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1、密级：NANCCHANNG UNIIVERRSITTY本科生毕毕业设计计（论文文） THEESISS OOF BACCHELLOR（2000920133 年）题 目：最最大加工工直径为为3200毫米的的经济型型数控车车床进给给系统设设计学 院：机电学院系机制专业班级级：机械械设计、制制造及自自动化学生姓名名：林寒学号： 5990111090064指导教师师：刘旭旭波职称称：副教教授起讫日期期： 20113年33 - 6月南 昌 大 学学学士学位位论文原原创性申申明本人郑重重申明：所呈交交的论文文是本人人在导师师的指导导下独立立进行研研究所取取得的研研究成果果。除了了文中特特别加以以标注引引用的
2、内内容外，本本论文不不包含任任何其他他个人或或集体已已经发表表或撰写写的成果果。对本本文的研研究作出出重要贡贡献的个个人和集集体，均均已在文文中以明明确方式式表明。本本人完全全意识到到本申明明的法律律后果由由本人承承担。作者签名名： 日期：学位论文文版权使使用授权权书本学位论论文作者者完全了了解学校校有关保保留、使使用学位位论文的的规定，同同意学校校保留并并向国家家有关部部门或机机构送交交论文的的复印件件和电子子版，允允许论文文被查阅阅和借阅阅。本人人授权南南昌大学学可以将将本论文文的全部部或部分分内容编编入有关关数据库库进行检检索，可可以采用用影印、缩缩印或扫扫描等复复制手段段保存和和汇编本
3、本学位论论文。 保保密，在 年解解密后适适用本授授权书。本学位论论文属于于 不不保密。（请在以以上相应应方框内内打“”）作者签名名： 日期：导师签名名： 日期：最大加工工直径为为3200毫米的的经济型型数控车车床进给给系统设设计专 业：机械设设计制造造及自动动化学 号：55901110990644学生姓名名：林寒指导教教师：刘刘旭波摘 要随着科学学技术和和社会的的不断发发展，社社会对产产品多样样化的要要求日益益提高，产产品更新新换代越越来越快快，多品品种小批批量生产产比重加加大，零零件形状状越来越越复杂，精精度越来来越高，而计算机机数控机机床就是是数控机机床在计计算机监监控下进进行工作作。它的
4、的优点很很多,如如可以在在同一机机床上一一次装夹夹可完成成多个操操作，生生产率显显著提高高等优点点，但它它的价格格昂贵。总总体设计计方案：在普通通车床上采采用适合合现场实实时控制制的800C511单片机机为控制制器，以以运行特特性好、可可靠性高高的步进进电机为为驱动执执行元件件进行数数控改造造。在本次设设计中，就就包括了了关于数数控技术术的基础础知识，并并且针对对本次设设计的课课题，拟拟定了一一系列的的方案，进进给系统统的总体体方案，数数控车床床进给传传动系统统的机械械部分，以以及数控控系统的的硬件分分析和设设计。关键词：改造，步进电电机，伺服电电机，传动系系统，数控机机床Absttracct
5、As sscieencee annd ttechhnollogyy annd cconttinuuouss deevellopmmentt off soocieety, soocieetys ddemaandss foor iincrreassingg prroduuct divverssifiicattionn, pprodductt uppgraadess faasteer aand fassterr, aand morre vvariietiies of smaall battch prooducctioon iincrreassed in impporttancce, morre aa
6、nd morre ccompplexx shhapee paartss, iincrreassingg acccurracyy.Whenn Nuumerricaal CConttroll iss peerfoormeed uundeer ccompputeer ssupeerviisioon, it is callledd Coompuuterr Nuumerricaal CConttroll (CCNC).CNNC mmachhinees hhavee maany advvanttagees ooverr coonveentiionaal mmachhinees. Forr exxamppl
7、e, thheree iss a posssibbiliity lf perrforrminng ooperratiionss onn thhe ssamee maachiine in onee seetupp annd pprodducttionn iss siigniificcanttly inccreaasedd. OOne of itss diisaddvanntagges is thaat ttheyy arre qquitte eexpeensiive. Inn ouur ccounntryy coonveentiionaal mmachhinee iss ussed widdel
8、yy. SSo iif tthe macchinnes aree reeplaacedd, ttherre iis ggoinng tto nneedd a larrge monney. Inn orrderr too aggreee wiith thee deevellopmmentt off ouur eeconnomyy, wwe ccan refformm thhe cconvventtionnal macchinnes. Thhe ooverralll maasteer ddesiign: Thhe wway to NC impprovvemeent of genneraal mma
9、chhinee toool wass inntrooducced thaat uusinng ssinggle-chiip ccompputeer 880C551 tto rreallizee thhe rreall-tiime conntrool aand driivinng bby sstepp mootorr.In tthiss deesiggn, it inccluddes infformmatiion on thee baasiccs oof ddigiitall teechnnoloogy andd deesiggn ffor thiis pprojjectt, ddeveelop
10、ped a sseriies of sollutiionss innto thee ovveraall sollutiion to thee syysteem, CNCC laathee feeed driive sysstemm off meechaaniccal parrts, annd CCNC sysstemm haardwwaree annalyysiss annd ddesiign.Key worrd: macchinningg，steep mmotoor，CNCC，serrvommechhaniism，driive sysstemm前 言随着科学学技术的的发展,现代机机械制造造要
11、求产产品的形形状和结结构不断断改进，对对零件的的加工质质量的要要求也越越来越高高。随着着社会对对产品多多样化要要求的增增强，产产品品种种增多,产品更更新换代代加速。数数控机床床代替普普通机床床被广泛泛应用是是一个必必然的趋趋势。同同时，数数控机床床将向着着更高的的速度、精精度、可可靠性及及完善性性的功能能发展。 数控机床床经济型型改造,实质是是机械工工程技术术与微电电子技术术的结合合。经改改造后的的机床加加工的精精度、效效率、速速度都有有了很明明显的提提高，适适合我国国现在经经济水平平的发展展要求。本次毕业业设计主主要是对对机床机机械部分分进行改改造,以以步进电电机驱动动横向进进给运动动、纵向
12、向进给运运动以及及刀架的的快速换换刀,使使传动系系统变得得十分简简单，传传动链大大大缩短短,传动动件数减减少,从从而提高高机床的的精度。设计中，我我们对有有关数控控机床及及数控改改造的相相关书籍籍、刊物物进行大大量阅读读,收集集了很多多资料,了解了了数控机机床的基基本概念念，数控控机床的的发展概概况，数数控机床床的组成成及其工工作原理理，扩大大了我们们的知识识面。目 录摘要Absttracc前言第一章绪绪论11.1 数控机机床的概概念、组组成、特特点11.1.1 数数控机床床的概念念11.1.2 数数控机床床的组成成11.1.3 数数控机床床的特点点21.2 数控机机床的发发展趋势势与现状状2
13、1.3 设计的的内容与与方法：3第二章微微型数控控系统总总体设计计方案的的拟定442.1 毕业论论文的要要求和内内容42.2 总体方方案的确确定5第三章机机床进给给系统机机械部分分设计计计算63.1 系统脉脉冲当量量及切削削力的确确定63.2 切削力力的计算算73.3 滚珠丝丝杠螺母母副的设设计、计计算、和和选型773.4 进给伺伺服系统统传动计计算1333.5 步进电电机的计计算和选选用144第四章微微机数控控系统的的设计2224.1 微机数数控系统统设计的的内容2234.2 MCSS-511单片机机及其扩扩展244第五章数数控机床床的零件件加工程程序377第六章毕毕业设计计总结440第七章
14、致致谢41第八章参参考文献献42附表：混混合式步步进电机机的相关关资料和和图纸443第一章 绪 论论1.1 数控机机床的概概念、组组成、特特点1.1.1 数数控机床床的概念念数控机床床是数字字控制机机床的简简称，是是指用数数字指令令来控制制机械执执行预定定的动作作，通常常由硬件件电路发发出数字字化信号号，是一一种装有有程序控控制系统统的自动动化机床床。该控控制系统统能够逻逻辑地处处理具有有控制编编码或其其他符号号指令规规定的程程序，并并将其译译码，从从而使机机床动作作数控折折弯机并并加工零零件。数控机床床较好地地解决了了复杂、精精密、小小批量、多多品种的的零件加加工问题题，是一一种柔性性的、高
15、高效能的的自动化化机床，代代表了现现代机床床控制技技术的发发展方向向，是一一种典型型的机电电一体化化产品。1.1.2 数数控机床床的组成成数控机床床一般由由控制介介质、数数控装置置、伺服服系统和和机床本本体组成成，其中中实线部部分表示示开环系系统。为为提高加加J精度度，再加加入测量量装置，由由虚线构构成反馈馈，称为为闭环系系统。主机：他他是数控控机床的的主体，包包括机床床身、立立柱、主主轴、进进给机构构等机械械部件。他他是用于于完成各各种切削削加工的的机械部部件。数控装置置：是数数控机床床的核心心，包括括硬件（印印刷电路路板、CCRT显显示器、键键盒、纸纸带阅读读机等）以以及相应应的软件件，用
16、于于输入数数字化的的零件程程序，并并完成输输入信息息的存储储、数据据的变换换、插补补运算以以及实现现各种控控制功能能。驱动装置置：他是是数控机机床执行行机构的的驱动部部件，包包括主轴轴驱动单单元、进进给单元元、主轴轴电机及及进给电电机等。他他在数控控装置的的控制下下通过电电气或电电液伺服服系统实实现主轴轴和进给给驱动。当当几个进进给联动动时，可可以完成成定位、直直线、平平面曲线线和空间间曲线的的加工。辅助装置置：指数数控机床床的一些些必要的的配套部部件，用用以保证证数控机机床的运运行，如如冷却、排排屑、润润滑、照照明、监监测等。它它包括液液压和气气动装置置、排屑屑装置、交交换工作作台、数数控转
17、台台和数控控分度头头，还包包括刀具具及监控控检测装装置等。编程及其其他附属属设备：可用来来在机外外进行零零件的程程序编制制、存储储等。1.1.3 数数控机床床的特点点数控机床床较好地地解决了了复杂、精精密、小小批、多多变的零零件加工工问题，是是一种灵灵活的、高高效能的的自动化化机床，尤尤其对于于约占机机械加工工总量880%的的单件、小小批量零零件的加加工，更更显示出出其特有有的灵活活性。概概括起来来，数控控机床有有以下几几方面的的特点：(1) 加工精精度高，具具有稳定定的加工工质量；(2) 可进进行多坐坐标的联联动，能能加工形形状复杂杂的零件件；(3) 加工工零件改改变时，一一般只需需要更改改
18、数控程程序，可可节省生生产备时时间；(4) 机床床本身的的精度高高、刚性性大,可选择择有利的的加工用用量，生生产率高高（一般般为普通通机床的的355倍）； (5)机机床自动动化程度度高，可可以减轻轻劳动强强度；(6) 对操操作人员员的素质质要求较较高，对对维修人人员的技技术要求求更高 。1.2 数控机机床的发发展趋势势与现状状数控机床床以其独独特卓越越的柔性性自动化化的性能能、优异异稳定的的精度、灵灵活敏捷捷多样化化的功能能引起广广泛的关关注，它它开创了了机械产产品并向向机电一一体化发发展的开开始，成成为先进进制造技技术当中中的一门门核心技技术。数数字控制制系统技技术的快快速发展展为数控控机床
19、的的技术进进步提供供了条件件。目前前我国的的数控机机床的发发展趋势势主要体体现在，高高速、精精密、复复合、智智能和绿绿色等几几个方面面。1、高速速、高效效，数控控机床逐逐渐向高高速化方方向发展展，它大大大的提提高加工工效率、降降低加工工生产成成本，并并且还达达到了提提高零件件的表面面质量及及其加工工精度。高高速化的的加工技技术对一一些企业业制造业业提供了了更高效效，优质质，成本本低生产产比较广广泛适用用性。 目前在在一些发发达的国国家数控控机床的的高速运运行，其其高速主主轴单元元，电主主轴转速速可达1150000 10000000r/minn，快移移速度在在601200m/mmin范范围之内内
20、，切削削进给速速度高达达60mm/miin、一一系列高高性能控控制伺服服系统以以及数控控工具系系统都有有新的突突破，数数控机床床发展到到了更高高的水平平。2、现在在的数控控机床比比以前的的普通车车床加工工的零件件更加的的精密，精精密加工工技术有有了相当当大的提提高，加加工精度度已从原原来的丝丝级(00.011mm)提升到到目前的的微米级级(0.0011mm)，甚至至有些品品种已达达到0.05m左右右。超精精密数控控机床的的微细切切削和磨磨削加工工，精度度可稳定定达到00.055m左右右，形状状精度可可达0.01m左右右。通过过机床结结构设计计优化、机机床零部部件的超超精加工工和精密密装配、采采
21、用高精精度的全全闭环控控制及温温度、振振动等动动态误差差补偿技技术，提提高机床床加工的的几何精精度，降降低形位位误差、表表面粗糙糙度等，从从而进入入亚微米米、纳米米级超精精加工时时代3、智能能化，数数控机床床的智能能化现在在又有了了新的突突破，在在数控系系统的性性能上得得到了充充分的体体现。比比如说：自动调调整干涉涉防碰撞撞功能、高高精度加加工零件件智能化化参数选选用功能能、加工工过程自自动消除除机床震震动等功功能进入入了实用用化阶段段等等，数数控机床床的智能能化提升升了机床床的功能能及其品品质。4、现代代的数控控机床在在还有较较高的可可靠性，而而且复合合化，多多轴化，网网络化等等方面都都得到
22、了了大大的的提高。1.3 设计的的内容与与方法：用微机数数控技术术改造加加工零件件时，数数控改造造必须首首先拟定定总体方方案，绘绘制系统统总统框框图，才才能觉得得各种设设计参数数和结构构，然后后选择数数控机床床，数控控机床的的选择，其其进给传传动系统统的组成成和原理理，分析析伺服系系统的选选择，怎怎样达到到控制要要求，合合理的选选择机械械传动方方式，数数控机床床坐标的的进给伺伺服系统统既可以以采用步步进电机机驱动也也可以用用直流或或交流伺伺服电机机驱动。数控车床床进给系系统机械械部分的的计算，例例如，脉脉冲当量量，切削削力和滚滚珠，丝丝杆削等等等一些些物理量量的计算算，还有有应该对对车床数数控
23、系统统的硬件件分析和和设计，比比如说：数控系系统的总总体设计计及其一一些扩展展，存储储和通信信的设计计，比且且还要加加以计算算，必要要时要绘绘图分析析，数控控机床的的进给分分为横向向进给和和纵向进进给，本本次设计计为横向向进给传传动系统统设计。通过以上上的一些些内容完完成本次次设计课课题用微机机数控技技术改造造最大加加工直径径为3220mmm普通车车床的横横向进给给传动系系统的设设计！第二章 微型数数控系统统总体设设计方案案的拟定定2.1 毕业论论文的要要求和内内容1.课题题名称用微机数数控技术术改造最最大加工工直径为为3200毫米普普通车床床的进给给系统2.设计计任务与与要求：主要技术术参数
24、：最大加工工直径（mmm）： 在床床身上：3200 在在床鞍上上：1775最大加工工长度（mmm）： 7550 溜板及刀刀架重量量（N）： 纵向向：8000 横向：400 刀架快移移速度（mm/miin）： 纵纵向：11.6 横横向：00.8最大进给给速度（mm/miin）： 纵纵向：11.0 横向向：0.5最小分辨辨率 （mmm）： 纵向：0.001 横向：0.0005定位精度度（mmm）： 0.002主电机功功率（KKW）： 22.2起动加速速时间（mms）： 253.设计计的要求求1）坐标标的进给给伺服系系统既查查采用步步进电机机驱动也也可用直直流或交交流伺服服电机驱驱动。2）CNNC系
25、统统的主CCPU既既可采用用单片机机也可用用系统机机。3）所绘绘制的机机械装配配图要求求图面整整洁、符符合标准准。4）说明明书应简简明扼要要、计算算准确、条条理清楚楚、图文文并茂并并全部用用计算机机打印后后装订成成册2.2 总体方方案的确确定1.系统统的运动动方试与与伺服系系统的选选择： 由于改改造后的的经济型型数控车车床具有有定位、直直线插补补、圆弧弧插补、暂暂停、循循环加工工、螺纹纹加工等等功能，所所以应该该选用连连续控制制系统。考考虑到经经济型数数控机床床加工精精度要求求不高，为为了简化化结构、降降低成本本，采用用步进电电机开环环控制系系统。22、计算算机系统统： 根根据机床床要求，采采
26、用8位位微机。由由于MCCS-551系列列单片机机的特点点之一是是硬件设设计简单单，系统统结构紧紧凑。对对于简单单的应用用场合，MMCS-51系系统的最最小系统统用一片片80CC51外外扩一片片EPRROM就就能满足足功能的的要求，对对于复杂杂的应用用场合，可可以利用用MCSS-511的扩展展功能，构构成功能能强、规规模较大大的系统统。控制系统统由微机机部分、键键盘及显显示器、II/O接接口及光光电隔离离电路、步步进电机机功率放放大电路路组成，系系统的加加工程序序和控制制命令通通过键盘盘操作实实现，显显示器采采用LCCD液晶晶显示器器显示加加工数据据及机床床状态等等信息。为了实现现机床所所要求
27、的的分辨率率，采用用步进电电机经齿齿轮减速速再传动动丝杠，为为了保证证一定的的传动精精度和平平稳性，尽尽量减小小摩擦力力，选用用滚珠丝丝杠螺母母副。同同时，为为了提高高传动刚刚度和消消除间隙隙，采用用有预加加负载荷荷的结构构。传动动齿轮也也要采用用消除齿齿侧间隙隙的结构构。 系统总体体方案框框图见图图2.1图2.11系统总总体方案案第三章机机床进给给系统机机械部分分设计计计算伺服系统统机械部部分设计计计算内内容包括括：确定定系统的的负载，确确定系统统脉冲当当量，运运动部件件惯量计计算，空空载起动动及切削削力矩机机计算，确确定伺服服电机，绘绘制机械械部分装装配图及及零件工工作图等等。现分分述如下
28、下：3.1 系统脉脉冲当量量及切削削力的确确定脉冲当量量是衡量量数控机机床加工工精度的的一个基基本技术术参数。经经济型数数控车床床、铣床床常采用用的脉冲冲当量是是0.0010.0005mmm/脉脉冲,根根据机床床精度要要求确定定脉冲当当量：纵纵向：00.011mm/steep；横横向：00.0005mmm/sttep3.2 切削力力的计算算1.纵车车外圆：主切削力力Fz（N）由由经验公公式（11）估算算：Fz= 0.667D =0.6732001.55N=338355.3NN按切削力力各分力力比例： Fzz：Fxx:Fyy=1:0.225:00.4 Fxx=38835.30.225N=9588
29、.8NN Fyy=38835.3 0.44N=115344.1NN2.横切切端面：主切削力力可取纵纵切的一一半，即即=Fz=119177.655N此时时走刀抗抗力，吃吃刀抗力力依然按按上述经经验公式式粗略计计算：F:FF=1:0.225:00.4 F=119177.6550.225N=4799.4NN F=19117.665 0.44N=7767.06NN3.3 滚珠丝丝杠螺母母副的设设计、计计算、和和选型（一） 纵向进给给丝杠：1.计算算进给牵牵引力FFm(NN) 作用在滚滚珠丝杠杠上的进进给牵引引力主要要包括切切屑时的的走刀抗抗力以及及移动件件的重量量和切屑屑分力作作用在导导轨上的的摩擦力
30、力，因而而其数值值大小和和导轨的的形式有有关。本本次设计计纵向进进给为综综合型导导轨，则则按以下下公式确确定： 式中：K考虑颠颠覆力矩矩影响的的实验系系数，综综合型导导轨取KK=1.15滑动导导轨摩擦擦系数：0.11500.188，取=0.116 G溜板及及刀架重重力，由由已知GG=8000N 代入得得：Fmm=1.159588.80.116(38335.33+8000)NN=18844.7N2.计算算最大动动负载QQ选用滚珠珠丝杠副副的直径径时，必必须保证证在一定定轴向负负载作用用下，丝丝杠在回回转1000万（）转后，在它的滚道上不产生点蚀现象。这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杠能承受的最
31、大动负载 Q，计算如下：式中：LL0为滚珠珠丝杠导导程,初初选丝杠杠导程LLo=66mm；Vs最最大切削削力下的的进给速速度,可可取最高高进给速速度的11/21/33,此处处为0.55m/mminTT使用寿寿命,按按150000hh; ffw运转系系数,按按一般运运转取ffw =1.221.5;此此处取ffw=11.2；则： nn=r/mmin=83.33rr/mii L=744.999=9888.55N3 .滚滚珠丝杠杠螺母副副的选型型：查阅数数控机床床系统设设计中中附表AA-344，可采采用WLL30066外循环环螺纹调调整预紧紧的双螺螺母滚珠珠丝杠副副，1列列2.55圈,其其额定动动负载
32、为为142200NN,精度度等级按按滚珠丝丝杠行程程公差表表，选为为3级(大致相相当于老老表准EE级)4.传动动效率计计算=taan/taan(+)式中：螺旋旋升角,WL35066螺旋升升角=339摩擦擦角取110滚动摩摩擦系数数0.00030.0004则则：=taan/taan(+) =tann339/taan(3339+100)=00.9555.刚度度校核先画出此此纵向进进给滚珠珠丝杠支支承方式式草图，如如下图33.1所示示：图3.11纵向进进给滚珠珠丝杠支支承方式式草图= 7000+999+3316+53 =9000mm支承间距距L=9900mmm，最最大轴向向力为NN，丝杠杠螺母及及轴
33、承均均进行预预紧，预预紧力为为最大轴轴向负载载的1/3。（1）、丝杠杠的拉伸伸或压缩缩变形量量 查查数控控机床系系统设计计知，根据据 FFm=118444.7NN ，=30mm 查出/L= 110，可算出：= /L9000= 110 9000mmm =0.009mmm 由于于两边都都用向心心推力球球轴承，且且丝杆又又进行可可预拉伸伸，故其其拉压 刚度度可以提提高4倍倍。其实实际变形形量（mmm）为：=0.225=2.2510mmm （2）、滚滚珠与螺螺纹滚道道间接触触变形 查查毕业业设计指指导书中中图3-5，WW系列11列2.5圈滚滚珠和螺螺纹滚 道接接触变形形： =6.2umm 加加了预紧紧
34、，=0.5=6.20.55um=3.11um 因此此图（33-1）滚珠丝杠总的弹性变形量：根据以下下经验公公式：= =0.00559mmm0.02mmm（定定位精度度） 6稳稳定性校校核 滚珠丝丝杠两端端采用推推力轴承承，不会会产生失失稳现象象不需要要作稳定定性校核核。(二)横横向进给给丝杠 1. 计算算进给牵牵引力横向导轨轨为双燕燕尾形，有有如下计计算式 ：K考虑虑颠覆力力矩影响响的实验验系数，综综合型导导轨取KK=1.4；滑动导导轨摩擦擦系数：取=00.2； G溜板及及刀架重重力，由由已知GG=5000NN=14441.5N 2.计算最最大动负负载Q计计算如下下：为滚珠珠丝杠导导程,初初选
35、丝杠杠导程LLo=55mm；Vs最最大切削削力下的的进给速速度,可可取最高高进给速速度的11/21/33,此处处为0.3m/mmin; T使用寿寿命,按按150000hh;fw运运转系数数,按一一般运转转取fww =11.21.55;此处处取fww=1.2；LL寿命以以转为11单位.则：=5465388.1NN 3.查阅数数控机床床系统设设计中中附表AA-3，可可采用WWL3005外循环环螺纹调调整预紧紧的双螺螺母滚珠珠丝杠副副，1列列2.55圈,其其额定动动负载为为107700N,精精度等级级按滚珠珠丝杠行行程公差差表，选选为3级级(大致致相当于于老表准准E级)4.传动动效率计计算=taan
36、/taan(+3 )滚珠丝杠杠螺母副副的选型型螺旋旋升角,W1LL25006的螺螺旋升角角=32摩擦擦角取110滚动摩摩擦系数数0.00030.0004则则：=taan/taan(+) =tann32/taan(332+100)=00.9665.刚度度校核 (11)先画画出此横横向进给给滚珠丝丝杠支承承方式草草图，如如下图33.2所示示：图3.22、横向向进给滚滚珠丝杠杠支承方方式草图图 支支撑间距距 =1660+888+3315+7 =3000mmm 因因为丝杠杠长度较较短不需需预紧.最大牵引引力=114411.5NN ,查出=，可算算出= (2)滚滚珠与螺螺纹滚道道间接接接触变形形 查查数
37、控控机床系系统设计计图33-5 =66um 因因进行预预紧=33um (3)滚滚珠丝杠杠总的弹弹性变形形量：根根据以下下经验公公式： 则则mm (4)定定位误差差=显然，变变形量已已大于定定位精度度（0.02mmm）要要求，应应该采取取相应的的措施修修改，因横向向溜板限限制，不不宜加大大滚珠丝丝杠直径径，故采采用贴塑塑导轨 （），减减小摩擦擦力，从从而减小小轴向力力，根据据式（116）重重新计算算如下K考虑虑颠覆力力矩影响响的实验验系数，综综合型导导轨取KK=1.4；G溜板板及刀架架重力，由由已知GG=5000NN=8225.665N最大牵引引力=8825.65NN ,查出=，可算算出= 22
38、）滚珠珠与螺纹纹滚道间间接接触触变形 查图数数控机床床系统设设计33-5 图 =4umm 因进行行预紧 =2uum 33）滚珠珠丝杠总总的弹性性变形量量：根据据以下经经验公式式： 则mmm 44）定位误误差= 经过过上面计计算设计计依据满满足精度度要求。6稳定性性校核 计计算临界界负载 式式中E材材料的弹弹性模量量。钢为为20.6 I截截面惯性性矩，对对于丝杠杠为(为丝杠杠内径) L丝丝杠两支支撑端距距离（ccm）,从表33.122中查出出，一端端固定，一一端简支支为2.001.06656NN滚珠丝杠杠不会失失稳。（三）纵纵向和横横向滚珠珠给丝杠杠副几何何参数：其几何参参数见表表3.11名称符
39、号W1L330066W1L330055公 称 直 径径3030螺距65接触角钢 球 直 径径3.96693.1775滚道法面面半径2.06641.6551偏 心心 距距0.05560.0445螺 纹 升 角角丝杆 外外 径2929.55螺 杆 内 径径25.998726.778828.55628.446螺母螺纹纹直径34.001633.2212螺 母 内 径径30.8830.77 表3.13.4 进给伺伺服系统统传动计计算 11.齿轮轮传动比比计算 （1）已已确定纵纵向进给给脉冲当当量,滚滚珠丝杠杠导程,初选步步进电机机步距角角0.99,可计计算出传传动比ii i=3360/L=可选定定齿轮齿
40、齿数为: Z =200 ZZ=300 已确定横横向进给给脉冲当当量,滚滚珠丝杠杠导程LL=5mmm,初初选步进进电机步步距角00.9,可计计算出传传动比ii i=3360/L= 考虑到到结构上上的原因因，不使使大齿轮轮直径过过大，以以免影响响到横向向溜板的的有效行行 程，故故此处可可采用两两级齿轮轮降速：因进给运运动齿轮轮受力不不大，模模数m取取2.有有关参数数如表33.2齿 数数203024402030分度圆d=mzz406048804060齿顶圆da=dd+2mm446452844464齿根圆df=dd-211.255m355543753555齿 宽宽(6-110)mm2020 20202
41、020中心矩A=(dd1+dd2)/2 50 64450表3.223.5 步进电电机的计计算和选选用 （一）纵向机构步进电机选型：1.计算算步进电电机负载载转矩TTm T=N.ccm式中: 脉冲当当量 (mm/steep);进给牵牵引力 (N);步距角角,初选选双拍制制为0.9;2.初选选步进电电机型号号根据=11.17749NN.m在在网上查查混合式式步进电电机技术术数据表表初选步步进电机机型为86BBYG2250BB-SAAFRBBL-02202其其中，,保持转转矩为55N.mm.。3.等效效转动惯惯量计算算根据简图图 ，即即图（11），传传动系统统折算到到电机轴轴上的总总的转动动惯量运运
42、动件的的转动惯惯量可由由下式计计算: 式中 ，齿轮,的转动动惯量 ()滚珠丝丝杠转动动惯量 ()=式中 DD圆柱体体直径(cm); LL圆柱体体长度 (cmm); 代入入上式: =55.755Kg.cm224.电机机转矩计计算机床在不不同的工工况下,在,下下面分别别按各阶阶段计算算: 11）快速速空载起起动惯性性矩在快速空空载起动动阶段，加加速力矩矩所占的的比例较较大，具具体计算算公式如如下： 又 =b/3660 =r/minn 启动动加速时时间（mms）: 带入得得 折算到到电机轴轴上的摩摩擦力矩矩: =662.887N.cm式中：传动动链总效效率,一一般可取取0.770.85此此处取00.8;i传动动比;附加