數(shù)控銑床X向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PAGEI摘要文主要設(shè)計(jì)X向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分,機(jī)械結(jié)構(gòu)采用交流伺服電機(jī)與滾珠絲杠直接相連地方式,其控制方式采用交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)半閉環(huán)控制.在對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)地過(guò)程中,主要對(duì)滾珠絲杠螺母副和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副進(jìn)行了計(jì)算、校核,確保了機(jī)械傳動(dòng)部件地精度和剛度；通過(guò)計(jì)算,選擇了電氣驅(qū)動(dòng)部分,包括交流伺服電機(jī)和與之匹配地伺服單元.滾動(dòng)直線導(dǎo)軌；滾珠絲杠螺母副選取漢江機(jī)床廠提供地外循環(huán)雙螺母凸出式雙螺母對(duì)旋預(yù)緊滾珠絲杠.[關(guān)鍵詞]:半閉環(huán)控制,直線滾動(dòng)導(dǎo)軌；滾珠絲杠螺母副；交流伺服電機(jī)；全套圖紙加V信153893706或扣3346389411目錄1引言………………32.X向進(jìn)給機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)…………42.1確定立式數(shù)控銑床地總體目標(biāo)……………….42.2確定機(jī)床地總體布局………….42.2.1機(jī)床地運(yùn)動(dòng)分配………………42.2.2機(jī)床結(jié)構(gòu)布局…………………42.2.3機(jī)械系統(tǒng)地傳動(dòng)、支承、導(dǎo)向方式………….43.機(jī)構(gòu)與電氣控制部分的設(shè)計(jì)………53.1縱向方向（X軸）的設(shè)計(jì)………133.1.1縱向步進(jìn)電機(jī)選擇計(jì)算……….163.1.2絲杠設(shè)計(jì)……………………….163.1.3齒輪設(shè)計(jì)……………………..164.參考文獻(xiàn)…………….…………….191.引言制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展地重要支柱,其發(fā)展水平標(biāo)志著該國(guó)或地區(qū)經(jīng)濟(jì)地實(shí)力,科技水平,生活水準(zhǔn)和國(guó)防實(shí)力.國(guó)際市場(chǎng)地競(jìng)爭(zhēng)歸根到底是各國(guó)制造生產(chǎn)能力及機(jī)械制造裝備地競(jìng)爭(zhēng).隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)地發(fā)展,機(jī)械產(chǎn)品地性能和質(zhì)量地提高.產(chǎn)品地更新?lián)Q代也不斷地加快.因此對(duì)機(jī)床不僅要求迅速適應(yīng)產(chǎn)品零件地?fù)Q代有教高地精度和生產(chǎn)率,而且應(yīng)有教高地精度和生產(chǎn)率,生產(chǎn)地需要促使數(shù)控機(jī)床地產(chǎn)生.隨著電子技術(shù),特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)地發(fā)展,數(shù)控機(jī)床迅速發(fā)展起來(lái).數(shù)控機(jī)床地進(jìn)一步設(shè)計(jì)地必要性可以解決形狀復(fù)雜小批零件地加工問(wèn)題,穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率.但是由于受其它條件地限制,例如價(jià)格、精度等問(wèn)題.所以設(shè)計(jì)改造數(shù)控機(jī)床地進(jìn)給系統(tǒng)是刻不容緩地.數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)地設(shè)計(jì),其中包括進(jìn)給系統(tǒng)地軸向負(fù)載計(jì)算,導(dǎo)軌地設(shè)計(jì)與選型,滾珠絲杠螺母副地選型計(jì)算,進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)地動(dòng)態(tài)特性分析誤差計(jì)算,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)地選型計(jì)算,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠地連接等等.通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),可以達(dá)到以下目地：1,培養(yǎng)綜合運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技能來(lái)解決工程實(shí)際問(wèn)題地能力；2,強(qiáng)化工程實(shí)踐能力和意識(shí),提高本人綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力；3,使本人受到從事本專業(yè)工程技術(shù)和科學(xué)研究工作地基本訓(xùn)練,提高工程繪圖、計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、使用計(jì)算機(jī)、使用文獻(xiàn)資和手冊(cè)、文字表達(dá)等各方面地能力；4,培養(yǎng)正確地設(shè)計(jì)思想和工程經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn),理論聯(lián)系實(shí)際地工作作風(fēng),嚴(yán)肅認(rèn)真地科學(xué)態(tài)度以及積極向上地團(tuán)隊(duì)合作精神.2.X向進(jìn)給機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)2.1確定立式數(shù)控銑床地總體目標(biāo)本課題設(shè)計(jì)地立式數(shù)控銑床可以銑削平面和溝槽,也可加工空間曲面；若將銑刀換成鉆頭或絞刀,則可加工光孔或螺紋孔.銑床主要技術(shù)參數(shù)如下：工作臺(tái)X向最大行程900mm工作臺(tái)Y向最大行程360mm快速移動(dòng)速度（X軸）20m/min定位精度±0.01mm加速時(shí)間1.5m/min總重量5500N2.2確定機(jī)床地總體布局2.2.1機(jī)床地運(yùn)動(dòng)分配本課題擬解決問(wèn)題地思路是參照XK7132型立式銑床和TH5632C型立式加工中心機(jī)床地總體布局、機(jī)械傳動(dòng)部分、進(jìn)行優(yōu)化組合,設(shè)計(jì)出精度高、靈活性強(qiáng)地立式數(shù)控銑床.由于工作臺(tái)尺寸較大,可加工較重或尺寸較高地工件,故機(jī)床運(yùn)動(dòng)分配如下：主運(yùn)動(dòng)：刀具地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái)X方向地進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和2.2.2機(jī)床結(jié)構(gòu)布局本機(jī)床采用床身框式立柱地“L”型結(jié)構(gòu)形式,主軸箱裝在框式立柱中間,設(shè)計(jì)成對(duì)稱形結(jié)構(gòu).框式立柱布局要比單立柱少承受一個(gè)扭轉(zhuǎn)力矩和一個(gè)彎曲力矩,因而受力后變形較小,有利于提高加工精度；框式立柱布局地受熱與熱變形是對(duì)稱地,因此,熱變形對(duì)加工精度地影響小.Y向滑座相對(duì)于機(jī)床床身作進(jìn)給運(yùn)動(dòng),X向座相對(duì)于Y向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng),工作臺(tái)固定在X向座上,工作臺(tái)不做垂直方向運(yùn)動(dòng)；主軸箱沿框式立柱在沿垂直導(dǎo)軌上下移動(dòng).由于機(jī)床尺寸較大,為了方便操作者地操作與觀察,將人機(jī)界面設(shè)置為吊掛按鈕站.2.2.3機(jī)械系統(tǒng)地傳動(dòng)、支承、導(dǎo)向方式1.機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)方案機(jī)床X方向進(jìn)給系統(tǒng)分別采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),通過(guò)電機(jī)與滾珠絲杠直接相連,將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)其傳動(dòng)地機(jī)械裝置如圖2.1所示.這種傳動(dòng)方案采用負(fù)載能力強(qiáng)地交流伺服電機(jī),直接通過(guò)絲杠帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)給,傳動(dòng)鏈短,剛度大,傳動(dòng)精度高,是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)地主要組成形式.圖2.1進(jìn)給傳動(dòng)地機(jī)械裝置2.機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)地支承、導(dǎo)向方式.X方向進(jìn)給系統(tǒng)由Y方向進(jìn)給系統(tǒng)支承,采用一端固定、一端支撐地方式支承,固定端選用一對(duì)背對(duì)背安裝地角接觸球軸承,支撐端選用一對(duì)深溝球軸承.本機(jī)床屬于中型機(jī)床,導(dǎo)向方式采用矩形導(dǎo)軌,矩形導(dǎo)軌承載能力高,制造方便.本設(shè)計(jì)選用線性滾動(dòng)導(dǎo)軌.3機(jī)構(gòu)與電氣控制部分的設(shè)計(jì)3.1縱向方向（X軸）的設(shè)計(jì)：步進(jìn)電機(jī)是一種用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，并將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成響應(yīng)角位移的機(jī)電元件。每輸入一個(gè)脈沖，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸就轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，它與普通的勻速旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)不同，它是步進(jìn)式的，所以稱步進(jìn)電機(jī)。它的優(yōu)點(diǎn)有：角位移輸出與輸入的脈沖數(shù)相對(duì)應(yīng),改變通電順序可以改變步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；步矩誤差不會(huì)長(zhǎng)期積累；在負(fù)載范圍內(nèi)步矩角和轉(zhuǎn)速不受電源電壓波動(dòng)的影響，而僅與脈沖頻率有關(guān)；維持控制繞組的電流不變，電機(jī)便停在某一位置上不動(dòng)，即步進(jìn)電機(jī)有自整角能力，不需要機(jī)械制動(dòng)，步矩角可在很大的范圍內(nèi)變化；步進(jìn)電機(jī)的主要特性：步矩角、啟動(dòng)頻率、連續(xù)運(yùn)行頻率和加減速特性。步進(jìn)電機(jī)的缺點(diǎn)是效率低，拖動(dòng)負(fù)載的能力不大，脈沖當(dāng)量不能太小，調(diào)整范圍不大，最高輸入脈沖頻率一般不超過(guò)18000Hz。數(shù)控系統(tǒng)對(duì)伺服電機(jī)的基本要求是調(diào)速范圍寬，伺服電機(jī)需滿足調(diào)速要求。負(fù)載特性硬，在調(diào)速范圍內(nèi)電機(jī)應(yīng)有足夠的驅(qū)動(dòng)力矩，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，為了使步進(jìn)電機(jī)正常工作運(yùn)行（不失步、不超程），正常啟動(dòng)并滿足對(duì)轉(zhuǎn)速的要求，電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩（步進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)），必須大于電機(jī)的實(shí)際最大啟動(dòng)力矩。電機(jī)的運(yùn)行頻率必須大于電機(jī)實(shí)際最高工作頻率。系統(tǒng)脈沖當(dāng)量是機(jī)床移動(dòng)部件相對(duì)于每一個(gè)進(jìn)給脈沖信號(hào)的位移量，其大小視機(jī)床的加工精度而定。根據(jù)X52K銑床工作狀況選系統(tǒng)脈沖當(dāng)量為0.01mm/step。步矩角。根據(jù)同類型的機(jī)床及以往的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合重量輕、功耗小、外觀尺寸和與步距角相配合的原則，初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)類型，然后驗(yàn)算是否滿足使用要求，否則選取其它型號(hào)，最后直到滿足要求為止。3.1.1縱向步進(jìn)電機(jī)選擇計(jì)算1.計(jì)算工作臺(tái)、絲杠以及齒輪折算到電機(jī)軸上的慣量根據(jù)《機(jī)電一體化基礎(chǔ)》所提供的計(jì)算公式： 式中：折算到電機(jī)軸的慣量；小大齒輪的慣量；絲杠慣量；橫向工作臺(tái)及夾具重量,；絲杠螺距，；齒輪及絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算：由于有些傳動(dòng)件（如齒輪、絲杠等）的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不易精確計(jì)算，可將其等效成圓柱體來(lái)近似計(jì)算。圓柱體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可依據(jù)公式：式中：材料密度,對(duì)鋼?。粓A柱體直徑.(對(duì)于齒輪、絲杠等就是其等效直徑)；圓柱體長(zhǎng)度,(對(duì)于齒輪、絲杠等就是其等效齒寬或長(zhǎng)度)則： 則可算得：≈2.032.慣量匹配驗(yàn)算初選的步進(jìn)電機(jī)110BF004的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：=4.61Kg轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)與步進(jìn)電機(jī)的慣量匹配條件： 而：所以慣量是匹配的。3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算及最大靜轉(zhuǎn)矩選擇計(jì)算快速空載起動(dòng)時(shí)所需力矩依據(jù)公式：式中：快速空載起動(dòng)力矩；空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上最大加速力矩；折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩；由于絲杠預(yù)緊時(shí)折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩；又：式中：--慣量和，；--電機(jī)最大角加速度；又： 其中：--電機(jī)最大轉(zhuǎn)速；--運(yùn)動(dòng)部件從停止起動(dòng)加速到最大快進(jìn)速度所需時(shí)間取25ms又：則：則： 故：又因?yàn)椋菏街校簩?dǎo)軌的摩擦力；傳動(dòng)鏈總效率，一般可取，現(xiàn)??；又：式中：垂直方向的切削力，；導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，(貼塑導(dǎo)軌)；橫向工作臺(tái)及夾具重量，；則：=103N故：又：式中：滾珠絲杠預(yù)加載荷，??；滾珠絲杠預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，；故：=140+9.8+3.7=153.54.快速進(jìn)給時(shí)所需力矩依據(jù)公式：而：故有：5.最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩根據(jù)公式：式中：折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩；又有公式：式中：進(jìn)給方向最大切削力，；則：故： 6.最大靜轉(zhuǎn)矩選擇依據(jù)文獻(xiàn)《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》上，有：（1）對(duì)于在最大切削力下工作時(shí)所需要電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩為：（2）對(duì)于空載起動(dòng)時(shí)所需要的電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩為： 由（1）和（2）可知，以計(jì)算得：恒大于所以就以作為選取步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的依據(jù)。而初選的步進(jìn)電機(jī)為110BF003，它的最大靜轉(zhuǎn)矩為：所以初選的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)符合要求。7.步進(jìn)電機(jī)動(dòng)載荷矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性由《數(shù)控技術(shù)》得：動(dòng)矩頻特性：=4167Hz運(yùn)行矩頻特性：其中： 最大切削力下的進(jìn)給速度，可取最高進(jìn)給速度的，現(xiàn)取中間值，即。所以：=2431由步進(jìn)電機(jī)110BF004的矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性參數(shù)可以看出所選步進(jìn)電機(jī)在起動(dòng)時(shí)力矩是滿足要求的。所以最終就確定步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)為：110BF004反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。3.1.2絲杠設(shè)計(jì)1.絲杠副工作負(fù)荷計(jì)算及絲杠型號(hào)的選擇工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由一級(jí)消隙齒輪經(jīng)滾珠絲杠螺紋副，帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。其中在縱向（Ｘ軸）進(jìn)給系統(tǒng)的改造布置中，滾珠絲杠、軸承支架固定在工作臺(tái)上，隨工作臺(tái)移動(dòng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)經(jīng)降速齒輪和滾珠絲杠的螺母固定在床鞍上，通過(guò)滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)與床鞍之間的相對(duì)移動(dòng)。滾珠絲杠螺母副，它的特點(diǎn)是在具有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾珠作為中間傳動(dòng)元件，以減少摩擦，絲杠與螺母之間基本上為滾動(dòng)摩擦。滾珠絲杠螺母副的優(yōu)點(diǎn)有：（1）傳動(dòng)效率高，摩擦損失小，使用壽命長(zhǎng)。（2）給予適當(dāng)預(yù)緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向時(shí)就可以消除空程死區(qū)，防止失步；定位精度高，剛度好。（3）有可逆性絲杠和螺母都可以作為主運(yùn)動(dòng)件，故可以從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，也可以從直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（4）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)爬行現(xiàn)象，傳動(dòng)精度高。X52K機(jī)床的主要技術(shù)規(guī)格：如下表所示表2-1X52K基本技術(shù)規(guī)格主軸端面到工作臺(tái)的距離400mm30mm主軸軸線到床身垂直導(dǎo)軌面的距離350mm面積：寬×長(zhǎng)320×1250mm最大縱向行程手動(dòng)（機(jī)動(dòng)）700（680）mm最大橫向行程手動(dòng)（機(jī)動(dòng)）260（240）mm最大升降行程手動(dòng)（機(jī)動(dòng)）370（350）mm進(jìn)給級(jí)數(shù)18級(jí)進(jìn)級(jí)量范圍縱向：23.5～1180mm/min橫向：15～786mm/min垂直：8～394mm/min孔徑29mm主軸孔錐度7：24刀桿公稱直徑32～50mm轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)18級(jí)轉(zhuǎn)速范圍30～1500r/min軸向調(diào)整距離70mm主軸電動(dòng)機(jī)功率7.5KW工作臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)功率1.5KW最大工件質(zhì)量150Kg機(jī)床進(jìn)給部件重量橫向4410N縱向2200N 機(jī)床進(jìn)給部件參數(shù)初選：縱向工作臺(tái)及夾具重量：=2200N（估計(jì)值）滾珠絲杠的基本導(dǎo)程： =8mm螺紋升角：行程：S=680mm（最大縱向行程）快速進(jìn)給速度：取=2.5m/min（經(jīng)驗(yàn)值）現(xiàn)在根據(jù)最大當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算公式：式中： 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，取 精度系數(shù)，取 絲杠所受軸向載荷（）， 壽命值，可據(jù)公式 n為絲杠平均轉(zhuǎn)速（r/min）=156.3r/min式中：最大切削力下的進(jìn)給速度，可取最高進(jìn)給速度的則： 使用壽命時(shí)間，據(jù)查《經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》取T=15000小時(shí)L ≈140.625從而， 2.銑削力的計(jì)算現(xiàn)在以工作壽命和實(shí)際加工過(guò)程中的最大銑削力為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，以確保平常工作狀態(tài)下的工作安全和可靠。工件材料為：40鍛件并調(diào)質(zhì)銑削寬度：22mm銑削深度：5mm刀具直徑：mm每齒切厚：0.08mm/Z刃齒數(shù)：4刀具材料為：高速剛立銑刀據(jù)?機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)?有公式：≈1500N3.滾珠絲杠所受的平均軸向載荷的計(jì)算用高速鋼立銑刀逆銑合金剛時(shí),工件的切削力可查?數(shù)控機(jī)床書?中得:縱向進(jìn)給力（取中間值：1.1）=1.1=1.1×1500=1650N橫向進(jìn)給力（取中間值：0.375）=0.375=0.375×1500=562.5N垂直進(jìn)給力（取中間值：0.25）=0.25=0.25×1500=375N故可知在插補(bǔ)平面內(nèi)的合力為:=1734N那么絲杠所受的平均工作載荷：所以絲杠軸向所受載荷：＝其中為橫向分力=×0.85=1275NMg為縱向工作臺(tái)及夾具重量Mg=2200N為顛覆力矩影響系數(shù)取1.1M為當(dāng)量摩擦系數(shù)M取1.18那么=1.1×1162+0.18×(2200+1275)=1903N根據(jù)《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》得，故可選絲杠型號(hào)為：（內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)返向器），的基本尺寸為：公稱直徑：=50mm，螺距：=8mm剛球直徑：=5mm，螺紋升角，=絲杠外徑，d=-(0.2～0.3)=48.9螺紋底徑，=30mm其動(dòng)載荷=25000>=13194N故選擇符合要求，絲杠可用。4.傳動(dòng)效率的計(jì)算根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)原理》滾珠絲杠的傳動(dòng)效率η的計(jì)算公式為： 式中：絲杠的螺旋升角，由以上參數(shù)表知，=摩擦角，滾珠絲杠副的摩擦角θ≈10′則可得：=97%5.剛度驗(yàn)算滾珠絲杠受工作負(fù)荷引起的導(dǎo)程的變化量：/EF其中：彈性模量對(duì)于鋼為：E=21ⅹ滾珠絲杠橫截面積：F（）而：F==則：/EFcm滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量很小，可以忽略，故；故導(dǎo)程的變形誤差為：=12.8/查表得E級(jí)精度絲杠所允許的螺紋無(wú)廠誤差（1m長(zhǎng)）為15/，故剛度足夠。6.穩(wěn)定性的驗(yàn)算由于縱向（X軸）的滾珠絲杠兩端采用的是滾珠絲杠螺紋副固定，絲杠一般不會(huì)受壓，又由于機(jī)床的原普通絲杠的直徑大于滾珠絲杠的直徑，故穩(wěn)定性一定能滿足要求。7.臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算由計(jì)算得已知絲杠平均工作轉(zhuǎn)速為： 因此，必須進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算，即：其中式中符號(hào)表示： 絲杠的最大轉(zhuǎn)速： 絲杠支承方式系數(shù)?。ㄒ?yàn)闆](méi)有受壓）=9910=-1.2=40-1.2×5=34mm絲杠的長(zhǎng)度。=工作最大行程+螺母長(zhǎng)度+兩端余量（取40mm）螺母長(zhǎng)度由《機(jī)床零部件設(shè)計(jì)》上可查得，絲杠設(shè)計(jì)部分=680+（131+40）×2=680+342=1022mm支撐跨距應(yīng)略大于取=1100臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度=680+131+40+=811+40+39=890mm=9533可見(jiàn)滿足： 所以滿足穩(wěn)定性的要求，故可選絲杠型號(hào)為：（內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)返向器）。3.1.3齒輪設(shè)計(jì)1.齒輪材料的選用及許用應(yīng)力：由于閉式齒輪主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕和輪齒折斷，因此按照齒面接觸強(qiáng)度來(lái)設(shè)計(jì)來(lái)計(jì)算，最后校合彎曲強(qiáng)度。初選7級(jí)精度。查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，取小齒輪材料為45#鋼；則齒輪硬度為220HBS。大齒輪也采用45#鋼，其齒輪硬度為180HBS。由于：560Mpa，530Mpa取[]==509Mpa[]==482Mpa又，取2.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算：由于初選的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（110BF004）的系統(tǒng)脈沖當(dāng)量為=0.01mm/step。步距角為：絲杠導(dǎo)程為：如果不采取齒輪傳動(dòng)，那么每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的距離為：==0.0167>脈沖當(dāng)量0.01mm所以需要有減速機(jī)構(gòu)，也就是要設(shè)計(jì)齒輪減速。采用減速齒輪具有如下特點(diǎn)：（1）便于配置出所要求的脈沖當(dāng)量（2）減小工作臺(tái)以及絲杠折算到電動(dòng)機(jī)軸上的慣量（3）放大電動(dòng)機(jī)輸出扭矩，即增大工作臺(tái)的推力但采用減速齒輪會(huì)帶來(lái)額外的傳動(dòng)誤差，使機(jī)床的快速移動(dòng)速度降低，并且其自身又引入附加的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這些應(yīng)引起注意。3.直齒圓柱齒輪副的計(jì)算（1）計(jì)算減速器的傳動(dòng)比由和步距角為：，絲杠導(dǎo)程為：則傳動(dòng)比：=粗選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)：=53