雕刻機自動控制系統(tǒng)

1、自動控制原理題目：雕刻機自動控制系統(tǒng) 學 院：# 專 業(yè)：# 班 級： # 學 號： # 學生姓名： # 指導教師： # 年 月 日鍵入文字摘 要雕刻機制作工藝日漸成熟，應用范圍也日漸廣泛。大到樓房建筑的裝飾，小到商店門前的招牌，乃至很多產品的標識銘牌，可謂雕刻的使用范圍無處不在。但雕刻機的價格均比較高,為了提高其普及率,開發(fā)一個經濟、簡練的機械運動系統(tǒng)是很具有重要的理論意義和實用價值的。本文簡要地介紹了雕刻機的起源和發(fā)展現(xiàn)狀，分析了國內外同類雕刻機的特點，說明了雕刻機的功能和使用范圍。綜合運用機械制造和加工工藝等知識，提出了簡化雕刻機運動系統(tǒng)的思路。其次，討論和確定了本雕刻機的總體結構布局。

2、本雕刻的運動系統(tǒng)包括了主運動系統(tǒng)和進給運動系統(tǒng)。其主運動系統(tǒng)采用電機直接接刀具，省去中間傳動，而進給運動系統(tǒng)是采用步進電機帶動滾珠絲杠使部件在導軌上平移來實現(xiàn)三軸聯(lián)動。再次，對主電機的選用、滾珠絲杠、步進電機以及導軌等主要零部件進行了詳細的與計算。本雕刻機有著安裝方便，結構簡單、新穎，制造成本低等優(yōu)點，可用于中小型雕刻機，對雕刻機價格具有一點的影響。關鍵詞：雕刻機，運動系統(tǒng)，三維II目錄第一章 緒論11.1 雕刻機的概述11.2研制的雕刻機的特點11.3研制的雕刻機功能及使用范圍1第二章 系統(tǒng)分析32.1三維雕刻機的參數(shù)32.2雕刻機42.2.1總體布局要求42.2.2總體方案確定52.3雕刻

3、機運動系統(tǒng)52.3.1坐標系統(tǒng)的確定52.3.2總體結構62.3.3主運動方案72.3.4進給運動方案7第三章 主運動系統(tǒng)的校核83.1銑削力、扭矩和功率的計算83.2主運動系統(tǒng)93.2.1主運動系統(tǒng)的方案93.2.2主軸電機的計算9第四章 進給運動系統(tǒng)計算114.1 Z方向進給運動系統(tǒng)114.1.1 Z方向進給運動系統(tǒng)組成114.1. 2聯(lián)軸器的選擇114.1. 3 Z方向直線導軌副的計算124.2 X方向進給運動系統(tǒng)134.2.1 X方向進給運動系統(tǒng)組成134.2.2聯(lián)軸器的選擇144.2.3X方向直線導軌副的計算144.3 Y方向進給運動系統(tǒng)154.3.1 Y方向進給運動系統(tǒng)組成154.

4、3.2滾珠絲杠副的計算154.3.3滾珠絲桿的校核194.3.4Y方向進給電機的計算194.3.5聯(lián)軸器的選擇204.3.6Y方向直線導軌副的計算204.4 雕刻機參數(shù)的確定21參考文獻22自動控制原理第一章 緒論1.1 雕刻機的概述雕刻可以追溯到遠古時期，母系氏族時期的半坡氏族的“人面網(wǎng)紋盆”便是雕刻的雛形。在我國北宋時期便發(fā)明了活字印刷，夢溪筆談有記:“其法用膠泥刻字，薄為錢唇，每字為一印，火燒令堅”。這里的刻字應屬于雕刻的范疇。隨著時代的發(fā)展，我國的雕刻藝術日益精深，玉雕、象牙雕、紅木雕、篆刻泥人雕等手工雕刻技術都可堪稱一絕。上世紀90年代至今，機械雕刻獲得了前所未有的發(fā)展。從最初的刻字

5、機，刻章機再到三維雕刻機，制作工藝也日漸成熟，應用范圍也日漸廣泛。大到樓房建筑的裝飾，小到商店門前的招牌，乃至很多產品的標識銘牌，可謂雕刻的使用范圍無處不在。雕刻機(Engraving Plotter)，顧名思義就是用機器代替人工進行雕刻的設備。1938年世界第一臺手動雕刻機在法國“嘉寶”問世，1950年“嘉寶”生產出世界第一臺真正意義的電動、可縮放比例的手動雕刻機。隨后美國、日本和法國等國也開始研制。20世紀90年代，隨著微電子技術的突飛猛進，直接推動微型計算機的急劇發(fā)展。微電子技術和微型計算機技術帶動整個高技術群體飛速發(fā)展，從而使雕刻機產生了質的飛躍。雕刻機完成了從2D2.5D3D加工的變

6、革，功能完善、性能穩(wěn)定、造型美觀和價格合理成為雕刻機研制的基本要求。國外的雕刻機，如美國“雕霸”、法國“嘉寶”和日本“御牧”是此行業(yè)的佼佼者，但價格非常昂貴。不管大小都在10萬圓人民幣以上;近幾年國內的雕刻機，北京“精雕”、上海“啄木鳥”在國內也有一定的市場，但價格也不菲。為了使雕刻機能夠更廣泛的應用，出一種經濟型的雕刻機，所以決定對三維雕刻機進行研制1。1.2研制的雕刻機的特點本雕刻機是一種典型的機電一體化設備，由于本人學的是機械，只對機械部分進行，本簡化機械結構，提高精度。主要措施是采用電機直接接刀具來實現(xiàn)主運動系統(tǒng)、步進電機直接與滾珠絲杠連接，從而省去了機械運動鏈，這不但簡化了機械結構，

7、而且減少了由于機械摩擦、磨損、間隙等引起的傳動誤差。1.3研制的雕刻機功能及使用范圍雕刻機可以完成切（Cutting）、刻（Engraving）、雕（Carving & Molding）,現(xiàn)主要在以下方面得到了廣泛的運用：1) 標志標牌行業(yè) 如胸牌、桌牌、指示牌、導向牌和大型標示牌。2) 禮品行業(yè)個性化禮品打火機、手表、鋼筆、餐具，可雕刻在偶然性能想象到的所有個人用品上；廣告禮品啟瓶器、金屬名片、鑰匙鏈等，所有用于贈送的小禮品和企業(yè)特殊禮品作為廣告宣傳之用；獎品、紀念品各種獎杯、獎牌、獎盤及各種紀念牌；圖像雕刻用于紀念性的人像/圖像雕刻。3) 模具行業(yè) 進行小型模具加工。4) 工業(yè)應用

8、 各種儀器儀表的刻度盤、部件打標、機器銘牌、操作面板等。5) 建筑模型業(yè) 用于房地產開發(fā)、城市規(guī)劃、軍事等用途的模型制作。6) 其他商業(yè)應用 印章等物品的雕刻。以下是幾種產品的樣品圖：圖1.1 幾種雕刻產品的樣品圖3第二章 系統(tǒng)分析2.1三維雕刻機的參數(shù)下表為本雕刻機的參數(shù)表表2.1 雕刻機參數(shù)表規(guī)格型號X,Y軸雕刻范圍600×800進給速度(mm/s)工作1,2,3,5,8,10,15,20,30,40,50,60快速20,40,60機械精度(mm)0.01Z軸最大行程90進給速度(mm/s)工作0.5,1,2,3,5,8,10快速5,10,15,20,25,30機械精度(mm)0

9、.01指令精度(mm)0.0025主軸轉速(rpm)600020000最大工件重量(kg)20水平精度(mm)0.2直線精度(mm)0.1/300垂直精度(mm)±0.3/300原點精度(mm)±0.2定位精度(mm)0.025重復定位精度(mm)0.01工作臺面的平面度(mm)0.03/500橫梁移動的垂直度(mm)0.02/300主軸錐孔中心線的徑向跳動(mm)0.02主軸的軸向竄動(mm)0.01主軸回轉中心線對工作臺面的垂直度(mm)0.03刀具上下移動對工作臺面垂直度(mm)0.022.2雕刻機2.2.1總體布局要求雕刻機總體布局的基本要求有以下幾點:(1)首先必

10、須滿足如加工范圍、工作精度、生產率和經濟性等等各種要求。(2)確保實現(xiàn)既定工藝方法所要求的工件和刀具的相對位置與相對運動。在經濟、合理的條件下，盡量采用較短的傳動鏈，以簡化機構，提高傳動精度和傳動效率。(3)確保雕刻機具有與所要求的加工精度相適應的剛度、抗振性、熱變形及噪音水平。(4). 應便于觀察加工過程；便于操作、調整和維修；便于輸送、裝卸工件和清理；注意防護，確保安全。(5). 結構簡單，合理可靠，便于加工和裝配。(6). 體積小，重量輕，節(jié)約原材料，降低制造成本，縮小占地面積，外型美觀大方。在滿足總體布局的基本要求的基礎上，還應當考慮影響雕刻機布局的基本因素:1）. 表面形成運動的影響

11、不同形狀的加工表面往往采用不同的刀具來加工，從而表面形成運動的形式和數(shù)目就不同，并導致布局的差異。相同形狀的加工表面，由于工件的技術要求和生產率要求等不同，也可以采用不同的刀具，不同的表面形成運動來加工，從而形成不同的布局。由此可知，工件表面形成運動直接決定了雕刻機布局的形式是影響雕刻機布局的決定性因素。因而，在布局雕刻機時，必須根據(jù)加工要求，全面、綜合地考慮工件的表面形成方法及運動，以期作出具有較好技術經濟效果的布局。2） 雕刻機運動分配的影響工件表面形成方法及運動相同，而雕刻機的運動分配不同，雕刻機的布局亦不同。對于同一種運動分配的布局，由于導軌的布置及其它結構型式的不同，也將使雕刻機的布

12、局出現(xiàn)變化。在分配雕刻機運動時，一般應注意以下三點:(1)移動部件的重量應盡量輕。在其他條件相同的情況下，越小，所需電機功率和傳動件的尺寸也越小。(2)應有利于提高加工精度。(3)應有利于提高雕刻機剛度，縮小占地面積。3）. 工件的尺寸、重量和形狀的影響工件的表面形成運動及雕刻機部件的運動分配基本相同，而工件的尺寸、重量和形狀的不同，雕刻機的布局也會有很大差異。另外，還應考慮雕刻機性能要求的影響，如振動、噪聲、熱變形、剛度和抗振性;操縱方便性的影響;模塊化法的影響等等。2.2.2總體方案確定通過查閱相關資料，目前雕刻機基本布局形式通常有如圖2.1所示：圖2.1 雕刻機布局簡圖布局圖中，工作臺固

13、定，雕刻頭作橫向和上下移動，立柱作縱向移動。該方案便于變形為不同縱向長度的雕刻機。由于工作臺不動，承載能力好，適合加工較重的工件。在使用外伸支架支撐縱向長工件進行批量加工時，支點高度相同，故支架支撐調整方便。但雕刻頭運動精度較難保證且立柱移動較笨重。2.3雕刻機運動系統(tǒng)本部分著重研究在確定了總體布局型式后對雕刻機各組成部分方案的選擇,它包括：有效雕刻區(qū)域、滾珠絲杠的結構型式和參數(shù)、直線導軌的結構型式和參數(shù)、主電機的結構型式和參數(shù)、步進電機的結構型式和參數(shù)、主運動和進給運動的傳遞方式和轉速范圍等;2.3.1坐標系統(tǒng)的確定雕刻機的坐標系統(tǒng)采用右手法則，直角卡笛兒坐標系統(tǒng)。基本坐標軸為X、Y、Z直角

14、坐標，對相應每一個旋轉運動符號為A、B、C，如圖2.2所示。Z軸為平行于雕刻機主軸的坐標軸，垂直于工件裝卡面。圖2.2 右手坐標系統(tǒng)圖2.3 本雕刻機的總體布局和坐標系統(tǒng)的確定2.3.2總體結構機械本體部分是雕刻機的骨架，有底座、立柱、工作臺、機頭和主軸組件等部分。在保證整個系統(tǒng)的機械剛性的前提下，為了簡化的結構，減輕整機重量，縮短產品的和制造的周期，其主體框架采用鋁合金拉延型材和軋制鋁板制造，防護件用塑料件和飯金件制造，用標準的緊固件和定位銷連接。2.3.3主運動方案雕刻機主運動方案通常有兩種方案:直接采用專用的雕刻頭或采用直流電機帶動主軸機構。真流電機加上帶輪雖然也可以滿足主軸速度的要求，

15、而且也比較便宜，但會增加機械結構的復雜程度。專用的雕刻頭的優(yōu)點在這里不在復述，配以與之配套的變頻調速裝置，既簡單又實用，故采用專用的雕刻機電機。2.3.4進給運動方案由前所述，采用橫梁固定、工作臺移動實現(xiàn)相對運動的方式，機頭在橫梁上移動(X向)，實現(xiàn)雕刻寬度;工作臺在底座上移動(Y向)，實現(xiàn)雕刻長度;主軸組件上下移動(Z向)，實現(xiàn)雕刻深度。由于滾珠絲杠副具有很多優(yōu)點,因此各運動鏈中傳動件均采用滾珠絲杠副。步進電機和滾珠絲杠副直接連接。至于導軌,各運動鏈中支承件均采用滾動直線導軌副。10第三章 主運動系統(tǒng)的校核三維機械雕刻機的加工對象主要是塑料、橡膠等有機材料和鋁、銅及其合金等有色金屬材料，這些

16、材料具有較高的強度和良好的塑性。以下采用了硬質合金直柄立銑刀(d0=8mm，z=2)和高速鋼標準麻花鉆(d0=3mm)在鋁板(180MPa)上進行銑削和鉆削，分別進行切削力、切削扭矩和切削功率的計算。根據(jù)三維機械雕刻機的加工范圍和使用功能及用戶在實際生產過程中不同的切削方式的所使用時間的分配，經過統(tǒng)計，大致可將切削方式分為強力切削(切)、一般切削(雕)、精細切削(刻)和快速進給四種切削方式，使用時間的分配分別是10%，30%，50%，10%。3.1銑削力、扭矩和功率的計算查參考文獻3，可得知下有關于銑削力、銑削扭矩和銑削功率的經驗公式。 (3.1) (3.2) (3.3)式中圓周銑削力(N)，

17、銑削條件改變時銑削力修正參數(shù)，扭矩M ()，銑削功率 ()，查參考文獻取銑削寬度，銑削深度，進給速度，銑削速度，銑刀外徑,每齒進給量，銑刀齒數(shù),銑刀轉速。查機械加工工藝手冊一卷表9.4-10得以下與硬質合金鋼立銑刀的對應參數(shù):,1(加工45號鋼)將已知參數(shù)代入式(3.1) (3.2) (3.3)進行簡化，可得到僅與切削深度ap、進給速度vf和銑刀轉速n有關的計算公式。 （3.4） （3.5） （3.6）另絲杠轉速 （3.7）初選絲杠導程將四種切削方式下的切削深度ap、進給速度vf和銑刀轉速n的變量代入分別計算。3.2主運動系統(tǒng)本節(jié)著重計算主運動系統(tǒng)中主軸電機的結構形式，以確定其型號及參數(shù)。為了

18、減少主運動系統(tǒng)的所占的空間，采用了由主軸電機直接接上刀夾，中間不采用傳動機構。3.2.1主運動系統(tǒng)的方案為了簡化機械結構，本采用主軸電機直接接上刀夾，省去了傳動鏈，大大了減少了所占空間，減少了損耗。3.2.2主軸電機的計算根據(jù)前兩節(jié)的計算結果，取一定的安全系數(shù)，忽略傳動效率，主軸電機所需扭矩、功率和轉速計算過程如下：1）轉矩計算查參考文獻6 機電一體化系統(tǒng)手冊可知所采用的電機的扭矩由章節(jié)3.1和3.2計算結果可知,最大扭矩值為0.44 故使便可滿足要求確定額定轉矩為 2）功率計算查參考文獻6 機電一體化系統(tǒng)手冊,所采用的電機的功率由章節(jié)3.1和3.2計算結果可知,最大功率為0.72 故使確定額

19、定功率 因此,電機選用安陽萊必泰機械有限公司的生產的雕刻機用電主軸,外形圖與參數(shù)表如下:圖3-1 雕刻機主軸電機的外形圖表3-1 雕刻機主軸電機的技術參數(shù)表主軸型號Spindle type轉速Speed(r/min) 電機Motor外形尺寸Dimensions(mm)變頻器Conv Kw潤滑Lub冷卻CoolKWVMAHzDD1D2Joint of noseLL1L2ADX60-24Z/0.8240000.82202.52.24006255-ER112066200.5greasewater第四章 進給運動系統(tǒng)計算雕刻機的進給運動分為三部分：主軸的上下移動、小車的左右移動和橫梁的前后移動。它們的

20、沒有本質的區(qū)別。三部分分別為Z主軸部件，X軸部件，Y軸部件。這一節(jié)先著重對Z軸進給運動傳動鏈中進給電機、滾珠絲杠和直線導軌，以確定規(guī)格型號及參數(shù)4.1 Z方向進給運動系統(tǒng)4.1.1 Z方向進給運動系統(tǒng)組成由前章所述，步進電機直接與滾珠絲杠連接，將電機的旋轉運動轉化為部件的移動。結構簡圖如圖4.1所示圖4.1 Z方向進給運動系統(tǒng)簡圖4.1. 2聯(lián)軸器的選擇由于最大啟動轉矩,故選用以下聯(lián)軸器22圖4.6 聯(lián)軸器外形表4.3 參數(shù)表規(guī)格Ød1,Ød2軸徑ØDLL1L2M性能參數(shù)扭矩偏心角度最高轉速螺絲（M）材料SDWA316.351031.823.87M4*230N&#

21、183;CM3º15000r/minM4進口專用材料4.1. 3 Z方向直線導軌副的計算1) 初選直線導軌副的型號為GTB  GTBt型封閉式滾動直線導套副圖4.7 導軌副外形圖表4.4 所選導軌副參數(shù)表2) 擬定滑塊總數(shù)M=4單根導軌兩滑聲塊3) 負載計算動載荷 (4.27) 查4.1.2節(jié)得主軸部件重量為5(kg)，=120N代入式(4.27)得120<額定動載荷=550N而靜載荷=37.5<額定靜載荷=920 N 故所選導軌滿足載荷要求4) 壽命計算(1)導軌在有效時間內的總行程 (4.28)式中為溫度系數(shù)，在小于100度的溫度下1；為接觸系數(shù)，每根導軌的

22、支承為二，；162，為硬度系數(shù)，通常取1； 為載荷系數(shù)，輕微沖擊取1.5。代入式(4.28)得758Km(2)壽命 (4.29)式中導軌套單行程長=0.09m,按每分種往復次數(shù)4算,代入式(4.29)得=17547>15000所選的導軌滿足壽命要求。4.2 X方向進給運動系統(tǒng)本雕刻機共分成三部分的運動,X軸的進給運動系統(tǒng)與Z軸的進給系統(tǒng)并無本質區(qū)別,這一節(jié)簡單的對X軸計算。4.2.1 X方向進給運動系統(tǒng)組成同前一節(jié)所述，步進電機直接與滾珠絲杠連接，將電機的旋轉運動轉化為部件的移動。結構簡圖如圖4.8所示圖4.8 X軸進給運動系統(tǒng)傳動鏈圖4.2.2聯(lián)軸器的選擇由于最大啟動轉矩,故選用與Z方

23、向相同規(guī)格的SDWA31聯(lián)軸器4.2.3X方向直線導軌副的計算1) 初選直線導軌副的型號為GTA  GTAt型開放滾動直線導套副圖4.12 導軌副外形圖表4.5 所選導軌副參數(shù)表2) 擬定滑塊總數(shù)M=4單根導軌兩滑聲塊3) 負載計算動載荷 查4.1.2節(jié)得主軸部件重量為5(kg)，=90代入式(4.27)得67<額定動載荷=550N而靜載荷47<額定靜載荷=920 N 故所選導軌滿足載荷要求4) 壽命計算(1)導軌在有效時間內的總行程 (4.40)式中為溫度系數(shù)，在小于100度的溫度下1；為接觸系數(shù)，每根導軌的支承為二，；67，為硬度系數(shù)，通常取1； 為載荷系數(shù)，輕微沖擊

24、取1.5。代入式(4.40)得7073Km(2)壽命 (4.41)式中導軌套單行程長=0.6m,按每分種往復次數(shù)4算,代入式(4.41)得=24559>15000 所選的導軌滿足壽命要求。4.3 Y方向進給運動系統(tǒng)4.3.1 Y方向進給運動系統(tǒng)組成同前一節(jié)所述，步進電機直接與滾珠絲杠連接，將電機的旋轉運動轉化為部件的移動。結構簡圖如圖4.13所示圖4.13 Y軸進給運動系統(tǒng)傳動鏈圖4.3.2滾珠絲杠副的計算4.3.2.1 當量轉速與當量載荷確定1）各種切削方式下絲杠的轉速 查3.1節(jié)計算結果得四種加工方向下絲杠轉速： 2）求各種切削方式下軸向載荷 在Y方向上整體移動的橫梁部件模擬模型如圖

25、4.14圖4.14小車部件模型圖絲杠受到的軸向力包括導軌摩擦力以及銑削力,即 (4.42)式中為水平方向受力,為豎直方向受力查3.1節(jié)和3.2節(jié)得四種加工方式下的:水平受力 :68，112,79，豎直受力 :166，161，154，初步估計橫梁部件的重量65(kg)，分別代入(4.42)得115,158,126,653)當量轉速四種切削方式的使用時間占總使用時間的百分比與絲杠轉速分別為：代入式(4.5)得當量轉速=483 4）當量載荷 以上計算結果代入式(4.6)=126 4.3.2.2 預定額定動載荷 1)按預期工作時間估算：查機床手冊第四冊表9，輕微沖擊取負載性質系數(shù)，查表7，按7級精度,

26、查表8，按可靠性97%取可靠性系數(shù),當量載荷=126,當量轉速=483,根據(jù)要求,本雕刻機預期工作時間15000代入式(4.7) 得=35252)擬采用預緊滾珠絲杠副，按最大負載計算查機床手冊第四冊表10，輕預載取代入式(4.8)=1059.9取兩種結果的大值. 35254.3.2.3 螺紋最大軸向變形量及螺紋最小底徑確定1）估算允許的最大軸向變形量 的重復定位精度，故又的定位精度，故取兩種結果的小值。2）估算最小螺紋底徑 (4.43)因采用的是一端固定，一端游動的安裝方式，故式中初定Z方向的行程為800mm 導程=4mm代入920導軌靜摩擦力靜摩擦力=130(N)代入式(4.43) =9.2

27、3 4.3.2.4 初選滾珠絲杠副的規(guī)格代號1)初選內循環(huán)浮動式法蘭，直筒型墊片預緊螺母，型號代碼為FF，導程 2)由計算出的在樣本中選取滾珠絲杠副FF1204-3=3525(N)，=9.23 。絲杠外形與Z方向的絲杠一樣,參數(shù)如表4.6。表4.6 滾珠絲杠技術參數(shù)與外形尺寸表規(guī)格代號公稱直徑d0公稱導程Ph0絲杠外徑d1鋼球直徑Dw絲杠底徑d2循環(huán)圈數(shù)基本額定負荷剛度KcN/m動載荷Ca(KN)靜載荷Coa(KN)FF1604-316415.32.38113.534.89.7221螺母安裝連接尺寸D1(g6)D2()L2D3BD4D5D6hD7MD8L12828105210385.81063

28、4M620373)確定滾珠絲杠副的預緊力 ，而且故524.3.2.5 確定滾珠絲杠副支承用軸承型號、規(guī)格1)軸承類型選擇依據(jù)因為絲杠所受軸向力很小,而已絲杠采用一端固定于電機上另一端游動,沒有預拉伸力另外由于軸向力較小，因此同樣選用LMF-10型的直線軸承為Z軸的軸承2)軸承型號同Z軸4.3.2.6 滾珠絲桿長度確定1)行程補償值 初定X方向行程，螺母長度，安全行程,代入式(4.11)得=869將溫差，=650代入式(4.10)得2)滾珠絲杠副工作圖(1)絲杠螺紋長度 查參考文獻14得余程16 (2)繪制工作圖查樣本中螺母安裝連接尺寸支承距離 絲杠全長，行程起點距固定點支承距離 4.3.3滾珠

29、絲桿的校核4.3.3.1 傳動系統(tǒng)剛度1)絲杠抗壓剛度 由于本絲杠采用一端固定另一端游動,如下圖4.15圖4.15安裝示意圖由4.3.2.4節(jié)查得絲杠底徑13.5，兩支承距離，行程起點距固定點支承距離，代入式(4.12)分別得最小抗壓剛度 （）最大抗壓剛度 （）4.3.4Y方向進給電機的計算4.3.4.1 作用在絲杠副上的各種轉矩1)外加載荷產生的摩擦力矩由4.3.2.1節(jié)查得絲杠最大軸向力，導程,三級精度的絲杠副效率，代入式(4.20)得外加載荷產生的摩擦力矩=0.11(Nm)2)預加載荷產生的預緊力矩由4.3.2.4節(jié)查得滾珠絲杠預緊力:代入式(4.21)得預緊力矩(Nm)4.3.4.2 計算轉動慣量 1)負載轉動慣量 由4.2.2.6節(jié)查得絲杠全長100,外徑1.53,密度代入式(4.22)得絲杠轉動慣量123總的負載轉動慣量63.22)電機轉動慣量步進電機57BYG250A查樣本,60. .3)總的轉動慣量負載轉動慣量與電機轉動慣量之和即轉動慣量123.24.3.5聯(lián)軸器的選擇由于最大啟動轉矩,故選用與Z方向相同規(guī)格的SDWA31聯(lián)軸器4.3.6Y方向直線導軌副的計算1) 初選直線導軌副的型號為GTA  GTAt型開放滾動直線導套副型號參數(shù)均與Z方向的導軌一樣。2) 擬定