1、三、橫縱向進給機構設計1縱向進給機構的設計縱向進給機構的改造：拆去原機床的溜板箱、光桿與絲杠以及安裝裝置，縱向驅動的步進電機及減速箱安裝在車床的床尾，并不占絲杠的空間由于采用了滾珠絲杠可提高系統的精度和縱向進給的剛度。1縱向進給系統設計參數已知參數 縱向脈沖當量/脈沖。縱向最高進給速度。CA6140車床工作臺質量W根據圖形尺寸忽略計算W=20kg.縱向進給切削切削力Fy的確定有參考文獻查得式中：進給系統所需電機功率；主動傳動電機的功率;已知Pa為7.5kw，取比例系數為4%，則 式中：進給系統效率，其范圍為0.150.20，取；進給速度查得，取得出為安全起見，取安全系數為1.5則。2滾珠絲杠副

2、的設計滾珠絲杠副已經標準化。因此滾珠絲杠副的設計歸結為滾珠絲杠副型號的選擇。一般情況下設計滾珠絲杠時，絲杠的長度（或螺母的有效行程），絲杠的轉速（或平均轉速），滾道的硬度及絲杠運轉的情況。滾珠絲杠副的計算1 滾珠絲杠的最大動負載壽命值： 其中 取工件直徑D=80mm，得： 最大動負載： 得：運轉系數硬度系數，則： 根據最大動負載Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號。得此最大動負載下絲杠型號為FFB5006內循環浮動反相器單螺母變位導程預緊。滾珠絲杠直徑選擇50mm，其額定動載荷是15KN，所以其結構強度足夠。2.支撐方式選用“單推單推”的支撐方式。臨界轉速的校核絲杠的名義直徑。支撐為“固定固定”支撐長

3、度L=1788mm.L與n的交點線在左側，所以安全。3.效率計算式中：螺紋的螺旋升角，可查參考文獻，取 摩擦角，所以，則4.剛度計算 滾珠絲杠受工作負載P引起的導程變化量：式中：滾珠絲杠的截面積則 滾珠絲杠受扭矩引起的導程的變化量小，可以忽略，即：，所以差參考文獻知E級精度絲杠允許的螺距誤差（1m長）為，故強度足夠。由于選用滾珠絲杠的直徑為50mm，支撐方式“單推帶推”，所以穩定性完全可以保證。齒輪的設計齒輪的初選 傳動比： 式中：步進電機的步距角，選，計算出i=5，因此可以一級傳動。大小齒輪均采用鋼調質，選小齒輪硬度為，大齒輪硬度為，精度選六級，模數m=2,齒數，則 齒輪的疲勞強度校核彎曲疲

4、勞強度校核公式為式中：為載荷作用于齒頂的應力校正系數； 為齒形系數； 為載荷系數； 為圓周力 彎曲疲勞許用應力。載荷系數K：則齒輪1彎曲疲勞強度校核 圓周力計算 所以 得 齒輪1則 彎曲疲勞許用力計算：差參考文獻得。取彎曲疲勞安全系數S=1.4，根據以上結果得，所以齒輪1滿足彎曲疲勞強度。齒輪2彎曲疲勞強度校核 圓周力計算： 所以 齒輪2， 則 彎曲疲勞許用力計算： 查參考文獻得。取彎曲疲勞安全系數S=1.4，根據以上結果得，所以齒輪2滿足彎曲疲勞強度。齒面接觸疲勞強度校核齒輪1齒面疲勞強度計算齒面接觸疲勞強度校核公式為：式中：輪齒在節點嚙合時，兩齒輪齒數的比值；區域系數；彈性影響系數；載荷系

5、數K：得，則得，標準知齒輪時，所以 計算齒輪1接觸疲勞許用應力：。取安全系數S=1，所以滿足接觸疲勞強度。齒輪1的齒面疲勞強度計算查參考文獻得，標準知齒輪時，所以 計算齒輪2接觸疲勞許用應力：查參考文獻12得，取安全系數S=1，所以滿足接觸疲勞強度。步進電機的確定步進電機步距角的選擇 轉動慣量的計算慣量對運動特性有很大的影響，對加速能力、加速時驅動力矩及動態的快速反應有直接關系，因此核算轉動慣量很有必要。工作臺質量折算到電機上的轉動慣量： 絲杠轉動慣量：其中L為螺紋長度： 則 齒輪的轉動慣量：由于電機的轉動慣量很小，所以可以忽略。因此，總的轉動慣量： 所需轉動力矩計算1. 快速空載啟動時所需力

6、矩 最大切削負載時所需的力矩 快速進給時所需力矩式中：空載啟動時折算到電機軸時的加速度力矩；折算到電機軸時的摩擦力矩；由于絲杠預緊所引起，折算到電機軸時的附加摩擦力矩；切削時折算到電機軸上的加速度力矩；折算到電機軸上的切削負載力矩；當時，則 當時，當時，當時，預加載荷則所以快速空載啟動所需的力矩：切削時所需要力矩：快速進給時所需的力矩：由以上計算可知：所需最大力矩發生在快速啟動時，步進電機最高的工作頻率啟動頻率步進電機通常是帶負載啟動運行，而步進電機有空載啟動頻率參數，步進電機的負載頻率有經驗公式進行估算，也可以按估算。經綜合考慮來選擇步進電機若不合要求，還可以采取升降速環節加以解決。綜合考慮

7、，選用130BF001型直流步進電機，能滿足使用要求。2橫向進給機構的設計橫向進給機構的改造：由于原橫向進給絲杠的空間有限，一種方法是拆除橫向絲杠換是滾珠絲杠，但現有的滾珠絲杠系列中選出合適的絲杠副比較難，需特制絲杠副；另一種方法是仍采用原絲杠，這樣就避免了特質滾珠絲杠副的麻煩，減少了成本，但需要采用電器補償絲杠精度和反向間隙的措施。而本方案采用前者，并且保留橫向原手動機構，橫向步進電機和減速箱安裝在機床后側。橫向進給系統設計參數已知條件：橫向脈沖當量橫向最高進給速度。溜板箱的重量橫向進給切削切削力Fy的確定橫向進給量為縱向進給量的,取，安全系數為，則切削力Fy約為：滾珠絲杠副的設計滾珠絲杠副已經標準化。因此滾珠絲杠副的設計歸結為滾珠絲杠副型號的選擇。一般情況下設計滾珠絲杠時，絲杠的長度（或螺母的有效行程），絲杠的轉速（或平均轉速），滾道的硬度及絲杠運轉的情況。滾珠絲杠副的計算滾珠絲杠上的最大動負載取則滾珠絲杠壽命值：得： 其中最大動負載：根據最大動負載Q的值，可選擇滾珠