普通車(chē)床的數(shù)控化改造設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì)

1、一、概述普通車(chē)床是金屬切削加工中最常見(jiàn)的一類(lèi)機(jī)床，當(dāng)工件隨主軸回轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)刀架的縱向移動(dòng)和橫向移動(dòng)，車(chē)床能加工出內(nèi)外圓柱面、圓錐面、端面、螺紋面等。借助成形刀具，車(chē)床還能加工各種成形回轉(zhuǎn)表面。普通車(chē)床刀架縱向、橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)掛輪傳遞而來(lái)，通過(guò)進(jìn)給箱變速后，由光桿或絲杠帶動(dòng)溜板箱、縱溜板移動(dòng)。進(jìn)給參數(shù)要靠手工預(yù)先調(diào)整好，如果改變參數(shù)，則要停車(chē)進(jìn)行操作。刀架的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不能聯(lián)動(dòng)。對(duì)普通車(chē)床進(jìn)行數(shù)控改造，主要是將縱向和橫向進(jìn)給系統(tǒng)改造為CNC裝置控制的，能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給伺服系統(tǒng)，將刀架改造成為能自動(dòng)換刀的回轉(zhuǎn)刀架，這樣利用CNC裝置，車(chē)床就可以按順序進(jìn)行切削加工。由

2、于切削參數(shù)、切削次序和刀具選擇都可以由程序控制和調(diào)整，再加上縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給聯(lián)動(dòng)的功能，數(shù)控化改造后的車(chē)床就可以加工出各種形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)零件，并能實(shí)現(xiàn)多工序自動(dòng)切削，從而提高生產(chǎn)效率和加工精度，還能適應(yīng)小批量、多品種負(fù)責(zé)零件的加工二、總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì)應(yīng)考慮機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式、伺服系統(tǒng)的類(lèi)型計(jì)算機(jī)以及傳動(dòng)方式的選擇等。數(shù)控系統(tǒng)的選擇。普通車(chē)床數(shù)控化改造后應(yīng)具有定位、快速進(jìn)給、直線查補(bǔ)、圓弧查補(bǔ)、暫停、循環(huán)加工和螺紋加工等功能，因此，普通車(chē)床數(shù)控化改造所選用的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)為連續(xù)控制系統(tǒng)。目前，市場(chǎng)上適用于普通車(chē)床數(shù)控化改造的數(shù)控系統(tǒng)較多，如西門(mén)子公司的SIEMENS802S型系統(tǒng)、華中

3、數(shù)控公司的“世紀(jì)星”21/22型系統(tǒng)、廣州數(shù)控公司的980T型系統(tǒng)等。伺服系統(tǒng)的選擇。普通車(chē)床數(shù)控化改造后一般為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。在保證具有一定加工精度的前提下，從改造的成本考慮，應(yīng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本。因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)為宜。當(dāng)然，也可以采用以伺服電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置的半閉環(huán)系統(tǒng)。這主要取決于加工精度的要求。功能部件的選擇。這主要是滾珠絲桿及其支承方式的選擇、電動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的選擇等等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電氣設(shè)計(jì)。這主要是縱向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、橫向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和機(jī)床導(dǎo)軌的維護(hù)，一般采用貼塑導(dǎo)軌以減小摩擦力。機(jī)床電氣設(shè)計(jì)包括機(jī)床原理圖設(shè)計(jì)和PLC梯形設(shè)計(jì)等等。在上述方案的基礎(chǔ)

4、上，若條件允許，可以進(jìn)一步對(duì)普通車(chē)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)速與控制，使加工過(guò)程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。三、參數(shù)設(shè)計(jì)將C6140普通車(chē)床改造成用MCS-51系列單片機(jī)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床。要求該車(chē)床有自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，具有切削螺紋的功能。在縱向和橫向具有直線和圓弧插補(bǔ)功能。系統(tǒng)分辨率：縱向：0.01mm橫向：0.005mm。設(shè)計(jì)參數(shù)如下：最大加工直徑：630mm最大加工長(zhǎng)度：1400mm3快進(jìn)速度：縱向2.0m/min，橫向1.0m/min最大切削進(jìn)給速度：縱向0.5m/min,橫向0.25m/min溜板及刀架重力：縱向1500N，橫向1000N主電動(dòng)機(jī)功率：12.5Kw空載啟動(dòng)時(shí)

5、間：35ms定位精度：0.015mm四、實(shí)施方案進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)控化改造的主要部位有：掛輪架、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架等。現(xiàn)擬定一下改造方案。掛輪架系統(tǒng)：全部拆除，在原掛輪主傳軸處安裝光電脈沖編碼器。進(jìn)給箱部分：全部拆除，在該處安裝縱向進(jìn)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與齒輪減速箱總成。絲桿、光桿和操縱桿拆去，齒輪箱連接滾珠絲杠。滾珠絲杠的另一端支承安裝在車(chē)床尾座端原來(lái)裝軸承座的部位。溜板箱部分：全部拆除，在原處安裝滾珠絲杠的螺母座，絲桿螺母固定在其上，在該處還可以安裝部分操縱按鈕。橫溜板部分：將原橫溜板中的滾珠絲杠、螺母拆除，在該處安裝橫向進(jìn)給滾珠絲杠螺母副，橫向進(jìn)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與齒輪減速箱總成安裝在橫溜板后部并與滾珠絲杠

6、相連。刀架部分：拆除原刀架，在該處安裝自動(dòng)回轉(zhuǎn)四方刀架總成。五、橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算主切削力及其切削分力計(jì)算計(jì)算主切削力FzZ用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算主切削力對(duì)于車(chē)床的主切削力縱切：F=0.67D1.5(N)D車(chē)床床身上加工最大直徑(mm)maxF=0.67X(630)1.5=10595(N)z計(jì)算各切削分力。按比例分別求出分力F和Fxy由F:F:F=1:0.25:0.4F走刀方向的切削力(N)xF垂直走刀方向的切削力(N)F=0.4Fyz=0.4X10595得:F=0.25Fxz=0.25X10595=2649(N)=4328(N)導(dǎo)軌的摩擦力的計(jì)算由式(2-8a)計(jì)算在切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力F。

7、此時(shí)，導(dǎo)軌受到的垂向切削分力F=F=10595N，橫向切削分力F=F=2649N，移動(dòng)部件的全部質(zhì)vZcx量(包括機(jī)床夾具和工件的質(zhì)量)W=1000N,查表2-3得鑲條緊固力f二2688N,取導(dǎo)軌動(dòng)摩擦系數(shù)卩=0.15,則gF=卩(w+f+F+F)TOC o 1-5 h z卩gVC=0.15x(1000+2688+10595+2649)N=2540N按式計(jì)算在不切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力F和F。po0F=p(W+f)=0.15x(1000+2688)N=553.2Np0gF=p(W+f)=0.2x(1000+2688)N=737.6N00g計(jì)算滾珠絲螺母副的軸向負(fù)載力按式計(jì)算最大軸向負(fù)載力F。am

8、axF=F+F=4328+2540N=6868NHamaxyp按式計(jì)算最小軸向負(fù)載力F。aminF=F=390Naminp0確定進(jìn)給傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)比i和傳動(dòng)級(jí)數(shù)取步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的不距角a=1.5滾珠絲杠的基本導(dǎo)程L=8mm，進(jìn)給傳動(dòng)當(dāng)量05=0.005MM/脈沖，則由式得paL8x1.5i=63605360 x0.005P按最小慣量條件，從圖查的該減速器應(yīng)該采用2級(jí)傳動(dòng)，傳動(dòng)比可以分別取i=2,i=3。根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，確定各傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)分別為12z=20,z=40,z=20,z=60，模數(shù)m=2，齒寬b=20mm。1234滾珠絲杠的動(dòng)載荷計(jì)算與直徑估算(1)按預(yù)期工作時(shí)間估算滾珠絲杠預(yù)期的額定動(dòng)載荷

9、Cam已知數(shù)控機(jī)床的預(yù)期工作時(shí)間Lh=15000h，滾珠絲杠的當(dāng)量載荷F=F=6868N，查表得，載荷系數(shù)fw=1.3；查表可得初步選擇滾珠絲杠的mamax精度等級(jí)為2級(jí)精度，去精度系數(shù)f=1；查表得可靠性系數(shù)f=1.取滾珠絲杠的ac當(dāng)量轉(zhuǎn)速n=n，已知v=0.25m/min，滾珠絲杠的基本導(dǎo)程Lo=8mm，則mmaxmax1000v1000X0.25max=31.25r/minmaxFf6868x15C二3：60nLm二360 x31.25x15000 xN二31329Nammh100ff1000 x1x1ac按精度要求確定允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑d2m根據(jù)定位精度和重復(fù)定位精度的要求估

10、算允許的滾珠絲杠的最多軸向變形。已知本車(chē)床橫向進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度為0.015卩m，則由式得8=()x0.015pm=33.75pmmax54取上述計(jì)算結(jié)果的較小值，即8=3pmmax估算允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑d。2m滾珠絲杠螺母副的安裝方式擬采用一端固定.一端游動(dòng)支撐方式，滾珠絲杠螺母副的兩個(gè)固定支撐之間的距離為L(zhǎng)=行程+安全行程+2X余程+螺母長(zhǎng)度+支撐長(zhǎng)度=(1.21.4)行程+(2530)L0L=1.4X行程+30L0=(1.4x315+30 x8)mm=681mmFL737.6x681由式得d0.078e=0.078=31.9mm2mV53*max初步確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào)

11、根據(jù)以上計(jì)算所得的L,C,d和結(jié)構(gòu)的需要，初步選擇南京工藝裝備公司生產(chǎn)0am2m的FFZD型內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲杠螺母副，型號(hào)為FFZD5008-5，其公稱(chēng)直徑d基本導(dǎo)程L，額定動(dòng)載荷Ca和螺紋底徑J如下：002d=50mm,L=8mm00C=34700NC=31329Naamd=44.9mmd=27.9mm22m故滿足要求。六、滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗(yàn)滾珠絲杠螺母副臨界壓縮載荷F的校驗(yàn)C已知滾珠絲杠螺母副的螺紋底徑d二44.9mm由圖可知滾珠絲杠螺母副的最大受2壓長(zhǎng)度L=313mm，絲杠水平安裝時(shí)，取K=1/3，查表得K=2，則由式的112d4144.94F=KK-2x105=_x

12、2xx105=2765702.3Nc12L331321F本車(chē)床橫向進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲桿螺母副的軸向最大壓縮載荷Amax=6868N,遠(yuǎn)小于F其臨界壓縮載荷Fc的值，故滿足要求。N滾珠絲桿螺母副的臨界轉(zhuǎn)速c的校驗(yàn)由圖4-5滾珠絲桿螺母副的臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算長(zhǎng)度L=337mm其彈性模量2E=2.1x105MPa,密度p=7.8x10-5N/mm3,重力加速度g=9.8x103mm/s2g滾珠絲桿的最小慣性矩為T(mén)OC o 1-5 h z兀3.14I=-4=x44.94mm4=199404.5mm464264滾珠絲桿的最小截面積為兀3.14A=一-2=x44.92mm2=1582.6mm2 HYPERLINK

13、 l bookmark50 424取K1=0.8，由表2-44得九=3.927，則由式（2-36）得n=K60蘭旦=153323r/minc12nLpA本橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈的滾珠絲桿螺母副的最高轉(zhuǎn)速31.25r/min，遠(yuǎn)小于其臨界轉(zhuǎn)速，故滿足要求滾珠絲桿螺母副額定壽命的校驗(yàn)查附錄A表A-3得滾珠絲桿的額定動(dòng)載荷Ca=34700N，已知其橫向載荷FFanAmax=6868N，滾珠絲桿的轉(zhuǎn)速n=ma.r31.25r/min，運(yùn)動(dòng)條件系數(shù)f=1.2，則由式2-37式2-38得w(C、3L=a-x106Ff丿aw/34700丿3、6868x1.2丿x106=7.46x107Lh=蠱=79787本車(chē)床數(shù)控

14、化改造后，滾珠絲桿螺母副的工作總壽命Lh=39787h=15000h,故滿足要求七、計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度1.計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度（1）計(jì)算滾珠絲桿的拉壓剛度Ks本機(jī)床橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈的絲桿為一端固定、一端游動(dòng)。絲桿的拉壓剛度Ka可按（2-42）計(jì)算已知滾珠絲桿的彈性模量E=2.1x105MPa，其底徑d2=44.9mm.當(dāng)其螺母中心至固定端支撐中心的距離a二Ly=313mm時(shí)，其螺母副具有最小拉壓剛度Ksmin,根據(jù)式（2-43a）得血2E4494K=2X103=1.65XX103=1062.8N/pmsmin4L313y當(dāng)a=Lj=113mm時(shí)，其螺母副具有最大拉壓剛度Ksmax,根據(jù)式（

15、2-43b得d2K=1.65x102=2943.7N/pmsmaxLJ（2）計(jì)算滾珠絲桿螺母副支撐軸承的剛度K.bd已知滾動(dòng)體直徑Q=5.953mm，滾動(dòng)體個(gè)數(shù)Z=15，軸承的最大軸向工作載荷FFBman=Amax=6868N,則由表2-46得K=2X1.95x3：=2x1.95x*5.95x152x6868=817.2N/pmbQBmax計(jì)算滾珠與滾道的接觸剛度KcCK=2069N/pm，滾珠絲桿的額定動(dòng)載荷a=34700N,滾珠絲桿所承受的最大軸向F載荷amax=6868N，則由式（2-46b）得amax(0.1Ca1/3丿=2069X(6868)1/3、0.1x34700丿=2597.1

16、N/pm（4）計(jì)算進(jìn)給系統(tǒng)的綜合拉壓剛度Ko根據(jù)式（2-47a）得進(jìn)給系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的最大值為1max111111二+=+二0.00195KKK817.22943.72597.1bsmaxc故Kmax=512.8N/pm1Kmin根據(jù)式（2-47b）得進(jìn)給系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的最小為111111+=+=0.00255KKK1062.8817.22597.1sminbc1故Kmin=392.2N/卩m2計(jì)算滾珠絲桿螺母副的扭矩剛度K由圖4-5得扭矩作用點(diǎn)之間的距離L2=387mm，已知滾珠絲桿的剪切模量G=8.1x104Mpa，滾珠桿的底徑二44.9mm,則由式（2-48）=83471.7Nm

17、/rad兀d4G3.14xM4.9x1034x8.1xlOioK=2=032L32x387x10-32八、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算1.計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載慣量（1）計(jì)算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jt。已知滾珠絲杠的密度p=7.8x10-3kg/cm3，則由式（2-63）得J=Y0.78x10-3D4L；Tjj=1=0.78x10-3x(2.04x10+2.54x36+2.04x12.5)kgcm2=1.38kgcm2（2）計(jì)算折算到絲杠軸上的移動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。L已知機(jī)床橫向進(jìn)給系統(tǒng)執(zhí)行部件（既橫向溜板及刀架）的總質(zhì)量m=102.04kg；絲杠軸每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動(dòng)的距離L=0.8c

18、m，則由式（2-65）得(0.82、2x3.14丿kgcm2=1.7kgcm2(L2二m=102.04x12兀丿3)計(jì)算各齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JJz=z=0.78x10-3x44x2kgcm2=0.4kgcm213z=0.78x10-3x84x2kgcm2=6.4kgcm22Jz=0.78x10-3x124x2kgcm2=32.3kgcm2z4（4）由式（2-66）計(jì)算加在電動(dòng)機(jī)軸上總負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jd+丄(Ji2Z2+Jz+JL)=0.4+1x(6.4+0.4)+x(32.2+1.38+1.7)kgcm2436=3.08kgcm22計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩（1）計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的切削負(fù)載力

19、矩Tc已知在切削狀態(tài)下的軸向負(fù)載力矩F二F=6868N,死杠每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行aamax部件軸向移動(dòng)的距離L=8mm=0.008m，進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比i=6，進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)效率耳二0.85，則由式（2-54）得Nm=1.72NmFL6868x0.008a=2兀ni2x3.14x0.85x6（2）計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的摩擦負(fù)載力矩T已知在不切削狀態(tài)下的軸向負(fù)載力（既空載時(shí)的導(dǎo)軌摩擦力）F=553.2N，則|10由式（2-55）得TL=2兀ni553.2x0.0082x3.14x0.85x6Nm=0.014Nm3）計(jì)算由滾珠絲杠預(yù)緊力F產(chǎn)生的并折算到電動(dòng)機(jī)軸上的附加負(fù)載力矩p已知滾珠絲杠螺

20、母副的效率耳二0.94，滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力F為0pF=1F=1x6868N=2289Np3amax3則由式（2-56）得T二p0（1一耳2）=2289x0.008x（1一0.942）Nm=0.067Nmf2兀耳i02x3.14x0.85x6（4）折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩T的計(jì)算。1空載時(shí)（快進(jìn)力矩），由式（2-57a）得T二T+T二0.207NmKJ卩f2切削時(shí)（工進(jìn)力矩），由式（2-57b）得T二T+T二1.787NmGJcf計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的加速力矩Tap根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果和表A-5，初選130BF001型反應(yīng)式步進(jìn)動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=4.6kgcm2，而進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載慣量J=

21、3.08kgcm2；對(duì)開(kāi)環(huán)系統(tǒng),md一般取加速時(shí)間t=0.035S。當(dāng)機(jī)床執(zhí)行部件以最快速度V=1000mm/min運(yùn)動(dòng)s時(shí)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為n=1000 x5r/min=833r/minmax6由式（2-59）得2兀inT=max(J+J)=7.68Nmap60 x980tmd4計(jì)算橫向進(jìn)給系統(tǒng)所需的折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種力矩（1）按式（2-61）計(jì)算空載啟動(dòng)力矩TqT=T+(T+T)=7.89Nmqap卩/(2)按式(2-57a)計(jì)算快進(jìn)力矩T=T+T=0.207NmKJ卩f按式(2-57b)計(jì)算工進(jìn)力矩T=T+T=1,787NmGJTf5，選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的型號(hào)（2）選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的型號(hào)。根據(jù)

22、以上計(jì)算和表A-5,選擇國(guó)產(chǎn)130BF001型反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),其主要技術(shù)參數(shù)如下：相數(shù)，5；步距角，0.75/1.5；最大靜轉(zhuǎn)矩，9.31Nm；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，4.6kg*cm2；最高空載啟動(dòng)頻率，3000Hz；運(yùn)行頻率，16000Hz；分配方式，五相五拍；質(zhì)量，92Kg。（3）確定最大靜轉(zhuǎn)矩T。s由表248給出的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)空載啟動(dòng)力矩T與所需的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系可得ps1Tq二0.951Ts1TT=q=8.3Nmsi0.951機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)空載啟動(dòng)力矩T與所需的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系為qs2T=-gj=5.96Nms20.3取T和T中的較大者為所需的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最

23、大靜轉(zhuǎn)矩T,即T=8.3Nm。s1s2Ss本電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩為9.31Nm，大于Ts=8.3Nm，可以在規(guī)定的時(shí)間里正常啟動(dòng)，故滿足要求。驗(yàn)算慣量匹配。為了使機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的慣量達(dá)到較合理的匹配，系統(tǒng)的負(fù)載慣量J與伺服電動(dòng)L機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jm之比一般應(yīng)滿足式，即0.25Jd1Jm因?yàn)镴d=308沁0.67，故滿足慣量匹配要求。J4.6m九、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析(1)計(jì)算絲杠一工作臺(tái)縱向振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率nc滾珠絲杠螺母副的綜合拉壓剛度K=K=392.2x106N/，機(jī)床執(zhí)行部件的質(zhì)0minfm量和滾珠絲杠螺母副的質(zhì)量分別為m，m，滾珠絲杠螺母副和機(jī)床執(zhí)行部件的等效質(zhì)量為m=m+-m，已知m

24、=sd3s102Kg,則1m=m+_m=102.75kgd3s計(jì)算扭轉(zhuǎn)震動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率wnt折算到計(jì)算軸上的系統(tǒng)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J=J=(4.6+3.08)x5kgcm2=0.00384kgcm2si已知滾珠絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度K=K=83471.7Nm/rads0nts=4662rad/s由以上計(jì)算可知，絲杠-工作臺(tái)縱向振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率w=1954ncrad/s扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率w=4662rad/s都比較高。一般按w=300ntnrad/s的要求來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度，故滿足要求。十、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差計(jì)算與分析1.計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的反向死區(qū)A已知進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的最

25、小值Kmin=392.2XI。6N/mm導(dǎo)軌的靜摩擦力F=520N.A=25=4X103=3.76x10-3mm卩Kmin故滿足要求。2.計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由綜合拉壓剛度變化引起的定位誤差10 x103=0.44xlO-3mm5=FI1-kmax01KK丿minmax3.計(jì)算滾珠絲杠因扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的誤差（1）計(jì)算由扭矩引起的滾珠絲杠螺母副的變形量0已知負(fù)載力矩T=T=207N.mm由圖4-5得扭矩作用點(diǎn)之間的距離KJL=387mm絲杠底徑d=44.9mm22TL0=7.21x10-32=0.0140d422）由該扭轉(zhuǎn)變形量0引起的軸向移動(dòng)滯后量將影響工作臺(tái)的定位精度，由式250）得5=點(diǎn)=8mm0.03呵十一、確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí)和規(guī)格型號(hào)1.確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí).本進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng),應(yīng)滿足下列要求:V+e0.8定位精度-5-5）=14.62ym300ppkmaxe+V0.8x!定位精度-5-57=14.62ympupkmax得V=8卩m300pV=6卩m，up取滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí)為2級(jí)，查表2