1、到电机轴上的附加摩擦力矩••••••••••••式中为传动系统各部件惯量折算到电机轴上的总等效转动惯量为电机最大角加速度为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进给速度所需时间,取则有••••••••••••空载摩擦力矩••••••••••••式中运动部件总重力为导轨摩擦系数，取齿轮传动降速比，传动系统总效率，取基本导程，取则有附加摩擦力矩••••••••••••式中为滚珠丝杆预加载荷，取的为滚珠丝杆预紧是的传动效率，取则有步进电机的选择步进电机的名义启动转矩••••••••••••为满足最小步距要求，电机选用五相十拍工作方式，查表知•••••••。

2、原则，选择的结构式。验算变速组的变速范围齿轮的最小传动，最大传动比，决定了个传动组的最大变速范围因此，可按下表，确定传动方案根据传动比及指数,的值公比极限值传动比指数值值值因此，可选择的传动方案。最后扩大传动组的选择正常连续顺序扩大传动串联式的传动式为最后扩大传动组的变速范围为按原则，导出系统的最大收效和变速范围为因此，传动方案符合上述条件，其结构网如下图图结构网图转速图拟定运动参数确定后，主轴各级转速就已知，切削耗能确定电机功率。在此基础上，选择电机的型号，分配个变速组的最小传动比拟定转速图，确定各中间轴的转速。，主电机的选择中型机床上，般都采用交流异步电动机为动力源，可在下列中选用，在选择电机型号时，应注意电机的根据机床切削能力的要求确定电机功率，。

3、••••••••••••所选丝杆稳定安全系数，查表得则有，故稳定性不存在问题。齿轮及转矩的有关计算有关齿轮计算传动比••••••••••••故取则有••••••••••••••••••••••••••••••••••••转动惯量计算工作台质量折算到电机轴上的转动惯量••••••••••••丝杠的转动惯量丝齿轮的转动惯量电动机转动惯量很少，可以忽略因此，总的转动惯量丝••••••••••••所需转动力矩计算快速空载启动时所需力矩••••••••••••式中空载启动时折算到电机轴上的加速度力矩折算到电机轴上的摩擦力矩由于丝杠预金所引起，折算。

4、副组成，各传动组分别有个传动副，即。传动副数由于结构的限制，通常采用或，即变速应为或的因子因此，这里，共需三个变速组。，传动组传动顺序的安排级转速传动系统的传动组，可以排成，或。选择传动组安排方式时，要考虑到机床主轴变速率的具体结构，装置和性能。轴如果安置制动的电磁离和器时，为减少轴向尺寸。第传动组的传动副数不能多，以为宜，有时甚至用个定比传动副主轴对加工精度，表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好，最后个传动组的传动副选用，或个定比传动副。这里，根据前多后少的原则，选择方案。，传动系统的扩大顺序安排对于的传动，有,种可能安排，亦即有种机构副和对应的结构网，传动方案中，扩大顺序与传动顺序可以致结构式的传动中，扩大顺序与传动顺序致，称为顺序扩大传动，而，的传动顺序不致，根据前密后疏的。

5、，主轴和中间传动轴的转速和对机床噪音和发热的关系，确定中间轴转速时，应结合实际情况做相应的修正。，对高速轻载或精密机床，中间轴转速宜取低些,控制齿轮圆周速度可用级齿轮精度，在此条件下，可适当选用较高的中间轴转速。，齿轮传动比的限制机床主传动系统中，齿轮副的极限传动比,升速传动中，最大传动比，过大，容易引起振动的噪音。,降速传动中，最小传动比。过小，则主动齿轮与被动齿轮的直径相差太大将导致结构庞大。分配最小传动比,决定轴和的传动比，根据台式铣床的结构特点，及对同类车床的比较，为使••••式中为丝杆材料弹性模量,对钢为截面惯性矩,对丝杆圆截面••••••••••••为丝杆底径,则有为丝杆最大工作长度,取为丝杆支承方式系数,参考图和表,取则有稳定安全系数。

6、•••••所以，步进电机最大静转矩步进电机最高工作频率••••••••••••综合考虑，查表选用型直流步进电机，能满足使用要求。横向进给系统的设计与计算横向进给系统的设计采用半闭环机床进给系统，步进电机经级减速齿轮传动副，滚珠丝杆拖动工作台。传感器与电机轴相联，用来检测电机转角和转速，并把它们转换为电信号反馈给数控装置，传感器采用脉冲编码器。横向进给系统的设计计算工作台重量根据图纸粗略计算时间常数滚珠丝杠基本导程行程步距角快速进给速度切削力计算由机床设计手册可知，切削功率式中电机功率，查机床说明书主传动系统总效率，般为取进给系统功率系数，取为。则有切向铣削力式中主轴传递全部功率时的最底切削速度则有进给工作台工作载荷计算从数控铣床中表可得知，在般立式铣削。

7、但电机产品的功率已标准化，因此，按要求应选取相近的标准值。电机的转速异步电动机的转速有,这取决于电动机的极对数机床中最常用的是和两种，选用是要使电机转速与主轴最高速度和工轴转速相近为宜，以免采用过大或过小的降速传动。根据以上要求，我们选择功率为，转速为的电机，查表，其型号为，其主要性能如下表电机型号额定功率荷载转速同步转速分配最小传动比，拟定转速图轴的转速轴从电机得到运动，经传动系统转化为主轴各级转速，电机转速和主轴最小转速应相近，显然，从动件在高速运转下功率工作时所受扭矩最小来考虑，轴转速不宜将电机转速降得太低。弱轴上装有离合器等零件时，高速下摩檫损耗，发热都将成为突出矛盾，因此，轴转速也不宜也太高，轴转速般取左右较合适。因此，使中间变速组降速缓慢。以减少结构的径向尺寸，在电。

8、丝杠的转动惯量丝齿轮的转动惯量电动机转动惯量很少，可以忽略因此，总的转动惯量丝所需转动力矩计算快速空载启动时所需力矩式中空载启动时折算到电机轴上的加速度力矩折算到电机轴上的摩擦力矩由于丝杠预金所引起，折算到电机轴上的附加摩擦力矩式中为传动系统各部件惯量折算到电机轴上的总等效转动惯量为电机最大角加速度为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进给速度所需时间,取则有空载摩擦力矩式中运动部件总重力为导轨摩擦系数，取齿轮传动降速比，传动系统总效率，取基本导程，取则有附加摩擦力矩式中为滚珠丝杆预加载荷，取的为。

9、机轴到主传动系统前端轴增加对的降速齿轮副，这样，也有利于变型机床的设计，改变降速齿轮传动副的传动比，就可以将主轴级转速起提高或降低。中间轴的转速对于中间传动轴的转速的考虑原则是妥善解决结构尺寸大小和噪音，振动等性能要求之间的矛盾。中间传动轴转速较高时，中间传动轴和齿轮承受扭矩小，可以使轴径和齿轮模数小些,从而可使结构紧凑。但这样引起空载功率和噪音加大空主式中系数，两支承滚动轴承和滑动轴承，三支承滚动轴承所有中间轴轴径的平均值主主轴前后轴径的平均值中间传动轴的转速之和主轴转速主主式中所有中间传动齿轮的分度圆直径的平均值主主轴上齿轮分度圆直径的平均值传到主轴上所经过的齿轮对数主轴齿轮螺旋角,系数，根据机床类型及制造水平选取，我国中型车床，铣床，铣床从上述经验公式可。

10、为材料弹性模量，对钢为滚珠丝杠截面积则有滚珠与螺纹滚道间的接触变形量有预紧式中为滚珠直径，查表得圈数列数为预紧力则有则丝杆的总变形量查表知级精度丝杠允许的螺距误差长为故刚度足够。稳定性验算失稳时的临界载荷式中为丝杆材料弹性模量,对钢为截面惯性矩,对丝杆圆截面为丝杆底径,则有为丝杆最大工作长度,取为丝杆支承方式系数,参考图和表,取则有稳定安全系数所选丝杆稳定安全系数，查表得则有，故稳定性不存在问题。齿轮及转矩的有关计算有关齿轮计算传动比故取则有转动惯量计算工作台质量折算到电机轴上的转动惯量。

11、滚珠丝杆预紧是的传动效率，取则有步进电机的选择步进电机的名义启动转矩为满足最小步距要求，电机选用五相十拍工作方式，查表知所以，步进电机最大静转矩步进电机最高工作频率综合考虑，查表选用型直流步进电机，能满足使用要求。垂直方向进给系统的设计与计算垂直进给系统的设计采用半闭环机床进给系统，步进电机经级减速齿轮传动副，滚珠丝杆拖动工作台。传感器与电机轴相联，用来检测电机转角和转速，并把它们转换为电信号反馈给数控装置，传感器采用脉冲编码器。垂直进给系统的设计计算工作台重量根据图纸粗略计算时间常数滚珠丝杠基本导程行程步距角快速进给速度湖南科技大学届毕业设计论文材料院系部机电工程学院学生姓名赵东方指导教师黄开有教授专业机械设计制造及其自动化班级学。

12、，工作台纵向进给方向载荷工作台横向进给方向载荷工作台横向进给方向载荷滚珠丝杠设计计算由数控技术可知，采用燕尾导轨，导轨铣床丝杠的轴向力采用矩型导轨式中则有强度计算寿命值为丝杆转速为最大切削力下的进给速度,取最高进给速度的额定寿命，查表得滚珠丝杆导程，取则有最大动负载查表得运转状态系数则根据最大动负荷的值，可选则滚珠丝杠的型号。查表得，选取滚珠丝杠直径为，型号为，其额定载荷为，所以强度足够。效率计算根据机械原理的公式，丝杠螺母副的传动效率为式中为丝杆螺旋升角，查得为摩擦角，滚珠丝杆副的滚动摩擦系数,其摩擦角约等于则有刚度验算滚珠丝杠受工作负载引起的导程的变化量丝杆的拉压变形量式中。

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