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所以选用圆柱直线导轨。这样，在一次切割下料过程中，丝杠传递了运动，同时辅助导轨又同时保证该运动的位置精度。其设计结构示意图如2-8所示。
电机 直线圆柱导柱
滑块
图2-8 升降系统导轨结构
2.2.2 X方向进给运动系统装置布局
X方向进给运动系统装置主要包含：直流伺服电动机驱动与行星减速器配合装置；齿轮与齿条啮合传动；圆柱直线导轨导向装置；消隙机构及调整装置。
(1) 直流伺服电动机驱动与行星减速器配合装置
根据毕业设计任务书指导要求，横向移动速度要求能够实现无级可调，综合步进式电动机，交流伺服电动机，直流伺服电动机特点对比，直流伺服电机拥有更好的运动性能，能更方便快捷地实现无级变速，所以选用直流伺服电动机作为本次设计电动机；对于减速器选择，首先考虑到各类型减速器的性价比，力求性能最优，价格最低，所以选择行星减速器。
(2) 齿轮与齿条啮合传动
此配合为了完成旋转运动到直线运动的转化，同时由于龙门式数控切割机工作距离长，所以相对应的齿条长度也要足够长，这时便出现齿条过长精度不易保持的影响，所以在加工齿条方面应分段加工，从而获得稳定足够的精度。
(3) 直线导向装置——直线圆柱导轨
切割机切割时重要指标为其切割必须能够达到预期的精度等级，这就要对它行进过程中的直线精度有着严格的要求，所以需要直线导向精度较高的导轨，同时作为产品改进，也要充分考虑其经济性，所以综合考虑两点，直线圆柱导轨较符合设计理念，并且还有加工容易，安装简单便捷的次要优势，所以选择直线圆柱导轨作为直线导向装置。
(4) 调整预紧装置
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调整预紧机构 本装置在此次设计中主要完成它对直线圆柱导轨添加预紧力，保证直线圆柱导轨不承受过多外载荷，因此需要通过拧紧螺母，从而锁死机构，
2.3 关键部件参数的确定
本节的主要目的是初步选定电动机的型号与传动部件规格。
2.3.1直流伺服电动机的型号选择
通过对毕业设计任务书与龙门式数控切割机的了解分析，电动机应满足良好的启停，无极调速性能，所以选用直流伺服电动机相对比较适宜，更全面的满足了设计要求。
分析升降台所要完成的进给运动功能，适宜选用小惯量直流电动机，此种电动机是直流电动机发展演变而来，它具有以下特点：
(1) 转动惯量小，转动惯量相当于传统直流电动机的十分之一；
(2) 快速响应性高，电动机整体较小，拥有快速的换向功能，电动机时间常数不足几毫秒；
(3) 结构平衡性好 其转子无键槽，从而满足其能够稳定而均匀的运转作业； (4)过载能力强，最大转矩能够达到额定值的10倍。
由于龙门式数控切割机的工作机理，所以升降台不用设计成能承受很大惯量的结构，通常只要达到克服滑体与丝杠之间的摩擦力。因此选用小惯量直流电动机能满足使用要求的同时也将经济性最大。
在X方向上的传动需要较大转动惯量，同时要达到任务要求的无极调速，所以选用直流伺服电动机驱动来达到以上功能要求。
电动机的初选：通过进给运动机构的负载转矩，分析初定一个较合理的加速转矩假想值，进一步对电动机进行初选。
假设负载转矩为驱动系统加速转矩的两倍，因此假设的常规转矩TM，
（2-1） TM?TL?0.5TL
式中 TL?率；
根据电动机的转速NM，传动机构与负载的转动惯量（JL?和电动机额定转矩的假定值TM同时考虑，进而选定电动机型号。
?32FP2??，P——滑动丝杠的螺距； F——电动机负载；η——传动丝杠的效
?LD4?m(P2?)2）
2.3.2 进给运动系统部件的选定
对于进给运动系统中升降台的传动运动部件，在升降台传动部件中，大体为选择设计滑动丝杠。
对丝杠的选择，包含以下几方面：
(1) 材料上选用性能中性，成本适宜的的45号钢；
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(2) 在选择滑体螺母的材料时，因其工作性质的特殊性，在牙型面与丝杠咬合传动时，会产很大的相对滑动现象，因此应当选用具有良好的耐磨性材料，同时为了降低成本，要选择较便宜的材料，综上考虑，选用铸造铜合金作为滑体螺母的材料。
(3) 选择丝杠工作长度时，只要符合龙门式数控切割机枪体的工作距离即可。 (4) 丝杠公称直径的选择 ，主要依据轴向力，从而计算得出，同时考虑实际生产加工情况。
2.4 运行载荷的确定
本节的主要通过设计计算来确定各传动部件的静载荷与工作载荷。
2.4.1 静载荷的确定
升降台支架：
m1??铁gv滑体 式中m—升降台支架质量，?—材料密度，v—体积
m1?46.305
升降台电机： m2?5.0kg 升降台的滑动丝杠副：
m23??r丝杠h丝杠?钢 式中r—丝杠半径，h—丝杠高度，? —材料密度
m3?0.821kg
升降台圆柱直线型导轨：
m4?2?r2导轨h导轨?钢 m4?1.616kg
其组件质量共计： m5?14kg
M总静??Mi?67.742kg ?70kg 14
2-2）
2-3）
2-4）
（（（东北林业大学毕业论文
2.4.2 工作载荷的确定
通过初估作业时充气压力值大致为1MPa，进一步估算出作业时的载荷； 通过气力学，知充气压力约1Mpa相当于对架体加重了10kg左右的重量。
M总I1?M总静?10kg?80kg
切割机的工况系数查表可知，K=1.05 a=1.0
M总I?KaM总I1?84kg
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3 进给运动系统装置部件设计计算
本章主要内容为详细的设计计算螺母丝杠和齿轮齿条的传动过程，并对其进行结构上的分析。
3.1 进给运动系统装置部件参数设定
本节内容为对进给运动系统装置部件进行设计计算，主要计算包括：螺母丝杠；齿轮齿条两方面。
3.1.1对滑动丝杠副的设计及其计算
(1) 螺旋副的选择
对龙门式数控切割机作业时的实际情况考虑，升降台传动部分功能要求其能够有较高的精确行，同时可以选用传力能力较低螺纹，所以选用梯形螺纹。
(2) 螺旋副的设计计算
依据毕业设计任务书要求，及实际作业情况，初步设计定升降台的运行速度为：0～5000mm/min。
滑动螺旋副材料的许用压强[P]的确定： 初选材：丝杠选用钢；
螺母选用ZCuSn10Zn2为材料。查表15.2—9得知[P]=7～10MPa。
对升降台进行整体初步估值：升降台总体轴向力：
F=mgKα
式中，m—枪架总质量(kg) Ka—工况系数
通过毕业实习，工厂设备记录数据得到：
m?2； Ka?1.05
F?20.58N 查简明机械设计手册知：
丝杠中径公式:
d2??F?[P] （3-1）
式中，?—工作系数，这里取0.8。
?—材料特性，查相应表，主要由丝杠和螺母的材料决定，查表后选择?=2.5
d2?0.812mm
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