学院本科生毕业设计丝杠螺母副组成。为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性，选用摩擦小传动效率高的滚珠丝杠螺母副，并应有预紧装置，以提高传动刚度和消除间隙。为减少导轨的摩擦阻力，选用滚动直线导轨。进给伺服系统总体方案方框图如下页图所示脉冲当量和传动比的确定脉冲当量的确定脉冲当量即系统分辨率。本设计中因为所要的机床精度为普通机床所以，传动比的确定当时，可使步进电机直接与丝杠联接，有利于简化结构，提高精度。因此本设计中取。确定步进电机步距角根据公式其中为传动比，为电机步距角，为滚珠丝杠导程，微机驱动器驱动器功率放大功率放大步进电机步进电机向向波纹管波纹管图进给伺服系统总体方案方框图黑龙江工程学院本科生毕业设计为脉冲当量。因为，，现取，可得。丝杠的选型及计算计算丝杠受力由于工作台只运送薄板料，且只承担传动作用，不承受任何切削力，故本设计中只考虑导轨摩擦力和系统加减速时的惯性力。导轨摩擦力的计算根据摩擦力计算公式向工作拖板质量采用滚动导轨，向因托板和向导轨连接所以工作台惯性力的计算取平均加速时间,由于系统最大移动速度，经计算得，系统加速度滚珠丝杠螺母副的选型和校核由于转速较大，滚珠丝杠螺母副初步选型的主要依据其使用寿命选择丝杠的基本尺寸并较核其承载能力是否超过额定动载荷。最大工作载荷的计算本设计中，工作台最大载荷应该是导轨摩擦力与加减速惯性力的总和所以，向向最大动载荷的计算和主要尺寸的初选黑龙江工程学院本科生毕业设计滚珠丝杠最大动载荷可用下式计算式中滚珠丝杠副的轴向负荷影响滚珠丝杠副寿命的综合系数为温度系数工作温度小于，为硬度系数硬度大于，为精度系数精度等级取三级，为负荷性质系数无冲击平稳运转，为可靠性系数可靠度，滚珠丝杠副的额定动负荷滚珠丝杠副的计算动负荷各类机械所用的滚珠丝杠的推荐寿命,取寿命系数转速系数，经计算得向向查机电体化系统设计手册,本设计选系列滚珠丝杠副滚珠丝杠副,其参数如下公称直径黑龙江工程学院本科生毕业设计滚珠直径丝杠螺旋升角额定动载荷额定静载荷选取丝杠精度等级为级。传动效率计算滚珠丝杠螺母副的传动效率为式中为丝杠螺旋升角，为摩擦角，滚珠丝杠副的滚动摩擦系数,其摩擦角约等于。所以，定位精度验算滚珠丝杠副的轴向刚度会影响进给系统的定位精度和运动平稳性。由于轴向刚度不足引起的轴向变形量般不应大于机床定位精度的半。滚珠丝杠副的轴向变形包括丝杠的拉压变形丝杠与螺母之间滚道的接触变形丝杠的扭转变形引起的纵向变形以及螺母座的变形和滚珠丝杠轴承的轴向接触变形。滚珠丝杠的扭转变形较小，对纵向变形的影响更小，可忽略不计。螺母座只要设计合理，其变形量也可忽略不计，只要滚珠丝杠支承的刚度设计得好，轴承的轴向接触变形在此也可以不予考虑。丝杠的拉压变形量滚珠丝杠应计算满载时拉压变形量，其计算公式为式中为在工作载荷作用下丝杠总长度上拉伸或压缩变形量为丝杠的工作载荷为滚珠丝杠在支承间的受力长度为材料弹性模量，对钢黑龙江工程学院本科生毕业设计为滚珠丝杠按内径确定的截面积号用于拉伸，号用于压缩。根据滚珠直径，螺纹的滚道曲率半径滚珠直径偏心角螺杆小径滚珠丝杠按内径确定的截面积其中，为丝杠公称直径。为丝杠底径。取向进给的丝杠长度，向进给的丝杠长度。所以，向向丝杠与螺母间的接触变形量该变形量与滚珠列圈数有关，即与滚珠总数量有关，与滚珠丝杠长度无关。其计算公式式中为滚珠丝杠的工作载荷为丝杠副的接触刚度,查表取。所以，向向黑龙江工程学院本科生毕业设计丝杠的总的变形量应小于允许的变形量。般不应大于机床进给系统规定的定位精度值的半。因为，向向取丝杠精度等级为级，其有效工作行程内的误差为机电体化系统设计手册，加上丝杠副的总变形量，可以满足机床的定位精度的要求。压杆稳定性验算滚珠丝杠通常属于受轴向力的细长杆，若轴向工作载荷过大，将使丝杠失去稳定而产生纵向弯曲，即失稳。失稳时的临界载荷为式中为丝杠轴最小截面惯性矩，对丝杠圆截面，为丝杠底径，为丝杠最大工作长度为材料的拉压弹性模量，对钢为丝杠支承方式系数。本设计中，丝杠为长丝杠，故支承方式选用端轴向固定端游动，即为安全系数，取所以临界载荷远大于丝杠工作载荷因此滚珠丝杠不黑龙江工程学院本科生毕业设计会失稳。导轨的选型及计算初选导轨型号导轨为直线滚动导轨，根据纵向最大动载荷,横向最大动载荷，通过查机电体化系统设计手册表，初选条导轨的型号都为。其参数如下方向，方向，计算滚动导轨副的距离额定寿命滚动导轨副的距离额定寿命可用下列公式计算滚动体为球时式中为滚动导轨副的距离额定寿命为额定载荷，从机电体化设计手册表查得方向,方向为温度系数，当工作温度不超过时为接触系数，每根导轨条上装二个滑块时为载荷速度系数，无外部冲击或振动的低速运转场合时，。为每个滑块的工作载荷。向向所以，向黑龙江工程学院本科生毕业设计向均大于滚动导轨的期望寿命，满足设计要求，初选的滚动导轨副可采用。步进电机的选择步进电机是种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动个固定的角度称为步距角，它的旋转是以固定的角度步步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而件清单序号代号图区名称规格型号数量备注断路器热过载继电器交流电动机交流电动机断路器交流电动机熔断器熔断器熔断器钥匙按钮黑色转换开关黑色,急停按钮蘑菇头按钮黑色,按钮黑色,按钮黑色控制变压器指示灯红色指示灯绿色桥堆二极管电磁阀交流接触器,中间继电器,中间继电器,行程开关显数器黑龙江工程学院本科生毕业设计继电器脚踏开关时间继电器时间继电器达到调速的目的。步进电机可以作为种控制用的特种电机，利用其没有积累误差精度为的特点，广泛应用于各种开环控制。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机永磁式步进电机混合式步进电机和单相式步进电机等。永磁式步进电机般为两相，转矩和体积较小，步进角般为度或度反应式步进电机般为三相，可实现大转矩输出，步进角般为度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相两相步进角般为度而五相步进角般为度。这种步进电机的应用最为广泛，也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。步进电机的些特点般步进电机的精度为步进角的，且不累积。步进电机外表允许的最高温度。步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏度以上，有的甚至高达摄氏度以上，所以步进电机外表温度在摄氏度完全正常。步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成个反向电动势频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率或速度的增大而相电流减小，从而导黑龙江工程学院本科生毕业设计致力矩下降。步进电机低速时可以正常运转,但若高于定速度就无法启动,并伴有啸叫声。传动系统等效转动惯量计算传动系统是转动惯量是种惯性负载,在电机选用时必须加以考虑。由于传动系统的各传动部件并不都与电机轴同轴线，还存在各传动部件转动惯量向电机轴折算问题。最后，要计算整个传动系统折算到电机轴上的总转动惯量，即传动系统等效转动惯量。本设计需要对丝杠,工作台进行转动惯量的计算。滚珠丝杠转动惯量的折算滚珠丝杠转动惯量其中为丝杠公称直径,为丝杠有效行程工作台质量的折算工作台是移动部件，其移动质量折算到滚珠丝杠轴上的转动惯可按下式进行计算式中，为丝杠导程为工作台质量。所以，向向传动系统等效转动惯量计算向向黑龙江工程学院本科生毕业设计所需转动力矩计算步进电机空载启动是指电机在没有外加工作负载下的启动。步进电机所需空载启动力矩可按下式计算见经济型数控机床系统设计式中为空载启动力矩•为空载启动时运动部件由静止升速到最大快进速度，折算到电机轴上的加速力矩•为空载时折算到电机轴上的摩擦力矩•为由于丝杠预紧，折算到电机轴上的附加摩擦力矩•。有关的各项力矩值计算如下加速力矩式中为传动系统等效转动惯量为电机最大角加速度为与运动部件最大快进速度对应的电机最大转速为运动部件从静止启动加速到最大快进速度所需的时间，为运动部件最大快进速度为初选步进电机的步距角为脉冲当量。向向空载摩擦力矩黑龙江工程学院本科生毕业设计式中为运动部件的总重量为导轨摩擦系数为传动降速比为传动系数总效率，取为滚珠丝杠的基本导程。向向附加摩擦力矩式中为滚珠丝杠预紧力为滚珠丝杠预紧时的传动效率，现取。向向所以，步进电机所需空载启动转矩向向步进电机所需空载启动所需转矩，步进电机启动力矩关系如下黑龙江工程学院本科生毕业设计所以，向向为满足最小步距角要求，查表知步进电机最大静转矩与步进电机启动力矩的关系为查经济型数控机床系统设计表得。所以，向向