺紋，零位螺紋信號(hào)送入8155（1）的PB6,用來防止多次走刀時(shí)螺紋亂扣。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的布置可放在絲杠的任一端，由于拆除了進(jìn)給箱，可在原安裝進(jìn)給箱處布置步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和減速齒輪，也可在滾珠絲桿的左端設(shè)計(jì)一個(gè)專用軸承支承座，而在絲杠托架處布置步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和減速箱。改造后的簡易數(shù)控車床需要自動(dòng)化加工螺紋時(shí)，可以在主軸后端同軸安裝或者異軸安裝一個(gè)主軸脈沖發(fā)生器，作為主軸位置的信號(hào)反饋元件，目的是用來檢測主軸轉(zhuǎn)角的位置，并且將其變化情況輸送給數(shù)控裝置，使其能按照所加工螺紋的螺距值進(jìn)行處理。都是由專業(yè)工廠按系列化進(jìn)行生產(chǎn)。選擇合適以后再?zèng)Q定被改造設(shè)備的 其他相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)和尺寸。在 實(shí)際調(diào)整中，可以把車床處于最大工作負(fù)載，而且運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，并以此作為螺母間隙調(diào)整裝置預(yù)緊的判斷標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)橥宦?lián)軸套上分布的錐孔都由同一方向加工時(shí)，往往會(huì)引起軸線的直線度誤差增大，從而使安裝在絲杠上各零件間的同軸度誤差增大，產(chǎn)生傳動(dòng)附加載荷，影響絲杠副的傳動(dòng)性能。這次課題設(shè)計(jì)總計(jì)費(fèi)時(shí)一個(gè)多月，剛開始時(shí)不知從何下手，在老師的指導(dǎo)下到圖書館查閱相關(guān)資料。接下來塞選出一系列有價(jià)值的資料，與同組同學(xué)不斷的討論、向老師請(qǐng)教，終于完成了設(shè)計(jì)。同時(shí)，做設(shè)計(jì)也是磨練決心與毅力的過程，面對(duì)復(fù)雜冗長的數(shù)據(jù)，打印長篇的論文，我也想過放棄，但想到它的意義我就又堅(jiān)持了下來。10. 致謝時(shí)光如梭，光陰似箭?；厥走^去，往事歷歷在目：在大一時(shí)，制圖老師——李躍兵老師、和機(jī)械設(shè)計(jì)老師——鄒夏友老師讓我擁有前所未有的自信；在大二時(shí)，公差配合老師——余金偉老師、CAD/CAM老師——王小軍老師，機(jī)械制造基礎(chǔ)老師——何燕老師讓我的學(xué)識(shí)有了更高的認(rèn)識(shí)，讓我懂得了如何加緊學(xué)習(xí)來適應(yīng)競爭如此激烈的社會(huì)；到大三了，我學(xué)會(huì)了很多東西，令現(xiàn)在的我脫去了浮躁的外衣，換上一個(gè)心平氣和的心態(tài)對(duì)待就業(yè)，并期待踏上社會(huì)的征程或再向更高的地方繼續(xù)學(xué)習(xí)?，F(xiàn)在我也要感謝感謝王小軍老師對(duì)我論文的悉心指導(dǎo)，在論文的寫作過程給予我真誠的鼓勵(lì)、中肯的建議和指導(dǎo)。對(duì)老師的辛勤指導(dǎo)，呈上我最誠摯的謝意。這里的學(xué)習(xí)風(fēng)氣、治學(xué)方法使我獲益匪淺，終生實(shí)用。在畢業(yè)論文即將完成之際，我要衷心感謝我的父母，并感謝你們對(duì)我的幫助，感謝你不斷的鞭策和鼓勵(lì)給予我永往向前的勇氣和毅力。 何麒麟 2009年5月于株洲 .3.《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》編寫組編. 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊第一，三，四冊. ..，. .. ..《機(jī)械設(shè)計(jì)》.，