畢業(yè)設(shè)計(jì)論文普通銑床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 采取以下技術(shù)方案 工作臺(tái)工作面尺寸寬度179。余程螺母長(zhǎng)度支撐長(zhǎng)度 1214 行程 2530 L0 14179。10 6 002mm 2 按 式 232 計(jì)算滾珠絲杠的預(yù)拉伸力 Ft 已知滾珠絲杠螺紋底徑 d2 343mm 滾珠絲杠的溫度變化值Δ t 2℃則 Ft 181Δt d22 425889N 珠絲杠螺母副支撐用的規(guī)格型號(hào) 1 按式 233 計(jì)算軸承受的最大軸向載荷 FB FB Ft05 Fa 520264N 2 計(jì)算軸承的預(yù)緊力 FBp FBp FB3 173421N 3 計(jì)算軸承的當(dāng)量軸向載荷 FBam FBam FBpFm 257512N 4 按式 215 計(jì)算軸承的基本額定動(dòng)載荷 C 已知軸承的工作轉(zhuǎn)速 n nm 260rmin 軸承所承受的當(dāng)量軸向載荷 FBam 257512N 軸承的基本額定壽命 L 20210h 軸承的徑向載荷 Fr 和軸向載荷 Fa 分別為 Fr FBamcos60 128756N Fa FBamsin60 224035N 因?yàn)?Fa Fr 174 217 所以查表 225 得徑向系數(shù) X 19 軸向系數(shù) Y 054 故 P X Fr YFa 365615N P 60 nmLh13100 2479756N 5 確定軸承的規(guī)格型號(hào) 因?yàn)闈L珠絲杠螺母副擬采取預(yù)拉伸措施所以選用 60176。寬度 為 30mm179。 105MPa 材料密度ρ 78179。 109r Lh L60n 98288h 一般來(lái)講在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床時(shí)應(yīng)保證滾珠絲杠螺母副的總時(shí)間壽命 Lh≥20210h 故滿(mǎn)足要求 第四章 計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度 41 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算 1 計(jì)算滾珠絲杠的拉壓剛度 Ks 本工作臺(tái)的絲杠支承方式為兩端固定由圖可知黨滾珠絲杠螺母中心位于滾珠絲杠兩支承的中心位置 a L2L 1060mm 時(shí)滾珠絲杠螺母副具有最小拉壓剛度Kmin 可按式 245 計(jì)算 Kmin 66179。234179。10 3D4L 1162 kgcm2 3 計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的移動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JL 已知機(jī)床執(zhí)行部件即工作臺(tái)工件和夾具的總質(zhì)量 m 275kg電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動(dòng)的距離 L 1cm 則由式 265 得 JL m[L2π]2 697kgcm2 4 由式 266 計(jì)算加在電動(dòng)機(jī)軸上總的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jd Jd Jr J0 JL 4002kgcm2 52 計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩 1 計(jì)算切削 負(fù)載力矩 Tc 已知在切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸的軸向負(fù)載力 Fa Fa 18875N 電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動(dòng)的距離 L 10mm 001m 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率 090 由式 254得 Tc FaL2π 307Nm 2 計(jì)算摩擦負(fù)載力矩 Tμ 已知在不切削狀態(tài)西啊坐標(biāo)軸的軸向負(fù)載力即為空載時(shí)的導(dǎo)軌摩擦力 Fμ 0 6375N 由式 255 得 Tμ Fμ0L2π 113Nm 3 計(jì)算滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊而纏上的附加負(fù)載力矩 Tf 已知滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力 Fp 62917N 滾珠絲杠螺母副的基本導(dǎo)程 L0 10mm 滾珠絲杠螺 母副的效率 0 094 由式 256 得 Tf FpL01 022π 013Nm 53 計(jì)算坐標(biāo)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種所需的力矩 1 計(jì)算線性加速力矩 Ta1 已知機(jī)床執(zhí)行部件以最快速度運(yùn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速 n 1800rmin 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jm 62 kgcm2 坐標(biāo)軸的負(fù)載慣量 Jd 4002 kgcm2 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置環(huán)增益 ks 20Hz 加速時(shí)間 ta 015s 由式 258 得 Ta1 2πnJm Jd1 eksta 60179。42179。1214kg 27898kg ω nc Ko md12 1195rads 62 計(jì)算扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率ω nt 折算到滾珠絲杠軸上的系統(tǒng)總當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 Js Jr J0 00033kgm3 已知絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度 ks kφ 120232Nmrad 則 ω nt ks Js05 1909rads 由以上計(jì)算可知杠 工作臺(tái)縱向振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率ω nc 1195rads扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率ω nt 1909 rads一般按ω n 300rads的要求來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度故滿(mǎn)足要求 第七章 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差計(jì)算與分析 傳動(dòng)系統(tǒng)的反向死區(qū)Δ 已知傳動(dòng)系統(tǒng)的最小綜合拉壓剛度 kmin 33333Nmm 導(dǎo)軌的靜摩擦力 F0 850N則由式 252 得 Δ 2δμ 2 F0kmin179。 2 由扭矩變形量θ引起的軸向移動(dòng)滯后量δ將影響工作臺(tái)的定位精度由式 250得 δ L0θ360 17um 第八章 確定滾珠絲杠螺母副 的精度等級(jí)和規(guī)格型號(hào) 絲杠螺母副的精度等級(jí) 本機(jī)床工作臺(tái)采用半閉環(huán)控制系統(tǒng) V300pep 應(yīng)滿(mǎn)足下列要求 V300p≤ 08 定位精度 δ kδ 1448um ep≤ 08 定位精度 δ kδ 1448um 滾珠絲杠螺母副擬采用的精度為 2 級(jí)查表 220 得 V300p 8um＜ 1448um 查表221 得當(dāng)螺紋長(zhǎng)度為 800mm 時(shí) ep 13um ＜ 1448 um 表 220 2π弧度內(nèi)行程變動(dòng)量 V2π P 和任意 300mm 行程內(nèi)行程變動(dòng)量V300P 精度等級(jí) 1 2 3 4 5 V2π P 4 5 6 7 8 V300P 6 8 12 16 23 故滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求 82 確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào) 滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào)為 FFZD40105P21220179。103 029um 即δ k 029um＜ 6um 故滿(mǎn)足要求 絲杠因扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的誤差 1 計(jì)算由快進(jìn)扭矩 TKJ 引起的滾珠絲杠螺母副的變形量θ 已知負(fù)載力矩 T TKJ 1260Nmm 由圖 41 得扭矩作用點(diǎn)之間的距離 L2 915mm絲杠底徑 d2 343mm 由式 249 得 θ 721179。78179。980ta 39226kgfcm 3845Nm 3 計(jì)算坐標(biāo)軸所需的折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種力矩 按式 261 計(jì)算線性加速時(shí)空載啟動(dòng)力矩 Tq Tq Tap Tμ Tf 1344Nm 按式 261 計(jì)算階躍加速時(shí)空載啟動(dòng)力矩 Tq Tq Tap Tμ Tf 3971Nm 按式 257a 計(jì)算快進(jìn)力矩 TKJ TKJ Tμ Tf 126Nm 按式 257b 計(jì)算工進(jìn)力矩 TGJ TGJ Tc Tf 347Nm 電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 1 選擇 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 根據(jù)以上計(jì)算和表 247 選擇日本 FANUC 公司生產(chǎn)的α 123000i 型交流伺服電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下額定功率 3kw 最高轉(zhuǎn)速 3000rmin 額定力矩 12Nm 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 62 kgcm2 質(zhì)量 18kg 交流伺服電動(dòng)機(jī)的加速力矩一般為額定力矩的 510倍若按 5倍計(jì)算則該電動(dòng)機(jī)的加速力矩為 60Nm均大于本機(jī)床工作臺(tái)的線性加速時(shí)所需的空載啟動(dòng)力矩 Tq 1344Nm 以及階躍加速時(shí)所需的空載啟動(dòng)力矩 Tq 3971Nm 因此不管采用何種加速方式本電動(dòng)機(jī)均滿(mǎn)足加速力矩要求 該電動(dòng)機(jī)的額定力矩為 12Nm 均大 于本機(jī)床工作臺(tái)快進(jìn)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩TKJ 126Nm 以及工進(jìn)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩 TGJ 347Nm 因此不管是快進(jìn)還是工進(jìn)本電動(dòng)機(jī)均滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)力矩要求 2 慣性匹配驗(yàn)算 為了使機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的慣量
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