河南科技大学毕业设计（论文）
根据速度线图知： 循环时间t=
60=2(s) n此例中，我们设定：加速度时间与减速时间相同，即ta=td,；还有，在伺服系统中，滤波器设定FIL=O的设定中整定时间约为 ts=0．1(s)。由此可推算出加速度时间： ta=td=tm-ts-
60l60?0.2=1.4-0.1-=0.1(s)
V110注：tm为一个周期内运动时间，此例中设定为1．4(s).
恒速时间：tc=tm-ts-ta-td=1.4-0.1-0.1-0.1=1.1(s) (2)计算步骤 ①转速的计算
通过上述结构模型参数，我们可计算出滚珠丝杠转速（Nl）与电机轴转速(NM) 滚珠丝杠转速:Nl=
Vl8==1000(r/min) Ph0.008因采用联轴器与滚珠丝杠直联的方式，则电机轴转速NM=Nl ②滚珠丝杠换算转矩( TL) TL=
?9.8?M.Ph0.006?9.8?700?0.008==0.058（N.m）
2??2???0.9③电机轴换算转动惯量(JM)的计算
在此模型中，电机轴换算转动惯量包含两部分：直线运动部件将其惯量折算成旋转物体的转动惯量与滚珠丝杠、联轴器的转动惯量： 滚珠丝杠：JB=
?32.?.L.DB4=
?32.7.8?103?0.8?0.0284= 3.8?10-4(Kg.m2)
联轴器：Jc=McDc2/8=1.5?0.0482/8=4.3?10-4(Kg.m2) 直线运动的物体将其惯量折算成旋转物体的转动惯量：
0.0082?Ph?2
JL=M.?)=11?10-4(Kg.m2) ?=700?(
2??2??电机轴换算负载转动惯量：
23
河南科技大学毕业设计（论文）
JM=JB+JC+JL=3.8?10-4+4.3?10-4+11?10-4=1.91?10-3(Kg.m2) ④负载运行功率的计算
从模型的运动速度线图可以看出，负载运行功率在该模型中分负载恒速运行功率与负载加减速运行功率。 负载恒速运行功率：
P0=2?NMTL/60=2??500?0.058/60=3.035(W) 负载加减速速运行功率：Pa=(2?60)2NM2
JM/ta=52.36(W) ⑤伺服电机的初步选型 选型的条件：
a、TL≤电机额定转矩。
b、1.3(Po+Pa)≤电机额定输出； c、NM≤电机额定转速；
d、JM≤伺服单元的容许负载转动惯量。
综合上述，所选的伺服电机及伺服单元要同时满足以上四个条件，由此初步选取伺服电机及伺服单元：
伺服电机SGMGH—lAA2A 伺服单元SGDM．1AADA 其技术规格如下：
额定输出：3 KW 额定转速：1500r／min 最高转速：2000r／min 额定转矩：20N·m
瞬间最大转矩：50 N·m 电动机转动惯量：2．81×10-2 Kg·m2 伺服单元容许负载转动惯量：14．05×10-2 Kg·m2 ⑥对初步选型的伺服电机的核算
对初步选型的伺服电机的核算主要从以下三个方面进行： a、所需启动转矩(Tp)的校核 Tp=
2?NM?JM?J?60t?TL= 15.76N·m<50 N·m= 瞬间最大转矩
a其中，式中:J为电动机转动惯量 (Kg·m2) b、所需制动转矩(Ts)的校核
24
河南科技大学毕业设计（论文）
Ts=
2?NM?JM?J?-TL=15.65N·m<50 N·m= 瞬间最大转矩
60tac、转矩有效值( Tms)的校核
T.t?T.t?T.tTms=PaLcsd=3<20N·m =额定转矩
t经以上三方面的校核，可知所选取的伺服电机、伺服单元满足使用要求。 通过上述理论计算校核，我们在设计过程中能选择最合适的产品，避免了因经验方法及类比法造成整台机器设计不足的情况，在一定程度上，提高了机床设计的成功率[13]。
222
25
河南科技大学毕业设计（论文）
结 论
通过本次毕业设计，使我对过去所学知识进行了较为系统的回顾，并且独立地完成了一个数控机床的总体设计，这是我对数控机床有了初步的了解，数控机床与普通机床既有联系又有区别，不仅对数控机床的作用及工作的效率有了一定的了解，而且熟练了三维制图及装配的能力， 三维制图是机床设计的基础，虽然在过程中遇到了不少的困难但通过询问老师和同学，也得以解决，为此也大大加强了我三维制图的能力。
由于技术水平有限，加上时间的仓促，设计中难免存在着一些不足之处，特别是在设计主轴外伸和确定总行程时，由于受到工件孔位置和大小的限制，采用了非标件，请老师给予斧正。
这次的设计感到颇为有收获，使我在过程中无形的总结了不少的宝贵经验，一笔不小的财富，在我的整个设计过程中，正是由于老师们的严谨、求实、细致、认真负责的工作态度和对学生无微不至的关怀，使我在大学里最后一个设计中，使我受益匪浅，也是在综合性最强的一次设计中得到了实践性的锻炼最多的一次，为我以后步入工作岗位打下了坚实的基础。对此，学生对您表示衷心的感谢和深深的敬意。
由于类似的大型课题第一次接触，加之时间、经验、能力有限，组合钻床的结构一定有不少的不足之处，(如机床的零件选取可能没有考虑到实际的经济效益)，还有可能不能应用于实际生产中去，恳请各位老师给予批评指正。因此,在以后的学习和设计中，应该全面的考虑到各个方面，达到实用性和经济性的最佳结合。
26
河南科技大学毕业设计（论文）
参考文献
[1] 杨黎明，杨志勤．机械零部件选用与设计 [M]．国防工业出版社，2007.6 [2] 龚仲华．数控技术[M] ．北京：机械工业出版社，2004.1 [3] 吴宗泽主编. 机械设计实用手册[M]. 化学工业出版社，1998. [4] 韩建海. 数控机床机械结构[J] .华中科技出版社，2007.10,4-5 [5] 机床设计手册.第1、2、3册.北京 ：机械工业出版社, 1986 [6] 蒲良贵.机械设计[M].高等教育出版社，2007.11
[7] 邓力凡，陈光辉．直线运动导轨的一种新的设计方法[J]．机械工程师．1998，
[8] 林述温主编. 机电装备设计[M]. 机械工业出版社，2002. [9] 吴宗泽主编. 机械结构设计准则与实例. 机械工业出版2006.
[10] 万文．经济型数控车床中伺服电机的选择[J]．南昌航空工业学院学报．2003，17(4),18-20
[11] 王昆，何小柏，汪信远主编. 机械设计/机械设计基础课程设计.高等教育 出版社，2005.
[12] 曹甜东．数控技术[M]．武汉：华中科技大学出版社，2005.9 ，12 [13] 夏田．数控加工中心设计[M]．北京：化学工业出版社，2006.4 ，20-25 [14] Rtldiger Schrott．Millingto measure withfive—axisgantry machines[J]．欧洲生产工程，2004
[15] DomingguezH，AlvarezR，Jauregui J．C．．Development of a high speed machiningCNCcontrol[J]．Proceedingsof the 2001 IEEE International Conference on 5-7Sept，2001
[16] 孙恒,陈作模主编. 机械原理(第六版) [M]. 高等教育出版社，2000. [17] 龚仲华．数控技术[M] ．北京：机械工业出版社，2004.1
27
河南科技大学毕业设计（论文）
致 谢
本设计在选题、设计研究及设计说明书的完成整个过程中始终得到张波老师的悉心指导。在各方面的协作下，加上同组同学的共同努力，互通有无，通力合作，历经三个月的毕业设计终于按时完成了。 在开始设计时，我最基本的三维绘图能力都没有。是张老师帮我安装的三维绘图软件-Inventor.从画草图，零件图到后面的装配以及出工程图，整个过程我遇到了无数的问题，但张老师总是不厌其烦的给我讲解，现在我已经能熟练地应用Inventor绘制各种三维图形。谢谢张波老师。当然这次设计对我们这些理论知识不扎实，实际设计水平有限，实践经验缺乏，感性认识感不强，想象能力欠缺，空间立体感不敏感，难度相当大，幸得段老师帮助和敲点，使我们茅塞顿开，思路敏捷，头脑清晰，视野开阔，但是，由于自己缺少对事物理性认识的深刻性，设计中难免存在很多较大的失误和错误，请指导老师给予批评斧正。
在整个设计过程中，张老师给予提供参考材料，使我得以顺利完成设计，在此深表感谢！老师对我严格的要求和教诲将在我以后的人生道路上竖起风标指我前航，为以后步入工作岗位打下了坚实的基础。对此，学生对您表示衷心的感谢和深深的敬意。同时在设计过程中，同组的同学也给予了巨大的帮助和支持。我们共同研究，相互鼓励，使我们之间营造了一个良好的团体协作精神，这也是我们的设计得以顺利完成的另一主要因素。
最后向在百忙之中评阅本文的老师表示衷心的感谢!您辛苦了！
28