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ca6140車床數控化改造設計大學畢業論文(編輯修改稿)

2026-07-16 08:42 本頁面

　

【文章內容簡介】知電動機的步距角，脈沖當量，滾珠絲杠導程，代入式算得傳動比（2）主動輪最高轉速由縱向床鞍的最快移動速度，得出主動輪的最高轉速。（3）確定帶的設計功率預選的步進電動機在轉速為時，對應的步進脈沖頻率為。當脈沖頻率為時，電動機的輸出轉矩約為，對應的輸出功率為。取，,代入式，得出.（4）選擇帶型和節距根據帶的設計功率和主動輪最高轉速，選取同步帶的型號為L型節距。（5）確定小帶輪齒數和小帶輪節圓直徑取，則小帶輪節圓直徑。當達到最高轉速時，同步帶速度為，沒有超過L型帶的極限速度。（6）確定大帶輪齒數和大帶輪節圓直徑大帶輪齒數，節圓直徑。（7）初選中心距、帶的節線長度、帶的齒數初選中心距，圓整后取。則帶的節線長度為。查表選取標準節線長度，相應齒數。（8）計算實際中心距實際中心距。（9）校驗帶與小帶輪的的嚙合齒數，嚙合齒數比6大，滿足要求。此處表示取整。（10）計算基準額定功率所選型號同步帶在基準寬度下所允許傳遞的額定功率：，式中表示帶寬為時的許用工作壓力，查表得；表示帶寬為時的單位長度的質量，查表得；表示同步帶的帶速，由上述（5）知。代入式子算得.（11）確定實際所需同步帶寬度，式中表示選定型號的基準寬度，查表得；表示小帶輪嚙合齒數系數，查表得。由上式算得，再根據表選取標準帶寬。（12）帶的工作能力驗算根據式，計算同步帶額定功率的精確值：式中為齒寬系數：。經計算得,而,滿足。因此，帶的工作能力合格。（1）計算加在步進電動機轉軸上的總轉動慣量已知：滾珠絲杠的公稱直徑，總長（帶接桿），導程，材料密度；縱向移動部件總重量；同步帶減速箱大帶輪寬度，節徑，孔徑，輪轂外徑，寬度；小帶輪寬度，節徑，孔徑，輪轂外徑，寬度；傳動比。將上述數據代入公式，可得出：滾珠絲杠的轉動慣量；床鞍折算到絲杠上的轉動慣量；小帶輪的轉動慣量，大帶輪的轉動慣量。在設計減速箱時，初選的縱向步進電動機型號為130BYG5501，查表得該型號電動機轉子的轉動慣量。則加在步進電動機轉軸上的總轉動慣量為：。（2）計算加在步進電動機轉軸上的等效負載轉矩分快速空載起動和承受最大工作負載兩種情況進行計算。1）快速空載啟動時電動機轉軸所承受的負載轉矩由式，可知包括三部分：快速空載起動時折算到電動機轉軸上的最大加速轉矩、移動部件運動時折算到電動機轉軸上的摩擦轉矩、滾珠絲杠預緊后折算到電動機轉軸上的附加摩擦轉矩。因為滾珠絲杠副傳動效率很高，根據式可知，相對于和很小，可以忽略不計。則有：（41）根據式，考慮縱向傳動鏈的總效率，計算快速空載起動時折算到電動機轉軸上的最大加速轉矩：（42）式中表示對應縱向空載最快移動速度的步進電動機最高轉速，單位為；表示步進電動機由靜止到加速至轉速所需的時間，單位為。其中：（43）式中表示縱向空載最快移動速度，任務書指定為；表示縱向步進電動機步距角。為；表示縱向脈沖當量，為。將以上各值帶入式（43），算得。設表示步進電動機由靜止到加速至轉速所需時間，縱向傳動鏈總效率；則由式（42）求得：，由式可知，移動部件運動時，折算到電動機轉軸上的摩擦轉矩為：（44）式中表示導軌的摩擦因數，滑動導軌取；表示垂直方向的工作載荷，空載時取；表示縱向傳動鏈總效率，取。則由式（44）得：，最后由式（41），求得快速空載起動時電動機轉軸所承受的負載轉矩為： (45)2）最大工作負載狀態下電動機轉軸所承受的負載轉矩由式可知，包括三部分：折算到電動機轉軸上的最大工作負載轉矩、移動部件運動時折算到電動機轉軸上的摩擦轉矩、滾珠絲杠預緊后折算到電動機轉軸上的附加摩擦轉矩。相對于和很小，可以忽略不計。則有：（46）其中，折算到電動機轉軸上的最大工作負載轉矩由式計算，本例中在對滾珠絲杠進行計算的時候，已知進給方向的最大工作載荷,則有：再由式計算承受最大工作負載（）情況下，移動部件運動時折算到電動機轉軸上的摩擦轉矩: 最后由式（46），求得最大工作負載狀態下電動機轉軸所承的負載轉矩：（47）經上述計算后，得到加在步進電動機轉軸上的最大等效負載轉矩：（47）（3）步進電動機最大靜轉矩的選定考慮到步進電動機采用的是開環控制，當電網電壓降低時，其輸出轉矩會下降，可能造成丟布，甚至堵轉。因此，根據來選擇步進電動機的最大靜轉矩時，需要考慮安全系數。本例中取安全系數，則步進電動機的最大靜轉矩應滿足：（48）對于前面預選的130BYG5501型步進電動機，查表可知，其最大靜轉矩，可見完全滿足式（48）要求。（4）步進電動機的性能校核1）最大工進速度時電動機輸出轉矩校核任務書給定縱向最快工進速度，脈沖當量，由式求出電動機對應的運行頻率。在此頻率下，電動機的輸出轉矩，遠遠大于最大工作負載轉矩，滿足要求。2）最快空載移動時電動機輸出轉矩校核任務書給定縱向最快空載移動速度，由式，求出電動機對應的運行頻率。查表得，此頻率下，電動機的輸出轉矩，大于快速空載起動時負載轉矩，滿足要求。3）最快空載移動時電動機運行頻率校核最快空載移動速度，對應的電動機運行頻率。查表可知130BYG550的極限運行頻率為，可見沒有超出上限。4）起動頻率的計算已知電動機轉軸上的總轉動慣量，電動機轉子自身的轉動慣量，查表可知電動機轉軸不帶任何負載時最高空載起動頻率。由式，可以求出步進電動機克服慣性負載的起動頻率為：，上式說明，要想保證步進電動機起動時不失步，任何時候的起動頻率都必須小于。實際上，在采用軟件升降頻率時，起動頻率選得很低，通常只有(即)。綜上所述，縱向進給系統選用130BYG550步進電動機，可以滿足要求。分兩種工作情況，分別進行校核。（1）快速空載起動電動機從靜止到加速至，由式（45）可知，同步帶傳遞的負載轉矩，傳遞的功率為。（2）最大工作負載、最快工進速度由式（47）可知，帶需要傳遞的最大工作負載轉矩，任務書

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