小型立式铣床工作台升降和制动装置设计_课程设计(编辑修改稿)

小型立式铣床工作台升降和制动装置设计_课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

滚动导轨副的额定寿命 额定寿命计算 其计算公式如下： )*(50cWacth PCf ffffL  3 式中 L 额定寿命； C 额定动载荷； cP 计算载荷； tf 温度系数；运行时的温度小于 100 查相关资料可的 tf ； cf 接触系数；导轨上的滑块数为 2 查相关资料 cf 内蒙古工业大学 机电装备课程设计 12 af 精度系数；精度等级为 4 级查相关资料 1af wf 载荷系数； 1wf hf 硬度系数；滚道硬度不得低于 HRC58 故通常取 1hf 使用寿命  vl LL lv 单向行程 rl =200 n每分钟往返次数 次52 1 sv vln mmnlL vh 8 0  NLffff acth 3 6 750 8 0 718 2 550fPC33wc 初选直线导轨副型参为 SBG15FL 额定动载 C=8500N 代入公式计算得： )*(50 cW acth PCf ffffL  3 = 38 2 58 5 0 01 ）（  = 寿命时间的计算 3 0 1 5 4 . 0 0 h21 9 0 6  vl LL h15000 h 故初选型号满足设计要求。 内蒙古工业大学 机电装备课程设计 13 直线导轨副的参数 交流伺服电机的计算与选择 选用交流伺服时，必须首先根据机械设计结构草图计算机械传动装置及负载折算到电机轴上的等效惯量，分别计算各种 工 况条件下所需的等效力内蒙古工业大学 机电装备课程设计 14 矩，再根据交流伺服电机最大转矩选择合适的交流伺服电机。 转动惯量的计算 (1）、 丝杠的转动惯量 计算 由于用交流伺服电机则省去了齿轮的传动比，以及齿轮的转动惯量的计算所以只要计算丝杠本身的转动惯量即可，虽然丝杠上有阶梯但为了计算方便按一个圆柱体来计算它的转动惯量，而且丝杠与交流伺服电机直接相连则传动比可近似为一，下面首先计算丝杠的转动惯量，公 式如下： 34  LDJ s 式中 D 圆柱体直径 )(cm ； L 圆柱体长度或原度 )(cm ；  钢材的密度 35 / cmkg 在我以上所设计的零件中可知丝杠的公称直径为 ，把丝杠近似的看成一个圆柱体则 cmD  ，考虑到我的任务书中的尺寸比较大，对与丝杠支撑端以外的丝杠对总体的影响较小所以忽略不记，则取 cmL 66。 根据以上的数据代入公式算得 34  LDJ s = 34  2cm/ (2)、 工作台折算到丝杠上的转动惯量 其公式为： gGLJ t202   式中 G 工作台重量 )(N ； NG 650 ， g 重力加速度（ ） ； 0L 丝杠导程 )(cm。 L cm 代入公式 gGLJt202   内蒙古工业大学 机电装备课程设计 15 22 6502   24 * mkg (3)、 丝杠传动时传动系折算到电机上的总的转动惯量 其求解公式： tse JJJ  式中 sJ 丝杠的转动惯量； tJ 工作台折算到丝杠上的转动惯 量 代入公式 tse JJJ  = 2*cmkg 考虑到电机传动系统匹配问题： 2m cm*kg22J4因此选ememeJJJJJ 即选型号 HCSFS81 额定转矩 *m 最大转矩 *m 最大转速 2500r/min 电机的力矩的计算 电机 的负载力矩在各种工况下是不同的，下面分别对快速空载起时所需要的力矩、快速进给时所需要 的力矩、最大切削负载时所需要的力矩等几部分进行计算。 (1)、快速空载起动时所需力矩 起M 0m a x MMMM fa 起 式中 起M 快速空载起动力矩 )*( cmN ； maxaM 空载起动时折算到电机上的加速力矩 )*( cmN ； fM 折算到电机轴上的摩擦力矩 )*( cmN ； 0M 由于丝杠欲紧时折算到电机轴上的附加摩擦力矩 )*( cmN 内蒙古工业大学 机电装备课程设计 16 其中 ae tnJM   60 102 2m a xm a x  式中 eJ 传动系统折算到电机轴上的总的等校转动惯量 )*( 2cmkg ；2* cmkgJe  maxn 电机的最大转速 min)/(r ； min/1500m a x rn  at 运 动 部 件 动 停 止 起 动 加 速 到 最 快 进 给 速 度 所 需 时 间)(s。 msta 30 代入上式 atnJeM   60 102 2m a xm a x  cmN    2 折算到电机轴上的摩擦力矩 fM ： iLFM f 总2 00 式中 0F 导轨的摩擦力 )(N ； NFfF y 39。 0  yF y 方向的切削力 )(N ； G 运动部件的总重量 )(N ； 39。 f 导轨的摩擦系数； i 齿轮降速比，这里无齿轮既 1i ； 总 传动链总效率，这里取 ； 代入求解 iLFM f 总2 00 cm*5N 附加摩擦力 0M ： 内蒙古工业大学 机电装备课程设计 17 )1(2 2020   iLFM p总 式中 0pF 滚珠丝杠预加负荷，一般取 mF3/1 ， mF 为进给牵引力 )(N ；NFm  0L 滚珠丝杠导程 )(cm ；  滚珠丝杠未预紧时的传动效率； = 代入算得 )1(2 2020   iLFM p总  cm*2N  根据上面的计算结果可得 N cmMMMM fa 1 4 68 0 3 2 1 3 80m a x起 cmNM *起 2440N*cm 比初选的电机的最大转矩小符合设计要求。 (2)、快速进给时 所需力矩 快M ： NcmMMM f0快 cmNM *快 812N*m 比初选电机的额定转矩小，符合要求。 (3)、最大切削时所需力矩 切M ： tf MMMM  0切 式中 tM 折算到电机轴上的切削负载力矩 )*( cmN ； tM 的求解公式如下： iLFM tt 总22 0 式中 tF 进给方向上的最大切削力 )(N ； NFt 1000 内蒙古工业大学 机电装备课程设计 18 代入数据计算得 iLFM tt 总22 0 cm* N  综合以上数据可算得 N cmMMMM tf0切 其与电机的额定转矩比较， cmNM *7 9 2 0切 小于额定转矩 812N*cm，故合乎设计要求。 通过以上的演算可知，初选的电机合乎设计要求。 第三章 微机数控硬件电路设计 根据总体方案及机械结构的控制要求，确定硬件电路的总体方案，绘制系统电气控制的结构框图。 数控系统由硬件和软件两部分组成。 硬件是组成系统的基础， 机床硬件电路由以下五部分组成： ⑴、主控制器，即中央控制单元 CPU； ⑵、总线，包括数据总线、地址总线和控制总线； ⑶、存储器，包括程序存储器和数据存储器； ⑷、接口，即 I/O 输入 /输出接口 电路； ⑸、外围设备，如键盘、显示器及光电输入机等。 见图 3— 1。 内蒙古工业大学 机电装备课程设计 19 选择中央处理单元 CPU 的类型 考虑到系统应用场合、控制对象对各种参数的要求，及经济价格比等经济性的要求。 因此，在经济数控铣床中，推荐使用 MCS— 51 系列单片机作主控制器。 存储器扩展电路设计 存储器扩展电路设计应该包括程序存储器和数据存储器的。