機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)—縱向改造ca6140車床說明書-文庫(kù)吧
2025-05-14 22:52 本頁(yè)面
【正文】 基本導(dǎo)程L0=8mm,則：絲杠轉(zhuǎn)速n===25 (r/min)壽命L===最大動(dòng)載荷： =FwFHFm==12518（N）考慮到工作要求，外循環(huán)插管式雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，安裝尺寸小，剛度高等優(yōu)點(diǎn)可以滿足車床改造要求，故選漢江機(jī)床廠C1型滾珠絲杠。查《機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)》—13得相應(yīng)的額定動(dòng)載荷滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格和結(jié)構(gòu)類型，選用時(shí)應(yīng)滿足 。查表，選擇以下驗(yàn)算：當(dāng)時(shí)，=15772（N），表中額定動(dòng)載荷顯示： 故基本導(dǎo)程的滾珠絲杠不符合使用要求。當(dāng)時(shí)，=13778（N）。符合滾珠絲杠系列代號(hào)4006—，公稱直徑=40，螺旋角=，滾珠直徑=列數(shù)圈數(shù)=，=16083N 當(dāng)時(shí)，=12518（N） 符合滾珠絲杠系列代號(hào)4008—，公稱直徑=40，螺旋角=，滾珠直徑=列數(shù)圈數(shù)=，=20202N計(jì)算 式：——絲杠螺旋升角，由算得。——摩擦角，滾珠絲杠副的滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=~,其摩擦角約等于；要求?！z杠基本導(dǎo)程，——絲杠公稱直徑則滾珠絲杠副的摩擦角=當(dāng)時(shí)，===；當(dāng)時(shí)，==。剛度驗(yàn)算 1) 絲杠的拉伸或壓縮變形量 式中絲杠的最大工作載荷，單位為N； 絲杠兩端支承間的距離，單位為mm； 絲杠材料的彈性模量，鋼的E=； S絲杠按底徑確定的截面積，單位為；M轉(zhuǎn)矩，單位為；I絲杠按底徑確定的截面積慣性矩（），單位為。其中，“+”號(hào)用于拉伸，“－”用于壓縮。由于轉(zhuǎn)矩M一般較小，式中第2項(xiàng)在計(jì)算式可酌情忽略。當(dāng)=6mm時(shí)， 取1185mm 絲杠的公稱直徑，偏心距，螺紋滾道的半徑。 故 若兩端采用角接觸球軸承，且絲杠由進(jìn)行了預(yù)緊，預(yù)緊力為最大工作載荷的1/3時(shí)，其拉伸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mm（此項(xiàng)在總變形量中也占比較大的比重）有預(yù)緊時(shí)： 式中：滾珠直徑，單位為； 滾珠總數(shù)量，； 單圈滾珠數(shù)，（外循環(huán)）， （內(nèi)循環(huán)） 預(yù)緊力，單位為N。 Z：一圈的滾珠數(shù)（外循環(huán)） 取Z=32 當(dāng)滾珠絲杠有預(yù)緊力，且預(yù)緊力為軸向工作載荷的1/3時(shí)，值可減少一半，即： 3） 剛度驗(yàn)算 絲杠的總變形量。一般總變形量不應(yīng)大于機(jī)床規(guī)定的精度一半。 符合條件要求當(dāng)=8mm時(shí)，1) 絲杠的拉伸或壓縮變形量 取1185mm 絲杠的公稱直徑，偏心距，螺紋滾道的半徑。 故 若兩端采用角接觸球軸承，且絲杠由進(jìn)行了預(yù)緊，預(yù)緊力為最大工作載荷的1/3時(shí)，其拉伸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mm（此項(xiàng)在總變形量中也占比較大的比重）有預(yù)緊時(shí)： 式中：滾珠直徑，單位為； 滾珠總數(shù)量，； 單圈滾珠數(shù)，（外循環(huán)）， （內(nèi)循環(huán)） 預(yù)緊力，單位為N。 Z：一圈的滾珠數(shù)（外循環(huán)） 取Z=26 當(dāng)滾珠絲杠有預(yù)緊力，且預(yù)緊力為軸向工作載荷的1/3時(shí)，值可減少一半，即： 3）剛度驗(yàn)算 絲杠的總變形量。一般總變形量不應(yīng)大于機(jī)床規(guī)定的精度一半。 故符合條件。=6mm,=8mm都滿足要求。以基本導(dǎo)程最大的滾珠絲杠作為最終選擇，即以=8mm的作為計(jì)算依據(jù)。 穩(wěn)定性的驗(yàn)算 滾珠絲杠屬于受軸向力的細(xì)長(zhǎng)桿，如果過軸向負(fù)載過大，則可能產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷應(yīng)滿足： 式中： 臨界載荷，單位為N； 絲杠支承系數(shù)； 壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)，~4，垂直 安裝時(shí)取最小值； 滾珠絲杠兩端支承間的距離，單位為。 絲杠材料的彈性模量，E=； I絲杠按底徑確定的截面積慣性矩（），單位為。 因絲杠兩端固定，取絲杠支撐方式系數(shù)； 取1185； 壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)，取4； ； 故絲杠不失穩(wěn)四、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算（一）減速比的確定 減速比為：i=式中：為脈沖當(dāng)量（mm/plus）。為滾珠絲桿的基本導(dǎo)程（mm）,步進(jìn)電機(jī)的步距角由系統(tǒng)的定位精度要求可確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量為：=初選三相異步電動(dòng)機(jī)：根據(jù)經(jīng)濟(jì)性要求，采用三相六拍工作方式的步進(jìn)電機(jī)，步距角為=。i=()=(二) 齒輪傳動(dòng)的確定傳動(dòng)鏈的級(jí)數(shù)和各級(jí)傳動(dòng)比的選擇 對(duì)于數(shù)控機(jī)車的齒輪傳動(dòng)，應(yīng)采用設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和工藝均較簡(jiǎn)單，而且易獲得高精度的平行軸漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)。 通常，齒輪傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)級(jí)數(shù)少一些比較好，因?yàn)榭梢詼p少零部件的數(shù)目，簡(jiǎn)化傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)，并且可以提高傳動(dòng)精度，減少空程誤差，有利于提高傳動(dòng)效率。同時(shí)較小，故在此選用圓柱直齒輪單級(jí)傳動(dòng)。 一般模數(shù)取m=1~2，數(shù)控車取m=2。 齒輪寬b=(3~6)m，為了消除齒側(cè)隙，寬度可加大到（6~10）m。z17，取z=30，m=2，則 取 取中心距 選小齒輪齒數(shù)，小齒輪的齒寬度，大齒輪齒數(shù)，大齒輪的齒寬度。對(duì)斜齒圓柱齒輪采用軸向墊片調(diào)整法，修正或改變軸向調(diào)整墊片的厚度以減少側(cè)隙，但不能自動(dòng)補(bǔ)償齒隙。（三）步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算（1）齒輪、軸、絲桿等圓柱體慣量計(jì)算 M圓柱體質(zhì)量（kg）D圓柱體直徑（cm）L圓柱體長(zhǎng)度或圓度（cm）滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，因?yàn)檫x用電機(jī)限定工作方式的是三相六拍，步距角為，故符合的是：110BF003和110BF004。電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為： 110BF003: 110BF004：（2） 工作臺(tái)折算到絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 v工作臺(tái)移動(dòng)速度(cm/min) n絲桿轉(zhuǎn)速(r/min) G工作臺(tái)的重量(N) g重力加速度(10m/s) 絲桿導(dǎo)程(cm) (3) 傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 由于： 式中：i系統(tǒng)總的減速比 各轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量() 各轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)速(r/min) 電機(jī)的轉(zhuǎn)速(r/min) 電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()（4） 系統(tǒng)總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 電機(jī)力矩的計(jì)算主要考慮快速空載起動(dòng)時(shí)所需
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