數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)任務(wù)講義課件

本學(xué)期的主要任務(wù)

掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本概念、基本原理和基本知識(shí)掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常用的傳感器、控制電機(jī)的原理、性能合應(yīng)用掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)的基本方法初步掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和綜合應(yīng)用方法

綜合應(yīng)用：完成C6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)任務(wù)：將一臺(tái)C6140普通車床改造成

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。

1-床腳

2-掛輪

3-進(jìn)給箱

4-主軸箱

5-縱溜板

6-溜板箱

7-橫溜板8-刀架

9-上溜板

10-尾座

11-絲杠

12-光杠13-床身C6140普通車床的結(jié)構(gòu)布局一、準(zhǔn)備階段1.對(duì)用戶需求進(jìn)行理論抽象主要技術(shù)指標(biāo)如下：

（1）床身上最大加工直徑400mm；

（2）最大加工長(zhǎng)度1000mm；

（3）X方向(橫向)的脈沖當(dāng)量δx=0.005mm/脈沖,

Z方向(縱向)δz=0.01mm/脈沖；

（4）X方向最快移動(dòng)速度vxmax=3000mm/min，Z方向?yàn)関zmax=6000mm/min；

（5）X方向最快工進(jìn)速度vxmaxf=400mm/min，Z方向

為vzmaxf=800mm/min；

（6）X方向定位精度±0.01mm，Z方向±0.02mm；BACK以上技術(shù)指標(biāo)要求如何實(shí)現(xiàn)？（7）可以車削柱面、平面、錐面與球面等；

（8）可以車削公/英制的直螺紋與錐螺紋，最大導(dǎo)程為24mm；

（9）由系統(tǒng)控制自動(dòng)選刀；

（10）自動(dòng)控制主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止，并可輸出主軸有級(jí)變速與無(wú)級(jí)變速信號(hào)；

（11）自動(dòng)控制冷卻泵的啟/停；

（12）由系統(tǒng)控制工件的夾緊與松開(kāi)；

（13）縱、橫向安裝限位開(kāi)關(guān)；

（14）數(shù)控系統(tǒng)可與PC機(jī)串行通信。1.對(duì)用戶需求進(jìn)行理論抽象BACK以上功能要求如何實(shí)現(xiàn)？一.準(zhǔn)備階段2.擬定總體方案、劃分系統(tǒng)功能要素和功能模塊系統(tǒng)總體方案文件內(nèi)容：

1）系統(tǒng)主要功能、技術(shù)指標(biāo)、原理圖、文字說(shuō)明

2）控制策略及方案

3）各功能模塊性能要求，模塊實(shí)現(xiàn)的初步方案及輸入輸出關(guān)系的參數(shù)指標(biāo)

4）初步方案比較和選擇

5）為保證系統(tǒng)性能所采取的技術(shù)措施

6）抗干擾及可靠性策略

7）外觀造型方案及機(jī)械主體方案

8）人員組織

9）經(jīng)費(fèi)和進(jìn)度計(jì)劃

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(2)擬定總體方案、劃分系統(tǒng)功能要素和功能模塊

繪制系統(tǒng)原理框圖的方法先兩頭（基本功能要素或子系統(tǒng)），后中間（接口）化整為零，逐漸細(xì)化。一.準(zhǔn)備階段

工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)全閉環(huán)控制系統(tǒng)例一速度、位置半閉環(huán)控制系統(tǒng)例二作業(yè)NO.11.查詢資料，繪制C6140車床的系統(tǒng)傳動(dòng)原理框圖。2.擬訂該車床數(shù)控化改造的總體方案，畫出系統(tǒng)原理框圖。NO.1作業(yè)NO.1參考答案C6140車床的系統(tǒng)傳動(dòng)原理框圖NO.1ANSWERC6140車床的電氣控控制原理圖一.準(zhǔn)備階段2.擬定總體方案案、劃分系統(tǒng)統(tǒng)功能要素和和功能模塊1）系統(tǒng)主要功能、技術(shù)指標(biāo)、原理圖、文文字說(shuō)明2）控制策略及及方案（主軸軸運(yùn)動(dòng)控制、、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控控制）3）各功能模塊塊性能要求，，模塊實(shí)現(xiàn)的的初步方案及及輸入輸出關(guān)關(guān)系的參數(shù)指指標(biāo)（機(jī)械本體－－主體的基本本結(jié)構(gòu)？傳感單元－需需要哪些傳感感器？控制單元－采采用什么控制制器？驅(qū)動(dòng)單元－采采用什么驅(qū)動(dòng)動(dòng)元件？執(zhí)行單元－如如何完成系統(tǒng)統(tǒng)要求的機(jī)械械運(yùn)動(dòng)？接口－各單元元間采用什么么元部件、電電路或程序?qū)崒?shí)現(xiàn)信號(hào)的傳傳輸和匹配？？）作業(yè)NO.2預(yù)習(xí)第二章相相關(guān)章節(jié)并查查找資料，設(shè)設(shè)計(jì)該數(shù)控機(jī)機(jī)床的傳動(dòng)系系統(tǒng)。畫出方方案原理圖。。NO.2設(shè)計(jì)參考網(wǎng)站站參考網(wǎng)站作業(yè)NO.2參考一.主傳動(dòng)系統(tǒng)方方案設(shè)計(jì)（所需相關(guān)知識(shí)識(shí)？）二.進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)方案設(shè)計(jì)（（所需相關(guān)知識(shí)識(shí)？）NO.2一.主傳動(dòng)系統(tǒng)方方案設(shè)計(jì)1.數(shù)控機(jī)床主傳傳動(dòng)系統(tǒng)的基基本要求2.數(shù)控機(jī)床主軸軸的變速方式式3.本次數(shù)控改造造的主傳動(dòng)方方案初步設(shè)計(jì)計(jì)NO.2一.主傳動(dòng)系統(tǒng)方方案設(shè)計(jì)1.數(shù)控機(jī)床主傳傳動(dòng)系統(tǒng)的基基本要求1)有較寬的調(diào)速速范圍，可增增加數(shù)控機(jī)床床加工適應(yīng)性性，便于選擇擇合理切削速速度使切削過(guò)過(guò)程始終處于于最佳狀態(tài)2)要求能在較寬寬的轉(zhuǎn)速范圍圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)級(jí)級(jí)調(diào)速，并減減少中間傳遞遞環(huán)節(jié)。3)有足夠的功率率和扭矩，使使數(shù)控加工方方便實(shí)現(xiàn)低速速時(shí)大扭矩，，高速時(shí)恒功功率，以保證證加工高效率率。4)有足夠的的傳動(dòng)精度。。各零部件應(yīng)應(yīng)具有足夠精精度、剛度、、抗振性，使使主軸運(yùn)動(dòng)高高精度，從而而保證數(shù)控加加工高精度。。5)主軸在正、反反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)均均可進(jìn)行自動(dòng)動(dòng)加減速控制制，即要求具具有四象限驅(qū)驅(qū)動(dòng)能力，并并且加減速時(shí)時(shí)間短。6)為滿足加工中中心自動(dòng)換刀刀(ATC)以及某些加工工工藝的需要要，加工中心心要求主軸具具有高精度的的準(zhǔn)停控制。。NO.2一.主傳動(dòng)系統(tǒng)方方案設(shè)計(jì)2.數(shù)控機(jī)床主軸軸的變速方式式數(shù)控機(jī)床一般般采用交流（（或直流）主主軸伺服電動(dòng)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)主軸軸無(wú)級(jí)變速。。交流變頻驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝置+交流主軸電動(dòng)動(dòng)機(jī)交流伺服驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝置+交流流伺服電動(dòng)機(jī)機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中中，并不需要要在整個(gè)變速速范圍內(nèi)均為為恒功率。一一般要求在中中、高速段為為恒功率傳動(dòng)動(dòng)，在低速段段為恒轉(zhuǎn)矩傳傳動(dòng)。為了確確保數(shù)控機(jī)床床主軸低速時(shí)時(shí)有較大的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和主軸的的變速范圍盡盡可能大，有有的數(shù)控機(jī)床床在交流或直直流電動(dòng)機(jī)無(wú)無(wú)級(jí)變速的基基礎(chǔ)上配以齒齒輪變速，使使之成為分段無(wú)級(jí)變速速。NO.2一.主傳動(dòng)系統(tǒng)方方案設(shè)計(jì)2.數(shù)控機(jī)床主軸軸的變速方式式1)電動(dòng)機(jī)與主軸軸直聯(lián)的主傳傳動(dòng)其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)構(gòu)緊湊，但主主軸轉(zhuǎn)速的變變化及轉(zhuǎn)矩的的輸出和電動(dòng)動(dòng)機(jī)的輸出特特性一致，因因而使用上受受到一定限制制，如下圖所所示。NO.2一.主傳動(dòng)系統(tǒng)方方案設(shè)計(jì)2.數(shù)控機(jī)床主軸軸的變速方式式2)采用同步齒形形帶傳動(dòng)主軸部件剛性性好；傳動(dòng)效效率高、平穩(wěn)穩(wěn)、噪聲??；；不需潤(rùn)滑；；但主軸調(diào)速速范圍比仍與與電動(dòng)機(jī)一樣樣，受電動(dòng)機(jī)機(jī)調(diào)速范圍比比的約束，在在小型機(jī)床中中應(yīng)用較多。。如下圖所示示。NO.2一.主傳動(dòng)系統(tǒng)方方案設(shè)計(jì)2.數(shù)控機(jī)床主軸軸的變速方式式3)帶有變速齒輪輪的主傳動(dòng)這種配置方式式通過(guò)少數(shù)幾幾對(duì)齒輪降速速，使之成為為分段無(wú)極變變速，確保低低速大轉(zhuǎn)矩，，以滿足主軸軸輸出轉(zhuǎn)矩特特性的要求，，如下圖所示示?；讫X輪的移移位可采用液液壓撥叉或電電磁離合器來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。NO.2一.主傳動(dòng)系統(tǒng)方方案設(shè)計(jì)2.數(shù)控機(jī)床主軸軸的變速方式式4）電主軸電主軸通常裝裝備在高速數(shù)數(shù)控機(jī)床上。。其主軸部件件結(jié)構(gòu)緊湊，，重量輕，慣慣量小，可提提高起動(dòng)、停停止的響應(yīng)特特性，有利于于控制振動(dòng)和和噪聲；缺點(diǎn)點(diǎn)是制造和維維護(hù)困難且成成本較高；電電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)產(chǎn)生的熱量引引起主軸的熱熱變形，影響響機(jī)床的加工工精度。NO.2一.主傳動(dòng)系統(tǒng)方方案設(shè)計(jì)3.本次數(shù)控改造造的主傳動(dòng)方方案初步設(shè)計(jì)計(jì)1）考慮因素素基于數(shù)控機(jī)床床主傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)的基本要求求，結(jié)合本次次設(shè)計(jì)具體情情況進(jìn)行考慮慮。無(wú)極變速OR分段無(wú)極變速速？電機(jī)類型？如何自動(dòng)變速速？如何滿足低速速時(shí)轉(zhuǎn)矩要求求？螺紋車削功能能如何實(shí)現(xiàn)？？在滿足功能要要求的基礎(chǔ)上上考慮經(jīng)濟(jì)性性。NO.2一.主傳動(dòng)系統(tǒng)方方案設(shè)計(jì)3.本次數(shù)控改造造的主傳動(dòng)方方案初步設(shè)計(jì)計(jì)2）改造方案對(duì)機(jī)床原主傳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如何何處理？NO.2C6140主傳動(dòng)系統(tǒng)圖圖一.主傳動(dòng)系統(tǒng)方方案設(shè)計(jì)3.本次數(shù)控改造造的主傳動(dòng)方方案初步設(shè)計(jì)計(jì)2）改造方案主傳動(dòng)系統(tǒng)方方案原理圖及及文字說(shuō)明NO.2BACK二.進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1.數(shù)控機(jī)床進(jìn)給給傳動(dòng)系統(tǒng)的的基本要求2.數(shù)控機(jī)床進(jìn)給給傳動(dòng)系統(tǒng)的的種類3.本次數(shù)控改造造的進(jìn)給傳動(dòng)動(dòng)方案初步設(shè)設(shè)計(jì)NO.2二.進(jìn)給傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)設(shè)計(jì)1.數(shù)控車床進(jìn)給給傳動(dòng)系統(tǒng)的的基本要求1)傳動(dòng)精度和剛剛度較高2)響應(yīng)速度快3)進(jìn)給調(diào)速范圍圍較寬4)無(wú)間隙傳動(dòng)5)穩(wěn)定性好、壽壽命長(zhǎng)NO.2二.進(jìn)給傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)設(shè)計(jì)2.數(shù)控機(jī)床進(jìn)給給傳動(dòng)系統(tǒng)的的種類按所用電機(jī)分分類：1)步進(jìn)伺服服電機(jī)伺服進(jìn)進(jìn)給系統(tǒng)一般用于經(jīng)濟(jì)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床床。2)直流伺服服電機(jī)伺服進(jìn)進(jìn)給系統(tǒng)功率穩(wěn)定，但但因采用電刷刷，其磨損導(dǎo)導(dǎo)致在使用中中需進(jìn)行更換換。3)交流伺服服電機(jī)伺服進(jìn)進(jìn)給系統(tǒng)應(yīng)用極為普遍遍，主要用于于中高檔數(shù)控控機(jī)床。4)直線電機(jī)機(jī)伺服進(jìn)給系系統(tǒng)無(wú)中間傳動(dòng)鏈鏈，精度高，，進(jìn)給快，無(wú)無(wú)長(zhǎng)度限制；；但散熱差，，防護(hù)要求特特別高，主要要用于高速機(jī)機(jī)床。NO.2二.進(jìn)給傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)設(shè)計(jì)2.數(shù)控機(jī)床進(jìn)給給傳動(dòng)系統(tǒng)的的種類按控制方式分分類：1)開(kāi)環(huán)進(jìn)給給系統(tǒng)2)半閉環(huán)進(jìn)進(jìn)給系統(tǒng)3)全閉環(huán)進(jìn)進(jìn)給系統(tǒng)NO.2各自特點(diǎn)？分分別用于何種種情況？二.進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3.本次數(shù)控改造造的進(jìn)給傳動(dòng)動(dòng)方案初步設(shè)設(shè)計(jì)1）考慮因素素基于數(shù)控機(jī)床床進(jìn)給傳動(dòng)系系統(tǒng)的基本要要求，結(jié)合本本次設(shè)計(jì)具體體情況進(jìn)行考考慮。電機(jī)類型？控制方式？應(yīng)如何選擇傳傳動(dòng)部件并采采取何種措施施，以滿足：：剛度精度要求求？快速響應(yīng)要求求？無(wú)間隙傳動(dòng)要要求？縱向、橫向進(jìn)進(jìn)給傳動(dòng)方案案是否相同？？在滿足功能要要求的基礎(chǔ)上上考慮經(jīng)濟(jì)性性。NO.2二.進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3.本次數(shù)控改造造的進(jìn)給傳動(dòng)動(dòng)方案初步設(shè)設(shè)計(jì)2）改造方案對(duì)機(jī)床原進(jìn)給給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如如何處理？NO.2CA6140進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)圖二.進(jìn)給傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)設(shè)計(jì)3.本次數(shù)控改造造的進(jìn)給傳動(dòng)動(dòng)方案初步設(shè)設(shè)計(jì)2）改造方案進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)方案原理圖圖及文字說(shuō)明明NO.2BACK作業(yè)NO.3根據(jù)課堂所學(xué)學(xué)相關(guān)章節(jié)并并繼續(xù)查找資資料，修改、、完善上次所所進(jìn)行的數(shù)控控機(jī)床的傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。。（內(nèi)容要求）NO.3作業(yè)NO.4對(duì)所設(shè)計(jì)進(jìn)給給傳動(dòng)部件進(jìn)進(jìn)行選型計(jì)算算。縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)構(gòu)方案？NO.4電機(jī)機(jī)（（步步進(jìn)進(jìn)/交交流流)＋＋同同步步齒齒形形帶帶/齒齒輪輪副副＋＋滾滾珠珠絲絲杠杠副副同步步齒齒形形帶帶選選型型計(jì)計(jì)算算滾珠珠絲絲杠杠副副選選型型計(jì)計(jì)算算齒輪輪副副選選型型計(jì)計(jì)算算作業(yè)業(yè)NO.4已知知參參數(shù)數(shù)工件材材料：：碳素結(jié)結(jié)構(gòu)鋼鋼，σb=650Mpa;刀具材材料：：硬質(zhì)合合金YT15;刀具幾幾何參參數(shù)：：主偏角角kr=60o，前角kr=10o，刃傾角角λs＝－5°；切削用用量：：背吃刀刀量ap＝3mm，進(jìn)給給量f=0.6mm/r，切削削速度度vc＝105m/min。移動(dòng)部部件總總重：：G=1300NNO.4還需要要哪些些數(shù)據(jù)據(jù)？車削力力及車車削功功率的的分析析與計(jì)計(jì)算1．車削削力的的分析析與計(jì)計(jì)算車削外外圓時(shí)時(shí)的切切削抗抗力如如圖3-1所示。。主切切削力力Fc與切削削速度度Vc的方向向一致致，且且垂直直向下下，這這是計(jì)計(jì)算車車床主主軸電電動(dòng)機(jī)機(jī)切削削功率率的依依據(jù)；；背向向切削削力Fp與進(jìn)給給方向向（即即工件件軸線線方向向）相相垂直直，對(duì)對(duì)加工工精度度的影影響較較大；；進(jìn)給給切削削力Ff與進(jìn)給給方向向平行行且指指向相相反。。NO.4相關(guān)知知識(shí)1．車削削力的的分析析與計(jì)計(jì)算NO.4相關(guān)知知識(shí)在上述述三個(gè)個(gè)分力力中,Fc值最大大，F(xiàn)p約為（（0.15～0.7)Fc，F(xiàn)f約為（（0.1～0.6）Fc。單位切切削面面積上上的切切削力力稱為為單位位切削削力,用Kc（N/mm2）表示示：式中Fc——主切削削力，，單位位為N；AD——切削層層公稱稱橫截截面積積，單單位為為mm2；aP——背吃刀刀量，，單位位為mm；f——每轉(zhuǎn)進(jìn)進(jìn)給量量，單單位為為mm/r；hD——切削層層公稱稱厚度度，單單位為為mm；bD——切削層層公稱稱寬度度，單單位為為mm。（3-1）1．車削削力的的分析析與計(jì)計(jì)算NO.4相關(guān)知知識(shí)若已知知單位位切削削力Kc，則可可通過(guò)過(guò)式（3-1）計(jì)算切切削力力。為了計(jì)計(jì)算方方便，，在生生產(chǎn)實(shí)實(shí)際中中，一一般常常用以以下經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公公式來(lái)來(lái)估算算切削削力：：（3-2）式中CFcCFpCFf——與被加加工材材料和和切削削條件件相關(guān)關(guān)的切切削力力系數(shù)數(shù)，如如表3-1所示；；xFc、xFp、xFf、yFc、yFp、yFf、nFc、nFp、nFf——分別為為三個(gè)個(gè)分力力公式式中中，背背吃刀刀量aPc,進(jìn)給量量f和切削削速度度Vc的指數(shù)數(shù)，如如表3-1所示；；NO.4相關(guān)知知識(shí)1．車削削力的的分析析與計(jì)計(jì)算——當(dāng)實(shí)際際加工工條件件與經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公公式的的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)條件件不相相符時(shí)時(shí)，各各種影影響因因素對(duì)對(duì)各切切削分分力的的修正正系數(shù)數(shù)的乘乘積,即，，如表表3-2、表3-3所示；；vc——切削速速度，，單位位為m/min，常用用切削削用量量選用用如表表3-4所示。。NO.4相關(guān)知知識(shí)1．車削削力的的分析析與計(jì)計(jì)算表3-1車削力力公式式中的的系數(shù)數(shù)和指指數(shù)注：1.成形切切削深深度不不大、、形狀狀不復(fù)復(fù)雜的的輪廓廓時(shí)，，切削削力減減小10%～15%；2.鋼和鑄鑄鐵的的力學(xué)學(xué)性能能改變變時(shí)，，切削削力的的修正正系數(shù)數(shù)kMF可按照照表3-2進(jìn)行計(jì)計(jì)算3.車刀的的幾何何參數(shù)數(shù)改變變時(shí)，，切削削力的的修正正系數(shù)數(shù)見(jiàn)表表3-3。表3-2鋼和鑄鑄鐵的的強(qiáng)度度或硬硬度改改變時(shí)時(shí)切削削力的的修正正系數(shù)數(shù)kMF表3-3加工鋼鋼或鑄鑄鐵刀刀具幾幾何參參數(shù)改改變時(shí)時(shí)切削削力的的修正正系數(shù)數(shù)表3-4國(guó)產(chǎn)焊焊接和和可轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位車車刀切切削用用量選選用參參考表表消耗在在切削削過(guò)程程中的的功率率稱為為切削削功率率，用用Pc（單位位為kW）表示示。因因?yàn)樵谠诒诚蛳蛄P方向產(chǎn)產(chǎn)生的的位移移極小小，可可忽略略不計(jì)計(jì)，所所以可可以近近似認(rèn)認(rèn)為FP不做功功，則則切削削功率率Pc為切削力力Fc和進(jìn)給力力Ff做功所消消耗的功功率之和和：（3-3）式中Fc——切削力，，單位為為N；vc——切削速度度，單位位為m/s；Ff——進(jìn)給力，，單位為為N；nW——工件轉(zhuǎn)速速，單位位為r/s；f——進(jìn)給量，，單位為為mm/r。2.車削功率率的分析析與計(jì)算算NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)式中括號(hào)號(hào)內(nèi)第二二項(xiàng)是Ff消耗的功功率，與與第一項(xiàng)項(xiàng)相比很很小（一一般小于于1%），可忽忽略不計(jì)計(jì)，因此此可以認(rèn)認(rèn)為：（3-4）根據(jù)切削削功率選選擇機(jī)床床主電動(dòng)動(dòng)機(jī)時(shí)，，還要考考慮機(jī)床床的傳動(dòng)動(dòng)效率。。機(jī)床主主電動(dòng)機(jī)機(jī)的功率率應(yīng)為：：PE≥Pc/?（3-5）式中?——機(jī)床傳動(dòng)動(dòng)效率，，一般取取0.70～0.85。2.車削功率率的分析析與計(jì)算算NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)同步帶傳傳動(dòng)副的的選型與與計(jì)算一、同步步帶傳動(dòng)動(dòng)的特點(diǎn)點(diǎn)同步帶也也叫同步步齒形帶帶，如圖圖3-9所示，其其內(nèi)側(cè)的的工作面面制成齒齒形，帶帶輪的輪輪緣表面面也制成成相應(yīng)的的齒形，，帶與帶帶輪是靠靠齒的嚙嚙合進(jìn)行行傳動(dòng)的的。同步步帶通常常以鋼絲絲繩作負(fù)負(fù)載心層層，由于于鋼絲繩繩受載后后變形極極小，仍仍能保持持帶長(zhǎng)不不變，故故帶與帶帶輪間不不會(huì)產(chǎn)生生相對(duì)滑滑動(dòng)，傳傳動(dòng)比恒恒定。同同步帶薄薄而輕，，可用于于高速場(chǎng)場(chǎng)合，線線速度可可達(dá)40m/s，傳動(dòng)比可可達(dá)10，效率可可達(dá)98%。。因此，，同步帶帶傳動(dòng)的的應(yīng)用日日益廣泛泛。相對(duì)于其其他帶傳傳動(dòng)，其其不足之之處是制制造和安安裝精度度要求較較高，中中心距要要求較嚴(yán)嚴(yán)格。圖3-9同步帶傳傳動(dòng)NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)二、同步步帶的規(guī)規(guī)格與參參數(shù)同步帶按按帶齒的的形狀可可分為梯梯形齒和和圓弧齒齒兩大類類，梯形形齒周節(jié)節(jié)制同步步帶，其其形狀如如圖3-10所示。圖3-10梯形齒同同步帶同步帶傳傳動(dòng)副的的選型與與計(jì)算NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)1．同步帶的的型號(hào)與與尺寸同步帶的的型號(hào)、、基準(zhǔn)額額定功率率見(jiàn)GB/T_11616-1989,GB/T11362-2008，齒形與與齒寬尺尺寸見(jiàn)GB/T_11616-1989(表3－－11)。2．同步帶的的主要參參數(shù)（1）節(jié)距帶的節(jié)距距為相鄰鄰兩齒對(duì)對(duì)應(yīng)齒間間沿節(jié)線線度量方方向所測(cè)測(cè)得的距距離。同同步帶的的節(jié)距系系列見(jiàn)GB/T_11361-2008。（2）帶寬各種型號(hào)號(hào)同步帶帶的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)帶寬系系列中，，最大尺尺寸的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)帶寬寬為該型型號(hào)同步步帶的基基本寬度度。帶寬寬系列見(jiàn)見(jiàn)GB/T11616-1989(表3－－11)。（3）節(jié)線長(zhǎng)度度同步帶上上通過(guò)強(qiáng)強(qiáng)力層中中心、長(zhǎng)長(zhǎng)度不發(fā)發(fā)生變化化的中心心線稱為為節(jié)線，，節(jié)線長(zhǎng)長(zhǎng)度為帶帶的公稱稱帶長(zhǎng)。。其基本本尺寸與與極限偏偏差見(jiàn)GB/T11616-1989。同步帶傳傳動(dòng)副的的選型與與計(jì)算NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)表3-11同同步帶齒齒形與齒齒寬尺寸寸同步帶傳傳動(dòng)副的的選型與與計(jì)算NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)三、帶輪輪的結(jié)構(gòu)構(gòu)和主要要參數(shù)1．帶輪結(jié)結(jié)構(gòu)同步帶輪輪有整體體式和組組合式兩兩種結(jié)構(gòu)構(gòu)。小直直徑帶輪輪一般做做成整體體形式，，如圖3-11所示，通通常由齒齒圈1、擋圈2和輪轂3組成。中中等以上上直徑帶帶輪常采采用組合合式結(jié)構(gòu)構(gòu)，如圖圖3-12所示，其其中圖a為幅板結(jié)結(jié)構(gòu)，圖圖b為錐度鎖鎖定套結(jié)結(jié)構(gòu)。帶輪的兩兩端面常常制有擋擋圈，以以防工作作時(shí)同步步帶滑落落。擋圈圈的厚度度一般取取1～3mm，按帶的厚厚度和長(zhǎng)長(zhǎng)度來(lái)選選。同步帶傳傳動(dòng)副的的選型與與計(jì)算NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)圖3-11整體式同同步帶輪輪1—齒圈2—擋圈3—輪轂圖3-12組合式同步帶帶輪a）幅板結(jié)構(gòu)b）帶錐度鎖定套套結(jié)構(gòu)同步帶傳動(dòng)副副的選型與計(jì)計(jì)算NO.4相關(guān)知識(shí)2．帶輪主要參參數(shù)（1）直邊帶輪齒廓廓直邊帶輪齒廓廓形狀如圖3-13所示，其參數(shù)數(shù)見(jiàn)GBT_11361-2008。（2）帶輪寬度帶輪的寬度可可比同步帶稍稍寬些。無(wú)擋擋圈時(shí)，帶輪輪工作寬度比比帶寬大3～10mm；有擋圈時(shí)，一一般大1～2mm。各種型號(hào)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)帶輪寬度度見(jiàn)GB/T11361-2008。（3）帶輪齒數(shù)和直直徑帶輪直徑系列列如表3-16所示。若帶輪輪齒數(shù)為z，則節(jié)圓直徑(3-13)帶輪齒數(shù)不宜宜過(guò)少，否則則會(huì)使同時(shí)嚙嚙合的齒數(shù)減減少，導(dǎo)致帶帶齒承載過(guò)大大，而且當(dāng)節(jié)節(jié)距一定時(shí)，，帶輪直徑將將減小，又使使帶的彎曲應(yīng)應(yīng)力增大。故故帶輪存在最最少齒數(shù)限制制，見(jiàn)GB/T11361-2008。（4）帶輪的材料帶輪材料一般般采用鑄鐵或或鋼，高速、、小功率時(shí)可可采用塑料或或輕合金。同步帶傳動(dòng)副副的選型與計(jì)計(jì)算NO.4相關(guān)知識(shí)四、同步帶的的設(shè)計(jì)計(jì)算在進(jìn)行同步帶帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，一般給定定的原始數(shù)據(jù)據(jù)有：傳遞的的功率P；主、從動(dòng)輪的的轉(zhuǎn)速n1和n2（或傳動(dòng)比i）；傳動(dòng)系統(tǒng)的位位置和工作條條件等。其設(shè)設(shè)計(jì)方法和步步驟如下：1.確定帶帶的設(shè)計(jì)功率率PdPd=K0P(3-14)式中K0——工作情況況系數(shù)，見(jiàn)GB/T11362-2008；P——傳遞遞的功率率，單位位為kW。同步帶傳傳動(dòng)副的的選型與與計(jì)算NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)2.選擇擇帶型和和節(jié)距根據(jù)Pd和n1查GB/T11361-2008中圖A.1選擇帶型型，圖中中水平坐坐標(biāo)為帶帶的設(shè)計(jì)計(jì)功率Pd（kW），垂直坐標(biāo)標(biāo)為小帶帶輪的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速n1(r/min)。當(dāng)所得交交點(diǎn)落在在兩種節(jié)節(jié)距的分分界線上上時(shí)，盡盡可能選選擇較小小的節(jié)距距。同步帶傳傳動(dòng)副的的選型與與計(jì)算NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)3.確確定小帶帶輪齒數(shù)數(shù)z1和小帶輪輪節(jié)圓直直徑d1應(yīng)使z1≥zmin，zmin可由GB/T11361-2008查得，在在帶速v和安裝尺尺寸允許許時(shí)，z1盡可能選選用較大大值。小小帶輪節(jié)節(jié)圓直徑徑d1=Pbz1/π，見(jiàn)GBT_11361-2008；小帶輪輪節(jié)圓直直徑初定定后應(yīng)驗(yàn)驗(yàn)算帶速速，不合合適則重重取。同同步帶的的速度v應(yīng)滿足：：≤vmax（3-15）極限帶速速vmax：MXL、、XXL、XL型，vmax=40～50m/s；；L、H型，vmax=35～40m/s；；XH、XXH型，vmax=25～30m/s。。同步帶傳傳動(dòng)副的的選型與與計(jì)算NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)4.確確定大帶帶輪齒數(shù)數(shù)z2和大帶輪輪節(jié)圓直直徑d2當(dāng)給定傳傳動(dòng)比i后，大帶帶輪齒數(shù)數(shù)z2=iz1；大帶輪輪節(jié)圓直直徑d2=id1。計(jì)算結(jié)結(jié)果應(yīng)圓圓整為整整數(shù)，并并驗(yàn)算圓圓整后的的傳動(dòng)比比；若傳傳動(dòng)比超超差，則則應(yīng)重選選齒數(shù)，，直至滿滿足要求求。5.初初選中心心距a0、帶的節(jié)節(jié)線長(zhǎng)度度L0p、帶的齒齒數(shù)zm若中心距距a0未給定，，則可根根據(jù)下式式進(jìn)行初初選：0.7（（d1+d2）≤a0≤2（d1+d2）（3-16）則帶的節(jié)節(jié)線長(zhǎng)度度為：（3-17）再由節(jié)線線長(zhǎng)度L0p根據(jù)GB/T11616-1989選取接近近的Lp標(biāo)準(zhǔn)值，，并選擇擇對(duì)應(yīng)的的帶齒數(shù)數(shù)。。同步帶傳傳動(dòng)副的的選型與與計(jì)算NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)6.計(jì)計(jì)算實(shí)際際中心距距a設(shè)計(jì)同步步帶傳動(dòng)動(dòng)時(shí)，中中心距a應(yīng)該可調(diào)調(diào)整，以以便獲得得適當(dāng)?shù)牡膹埦o力力。中心心距的調(diào)調(diào)整范圍圍見(jiàn)GB/T15531-1995。此時(shí)，，實(shí)際中中心距為為：（3-18）7.校校驗(yàn)帶與與小帶輪輪的嚙合合齒數(shù)(3-19）式中ent(x)為取整函函數(shù)。一一般情況況下，應(yīng)應(yīng)保證zm≥zmin=6。對(duì)于MXL、、XXL和XL型，至少少應(yīng)保證證zm≥zmin=4。當(dāng)zm<zmin時(shí)，可可增大a，或d1不變時(shí)減減小節(jié)距距。。同步帶傳傳動(dòng)副的的選型與與計(jì)算NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)8.計(jì)計(jì)算基準(zhǔn)準(zhǔn)額定功功率P0（3-20）式中P0——所選選型號(hào)同同步帶在在基準(zhǔn)寬寬度下所所允許傳傳遞的額額定功率率，單位位為kW；Ta——帶寬為bs0時(shí)的許用用工作拉拉力，單單位為N，見(jiàn)GB/T11362-2008；m——帶寬為bs0時(shí)的單位位長(zhǎng)度的的質(zhì)量，，單位為為kg/m，見(jiàn)GB/T11362-2008v——同步帶的的線速度度，單位位為m/s。。9.確定實(shí)際際所需同同步帶寬寬度bsbs≥（（3-21）式中bs0——選定定型號(hào)的的基準(zhǔn)寬寬度，見(jiàn)見(jiàn)GB/T_11362-2008；Kz——小帶帶輪嚙合合齒數(shù)系系數(shù)，根根據(jù)GB/T_11362-2008計(jì)算。由上式求求得最小小寬度后后，根據(jù)據(jù)GB/T_11616-1989選擇最接接近的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)帶寬寬。。同步帶傳傳動(dòng)副的的選型與與計(jì)算NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)10.帶帶的工工作能力力驗(yàn)算用下式來(lái)來(lái)計(jì)算同同步帶的的額定功功率P，若結(jié)果滿滿足P≥Pd（帶的設(shè)設(shè)計(jì)功率率），則則帶的工工作能力力合格。。（3-22）式中Kz——嚙合合系數(shù)，，如表3-22所示；；Kw——齒寬寬系數(shù)，，；；Ta——基準(zhǔn)準(zhǔn)帶寬為為bs0時(shí)的許用用工作拉拉力，單單位為N，見(jiàn)GB/T_11362-2008；m——帶寬為bs0時(shí)的單位位長(zhǎng)度的的質(zhì)量，，單位為為kg/m，見(jiàn)GB/T_11362-2008；v——同步帶的的線速度度，單位位為m/s。。同步帶傳傳動(dòng)副的的選型與與計(jì)算NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)滾珠絲杠杠副的主主要尺寸寸參數(shù)如如圖3-16（（GB/T17587.1-1998）所示。公稱直徑徑d0用于標(biāo)識(shí)識(shí)的尺寸寸值（無(wú)無(wú)公差））。節(jié)圓直徑徑DPW滾珠與滾滾珠螺母母體及滾滾珠絲杠杠位于理理論接觸觸點(diǎn)時(shí)，，滾珠球球心包絡(luò)絡(luò)的圓柱柱直徑。。節(jié)圓直直徑通常常與滾珠珠絲杠的的公稱直直徑相等等。導(dǎo)程Ph滾珠螺母母相對(duì)滾滾珠絲杠杠旋轉(zhuǎn)2π弧度時(shí)的的行程。。公稱導(dǎo)程程Ph0通常用作作尺寸標(biāo)標(biāo)識(shí)的導(dǎo)導(dǎo)程值（（無(wú)公差差）。行程l轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠珠絲杠或或滾珠螺螺母時(shí)，，滾珠絲絲杠或滾滾珠螺母母的軸向向位移量量。有效行程程lu有指定精精度要求求的行程程部分（（即行程程加上滾滾珠螺母母體的長(zhǎng)長(zhǎng)度）。。此外還有有絲杠螺紋紋外徑d1、絲杠螺紋紋底徑d2、螺母體外外徑D1、螺母體螺螺紋底徑徑D2、螺母螺紋紋內(nèi)徑D3、滾珠直徑徑DW、絲杠螺紋紋全長(zhǎng)l1等。滾珠絲杠杠副的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)數(shù)組合可可查GB/T17587.2-1998，其中劃劃?rùn)M線的的為優(yōu)先先級(jí)。滾珠絲杠杠副的主要尺尺寸參數(shù)數(shù)

(GB/T17587-1998)NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)圖3-16主要尺寸寸參數(shù)滾珠絲杠杠副的主要尺尺寸參數(shù)數(shù)

(GB/T17587-1998)NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)1.標(biāo)標(biāo)注方法法滾珠絲杠杠副國(guó)家家標(biāo)識(shí)符符號(hào)的內(nèi)內(nèi)容見(jiàn)GB/T17587.1-1998（如圖3-17a所示）。。不同生生產(chǎn)廠家家的標(biāo)注注方法略略有不同同，一般般廠商往往往省略略GB字符，以以其產(chǎn)品品的結(jié)構(gòu)構(gòu)類型號(hào)號(hào)開(kāi)頭。。以山東東濟(jì)寧博博特精密密絲杠制制造有限限公司的的滾珠絲絲杠副為為例，其其標(biāo)注方方法如圖圖3-17b所示，結(jié)結(jié)構(gòu)類型型如表3-24所示。。2.精精度等級(jí)級(jí)根據(jù)GB/T17587.3-1998標(biāo)準(zhǔn)，滾滾珠絲杠杠副的精精度被分分為1、、2、3、4、、5、7、10七個(gè)等等級(jí)，其其中最高高精度為為1級(jí)，，最低精精度為10級(jí)。。不同設(shè)設(shè)備推薦薦選用的的精度等等級(jí)如表表3-25所示示。不同同的滾珠珠絲杠副副類型（（定位為為P型，傳動(dòng)動(dòng)為T型），需需要進(jìn)行行的檢驗(yàn)驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)見(jiàn)GB/T17587.3-1998，其每一一基準(zhǔn)長(zhǎng)長(zhǎng)度的行行程偏差差和變動(dòng)動(dòng)量見(jiàn)GB/T17587.3-1998。滾珠絲杠杠副的標(biāo)標(biāo)注方法法及精度度等級(jí)NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)圖3-17滾珠絲杠杠副的標(biāo)標(biāo)注方法法a)國(guó)家標(biāo)識(shí)識(shí)符號(hào)b)企業(yè)標(biāo)注注示例滾珠絲杠杠副的標(biāo)標(biāo)注方法法及精度度等級(jí)NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)表3-24滾珠絲杠杠副的標(biāo)標(biāo)注方法法及精度度等級(jí)NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)表3-24滾珠絲杠杠副的標(biāo)標(biāo)注方法法及精度度等級(jí)NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)表3-25滾珠絲杠杠副的標(biāo)標(biāo)注方法法及精度度等級(jí)NO.4相關(guān)知識(shí)識(shí)表3-25(續(xù)續(xù))滾珠絲杠杠副的標(biāo)標(biāo)注方法法及精度度等級(jí)NO.4相關(guān)知識(shí)1.最大大工作載荷荷Fm的計(jì)算最大工作載載荷Fm是指滾珠絲絲杠副在驅(qū)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)臺(tái)時(shí)所承受受的最大軸軸向力，也也叫進(jìn)給牽牽引力。它它包括滾珠珠絲杠副的的走刀抗力力、移動(dòng)部部件的重力力與作用在在導(dǎo)軌上的的切削分力力所產(chǎn)生的的摩擦力。。圖3-20為車削削外圓時(shí)拖拖板的受力力情況，可可以看出，，拖板所受受載荷與車車削力存在在以下對(duì)應(yīng)應(yīng)關(guān)系：進(jìn)進(jìn)給方向載載荷Fx=Fm，橫向載荷荷Fy=Fp，垂直載荷荷Fz=Fc。最大工作載載荷的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)計(jì)算公式式如表3-29所示示。表中，F(xiàn)x為進(jìn)給方向向載荷，F(xiàn)y為橫向載荷荷，F(xiàn)z為垂直載荷荷，單位均均為N；G為移動(dòng)部件件總重力，，單位為N；K為考慮顛覆覆力矩影響響時(shí)的試驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)；μ為導(dǎo)軌的摩摩擦系數(shù)。。滾珠絲杠副副的選型計(jì)算算NO.4相關(guān)知識(shí)表3-29Fm實(shí)驗(yàn)計(jì)算公公式及參考考系數(shù)滾珠絲杠副副的選型計(jì)算算NO.4相關(guān)知識(shí)圖3-20車削加工時(shí)時(shí)拖板的受受力分析滾珠絲杠副副的選型計(jì)算算NO.4相關(guān)知識(shí)滾珠絲杠副副的選型計(jì)算算NO.4相關(guān)知識(shí)3.規(guī)格格型號(hào)的初初選初選滾珠絲絲杠副的規(guī)規(guī)格時(shí)，應(yīng)應(yīng)使其額定定動(dòng)載荷Ca≥FQ。當(dāng)滾珠絲杠杠副在靜態(tài)態(tài)或低速狀狀態(tài)下（n≤10r/min）長(zhǎng)時(shí)間承受受工作載荷荷時(shí)，還應(yīng)應(yīng)使其額定定靜載荷Coa≥(2～～3)Ca。根據(jù)額定動(dòng)動(dòng)載荷和額額定靜載荷荷，可從表表3-31～表3-33中選選擇滾珠絲絲杠副的規(guī)規(guī)格型號(hào)和和有關(guān)參數(shù)數(shù)。要注意意公稱直徑徑和導(dǎo)程應(yīng)應(yīng)盡量選用用優(yōu)先組合合，同時(shí)還還要滿足控控制系統(tǒng)和和伺服系統(tǒng)統(tǒng)對(duì)導(dǎo)程的的要求。4.傳動(dòng)動(dòng)效率的計(jì)計(jì)算滾珠絲杠副副的傳動(dòng)效效率?一般在0.8～0.9之間，，可由下式式計(jì)算：?＝(3-24)式中λ——絲杠的螺旋旋升角，由由arctan(Ph/πd0)算得；φ——摩擦角，一一般取10′。滾珠絲杠副副的選型計(jì)算算NO.4相關(guān)知識(shí)表3-31G、GD系列滾珠絲絲杠副尺寸寸參數(shù)滾珠絲杠副副的選型計(jì)算算NO.4相關(guān)知識(shí)表3-32CM、CDM系列滾珠絲絲杠副尺寸寸參數(shù)滾珠絲杠副副的選型計(jì)算算NO.4相關(guān)知識(shí)表3-33FL、LL系列滾珠絲絲杠副尺寸寸參數(shù)滾珠絲杠副副的選型計(jì)算算NO.4相關(guān)知識(shí)表3-33(續(xù))FL、LL系列滾珠絲絲杠副尺寸寸參數(shù)滾珠絲杠副副的選型計(jì)算算NO.4相關(guān)知識(shí)5.剛度的的驗(yàn)算滾珠絲杠副副的軸向變變形將引起起絲杠導(dǎo)程程發(fā)生變化化，從而影影響定位精精度和運(yùn)動(dòng)動(dòng)的平穩(wěn)性性。軸向變變形主要包包括絲杠的的拉伸或壓壓縮變形、、絲杠與螺螺母之間滾滾道的接觸觸變形等。。（1）絲杠杠的拉伸或或壓縮變形形量δ1δ1在總變形量量中占的比比重較大，，可按下式式計(jì)算：＝±±±(3-25)式中Fm——絲杠的的最大工作作載荷，單單位為N；a——絲杠兩端支支承間的距距離，單位位為mm；E——絲杠材料的的彈性模量量，E＝2.1x105MPa(鋼)；S——絲杠按底徑徑確確定的的截面積，，單位為mm2；M——轉(zhuǎn)矩，單位位為N·mm；；I——絲杠按底徑徑d2確定的截面面慣性矩（（I=πd24/64），單位為mm4。其中，“+”號(hào)用于于拉伸，““-”號(hào)用用于壓縮。。由于轉(zhuǎn)矩矩M一般較小，，式中第2項(xiàng)在計(jì)算算時(shí)可酌情情忽略。滾珠絲杠副副的選型計(jì)算算NO.4相關(guān)知識(shí)（2）滾滾珠與與螺紋紋滾道道間的的接觸觸變形形量δ2δ2可從產(chǎn)產(chǎn)品型型號(hào)中中查出出，或或由下下式計(jì)計(jì)算：：無(wú)預(yù)緊緊時(shí)(3-26)有預(yù)緊緊時(shí)(3-27)式中DW——滾珠直直徑，，單位位為mm；；ZΣ——滾珠總總數(shù)量量，ZΣ＝Z×圈數(shù)數(shù)×列列數(shù)；；Z——單圈滾滾珠數(shù)數(shù)，Z＝πd0/DW（外循循環(huán)））或Z＝（πd0/DW)-3（內(nèi)內(nèi)循環(huán)環(huán)）FYJ——預(yù)緊力力，單單位為為N。當(dāng)滾珠珠絲杠杠副有有預(yù)緊緊力，，且預(yù)預(yù)緊力力達(dá)軸軸向工工作載載荷的的1/3時(shí)，δ2值可減減小一一半左左右。。滾珠絲絲杠副副的選型型計(jì)算算NO.4相關(guān)知知識(shí)（3））剛度度驗(yàn)算算絲杠的的總變變形量量δ＝δ1+δ2。一般般總變變形量量δ不應(yīng)大大于機(jī)機(jī)床規(guī)規(guī)定的的定位位精度度的一一半；；也可可由絲絲杠精精度等等級(jí)，，先查查出基基準(zhǔn)長(zhǎng)長(zhǎng)度上上允許許的行行程偏偏差（（見(jiàn)GB/T17587.3-1998），再再將折折算到到絲杠杠總長(zhǎng)長(zhǎng)上的的行程程偏差差與總總變形形量δ進(jìn)行比比較。。當(dāng)δ超差時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)選用用較大大公稱稱直徑徑的滾滾珠絲絲杠副副。滾珠絲絲杠副副的選型型計(jì)算算NO.4相關(guān)知知識(shí)6.穩(wěn)穩(wěn)定定性的的驗(yàn)算算滾珠絲絲杠屬屬于受受軸向向力的的細(xì)長(zhǎng)長(zhǎng)桿，，如果果軸向向負(fù)載載過(guò)大大，則則可能能產(chǎn)生生失穩(wěn)穩(wěn)現(xiàn)象象。失失穩(wěn)時(shí)時(shí)的臨臨界載載荷Fk應(yīng)滿足足：≥Fm(3-28)式中Fk——臨臨界載載荷，，單位位為N；fk——絲杠支支承系系數(shù)，，如表表3-34所示示；K——壓桿穩(wěn)穩(wěn)定安安全系系數(shù)，，一般般取為為2.5～～4，，垂直直安裝裝時(shí)取取小值值；a——滾滾珠絲絲杠兩兩端支支承間間的距距離，，單位位為mm。。滾珠絲絲杠副副的選型型計(jì)算算NO.4相關(guān)知知識(shí)1.內(nèi)內(nèi)循循環(huán)G、GD系列絲絲杠副副的安安裝聯(lián)聯(lián)接尺尺寸圖3-21所示為為濟(jì)寧寧博特特精密密絲杠杠制造造有限限公司司生產(chǎn)產(chǎn)的G、GD系列滾滾珠絲絲杠副副，其其安裝裝聯(lián)接接尺寸寸如表表3-31所示。。其中中，代代號(hào)1604-3表示公公稱直直徑d0=16mm，導(dǎo)程Ph=4mm，滾珠循循環(huán)列列數(shù)為為3。2.外循環(huán)環(huán)CM、、CDM系列絲絲杠副副的安安裝聯(lián)聯(lián)接尺尺寸圖3-22所示為為濟(jì)寧寧博特特精密密絲杠杠制造造有限限公司司生產(chǎn)產(chǎn)的CM、CDM系列滾滾珠絲絲杠副副，其其安裝裝聯(lián)接接尺寸寸如表表3-32所示。。滾珠絲絲杠副副的安安裝聯(lián)聯(lián)接尺尺寸NO.4相關(guān)知知識(shí)3．FL、、LL系列滾滾珠絲絲杠副副的安安裝聯(lián)聯(lián)接尺尺寸圖3-23所示為為啟東東潤(rùn)澤澤機(jī)床床附件件有限限公司司生產(chǎn)產(chǎn)的FL、、LL系列滾滾珠絲絲杠副副，其其中FL為雙螺螺母螺螺帽預(yù)預(yù)緊浮浮動(dòng)反反向器器內(nèi)循環(huán)環(huán)式滾滾珠絲絲杠副副，LL為雙螺螺母螺螺旋槽槽式螺螺帽預(yù)預(yù)緊外外循環(huán)環(huán)式滾滾珠絲絲杠副副。兩兩種絲絲杠副副的安安裝聯(lián)聯(lián)接尺尺寸完完全相相同，，如表表3-33所示。滾珠絲絲杠副副的安安裝聯(lián)聯(lián)接尺尺寸NO.4相關(guān)知知識(shí)圖3-21G、GD系列滾滾珠絲絲杠副副a）G系列b）GD系列滾珠絲絲杠副副的安安裝聯(lián)聯(lián)接尺尺寸NO.4相關(guān)知知識(shí)圖3-22CM、、CDM系列滾滾珠絲絲杠副副a）CM系列b）CDM系列滾珠絲絲杠副副的安安裝聯(lián)聯(lián)接尺尺寸NO.4相關(guān)知知識(shí)圖3-23FL、、LL系列滾滾珠絲絲杠副副滾珠絲絲杠副副的安安裝聯(lián)聯(lián)接尺尺寸NO.4相關(guān)知知識(shí)運(yùn)動(dòng)驅(qū)驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)一.主軸驅(qū)驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)方方案設(shè)設(shè)計(jì)二.進(jìn)給驅(qū)驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)方方案設(shè)設(shè)計(jì)作業(yè)NO.5NO.5一.主軸驅(qū)驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)1.數(shù)控機(jī)機(jī)床主主軸電電機(jī)的的要求求1)調(diào)速范范圍寬寬。可可增加加數(shù)控控機(jī)床床加工工適應(yīng)應(yīng)性，，便于于選擇擇合理理切削削速度度使切切削過(guò)過(guò)程始始終處處于最最佳狀狀態(tài)2)有足夠夠的功功率和和扭矩矩。數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床的的主軸軸負(fù)載載性質(zhì)質(zhì)近似似于“恒功率率”，要求求主軸軸驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝置置要具具有“恒功率率”的性質(zhì)質(zhì)。即即當(dāng)機(jī)機(jī)床的的主軸軸轉(zhuǎn)速速高時(shí)時(shí)，輸輸出轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩較較小;主軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速低低時(shí)，，輸出出轉(zhuǎn)矩矩大。。3)有足足夠精精度。。一般般要求求靜差差度小小于5％，更更高的的要求求為小小于1。4)加減速時(shí)間短短。主軸在正正、反向轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)時(shí)均可進(jìn)行行自動(dòng)加減速速控制，即要要求具有四象象限驅(qū)動(dòng)能力力。5)具有與進(jìn)給驅(qū)驅(qū)動(dòng)同步控制制、準(zhǔn)?？刂浦?、角度分度度控制等控制制功能。6)噪聲低、溫升升低、震動(dòng)小小、壽命長(zhǎng)。。NO.5相關(guān)知識(shí)一.主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)2.數(shù)控機(jī)床主軸軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨趨勢(shì)1)交流主軸驅(qū)動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)已逐漸漸取代直流主主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)2)交流主軸驅(qū)動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)異步電機(jī)主軸軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是當(dāng)前商用主主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)的主流，其其功率范圍從從零點(diǎn)幾kW到幾百kW，廣泛地應(yīng)用用于各種數(shù)控控機(jī)床上。主主軸電機(jī)最高高轉(zhuǎn)速可達(dá)100000r／min以上。永磁無(wú)刷同步步電機(jī)主軸驅(qū)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)永磁主軸