Mamax?J????J??namax602??ta?10?2?J??2??namax?1060?ta?2
?36.127?2??50060?0.03?10?2
?630.6N?cm折算到电机轴上的摩擦力矩Mf：
M?F0L02??i?FFz?GL02??Z2Z1?'?f?0.16??2680?600??0.52??0.8?2520?41.8N?cm
附加摩擦力距M0：
1M0?F0L02??i?1????203FmL0Z2Z1'1?1????3?1155?0.52520??1?0.92?
2??2??0.8?1
?3?1155?0.52520?1?0.9?2?2??0.8??5.8N?cm2
上述三项合计 Mq?Mamax?Mf?M0?630.6?48.1?5.8?687.2N?cm
（2） 快速移动时所需力矩MK：
MK?Mf?M0?41.8?5.8?47.6N?cm
（3） 最大切削负载时所需力矩MQ：
M?M?M?M??M?M?FXL02??i'Qf0f0
?41.8?5.8?1072?0.52??0.8?2520
?132.9N?cm
从上面计算可以看出，Mq、MK和MQ三种工况下，以快速空载启动力矩最大，所以，以此项作为初选步进电机的依据。
查资料，当步进电机为五项十拍时，??Mq/MMjmaxjmax?0.951；最大静力矩：
?687.2/0.951?713.1N?cm
按此最大静力矩，130BF001型反应式步进电动机的最大静转矩为：
9.31N?m大于所需最大静力矩，作为初选型号。进一步考核电机的启动频率特
征和运行矩频特征
3.5.3 步进电机空载启动频率和切削时的工作频率：
根据《机电一体化机械系统设计》（机械工业出版社），130BF001型反应式步进电动机允许的最高空载启动频率为：3000HZ允许的最高空载运行频率为：16000HZ所以，必须采用升降速控制和高低压驱动电路。
3.6 纵向进给系统
纵向进给传动系统的改造如图2 所示。纵向步进电机1 通过一对减速齿轮2 把动力传递给纵向滚珠丝杠3 ,再由滚珠丝杠螺母副拖动工作台4 做往复移动。原车床的进给箱保留,滚珠丝杠左端仍然采用原固定支承结构，支撑轴6 通过套筒联轴器5与滚珠丝杠相连，这种联轴器用2 个互相垂直的锥销将支撑轴与丝杠联接起来，结构简单，径向尺寸小,可防止被连接轴的位移和偏斜带来的装配困难和附加应力。如图3 所示,滚珠丝杠右端仍利用原有的滑动轴承承座4 ,通过一对深沟球轴承1 实现径向支承，丝杠左端通过一对圆螺母(图中未画)
3.6.1 设计参数
纵向最大行程（Z轴）650 mm； 工作进给速度为1?15000mm/min； 纵向快速进给速度：15 m/min；
床鞍及其他的估计尺寸（长?宽?高）：600mm?300mm?100mm； 材料选为HT200。
加工最大直径: 在床面上<400 mm ,在床鞍上<210 mm;加工最大长度:1 000 mm;溜板及刀架重力:纵向800 N ,横向600 N ;刀架快速速度:纵向214mPmin ,横向112 mPmin ;最大进给速度:纵向016 mPmin ,横向013 mPmin ;主电动机功率:715 kW;起动加速时间:30 ms ;机床定位精度: ±01015 mm。根据机床精度要求确定脉冲当量,纵向: 0.01mmP步;横向：0.005 mmP步(半径) 。 已确定纵向进给脉冲当量δp = 0.01，滚珠丝杠导程L0 = 6 mm
3.6.2 齿轮传动比计算
，初选步进电机步距角0175°, 可计算
出传动比i =0.8 ,可选定齿轮数为z1 = 32 , z2 = 40 。或z1 = 20 , z2 = 25
3.6.3 滚珠丝杠的计算及选择 （1） 滚珠丝杠导程的确定
在本设计中，电机和丝杠直接相连，传动比为i?1，设电机的最高工作转速为nmax?1500r/min，则由公式(3.1)可得丝杠导程为：
Pvmaxh?n?15?103?10
max1500（2） 确定丝杠的等效转速：
由公式(3.2) ，最大进给速度时丝杠的转速3nm?vma1axP?1x?5?105r00 /minh10最小进给速度时丝杠的转速：nvminmin?P?10.1r/minh10?由公式(3.3) ，丝杠等效转速为：
nnmaxt1?nmint2m?t?1000r/min
1?t2i. 估计工作台质量及工作台承重：
横向工作台质量：G1?2000N
床鞍及其他：G2?600?300?100?7.85?103?9.81?10?9?1386N 总质量：G?G1?G2?2000?1386?3386N ii.
确定丝杠的等效负载：
取滑动导轨摩擦系数为0.025，则丝杠所受的力为（如图4.1所示）：
Fmax?FX?f(G?22FY?22FZ) ?1200?0.025?[3386?22(4800?1920)] =1335.6N(4.1)
：
Fmin?fG?0.025?3386?84.65N
其等效负载可按公式(3.5)估算：
1?FFm???3maxn2t2?3??926.2N
n1t1?n2t2?n1t1?F3miniii. 确定丝杠所受的最大动载荷：
由公式(3.6)得：
60Thnm?60?15000?1000?900?1016
ncr?Ca??60Thnm?3?Fmfw???13413.5N 图4.1 受力分610??析
查表选定丝杠为外循环插管式垫片预紧导珠管埋入型，型号： CDM2510-2.5。丝杠公称直径为φ25mm，基本导程Ph?10mm，其额定动载荷
Ca?15975N，额定静载荷Coa?34170N，圈数?列数=2.5?1，丝杠螺母副的接
触刚度为Kc?767N/?m，丝杠底径24.5mm，螺母长度为125mm，取丝杠的精度为3级。在本设计中采用双螺母垫片预紧。两边的轴承选为φ17mm与φ20mm。
3.6.4 校核 （1） 临界压缩负荷
轴向固定的长丝杠在承受压缩负荷时，应验算其压杆稳定性。临界压缩负荷按公式(3.7)(3.8)计算：
丝杠螺纹部分长度Lu?650?125?40?815mm，取 Lu?850mm 支承跨距 L1?1000mm， 丝杠全长 L?1100mm