滾珠絲杠設(shè)計(jì)

1、本文主要致力于發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋氣門導(dǎo)管壓裝設(shè)備進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并根據(jù)所學(xué)專業(yè)知 識(shí)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋氣門導(dǎo)管壓裝工藝分析和工藝設(shè)計(jì)，主要完成了壓裝設(shè)備進(jìn)給系統(tǒng) 設(shè)計(jì)，氣門導(dǎo)桿壓裝工藝分析與設(shè)計(jì)，參與壓裝裝備總體設(shè)計(jì)，完成外文資料翻譯。根據(jù)壓裝的要求本文提出了四種方案并進(jìn)行了簡(jiǎn)單比較，最后選中其中一種， 并進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，本文主要介紹數(shù)控十字滑臺(tái)的設(shè)計(jì)方法，并完成了機(jī)床的總體 設(shè)計(jì)和裝配，機(jī)床主要針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)管的壓裝工作，并有一定的柔性，可以 在簡(jiǎn)單編程和修改程序的基礎(chǔ)上適應(yīng)不同的導(dǎo)管壓裝工作，本文也從事機(jī)床主體 的相關(guān)工作，并對(duì)軟件控制方面提出具體要求。通過完成載荷計(jì)算，導(dǎo)軌選型，滾珠絲杠選型，步進(jìn)電

2、機(jī)選型以及十字滑臺(tái)結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)，最后設(shè)計(jì)的壓裝機(jī)床的進(jìn)給部分確定下來，具有很好的可行性。關(guān)鍵詞-十字滑臺(tái)；滾珠絲杠；滑動(dòng)導(dǎo)軌；步進(jìn)電機(jī)。1緒論為實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋氣門導(dǎo)管的壓裝工作，現(xiàn)要設(shè)計(jì)制造一臺(tái)專用機(jī)床，以高效的 方式完成氣門導(dǎo)管的壓裝工作。發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋氣門導(dǎo)桿壓裝設(shè)備進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)，下稱進(jìn)給系統(tǒng)。分析發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋資料 可知在一個(gè)缸蓋上有四個(gè)導(dǎo)桿需要壓裝，發(fā)動(dòng)機(jī)氣門導(dǎo)桿有很重要的作用，氣門導(dǎo)桿是 與氣缸蓋壓配在一起，是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的導(dǎo)向裝置，主要是對(duì)氣門起導(dǎo)向作用，同時(shí) 使氣門桿上的熱量經(jīng)氣門導(dǎo)管傳給汽缸蓋。畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是根據(jù)所學(xué)專業(yè)知識(shí)，分小組進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋氣門導(dǎo)桿壓裝工藝 分析和工藝設(shè)計(jì)，主

3、要完成壓裝設(shè)備進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)。氣門導(dǎo)桿壓裝工藝分析與設(shè)計(jì)，參 與壓裝裝備總體設(shè)計(jì)，進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)，外文資料翻譯，并最后完成設(shè)計(jì)說明書。根據(jù)圖紙要求和有關(guān)數(shù)據(jù)可以選擇液壓滑臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)和數(shù)控十字滑臺(tái)，另外還有手 動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)。進(jìn)給伺服以數(shù)控機(jī)床的各坐標(biāo)為控制對(duì)象，要求進(jìn)給伺服能快速調(diào)節(jié)坐標(biāo) 軸的運(yùn)動(dòng)速度，并能精確地進(jìn)行位置控制。具體要求其調(diào)速范圍寬、位移精度高、穩(wěn)定 性好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。該畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的就是要設(shè)計(jì)一套進(jìn)給系統(tǒng)從而完成相應(yīng)四個(gè)位置 的氣門導(dǎo)桿的壓裝工作并使壓裝后的氣門導(dǎo)桿滿足一定的位置要求。手動(dòng)進(jìn)給反應(yīng)慢精 度低，不適合快速大量的設(shè)備。現(xiàn)階段的壓裝方法一般有：常溫下壓裝、液氮冷卻壓裝及缸蓋加

4、熱壓裝等。氣門 導(dǎo)管與氣缸蓋之間要求有一定的緊度，因此，安裝時(shí)最好采用壓入法將氣門導(dǎo)管正直地 壓入氣缸蓋中。由于人工操作隨意性大，經(jīng)常壓歪，壓歪后又要再壓出，所以不僅勞動(dòng) 強(qiáng)度大，而且效率低。并且這樣極易損壞導(dǎo)管，有時(shí)還可能使整個(gè)缸蓋報(bào)廢?？紤]到本 課題的實(shí)際情況，綜合經(jīng)濟(jì)效益等多方面的因素，最終采用常溫壓裝。現(xiàn)階段壓裝進(jìn)給系統(tǒng)有多種形式，有液壓，滾珠絲杠，氣動(dòng)等，在要求有定位要求 的位置多用滾珠絲杠以保證精度，液壓用在受力很大精度不高的場(chǎng)合，現(xiàn)階段數(shù)控機(jī)床 進(jìn)給系統(tǒng)多用滾珠絲杠并配合伺服電機(jī)。國(guó)內(nèi)外的專用數(shù)控機(jī)床也多采用這種形式，因 此本課題可以很好地應(yīng)用已有的成熟技術(shù)進(jìn)行研究處理從而完成進(jìn)

5、給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2技術(shù)方案方案一：如圖下圖所示，缸蓋以底面、兩對(duì)角座圈孔在工裝上定位。工裝上有四個(gè) 伸入座圈孔內(nèi)的凸臺(tái)，凸臺(tái)高度土.5,用以控制導(dǎo)管壓裝的軸向位置。設(shè)置在凸臺(tái)中的 伸縮銷用以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管的定心，伸縮銷隨壓裝過程下縮，保證其不干涉壓裝過程。壓裝之前在導(dǎo)管外圈均勻的涂一層二硫化鉬膏，將其套裝在伸縮銷上。因?yàn)閷?dǎo)管長(zhǎng) 度有一定的公差，為保證將每一導(dǎo)管壓裝至限位凸臺(tái)，保證其下端面距底面的尺寸土 -5, 可采用逐個(gè)壓裝的方法。為實(shí)現(xiàn)逐個(gè)壓裝，可將圖所示的工裝與工件分別送至壓頭下，并逐一壓裝?？刹捎脭?shù) 控十字滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)。方案二：還是上圖，只是壓頭改為四個(gè)導(dǎo)管一起壓的形式，這樣生產(chǎn)效率可以大大 提高，

6、但是壓頭會(huì)變得很復(fù)雜，同時(shí)考慮到此發(fā)動(dòng)機(jī)年生產(chǎn)批量不是很大，四個(gè)壓頭一 起壓力的分配不易平很。不過這樣一來機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)就會(huì)大大簡(jiǎn)化，但是鑒于畢業(yè)設(shè) 計(jì)的題目是進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，所以進(jìn)給系統(tǒng)不能過于簡(jiǎn)化。方案三：工作臺(tái)采用液壓推進(jìn)，采用行程開關(guān)來控制進(jìn)給量的大小，此方案實(shí)現(xiàn)容 易，成本較低，但是后續(xù)工作繁多，還要配備液壓油路和電路控制總的看來工作了也很大 而且液壓油的泄漏不易清理。方案四：采用手動(dòng)進(jìn)給，進(jìn)給系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但是對(duì)工人要求較高，定位不易保證，生產(chǎn) 效率很低。綜合分析以上的四個(gè)方案，方案一符合畢業(yè)設(shè)計(jì)工作量要求，可以很好的鍛煉自己的 能力，并且綜合了機(jī)械設(shè)計(jì)，電機(jī)選擇，數(shù)控程序的編制等學(xué)科

7、，因此選擇方案一是很 好的選擇。3 理論分析傳動(dòng)系統(tǒng)擬定包括滾珠絲杠及其支承組合方式，伺服電動(dòng)機(jī)及其反饋裝置選擇， 精度驗(yàn)算等。應(yīng)用用于數(shù)控機(jī)床的伺服機(jī)構(gòu)有開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)和混合伺服幾種方 式。開環(huán)系統(tǒng)主要多用在經(jīng)濟(jì)型數(shù)、控系統(tǒng)或老設(shè)備的數(shù)控改造；混合伺服方式只有 在大型機(jī)床中使用。在半閉環(huán)方式中，機(jī)床定位精度很大程度取決于滾珠絲杠的精度，通過選用高精 度的滾珠絲杠，輔以螺距誤差補(bǔ)償?shù)却胧?，半閉環(huán)完全可以滿足普通精度級(jí)的加工中 心的定位精度的要求。對(duì)定位精度特別高的加工中心來說，由于螺距誤差補(bǔ)償受絲杠 溫度變化的影響和反向間隙補(bǔ)償受工件重量變化的影響，半閉環(huán)方式已不能滿足其精度 要求。在以上

8、幾種方式中，一般根據(jù)目標(biāo)給定的精度要求、機(jī)床種類來選用適當(dāng)?shù)乃欧?方式。半閉環(huán)是被最廣泛使用的伺服方式。一般在設(shè)計(jì)是選用半閉環(huán)方式進(jìn)行初步設(shè) 計(jì)與計(jì)算，當(dāng)半閉環(huán)方式不能滿足要求才選用全閉環(huán)方式和混合伺服方式。采用所學(xué)的接口和相關(guān)控制原理與編程可以完成對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，從而實(shí)現(xiàn)工作 臺(tái)的精確定位，使的誤差嚴(yán)格控制在允許的范圍內(nèi)。 本設(shè)計(jì)根據(jù)定位誤差的要求和 控制精度，選用開環(huán)控制來控制步進(jìn)電機(jī)，在步進(jìn)電機(jī)不失步的情況下滿足控制 要求。為了減小動(dòng)靜摩擦力之差，防止出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，采用滾動(dòng)導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)傳遞 采用滾珠絲杠，這樣設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)部分方案基本確定，在下文中將具體選擇型號(hào)。4機(jī)床設(shè)計(jì)機(jī)床壓裝力壓裝力的

9、介紹根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目要求，對(duì)于氣門導(dǎo)管的壓裝，壓裝力的大小對(duì)機(jī)床的大小，功 率等有很大影響，是選擇支持導(dǎo)軌和支持結(jié)構(gòu)的決定性參數(shù)，因此壓裝力的計(jì)算方式和 計(jì)算中的參數(shù)選擇有嚴(yán)格要求。技術(shù)數(shù)據(jù)缸蓋材質(zhì)為HT250，硬度190250HB；導(dǎo)管材質(zhì)為合金鑄鐵，硬度220270HB；氣門導(dǎo)管在室溫時(shí)壓裝，壓裝前在導(dǎo)管外均勻涂一層潤(rùn)滑劑二硫化鉬；導(dǎo)管與底孔配合的最小過盈量為，最大過盈量為壓裝力計(jì)算過盈配合壓裝力壓強(qiáng)計(jì)算公式：EPC 一 產(chǎn) 乜1 TOC o 1-5 h z 注瓦,辰(1)I： - I：-被包容件和包容件材料的彈性模量；F,邙一被包容件和包容件的剛性系數(shù)；d十上、I1上十：FJ ,|七查表

10、得Fi I *、 IfT -i 二二查表得 I、 I.: .：1| 二 SllHLJ? = JJLII由所給圖片資料可知導(dǎo)管與底孔配合的最大過盈量為 有計(jì)算式(2)(3)可得 :I I ：-二所以配合面壓強(qiáng)為：國(guó)：-、.：f - 83,任(4)配合面處的最大壓裝力：F(5)查表得i 1：| 1查圖片資料得1 I. vILLJ 1，.一1一11所以由(5)計(jì)算的I；二1、.1后當(dāng) 一 工5：,心以上公式及數(shù)據(jù)來至于參考資料11由于此公式趨于保守計(jì)算的壓裝力較大，有足夠的大小可以滿足壓裝要求，所以取最大壓裝力即為選擇導(dǎo)軌和壓頭的參考依據(jù)，不需要再乘以一個(gè)安全系數(shù)。機(jī)床的總體設(shè)計(jì)機(jī)床的總體設(shè)計(jì)是機(jī)床

11、設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)機(jī)床的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著決 定性作用，機(jī)床的總體設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過調(diào)查研究，檢索資料，掌握機(jī)床設(shè)計(jì) 的依據(jù)；然后進(jìn)行工藝分析，擬定出性能先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)性好的工藝方案，必要時(shí)畫出加工 示意圖，在此基礎(chǔ)上確定機(jī)床總體布局，畫出機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，確定設(shè)計(jì)機(jī)床的主要技 術(shù)參數(shù)。 _liDjL 1、 底座2、夾具3、工件4、立柱5、操作按鈕及顯示屏6、伺服壓裝機(jī)滾動(dòng)導(dǎo)軌的選取直線導(dǎo)軌的一種。直線導(dǎo)軌一般為二種，一種是滾動(dòng)式，一種是滑動(dòng)式，滾動(dòng)直線 滑軌是一種滾動(dòng)導(dǎo)引，它由鋼珠在滑塊與滑軌之間作無限滾動(dòng)循環(huán)，使得負(fù)載平臺(tái)能沿 著滑軌輕易的以高精度作線性運(yùn)動(dòng)，其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑

12、動(dòng)導(dǎo)引的1/50，使之能輕 易地達(dá)到um級(jí)的定位精度?，F(xiàn)在滑塊與滑軌間的末制單元設(shè)計(jì)，使得線形滑軌可同時(shí) 承受上下左右等各方向的負(fù)荷，專利的回流系統(tǒng)及精簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使線性滑軌有更平 順且低噪音的運(yùn)動(dòng)。要選取滾動(dòng)導(dǎo)軌要先計(jì)算導(dǎo)軌的載荷，由于十字滑臺(tái)采用下托板，中托板，上托板 的結(jié)構(gòu)，滾動(dòng)導(dǎo)軌承重為中托板和上托板以及工件的重量，初步設(shè)計(jì)中托板的質(zhì)量為 |舊1回，上托板的質(zhì)量為I：-二El;，工件質(zhì)量為|.匚，在此所取得質(zhì)量是根據(jù) 托板的長(zhǎng)寬高以及鑄鐵密度計(jì)算而得，并取得一定的質(zhì)量余量，從而使得在接下來的設(shè) 計(jì)中不會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)不夠用的問題。在此處的十字滑臺(tái)中有兩套滾動(dòng)導(dǎo)軌副，規(guī)定下托板上的滾動(dòng)導(dǎo)軌副

13、為滾動(dòng)導(dǎo)軌副 1，中托板上的滾動(dòng)導(dǎo)軌副為滾動(dòng)導(dǎo)軌副2。滾動(dòng)導(dǎo)軌副1的選取根據(jù)壓裝力的大小，及工作臺(tái)，工件總重量可求得滾動(dòng)導(dǎo)軌副1的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌選用GGB32型兩根導(dǎo)軌副上共有四個(gè)滑塊座安裝在工作臺(tái)上。由表查的GGB32型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的、*1一 孕；法向載荷中壓裝時(shí)的靜載荷最大為：Pl = ? + (ill + 11.1 + |.：O X 8 =+ 280 X 9.8 二沃切.6N S工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)的載荷為：P 二(i + -| - ir.J X J. S = K X j. =271 -X! 廠T由于-，頃所以取I!)一其4由此可得滑動(dòng)導(dǎo)軌副1的摩擦力為：E 二：-= ：；.：；(； I X- -

14、 X 3 = 31X滑動(dòng)導(dǎo)軌的額定壽命計(jì)算：I. - 1 -1 工 p I 工 、；.1| ：(6)1 r1 丁工、.亍、 - 、r xz -抵道實(shí)際硬K &式中硬度系數(shù)，按下式計(jì)算：U -,由于產(chǎn)品技術(shù)要求規(guī)定，滾道硬度不低于HRC58。所以通常取氣- 1。溫度系數(shù)，查表；L接觸系數(shù)，查表。根據(jù)一根導(dǎo)軌上的滑座數(shù)而定，滑塊至少為2；L精度系數(shù)，查表；億載荷系數(shù)，查表；P1L計(jì)算載荷(kN); I ；=Z直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)支承系統(tǒng)上的滑塊數(shù)；P直線運(yùn)動(dòng)滾到支承系統(tǒng)上的載荷（kN）。K額定壽命單位，對(duì)滾珠，K=50（kN）；指數(shù)，對(duì)滾珠，；：，。計(jì)算各滑塊的的載荷：按表序號(hào)1的載荷計(jì)算公式求的各滑塊的

15、載荷分布，由于四個(gè)導(dǎo)管均勻分布在壓頭周圍所以四個(gè)滑塊的受力相等得P，me*查表得、二 I ,，氣二，L 1，,I，h 二 1由以上可得：I. -I 上.-一.二 X 一 HLii設(shè)計(jì)需要壽命：【.，. J z 7.W心- j ，|.j :，：“可得I序 滿足使用要求因此選用GGB32-AA2PX450XE滑動(dòng)導(dǎo)軌副2的選取對(duì)于滑動(dòng)導(dǎo)軌副2選用GGB25，兩根導(dǎo)軌副上共有四個(gè)滑塊座安裝在工作臺(tái)上。由表查的GGB25型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的二八，法向載荷中壓裝時(shí)的靜載荷最大為：Pi = ; | Cil 十 in：） X 京=己上二.u 工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)的載荷為：P =（匚 | 云）X 9. fS 二F 1廠1

16、由于廠K 11 lG 所以取二I 1由此可得滑動(dòng)導(dǎo)軌副2的摩擦力為：E =二 P - 卜二 I：.：； I X 127-1 - d X -1 = 32.7 A滑動(dòng)導(dǎo)軌的額定壽命計(jì)算:I = x - x (E各代號(hào)字母的含義與上相同。計(jì)算各滑塊的的載荷：按表序號(hào)1的載荷計(jì)算公式求的各滑塊的載荷分布，由于四個(gè)導(dǎo)管均勻分布在壓頭周圍 所以四個(gè)滑塊的受力相等得f USN查表得、.，-E I，。LI，二 1，由以上可得：I. -:1 ：; i :- I,二二.Jin設(shè)計(jì)需要壽命：、!/ 7.心心、，(/= - 2 I :.01 ii可得 - I，但是壓裝時(shí)余量不足所以選擇大一號(hào)的滾動(dòng)導(dǎo)軌所以選用GGB3

17、2-AA2PX450XE以上公式及代號(hào)均參考于參考資料1.滾珠絲杠副的選取滾珠絲桿是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn) 品。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，這是 滾珠螺絲的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，這項(xiàng)發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng) 作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。常用的循環(huán)方式有兩種：外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。滾珠在循環(huán)過程中有時(shí)與絲杠脫離接 觸的稱為外循環(huán)；始終與絲杠保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)。其中應(yīng)用較廣的是插管式和螺 旋槽式，它們各有特點(diǎn)，其軸向間隙的調(diào)整方法主要有墊片調(diào)隙式和螺紋調(diào)隙式。為了

18、方便描述和計(jì)算在此指定驅(qū)動(dòng)中托板的滾珠絲杠為絲杠1，驅(qū)動(dòng)上托板的滾 珠絲杠為絲杠2。機(jī)床年工作時(shí)間3820小時(shí)，年產(chǎn)量7萬件，則單件的生產(chǎn)所需時(shí)間為38200成mX 60 = 3+ 27niin除去安裝和拆卸工件所花費(fèi)的1min，剩下，則單個(gè)導(dǎo)管壓裝所用去的時(shí)間為：2 97二亍 X ）： = 3 L ：）*由所提供的圖片資料可知，四個(gè)導(dǎo)管分別在邊長(zhǎng)為75mm的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，壓裝順序依次為1-2-3-4。滾珠絲杠1的選取根據(jù)所給數(shù)據(jù)，已知參數(shù)如下：絲杠驅(qū)動(dòng)的工作臺(tái)重量| I鼻絲杠驅(qū)動(dòng)最大重量叮*加回工作臺(tái)最大行程1w頃絲杠兩端為固定支承（E-F），每個(gè)支座安裝兩個(gè)E接觸角推力角接觸球軸承絲杠

19、載荷電機(jī)轉(zhuǎn)速取I- .f/iii I 11H-1，3甬| TOC o 1-5 h z 工作臺(tái)最大速度f -/ / n 工口汲6000 c絲杠導(dǎo)程| r , |nr, HI當(dāng)量轉(zhuǎn)速根據(jù)單位工件所需時(shí)間確定平移75mm所需時(shí)間為2s，即可得兩秒轉(zhuǎn)過:1:：，即一分鐘內(nèi)】-5:E當(dāng)量載荷Fi ：- in計(jì)算動(dòng)負(fù)荷-.i. | Im去 人.I： 、 3 、10要求壽叩l.i.，頃|，技E由表查得I. CU,I綜合系數(shù)fth- ：1 -x 1 1 ). ：(8)|溫度系數(shù)，I 硬度系數(shù)，良一一精度系數(shù)，L負(fù)荷性質(zhì)系數(shù)，查表到得1，1，“ I，I if 3 二 If即可得I, +二 二滾珠絲杠副的型號(hào)由表

20、選用FFZD型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)反向雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲杠副，型號(hào)FFZD3206，額定動(dòng)負(fù)荷、一*，預(yù)緊力R=0偵二二符合要求。絲杠螺紋部分長(zhǎng)度I頊二:作臺(tái)最大行程+螺母長(zhǎng)度-兩端余量二 200 + 102 + 20 X 2 = 342him支承距離L應(yīng)大于Li，I. ll II臨界轉(zhuǎn)速校核4. f 、U.。三二0.325絲杠底徑小 ,!. 1 X LJ-絲杠與螺母間的接觸角變形查得FFZD3206滾珠絲杠副的接觸角剛度已I 一溢*,叩F .n 二廠二確二 OEM_ |;軸承的接觸變形由計(jì)算得|- ,二” I；I. r 一絲杠系統(tǒng)總位移，、虹- - v 一 l.L l.ii滿足定位精度，因此選用滾珠

21、絲杠副型號(hào)為FT：1L. IX ：i匕兩端支承為E,F型，軸承型號(hào)為7602020TVP。滾珠絲杠2的選取絲杠驅(qū)動(dòng)的工作臺(tái)重量m = 100kg絲杠驅(qū)動(dòng)最大重量m2 二 130kg工作臺(tái)最大行程I 二 20011H1絲杠兩端為固定支承（E-F）每個(gè)支座安裝兩個(gè):-。接觸角推力角接觸球軸承絲杠載荷七” ，N電機(jī)轉(zhuǎn)速取h 一二項(xiàng)，】_1心：=選取時(shí)具體計(jì)算步驟與絲杠1完全一樣以下只寫計(jì)算數(shù)據(jù)工作臺(tái)最大速度。力I -絲杠導(dǎo)程二莒二當(dāng)量轉(zhuǎn)速根據(jù)單位工件所需時(shí)間確定平移75mm所需時(shí)間為2s,即可得兩秒轉(zhuǎn)過二比，即一分鐘內(nèi)川 J二二：捉：E .El當(dāng)量載荷計(jì)算動(dòng)負(fù)荷-i1*技 羊二滾珠絲杠副的型號(hào)由表選

22、用FFZD型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)反向雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲杠副，型號(hào)FFZD2506，額定動(dòng)負(fù)荷、一汰上預(yù)緊力R、，-泗，丁符合要求。絲杠螺紋部分長(zhǎng)度-:-：|) - H.)-小二 八.川”支承距離L應(yīng)大于I. ，I.-應(yīng)川II TOC o 1-5 h z 臨界轉(zhuǎn)速校核 z 1. I二：3】頃1 L仁U*由上得n， R符合要求。預(yù)拉伸計(jì)算 溫升引起的伸長(zhǎng)量、：-A,l I 二 提Uf絲杠全長(zhǎng)伸長(zhǎng)量云 II： I3 。一方 lF預(yù)拉力 - lr - - 1 -.預(yù)拉力|T: n / .：i、* L p.LL J4軸承選擇軸端結(jié)構(gòu)，由表得采用E-F型，軸承型號(hào)采用36203,主要尺寸和參數(shù)由表查得:1一： i

23、n，Ij I. in，一 in，、KN。II軸承的最大軸向載荷為：R. 二-| 二技.: ：i二，了 -X疲勞壽命計(jì)算額定動(dòng)負(fù)荷：、 初選36203型軸承的額定動(dòng)負(fù)荷小于8669N，所以改用7602020TVP，由表查得：1J. iib b 匚111，I：, 一 I III， I 二 | |，恥 .，.；：.，：； II II，、一項(xiàng).5,預(yù)緊力 F *JN。定位精度校核: 絲杠在拉壓載荷下的最大彈性位移F1皖V, % MJ?“；：、.=.卜. X 1 二 ,； X 1 = 0. 06.：11I X T X C. ：）：!：）：!- 、!. 1 X LJ-絲杠與螺母間的接觸角變形 查得FFZD

24、3206滾珠絲杠副的接觸角剛度卜F 33R = I：. = !E = *軸承的接觸變形由計(jì)算得電F 33R 二麻二二二1 土絲杠系統(tǒng)總位移打 -二I)二II滿足定位精度，因此選用滾珠絲杠副型號(hào)為FT：I.： i . IS 山兩端支承 為E,F型，軸承型號(hào)為7602020TVP。以上計(jì)算公式及數(shù)據(jù)的選擇均參考與參考資料1中滾珠絲杠章節(jié)。步進(jìn)電機(jī)的選取步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖 信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度即步進(jìn)角?？梢酝ㄟ^控制 脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來 控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速

25、度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。指定與絲杠1相連的是步進(jìn)電 機(jī)1，與絲杠2相連的是步進(jìn)電機(jī)2.步進(jìn)電機(jī)1的選取脈沖當(dāng)量的選擇：初選三相步進(jìn)電機(jī)采用三相六拍運(yùn)行方式，步距角卓二；,*，*：其每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) = 二IWi。初選脈沖當(dāng)量T，電機(jī)到滾珠絲杠傳動(dòng)比為i 1。一、，一 笠0. 03- 、2i3U L普 X U.C3l_等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算： 一-等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算：滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量- -的 li：X 二。:、門.m茶二 1 35 X f 一 杲,廣托板運(yùn)動(dòng)慣量換算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為L(zhǎng) - ill I .1 -:-土茄x 1C _ 4仙1：因此換算到電機(jī)軸上的總慣量性負(fù)載為,| =+ .，= h拓 X

26、I :.: 一 1 + 巳初 X 1(1 - 1 = -L I 招 X 10 - =kp; I初選步進(jìn)電機(jī)型號(hào)：已知頃二3 , H, 土 E E ：、，no ,初選步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為110BF003，其最大靜扭矩、3Un,轉(zhuǎn)子慣量.In由上可得.|.:?，? ,5該型號(hào)電動(dòng)機(jī)規(guī)定最小加減速時(shí)間為1SJl _ Li. IL 、I 口rt - : C =1. J2 LUJl 1 +玉1U0：.）二 r.：7|7； X K： I+L X隊(duì)為電動(dòng)機(jī)本身的起動(dòng)頻率起動(dòng)時(shí)間s 二 口一一= u. ul 7（G.、D 1 + I。-上） 澇一 1；.|3.-危一：；：.，=0.0027s Is其中當(dāng)wl時(shí)門七 因此該電動(dòng)機(jī)在帶慣性負(fù)載時(shí)能夠起動(dòng) 速度驗(yàn)算：從圖的運(yùn)行矩-頻特性曲線查得當(dāng)E. |：|11/時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩I