课程设计XY移动平台

合集下载

计算机控制技术-实验2 X-Y运动平台数控实验

四实验用主要设备
系统设备主要由工控机、PCI-1220运动控制卡、步进电机驱动器及XY工作平台构成。
工控机：
工业控制机也称为工业计算机IPC，主要用于工业工程测量、控制、数据处理等工作。常用的是PC总线工控机（ X86 CPU ）。
工控机特点：（1）可靠性高和可维护性好（2）环境适应性强（3）控制的实时性（4）完善的输入输出通道（5）丰富的软件
5 Visual C++软件开发平台
Visual C++是一个在Windows环境下的程序开发工具，是一种广谱性编程语言，覆盖从低级到高级的整个编程语言范围。它是可视化的、面向对象的，采用事件驱动的。它屏蔽了Windows环境下程序设计的复杂性，使Windows 应用程序设计变得简单、方便、快捷。
实验二 X-Y运动平台数控实验
一实验目的
1.了解步进电机的工作原理与步进电机驱动器的使用。 2.掌握二轴运动控制卡的应用。 3.掌握逐点比较法插补的计算原理
4.掌握用VC++进行插补程序设计的方法。
二实验仪器
1.研华工控机。 2.X-Y运动平台（含步进电机驱动器）。 3.PCI-1220U二轴运动控制板卡。 4.24V直流稳压电源。
3 逐点比较法直线插补和圆弧插补的计算原理：
插补计算就是数控系统根据输入的基本数据，通过计算，将工件的轮廓或运动轨迹描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给指令。
数控系统常用的插补计算方法有：逐点比较法，数字积分法，时间分割法，样条插补法等。本实验采用逐点比较法。
逐点比较法插补，就是刀具或绘图笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较一次，决定下一步的进给方向。

课程设计XY移动平台

摘要本文主要对X-Y数控工作台机电系统及控制系统进行设计。

X-Y数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵-横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。

模块化的X-Y数控工作台通常由导轨座、移动滑块、工作平台、滚珠丝杠螺母副,以及伺服电动机等部件构成。

其中，伺服电动机作为执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠的螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X、Y方向的直线移动。

导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均已标准化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选取即可。

控制系统根据需要选用设计专用的微机控制系统。

关键字：X-Y数控工作台，滚珠丝杠螺母副，伺服电动机，微机控制系统。

目录1设计任务 (3)2总体方案的确定 (3)2．1机械传动部件的选择 (3)2．1．1导轨副的选用 (3)2．1．2丝杠螺母副的选用 (4)2．1．3减速装置的选用 (4)2．1．4伺服电动机的选用 (4)2．1．5检测装置的选用 (4)2．2控制系统的设计 (5)3机械传动部件的计算与选型 (6)3．1导轨上移动部件的重量估算 (6)3．2铣削力的计算 (6)3．3直线滑动导轨副的计算 (7)3．4滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (8)3．4．1最大工作载荷Fm的计算 (8)F的计算 (8)3．4．2最大动工作载荷Q3．4．3初选型号 (9)3．4．4传动效率η的计算 (9)3．4．5刚度的验算 (9)3．4．6压杆稳定性校核 (10)3. 5步进电动机减速箱的选用 (11)3．6步进电动机的计算与选型 (11)J............ 错误！未定义书签。

3．6．1计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量eqT........ 错误！未定义书签。

3．6．2计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩eq分快速空载和承受最大负载两种情况进行计算： (12)3．6．3步进电动机最大静转矩的选定 (15)3．6．4步进电动机的性能校核 (16)3．7增量式旋转编码器的选用 (18)4步进电动机的驱动电源选用 (18)5控制系统硬件电路设计 (19)6控制系统的部分软件设计 (20)6．1输入输出分配 (20)6.2人机界面设计 (20)6.3控制程序设计 (21)参考文献 (21)附录 (23)1设计任务题目：X-Y 数控工作台机电系统设计任务：设计一种供应式数控铣床使用的X-Y 数控工作台，主要参数如下：1）立铣刀最大直径25d mm =。

XY运动平台实验指导书_V2.2

3.4
实验步骤.................................................................................................................13
3.5
实验要求及总结.....................................................................................................14
4.2
实验原理.................................................................................................................15
4.2.1 数字式 PID 控制器 ........................................................................................15
3.2.1 直流伺服电机概述.........................................................................................10
3.2.2 直流伺服电机模型.........................................................................................10
本实验指导书以运动控制技术为主要实验内容，以 XY 运动平台为实验对象。适用于机械制造及自动化、机电工程、运动控制技术、数控技术等相关专业的实验教学。

计算机控制技术-实验2 X-Y运动平台数控实验

輸出端子 19芯
輸入端子 12芯
GND VDD EN CK_A CW_A CK_B CW_B
24V24V+
X軸Pulse X軸Dir Y軸Pulse Y軸Dir
步進電機驅動器
GND
P+N X or Z axis
P-N Axis P+N
Y or U axis P-N Axis
PCI-1220U接線端子板
4.編完插補程式，確認硬體連線正確無誤後，按照下圖所示,打開①實驗系統總開關以及②驅動器供電開關。
5.點擊 “Microsoft visual C++ 6.0 中的歎號運行程式，進入下麵的介面
先點“打開”打開PCI-1220U卡通道，然後在點擊“添加”按鈕裏，分別將X軸和Y軸添加進軸組，如果右下角狀態欄裏X軸，Y軸及軸組都顯示READY，那麼代表軸組配置成功。完成後，在“插補模式”裏選擇“直線”，然後分別設置起點和終點，完成直線插補，在XY步進電機平臺中觀看插補結果。
Y
结束
第一象限逆弧逐點比較法插補流程圖
4.設備驅動程式基礎
利用PCI-1220U運動控制卡的動態鏈接庫DLL可以很快開發出Windows平臺下的運動控制系統。PCI-1220U函數庫中提供常用的單軸運動，多軸獨立運動控制，多軸插補運動控制，中斷、等功能。基於PC+運動控制卡多軸運動控制系統的軟體開發需由PCI-1220U運動控制卡提供開發庫中的三個檔，一個是靜態庫ADVMOT.LIB，一個是頭檔AdvMotApi.H，一個是 WindowsNT2000使用的檔winio.sys，動態庫中的函數已在頭檔AdvMotApi.H中有聲明，用戶可以直接調用其中的函數。使用時需要將庫檔、頭檔正確配置。配置方法一種是將庫檔、頭檔添加到工程所在的目錄中，並將庫檔的名稱填寫到開發軟體（如VC）的工程配置中；另一種是將頭檔所在的目錄在工程配置中設置好，庫檔的名稱填寫到工程配置。

X-Y数控工作平台设计

X-Y数控工作平台设计摘要机电一体化系统以微电子装置取代人对机械的绝大部分的控制功能的特点，以及节省能源和降低材料消耗的特点，实现了机电一体化系统的高附加值化：性能更高、价格更低、可靠性高、智能化、省能化、短小轻薄化。

本设计研究的课题是X-Y数控工作平台。

CNC二维工作平台结构简单，利用微机控制系统对机床进行控制，扩大了机床的加工范围，提高了加工精度以及可靠性。

CNC 二维工作平台的设计主要分为机械系统的设计和控制系统的设计。

机械系统包括工作台的结构尺寸设计，导轨的选择与参数确定，滚珠丝杠副的选择计算，轴承的选用与计算，机架的设计等；控制系统的设计包括步进电机的选用，计算机的选用，控制电路的设计，软件的设计等。

本设计侧重于机械系统的设计以及步进电机的选择。

根据工作平台的参数：行程，X、Y丝杠的转速，理论定位精度，X、Y方向的轴向载荷等，完成整个产品的设计计算。

按照输入的加工程序进行插补运算，由软件或硬件实现脉冲分配，输出一系列的脉冲，经功率放大驱动纵轴，横轴运动的步进电机来实现对机床的控制，使工作台实现在水平面内的工件切割。

关键词： X-Y数控工作平台；机械系统；步进电机；计算机X-Y CNC Worktable DesignAbstractThe mechanical and electrical integration system takes the micro electronic device to replace the human to machine the majority control function characteristic,saves the energy and reduces the material consumption.These characteristic make parts processing realizing the mechanical and electrical integration system's high added value including the higher performance, the lower price, the intelligence, the province energy.The design and research of the subject is the X-Y numerical control platform. CNC two dimensional work platform is simple. Using of computer control system to control the machine tool expanding the range of machine tools improve the machining accuracy. The design of CNC two dimensional work platform is mainly divided into mechanical system design and control system design. The mechanical system includes the design of the structure size of the working table, selection of the guide rail, the choice of the ball screw pair, the selection and calculation of the bearing, the design of the frame. And the control systemincluding the selection of the stepping motor and the computer, the design of the control circuit and the software. This design focuses on the design of mechanical system and the selection of stepping motor. According to the parameters of the working platform, the speed of the stroke, the Y, the X screw speed, the accuracy of the theoretical position, the axial load of the X and the Y direction, we can complete the design calculation of the whole product. In accordance with the processing procedure of the input of interpolation,software or hardware implement pulse distribution driving vertical axis and horizontal movement of the stepper motor to realize the control of machine tool. Finally, cutting in the horizontal plane can be achieved on the two-dimensional numerical control platform.Keywords:X-Y CNC Worktable;Mechanical system; Stepping motor; Computer目录X-Y数控工作平台设计 (I)摘要 (I)Abstract (I)1 绪论 (1)1.1 论文研究背景与意义 (1)1.2 设计任务 (1)2 总体方案设计 (1)2.1 总体方案设计 (1)2.2 设计方案的对比分析与确定 (2)2.3 总体设计方案系统组成 (2)3 机械系统的设计 (2)3.1 工作台结构尺寸设计 (2)3.2 导轨的选择与参数确定 (3)3.3 滚珠丝杠副的选择与计算及其步进电机的选用 (3)3.3.1 设计Y方向的丝杠螺母副及其步进电机 (3)3.3.2 设计X方向的丝杠螺母副 (6)3.3.2 设计X方向的丝杠螺母副............................................. 错误!未定义书签。

x-y工作台课程设计

课程设计说明书课程名称：设计题专班姓名学号：指导教设计时间：2016年12月29日—2017年 1 月 6 日目录一、课程设计的题目及要求 (1)1、题目 (1)2、要求 (1)二、总体方案的确定 (2)三、XY二维工作台机械系统设计 (3)1、工作台的初步设计 (3)2、滚动导轨的参数确定 (3)3、滚珠丝杆计算、选择 (4)4、步进电机的选择 (7)5、齿轮计算、设计 (7)6、步进电机等效负载计算 (8)7、机械传动结构装配 (11)四、XY二维工作台控制系统硬件电路设计 (12)1、硬件电路总体方案设计 (12)2、主控制器的选择 (13)3、键盘、显示接口电路设计 (14)4、步进电机驱动电路设计 (15)5、其它辅助电路设计 (15)五、系统控制软件的设计 (16)1、开发环境和设计语言简介 (16)2、系统控制软件的主要内容 (18)3、键盘、显示子程序的设计 (19)4、步进电机控制子程序的设计 (20)六、课程设计的心得和体会 (22)参考文献 (23)一、课程设计的题目及要求1、题目：步进电机驱动的XY二维工作台设计已知条件：定位精度：±0.01mm，滚珠丝杠及导轨使用寿命：T=15000h，中等冲击，各题目的有效行程、快速进给速度和工作载荷见下表：表1工作台运动要求表2、要求1.程设计应在教师的指导下由学生独立完成，严格地要求自己，不允许互相抄袭。

2.认真阅读《课程设计指导书》，明确题目及具体要求；3.认真查阅题目涉及内容的相关文献资料、手册、标准；4.大胆创新，确定合理、可行的总体设计方案；5.机械部分和驱动部分设计思路清晰，计算结果正确，选型合理；6.微机控制系统方案可行，硬件选择合理，软件框图正确；7.绘制机械系统零件图一张（A3）、装配图一张（A3），控制系统硬件电路原理图一张（A3），编写软件代码一份，图纸符合国家标准，布图合理，内容完整表达清晰；8.课程设计说明书一份（不少于5000字），包括：目录，题目及要求，总体方案的确定，机械系统设计，控制系统设计，参考文献等。

XY运动平台控制系统设计

2.4 伺服控制系统
伺服系统由伺服电机、驱动信号控制转换电路、电力单子驱动放大模块、速度位置电流三个调节单元以及检测装置等组成【1】。
本次设计采用的是闭环伺服系统，整个系统中分为了三环结构：速度环、位置环、电流环。他们都是由控制调节模块、检测和反馈部分组成。
（1）电流环是伺服电机提供转矩的电路。一般情况下，已经被特定了与其相对应的匹配参数，反馈信号在系统内部完成的，因此不需要调整和接线。
K=V/ΔX（V表示坐标的运行速度，单位m/min；ΔX表示跟踪误差，单位为mm）
各联动坐标轴的K值是相同的，这样才可以保证合成运动时的精度。
对伺服系统的基本要求
1.精度高；
2.稳定性好；
3.快速响应；
4.调速范围宽。
第三章系统总体方案设计
系统总体方案设计的内容包括：系统运动方式的确定，伺服电机类型，计算机控制系统的选择。
（2）速度环是控制电动机转速，即坐标轴运行速度的电路。当要调整速度环时，最好选择在位置环是开环的条件下进行，因为对于水平运动方向上的坐标轴来说，操作起来更加容易，转动坐标轴同样是如此。
（3）位置环是使各坐标轴的位置能够定位精确的一个控制环节，而且是按照指令进行定位的，位置环对工作精度以及坐标轴的位置精度的最终定位有很大的影响，在这里,有两项工作需要做，一是系统脉冲当量与原件精度的匹配问题，二是位置环增益系数K值的设置问题，K值是通过机床的性能来直接体现出来的【4】。
2.2 GT系列运动控制器介绍
本次设计采用的是固高公司生产的GT系列的GT-400-SV运动控制器。它是高性能的运动控制卡，可以同步控制四个运动轴，实现各种多轴运动，能够满足我们的任务要求。它的核心部分是由ADSP2181数字信号处理器和FPGA组成。因此，高性能的运算控制不再是问题，前者的MAC单元和多总线结构组成更加容易实现繁复的控制运算，后者能够实现译码、脉冲分配、倍频、定时、计数等功能，两者相结合后，控制性能大幅提升，生活中的很多应用领域都离不开它，例如数控机床、电子加工设备、部分机械等等。

机械电子工程-XY平台认识

控制装置由 PC 机、GT-400-SV 运动控制卡和相应驱动和轨迹指令，进行规划处理，转化成伺服驱动器可以接收的指令格式，发给伺服驱动器，由伺服驱动器进行处理和放大，输出给执行装置。 [2]滚珠丝杠简介
滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。
执行装置部分，X、Y 轴选用直流伺服电机，Z 轴选用步进电机，主轴电机选用异步交流电机。直流伺服电机具有启动转矩大、体积小、重量轻、转矩和转速容易控制、效率高的特点。但维护困难，寿命短，速度受到限制；交流伺服电机具有高速、高加速度，无电刷维护，环境要求低等优点，但驱动电路复杂，价格高。一般伺服电机和驱动器组成一个速度闭环控制系统，用户可根据需要可通过运动控制器构造一个位置（半）闭环控制系统。步进电机不需要传感器，不需要反馈，用于实现开环控制。可直接用数字信号进行控制，与计算机的接口比较容易；但能量转换效率低，易失步。
动作。
[3]电控系统组成框路图
三、实验总结通过这次实验，我们熟悉了 GXY 平台的机械结构装置、控制装置
和驱动装置。我们的 XY 平台是采用版闭环控制的方式，通过运动控制卡来进行运动的控制和规划。X、Y 轴使用的是直流伺服电机，Z 轴使用步进电机，主轴电机使用的是交流伺服电机，同时打开控制箱，观察了 GT-400-SV 运动控制卡，电机驱动器和通用变频器，听老师讲解了他们的连接方式和工作原理，并对 GXY 平台的 Z 轴部分进行了测量和三维建模，通过建模，我们对 GXY 平台的结构和工作原理有了更深刻的理解和认识，为接下来的实验打下基础，使以后的实验能够顺利进行。
滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

摘要本文主要对X-Y数控工作台机电系统及控制系统进行设计。

模块化的X-Y数控工作台通常由导轨座、移动滑块、工作平台、滚珠丝杠螺母副,以及伺服电动机等部件构成。

其中，伺服电动机作为执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠的螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X、Y方向的直线移动。

导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均已标准化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选取即可。

控制系统根据需要选用设计专用的微机控制系统。

关键字：X-Y数控工作台，滚珠丝杠螺母副，伺服电动机，微机控制系统。

3．6．1计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量eqT........ 错误！未定义书签。

2）立铣刀齿数2Z =。

3）最大铣削宽度20e mm α=。

4）最大背吃刀量5p mm α=。

5）X 、Y 方向的脉冲当量0.005/x y mm δδ==脉冲。

6）X 、Y 方向的定位精度均为0.02mm ±。

7）工作台面尺寸为450450mm mm ⨯，加工范围300300mm mm ⨯。

8）工作台最快移动速度1800/min x y v v mm ==。

9）工作台进给移动速度400/min x y v v mm ==。

导轨组合：滚动——滚动支承方式：双推——简支2总体方案的确定2．1机械传动部件的选择2．1．1导轨副的选用要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床的，需要承受的载荷不大，但脉冲当量小，定位精度高，因此，决定选用直线滑动导轨副，它具有刚度高、制造简单、传动效率高、结构简单、安装预紧方便等优点。

2．1．2丝杠螺母副的选用伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，需要满足0.005mm的脉冲当量和0.02mm的定位精度，滑动丝杠副为能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。

滚珠丝杠副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙。

2．1．3减速装置的选用选择了步进电动机和滚珠丝杆副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消间隙机构。

为此，决定采用无间隙齿轮传动减速箱。

2．1．4伺服电动机的选用任务书规定的脉冲当量尚未达到0.001mm，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有1800mm/min。

因此，本设计不必采用高档次的伺服电动机，如交流伺服电动机或直流伺服电动机等，可以选用性能好一些的步进电动机，如混合式步进电动机，以降低成本，提高性价比。

2．1．5检测装置的选用选用步进电动机作为伺服电动机后，可选开环控制，也可选闭环控制。

任务书所给的精度对于步进电动机来说还是偏高的，为了确保电动机在运动过程中选用直线滑动导轨副选用滚珠丝杠副采用无间隙齿轮传动减速箱选用步进电动机不受切削负载和电网的影响而失步，决定采用半闭环控制，拟在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。

增量式旋转编码器的分辨力应与步进电动机的步距角相匹配。

考虑到X、Y两个方向的加工范围相同，承受的工作载荷相差不大，为了减少设计工作量，X、Y两个坐标的导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机，以及检测装置拟采用相同的型号与规格。

2．2控制系统的设计1）设计的X-Y工作台准备用在数控铣床上，其控制系统应该具有单坐标定位，两坐标直线插补与圆弧插补的基本功能，所以控制系统设计成连续控制型。

2）对于步进电动机的半闭环控制，选用三菱FX3U系列的FX3U-48MT/ESS，应该能够满足任务书给定的相关指标。

3）要设计一台完整的控制系统，在选择控制器之后，还要扩展输入输出设备4）选择合适的驱动电源，与步进电动机配套使用。

选用增量式旋转编码器控制系统设计成连续控制型三菱FX3U系列的FX3U-48MT/ESS计算CF计算fF eF fnF计算z F xF yF3机械传动部件的计算与选型 3．1导轨上移动部件的重量估算按照下导轨上面移动部件的重量来进行估算。

包括工件、夹具、工作平台、上层电动机、减速箱、滚珠丝杠副、直线滑动导轨副、导轨座等,估计重量约1800N 。

3．2铣削力的计算设零件的加工方式为立式铣削，采用硬质合金立铣刀，工件的材料为碳钢。

则由表3-7查得立铣时的铣削力计算公式为：0.850.750.73 1.00.13c e z p 118a fd a n Z F -= 今选择铣刀的直径为d=15mm ，齿数Z=2,为了计算最大铣削力，在不对称铣削情况下，取最大铣削宽度为20e mm α=，背吃刀量5p mm α=，每齿进给量zf 0.1mm =，铣刀转速n 300r/min =。

则由上式求的最大铣削力：0.850.750.73 1.00.13118200.12553003804C F N N-=⨯⨯⨯⨯⨯⨯≈ 采用立铣刀进行圆柱铣削时，各铣削力之间的比值可由表3-5查得，结合图3-4a ，考虑逆铣时的情况，可估算三个方向的铣削力分别为：1.1 1.1804884f c F F N ==⨯≈0.380.38804306e c F F N ==⨯≈ 0.250.25804201fn c F F N ==⨯≈图3-4a 为卧铣情况，现考虑立铣，则工作台受到重量约为1800N804c F N ≈884f F N≈306e F N ≈ 201fn F N ≈306z F N =计算max F计算滚珠丝杠副的最大工作垂直方向的铣削力306z eF F N==，受到水平方向的铣削力分别为fF和fnF。

今将水平方向较大的铣削力分配给工作台的纵向，则纵向铣削力884x fF F N==,径向铣削力为201y fnF F N==。

3．3直线滑动导轨副的计算工作载荷是影响直线滑动导轨副使用寿命的重要因素。

本设计中的X-Y工作台为水平布置，采用双导轨、四滑块的支承形式。

考虑最不利的情况，即垂直于台面的工作载荷全部由一个滑块承担，则单滑块所受的最大垂直方向载荷为：maxGF F4=+ (3-1)其中，移动部件重量Ｇ＝1800N，外加载荷306zF F N==，代入式（3-1），得最大工作载荷maxF=756N=0.756kN。

查表3-41，根据工作载荷max0.756F KN=，初选直线滚动导轨副的型号为KL系列的JSA-LG15型，其额定动载荷Ca=7.94KN，额定静载荷C0a=9.5KN。

任务书规定工作台面尺寸为450450mm mm⨯，加工范围300300mm mm⨯，考虑工作行程应留有一定余量，查表3-35，按标准系列，选取导轨的长度为820mm。

上述选取的KL系列JSA-LG15型导轨副的滚道硬度为60HRC，工作温度不超过100℃，每根导轨上配有两只滑块，精度为4级，工作速度较低，载荷不大。

查表3-36~3-40，分别取硬度系数H f=1.0，温度系数884xF N=201yF N=max931F N=选取导轨的长度为820mm载荷m F计算最大动载荷Q FT f =1.00，接触系数c f =0.81，精度系数Rf =0.9，载荷系数w f =1.5，代入式（3-33）得距离寿命：22176L ≈ km远大于期望值50km ，故距离额定寿命满足要求。

3．4滚珠丝杠螺母副的计算与选型3．4．1最大工作载荷Fm 的计算如前面所述，在立铣时，工作台受到进给方向的载荷（与丝杠轴线平行）884x F N =,受到横向载荷（与丝杠轴线垂直）201y F N =，受到垂直方向的载荷（与工作台面垂直）306z F N =。

已知移动部件总重量G=1800N ，按矩形导轨进行计算，查表3-29，取颠覆力矩影响系数K=1.1，滑动导轨上的摩擦系数μ=0.005。

求得滚珠丝杠副的最大工作载荷：()m x z y F KF F F G μ=+++1.18840.005(3062011800)=⨯+⨯++984N ≈3．4．2最大动工作载荷Q F 的计算设工作台在承受最大铣削力时的最快进给速度v=400mm/min ，初选丝杠导程h P =5mm,则此时丝杠转速n=v/h P =80r/min 。

取滚珠丝杠的使用寿命T=15000h,代入66010/150********/60⨯⨯==nT L ,得丝杠寿命系数L 0=81（单位为：106r ）。

984m F N ≈计算传动效率η计算拉/压变形量1δ计算滚珠与螺查表3-30，取载荷系数2.1=wf,滚道硬度为60HRC时，取硬度系数0.1=Hf,代入下式，求得最大动载荷：1.2 1.09845109Q w H mF f F N==⨯⨯=3．4．3初选型号根据计算出的最大动载荷和初选的丝杠导程，查表3-31，选择济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的GD系列2505-3型滚珠丝杠副，为内循环固定反向器双螺母式，其公称直径为20mm，导程为5mm，循环滚珠为3圈⨯1系列，精度等级取5级，额定动载荷为9309N，大于QF，满足要求。