机械毕业设计正文.doc

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1、毕业设计（论文）专用纸经济型数控车床改造设计1.绪 论随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品日趋精密复杂，且需频繁改型，普通机床已不能适应这些要求，数控机床应运而生。这种新型机床具有适应性强、加工精度高、加工质量稳定和生产效率高等优点。它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果，是今后机床控制的发展方向。1.1数控机床的产生数控机床最早是从美国开始研制的。1948年，美国帕森斯公司在研制加工直升机桨叶轮廓用检查样板的加工机床任务时，提出了研制数控机床的初始设想。1949年，帕森斯公司与麻省理工学院伺服机构实验室合作，开始从事数控机床的研制工作。并于

2、1952年试制成功世界上第一台数控机床实验性样机。这是一台采用脉冲乘法器原理的直线插补三坐标连续控制铣床。经过三年改进和自动编程研究，于1955年进入实用阶段。一直到20世纪50年代末，由于价格和技术原因，品种多为连续控制系统。到了60年代，由于晶体管的应用，数控系统提高了可靠性且价格开始下降，一些民用工业开始发展数控机床，其中多数是钻床、冲床等点位控制的机床。数控技术不仅在机床上得到实际应用，而且逐步推广到焊接机、火焰切割机等，使数控技术不断的扩展应用范围。1.2数控机床的发展自1952年，美国研制成功第一台数控机床以来，随着电子技术、计算机技术、自动控制和精密测量等相关技术的发展，数控机床

3、也在迅速地发展和毕业设计（论文）专用纸不断地更新换代，先后经历了五个发展阶段。第一代数控：1952-1959年采用电子管元件构成的专用数控装置。第二代数控：从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。第三代数控：从1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。第四代数控：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统。第五代数控：从1974年开始采用微型电子计算机控制的系统。目前，第五代微机数控系统基本上取代了以往的普通数控系统，形成了现代数控系统。它采用微型处理器及大规模或超大规模集成电路，具有很强的程序存储能力和控制功能。这些控制功能是由一系列控制程序来实现的。这些数控系

4、统的通用性很强，几乎只需改变软件，就可以适应不同类型机床的控制要求，具有很大的柔性。随着集成电路规模的日益扩大，光缆通信技术应用于数控装置中，使其体积日益缩小，价格逐年下降，可靠性显著提高，功能也更加完善。近年来，微电子和计算机技术的日益成熟，它的成果正在不断渗透到机械制造的各个领域中，先后出现了计算机直接数控系统，柔性制造系统和计算机集成制造系统。所有这些高级的自动化生产系统均是以数控机床为基础，它们代表着数控机床今后的发展趋势。1.3我国数控机床的发展概况我国从1958年由北京机床研究所和清华大学等首先研制数控机床，并试制成功第一台电子管数控机床。从1965年开始，研制晶体管数控系统，直到

5、60年代末和70年代初，研制的劈锥数控铣床、非圆锥插齿机等获得成功。与此同时，还开展了数控加工平面零件自动编程的研究。1972-1979年是数控机床的生产和使用阶段。例如：清华大学研制成功集成电路数控系统；数控技术在车、铣、镗、磨、齿轮加工、电加工等领域开始研究与应用；数控加工中心机床研制成功；数控升降台铣床和数控齿轮加工机床开始小批生产供应市场。从80年代初开始，随着我国开放政策的实施，先后从日本、美国、德国等国毕业设计（论文）专用纸家引进先进的数控技术。上海机床研究所引进美国GE公司的MTC-1数控系统等。在引进、消化、吸收国外先进技术基础上，北京机床研究所又开发出BSO3经济型数控系统和

6、BSO4全功能数控系统，航空航天部706所研制出MNC864数控系统等。进而推动了我国数控技术的发展，使我国数控机床在品种上、性能上以及水平上均有了新的飞跃。我国的数控机床已跨入一个新的发展阶段。1.4数控机床的发展趋势从数控机床技术水平看，高精度、高速度、高柔性、多功能和高自动化是数控机床的重要发展趋势。对单台主机不仅要求提高其柔性和自动化程度，还要求具有进入更高层次的柔性制造系统和计算机集成制造系统的适应能力。在数控系统方面，目前世界上几个著名的数控装置生产厂家，诸如日本的FANCU，德国的SIEMENS和美国的A-B公司，产品都向系列化、模块化、高性能和成套性方向发展。它们的数控系统都采

7、用了16位和32位微机处理机、标准总线及软件模块和硬件模块结构，内存容量扩大到1MB以上，机床分辨率可达0.1微米，高速进给可达100m/min,控制轴数可达16个，并采用先进电装工艺。在驱动系统方面，交流驱动系统发展迅速。交流传动已由模拟式向数字式方向发展，以运算放大器等模拟器件为主的控制器正在被以微处理器为主的数字集成元件所取代，从而克服了零点漂移、温度漂移等弱点。1.5数控机床改造的意义数控机床改造在国外已发展成一个新兴的工业部门，早在60年代已经开始迅速发展，其发展的原因是多方面的，主要有技术、经济、市场和生产上的原因。我国是拥有300多万台机床的国家。而这些机床又大多是多年累积生产的

8、通用机床，不论资金和我国机床制造厂的能力都是办不到的。因此，尽快将我国现有一部分普通机床实现自动化和精密化改装，是我国现有设备技术改造迫切要求解决的课题。用数控技术改造机床，正是适应了这一要求。它是建立在微电子现代技术与传统技术相结合的基础上。在机床改造中引入毕业设计（论文）专用纸微机的应用，不但技术上具有先进性，同时，在应用上比其它传统的自动化改装方案，有较大的通用性与可调性。而且所投入的改造费用低，一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的1/3至1/5，用户承担的起。从若干单位成功应用的实例可以证明，投入使用后，确实成倍地提高了生产效率，减少了废品率，取得了显著的技术经济效益。因此，我

9、国提出从大力推广经济型数控这一中间技术的基础上，再逐步推广全功能数控这条道路，适合我国的经济水平、教育水平和生产水平，已成为我国设备技术改造主要方向之一。同时，它还可以作为全功能数控机床应用的准备阶段，为今后使用全功能数控机床，培养人才，积累维护、使用经验，而且也是实现我国传统的机械制造技术朝机电一体化的方向过渡的主要内容之一。 毕业设计（论文）专用纸 2.数控车床的总体方案设计 2.1方案总体设计 总体方案设计应考虑机床数控系统的运动方式、伺服系统的类型以及方式的选择等。一般应根据设计任务和要求提出数个总体方案，进行综合性分析、比较和论证，最后进行一个可行性方案的总体设计。 2.1.1系统运

10、动方式的确定 普通车床数控化改造后应具有定位、快速进给、直线插补、圆弧插补、暂停、循环加工和螺纹加工等功能，由于在铣削加工中，要求工作台或刀具沿各坐标轴运动有确定的函数关系，即刀具以给定的速率相对于工件沿加工路径运动，所以不能选用点位系统，因为点位控制系统要求工件相对于刀具移动过程中不进行切削。因此，普通车床数控化改造所选用的数控系统应为连续控制系统。目前，市场上适用于普通车床数控化改造的数控系统较多，如西门子公司的SIEMENS 820S型系统、华中数控公司的“世纪星”21/22型系统、广州数控公司的980T型系统等等。 2.1.2伺服系统的选择 普通车床数控化改造后一般为经济型数控机床。在

11、保证具有一定加工精度的前提下，从改造的成本考虑，应简化结构，降低成本。因此，进给伺服系统采用以步进电动机为驱动装置的开环系统为宜。当然，也可以采用以伺服电动机为驱动方式的半闭环系统。这主要取决于加工精度的要求。 2.2机械传动系统的确定为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机齿轮减速再传动丝杠，为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副以及滚 动导轨。同时，为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负载的滚动导轨和滚珠丝杠副机构。齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的消隙齿轮结构。毕业设计（论文）专用纸 3.数控车床进给伺服系统机械部分设计设计参数： 设计参数包括车床的部分技术参数和车床拟

12、实施数控化改造所需要的参数。以CA6140型车床的改造为例，设计参数如下。加工最大直径：320mm加工最大长度：700mm溜板及刀架重力： 纵向 800N 横向 500N刀架快速速度: 纵向 2.4m/min 横向 1.2m/min最大进给速度: 纵向 0.8m/min 横向 0.4m/min主电机功率： 4.5Kw启动加速时间： 25ms机床定位精度: 0.01mm 3.1脉冲当量的确定 一个进给脉冲，使机床运动部件产生位移量，也称为机床的最小设定单位。脉冲当量是衡量数控机床加工精度的一个基本技术参数。经济型数控车床铣床常采用的脉冲当量是0.010.005mm/脉冲。根据机床的精度要求来确定

13、脉冲当量，纵向：0.005mm/脉冲，横向：0.01mm/脉冲。 3.2横向进给伺服系统机械部分计算 3.2.1 横向进给传动链的设计计算1、主切削力及其切削分力计算（1）计算主切削力Fz。毕业设计（论文）专用纸已知机床主电动机的额定功率为4.5KW，最大工件直径D320mm，主轴计算转速。在此转速下，主轴具有最大扭矩和功率，刀具的切削速度为： 取机床的机械效率，则由公式得主切削力为：（2）计算各切削分力走刀方向的切削分力和垂直走刀方向的切削分力，由以下比例求出： 2、导轨摩擦力的计算（1）由公式计算在切削状态下导轨摩擦力。此时,导轨受到的垂直切削分力,横向切削分力,移动部件的的全部重力 W=

14、500N,查表得镶条紧固力,取导轨动摩擦系数,则 （2）由公式计算在不切削状态下的导轨摩擦力和。 毕业设计（论文）专用纸 3、计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力。 （1）按公式计算最大轴向负载力 （2）按公式计算最小轴向负载力 4、确定进给传动链的传动比i和传动级数 取步进电动机的步距角为，滚动丝杠的基本导程，进给传动链的脉冲当量，由公式得： 按最小惯量条件，查图可知应采用一级传动，齿轮的齿数分别为：=20，=50，模数 m=2，齿宽 b=20mm。 5、滚珠丝杠的动载荷计算与直径计算1）按预定工作时间估算滚珠丝杆预期的额定动负荷。已知数控机床的预期工作时间为，滚珠丝杆的当量载荷，载荷系数；精度初

15、选为1级，精度系数；可靠性系数。滚珠丝杆的当量转速（该转速为最大切削进给速度时的转速），已知，滚珠丝杆的基本导程，则 毕业设计（论文）专用纸2）按精度要求确定允许的滚珠丝杆的最小螺纹底径（1）根据定位精度和重复定位精度的要求估算滚珠丝杆的最大轴向变形 已知本车床横向进给系统的定位精度为，重复定位精度为。由公式可得：从定位精度考虑其允许的最大轴向变形量必须满足：从重复定位精度考虑其允许的最大轴向变形量必须满足：取上述计算的较小值。（2）估算允许的滚珠丝杆的最螺纹底径滚珠丝杆螺母副的安装方式采用一端固定，一端游动支承方式，则两个固定支承之间的距离为： 取由公式得： （3）根据计算所得的、和结构的需

16、要，初步选择型内循环变位导程预紧螺母式滚珠丝杠螺母副，其公称直径，基本导程，额定动负荷和螺纹底径如下： ， 毕业设计（论文）专用纸 故满足要求。 3.2.2 滚珠丝杠螺母副的横向承载能力检验 1、滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验 滚珠丝杆螺母副的螺纹底径，已知滚珠丝杠螺母副的最大受压长度，丝杆水平安装时，取，由公式得： 本工作台滚珠丝杆螺母副的最大轴向压缩载荷为，远小于其它临界压缩载荷的值，故满足要求。2、滚珠丝杆螺母副临界转速的校验 由图可得滚珠丝杆螺母副临界转速的计算长度，其弹性模量，密度，重力加速度。滚珠丝杆最小惯性矩为 滚珠丝杆最小截面积为 取，由公式得： 毕业设计（论文）专用纸 本横

17、向进给转动连的滚珠丝杠螺母副的最高转速为66.7 r/min，远小于其临界转速，故满足要求。3、滚珠丝杠螺母副额定寿命的校验 查表可得滚珠丝杠的额定动载荷，已知其轴向载荷，动转条件系数，由公式可得：疲劳寿命： 寿命时间：滚珠丝杠螺母副的总工作寿命，故满足要求。 3.2.3 计算机械传动系统刚度 1、计算机械传动系统的刚度 （1）计算滚珠丝杠的拉压刚度。 本机床横向进给传动链的丝杠支承方式为一端固定，一端游动。丝杠的拉压刚度可由公式计算。 已知滚珠丝杠的弹性模量，滚珠丝杠的底径。当滚珠丝杠的螺母中心至固定支承中心的距离时，滚珠丝杠螺母副具有最小拉压刚度，根据公式得： 毕业设计（论文）专用纸 当时

18、，滚珠丝杠螺母副具有最大拉压刚度，根据公式可得： （2）计算滚珠丝杠螺母副支承轴承的刚度。 已知滚动体直径，滚动体个数，轴承的最大轴向工作载荷，则由表可得： （3）计算滚珠与滚道的接触刚度。查表得滚珠与滚道的接触刚度，滚珠丝杆的额定动载荷，已知滚珠丝杠上所承受的最大轴向载荷，则由公式得： （4）计算进给传动系统的综合拉压刚度。由公式得进给系统的综合拉压刚度的最大值为 故。由公式得进给传动系统的综合拉压刚度的最小值为毕业设计（论文）专用纸 即。 2、计算滚珠丝杠螺母副的扭转刚度。由图可得扭转作用点之间的距离，已知滚珠丝杠的剪切模量，滚珠丝杆螺母的底径，则由公式得： 3.2.4横向驱动电动机的选型

19、计算1、计算折算到电动机轴上的负载惯量。（1）已知滚珠丝杆的密度，则由公式得： （2）计算折算到丝杠轴上的移动部件的转动惯量。已知机床横向进给系统执行部件（即横向溜板及刀架）的总质量；丝杆轴每转一圈，机床执行部件在轴向移动的距离，则由公式得： （3）计算各齿轮的转动惯量 毕业设计（论文）专用纸（4）由公式计算加在电动机轴上总负载转动惯量 2、电动机的负载力矩折算（1）计算折算到电动机轴上的切削负载力矩已知在切削状态下的轴向负载力，丝杠每转一圈，机床执行部件轴向移动的距离，进给传动系统的传动比，进给传动系统的总效率，则公式得： （2）计算折算到电动机轴上的摩擦负载力矩。已知在不切削状态下的轴向负

20、载力（即空载时的导轨摩擦力），则由公式得：（3）计算由滚珠丝杆预紧产生的并折算到电动机轴上的附加负载力矩已知滚珠丝杆螺母副和效率，滚珠丝杠螺母副的预紧力为 则由公式得： 毕业设计（论文）专用纸（4）折算到电动机轴上的负载力矩的计算。空载时（快进力矩），由公式得： 切削时（工进力矩），由公式得： 3、计算折算到电动机轴上的加速力矩。根据以上计算结果和查表，初选型反应式步进电动机为驱动电动机，其转动惯量；而进给传动系统的负载惯量；已知启动加速时间。当机床执行部件以最快速度运动时电动机的最高转速为 由公式得： 4、计算横向进给系统所需的折算到电动机上各种力矩（1）按公式计算空载启动力矩。（2）按公式

21、计算快进力矩。 （3）按公式计算工进力矩。 毕业设计（论文）专用纸5、选择驱动电动机的型号（1）选择驱动电动机的。根据以上计算和查表，选择型反应式步进电动机为驱动电动机，其主要技术参数如下：相数：5；步距角：；最大静转矩：；转动惯量：；最高空载启动频率：；运行频率：；分配方式：五相十拍；质量：。（2）确定最大静转矩。由表给出的机械传动系统空载启动力矩与所需的步进电机的最大静转矩的关系可得： 机械传动系统空载启动力矩与所需的步进电动机的最大静转矩的关系为 取和中的较大者为所需的步进电机的最大静转矩,即。本电动机的最大静转矩为3.92，大于，可以地规定的时间里正常启动，故满足。（3）验算惯量匹配。

22、为了使机械传动系统的惯量达到较合理的匹配，系统的负载惯量与伺服电动机的转动惯量之比一般应满足公式，即毕业设计（论文）专用纸因为，故满足惯量匹配要求。3.2.5横向机械传动系统的动态分析 （1）计算丝杠-工作台纵向振动系统的最低固有频率。滚珠丝杠螺母副的综合拉压刚度,机床执行部件的质量和滚珠丝杠螺母副的质量分别为,滚珠丝杠螺母副和机床执行部件的等效质量为，己知，则： （2）计算扭转振动系统的最低固有频率。折算到滚珠丝杆轴上的系统总当量转动惯量（）为已知滚珠丝杆的扭转刚度，则： 由以上可知，丝杆工作台纵向振动系统的最低固有频率,扭转振动系统的最低固有频率，都比较高。一般按的要求来设计机械传动系统的

23、刚度，故满足要求。毕业设计（论文）专用纸3.2.6 横向机械传动系统的误差计算与分析1、计算机械传动系统的反向死区。已知进给传动系统的综合拉压刚度的最小值，导轨的静磨擦力，由公式得: 即，故满足要求。 2、计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差。 由公式得： 即，故满足要求。3、计算滚珠丝杠因扭转变形产生的误差（1）计算由扭转引起的滚珠丝杠螺母副的变形。已知负载力矩，查表可得扭转作用点之间的距离，丝杆底径，则 （2）由该扭转变形量引起的轴向移动滞后量将影响工作台的定位精度。 3.2.7 确定横向滚珠丝杠螺母副的精度与规格1、确定滚珠丝杆螺母副的精度等级。本进给传动系统采用开环控制系统

24、，应满足下列要求毕业设计（论文）专用纸 取滚珠丝杠螺母副的精度等级为1级，查表得；当丝杠螺纹长度为320mm,查表得。，。故满足要求。2、确定滚珠丝杠螺母副的规格型号滚珠丝杆螺母副的规格型号为，其具体参数如下。公称直径32mm,导程；螺纹长度：320mm;丝杆长度：535mm；类型: ，精度：1级精度。 3.3纵向进给伺服系统机械部分计3.3.1 纵向进给传动链的设计计算 1、导轨摩擦力的计算。（1）由公式计算在切削状态下导轨摩擦力。此时,导轨受到的垂直切削分力,纵向切削分力,移动部件的的全部重力 W=800N,查表得镶条紧固力,取导轨动摩擦系数,则 （2）由公式计算在不切削状态下的导轨摩擦力

25、和。 3、计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力。 （1）按公式计算最大轴向负载力毕业设计（论文）专用纸 （2）按公式计算最小轴向负载力 4、确定进给传动链的传动比i和传动级数 取步进电动机的步距角为，滚动丝杠的基本导程，进给传动链的脉冲当量，由公式得： 按最小惯量条件，查图可知应采用二级传动，传动比分别取齿轮的齿数分别为：=20，=40，,模数 m=2，齿宽 b=20mm。 5、滚珠丝杠的动载荷计算与直径计算1）按预定工作时间估算滚珠丝杆预期的额定动负荷。已知数控机床的预期工作时间为，滚珠丝杆的当量载荷，载荷系数；精度初选为1级，精度系数；可靠性系数。滚珠丝杆的当量转速（该转速为最大切削进给速度时的

26、转速），已知，滚珠丝杆的基本导程，则 2）按精度要求确定允许的滚珠丝杆的最小螺纹底径（1）根据定位精度和重复定位精度的要求估算滚珠丝杆的最大轴向变形毕业设计（论文）专用纸已知本车床纵向进给系统的定位精度为，重复定位精度为。从定位精度考虑其允许的最大轴向变形量必须满足：从重复定位精度考虑其允许的最大轴向变形量必须满足：取上述计算的较小值。（2）估算允许的滚珠丝杆的最螺纹底径滚珠丝杠螺母副的安装方式采用一端固定，一端游动支承方式，则两个固定支承之间的距离为： 取由公式得： （3）根据计算所得的、和结构的需要，初步选择型内循环变位导程预紧螺母式滚珠丝杠螺母副，其公称直径，基本导程，额定动负荷和螺纹底

27、径如下： ， 毕业设计（论文）专用纸故满足要求。 3.3.2 滚珠丝杠螺母副的纵向承载能力检验 1、滚珠丝杠螺母副临界压缩载荷的校验 滚珠丝杠螺母副的螺纹底径，已知滚珠丝杠螺母副的最大受压长度，丝杠水平安装时，取，由公式得： 本工作台滚珠丝杆螺母副的最大轴向压缩载荷为，远小于其它临界压缩载荷的值，故满足要求。2、滚珠丝杆螺母副临界转速的校验 由图可得滚珠丝杆螺母副临界转速的计算长度，其弹性模量，密度，重力加速度。滚珠丝杆最小惯性矩为 滚珠丝杆最小截面积为 取，由公式得： 毕业设计（论文）专用纸 本横向进给转动连的滚珠丝杠螺母副的最高转速为133.33 r/min，远小于其临界转速，故满足要求。

28、3、滚珠丝杠螺母副额定寿命的校验 查表可得滚珠丝杠的额定动载荷，已知其轴向载荷，动转条件系数，由公式可得：疲劳寿命： 寿命时间：滚珠丝杠螺母副的总工作寿命，故满足要求。 3.3.3 计算机械传动系统刚度 1、计算机械传动系统的刚度 （1）计算滚珠丝杠的拉压刚度。 本机床纵向进给传动链的丝杠支承方式为一端固定，一端游动。丝杠的拉压刚度可由公式计算。 已知滚珠丝杠的弹性模量，滚珠丝杠的底径。当滚珠丝杠的螺母中心至固定支承中心的距离时，滚珠丝杠螺母副具有最小拉压刚度，根据公式得： 毕业设计（论文）专用纸当时，滚珠丝杠螺母副具有最大拉压刚度，根据公式可得： （2）计算滚珠丝杠螺母副支承轴承的刚度。 已

29、知滚动体直径，滚动体个数，轴承的最大轴向工作载荷，则由表可得： （3）计算滚珠与滚道的接触刚度。查表得滚珠与滚道的接触刚度，滚珠丝杆的额定动载荷，已知滚珠丝杠上所承受的最大轴向载荷，则由公式得： （4）计算进给传动系统的综合拉压刚度。由公式得进给系统的综合拉压刚度的最大值为 故。由公式得进给传动系统的综合拉压刚度的最小值为毕业设计（论文）专用纸 即。 2、计算滚珠丝杠螺母副的扭转刚度。由图可得扭转作用点之间的距离，已知滚珠丝杠的剪切模量，滚珠丝杆螺母的底径，则由公式得： 3.3.4纵向驱动电动机的选型计算1、计算折算到电动机轴上的负载惯量。（1）已知滚珠丝杆的密度，则由公式得： （2）计算折算

30、到丝杠轴上的移动部件的转动惯量。已知机床横向进给系统执行部件（即横向溜板及刀架）的总质量；丝杆轴每转一圈，机床执行部件在轴向移动的距离，则由公式得： （3）计算各齿轮的转动惯量 毕业设计（论文）专用纸（4）由公式计算加在电动机轴上总负载转动惯量 2、电动机的负载力矩折算（1）计算折算到电动机轴上的切削负载力矩已知在切削状态下的轴向负载力，丝杠每转一圈，机床执行部件轴向移动的距离，进给传动系统的传动比，进给传动系统的总效率，则公式得： （2）计算折算到电动机轴上的摩擦负载力矩。已知在不切削状态下的轴向负载力（即空载时的导轨摩擦力），则由公式得：（3）计算由滚珠丝杆预紧产生的并折算到电动机轴上的附

31、加负载力矩已知滚珠丝杆螺母副和效率，滚珠丝杠螺母副的预紧力为 毕业设计（论文）专用纸则由公式得： （4）折算到电动机轴上的负载力矩的计算。空载时（快进力矩），由公式得： 切削时（工进力矩），由公式得： 3、计算折算到电动机轴上的加速力矩。根据以上计算结果和查表，初选型反应式步进电动机为驱动电动机，其电动机的转动惯量；而进给传动系统的负载惯量；已知启动加速时间。当机床执行部件以最快速度运动时电动机的最高转速为 由公式得： 4、计算横向进给系统所需的折算到电动机上各种力矩（1）按公式计算空载启动力矩。（2）按公式计算快进力矩。毕业设计（论文）专用纸 （3）按公式计算工进力矩。 5、选择驱动电动机的

32、型号（1）选择驱动电动机的。根据以上计算和查表，选择型反应式步进电动机为驱动电动机，其主要技术参数如下：相数：5；步距角：；最大静转矩：；转动惯量：；最高空载启动频率：；运行频率：；分配方式：五相十拍；质量：。（2）确定最大静转矩。由表给出的机械传动系统空载启动力矩与所需的步进电机的最大静转矩的关系可得： 机械传动系统空载启动力矩与所需的步进电机的最在静转矩的关系为 取和中较大者为所需的步进电机的最大静转矩,即。本电动机的最大静转矩为9.31，大于，可以地规定的时间里正常启动，故满足。毕业设计（论文）专用纸（3）验算惯量匹配。为了使机械传动系统的惯量达到较合理的匹配，系统的负载惯量与伺服电动机

33、的转动惯量之比一般应满足公式，即因为，故满足惯量匹配要求。3.3.5纵向机械传动系统的动态分析 （1）计算丝杠-工作台横向振动系统的最低固有频率。滚珠丝杠螺母副的综合拉压刚度,机床执行部件的质量和滚珠丝杠螺母副的质量分别为,滚珠丝杠螺母副和机床执行部件的等效质量为，己知，则： （2）计算扭转振动系统的最低固有频率。折算到滚珠丝杆轴上的系统总当量转动惯量（）为已知滚珠丝杆的扭转刚度，则： 由以上可知，丝杆工作台横向振动系统最低固有频率,毕业设计（论文）专用纸扭转振动系统的最低固有频率，它们都比较高。一般按的要求来设计机械传动系统的刚度，故满足要求。3.3.6 横向机械传动系统的误差计算与分析1、

34、计算机械传动系统的反向死区。已知进给传动系统的综合拉压刚度的最小值，导轨的静磨擦力，由公式得: 即，故满足要求。 2、计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差。 由公式得： 即，故满足要求。3、计算滚珠丝杠因扭转变形产生的误差（1）计算由扭转引起的滚珠丝杠螺母副的变形。已知负载力矩，查表可得扭转作用点之间的距离，丝杆底径，则 （2）由该扭转变形量引起的轴向移动滞后量将影响工作台的定位精度。 毕业设计（论文）专用纸3.3.7 确定纵向滚珠丝杠螺母副的精度与规格1、确定滚珠丝杆螺母副的精度等级。本进给传动系统采用开环控制系统，应满足下列要求取滚珠丝杠螺母副的精度等级为1级，查表得；当丝杠螺纹长度 为700mm,查表得。，故满足要求。2、确定滚珠丝杆螺母副的规格型号滚珠丝杆螺母副的规格型号为，其具体参数如下。公称直径50m