第5章 进给传动系统的设计 P0.01??1000pr i?1?10?53、负载转矩计算
故：I?实际机床上，由于存在传动效率和摩擦系数因素，滚珠丝杠克服外部载荷P作等速运动所需力矩T1。
由《加工中心设计与应用》知负载转矩T1：
T11?(KFa0L0?PLo?TZb)
2?2??Z2 式中：T1——等速运动时的驱动力矩（N.mm）
KFa0L02?——双螺母滚珠丝杠的预紧力矩
其中：K——滚珠丝杠预紧力矩系数0.1~0.2，取0.2。
F——预紧力，F11ao?FBmax?3?8455.4?2818.5Na03
L0——丝杠导程 ，
L0=10mm
则：KFa0L02??0.2?2818.5?102??897.6N?mm PL 2??——克服轴向外载荷所需的力矩
其中： P——加在丝杠轴向的外载荷，取最大为2720N ?1——滚珠丝杠的正效率 0.90~0.95，取?1=0.95
则：PL2720?102???2??0.95?4556N?mm
Tb——起动力矩，由《加工中心设计与应用》表6-8查得：Tb?20N?cm?200N?mm
Z1Z?12
所以：
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(5-21)
第5章 进给传动系统的设计 T1?(KFa0L0PLoZ??Tb)1?(897.6?4556?200)?1?5653.6N?mm?5.65N?m2?2??Z2由《机电一体化设计手册》表1.2-30选择北京机床研究所最新开发，为驱动机床伺服机构而专门设计的FANUC—BESK系列直流伺服电动机B8型伺服电机
其参数为：
输出功率P?0.9kW 额定转矩Ts?5.9N?m
最大转矩Tmax?53N?m 最高转速nmax?2000r/min 4、惯量匹配计算 通常在电动机惯量
Jm与负载惯量JL（折算至电机机轴)之间。
推荐下列匹配关系：
1?Jm/JL?14 (5-22)
1）联轴器的转动惯量J1
根据丝杠轴部直径,选d=22mm,D=90mm的弹性膜片联轴器JM I 1 由《机械设计手册》表6-2-31，查得：
J1?7kg?cm2?0.007kgf?cm?s2
2）丝杠折算到电机轴上的转动惯量J2
参数d0?40mm，Ph?10mm 长度1000mm 由《机床设计手册-3》表6.6-28查得：
2kgf?cm?s转动惯量为0.01518
2J?0.01518?1?0.01518kgf?cm?s2故
3）工作台的转动惯量
由《机床设计手册-3》表6.6-29， 可知100kg的工作台折算到丝杠上的转动惯量为：
Ph?10mm的
J3?0.01651?0.1?0.001651kgf?cm?s2
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第5章 进给传动系统的设计 4）传动系统折算到电机轴上的总转动惯量
JL?J1?J2?J3?0.007?0.01518?0.001651?0.023831kgf?cm?s2 (5-23) 5）电机的转动惯量
Jm
由《加工中心设计与应用》查得：
Jm?0.045kgf?cm?s2
6）惯量匹配计算：
JL0.0238311??0.53?JL/Jm?0.53?1Jm0.045 即：4
符合惯量匹配关系.
5、伺服电机的加减速能力校核
快速移动加速时其最大转矩下按下列公式计算:
T?nm2?nm(Jm?JL)?JL60ta (5-24)
式中：
——快速移动时的电机转速nm?1500r/min
ta——加减速时间
ta?3ks
ks——系统开环增益 常取8~25 一般取ks?20 现取ks?20
ta?3?0.15s20
则：
JL——负载惯量 JL?0.0123kgf93?cm?s2
Jm2J?0.045kgf?cm?sm——电机惯量
2???1500T???0.045?0.023831??10?1?0.023831?7.228?Tmax?53N.m60?0.15则：
所以所选伺服电机满足要求。
5.4.3 Y向和Z向伺服电机的选择
选择方法同X向伺服电机的选择，选择同一款伺服电机。
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第5章 进给传动系统的设计 5.5 丝杠上轴承的校核
校核受力最大时轴承的寿命
FAmax?2720?2?1360N，FRmax?1200?4?300N 1、计算当量载荷
FP?XFR?YFA (5-25)
其中：FR——轴承所受径向载荷； FA——轴承所受轴向载荷； X——径向载荷系数； Y——轴向载荷系数；
由FA1360??4.5?e?1.14，查《机械设计手册》单行本 表6-2-58得： FR300X?0.57，Y?0.93
.8N 所以：FP?XFR?YFA?0.57?300?0.93?1360?14352、轴承寿命计算
Cr=33.2KN；7206B/DF角接触球轴承??3，查《机械设计手册》单行本中 表
6-2-11取温度系数fT?1.0；查表6-2-10，取载荷性质系数fP?1.1。 由公式：
Lh10106fTC1061?332003?()??()?103207.6h?12年60nfPFP60?15001.1?1435.8 (5-26)
该类型轴承适合。
5.6 联轴器的选择
联轴器是机械传动系统中的重要组成部分，用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。广泛的应用于冶金、化工、机械、车船、电子、飞机等工业部门。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。
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第5章 进给传动系统的设计 联轴器的选择原则：
选择联轴器时，应根据系统的载荷性质，轴的转速，两被连接轴的轴线位置偏差，传动精度等选择联轴器型号。根据被连接轴的直径，转速和传递扭矩选择联轴器的型号和结构尺寸。具体选择时应考虑以下几点：
1、原动机和工作机的机械性能 原动机的类型不同，其输出的功率和转速，有的平稳恒定，而有的却是波动的。而各种工作机的载荷性质差异更大，有的平稳，有的有冲击或震动。这将直接影响联轴器的类型的选择，是选型的首要依据之一。对于载荷平稳的，可选用刚性联轴器，否则选用弹性联轴器。
2、联轴器联接的轴系及其运动情况 对于联接轴系质量大，转动惯量大。而又经常启动、反转或变速的，应考虑选用承受较大瞬时载荷并能缓冲吸振的弹性联轴器。
3、工作机的转速高低 对于需要高速运转的联轴器联接，应考虑选择联轴器的结构具有高平稳精度的特性。其中膜片联轴器对高速适应性较好。
4、联轴器的队中和队中保持特性 保持良好的队中是使运转正常的前提，防止产生过大附加载荷及其他不良工况。
5、联轴器的结构及工作特性 联轴器的外形尺寸、安装、拆卸所需的空间大小和难易程度以及对维护的要求等都应与联接机组的具体配置位置和要求相适应。
6、联轴器的可靠性，使用寿命和工作黄金 对于要求运转可靠，不允许运转工作临时中断的传动，最好选用不许润滑，无非金属弹性元件的联轴器。有灰尘、潮湿的环境，应用有罩壳的联轴器。
7、联轴器的制造、安装和维护的成本 在满足使用要求的条件下，应使选择的联轴器成本低，不需维护以降低维修费用。
综合考虑联轴器的选用原则，联系具体情况，立式加工中心丝杠与伺服电机的联轴器选用弹性膜片联轴器。
膜片联轴器是靠膜片的弹性变形来补偿所联接两轴相对位置的偏差，是一种高性能的弹性元件挠性联轴器，不用润滑，结构较紧凑，强度高，使用寿命长，无旋转间隙，不受湿度和油污的影响，适用于高温、高热、高腐蚀介质的工况环境。
选择型号为JMI 1型弹性膜片联轴器。
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