伺服電機(jī)選型X軸電機(jī)

1、2.1 機(jī)械部分改造的技術(shù)要求對(duì)于機(jī)床的數(shù)控化改造，機(jī)械部分改造的技術(shù)要求如下：1、 齒輪副一般機(jī)床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動(dòng)精度，數(shù)控機(jī)床上使用的齒輪精度等級(jí)都比普通機(jī)床高。在結(jié)構(gòu)上要能達(dá)到無(wú)間隙傳動(dòng)，因而改造時(shí)，機(jī)床主要齒輪必須滿足數(shù)控機(jī)床的要求，以保證機(jī)床加工精度。2、 安全防護(hù)機(jī)床改造必須以安全為前提。在機(jī)床改造中要根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施，切不可忽視。滾珠絲杠副是精密元件，工作時(shí)要嚴(yán)防灰塵特別是切屑及硬砂粒進(jìn)入滾道。在縱向絲杠上也可加整體鐵板防護(hù)罩。大拖板與滑動(dòng)導(dǎo)軌接觸的兩端面要密封好，絕對(duì)防止硬質(zhì)顆粒狀的異物進(jìn)入滑動(dòng)面損傷導(dǎo)軌。機(jī)械圖：改造后的機(jī)床基本參數(shù)：X

2、軸方向工作臺(tái)的重量為360KgY軸方向工作臺(tái)的重量為560KgZ軸方向工作臺(tái)的重量為760Kg所能加工最大工件重量為450KgWx (360+450=810 Kg)Wy (810+200=1010Kg)Wz (1010+200=1210 Kg)滾珠絲杠長(zhǎng)度確定滾珠絲杠按要求有效行程為630mm設(shè)計(jì)后絲杠總長(zhǎng)為1200mm工作臺(tái)最高移動(dòng)速度Vmax = 6（m/min）主軸電機(jī)功率P=7.5KW 額定轉(zhuǎn)速N=1440（r/min）定位精度：最大行程內(nèi)行程誤差=0.035mm失位量=0.045mm滾珠絲杠的支持方式為（固定-支持）滾珠絲杠的選擇設(shè)工作臺(tái)快移速度為Vmax=6m/min伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速N

3、max=3000r/min式中，Ph絲杠導(dǎo)程此處為了安全考慮Ph取8mmX軸進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算切削力計(jì)算最大切削功率 式中，PQ主電動(dòng)機(jī)功率 主傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率，一般為0.70.85，這里取=0.8 切削功率應(yīng)在各種加工情況下經(jīng)常遇到的最大切削力（或轉(zhuǎn)矩）和最大切削速度（或轉(zhuǎn)矩）來(lái)計(jì)算，即 PQ = Fc V10-3 / 60式中，F(xiàn)c主切削力 V最大切削線速度。按用硬質(zhì)合金刀具半精銑鋼件時(shí)的速度取v=100mm/min在一般外圓銑削時(shí)式中，F(xiàn)x縱向切削力 Fy橫向切削力 FZ垂直方向切削力縱向?qū)к墳檠辔残螌?dǎo)軌縱向進(jìn)給切削力式中，K考慮顛覆力矩影響的試驗(yàn)系數(shù)，K=1.4。 f 導(dǎo)軌上的摩擦因數(shù)

4、，取f=0.05 Wx縱向工作臺(tái)+工件重量滾珠絲杠平均轉(zhuǎn)速的計(jì)算最大切削力的進(jìn)給速度VS（r/min），可取最高進(jìn)給速度的1/21/3（取為1/2），絲杠導(dǎo)程為Ph則滾珠絲桿平均轉(zhuǎn)速為 滾珠絲杠壽命的計(jì)算絲杠壽命取t=20000h(2班制10h)則絲杠計(jì)算壽命則滾珠絲杠副承受最大當(dāng)量動(dòng)載荷試著選取滾珠絲杠 試選取的滾珠絲杠型號(hào)CMD40085，此類型的滾珠絲杠公稱直徑d0=40mm,導(dǎo)程Ph=6mm,鋼球直徑Dw=4.763mm,絲杠外徑d=39.5,螺紋底徑d1=34.2，其額定動(dòng)載荷為37063N，強(qiáng)度足夠，鋼球循環(huán)系列數(shù)為1x2.5x2。校核 滾珠絲杠副剛度的驗(yàn)算，主要是驗(yàn)算絲杠的拉伸或

5、壓縮變形量1、滾珠與螺紋滾道接觸變形量2和支承滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形3之和應(yīng)不大于機(jī)床精度所允許變形量的1/2。否則，應(yīng)考慮選用大直徑的滾珠絲杠副。滾珠絲杠的變形量計(jì)算步驟如下： （1） 絲杠的拉伸或壓縮變形量式中， Ph工作負(fù)載Fm引起導(dǎo)程Ph的變化量 E彈性模量E=2.1xl05(Nmm2) A絲杠橫截面積由于兩端均采用角接觸球軸承，且絲杠又進(jìn)行可預(yù)緊，故其拉壓剛度可比一端固定的絲杠提高4倍。其實(shí)際變形量為（2）滾珠與螺紋滾道間接觸變形 滾珠絲杠副及軸承均進(jìn)行預(yù)緊，滾珠與螺紋滾珠道接觸變形 式中Z滾珠數(shù)量， J圈數(shù)；K列數(shù)；z每圈螺紋滾道內(nèi)的滾珠數(shù)。Fa絲杠預(yù)緊力，為動(dòng)載荷的1/10對(duì)

6、于CMD40065這里取整為131因?yàn)榻z杠加有預(yù)緊力，2可減少1/2，因此實(shí)際變形量（3）支承滾珠絲杠的軸承軸向接觸形變支承滾珠絲杠的軸承為8107型推力球軸承，幾何參數(shù)為d1=35mm,滾動(dòng)體直徑dQ=6.35mm，滾動(dòng)體數(shù)量ZQ=18。軸承的軸向接觸變形因施加預(yù)緊力，故實(shí)際變形量因此 所以所選的絲杠需要預(yù)緊伺服電機(jī)選型減速比1/1(直接連接)絲杠螺距8mm、輸送重量810Kg、推力0Kg1. 最大移動(dòng)速度（V）減速比1/1、電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)速度3000r/min時(shí):2. 對(duì)電機(jī)軸換算的負(fù)載慣性矩(JL) 絲杠長(zhǎng)度為1200mm、直徑為Ø40mm輸送重量810Kg對(duì)電機(jī)換算的負(fù)載轉(zhuǎn)矩（T

7、L）輸送重量810Kg、摩擦系數(shù)（µ）0.1、機(jī)械效率（）0.9容量選擇條件選擇電機(jī)1FK7080-5AF71-1KA2，此為西門子同步伺服電機(jī)，基本參數(shù):軸高為80mm，額定功率為2.14KW，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為8Nm，額定轉(zhuǎn)矩為6.8Nm，電流為4.4A，額定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為,效率為93%。 最短加速/減速時(shí)間（tAC）加速/減速時(shí)間為0.05秒時(shí)的加速/減速轉(zhuǎn)矩:電動(dòng)機(jī)與絲杠的連接形式數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)對(duì)位置精度、快速響應(yīng)特征、調(diào)速范圍等有較高的要求。電機(jī)與絲杠件的連接主要有三種形式;1、 有齒輪傳動(dòng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)數(shù)控機(jī)床在機(jī)械進(jìn)給裝置中一般采用齒輪傳動(dòng)副來(lái)達(dá)到一定的降速比要求。由于齒輪在制造中不

8、可能達(dá)到理想的齒面要求，總存在一定的誤差，一對(duì)嚙合齒輪，必有一定的齒側(cè)間隙會(huì)造成進(jìn)給系統(tǒng)的反向失動(dòng)量，對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，齒側(cè)間隙會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，齒輪傳動(dòng)副常采用消隙措施來(lái)盡量減小齒側(cè)間隙。這種連接形式的機(jī)械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。具體如圖25(a)所示。2、 經(jīng)同步帶傳動(dòng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)這種連接形式的機(jī)械結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。同步帶傳動(dòng)綜合了帶傳動(dòng)核鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，可以避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)和噪音，但只能適用于低扭矩特性要求的場(chǎng)所。安裝時(shí)中心距要求嚴(yán)格，且?guī)c帶輪的制造工藝較復(fù)雜。具體如圖25(b）所示。3、 電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器直接與絲杠連接通常電動(dòng)機(jī)軸和絲杠之間采用錐環(huán)無(wú)鍵連接或高精度十字聯(lián)軸器連接，從而使進(jìn)給系統(tǒng)