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片调隙式。
(2) 滚珠丝杠的设计计算
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的方法，其结构型式有垫片调隙式、螺纹调隙式和齿差调隙式。在这次的设计中采用垫
滚珠丝杠副已经标准化。因此只需选择合适的型号即可。 滚珠丝杠的负荷包括粉料的重力及摩擦引起的阻力。 1)经查表和前述计算可以的出如下参数：
查表得，使用寿命 T=15000h,初选丝杠螺距 t=4mm,且已经知道缸体下降的最大的下降速度是
Vmax=0.8mm/min=0.048m/min
所以丝杠转速 n?1000vmaxt?1000?0.0484?12rmin 取丝杠转速n=12r/min
所以L?60?12?15000106?10.8转 2)额定动载荷
设计其精度为3级，可靠性为90%
1则由C`am?fwF(60nLn)3/100fafc
其中可查出精度系数fa=1，可靠性系数fc=1，荷性质系数fw=1.2，且已知F=1572N,Lh=15000,n=12r/min。
`上述数据代入公式后，可得Cam?1.2?1572?(60?12?15000)/1000?1?1?4169.7N 查表（机械设计手册），取滚珠丝杠的直径d0=32,选用滚珠丝杠螺母副型号为3206-3,其额定负荷为6766N,足够用。
3) 传动效率计算
将公称直径d0=32mm导程Ph=4mm，代入
??tg?tg(???)?tg2.27tg(2.27?10)?0.93
式中,γ-丝杠螺纹升角,φ-摩擦角 4) 刚度检验
φ=10＇
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滚珠丝杠受工作负荷P引起的导程L0的变化量
6222其中FN=1574，L=0.4cm，E?20.6?10N/cm，A??R?8.04cm
所以
?L?FNLEA?1574?0.420.6?10?8.086?3.8?10?6cm
丝杠因受扭矩引起的导程变化量很小，可忽略 所以导程总误差
?2?a`?am?63?61.22.5?0.72
查表知6级精度的丝杠允许误差13μm,（中国机械设计手册卷4）故刚度足够。所选丝杠符合要求。 3.2.3 蜗轮蜗杆的计算
由
公
传动比?360?脉冲当量/步距角?导程式：，其中脉冲当量?P?0.001,步
距角为1.8，导程为4mm
所以有 i?360??p(1.8?4)?360??0.001(1.8?4)?0.05
在传动过程中蜗杆为主动，传动比为i=20。考虑到蜗杆传递的功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢经调质处理，硬度220-300HBS。蜗轮用铸造锡青铜。
单头蜗杆传动的传动比大，但传递的效率较低，应增加蜗杆的头数。但蜗杆头数太多，又给加工带来困难，在这里取蜗杆的头数错误！未找到引用源。，分度圆直径d1=22.4mm，蜗杆的轴面模数m=2.5。
蜗杆导程角γ由式错误！未找到引用源。 计算得γ=12.58°
o蜗杆轴向齿形角??20
则蜗轮的齿数为： 错误！未找到引用源。
蜗轮的分度圆直径为错误！未找到引用源。
根据实际需要，中心距a?d1?d2/2?61.2，取a`?63mm为了配凑中心距，采用变位蜗杆传动。
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由式 错误！未找到引用源。 计算得蜗轮变位系数为
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63?61.22.5?0.72
4 电气部分设计
4.1 本设计的控制系统总体设计
成型机的控制系统是一个以计算机为核心，控制激光在粉末表面选区烧结，由机械电气实现烧结区逐层叠加的一个系统。它由工控机、激光系统、运动部件、辅助部件等
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组成。
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工控机除具备普通计算机的功能外，还具有抗电磁干扰、抗尘、抗震、长时间工作可靠等特点，它担负着控制激光器将计算机图形文件转为粉末表面的扫描图形、控制各运动部件等工作。
激光器采用的是10.6um二氧化碳射频激光器，安装于成型室上部，功率控制信号是由计算机内部的扫描器控制卡提供。
扫描器（或称为振镜）是将固定的激光束转为动态扫描线的装置，其原理是由两面振镜沿其转轴转动使入射激光发生组合偏转，它位于成型室上部，正对成型缸。
每个振镜的转动位置也是由计算机通过其内部的扫描器控制卡控制振镜伺服电机而实现的。将激光焦点汇聚于成型面是采用前聚焦方式，为解决球差，采用了动态聚焦，具体光程是：激光器→合束镜→第一反射镜→第二反射镜→动态聚焦系统（扩束聚焦系统）→振镜→窗口镜→成型面。
铺粉装置含有四台步进电机，计算机通过其内部的专用控制卡对各步进电机驱动器
进行控制，其中两台用于料缸和成型缸活塞的上下运动，第三台用于带动铺粉小车水平运动，第四台用于铺粉小车的铺粉辊转动。电机驱动器配有专用电源，为检测、限制各部件的运动，系统对前三台电机控制的运动部件各安装了两个检测开关。
为保证烧结条件，通过计算机可设定激光功率和原料加热温度。系统中还包括照明、
通风、激光指示光等辅助装置。各部件的供电控制是由计算机AFS界面内的控制按钮控制的。其中，激光器键必须在冷却器和扫描器同时被打开时才能有效。设备刚启动时工作状态灯全亮表示处于预工作状态。当激光器、冷却器、扫描器、电机、通风五键均打开，工作状态灯为绿，表示处于正常工作状态，加工完毕设备自动关机，绿灯闪亮，红灯灭表示加工完成，当加热装置因意外失控而超温时，系统会自动切断总电源。
零件加工完毕，设备除工控机外可实现自动关机。
当系统出现异常，可按下键盘板上方的红色蘑菇头应急按钮，系统将全部断电。
4.2 步进电机的简介
步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用于各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在国民经济的各个领域都有着重要的应用。
上个世纪就出现了步进电动机，它是一种可以自由回转的电磁铁，动作原理和今天
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的反应式步进电机没有什么大的区别，也是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。在上个世纪初，造船工艺发展很快，同时也使得步进电机的技术得到了长足的进步。到了八十年代后，由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现，步进电机的控制方式更加灵活多样。原来的步进电机消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改变控制方案就一定要重新设计电路。计算机则通过软件来控制步进电机，更好的挖掘出电机的潜力。因此，用计算机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势，也符合工业现代化的发展趋势。
步进电机和普通电机的不同之处是步进电机受脉冲信号的控制而改变起停、运动快慢等。步进电机通过环形分配器和功率放大器使励磁绕组按照顺序轮流接通直流电源，在空间形成一种阶跃变化的旋转磁场，使转子步进式的转动，电机的转动与否由脉冲的接通与否相关，电机转动的快慢与脉冲频率的高低相对应，转子旋转方向的改变由脉冲方向的改变来实现。当然，步进电机的旋转同时还与相数、分配数、转子齿数有关。
现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机、电磁式步进电机、混合式步进电机和单相式步进电机等。其中反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。反应式步进电机的应用十分的广泛。
感应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。感应子式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。一个四相电机可以作四相运行，也可以作二相运行（必须采用双极电压驱动），而反应式电机则不能如此。例如：四相，八相运行（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八拍运行方式。不难发现其条件为一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致，小功率电机一般直接接为二相，而功率大一点的电机，为了方便使用，灵活改变电机的动态特点，往往将其外部接线为八根引线（四相），这样使用时，既可以作四相电机使用，可以作二相电机绕组串联或并联使用。在激光选择快速成型机的设计中，选择感应子式步进电机。 4.2.1 感应子式步进电机
感应子式步进电机以相数可分为 ：二相电机、三相电机、四相电机、五相电机等。以机座号（电机外径）可分为：42BYG(BYG为感应子式步进电机代号）、57BYG、86BYG、110BYG、（国际标准），而像70BYG、90BYG、130BYG等均为国内标准。