目錄摘要……………21、數控機床改造的意義………………32、CA6140車床簡介…………………42.1CA6140車床概述………42.2CA6140車床的加工范圍及特點………62.3CA6140車床的傳動系統分析………73、縱向進給系統的分析………………9設計心得……………………23參考文獻……………………24摘要我國目前機床總量380余萬臺，而其中數控機床總數只有11.34萬臺，即我國機床數控化率不到3%。近10年來，我國數控機床年產量約為0.6～0.8萬臺，年產值約為18億元。機床的年產量數控化率為6%。我國機床役齡10年以上的占60%以上；10年以下的機床中，自動/半自動機床不到20%，FMC/FMS等自動化生產線更屈指可數（美國和日本自動和半自動機床占60%以上）。可見我們的大多數制造行業和企業的生產、加工裝備絕大數是傳統的機床，而且半數以上是役齡在10年以上的舊機床。用這種裝備加工出來的產品普遍存在質量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業的產品、市場、效益，影響企業的生存和發展。所以必須大力提高機床的數控化率。物競天擇，一些不適應社會發展在機床必將被淘汰，所以實施機床的數控化改造是機械行業在必然趨勢。通過搜集資料、實踐研究等方法對機床就行改造即是用較少的成本去創造更高的價值。而這也將極大的推動中國機械行業的發展。

經過大量實踐證明普通機床數控化改造具有一定經濟性、實用性和穩定性。所以很多企業紛紛將現有機床改造成經濟型數控機床，這種做法具有投資少、見效快的特點。事實證明：機床的數控化改造可以為企業帶來可觀的經濟效益。關鍵字：機床、數控化、改造、意義1、數控機床改造的意義（1）、機床現狀我國是生產和使用機床最多國家之一,現有金屬切削機床400萬臺左右，但現有的機床大多數服役年限較長,設備陳舊落后,功能嚴重不足,運運不能滿足現代生產的需要。（2）、技術分析在過去的幾十年,金屬切削機床的基本動作是原理變化不大。如今科學技術發展很快,特別是計算機技術的發展，應用到機床控制系統上,不但能提高機床的自動化程度,而且能提高加工精度和表面質量。近年來,我國已經積極開展了對機床數控化再制造技術的研究,如武漢華中數控公司先后完成了50多家企業數百臺設備的數控化在制造。實踐證明。改造的機床滿足了科學技術的發展需要,提高了生產效率和產品精度,增大了設備的適應能力和型面的加工范圍(曲面、各種螺紋的加工等,利用日臻完善的經濟型數控系統及配套部件改造現有的普通機床的技術條件已經成熟。（3）、市場分析國內資料分析,訂購新的數控機床的交貨周期一般較長,往往不能滿足用戶的需要,而改造的數控機床能夠適應市場對產品多樣化和高精度的要求。因此得到了用戶廣泛的應用,機床的數控化改造已成為滿足市場需求的主要補充手段,對中、小型企業來說是十分理想的選擇。（4）、經濟分析由于新型機床價格昂貴,一次性投資巨大,如果把舊機床設備全部用新型機床替換。要花費大量的資金,而替換下的機床又會閑置起來造成巨大浪費,若采用數控技術對舊機床加以改造和購買機床相比,則可省50%以上的資金,一套經濟型數控裝置的價格僅為全功能裝置的1/3到1/5。一般用戶都能承擔的起,這為資金緊張的中小型企業的技術改造開辟了新路,也對實力雄厚的大型企業產生了較大的吸引力。（5）、生產分析在現代機械制造工業中,中小批量甚至單件生產,個性化的產品占有相當大的比重,尤其是我國加入世貿組織后,成為世界性的加工基地,產品出口的增長迅速,從低附加值、勞動密集型產品逐步過度到高附加值的精密型零件的出口，高精度的數控機床起了重要的作用。數控機床是最能適應這種生產需要的。（6）、重要性分析以數控機床為代表的現代基礎機械是制造實現生產現代化的重要設備，數控技術水平的高低和機床的數控化率，數控設備的擁有量已成為衡量一個國家現代工業化水平的重要標志。（7）、綜合分析數控技術用于機床的改造是建立在微電子技術與傳統技術相結合的基礎上，具有高可靠性、柔性強，易于實現機電一體化、經濟性可觀等特點。為此，在舊機床上進行數控化改造可以提高機床的使用性能、降低生產成本、用較少的資金投入而得到較大的經濟效益。2、CA6140車床簡介CA6140車床是一種機械結構比較復雜而電氣系統簡單的機電設備，是用來進行車削加工的機床。在加工時，通過主軸和刀架運動的相互配合來完成對工件的車削加工。車床的種類很多，按其用途和結構的不同，可分為臥式車床、落地車床、立式車床、仿形車床、轉塔車床、多刀半自動車床、自動車床等。2.1CA6140車床概述一、機床的組成和主要技術參數1、機床的組成CA6140車床的主要組成部件由圖1所示。圖1CA6140車床外形圖1—主軸箱2—刀架3—尾座4—床身5—右床腿6—溜板箱7—左床腿8—進給箱6—溜板箱7—左床腿8—進給箱（1）、主軸箱主軸箱1是一部件，由箱體、主軸、傳動軸、軸上傳動件、變速操縱機構、潤滑密封件等組成。主軸通過前端的卡盤或者花盤帶動工件完成旋轉作主運動，也可以安裝前尖頂通過撥盤帶動工件旋轉。（2）、刀架四方刀架裝在小滑板上，而小滑板裝在中滑板上，縱滑板可沿床身導軌縱向移動，從而帶動刀具縱向移動，用來車外圓、鏜內孔等。而中滑板相對于縱滑板作橫向移動，用來帶動刀具加工端面、切斷、切槽等。小滑板可相對中滑板改變角度后帶動刀具斜進給，用來車削內外短錐面。（3）、尾座尾座3可沿其導軌縱向調整位置，其上可安裝頂尖支撐長工件的后段以加工長圓柱體，也可以安裝孔加工刀具加工孔。尾座可橫向作少量的調整，用于加工小錐度的外錐面。（4）、進給箱進給箱8內裝有進給運動的傳動及操作裝置，通過改變進給量的大小，可改變所加工螺紋的種類及導程。（5）、床身及床腿床身4是機床的支承件，它安裝在左床腿7和右床腿5上并支承在地基上。床身上安裝著機床的各部件，并保證它們之間具有要求的相互準確位置。床身上面有縱向運動導軌和尾座縱向調整移動的導軌。（6）、溜板箱溜板箱6與縱向滑板（床鞍）相連，溜板箱內裝有縱、橫向機動進給的傳動換向機構和快速進給機構等。2、CA6140車床的主要技術參數，如表1。表1CA6140車床的主要技術參數床身上最大工件回轉直徑400mm刀架上最大工件回轉直徑210mm最大工件長度1000mm主軸中心至床身平面導軌距離205mm最大車削長度650、900、1400mm主軸孔徑48mm主軸轉速正轉（24級）10～1400r/min反轉（12級）14～1580r/min刀架縱向及橫向進給量各64種縱向一般進給量0.08～1.59mm小進給量0.028～0.054mm加大進給量1.71～6.33mm橫向一般進給量0.04～0.79mm小進給量0.014～0.027mm加大進給量0.86～3.16mm刀架縱向快速移動速度4m/min車削螺紋范圍米制螺紋（44種）1～192mm英制螺紋（20種）2～24牙/in模數螺紋（39種）0.25～48mm經節螺紋（37種）1～96牙/in主電動機功率7.5kw轉速1450r/min快速電動機功率250kw轉速2800r/min2.2CA6140車床的加工范圍及特點一、加工范圍CA6140車床的工藝范圍很廣，它能完成車削內外圓柱面、圓錐面、車削端面、各種螺紋、成形回轉面和環形槽等多種多樣的加工工序。也可以進行鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋、套螺紋和滾花等工作。其典型表如圖2所示。CA6140車床主運動由工件隨主軸旋轉來實現，而進給運動由刀架的橫向動來完成。由于機械產品中回轉表面的零件很多。車床的工藝范圍又較廣泛，因此CA6140車床使用十分廣泛。圖2車床加工的典型零件二、CA6140車床的加工特點（1）、加工范圍較大。（2）、加工時，主運動是工件和旋轉運動，進給運動是刀具的縱向和橫向移動。（3）、正常情況下，在車削加工過程中，切削力比較穩定，加工比較平穩。（4）、在車削加工過程中切屑和刀具之間的劇烈擠壓和摩擦，以及刀具與工件之間的摩擦，產生了大量的切削熱，但大部分熱量被切屑帶走，所以CA6140在加工過程中一般可以不使用切削液。（5）、在一般情況下，這種機床多用于粗加工和半精加工。2.3CA6140車床的傳動系統分析CA6140車床的傳動西統，由主運動傳動系統、車螺紋進給傳動系統組成，見圖3。圖3CA6140車床主運動傳動系統圖一、主運動傳動系統1.傳動路線表達式寫傳動路線表達式的方法是“抓兩頭帶中間”，即將首件通過中間傳動件將末端件聯系起來，對于CA6140型臥式車床主運動傳動鏈來說，即從主電動機經Φ130mm帶輪帶動Φ230mm帶輪，從而帶動Ⅰ軸，Ⅰ軸上有雙摩擦離合器M1，M1向左結合，左邊的z51、z56雙聯齒輪與Ⅰ軸一起轉動，通過兩對傳動副「，」傳動Ⅱ軸實現主軸正轉。M向右結合，由z50與Ⅰ軸一起轉動，z50通過Ⅶ軸z34傳動Ⅱ軸上的z30實現主軸反轉。M1處于中間，則Ⅰ軸空轉，即不傳動左邊的z51和z56，也不傳動右邊的z50，Ⅱ軸的運動通過Ⅱ——Ⅲ軸之前的三對傳動副「，，」傳動Ⅲ軸，Ⅲ軸有兩條路線可傳動主軸，即通過Ⅵ軸上的M，M向左滑移至z63與z50嚙合，使得Ⅲ軸通過﹝，﹞直接傳動主軸Ⅵ軸，實現主軸高速轉動，即為450～1400r/min;若M向右結合，Ⅲ軸通過﹙，﹚傳動Ⅳ軸，Ⅳ軸通過﹝，﹞傳動Ⅴ軸，Ⅴ軸通過傳動Ⅵ軸（主軸）二、車螺紋進給傳動系統CA6140型臥式車床的螺紋進給傳動系統可車削米制，模數制，英制和徑節制4種標準螺紋，另外還可以加工大導程螺紋，非標準螺紋及較精密螺紋以及右旋，左旋螺紋。車制螺紋時，刀架通過車螺紋傳動鏈得到運動，兩端件——主軸，刀架之間必須保持嚴格的運動關系，即主軸每轉一周，刀具移動一個被加工螺紋的導程L。車螺紋傳動鏈運動平衡式為：=L式中U為主軸至絲杠間全部傳動機構的總傳動比；L絲為機床絲杠的導程，CA6140型車床的絲杠導程L絲=12mm；L為工件螺紋的導程（mm）。三、縱向、橫向進給機構車削內、外圓柱表面時，可使用機動的縱向進給車削端面時，可使用機動的橫向進給。為了減少絲杠的摩孫和便于操作，保證螺紋傳動鏈的精度，機動進給傳動鏈不用絲杠及開合螺母傳動。機動進給是由光杠XIX經溜板箱傳動。從主軸VI至進給箱軸XVII上滑移齒輪Z28處于左位，使脫開，從而切斷進給箱與絲杠的聯系。運動由齒輪副及聯軸節傳至光杠XIX，再由光杠通過溜板箱中的傳動機構，分別傳至齒輪齒條機構或橫向進給絲杠XXVII，使刀架做縱向或橫向機動進給。溜板箱內的雙向齒式離合器及分別用于縱、橫向機動進給運動的接通、斷開及控制進給方向。CA6140型臥式車床可以通過4種不同的傳動路線來實現機動進給運動，從而獲得縱向和橫向進給量各64種。以同樣傳動路線傳動時，橫向進給量為縱向進給量的一半。1.縱向機動進給量(32種2.橫向機動進給量(64種橫向機動進給量為縱向機動進給量的一半。四、刀架的快速移動在CA6140車床上加工零件時，為了縮短輔助時間，提高生產效率：刀架可實現機動縱向、橫向快速移動。按下快速移動按鈕（點動控制），快速電機（0.25kw，2800rpm）經齒輪副13/29使軸XX高速轉動，再經蝸桿副4/29及溜板箱內的轉換機構，使刀架實現縱向或橫向的快速移動，快速移動的方向由溜板箱內的雙向離合器M8及M9控制。3、縱向進給系統的設計縱向（Z軸）進給系統改造縱向進給傳動系統的改造如圖2所示。縱向步進電機1通過一對減速齒輪2把動力傳遞給縱向滾珠絲杠3，再由滾珠絲杠螺母副拖動工作臺4做往復移動。原車床的進給箱保留，滾珠絲杠左端仍然采用原固定支承結構，支撐軸6通過套筒聯軸器5與滾珠絲杠相連，這種聯軸器用2個互相垂直的錐銷將支撐軸與絲杠聯接起來，結構簡單，徑向尺寸小，可防止被連接軸的位移和偏斜帶來的裝配困難和附加應力。如圖3所示，滾珠絲杠右端仍利用原有的滑動軸承支承座4，通過一對深溝球軸承1實現徑向支承，絲杠左端通過一對圓螺母（圖中未畫出）實現滾珠絲杠的預拉伸和鎖緊。因此縱向滾珠絲杠的支承形式為一端固定，一端浮動，三點支承。滾珠絲杠采用雙螺母螺紋預緊方式消除絲杠和螺母間的間隙，調整方便。步進電機通過消隙齒輪2減速，減速器輸出軸用套筒聯軸器6與絲杠3（見圖2）聯接，固定銷3防止減速器轉動。圖2縱向進給系統圖1.縱向步進電機2.減速齒輪3.縱向滾珠絲杠4.工作臺5.套筒聯軸器6.支撐軸圖3縱向步進電機裝配圖1.深溝球軸承2.消隙齒輪3.固定銷4.滑動軸承支承座5.圓螺母6.套筒聯軸器滾珠絲杠3（見圖2）仍安裝在原滑動絲杠的空間位置，其螺母副通過支架1（見圖4）安裝在床鞍的底部，如圖4所示。支架做成可移動的形式方便裝配，絲杠位置調整好后，由螺釘擰緊。圖4縱向滾珠絲杠裝配圖1．支架2.絲杠托架3.縱向滾珠絲杠4.絲杠防護罩5.大拖板6.過渡板縱向進給系統主要分為切削力的計算、滾珠絲杠副的選擇、減速齒輪的設計、步進電機的確定等。操作步驟為：拆除原CA6140車床的傳動機構（進給箱、溜板箱、傳動絲杠、光杠、操作絲杠），利用原機床進給箱的安裝孔和銷釘孔，安裝步進電機減速箱體，滾珠絲杠仍安裝在原絲杠的位置，兩端仍采用原固定方式（一端固定、一端浮動）。由于滾珠絲杠的摩擦系數小于原絲杠，所以縱向進給機構整體剛性優于從前，所以采用一級齒輪減速裝置。已知條件，如表2：表2已知條件最大工件直徑/mm最大工件長度/mm溜板及刀架重量/mm刀架快移速度m/min最大進給速度m/min定位精度mm主電動機功率/kw起動加速時間/ms滾珠絲杠導程/mm床身上床鞍上1000縱向橫向縱向橫向縱向橫向縱向橫向4002108006002.41.20.5025±0.0157.53065根據機床精度要求選擇脈沖當量，縱向：0.01mm/步，橫向為縱向的一半，即0.005mm/步。一、切削力的計算車床的主電動機最大切削功率P=PηK式中P——主電動機功率，CA6140車床P=7.5KWη——主傳動系統效率，一般為0.6～0.7，取η=0.65K——進給系統功率總效率取K=0.96∴P=7.5×0.65×0.96=4.68KW又∵切削力P=式中F——主切削力（N）V——最大切削速度（m/min）。按用硬質合金刀具半精車剛件的速度V=100m/min在外圓車削中：F=（0.15～0.7）F=2808×0.6=1684.8NF=（0.1～0.6）F=2808×0.5=1404N二、滾珠絲杠副的設計及選型1、滾珠絲杠副的工作原理及特點在數控機床進給系統中一般采用滾珠絲杠副來改善摩擦特性。滾珠絲杠副是一種在絲杠與螺母間裝有滾珠作為中間元件的絲杠副，其結構原理如圖4所示。為防止滾珠在工作過程中從螺母兩端掉出，在螺母的螺紋滾道4上裝有擋滾珠器2（又叫回珠器或反向器）。回路管道5將滾珠3引回，構成滾珠連續工作的循環通道。圖4滾珠絲杠副1-壓塊2-擋珠器3-滾珠4-螺紋滾道5-回路管道6-螺母7-絲杠（1）、滾珠絲杠副具有如下優點：①、傳動效率高：滾珠摩擦的摩擦損失小，傳動效率η=0.92～0.94，是普通滑動絲杠的34倍（η=0.20～0.40）。②、摩擦力小：因靜、動摩擦因數小，因而傳動靈敏、運動平穩、低速不易爬行、隨動精度和定位精度高。③、可預緊：經預緊后可消除軸向間隙。有助于定位精度和剛度提高，既使反向也沒有空行程，反向定位精度高，且傳動平穩。④有可逆性：因摩擦因數小，所以不僅可將旋轉成直線運動，也可將直線運動轉換為旋轉運動，絲杠可螺母既可作為主動件，也可作為從動件。⑤、使用壽命長：滾珠絲杠副采用優質合金鋼制成，去滾道表面淬火硬度達60-60HRC，表面粗糙度值小，而且是滾動摩擦，故磨損很小、使用壽命長。因為滾珠絲杠副具有這些優點，所以進給系統我選擇滾珠絲杠副（2）、滾珠絲杠副的缺點是：①、制造工藝復雜，成本高：滾珠絲杠、螺母、反向器等零件的加工精度和表面粗糙要求高，故制造成本高。如絲杠螺母上的螺旋槽滾道一般都要求削成形表面，工藝復雜。②、不能實現自鎖：由于起摩擦因數小而不能自鎖，特別是垂直（立式）絲杠，由于自重和慣性或因突然停斷電而容易造成主軸箱等下滑，所以需要添加制動裝置。2、滾珠絲杠副的循環方式常用的循環方式有外循環和內循環兩大類，滾珠在循環過程中有時與絲杠脫離接觸的稱為外循環：始終與絲杠保持接觸的稱為內循環。3、滾珠絲杠的安裝為提高傳動剛度，選擇合理的支承結構并正確安裝很重要。滾珠絲杠主要承受向載荷，徑向載荷主要是臥式絲杠的自重，因此滾珠絲杠的軸向精度和剛度要求較高。在安裝時，應注意調整絲杠間隙，可用百分表測出具體的間隙所在。4、珠絲杠副的選用滾珠絲杠副的選擇主要是工件負載必小于滾珠絲杠的額定動負載Cm(N即必須滿足C。5、滾珠絲杠的承載能力的計算選擇縱向進給為綜合導軌，計算絲杠的最大軸向進給切削里Fm又因為Fm=KFf+f’(Fc+w式中Ff、Fp、Fc——切削分力（N）K——顛覆里矩影響取K=1.15F’——導軌上的摩擦因數取f’=0.16W——移動部件的重量（N）代入式中：Fm=kFf+f’(fc+w=1.15×1684.8+0.16×(2808+800=2514.8N（1）、壽命L最大切削里F的進給速度Vs可取最高進給速度的1/2——1/5（取為1/2），縱向最大進給速度為0.6m/min,絲杠導程Lo=6mm，則絲杠轉速為：n=絲杠使用壽命時間一般為15000h，則絲杠的計算壽命L為L=（2）、載荷Cm當量動載荷Cm選用滾珠絲杠直徑do時，必須保證絲杠工作時，在一定的軸向載荷作用下，絲杠在運轉10轉后，在它的滾珠上下產生疲勞點濁現象。這個軸向負載的最大值Cm，即為滾珠絲杠桿副所能承受的最大當量動載荷Cm式中：——運轉系數——精度系數∴==14908.11N根據C的原則，查《機械設計手冊》化學出版社出版，第三章第3卷，（P12-21）選取滾軸絲桿的型號為：CMD4006-2.5E左，坐標直徑為40mm，即外循環，齒差調隙式，一圈2.5列。滾珠直徑為39.69mm，導程為6mm，摩擦級選用5級，螺紋升角r=arctag（L/d）=arctg（6mm/×40）=arctg0.047=.（3）、傳動功率滾軸絲桿副的傳動功率為：=tgr/tg（r+）==0.94式中：r——絲杠的螺紋升角——摩擦角。滾動絲桿副的滾動摩擦因數f=0.003，摩擦角約等于10′所以=10′（4）、穩定性驗算臨界壓縮載荷，對于受壓的細長的滾軸絲桿，應驗算其承受最大軸向壓縮載荷Fmax時是否會產生縱向彎曲。式中E——絲桿材料彈性量，對綱E=2.06×10N/mL——絲杠兩支承端距離（m），L=1.5m;f——絲杠的支承方式系數，f=2.00f——許用穩定性安全系數，f=3I——絲杠截面慣性矩（m）I===0.001md——絲杠螺紋底徑（m），d=d-1.02d=40-1.02×3.969=36.02mm.∴==2256.75N（5）、剛度驗算滾珠絲杠副的軸向變形會影響進給系統的定位精度及運動平穩性，因此驗算滿載時候的軸向變形量。①、絲杠的拉伸或壓縮變形量在總變形量中占的比重教大式中--滾珠絲杠支撐間的受力長度(mm--滾珠絲杠的導程(mm--在工作載荷作用引起的導程變化量(mm又∵式中--軸向平衡載荷--材料彈性模量鋼=--滾珠絲杠橫截面積A====mm“+”號用于拉伸。由于兩端均采用角接觸球軸承且絲杠又進行了預緊，故其拉壓剛度端固定的絲杠提高四倍。其實際變形為②、滾珠與螺紋接觸變形量此項變形占總變形量的比重也教大，當對絲杠加有預緊力且預緊力為軸向最大載荷的1/3時，之值可減少一半，又∵式中——軸向工作載荷（N）——預緊力——滾珠直徑——滾珠數量其為圈數K列數Z每圈螺紋滾道內的滾珠數外循環Z=d——滾珠絲杠公稱直徑=據上所訴，實際變形量為:=0.009③、支撐滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形支撐滾珠絲杠的軸承為8107型推力軸承，幾何參數d=35mm，滾球直徑滾動體數量=18軸承的軸向接觸變形為：mm因施加預緊力，故實際變形量mm注意單位為k∴總變形量=++=0.0044++0041+0.003758=0.012258又有前面已知條件可得：0.012258mm＜0.015mm的定位精度。符合要求。6、減速齒輪的設計根據機床設計的要求，縱向進給脈沖當量為0.01mm，滾珠絲杠導程L=6mm，及初選的步進電動機的步距角0.75，傳動比為因為I<5,故可為一級齒輪傳動。I==因進給運動齒輪受力不大。根據《機械設計基礎》選取第一系列中的模樹m=2壓力角=20∴d=M×z=2×32=64mm分度圓直徑：=+2=m(+2=2(32+21=68mm=+2=m(+2=2(40+21=84㎜齒頂高系數，我國標準規定：m≥1㎜時，正常齒制=1齒根圓徑=-=m(-2-2=2(322-20.25=59=-=m(-2-2=2(402-20.25=75.頂隙系數我國標準規定：≥1mm時，正常齒制=0.25齒寬b=為了減小加工量，也為了裝配和調整方便，大齒齒寬應小于齒輪齒寬，取，則取=1所以所以減速齒輪參數為：大小齒輪的材料均為40合金鋼，考慮到對傳動要求和制造方便采用直齒傳動從動齒輪齒輪錯齒輪法消除和間隙，熱處理采用調壓處理，小齒輪硬度，大齒輪：硬度三、步進電動機的選擇1、計算負載慣量的意義慣量匹配條件：慣量匹配是指進給系統負載慣量與伺服電動機轉子慣量相匹配。條件是：1〈〈4式中：——伺服電動機轉子的轉動慣量（）可有伺服電動機技術手冊查出。J——負載慣量（），即進給系統（傳動軸、齒輪、工作臺等）折算到伺服電動機上全部負載轉動慣量。2、負載慣量的計算參考同類型機床，初步選用反應式步進電動機150BF002，其電動機轉動慣量=10。傳動系統折算到步進電動機軸上的等效轉動慣量為：（1）、齒數Z、Z折算到步進電動機軸上的轉動慣量為：（2）、絲杠折算到步進電動機軸上的轉動慣量從表查得1m的絲杠的=15.45∴J=15.45×1.5=23.175（3）、等效轉動慣量為J=J+=3.21+(=22.5313、負載轉矩計算及最大靜轉矩的選擇機床在不同的共況下，其所需轉矩不同，（1）、快速空載起動時所需轉矩是：將已知數據代入，=500r/min考慮了電動機轉子的轉動慣量以后，傳動系統折算的電動機軸上的總轉動慣量J=J+J=10+22.531=32.531M×=567.77N折算到電動機軸上的摩擦力矩=55.15N.cm附加摩擦力矩=3.259N.cm則M=M+M+M=567.77N.cm+55.15N.cm+3.259N.cm=626.179N.cm（2）、快速移動時所需力矩MM=M+M=55.15N.cm+3.259N.cm=58.409N.cm（3）、最大切削負載時所需力矩M=M+M+=55.15N.cm+3.259N.cm+134.14N.cm=192.549N.cm從上面計算看出M、M、M三種情況下，以快速空載起動時所需轉矩最大，以此項作為初選步進電動機的依據。查資料得，步進電機為五項十帕時，步進電動機最大靜轉矩=按次最大靜力矩，150BF002型步進電機最大靜轉距為13.72大于所需最大靜力矩，可作為出選型號。但還得考慮電機起動頻率特性和運行矩頻特性。步進電機的空載起動頻率：150BF002型反應式步進電動機允許的最高空載啟動頻率為2800，允許的最高空載運行頻率為8000。由圖5步進電動機起動矩頻特性可看出，當步進電動機起動時，f起=2500HZ時，M=100N·㎝，遠遠不能滿足此機床所要求的空載起動力矩（633.84N·㎝），直接使用會產生失步現象，所以必須采取升降速控制（可用軟件實現），將起動頻率降到1000HZ時，起動扭矩可增高到588N·㎝，然后在電路上再采用高低壓驅動電路，可將步進電動機輸出轉矩擴大一倍左右。圖5150BF002步進電機起動矩頻特性a起動矩頻特性b運行矩頻特性當快速運動和切削進給時，由150BF002步進電機起動矩頻特性圖18（b）知該電動機能滿足要求，根據上述計算綜合分析，縱向進給系統采用150BFOO2步進電動機能滿足要求。設計心得課程設計這一個星期來收獲頗豐，課程設計讓我對書本上的知識有了更深的理解，也讓我把書本上學到的知識更好的應用到實際上來。這些對于我以后的工作或學習都會起到很大的促進作用！一周的課程設計結束了，在這次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培養了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設計過程中，與同學分工設計，和同學們相互探