普通机床改造成数控机床毕业论文

普通机床改造成数控机床毕业论文内容摘要：

m)， de1＝ df1十 26＝ (mm)， de2＝ df2十 2h＝(mm)。 则齿轮的转动惯量分别为 (齿轮为 45 号钢，并将齿轮近似看作圆柱体 ) JZ1＝ b 104= 2 104=(Kgcm2)= 10 5(Kgm2) JZ2＝ b 104= 2 104= 10 5(Kgm2) 若根据类比法，选用 CMFZD40 6— — C3／ 1200 丝杠其长度为 (钢材 )，直径 d0＝ 40mm，则丝杠的转动惯量近似为 JZ＝ 44 120 104＝ (Kgcm2)＝ 103(Kgm2) 设电机转子的转动惯量为 104 (Kgm2)(当等效到电机轴上的负载转动惯量大于电机转子转动调量一个数量级时，可以忽略，但当等效到电机轴上的负载惯量较小时，就不能轻易地忽略它。 现预选电机为 110BF003，其电机转子轴的转动惯量为 104 (Kgm2)* 由式 (6— 4)可知 [J]k=1/4 21mj Mi(Vi/nk)2+1nj Jj(nj/nk)2 西北工业大学网络教育学院毕业论文 9 式中 Vi 采用最不利于机床起动时速度，这里选用快进给速度 V 溜 ＝ 2m／ min； 则 nk=nm(电机 )＝ V 溜  ／ (360δ )＝ 4l (r／ min)； Mi＝ 400Kg(全部直线运动部件的总质量 )； nz1＝ nm； nz2＝ nz1/i＝ (r／ min)。 则 [J]m＝ 1/4 2 400 (2／ )2十 Jz1十 Jm 十 (Jz2十 Js)／ i2 ＝ l04十 104十 105十 ( 105 十 103)／ ＝ l03(Kgm2) (4) 丝杠摩擦阻力矩 (Tsm)的计算。 由于丝杠承受袖向载荷，又由于采取了一定的预紧措施，故滚珠丝杠会产生摩擦阻力矩。 但由于滚珠丝杠的效率高，其摩擦阻力矩相对于其它负载力矩小得多，故一般不予考虑。 (5) 等效负载转矩 [T] m。 由式 (6— 8)得 [T] m＝ 1/2 (F 摩 十 Fx) V 溜 ／ nm十 0 ＝ 1/2 (1800 十 750) 2／ ＝ (Nm) (6) 启动惯性阻力矩 (T 惯 )的计算。 以最不利于启动的快进速度计算时，设启动加速 (或制动减速时间为 t ＝ (一般在 ～ 1s 之间选取 )，由于电机转速 m＝ 2 nm/60＝ 2 ／ 60＝ [1／ s]，取加速曲线为等加 (减 )速梯形曲线，故角加速度为  m＝  m/ t ＝ ／ ＝ (1/s2) 则 T 惯 ＝ [J]m m＝ 103 ＝ (Nm) (7)计算步进电机输出轴上总负载转矩 T∑ ＝ [J]m十 T 惯 ＝ +=(Nm) 步进电机的匹配选择 上述计算均未考虑机械系统的传动效审，当选择机械传动总效率  ＝ 时： T1∑ ＝ T∑ ／  =／ =(Nm) 在车削时，由于材料的不均匀等因素约影响，会引起负 载转短突然增大，为避免汁算上的误差以及负载转矩突然增大引起步进电机丢步，从而引起加工误差，可以适当考虑安全系数。 安全系数一般可在 ～ 2 之间选取。 如果取安全系数尺＝ ，则步进电机可按以下总负载转矩选取 T2∑ ＝ K T1∑ ＝ ＝ (Nm) 若选用上述预选的电机 110BF003，其最大静转矩 Tjmax＝。 在三相六拍驱动时，其步距角为。 ／ step，为保证带负载能正常加速起动和定位停止，电机的起动转矩 Tq 必须满足 Tq＞ T2∑ 由表 3— 7 可知， Tq／ Tjmax＝ 0． 87，则 Tq＝ 0． 87 7． 84＝ 6． 82(Nm)，故选用合适。 西北工业大学网络教育学院毕业论文 10 滚珠丝杠的校核 如在选择滚珠丝杠时是根据原丝杠直径大小按类比法选的名义直径，就要对其负载能力进行必要的校核；若是根据承载能力选出的，则应对压杆稳定及其刚度进行必要的校核。 由于在选择丝杠时，是根据类比法选的，故应进行相应项目的进一步校核。 (1) 承载能力的校核。 由公式 (2— 1) Q＝ 3L fH fw Pmax＞ C0。 式中 L=60nT／ 106,取 T＝ 15000,n＝ ns ＝ ＝ 333. 3(r／min)。 fH= （ HRC 为 58 时 ),fw＝ (平稳或轻度冲击时 )， Pmax＝ Fx 十 F 摩 ＝ 1800+700＝ 2500(N) 则 Q＝ 3L fH fw Pmax=20203(N) 查有关滚珠丝杠额定载荷 C0＝ 79339＞ Q。 (2) 压杆稳定性验算。 由公式 (2— 2) Pk＝ fk 2EI/(Kl)2 Pmax 式中 fk＝ 2(双推一简支 )， E＝ 108(Pa)， I＝  /32d14＝  /32 =(cm)4 (d1＝35mm) 取 K＝ 4， l＝ ls＝ 125cm 则 Pk＝ 2 108 ／ (4 1202)= 106 Pmax (3) 刚度的验算。 由公式 (2— 3) L =Pl0/ES+Ml0/2 IE (均取拉伸时 ) 式中 l0＝ ,E＝ 108Pa,S＝  d21＝ ＝ (cm2) I＝ ， M＝ Tjmax i＝ ＝ (Nm)＝ 980(Ncm) P=Pmax＝ 2500N 则 L ＝ 2500 （ 108 ）＋ 980 （ 108 2 ） ＝ 10－ 7mm (满足使用要求 ) 步进电机的计算和选用 纵向机构步进电机选型： 计算步进电机负载转矩 Tm ( / 1 8 0 )mm m m FT F T     ………………………………式（ 1） 西北工业大学网络教育学院毕业论文 11 2 3 1 6 0 . 0 1 1 . 4 7 5 .( 0 . 9 / 1 8 0 ) 3 . 1 4mT N m   式中 :  — 脉冲当量 (mm/step)。 mF — 进给牵引力 (N)。 b — 步距角 ,初选双拍制为 176。 初选步进电机型号 根据 mT = 在网上查混合式步进电机技术数据表初选步进电机型号为 56BYG250ESASSBL0601，其中， .mJ Kg cm ,保持转矩为 .. 3 . 等效转动惯量计算 根据简图 ，即图（ 1），传动系统折算到电机轴上的总的转动惯量 J 运动件的转动惯量 J 可由下式计算 :  2 2011 2 12 2M LZ WJ J J J JZg         式中 1J ， 2J — 齿轮 1Z , 2Z 的转动惯量 ( ) SJ — 滚珠丝杠转动惯量 ( ) 3 4 3 41 1 00 . 7 8 1 0 0 . 7 8 1 0 5 . 6 2 1 . 5 3J d L        2J = 3 4 3 420 . 7 8 1 0 0 . 7 8 1 0 8 . 4 2 7 . 7 7dL       SJ 340 .7 8 1 0 2 .5 1 1 6 3 .5 3      式中 D— 圆柱体直径 (cm)。 L— 圆柱体长度 (cm)。 代入上式 :     2 2011 2 122220 .7 5 1 .5 3 ( 2 8 / 4 2 ) ( 7 .7 7 3 .5 3 ) 1 0 0 0 / 9 .8 0 .6 / 27 .2 2MLZ WJ J J J JZg             4 . 电机转矩计算 机床在不同的工况下 ,在 ,下面分别按各阶段计算 : 1) 快速空载起动惯性矩 QM 西北工业大学网络教育学院毕业论文 12 在快速空载起动阶段，加速力矩所占的比例较大，具体计算公式如下： m a x 0Q a fM M M M  ……………………………………………………式（ 2） m a xm a x 2 60a anM J J t………………………………………………式（ 3） 又：        0 0 0 3m a x m a x / / 3 6 0 2 / 0 .0 1 0 .9 / 3 6 0 1 0pbnV      500 /minr ………………………………………………………式（ 4） 35 ms s 代入得： 2m a xm a x 2 2 5 0 0 07 .7 2 1 0 1 1 5 .46 0 6 0 0 .0 3 5a anM J N c mt        折算到电机轴上的摩擦力矩 fM : |0 0 021() 0 . 1 6 ( 2 9 3 3 1 0 0 0 ) 5 0 .2 2 / 2 0 . 8 1。