数控机床改造毕业论文--c616数控步进改造(编辑修改稿)

数控机床改造毕业论文--c616数控步进改造(编辑修改稿)内容摘要：

Type 丝杠轴外径 螺距 XL 6870ZXLL 右 1列 动C（ KN） 静OC（ KN） 3 BSX 12 5 300 1列 4 15 10 750 F P A B T d d1 h 滚珠直径（ cm） 滚珠丝杠预紧力 （ cmN ） 15 8 44 34 10 8 ~5 NGfFP zZ 4 5 31 0 0 1 3 94 1 2  当NPffLQ XHwX 3 2 0 24 4 6 233 NPffLQ ZHwZ 3 0 2 64 5 2 933 重庆大学专科学生毕业设计（论文） 机械部分设计 横向 滚珠丝杠螺母副几何参数的计算 名 称 符 号 计算公式和结果 螺纹滚道 公称直径 0d 12 螺距 t 5 接触角  30 钢球直径 d 螺纹滚道法面半径 R  dR 偏心距 e in)2/(  dRe 螺纹升角  0  dtarctg  螺杆 螺杆外径 d )~(0  ddd 螺杆内径 ld  Redd l 螺杆接触直径 zd s0  ddd Z 螺母 螺母螺纹外径 D  RedD 螺母内径（外循环） 1D )~(01  ddD 纵向 滚珠丝杠螺母副几何参数的计算 名 称 符 号 计算公式和结果 螺纹滚道 公称直径 39。 0d 15 螺距 39。 t 10 接触角 39。  30 钢球直径 39。 d 螺纹滚道法面半径 39。 R 6 5 39。 39。  dR 偏心距 39。 e in)2/( 39。 39。 39。 39。  dRe 螺纹升角 39。  1239。 039。 39。 dtarctg  螺杆 螺杆外径 39。 d )~( 39。 39。 039。  ddd 螺杆内径 39。 ld 39。 39。 39。 039。  Redd l 螺杆接触直径 39。 zd o s 39。 39。 039。  ddd Z 螺母 螺母螺纹外径 39。 D 39。 39。 39。 039。  RedD 螺母内径（外循环） 39。 1D )~( 39。 39。 039。 1  ddD 由于丝杠的价格较高，一般按导程选取丝杠，由于丝杠长度一定，所以采用联轴器的方式来补偿其长度。 在安装联轴器时，传动丝杠轴线上各联轴套上的锥销孔座按十字分布方式进行配做。 这是因为同一联轴套上分布的锥孔都由同一方向加工时，往往会引起轴线的直线度误差增大，从而使安装在丝杠上各零件间的同轴度误差增大，产生传动附加载荷，影响丝杠副的传动性能。 连接方式如下： 传动效率计算 滚珠丝杠螺母副的传动效率 ： )tan(tan   式中  —— 丝杠螺旋长升角；  —— 摩擦角，滚珠丝杠副的滚动摩擦系数 ~f ，其摩擦角约等于 39。 10。 所以  )tan (tan   ) 5 an ( 0 5 an  刚度验算 滚珠丝杠受进给率引力 mF 引起的导程 T的变化量 因为 15 8 52 40 12 6 8 以下 EFTFL m 26 / cmNE 重庆大学专科学生毕业设计（论文） 机械部分设计 22 )2( ldRF   22221 )2 ()2( cmdRF l   22239。 22 1 0 9)2 ()2( cmdRF l   所以 cmEF TFL m 661 11   cmEF TFL m 662 22 110 58   丝杠因受扭矩而引起的导程变化量很小，可以忽略。 所以导程总误差 TL100 mmTL / 6111   mmTL / 6222   查表得 丝杠精度等级为 3 级时，允许误差为 mm/12 ，丝杠精度等级为 4级时，允许误差为 mm/16 ，所以两根丝杠的刚度足够。 步进电机惯性负载的计算 根据等效转动惯量的计算公式， 式中： —— 折算到电机轴上的惯性负载（ ）； —— 齿轮 的转动惯量（ ）； —— 齿轮 2Z 的转动惯量（ ） ； —— 滚珠丝杠的转动惯量（ ）； M—— 移动部件与工件的质量（ kg）。 对材料为钢的圆柱零件转动惯量可 按下式估算 ( ) 式中： D—— 圆柱零件直径（ cm）； L—— 零件长度（ cm）。 所以 横向转动惯量 431  J 432  J 433  J 则电机轴总转动惯量： 222211322211) (40)()4527()2()()(cmkgTMJJZZJJ 横横总 纵向转动惯量 )( 24339。 1 cmkgJ   )( 24339。 2 cmkgJ   )( 24339。 3 cmkgJ   则电机轴总转动惯量： 22222239。 339。 222139。 139。 ) 1(100)()5024()2()()(cmkgTMJJZZJJ 纵纵总 步进电机的计算和选用 步进电机力矩的计算 摩擦力矩 （ ）   20322211 )2()()( LMJJZZJJ 总总J 2cmkg 1J2cmkg 2cmkg 3J2J2cmkg2cmkgLDJ fM cmN1Z重庆大学专科学生毕业设计（论文） 机械部分设计 式中 —— 导轨的摩擦力 —— 丝杠导程（ cm）； —— 齿轮降速比，按计 算； —— 传动链总效率，一般可取 —— 导轨采用贴塑，摩擦系数一般为 ； —— 进给牵引力； G —— 运动部件的重量； 所以 cmNiTFMf  427 )4001058( 110 cmNiTFM f   24 1)1000861( 22039。  附加摩擦力矩 （ ） 式中 —— 滚珠丝杠预加负荷，一般取 ， 为进给牵引力； —— 丝杠导程（ cm）； —— 滚珠丝杠未预紧时的传动效率，。 所以 cmNiTFM po  )(27 0 5 831)1(2 220110  cmNiTFM po  )(24186131)1(2 2202239。 0  空载起动时折算到电机轴上的力矩 （ ） 2m a x2m a xm a x 1060 n210260   aaa tJtnJJM  总总总 式中 —— 传动系统折算到电机轴上的总等效转动惯量（ ）； —— 电机最大角加速度（ ）； —— 电机最大转速（ r/min） , ； —— 运动部件从停止起动加速到最大进给速度所需要的时间（ s），因为 at =200ms； —— 运动部件的最大进给速度（ mm/min）； —— 脉冲当量（ mm/步）； —— 步进电机的步距角（ ）； mi n/25 036 30 036 01m a x rvn bx   mi n/250360 39。 m a x rvn bz   2m a x2m a xm a x 1060 n210260   aaa tJtnJJM  总总总 cmNtJM aa    n2 22m a xm a x 总cmNtJMaa   n2 2239。 m a x39。 39。 m a x 总 折算到电机轴上的切削负载力矩 iTFM zt 2 式中 T —— 丝杠导程（ cm）； i—— 齿轮降速比，按计算12ZZi ； —— 传动链总效率，一般可取 ~ cmNiTFM zt   3011 cmNiTFM zt   4814 3 922239。  ① 横向 快速起动时所需力矩 即 快速进给时所需力矩 即 cmNMMMf  0MMM f 快cmNMMMM f  m a x起0a m a x MMMM f 起)( cmNtMiTFM f 2 00F ；)(39。 0 GFfF m  Ti12ZZi ~39。 f ~39。 fmF0M cmN)1(2 200   iTFM po0pF mF31 mF0L0 maxaM cmN总J 2cmkg2/sradmaxn360m a xm a x bpVn  atmaxVp b 重庆大学专科学生毕业设计（论文） 机械部分设计 最大切削负载时所需力矩 即 ② 纵向 快速起动时所需力矩 即 快速进给时所需力矩 即 最大切削负载时所需力矩 即 经过上述计算后，在 、 两种力矩中取其大者作为选择步进电机的依据。 对于数控机床来说，因为要保证一定的动态性能，负载力矩又大于加速力矩，所以 作为选择步进电机的依据。 步进电机 的选择 目前经济型数控机床中大多采用反。