为，双片大齿轮厚度均为。步进电动机的计算与选型计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量已知滚珠丝杠的公称直径，总长，导程，材料密度移动部件总重力小齿轮齿宽，直径，大小齿轮齿宽，直径传动比。如表所示，算得各个零部件的转动惯量如下滚珠丝杠的转动惯量拖板折算到丝杠上的转动惯量小齿轮转轴所承受的负载转矩最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩由式可知，包括三部分部分是折算到电动机转轴上的最大工作负载转矩部分是移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩还有总，求得丝杠总变形量对应跨度总本例中，丝杠的有效行程为，由表知，级精度滚珠丝杠有效行程在时，行程偏差允许达到，可见丝杠刚度足够。压杆稳定性校核根据公式计算失，取轴向预紧力。则由式，求得滚珠与螺纹滚道间的接触变形量。因为丝杠有预紧力，且为轴向负载的，所以实际变形量可以减少半，取。将以上算出的和代入。根据公式，求得单圈滚珠数该型号丝杠为单螺母，滚珠的圈数列数为，代入公式圈数列数，得滚珠总数量。丝杠预紧时支承的中心距约为钢的弹性模量х查表得滚珠直径，丝杠底径，丝杠截面积。忽略式中的第二项，算得丝杠在工作载荷作用下产生的拉压变形量擦角，代入η，得传动效率η。刚度的验算工作台上下两层滚珠丝杠副的支承均采用单推单推的方式。丝杠的两端各采用对推力角接触球轴承，面对面组配，左右程为，循环滚珠为圈系列，精度等级取级，额定动载荷为，大于，满足要求。传动效率η的计算将公称直径，导程，代入，得丝杠螺旋升角。将摩，求得最大动载荷初选型号根据计算出的最大动载荷和初选的丝杠导程，选择济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的系列型滚珠丝杠副，为内循环固定反向器单螺母式，其公称直径为，导，则此时丝杠转速。取滚珠丝杠的使用寿命，代入，得丝杠寿命系数单位为。查表，取载荷系数，滚道硬度为时，取硬度系数，代入式摩擦系数。求得滚珠丝杠副的最大工作载荷最大动工作载荷的计算设工作台在承受最大铣削力时的最快进给速度，初选丝杠导程的载荷与丝杠轴线平行，受到横向载荷与丝杠轴线垂直，受到垂直方向的载荷与工作台面垂直已知移动部件总重量，按矩形导轨进行计算，取颠覆力矩影响系数，滚动导轨上的，得距离寿命远大于期望值，故距离额定寿命满足要求。滚珠丝杠螺母副的计算与选型最大工作载荷的计算如前所述，在立铣时，工作台受到进给方向导轨副的滚道硬度为，工作温度不超过，每根导轨上配有两只滑块，精度为级，工作速度较低，载荷不大。分别取硬度系数，温度系数，接触系数，精度系数，载荷系数，代入式列的型，其额定动载荷，额定静载荷。任务书规定加工范围为，考虑工作行程应留有定余量，查表选取导轨的长度为。距离额定寿命的计算上述所取的系列系列大垂直方向载荷为其中，移动部件重量，外加载荷，代入式，得最大工作载荷。查表根据工作载荷，初选直线滚动导轨副的型号为系导轨型号的选取工作载荷是影响直线滚动导轨副使用寿命的重要因素。本例中的工作台为水平布置，采用双导轨四滑块的支承形式。考虑最不利的情况，即垂直于台面的工作载荷全部由个滑块承担，则单滑块所受的最平方向的铣削力分别为和。今将水平方向较大的铣削力分配给工作台的纵向，则纵向铣削力，径向铣削力为。直线滚动导轨副的计算与选型纵向块承受工作载荷的计算及间的比值可由表查得，考虑逆铣时的情况，可估算三个方向的铣削力分别为，，。图为卧铣情况，现考虑立铣，则工作台受到垂直方向的铣削力，受到水平间的比值可由表查得，考虑逆铣时的情况，可估算三个方向的铣削力分别为，，。图为卧铣情况，现考虑立铣，则工作台受到垂直方向的铣削力，受到水平方向的铣削力分别为和。今将水平方向较大的铣削力分配给工作台的纵向，则纵向铣削力，径向铣削力为。直线滚动导轨副的计算与选型纵向块承受工作载荷的计算及导轨型号的选取工作载荷是影响直线滚动导轨副使用寿命的重要因素。本例中的工作台为水平布置，采用双导轨四滑块的支承形式。考虑最不利的情况，即垂直于台面的工作载荷全部由个滑块承担，则单滑块所受的最大垂直方向载荷为其中，移动部件重量，外加载荷，代入式，得最大工作载荷。查表根据工作载荷，初选直线滚动导轨副的型号为系列的型，其额定动载荷，额定静载荷。任务书规定加工范围为，考虑工作行程应留有定余量，查表选取导轨的长度为。距离额定寿命的计算上述所取的系列系列导轨副的滚道硬度为，工作温度不超过，每根导轨上配有两只滑块，精度为级，工作速度较低，载荷不大。分别取硬度系数，温度系数，接触系数，精度系数，载荷系数，代入式，得距离寿命远大于期望值，故距离额定寿命满足要求。滚珠丝杠螺母副的计算与选型最大工作载荷的计算如前所述，在立铣时，工作台受到进给方向的载荷与丝杠轴线平行，受到横向载荷与丝杠轴线垂直，受到垂直方向的载荷与工作台面垂直已知移动部件总重量，按矩形导轨进行计算，取颠覆力矩影响系数，滚动导轨上的摩擦系数。求得滚珠丝杠副的最大工作载荷最大动工作载荷的计算设工作台在承受最大铣削力时的最快进给速度，初选丝杠导程，则此时丝杠转速。取滚珠丝杠的使用寿命，代入，得丝杠寿命系数单位为。查表，取载荷系数，滚道硬度为时，取硬度系数，代入式，求得最大动载荷初选型号根据计算出的最大动载荷和初选的丝杠导程，选择济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的系列型滚珠丝杠副，为内循环固定反向器单螺母式，其公称直径为，导程为，循环滚珠为圈系列，精度等级取级，额定动载荷为，大于，满足要求。传动效率η的计算将公称直径，导程，代入，得丝杠螺旋升角。将摩擦角，代入η，得传动效率η。刚度的验算工作台上下两层滚珠丝杠副的支承均采用单推单推的方式。丝杠的两端各采用对推力角接触球轴承，面对面组配，左右支承的中心距约为钢的弹性模量х查表得滚珠直径，丝杠底径，丝杠截面积。忽略式中的第二项，算得丝杠在工作载荷作用下产生的拉压变形量。根据公式，求得单圈滚珠数该型号丝杠为单螺母，滚珠的圈数列数为，代入公式圈数列数，得滚珠总数量。丝杠预紧时，取轴向预紧力。则由式，求得滚珠与螺纹滚道间的接触变形量。因为丝杠有预紧力，且为轴向负载的，所以实际变形量可以减少半，取。将以上算出的和代入总，求得丝杠总变形量对应跨度总本例中，丝杠的有效行程为，由表知，级精度滚珠丝杠有效行程在时，行程偏差允许达到，可见丝杠刚度足够。压杆稳定性校核根据公式计算失稳时的临界载荷。取支承系数由丝杠底径求得截面惯性矩压杆稳定安全系数取丝杠卧式水平安装滚动螺母至轴向固定处的距离取最大值。代入式，得临界载荷，故丝杠不会失稳。综上所述，初选的滚珠丝杠副满足使用要求。步进电动机减速箱的选用为了满足脉冲当量的的设计要求，增大步进电动机的输出转矩，同时也为了使滚珠丝杠和工作台的转动惯量折算到电动机轴上尽可能的小，今在步进电动机的输出轴上安装套齿轮机减速，采用级减速，步进电动机的输出轴与齿轮相连，滚珠丝杠的轴头与大齿轮相连。其中大齿轮设计成双片结构。已知工作台的脉冲当量脉冲，滚珠丝杠的的导程，初选步进电动机的步距角。根据式，算得减速比本设计选用常州市新月电机有限公司生产的型齿轮减速箱。大小齿轮模数均为，齿数比为，材料为调质钢，齿表面淬硬后达到。减速箱中心距为，小齿轮厚度为，双片大齿轮厚度均为。步进电动机的计算与选型计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量已知滚珠丝杠的公称直径，总长，导程，材料密度移动部件总重力小齿轮齿宽，直径，大小齿轮齿宽，直径传动比。如表所示，算得各个零部件的转动惯量如下滚珠丝杠的转动惯量拖板折算到丝杠上的转动惯量小齿轮转轴所承受的负载转矩最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩由式可知，包括三部分部分是折算到电动机转轴上的最大工作负载转矩部分是移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩还有部分是滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩，相对于和很小，可以忽略不计。则有其中折算到电动机转轴上的最大工作负载转矩由公式计算。有再由式计算垂直方向承受最大工作负载情况下，移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩最后由式，求得最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩最后求得在步进电动机转轴上的最大等效负载转矩为，电动机的运行矩频特性曲线步进电动机最大静转矩的选定考虑到步进电动机的驱动电源受电网电压影响较大，当输入电压降低时，其输出转矩会下降，可能造成丢步，甚至堵转。因此，根据来选择步进电动机的最大静转矩时，需要考虑安全系数。取，则步进电动机的最大静转矩应满足初选步进电动机的型号为，查得该型号电动机的最大静转矩。可见，满足要求。步进电动机的性能校核最快工进速度时电动机的输出转矩校核任务书给定工作台最快工进速度，脉冲当量脉冲，由式求出电动机对应的运行频率。从电动机的运行矩频特性曲线图可以看出在此频率下，电动机的输出转矩，远远大于最大工作负载转矩，满足要求。最快空载移动时电动机输出转矩校核任务书给定工作台最快空载移动速度，求出其对应运行频率。在此频率下，电动机的输出转矩，大于快速空载起动时的负载转矩，满足要求。最快空载移动时电动机运行频率校核与快速空载移动速度对应的电动机运行频率为。查表知电动机的空载运行频率可达，可见没有超出上限。起动频率的计算已知电动机转轴上的总转动惯量，电动