车床数控系统改造范本.docx

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1、毕业论文题 目：C616车床数控系统改造院 系： 专 业： 姓 名： 指导教师： 2014年3月1日目 录摘 要1关键词1第1章 绪 论 21.1普通机床数控化改造概述21.2 数控改造的意义21.3 数控改造的优点3第2章 数控机床的原理及分类32.1 数控机床的一般原理32.1.1 数字控制的基本概念32.1.2 数控机床的组成42.1.2.1 信息载体42.1.2.2 计算机数控系统52.1.2.3 伺服系统52.1.2.4 机床52.2 计算机控制系统的工作原理62.2.1 输入62.2.2译码62.2.3 数据处理62.2.4 插补62.2.5 伺服控制62.2.6 管理程序72.3

2、 机床数控系统的分类72.3.1开环控制系统72.3.2 半闭环控制系统82.3.3 闭环控制系统8第3章 C616机床数控系统改造方案93.1 机床数控系统改造方案要求93.2 C616车床的数控改造主要包括以下两个方面93.2.1 机械部分改造93.2.2 电气控制系统改造9第4章 机械部分改造104.1 纵向（Z向）进给系统的计算与设计104.1.1 纵向进给系统的设计104.1.2 纵向进给系统的设计计算114.1.2.1 切削力计算 114.1.2.2 滚珠丝杠设计及计算134.1.2.2.1 强度计算134.1.2.2.2效率计算134.1.2.2.3 刚度验算144.1.2.2.

3、4 稳定性验算144.1.2.3齿轮及转矩的有关计算144.1.2.3.1有关齿轮计算144.1.2.3.2 转动惯量计算154.1.2.3.3 所需转动力矩计算154.2 横向（X向）进给系统计算与设计174.2.1 横向进给系统的设计174.2.2横向进给系统的设计计算174.2.2.1 切削力计算184.2.2.2 滚珠丝杠设计计算184.2.2.2.1 强度计算184.2.2.2.2 效率计184.2.2.2.3 刚度验算194.2.2.2.4 稳定性验算194.2.2.3 齿轮及转矩有关计算194.2.2.3.1有关齿轮计算194.2.2.3.2 转动惯量计算194.2.2.3.3

4、所需转动力矩计算20第5章 机床导轨改造21第6章 电气系统改造226.1 步进电机的选择226.1.1 步进电机选用的基本原则226.1.1.1 步矩角226.1.1.2 精度226.1.1.3 转矩226.1.1.4 启动频率236.1.2 C616纵向进给系统步进电机的确定236.1.3 C616横向进给系统步进电机的确定236.2 数控装置硬件设计246.2.1 数控系统硬件组成246.2.2 单片机的选择256.2.3 存储器的选择256.2.4 I/O接口电路256.2.5步进电机驱动电路266.3 数控系统软件设计27第7章 总结29第8章 致谢30参考文献31C616机床数控系

5、统改造摘要：本文主要是将传统的C616车床的电气控制系统改造成为数字控制的开环控制系统。随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，对机械加工设备的加工精密程度也要求越来越高。而在中国的机械加工设备的车床中，普通车床占了很大比例。这已经越来越制约着当今工业的发展。而数控机床由于价格昂贵，且需要较高技术的加工工人。所以对普通机床进行数控改造具有很大的意义。本文在搜索、查阅和研究大量有关资料的基础上，对机床的数控改造技术进行了研究和分析，描述了机床控制系统的设计。整个改造过程主要对车床机械部分和电气系统进行了改造，从而达到所要求的数控机械性能。关键词：C616车床，数控改造，单片机，步进电机第一章

6、绪 论1.1普通机床数控化改造概述机床的数控改造，就是在普通机床上增加计算机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。它是根据生产实际需要提出，并随着机床行业以及技术的不断进步而发展起来的，它的内容是应用成熟的数控技术和经验，以适应生产的具体要求为目的，对现有机床的局部结构进行改造，并安装上新部件、新装置、新附件，用计算机控制机床工作，提高机床的技术性能指标，使之全部或局部达到数控机床的水平。 然而，机床的数控改造不是简单地将传统机床配备上数控系统即可，现代的数控技术，特别是加工中心，无论是其支承部件、主传动系统、进给传动系统、刀具系统、辅助功能等部件结构，还是整体布局、外

7、部造型等都已经发生了很大变化，已经形成了数控机床的独特机械结构。因此，我们在对普通机床进行数控改造的过程中，应在考虑各种情况下，使普通机床的各项性能指标尽可能地与数控机床相接近。1.2 数控改造的意义数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。1.2.1可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。1.2.2 可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高37倍。由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存

8、储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了“柔性自动化”。1.2.3 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，减少修配。1.2.4 实现多工序的集中加工，减少零件在机床间的频繁搬运。1.2.5 拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。因此，机床数控系统改造后降低了工人的劳动强度，节省了劳动力减少了工件的机床更换次数，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。1.3 数控改造的优点1.3.1 减少投资额、交货期短。同购置新机

9、床相比，一般可以节省6080的费用，改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只花新机床购置费用的1/3，交货期短。但有些特殊情况，如高速主轴、托盘自动交换装置的制作与安装过于费工、费钱，往往改造成本提高23倍，与购置新机床相比，只能节省投资50左右。1.3.2 机械性能稳定可靠，结构受限。所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。但是受到原来机械结构的限制，不宜做突破性的改造。1.3.3 熟悉了解设备、便于操作维修。购买新设备时，不了解新设备是否能满足其加工要求。改造则不然，可以精确地计算出

10、机床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短，见效快。改造的机床一安装好，就可以实现全负荷运转。1.3.4 可充分利用现有的条件。可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。1.3.5 可以采用最新的控制技术，可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。第2章 数控机床的原理及分类2.1 数控机床的一般原理2.1.1 数字控制的基本概念数字控制（Numerical ControlNC），简称为数控，是一种自动控制技术，是用数字化信号对控制对象加以控制的一种方法。

11、数字控制是相对于模拟控制而言的，数字控制系统中的控制信息是数字量，而模拟控制系统中的控制量是模拟量。数字控制与模拟控制相比有许多优点，如可用不同的字长表示不同精度的信息，可对数字化信息进行逻辑运算、数学运算等复杂的信息处理工作，特别是可用软件来改变信息处理的方式或过程，而不用改动电路或机械机构，从而使机械设备具有很大的“柔性”。因此数字控制已被广泛用于机械运动的轨迹控制和机械系统的开关量控制，如机床的控制、机器人的控制等。数字控制的对象是多种多样的，但数控机床是最早应用数控技术的控制对象，也是最典型的数控化设备。数控机床是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。国际信息处理联盟（I

12、nternational Federation of Information ProcessingIFIP）第五技术委员会对数控机床作了如下定义：数控机床是一种装了程序控制系统的机床。该系统能逻辑地处理具有使用号码或其它符号编码指令规定的程序。定义中所提的程序控制系统，就是数控系统（Numerical Control System）。数控系统是一种控制系统，它自动输入载体上事先给定数字量，并将其译码，在进行必要的信息处理和运算后，控制机床动作和加工零件。最初的数控系统是由数字逻辑电路构成的专用硬件数控系统。随着微型计算机的发展，硬件数控系统已逐渐被淘汰，取而代之的是计算机数控系统（Comput

13、er Numerical Control）简称CNC。CNC系统是由计算机承担数控中的命令发生器和控制器的数控系统。由于计算机可完全由软件来确定数字信息的处理过程，从而具有真正的“柔性”，并可以处理硬件逻辑电路难以处理的复杂信息，使数字控制系统的性能大大提高。2.1.2 数控机床的组成数控机床是典型的数控化设备，它一般由信息载体、计算机数控系统、伺服系统和机床四部分组成，如图1-1所示图1-1 数控机床的组成2.1.2.1 信息载体信息载体又称控制介质，用于记录数控机床加工一个零件所必需的各种信息，如零件加工位置数据、工艺参数等，以控制机床的运动，实现零件的机械加工。常用的信息载体有穿孔带、穿

14、孔卡、磁带、磁盘等，并通过相应的输入装置将信息输入到数控系统中。数控机床也可采用操作面板上的按钮和键盘将加工信息直接输入，或通过窜行口将计算机上编写的加工程序输入到数控系统。高级的数控系统可能还包括一套自动编程机或者CAD/CAM系统。由这些设备实现编制程序、输入程序、输入数据以及显示、模拟显示、存储和打印等功能。2.1.2.2 计算机数控系统计算机数控系统是数控机床的核心，它的功能是接受载体送来的加工信息，经计算和处理后去控制机床的动作。它由硬件和软件组成。硬件除计算机外，其外围设备主要包括光电阅读机、CRT、键盘、棉板、机床接口等。光电阅读机是输入系统程序和零件加工程序；CRT供显示和监控

15、用；键盘用于输入操作命令及编辑、修改程序段，也可输入零件加工程序；操作面板可供操作人员改变操作方式、输入整定数据、启停加工等；机床接口是计算机和机床之间联系的桥梁，机床接口包括伺服驱动接口及机床输入/输出接口。伺服驱动接口主要是进行数/模转化，以及对反馈元件的输出进行数字化处理并记录，以供计算机采样；机床输入/输出接口是用于处理辅助功能。软件由管理软件和控制软件组成。管理软件主要包括输入输出、显示、诊断等程序；控制软件包括译码、刀具补偿、速度控制、插补运算、位置控制等部分组成。数控装置控制机床的动作可概括为：2.1.2.2.1 机床主运动，包括主轴的启动、停止、转向和速度选择等 ；2.1.2.

16、2.2 机床的进给运动，如点位、直线、圆弧、循环进给的选择，坐标方向进给速度的选择等；2.1.2.2.3 刀具的选择和刀具的补偿（长度、半径）；2.1.2.2.4 其它辅助运动，如各种辅助操作，工作台的锁紧和松开，工作台的旋转与分度和冷却泵的开、停等。2.1.2.3 伺服系统它是数控系统的执行部分，包括驱动机构和机床移动部件，它接受数控装置发来的各种动作命令，驱动受控设备运动。伺服电动机可以是步进电机、电液马达、直流伺服电机或交流伺服电机。 2.1.2.4 机床它是用于完成各种切削加工的机械部分，是在普通机床的基础上发展来的，但也做了很多改进和提高，它的主要特点是：2.1.2.4.1由于大多数

17、数控机床采用了高性能的主轴和伺服传动系统，因此数控机床的机械传动结构得到了简化，传动链较短；2.1.2.4.2为了适应数控机床连续地自动化加工，数控机床结构具有较高的动态刚度、阻尼精度及耐磨性，热变形较小；2.1.2.4.3更多的采用高效传动部件，如滚珠丝杠副、直线滚动导轨等；2.1.2.4.4不少数控技术还采用了刀库和自动换刀装置以提高机床各种效率。2.2 计算机控制系统的工作原理2.2.1 输入 输入给数控系统的有零件加工程序、控制参数和补偿数据等。 2.2.2译码 输入的程序段含有零件的轮廓信息（起点、终点、直线还是圆弧等）、要求的加工速度以及其它的辅助信息（换刀、换档、冷却液开关等）。

18、计算机依靠译码程序来识别这些符号，将加工程序翻译成计算机内部能识别的语言。2.2.3 数据处理 数据处理程序一般包括刀具半径补偿、速度计算是解决该加工数据段以什么样的速度运动的问题。加工速度的确定也是一个工艺问题。数控系统仅仅是保证这个编程速度的可靠实现。另外，辅助功能如换刀、换档等亦在这个程序中实现。2.2.4 插补 即根据给定的曲线类型（如直线、圆弧或高次曲线）、起点、终点以及速度，在起点和终点之间进行数据点的密化。计算机数控系统的插补功能主要由软件来实现，目前主要有两类插补方法：一是脉冲增量插补，它的特点是每次插补运算结束产生一个进给脉冲；二是数字增量插补，它的特点是插补运算在每个插补周

19、期进行一次，根据指令进行速度计算出一个微小的直线数据段。2.2.5 伺服控制 将计算机送出的位置进给脉冲或进给速度指令，经变换和放大后转化为伺服电机（步进电机或交、直流伺服电机）的转动，从而带动机床工作台移动。2.2.6 管理程序 当一个数据段开始插补时，功能程序即着手准备下一个数据段的读入、译码、数据处理。即由它调用各个功能子程序，且保证一个数据段加工过程中将下一个程序段准备就绪。一旦本数据段加工完成，即开始下一个数据段的插补加工。整个零件加工就是在这种周而复始的工程中完成。2.3 机床数控系统的分类机床数控系统的种类很多，为了便于了解和研究，可以从不同的角度对其分类。可以按伺服系统的控制方

20、式，机床的运动轨迹，数控系统功能水平分类。一般地，按伺服系统的控制方式进行分类。伺服系统包括驱动机构和机床移动部件，它是数控系统的执行部分，按其控制原理可分为以下三类。2.3.1开环控制系统（Open Loop Control System）典型的开环伺服系统如图1-2所示，是采用步进电机的伺服系统。对于数控装置发来的每一个进给脉冲经驱动线路放大并驱动步进电机转动一个步距（即一个固定的角度，如1.5），再经减速齿轮带动丝杠旋转，并通过丝杠螺母副传东工作台的移动。可以看出工作台的移动量与进给脉冲的数量成正比。显然这种开环系统的精度完全依赖于步进电机的步距精度及齿轮、丝杠的传动精度。它没有测量反馈

21、矫正措施，所以对高精度的数控机床往往不能满足要求，但开环系统的结构简单、调试容易、造价低，在数控机床的发展过程中占有一定的重要地位，现在仍普遍采用。图1-2 开环伺服系统方框图2.3.2 半闭环控制系统（Semi-closed Loop Control System）如图1-3所示，采用装在丝杠上的角位测量丝杠或电机轴的转动量间接地测量工作台的移动量。它的优点就是不论工作台位移的长短，角位移测量元件制成360可循环使用。图1-3 半闭环伺服系统方框图半闭环的意思就是用丝杠（或电机轴）的转动量与数控装置的命令相比较（闭环），而另一部分丝杠螺母工作台的位移量不受闭环控制（开环），故称为半闭环。显然

22、，从理论上讲，半闭环的精度低于闭环，但半闭环调试方便，稳定性好，角位移的测量元件简单、价廉，所以配备传动精度较高的齿轮、丝杠的半闭环系统得到广泛应用。2.3.3 闭环控制系统（Closed Control System）如图1-4所示，采用直线位移测量元件，测量机床移动部件工作台（主轴箱）的位置并将测量结果送回与数控装置命令的移动量相比较，二者不相等而有差值时，将此差值放大外控制伺服电机带工作太继续移动；直至测量值与命令值相等差值为零或接近于零时停止移动。从理论上讲，闭环伺服系统的精度取决于测量工作台的精度，但实际上机床的结构、传动装置以及传动间隙等非线形因素都会影响精度，严重的还会使闭环伺服

23、系统的品质下降甚至引起振荡。图1-4 闭环伺服系统方框图第3章 C616机床数控系统改造方案3.1 机床数控系统改造方案要求C616机床数控改造，在考虑具体数控改造方案时，基本原则是在满足使用要求的前提下，对机床的改动尽可能减少，以降低成本。C616车床主要用于对中小型轴类、盘类以及螺纹零件的加工，这些零件加工工艺要求机床应完成的工作有：控制主轴正反转和实现其不同切削速度的主轴变速，刀架能实现纵向和横向的进给运动，并且具备在换刀点自动改变刀位并完成选择刀具，加工螺纹时应保证主轴转一转，刀架移动1个被加工螺纹的螺距或导程。这些工作就是数控化改造数控系统控制的对象。根据C616车床有关资料以及数控

24、车床的改造经验，确定总体方案为：采用单片机对数据进行计算处理，由I/O接口输出步进脉冲。经一级齿轮减速后，带动滚珠丝杠转动，从而实现纵向、横向进给运动。3.2 C616车床的数控改造主要包括以下两个方面3.2.1 机械部分改造主传动系统不作变动，横向进给系统和纵向进给系统采用滚珠丝杠螺母副替换进给轴原有的普通丝杆副，由电动刀架代替普通刀架。3.2.2 电气控制系统改造。伺服控制采用开环控制，在机械部分改造完成后，采用8031单片机作为数控系统，控制步进电动机驱动纵向和横向进给运动。其改造后结构原理示意图如图3-1所示。图3-1 C616型车床的数控化改造结构原理图数控改造主要完成以下内容：3.

25、2.2.1 数控系统控制纵横两方向的步进电机，实现X、Z两轴的进给运动；3.2.2.2 将手动刀架拆除换成电动刀架；3.2.2.3 拆除丝杠、光杠进给箱、溜板箱，换上滚珠丝杠螺母副；3.2.2.4 在主轴后端加一主轴编码器，以便加工螺纹。改造过程中，只保留机床导轨、主轴、溜板、尾座等部件，其余的全部撤除。带之以滚珠丝杠和步进电机，用数控系统来驱动各轴的运动。总体改造如图3-2所示。图3-2 C616普通车床的数控改造第4章 机械部分改造4.1 纵向（Z向）进给系统的计算与设计纵向进给系统的改造。即拆掉原机床的进给箱和溜板箱，利用原机床进给箱的安装孔和销钉孔安装内有步进电机和一对齿轮的箱体，将原

26、来的普通丝杠改换成滚珠丝杠螺母副。4.1.1 纵向进给系统的设计经济型数控车床的改造一般是步进电机经减速驱动丝杠，螺母固定在溜板箱上，带动刀架左右移动。步进电机的布置，可放在丝杠的任意一端。对车床改造来说，外观不必像产品设计要求的那么高，而从改造方便，实用方面来考虑。一般都把步进电机放在纵向丝杠的右端，如图4-1所示。图4-1 纵向进给系统改造方案示意图4.1.2 纵向进给系统的设计计算 已知条件： 工作台重量： W=750N 时间常数： T=28ms 滚珠丝杠基本导程： =8mm 行程： S =700mm 脉冲当量: p=0.01mm/step 步距角： =0.75/step快速进给速度：

27、=2.5m/min4.1.2.1 切削力计算 由机床设计手册可知，切削功率 （4-1） 式中 N电机功率，查机床说明书，N=4kW； 主传动系统总效率，一般为0.60.7取K进给系统功率系数，取为K=0.96。 因此： =40.650.96=2.496 kW 又因为 （4-2） 所以 式中 v切削线速度，取v=100m/min。主切削力 =61202.496/100=152.76（kg f）=1527.6（N）由金属切削原理可知，主切削力 （4-3）查表得： =188kgf/=1880MPa =1 =0.75 =1则可计算如表3-1所示：表4-1 计算结果222333f（mm）0.20.30.

28、40.20.30.4112515241891168722872837当=1520N时，切削深度=2mm，走刀量=0.3mm，以此参数作为下面计算的依据。 从机床设计手册中可得知，在一般外圆车削时： =（0.10.6） =（0.150.7） （4-4）取： =0.5Fz=0.51527.6=763.8N=0.6Fz=0.61527.6=916.5N4.1.2.2 滚珠丝杠设计及计算综合导轨车床丝杠的轴向力： （4-5）式中 K=1.15， =0.150.18，取为0.16。则 P=1.15763.8+0.16（1527.6+800） =1250.8N4.1.2.2.1 强度计算 寿命值 （4-6

29、） （4-7）取工件直径 D=80mm，查表得 =15000h 则： =10001000.3/3.14806=20r/min =602015000/=18最大动负载 Q= （4-8）查表得： 运转系数 =1.2 硬度系数 =1则 Q=1.211250.8=3933.6N根据最大动负载Q的值，可选择滚珠丝杠的型号。4.1.2.2.2效率计算 根据机械原理的公式，丝杠螺母副的传动效率为： （4-9）式中 摩擦角=10 螺旋升角=325则 =0.9534.1.2.2.3 刚度验算滚珠丝杠受工作负载P引起的导程的变化量 （4-10）式中 =6mm=0.6cm； E=20.6滚珠丝杠截面积 则 滚珠丝杠

30、受扭矩引起的导程变化量很小，可忽略，即：。所以，导程变形总误差为： 查表知E级精度丝杠允许的螺距误差（1m长）为15m/m，故刚度足够。4.1.2.2.4 稳定性验算 由于机床原丝杠直径为32mm，支承方式不变，所以稳定性不存在问题，不再验算。4.2.3齿轮及转矩的有关计算4.2.3.1有关齿轮计算传动比 故取 =32 =40m=2mm b=20mm =204.2.3.2 转动惯量计算工作台质量折算到电机轴上的转动惯量： 丝杠的转动惯量： 齿轮的转动惯量：电机转动惯量很小可忽略。因此，总的转动惯量： =4.2.3.3 所需转动力矩计算快速空载启动时所需力矩 +最大切削负载时所需力矩 +快速进给

31、时所需力矩 + 式中 空载启动时折算到电机轴上的加速力矩； 折算到电机轴上的摩擦力矩； 由于丝杠预紧所引起，折算到电机轴上的附加摩擦力矩； 切削时折算到电机轴上的加速度力矩； 折算到电机轴上的切削负载力矩。 （4-11）当时 当时 =12.40824.88/9.60.025=0.1286 N.m=1.286kgf.cm当=0.8 =0.16时 =1.223=12.23当=0.9时预加载荷Po=1/3则： =76.30.6/23.140.81.25=7.297kgf.cm=72.97N.cm所以，快速空载启动所需力矩 =21.5+1.223+0.462=23.185kgf.cm=231.85N.

32、cm切削时所需力矩： =1.286+1.223+0.462+7.297 =10.268kgf.cm=102.68N.cm快速进给时所需力矩 =1.223+0.462=1.685kgf.cm=16.85N.cm由以上分析计算可知：所需最大力矩Mmax发生在快速启动时，4.2 横向（X向）进给系统计算与设计横向进给机构改造：保留原手动机构，用于调整操作，原有的支撑结构也保留，步进电机、齿轮箱体安装在中拖板的后侧。4.2.1 横向进给系统的设计 经济型数控改造的横向进给系统的设计比较简单，一般是步进电机经减速后驱动滚珠丝杠，使刀架横向运动。步进电机安装在大拖板上，用法兰盘将步进电机和机床大拖板连接起

33、来，以保证其同轴度，提高转动精度。4.2.2横向进给系统的设计计算 由于横向进给系统的设计计算与纵向类似，所用到的公式不在详细说明，只计算结果。已知条件：工作台重量： W=30kgf=300N时间常数： T=25ms 滚珠丝杠基本导程： =4mm左旋行程： S =190mm脉冲当量: p=0.005mm/step 步距角： =0.75/step快速进给速度： =1m/min4.2.2.1 切削力计算 横向进给量为纵向的1/21/3，取1/2，则切削力约为纵向的1/2。=1/2152.76=76.38kgf=763.8N在切断工件时： 4.2.2.2 滚珠丝杠设计计算4.2.2.2.1 强度计算

34、对于燕尾型导轨： （4-12）取K=1.4 =0.2则 P=1.438.19+0.2（76.38+30） =74.74kgf=747.4N寿命值 最大动负载Q=根据最大动负荷Q的值，可选择滚珠丝杠的型号。例如，滚珠丝杠参照汉江机床厂的产品样本选取系列，滚珠丝杠公称直径为20mm，型号为204-5-E2左，其额定动负荷为5393N，所以强度足够用。4.2.2.2.2 效率计算 螺旋升角=338，摩擦角=10则传动效率由公式（2-9）得 4.2.2.2.3 刚度验算由公式（4-10）得滚珠丝杠受工作负载P引起的导程的变化量 =74.74100.44/3.1420.6=5.96cm滚珠丝杠受扭矩引起

35、的导程变化量很小，可忽略，即：所以，导程变形总误差为=100L/Lo=1005.96/0.4=14.9m/m 查表知E级精度丝杠允许的螺距误差（1m长）为15m/m，故刚度足够。4.2.2.2.4 稳定性验算 由于选用滚珠丝杠的直径与原丝杠直径相同，而支承方式由原来的一端固定、一端悬空，变为一端固定，一端径向支承，所以稳定性增强，故不再验算。4.2.2.3 齿轮及转矩有关计算4.2.2.3.1有关齿轮计算传动比 故取 =20 4.2.2.3.2 转动惯量计算工作台质量折算到电机轴上的转动惯量丝杠的转动惯量 齿轮的转动惯量电机转动惯量很小可忽略，因此，总的惯量4.2.2.3.3 所需转动力矩计算 所以，快速空载启动所需转矩=2.23+0.287+0.116=2.633kgf.cm=26.33N.cm切削时所需力矩： =0.1774+0.287+0.116+1.824 =2.40kgf.cm=24.04N.cm快速进给时所需转矩：