(整理)伺服电机选型-X轴电机.

2.1 机械部分改造的技术要求

对于机床的数控化改造，机械部分改造的技术要求如下：

1、齿轮副

一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度，数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。在结构上要能达到无间隙传动，因而改造时，机床主要齿轮必须满足数控机床的要求，以保证机床加工精度。

2、安全防护

机床改造必须以安全为前提。在机床改造中要根据实际情况采取相应的措施，切不可忽视。滚珠丝杠副是精密元件，工作时要严防灰尘特别是切屑及硬砂粒进入滚道。在纵向丝杠上也可加整体铁板防护罩。大拖板与滑动导轨接触的两端面要密封好，绝对防止硬质颗粒状的异物进入滑动面损伤导轨。

机械图：

改造后的机床基本参数：

X轴方向工作台的重量为360Kg

Y轴方向工作台的重量为560Kg

Z轴方向工作台的重量为760Kg

所能加工最大工件重量为450Kg

W x (360+450=810 Kg)

W y (810+200=1010Kg)

W z (1010+200=1210 Kg)

滚珠丝杠长度确定

滚珠丝杠按要求有效行程为630mm

设计后丝杠总长为1200mm

工作台最高移动速度V

max = 6（m/min）

主轴电机功率P=7.5KW 额定转速N=1440（r/min）

定位精度：

最大行程内行程误差=0.035mm

失位量=0.045mm

滚珠丝杠的支持方式为（固定----支持）

滚珠丝杠的选择

设工作台快移速度为V max =6m/min

伺服电机转速N max =3000r/min

2mm

3000

6000 N V P max

max

h ==≥ 式中，P h ——丝杠导程

此处为了安全考虑P h 取8mm

X 轴进给系统的设计计算

切削力计算

最大切削功率

ηP P Q =

式中，P Q ——主电动机功率

η——主传动系统的总效率，一般为0.7~0.85，这里取η=0.8

6K g

8.05.7 P P Q =⨯==η

切削功率应在各种加工情况下经常遇到的最大切削力（或转矩）和最大切削速度（或转矩）来计算，即

P Q = F c V10-3 / 60

式中，F c ——主切削力

V ——最大切削线速度。

n

135.6mm/mi 1000

1440303.14 1000

dn

V =⨯⨯==π 按用硬质合金刀具半精铣钢件时的速度取v=100mm/min

3600N

1010060

6F 3c =⨯⨯=-

在一般外圆铣削时

C z

C x

C y

0.7F F 0.65)F ~(0.15F F 55.0~1.0F ===）（2520N

36000.7F 1980N 36000.55F 2340N 36000.65F z y x =⨯==⨯=

=⨯=

式中，F x ——纵向切削力

F y ——横向切削力

F Z ——垂直方向切削力

纵向导轨为燕尾形导轨

纵向进给切削力

3798.9N

)7938(25200.0523401.4 )

W F 2(F f'KF F x y z x m =+⨯+⨯=+++=

式中，K ——考虑颠覆力矩影响的试验系数，K=1.4。

f’ ——导轨上的摩擦因数，取f’=0.05

W x ——纵向工作台+工件重量

滚珠丝杠平均转速的计算

最大切削力的进给速度V S （r/min ）

，可取最高进给速度的1/2~1/3（取为1/2），丝杠导程为Ph 则滚珠丝杆平均转速为

333r/min

8

3

81000 P V 1000N h

s =⨯

== 滚珠丝杠寿命的计算

丝杠寿命取t=20000h(2班制10h)则丝杠计算寿命

399.6

102000033360 1060NT

L 6

6

=⨯⨯== 则滚珠丝杠副承受最大当量动载荷

N

88.33551 7.361.23798.9 L

f F C 3w m m =⨯⨯=⨯⨯=

试着选取滚珠丝杠

试选取的滚珠丝杠型号CMD4008—5，此类型的滚珠丝杠公称直径d 0=40mm,导程P h =6mm,钢球直径Dw=4.763mm,丝杠外径d=39.5,螺纹底径d 1=34.2，其额定动载荷为37063N ，强度足够，钢球循环系列数为1x2.5x2。 校核

滚珠丝杠副刚度的验算，主要是验算丝杠的拉伸或压缩变形量δ1、滚珠与 螺纹滚道接触变形量δ2和支承滚珠丝杠轴承的轴向接触变形δ3之和应不大于机床精度所允许变形量的1/2。否则，应考虑选用大直径的滚珠丝杠副。滚珠丝杠的变形量计算步骤如下：

（1） 丝杠的拉伸或压缩变形量

mm 1049.11 102.1203.1483798.9 EA

FmPh Ph 55

2-⨯±=⨯⨯⨯⨯±=±=∆

mm

1072.1 8

12001011.49 P L

P 25-h

h 1-⨯=⨯⨯=∆=δ 式中，∆ P h ——工作负载F m 引起导程P h 的变化量

E ——弹性模量．E=2.1xl05(N ／mm 2)

A ——丝杠横截面积

由于两端均采用角接触球轴承，且丝杠又进行可预紧，故其拉压刚度可比一端固