立式數(shù)控銑床進給傳動系統(tǒng)設(shè)計說明書.pdf

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1、立式數(shù)控銑床進給傳動系統(tǒng)設(shè)計 1.概述 1.1技術(shù)要求 工作臺、工件和夾具的總質(zhì)量 m=918kg，其中，工作臺的質(zhì)量 510kg；工作臺的最大行 程Lp=600 m?工作臺快速移動速度18000mm/min；工作臺采用貼塑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的動摩擦系數(shù) 為 0.15，靜摩擦系數(shù)為 0.12；工作臺的定位精度為 30μm，重復(fù)定位精度為 15μm；機床的 工作壽命為 20000h（即工作時間為 10 年）。機床采用主軸伺服電動機，額定功率為 5.5kw， 機床采用端面銑刀進行強力切削，銑刀直徑125m，主軸轉(zhuǎn)速310r/min。切削狀況如下： 數(shù)控銑床的切削狀況 切削方式 進給速度 時間比例（%） 備

2、注 強力切削 0.6 10 主電動機滿功率條件下切削 一般切削 0.8 30 粗加工 精加工切削 1 50 精加工 快速進給 20 10 空載條件下工作臺快速進給 1.2總體設(shè)計方案 為了滿足以上技術(shù)要求，采取以下技術(shù)方案： （1） 工作臺工作面尺寸（寬度長度）確定為400mm1200mm。 （2） 工作臺導(dǎo)軌采用矩形導(dǎo)軌，在與之相配的動導(dǎo)軌滑動畫面上貼聚四氟乙烯導(dǎo)軌板。同 時采用斜鑲條消除導(dǎo)軌導(dǎo)向面的間隙，在背板上通過設(shè)計偏心輪結(jié)構(gòu)來消除導(dǎo)軌背面 與背板的間隙，并在與工作臺導(dǎo)軌相接觸的斜鑲條接觸面上和背板接觸面上貼膜。 （3） 對滾珠絲杠螺母副采用預(yù)緊，并對滾珠絲杠進行拉伸預(yù)。 （4） 采用

3、伺服電動機驅(qū)動。 （5） 采用膜片彈性聯(lián)軸器將伺服電動機與滾珠絲杠連接。 2.滾珠絲杠螺母副的選型和計算 2.1主切削力及其切削分力計算 （1）計算主切削力Fz。 根據(jù)已知條件，采用端面銑刀在主軸計算轉(zhuǎn)速下進行強力切削（銑刀直徑D=125m）， 主軸具有最大扭矩，并能傳遞主電動機的全部功率，此時銑刀的切削速度為：（已知機床主電 動機的額定功率 m P 為5.5kw，主軸計算轉(zhuǎn)速n=310r/min。） 根據(jù)公式得刀具的切削速度為： s m s m Dn v / 03 . 2 / 60 310 10 125 14 . 3 60 3 = = = - p 取機床的機械效率為： 8 .

4、 0 m = h ，則由式得主切削力： N N v F z 49 . 2167 10 03 . 2 5 . 5 8 . 0 10 P 3 3 E m = = = h （2）計算各切削分力 工作臺的縱向切削力、橫向切削力和垂向切削力分別為 1192.12N 2167.49 55 . 0 55 . 0 F 2059.12N 2167.49 5 9 . 0 5 9 . 0 F N 867 49 . 2167 4 . 0 0.4F F V C z 1 = = = = = = = = = z z F F 2.2導(dǎo)軌摩擦力的計算 在切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸導(dǎo)軌摩擦力 m F 的計

5、算可以查課程設(shè)計指導(dǎo)書： （1）根據(jù)式（28a）計算在切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力 m F 。此時導(dǎo)軌動摩擦系數(shù) 15 . 0 = m ，查 表23得鑲條緊固力 N 150 f g = ,則 ( ) ( ) 2060.69N N 12 . 192 12 . 2059 150 900 15 . 0 F f c = + + + = + + + = v g F W F m m （2）按式（29a）計算在不切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力 0 m F 和 0 F ( ) ( ) N 1260 150 900 0.12 ) f (W F 1575N 150 900 15 . 0 f g 0 0

6、 0 0 = + = + = = + = + = = ） （ m m m g W F F 2.3計算滾珠絲杠螺母副的軸向負載力 （1）按式（210a）計算最大軸向負載力 amax F N N F F F 69 . 2929 ) 69. 2062 867 ( 1 max a = + = + = m （2）按式（211a）計算最小軸向負載力 min F N F F 1575 0 min a = = m 2.4滾珠絲杠的動載荷計算與直徑估算 1）確定滾珠絲杠的導(dǎo)程 根據(jù)已知條件取電動機的最高轉(zhuǎn)速 min / r 1800 n max = 得： mm 10 mm 1800 1

7、 18000 in v max max 0 = = = L 2）計算滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速和平均載荷 （1）各種切削方式下滾珠絲杠的軸向載荷。 強力切削時的軸向載荷定為最大軸向載荷，快速移動和鉆鏜定位時的軸向載荷定為最小 軸向載荷。一般切削（粗加工）和精細切削（精加工）時，滾珠絲杠螺母副的軸向載荷分別 可按下式計算： min min 3 max min % 5 , % 20 a a a a Z FFFFFF + = + = 并將計算結(jié)果填入表2 表 2 數(shù)控銑床滾珠絲杠的計算 切削方式 軸向載荷/N 進給速度 /(m/min) 時間比例 /(%) 備注 強力切削 2929.69

8、 6 . 0 1 = v 10 max 1 a FF = 一般切削（粗加工） 2160.94 8 . 0 2 = v 30 max min 2 % 20 a a FFF + = 精細切削（精加工） 1721.48 1 3 = v 50 max min 3 % 5 a a FFF + = 快移和鏜鉆加工 1575 max 4 v v = 10 max 4 a FF = （2）計算滾珠絲杠螺母副在各種切削方式下的轉(zhuǎn)速 i n 。 min / 150 min / 10 10 15 min / 10 min / 10 10 1 min / 80 min

9、 / 10 10 8 . 0 min / 60 min / 10 10 6 . 0 3 0 4 4 3 0 3 3 3 0 2 2 3 0 1 1 r r L v n r r L v n r r L v n r r L v n = = = = = = = = = = = = - - - - （3）按式（2-17）計算滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速 m n 。 min / 230 min / ) 15010 10 10 10 50 80 10 30 60 10 10 ( 10 10 10 2 2 1 1 r r n q nqnqn m n m = + + + =

10、+ + + = L （4）按式（2-18）計算滾珠絲杠螺母副的平均載荷 m F N N q n n F n n F q n n F F n m n n m m m 15 . 1757 10 10 230 150 1575 10 50 230 10 48 . 1721 10 30 230 80 94 . 2160 10 10 230 60 69 . 2929 10 10 3 3 3 3 3 3 3 2 3 2 1 1 31 = + + + = + + + = L 3)確定滾珠絲杠預(yù)期的額定動載荷 am C （1）按預(yù)定工作時間估算。查表 2-28 得載荷性

11、質(zhì)系數(shù) w f =1.3。已知初步選擇的滾珠絲杠的 精度等級為2級， 查表2-29得精度系數(shù) a f=1， 查表2-30得可靠性系數(shù) c f=0.44， 則由式 （2-19） 得 mw 3 am mh ac Ff C=60nL 10ff N 49 . 3801 4 . 0 1 10 3 . 1 15 . 1757 200 230 60 3 = = （2）因?qū)L珠絲杠螺母副將實施預(yù)緊，所以可按式（2-21）估算最大軸向載荷。查表2-31 得預(yù)加載荷系數(shù) e f=4.5，則 N N F C 61 . 13183 69 . 2929 5 . 4 f amax e am =

12、 = = （3）確定滾珠絲杠預(yù)期的額定動載荷 am C 。 取以上兩種結(jié)果的最大值， am C ＝33801.49 N。 4）按精度要求確定允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑 2m d （1）根據(jù)定位精度和重復(fù)定位精度的要求估算允許的滾珠絲杠的最大軸向變形。 已知工作臺的定位精度為30 m m ，重復(fù)定位精度為15 m m ，根據(jù)式（2-23）、式（2-24） 以及定位精度和重復(fù)定位精度的要求，得 max1 1 =~ 2 d 1 （ ） 3 15 m m ＝（5~10） m max2 1 ~ 5 d = 1 （ ） 4 30 m m ＝（6~7.5） m m 取上述計算結(jié)果的較小值

13、，即 max d =5 m m 。 （2）估算允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑 2m d 。 本機床工作臺（X軸）滾珠絲杠螺母副的安裝方式擬采用兩端固定方式。 滾珠絲杠螺母副的兩個固定支承之間的距離為 L＝行程+安全行程+2余程+螺母長度+支承長度 ≈（1.2~1.4）行程+（25~30） 0 L 取L＝1.4行程+30 0 L ≈（1.4600+3010）mm＝1140mm 又 0 F =1260N，由式（2-26）得 m m L F d m 9 . 20 5 140 1260 039 . 0 039 . 0 max 0 2 = = d 5）初步確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號 根

14、據(jù)計算所得的 0 L 、 am C 、 2m d ，初步選擇 FFZD 型內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲杠螺母 副 FFZD4010-5（見本書附錄 A表 A-3），其公稱直徑 0 d 、基本導(dǎo)程 0 L 、額定動載荷 a C和絲杠 直徑 2 d 如下： 0 d =40mm， 0 L =10mm a C=46500N＞ am C =33801.49N 2 d =34.3mm＞ 2m d =20.9mm 故滿足式（2-27）的要求。 6）由式（2-29）確定滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力 p F p max 1 1 F=F 3 3 =2929.69N＝976.56N 7）計算滾珠絲杠螺母副的目標(biāo)行

15、程補償值與預(yù)緊拉力 （1）按式（2-31）計算目標(biāo)行程補償值 t d 。 已知溫度變化值△t=2℃，絲杠的膨脹系數(shù)α= 6 1110 - m m /℃，滾珠絲杠螺母副的有效行程 u L ＝工作臺行程+安全行程+2余程+螺母長度 ＝（600+100+220+146）mm＝886mm 故 t d ＝11△t u L 6 10 ＝112886 6 10 mm＝0.02mm （2）按式（2-32）計算滾珠絲杠的預(yù)拉伸力 t F 。 已知滾珠絲杠螺紋底徑 2 d =34.3mm，滾珠絲杠的溫升變化值△t=2℃，則 2 2 t 2 F=1.81td1.81234.3N4258.89N D=

16、 = 8）確定滾珠絲杠螺母副支承用軸承的規(guī)格型號 （1）按式（2-33）計算軸承所承受的最大軸向載荷 Bmax F 。 N F F B 4 . 5723 69 . 2929 2 1 59 . 4258 F 2 1 amax t max = + = + = （2）計算軸承的預(yù)緊力 Bp F 。 N F F B BP 81 . 1907 4 . 5723 3 1 3 1 max = = = （3）計算軸承的當(dāng)量軸向載荷 Bam F 。 N F F BP B 95 . 3664 15 . 1757 81 . 1907 F m am = + = + = （4）按式（2-15）

17、計算軸承的基本額定動載荷C。 已知軸承的工作轉(zhuǎn)速n= m n =230r/min，軸承所承受的當(dāng)量軸向載荷 Bam F =3664.95N，軸承 的基本額定壽命L=20000h。軸承的徑向載荷 r F 和軸向載荷 a F 分別為 N 48 . 1832 5 . 0 95 . 364 60 cos 0 am r = = = B F F N 5 . 318 87 . 0 95 . 364 60 sin F F 0 Bam a = = = 因為 17 . 2 74 . 1 48 . 1832 5 . 3188 F F r a < = = ，所以查表2-25得，徑向系數(shù)X=1.9，軸向

18、系數(shù)Y=0.54， 故 N 51 . 5203 51 . 3188 54 . 0 48 . 1832 9 . 1 XF P a r = + = + = YF N 3879 200 230 60 10 51 . 5203 60nL 10 P C 3 3 h = = = （5）確定軸承的規(guī)格型號。 因為滾珠絲杠螺母副擬采取預(yù)拉伸措施，所以選用 60角接觸球軸承組背對背安裝，以 組成滾珠絲杠兩端固定的支承形式。由于滾珠絲杠的螺紋底徑 2 d 為34.3mm，所以選擇軸承的 內(nèi)徑d為30mm，以滿足滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的需要。 在滾珠絲杠的兩個固定端均選擇國產(chǎn) 60角接觸球軸承兩件一組背對

19、背安裝，組成滾珠 絲杠的兩端固定支承方式。軸承的型號為 760306TNI/P4DFB，尺寸（內(nèi)徑外徑寬度）為 30mm72mm19mm，選用脂潤滑。該軸承的預(yù)載荷能力 BP F為2900N，大于計算所得的軸承預(yù) 緊力 BP F =1939.62N。并在脂潤滑狀態(tài)下的極限轉(zhuǎn)速為 1900r/min，高于滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速 max n =2000r/min，故滿足要求。該軸承的額定動載荷為C=34500N，而該軸承在 20000h 工作 總壽命下的基本額定動載荷C=34395N，也滿足要求。 3.工作臺部件的裝配圖設(shè)計 將以上計算結(jié)果用于工作臺部件的裝配圖設(shè)計。 4.滾珠絲杠螺母副的承載能力校

20、驗 4.1滾珠絲桿螺母副臨界壓縮載荷的校驗 工作臺的滾珠絲桿支承方式采用預(yù)拉伸結(jié)構(gòu)，絲杠始終受拉而不受壓。因此，不存在壓 桿不穩(wěn)定問題。 4.2滾珠絲桿螺母副臨界轉(zhuǎn)速 c n 的校驗 根據(jù)圖可得滾珠絲桿螺母副臨界轉(zhuǎn)速的計算長度 2 L =837.5mm。已知彈性模量 E= 5 10 1 . 2 MPa，材料密度 5 10 8 . 7 g 1 - = r N/ 3 mm ，重力加速度9.8，安全系數(shù) 1 K =0.8。由表 2-44查得 73 . 4 = l 滾珠絲桿的最小慣性矩為 4 4 4 4 2 mm 67909 mm 3 . 34 64 14 . 3 d 64 =

21、 = = p I 滾珠絲桿的最小截面積為 2 2 2 2 2 mm 54 . 923 mm 3 . 34 4 14 . 3 d 4 = = = p A 故可由公式得： 923.54 10 7.8 10 9.8 67909 10 2.1 837.5 3.14 2 4.73 60 0.8 A EI L 2 60 K n 5 3 5 2 2 2 2 2 1 c = = r p l r/min=10738.5r/min 本工作臺滾珠絲桿螺母副的最高轉(zhuǎn)速為1800r/min，遠遠小于其臨界轉(zhuǎn)速，故滿足要求。 4.3滾珠絲桿螺母副額定壽命的校驗 滾珠絲桿螺母副的壽命，

22、主要是指疲勞壽命。它是指一批尺寸、規(guī)格、精度相同的滾珠 絲杠在相同的條件下回轉(zhuǎn)時，其中90%不發(fā)生疲勞剝落的情況下運轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)速。 查附錄 A 表 A-3 得滾珠絲桿額定動載荷 46500 a = C N，運轉(zhuǎn)條件系數(shù) 2 . 1 f w = ，滾珠絲桿的動 載荷 69 . 2929 max a = = F F N，滾珠絲桿螺母副轉(zhuǎn)速n= 2000 n max = r/min 即： 21389h h 180 60 10 31 . 2 n 60 r 10 31 . 2 r 10 2 . 1 69 . 2929 4650 10 ) f F C ( 9 h 9 6 3 6 3

23、w a a = = = = = = L L L ） （ 一般來講，在設(shè)計數(shù)控機床時，應(yīng)該保證滾珠絲桿螺母副的總時間壽命 h 20000 h L ，姑 滿足要求。 5.計算機械傳動系統(tǒng)的剛度 5.1機械傳動系統(tǒng)的剛度計算 (1)計算滾珠絲桿的拉壓剛度 S K 。 本工作臺的絲杠支承方式為兩端固定，當(dāng)滾珠絲杠的螺母中心位于滾珠絲桿兩支承的中 心位置（a=L/2，L=1075mm）時，滾珠絲桿螺母副具有最小拉壓剛度 smin K ，計算為： m 72.31N/ m / 1075 3 . 34 10 6 . 6 d 10 6 . 6 2 2 2 2 2 smin m m =

24、 = = N L K 當(dāng) a= Y L =837.5mm 或 a= J L =237.5mm 時（即滾珠絲桿的螺母副中心位于行程的兩端位置 時），滾珠絲桿螺母副具有最大拉壓剛度 smax K 計算得： m / 14 . 1049 m / 237.5) (1075 237.5 4 1075 34.3 10 6.6 ) L (L 4 d 10 6 . 6 2 2 J 2 2 2 smax m m N N L L K J = = = (2)計算滾珠絲杠螺母副支撐軸承的剛度Kb。 已知軸承的接觸角=60?，滾動體直徑 Q d =7.144mm，滾動體個數(shù)Z=17,軸

25、承的最大軸向 工作載荷F max B = 5723.44N,由表2-45，表2-46得 K b = 42.34 3 5 max 2 sin b B Q F Z d = 42.34 N m N 49 . 167 / 60 sin 4 . 5723 17 14 . 7 3 0 5 2 = m (3)計算滾珠與滾道的接觸剛度K c 。 查附錄Ａ 表Ａ－３得滾珠與滾道的接觸剛度K=1585N/um，額定動載荷C a =46500N，滾 珠絲杠上所承受的最大軸向載荷F max a =2929.69N，故由式（2-46）得 K c =K（ a a CF1 . 0 max ) 3

26、 1 =1585( 4650 1 . 0 69 . 2929 ) 3 1 N/um=1358.79N/um (4) 計算進給傳動系統(tǒng)的綜合拉壓剛度K。 由式（2-47a）得進給傳動系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的最大值為 0023 . 0 358.79 1 1 677.49 1 1 14 . 1049 1 1 1 1 1 max max = + + = + + = c b s K K K K故K max =440.53N/μm 由式（2-47b）得進給傳動系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的最小值為 0027 . 0 358.79 1 1 677.49 1 1 31 . 722 1 1 1 1 1 mi

27、n min = + + = + + = c b s K K K K故K min =370.37N/μm 5.2滾珠絲杠螺母副扭轉(zhuǎn)剛度的計算 由圖41可知， 扭矩作用點之間的距離L 2 = 945.5 m。 已知剪切模量G= 4 10 1 . 8 M pa, 滾珠絲杠的底徑d 2 = 3 10 3 . 34 - m。由式（248）得 K F = 2 2 4 32L G d p = 11635.35 Nm/rad 6.驅(qū)動電動機的選型與計算 6.1計算折算到電動機軸上的負載慣量。 (1)計算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)到慣量J r 。 已知滾珠絲杠的密度r =7.810 3 - kg/cm

28、 3 ,由式(2-63)得: 2 2 4 4 4 3 1 4 3 1 4 . 43 . 21 . ) 2 . 5 5 . 2 9 . 100 4 9 . 8 3 2 ( 10 78 . 0 10 78 . 0 32 cm kg cm kg L D L D J n j j j n j j j r = + + = = = - = - = pr (2)計算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量J 0 J 0 = 0.7810 3 - D 4 L =0.7810 3 - (6.6 4 -3 4 )8.2kg/cm 3 =11.62kg/cm 3 (3)折算到電動機軸上的移動部件的轉(zhuǎn)動慣

29、量 L J 的計算 已知機床執(zhí)行部件（即工作臺、工件和夾具）的總質(zhì)量 m=918kg，電動機每轉(zhuǎn)一圈，機 床執(zhí)行部件在軸向移動的距離L=1cm，則由式（2-65）得 2 2 2 . 28 . 23 . ) 14 . 3 2 1 ( 918 2 cm kg cm kg L m J L = = = p (4)加在電動機軸上總的負載轉(zhuǎn)動慣量 d J 的計算 d J = R J + L J +J 0 =(21.43+11.62+23.28) 2 cm kg =56.33 2 cm kg 6.2計算折算到電動機軸上的負載力矩 (1)計算切削負載力矩T c 。 已知在切削狀態(tài)

30、下坐標(biāo)軸的軸向負載力 F a =F max =2929.69N,電動機每轉(zhuǎn)一圈，機床執(zhí)行 部件在軸向移動的距離L=10mm=0.01m,進給傳動系統(tǒng)的總效率η=0.90，由式（2-54）得 T c = ph 2 L F a = m N 90 . 0 14 . 3 2 01 . 0 69 . 2929 =5.18Nm (2)計算摩擦負載力矩T m 。 已知在不切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸的軸向負載力（即為空載時的導(dǎo)軌摩擦力）F 0 m =1575N，由式 （2-55）得T m = ph m 2 0 L F= 90 . 0 14 . 3 2 01 . 0 1575 Nm=2.79N

31、m (3)計算由滾珠絲杠得預(yù)緊而產(chǎn)生的附加負載力矩T f 。 已知滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力F p =976.56N， 滾珠絲杠螺母副的基本導(dǎo)程L 0 =10mm=0.01mm， 滾珠絲杠螺母副的效率 0 h =0.94，由式（2-56）得 T f= ( ) m N m N L F p .2 . 0 .) 94 . 0 1 ( 90 . 0 14 . 3 2 01 . 0 56 . 976 1 2 2 2 0 0 = - = -h ph 6.3 計算坐標(biāo)軸折算到電動機軸上的各種所需力矩 （1）計算線性加速度力矩T 1 a 。 已知機床執(zhí)行部件以最快速度運動時電動機的最高轉(zhuǎn)速

32、n max =1800r/min，電動機的轉(zhuǎn)動 慣量 J m =62kgcm 2 ，坐標(biāo)軸的負載慣量 J d =56.33kgcm 2 ，進給伺服系統(tǒng)的位置環(huán)增益 k s =20 z H ，加速時間 a t = s k 3 = 20 3 s=0.15s，由式（2-58）得 ( )( ) m N cm kgf cm kgf e e J J t n T a s t k d m a a .12 . 14 . 072 . 144 . ) 1 ( ) 33 . 56 62 ( 15 . 0 980 60 1800 14 . 3 2 1 980 60 2 15 . 0 20 max

33、 1 = = - + = - + = - - p （2）計算階躍加速力矩。 已知加速時間 s s k t s a 05 . 0 20 1 1 = = = ，由式（2-59）得 ( ) m N cm kgf cm kgf J J t n T d m a ap .59 . 44 . 97 . 454 . ) 33 . 56 62 ( 15 . 0 980 60 1800 14 . 3 2 980 60 2 max = = + = + = p （3）計算坐標(biāo)軸所需的折算到電動機軸上的各種力矩。 1)按式(2-61)計算線性加速時空載啟動力矩 q T

34、 m N m N T T T T f u a q . 1 . 17 . ) 2. 0 79 . 2 12 . 14 ( ) ( 1 = + + = + + = 2)按式(2-61)計算線性加速時空載啟動力矩 q T m N m N T T T T f u ap q . 58 . 47 . ) 2. 0 79 . 2 59 . 4 ( ) ( = + + = + + = 3)按式(2-57a)計算快進力矩 KJ T m N m N T T T f u KJ . 9 . 2 . ) 2. 0 79 . 2 ( ) ( = + = + = 4)按式(2-57a)計算工進力矩

35、GJ T m N m N T T T f c GJ . 38 . 5 . ) 2. 0 18 . 5 ( ) ( = + = + = 6.4選擇驅(qū)動電動機的型號 (1)選擇驅(qū)動電動機的型號 根據(jù)以上計算和表2-14，選擇日本FANUC 公司生產(chǎn)的a12/3000i型交流伺服電機為驅(qū)動 電機。主要技術(shù)參數(shù)如下：額定功率，3kW,最高轉(zhuǎn)速,3000r/min，額定力矩，12N.m,轉(zhuǎn)動慣 量， 2 . 62 cm kg ,質(zhì)量,18kg。 交流伺服電動機的加速力矩一般為額定力矩的5~10倍。若按 5倍計算，則該電動機的加 速力矩為 60N.m，均大于本機床工作臺的線性加速時所需的空載啟動力

36、矩 m N T q . 1 . 17 = 以及 階躍加速時所需的空載啟動力矩 m N T q . 58 . 47 = ，因此，不管采用何種加速方式，本電動機均 滿足加速力矩要求。 該電動機的額定力矩為 12N.m，均大于本機床工作臺快進時所需的驅(qū)動力矩 m N T KJ .99 . 2 = 以及工進時所需的驅(qū)動力矩 m N T GJ .38 . 5 = ，因此，不管是快進還是工進，本電 動機均滿足驅(qū)動力矩要求。 (2)慣量匹配驗算。 為了使機械傳動系統(tǒng)的慣量達到較合理的匹配，系統(tǒng)的負載慣量 d J 與伺服電動機的轉(zhuǎn)動 慣量 m J 之比一般應(yīng)滿足式(2-67)，即

37、1 25 . 0 m d J J 而在本例中， ] 1 , 25 . 0 [ 9 . 0 62 33 . 56 = = m d J J ，故滿足慣量匹配要求。 7.確定滾珠絲杠螺母副的精度等級和規(guī)格型號 7.1確定滾珠絲杠螺母副的精度等級 本機床工作臺采用半閉環(huán)系統(tǒng)， p V 30 、 p e 應(yīng)滿足下列要求： m e m m V p p m d d m m d d 9 . 19 ) ( 8 . 0 9 . 19 ) 2 . 4 9 . 0 30 ( 8 . 0 ) ( 8 . 0 kmax kmax 30 = - - = - - = - - 定位精度 定位精度

38、 滾珠絲杠螺母副擬采用的精度等級為二級，查表2-20得 m m V p m 9 . 19 8 30 < = ，查表2-21 得，當(dāng)螺紋長度為850mm時， m m e p m 9 . 19 15 < = 故滿足設(shè)計要求。 7.2滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號 滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號為FFZD4010-5-P2/1239850，其具體參數(shù)如下。公稱直徑與 導(dǎo)程：40mm,10mm;螺紋長度:850mm;絲杠長度:1239mm;類型與精度:P類，2級精度。 8.設(shè)計總結(jié) 在這次的課程設(shè)計中，學(xué)到了一些除技能以外的其他東西，領(lǐng)略到了別人在處理問題時 顯示出的優(yōu)秀品質(zhì)，更深切的體會到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機制，最重要的還是 自己對一些問題的看法產(chǎn)生了良性的變化，尤其是在互相的合作中。 課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這 次課程設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得 自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一 個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素 質(zhì)。 9.參考文獻 [1] 范超毅.數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006 [2] 王愛玲.機床數(shù)控技術(shù).北京：高等教育出版社，2006