1-鉆床改裝用數(shù)控XY工作臺設(shè)計(jì)摘要全套圖紙加V信153893706或扣3346389411X-Y數(shù)控工作臺改裝設(shè)計(jì)是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單。實(shí)現(xiàn)方便并且能夠保證一定的精度。本文主要對工作臺的機(jī)械部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，對滾珠絲杠，滾動導(dǎo)軌及步進(jìn)電動機(jī)做了設(shè)計(jì)計(jì)算及選用，并也對軸承座和聯(lián)軸器進(jìn)行了分析和選擇，另外也利用AutoCAD進(jìn)行了裝配圖的繪制，對其導(dǎo)軌座的設(shè)計(jì)及各零部件的安裝也作了比較詳細(xì)的說明。針對滾珠絲杠的計(jì)算，通過對滾珠絲杠的動載荷及靜載荷的計(jì)算，確定所要絲杠的動靜載荷值，并選擇。針對滾動導(dǎo)軌，分別計(jì)算滾動導(dǎo)軌的動載荷及其工作壽命來確定滾動導(dǎo)軌的參數(shù)，并選取。針對步進(jìn)電動機(jī)的選取，我分別作了其轉(zhuǎn)動慣量和轉(zhuǎn)動力矩的計(jì)算，根據(jù)所得的數(shù)據(jù)作步進(jìn)電動機(jī)的選擇。關(guān)鍵詞：XY工作臺步進(jìn)電動機(jī)滾動導(dǎo)軌滾珠絲杠課程設(shè)計(jì)的目的根據(jù)課堂講授內(nèi)容，我們做相應(yīng)的自主練習(xí)，消化課堂所講解的內(nèi)容。通過本次設(shè)計(jì)，使我們?nèi)娴?、系統(tǒng)地了解和掌握數(shù)控機(jī)床的基本內(nèi)容和基本知識，初步掌握數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)方法，并學(xué)會運(yùn)用手冊標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料。同時(shí)培養(yǎng)我們學(xué)生的創(chuàng)新意識、工程意識和動手能力。二、設(shè)計(jì)要求1、改造后的鉆床能夠加工最大面積為180×180，最大工件重量為200kg。2、數(shù)控XY工作臺要求孔的定位精度在±0.02mm內(nèi)，工作臺快進(jìn)速度為3.6m/min，加速時(shí)間為：0.1秒。課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟（一）、總體設(shè)計(jì)方案課程設(shè)計(jì)課題：鉆床數(shù)控改裝用數(shù)控X、Y工作臺的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一套簡易數(shù)控XY工作臺，固定在某一鉆床的工作臺上。XY工作臺的位置控制采用步進(jìn)電機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，通過上述方案將該普通鉆床改裝成簡易的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆床。（二）、機(jī)械部分改裝設(shè)計(jì)1、數(shù)控機(jī)床機(jī)構(gòu)性能應(yīng)滿足以下要求：（1）、較高的機(jī)床靜、動剛度數(shù)控機(jī)床是按照數(shù)控自動編程或手動輸入數(shù)據(jù)方式提供的指令自動進(jìn)行加工的。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)(如機(jī)床床身、導(dǎo)軌、工作臺、刀架和主軸箱等)的幾何精度與變形產(chǎn)生的定位誤差在加工過程中不能人為地調(diào)整與補(bǔ)償，因此，必須把各處機(jī)械結(jié)構(gòu)部件產(chǎn)生的彈性變形控制在最小限度內(nèi)，以保證所要求工件的加工精度與表面質(zhì)量。

（2）、減少機(jī)床的熱變形

在內(nèi)外熱源的影響下，機(jī)床各部件將發(fā)生不同程度的熱變形，使工件與刀具之間的相對運(yùn)動關(guān)系遭到破環(huán)，也是機(jī)床季度下降。對于數(shù)控機(jī)床來說，因?yàn)槿考庸み^程是計(jì)算的指令控制的，熱變形的影響就更為嚴(yán)重。（3）、減少運(yùn)動間的摩擦和消除傳動間隙數(shù)控機(jī)床工作臺(或拖板)的位移量十一脈中當(dāng)量為最小單位的，通常又要求能以基地的速度運(yùn)動。為了使工作臺能對數(shù)控裝置的指令作出準(zhǔn)確響應(yīng)，就必須采取相應(yīng)的措施。目前常用的滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌在摩擦阻尼特性方面存在著明顯的差別。在進(jìn)給系統(tǒng)中用滾珠絲杠代替滑動絲杠也可以收到同樣的效果。目前，數(shù)控機(jī)床幾乎無一例外地采用滾珠絲杠傳動。、提高機(jī)床的壽命和精度保持性

為了提高機(jī)床的壽命和精度保持性，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮數(shù)控機(jī)場零部件的耐磨性，尤其是機(jī)床導(dǎo)軌、進(jìn)給伺服電機(jī)主軸部件等影響進(jìn)度的主要零件的耐磨性。在使用過程中，應(yīng)保證數(shù)控機(jī)床各部件潤滑良好。

（5）、減少輔助時(shí)間和改善操作性能

數(shù)控機(jī)床的單件加工中，輔助時(shí)間(非切屑時(shí)間)占有較大的比重。要進(jìn)一步提高機(jī)床的生產(chǎn)率，就必須采取促使最大限度地壓縮輔助時(shí)間。目前已經(jīng)有很多數(shù)控機(jī)床采用了多主軸、多刀架、以及帶刀庫的自動換刀裝置等，以減少換刀時(shí)間。對于切屑用量加大的數(shù)控機(jī)床，床身機(jī)構(gòu)必須有利于排屑。2、待改裝鉆床型號的確定在本設(shè)計(jì)中我選擇型號為Z4050的立式鉆床進(jìn)行改裝，數(shù)據(jù)來源：/offerdetail/408128.html項(xiàng)目參數(shù)最大鉆孔直徑鑄件：?50mm

鋼件：?45mm最大攻絲能力鋼件：M42×2,M30×3.5mm主軸錐孔錐度MT4主軸最大行程150mm主軸轉(zhuǎn)速范圍60-1500r/min;

40-995r/min主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)6級主軸中心至立柱表面距離310mm主軸端部到工作臺最大距離728mm工作臺面尺寸400*380mm立柱直徑130mm電動機(jī)/功率Y90L-4/1.5kW;

Y90L-6/1.1kW包裝尺寸860*640*1500mm凈重300kg3、運(yùn)動控制方式的確定數(shù)控系統(tǒng)按運(yùn)動方式分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)、輪廓控制系統(tǒng)。點(diǎn)位控制的特點(diǎn)是只控制刀具相對于工件定位點(diǎn)的位置精度，不控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動軌跡，在移動過程中刀具不進(jìn)行切削；直線控制的特點(diǎn)是除了控制起點(diǎn)與終點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置外，而且要求刀具由一點(diǎn)到另一點(diǎn)之間的運(yùn)動軌跡為直線，并能控制位移的速度；輪廓控制的特點(diǎn)是能夠?qū)蓚€或兩個以上的坐標(biāo)軸方向同時(shí)進(jìn)行連續(xù)控制，并能夠?qū)ξ灰坪退俣冗M(jìn)行嚴(yán)格地、不斷地控制。本設(shè)計(jì)的鉆床工作臺相對刀具運(yùn)動時(shí)不進(jìn)行任何切削，只是在點(diǎn)與點(diǎn)之間進(jìn)行精確定位，所以選用點(diǎn)位控制。4、伺服系統(tǒng)的確定伺服系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)為開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)三種。開環(huán)的伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動,系統(tǒng)沒有檢測裝置;半閉環(huán)的伺服系統(tǒng)中一般采用交流或直流伺服電機(jī)驅(qū)動,并在電機(jī)輸出軸安裝脈沖編碼器,將速度反饋信號傳給控制單元;閉環(huán)的伺服系統(tǒng)也是采用交流或直流伺服電機(jī)驅(qū)動,位置檢測裝置安裝在工作臺末端,將位置反饋信號傳給控制單元。閉環(huán)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)價(jià)格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于本次設(shè)計(jì)中，其位置精度（±0.02mm）要求不高，考慮到成本低，維修方便等條件，選用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的開環(huán)伺服系統(tǒng)就可滿足要求。XY工作臺系統(tǒng)總體框圖如下圖所示：5、工作臺參數(shù)的初步選定在老師給定的參數(shù)中，我選鉆床能夠加工的最大面積為，最大工件重量200kg。所以留出裝夾的尺寸后工作臺應(yīng)該設(shè)為，并且考慮到工件最大重量為200，所以我選工作臺厚度為20，材料選HT150灰鑄鐵，因?yàn)槠溆辛己玫蔫T造性能，減磨性，耐磨性好，加上其熔化配料簡單，成本低，耐腐蝕及抗震性好等。6、導(dǎo)軌的選定思路導(dǎo)軌是數(shù)控機(jī)床的重要部件之一，它在很大程度上決定數(shù)控機(jī)床的剛度，精度和精度保持性。其中直線滾動導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?，使滑塊與導(dǎo)軌之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動摩擦阻力，從而獲得：動、靜摩擦力之差很小，隨動性極好，即驅(qū)動信號與機(jī)械動作滯后的時(shí)間間隔極短，有益于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。驅(qū)動功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一。適應(yīng)高速直線運(yùn)動，其瞬時(shí)速度比滑動導(dǎo)軌提高約10倍。能實(shí)現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度。能實(shí)現(xiàn)無間隙運(yùn)動，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動剛度。因此導(dǎo)軌選用直線滾動導(dǎo)軌。7、滾珠絲杠選型思路滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動與直線運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置，是數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中使用最為廣泛的傳動裝置。其特點(diǎn)如下：（1）、摩擦損失小、傳動效率高；（2）、運(yùn)動平穩(wěn)，摩擦力小、靈敏度高、低速時(shí)無爬行；（3）、軸向剛度高、反向定位精度高；（4）、在磨損下、壽命長、維護(hù)簡單；（5）、傳動具有可逆性、不能自鎖；（6）、同步性好；（7）、有專業(yè)廠生產(chǎn)。常用的雙螺母消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)形式有三種：（1）、墊片調(diào)隙式，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、裝卸方便，缺點(diǎn)是調(diào)整時(shí)需要對墊片反復(fù)修磨，工作中不能進(jìn)行隨時(shí)調(diào)整，因此適用一般精度的機(jī)構(gòu)；（2）、螺紋調(diào)隙式，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便，但是調(diào)整量難以精確控制；（3）、齒差調(diào)隙式，其優(yōu)點(diǎn)是精確可靠，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其調(diào)整間隙公式是：=絲杠的安裝有四種形式：（1）、一端固定，一端自由；（2）、兩端游動；（3）、一端固定，一端游動；（4）、兩端固定。在本次設(shè)計(jì)中我選用的是第三種調(diào)隙式，并且選外循環(huán)滾珠絲杠做為工作臺的傳動機(jī)構(gòu)。其理由是這樣選擇的循環(huán)方式具有結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，承載能力強(qiáng)，成本低等優(yōu)點(diǎn)。其安裝方式我選擇兩端固定的方式，其特點(diǎn)是：（1）、剛度最高，只要軸承無間隙，絲杠的軸向剛度為一端固定的4倍；（2）、絲杠一般不會受壓，無壓桿穩(wěn)定問題，固有頻率比一端固定的高；（3）、可以預(yù)拉伸，預(yù)緊拉伸后可減小絲杠自重的下垂和熱補(bǔ)償膨脹。8、絲杠和電機(jī)連接零件的選取思路由于要求設(shè)計(jì)的工作臺屬于輕載型工作臺，工作臺上的負(fù)載折算到電極機(jī)上的轉(zhuǎn)動慣量不是很大，所以電機(jī)與絲杠的連接用聯(lián)軸器就可以滿足要求。這樣大大簡化了主軸的結(jié)構(gòu)，縮短傳動鏈，提高了傳動精度。同時(shí)有效地提高了主軸部件的剛度。9、支承座材料的選取支承座的材料選HT150做為支承座材料，其優(yōu)點(diǎn)耐磨，耐腐蝕，抗震性好，剛度高。10、軸承類型的選取思路根據(jù)承受載荷性質(zhì)的不同或公稱接觸角的不同，滾動軸承可分為向心軸承、推力軸承。向心軸承：主要承受徑向載荷，也承受一定的軸向載荷。又分為徑向接觸軸承和向心接觸軸承（）。鋼球與外圈內(nèi)表面的接觸角有、和三種。大能承受的軸向載荷大。推力軸承：同時(shí)承受徑向載荷和較大的軸向載荷。又分為軸向接觸軸承和推力角接觸軸承（）。外圈或內(nèi)圈有可拆和不可拆兩種；滾動元件有單列和雙列的兩種。由于本設(shè)計(jì)中絲杠主要受軸向力的作用，為了保證其高速、高精度可靠性?？蛇x用“前后支承均采用高精度的單列向心推力軸承和一個深溝球軸承支承”。這樣既保證了軸向載荷和徑向載荷。需要注意的是機(jī)械部分改裝設(shè)計(jì)要確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性。在滿載設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)傳動裝配時(shí)，通常提出低摩擦、低慣量、高剛度、無間隙、高諧振以及有適宜阻尼的要求，所以設(shè)計(jì)時(shí)要遵守以下原則：縮短傳動鏈，這樣可以提高系統(tǒng)傳動的傳動剛度，減少傳動鏈誤差，同時(shí)可以通過預(yù)緊方式提高傳動精度。工作臺與導(dǎo)軌的安裝要確保工作臺與導(dǎo)軌的垂直度和平行度達(dá)到規(guī)定的精度?？刂坪脙蓪?dǎo)軌的水平度和平行度，否則導(dǎo)致工作臺在移動過程中出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。確保電機(jī)與絲杠連接時(shí)達(dá)到規(guī)定的同軸度及調(diào)節(jié)好電機(jī)的定位精度。軸承的安裝，確保預(yù)緊，提高傳動精度。（三）、機(jī)械部分改裝設(shè)計(jì)的計(jì)算部分1、確定工作臺的尺寸及其重量在老師所給定的工件尺寸中我選工件尺寸為180×180。根據(jù)我們加工的時(shí)候要用夾具夾緊工件就必須每邊留出裝夾具的尺寸40mm，所以最后確定工作臺尺寸為。因?yàn)楣ぷ髋_加工的最大工件重量為200kg，考慮到剛度和強(qiáng)度問題，最后我選工作臺的厚度為H=20mm。經(jīng)過查閱，我選灰鑄鐵HT150做為工作臺的設(shè)計(jì)材料。因?yàn)镠T150特點(diǎn)如下：適用用于軸承受中等載荷的零件。如機(jī)床上的支柱、底座、齒輪箱、刀架、床身、軸承座、工作臺、帶輪，并且鑄件厚度在20—30mm時(shí)，其最小抗拉強(qiáng)度為130MP，HBS為110—166。而密度=7.2g／。所以工作臺的體積V=A·B·H=270×260×20=1404000=1404工作臺質(zhì)量：m=×V=7.2×1404=10108.8g=10.11kg2、支承座參數(shù)設(shè)計(jì)根據(jù)工作臺的行程確定支承座的長度，因?yàn)楣ぷ髋_行程初選為工作臺長度的兩倍，在加上其他的一些安裝尺寸等，長寬高分別設(shè)為abc，所以分別取a=600mm,b=200mm,c=96mm。按保守法算得支承座=abc==11520=11.52×查閱有關(guān)資料，我選HT150灰鑄鐵做為支承座材料。密度=7.2g／所以==11.52××7.2=82.944×g=82.944kg又對工作臺上的夾具進(jìn)行放大的質(zhì)量：=20kg最低的那根絲杠以上的所有質(zhì)量為：M又知工件質(zhì)量=200kg所以M=+++m=82.944+20+200+10.11=313.05kg考慮到其他因素，再把M擴(kuò)大到320kg，即M=320kg滾珠絲杠參數(shù)設(shè)計(jì)與選型計(jì)算滾珠絲杠螺母副的承載能力用額定負(fù)荷表示，其動靜載強(qiáng)度計(jì)算原則與滾動軸承相類似。由于鉆床切削時(shí)產(chǎn)生的軸向切削力很小并且工作臺是點(diǎn)位系統(tǒng)，滾珠絲杠運(yùn)動與靜止時(shí)都不受由于切削而引起的軸向阻力，故切削力可忽略不計(jì)。因此滾珠絲杠的負(fù)荷只有運(yùn)動部件的重量所引起的摩擦阻力。（1）、求絲杠的靜載荷已知其計(jì)算公式：式中的為載荷系數(shù)，無沖擊平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)：1.0-1.2一般沖擊：1.2-1.5；有沖擊和振動：1.5-2.5；該設(shè)計(jì)取1.5為硬度系數(shù),滾道硬度HRC≥58：1.0；滾道硬度HRC≥55：1.11滾道硬度HRC≥50：1.56；滾道硬度HRC≥45：2.4；滾道硬度HRC≥40：3.85；該設(shè)計(jì)取1.0為精度系數(shù)，精度等級C、D：1.0；精度等級E、F：1.1精度等級G：1.25；精度等級H：1.43；該設(shè)計(jì)取1.0為絲杠工作時(shí)的軸向壓力。根據(jù)：其中為淬火鋼的摩擦因數(shù)取值為0.001，為最下面的絲杠以上的所有質(zhì)量，前面計(jì)算可知應(yīng)取值為=M=320因此：、確定額定動載荷及其使用壽命初步確定滾珠絲杠的規(guī)格型號。選擇的滾珠絲杠副的額定動載荷Ca，必需大于等于其計(jì)算值：Ca—額定動載荷（N）；nm—螺桿的平均轉(zhuǎn)速，取90-110r/min該設(shè)計(jì)取100r/minLh—運(yùn)轉(zhuǎn)壽命（h）；Fc—螺旋傳動的計(jì)算載荷（N）假設(shè)滾動絲桿能工作6年，每年365天，每天工作8小時(shí)，則根據(jù)絲杠動載荷公式：式中：：額定動載荷：動載荷系數(shù)，輕微沖擊取1：硬度系數(shù)，取1：絲杠承受的軸向力：使用壽命式中的絲杠的最高轉(zhuǎn)速，因題目中所給其工作臺快進(jìn)的速度為，因此其計(jì)算為：根據(jù)：所以：、滾珠絲杠的選取查/products_Content.asp?id=37根據(jù)動載荷及動載荷和公稱導(dǎo)程值的核對，最后選取的滾珠絲杠的型號為CTF1610-2.5，其公稱直徑為16，公稱導(dǎo)程為10，動靜載荷分別為6.8KN和13.1KN。滾珠絲杠螺母副精度等級的選擇：普通精度的數(shù)控機(jī)床可選用D級精度，精密型數(shù)控機(jī)床選用C級。滾珠絲杠螺母副的標(biāo)注：DDL滾動導(dǎo)軌參數(shù)設(shè)計(jì)、導(dǎo)軌的工作壽命根據(jù)題目要求所知其壽命要在6年以上，因此我取一年365天，一天8小時(shí)，因此導(dǎo)軌行程長度的壽命此標(biāo)注表示：外循環(huán)墊片調(diào)隙式的雙螺母滾珠絲杠副，名義直徑為30㎜，螺距為5㎜，一個螺母工作滾珠3.5圈，單列，D級精度，左旋，絲杠的螺紋部分長度為800㎜，絲杠的總長度為1000㎜。滾動導(dǎo)軌參數(shù)設(shè)計(jì)與選型計(jì)算、導(dǎo)軌的工作壽命根據(jù)題目要求所知其壽命要在5年以上，因此我取一年365天，一天24小時(shí)，因此導(dǎo)軌行程長度的壽命其公式為：式中為單行程，取300mm為第分鐘往復(fù)次數(shù)（取6次/分鐘）因此：（2）、計(jì)算導(dǎo)軌的額定動載荷根據(jù)額定動載荷的公式：從而得到：因鉆床的切削力大概是工作臺重的1-1.2倍該設(shè)計(jì)取1.2，所以假設(shè)每根導(dǎo)軌上有2塊滑塊，每個滑座承受的工作載荷為F,則可由求得：差/得到如下數(shù)據(jù)根據(jù)額定動載荷，最后我選定的導(dǎo)軌副的型號為GGB20BA，其尺寸見上圖。5根據(jù)額定動載荷Ca確定滾動導(dǎo)軌的型號及結(jié)構(gòu)尺寸在網(wǎng)上查：/product.asp選擇四向等載荷KL標(biāo)準(zhǔn)型滑塊及滾動直線導(dǎo)軌，其參數(shù)如下：根據(jù)Ca>C'a原則，選取LG20KL型號的導(dǎo)軌。6、步進(jìn)電機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)與選型計(jì)算（1）、確定脈沖當(dāng)量，初選步進(jìn)電機(jī)脈沖當(dāng)量根據(jù)系統(tǒng)精度來確定，對于開環(huán)系統(tǒng)一般為0.005—0.01mm。如取得太大，無法滿足系統(tǒng)精度要求；如取得太小，或者機(jī)械系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)，或者對其精度和動態(tài)特性能提出更高的要求，是經(jīng)濟(jì)性降低。知道本次設(shè)計(jì)的工作臺的精度為±0.02mm，所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得脈沖當(dāng)量。又知道是用聯(lián)軸器連接電機(jī)主軸和絲杠，所以傳動比=1。根據(jù)公式得步距角。（2）、計(jì)算系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量計(jì)算轉(zhuǎn)動慣量的目的是選著步進(jìn)電機(jī)的動力參數(shù)及進(jìn)行系統(tǒng)動態(tài)特性與設(shè)計(jì)。絲杠的轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算=1.9×（kg·）其中ρ是絲杠密度（kg/），取7.8×kg/；d是絲杠的等效直徑(m),取0.013m;l是絲杠的長度0.6m。沿直線軸移動物體的慣量工作臺、工件等折算到電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量，可由下述公式達(dá)到：M——工作臺（包括工件）的質(zhì)量，kgV——工作臺快進(jìn)速度，mm/minN——絲杠轉(zhuǎn)速,r/min所以折算到電機(jī)上的總轉(zhuǎn)動慣量=＋=kg·。*電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小的場合，可忽略不計(jì)。、電機(jī)軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算空載啟動時(shí)，電動機(jī)軸上的慣性轉(zhuǎn)矩：

其中，Δt為電機(jī)加減速時(shí)間（=0.1s）；P-絲杠導(dǎo)程(m)Vmax為工作臺快進(jìn)速度（=3.6m/min，換算為m/s）；λ為傳動比.電動機(jī)軸上的當(dāng)量摩擦轉(zhuǎn)矩其中，△t為電機(jī)加速時(shí)間：△t=0.1O秒伺服傳動鏈的總效率取為=0.8為工作臺快進(jìn)速度=3.6m/min設(shè)滾動絲杠螺母副的預(yù)緊力為最大軸向載荷的1/3，則因預(yù)緊力而引起的、折算到電動機(jī)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩為：是滾珠絲杠螺母副未預(yù)緊時(shí)的傳動效率。=0.9工作臺上的最大軸向載荷折算到電動機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為：=×12.54=0.01N·m在最大外載荷下工作時(shí)，電動機(jī)軸上的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩：=0.01＋0.1＋ =0.11N·m根據(jù)下列公式計(jì)算正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需步進(jìn)電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩于是空載啟動時(shí)電動機(jī)軸上的最大靜轉(zhuǎn)矩為：我初步選定電機(jī)為三相雙六拍的電機(jī)，根據(jù)與選取啟動時(shí)所需步進(jìn)電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩的關(guān)系：（4）、電機(jī)的選定/product/stepmotor/350/110BYG.html經(jīng)過篩選最終選定110BYG3502。（5）、慣量匹配驗(yàn)算電機(jī)軸上的總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量和電機(jī)軸自身轉(zhuǎn)動慣量的比值應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，既不應(yīng)太大，也不應(yīng)太小。如果太大，則伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性主要取決于負(fù)載特性，由于工作條件（如工作臺位置）的變化而引起的負(fù)載質(zhì)量，剛度，阻尼等的變化，將導(dǎo)致系統(tǒng)動態(tài)特性也隨之產(chǎn)生較大的變化，使伺服系統(tǒng)綜合性能變差，或給控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)造成困難。如果該比值太小，說明電動機(jī)選或傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)不太合理，經(jīng)濟(jì)性較差。為了系統(tǒng)慣量達(dá)到較合理的匹配，一般應(yīng)將該比值控制在下式所規(guī)定的范圍內(nèi)：說明慣量匹配合理。（6）、電動機(jī)最大運(yùn)行頻率確定步進(jìn)電動機(jī)在運(yùn)行的輸出轉(zhuǎn)矩隨運(yùn)行頻率增加而下降，因而應(yīng)根據(jù)所計(jì)算出的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，按電動機(jī)運(yùn)行矩頻特性曲線來確定最大運(yùn)行頻率，并要求實(shí)使用的運(yùn)行頻率低于這一允許的最大運(yùn)行頻率。下圖：當(dāng)=0.15N·m時(shí)電機(jī)的運(yùn)行頻率f≈10000HZ，而根據(jù)V=60δf算得實(shí)際使用的運(yùn)行頻率為=4800HZ，而＜f，所以滿足要求。查/jichuang/cnc/dianji.htm/PRODUCTS/STEPMOTOR/SMSERIES/60BYG.HTM根據(jù)上述分析，最后我選定步距角為0.36度的型號為60BYG550A的步進(jìn)電動機(jī)，其最大靜轉(zhuǎn)矩為0.6>我所需要的0.22。其外形結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖所示：7、聯(lián)軸器的選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比較簡單，制造容易，不用潤滑，不需要與金屬硫化粘結(jié)，更換彈性套方便，不用移動半聯(lián)軸器，具有一定補(bǔ)償兩軸相對偏移和減振緩沖性能。彈性套工作是受壓縮變形，由于彈性套的厚度較薄，體積小，彈性變形有限，所以，彈性套柱銷聯(lián)軸器雖可補(bǔ)償軸線位移和彈