【文章內(nèi)容簡介】 第 3 章 測(cè)量儀用途、規(guī)格、主要技術(shù)性能及特點(diǎn) 3 第 3 章 測(cè)量儀的用途、規(guī)格、主要技術(shù)性能及特點(diǎn) 滾珠絲杠副預(yù)緊力測(cè)量儀采用花崗石床身，導(dǎo)軌采用滑動(dòng)動(dòng)直線導(dǎo)軌；一端裝有三爪卡盤，一段用頂尖裝置，裝夾簡單。主軸電機(jī)通過配套可變或固定減速器，連軸器，主軸，三爪卡盤帶動(dòng)被測(cè)絲杠做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主軸轉(zhuǎn)速為 0～ 150 轉(zhuǎn) /分；測(cè)量拖車上載有精密壓力傳感器和組合架，絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，側(cè)頭 組合架帶動(dòng)拖車平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。組合架能夠在 x 軸和 y 軸上調(diào)整位置，以配合不同型號(hào)的滾珠絲杠副的檢測(cè)。測(cè)力傳感器安裝在拖車上僅阻止螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)而不帶動(dòng)滑板運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌與滑板之間的摩擦力對(duì)測(cè)量沒有影響。 （ 1）滾珠絲杠副預(yù)緊轉(zhuǎn)矩測(cè)量儀的總體設(shè)計(jì)； （ 2）測(cè)量部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； （ 3）傳動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力學(xué)計(jì)算； （ 4）零部件的工作能力計(jì)算； （ 5）滾珠絲杠副預(yù)緊轉(zhuǎn)矩測(cè)量儀的工作仿真。 設(shè)計(jì)的滾珠絲杠副預(yù)緊力測(cè)量儀是測(cè)量滾珠絲杠副無載荷時(shí)預(yù)緊力的儀器。 能夠簡單、直接、準(zhǔn)確地達(dá)到滾珠絲杠副預(yù)緊力的測(cè)量：無外載荷的條件下 ,滾珠絲杠相對(duì)于滾珠螺母旋轉(zhuǎn) , 在設(shè)定的行程內(nèi)絲杠與滾珠螺母之間由滾動(dòng)和滑動(dòng)摩擦力引起的轉(zhuǎn)矩值從而獲得預(yù)緊力數(shù)值。 第 4 章 滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量儀的總體設(shè)計(jì) 北京信息科技大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文：滾珠絲杠副預(yù)緊力檢測(cè)儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書 4 (a) (b) (d) 第 1 章 前言 5 (d) (e) (f) 圖 41實(shí)際儀器部件 (a)三爪卡盤 拖車測(cè) 頭架 (c)右上 壓力傳感器 絲杠 (b)尾架頂尖 導(dǎo)軌 (d)發(fā)動(dòng)機(jī) 皮帶輪 主軸機(jī)箱 (e)滾珠絲杠副預(yù)緊轉(zhuǎn)矩測(cè)量儀操作面板 (f)滾珠絲杠雙螺母 圖 42硬件總體設(shè)計(jì)圖 圖 43測(cè)量儀整體實(shí)物圖 第 4 章 滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量儀的總體設(shè)計(jì) 6 該測(cè)量儀應(yīng)適用于多種規(guī)格的滾珠絲杠測(cè)量 ，卡具適用范圍和導(dǎo)軌長度要進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)。傳感器類型及加裝位置和測(cè)量方式上要重點(diǎn)設(shè)計(jì)，傳感器的移動(dòng)設(shè)計(jì)方案。 傳感器跟隨滾珠絲杠螺母的移動(dòng)而移動(dòng)的機(jī)械原理及裝配實(shí)現(xiàn) 圖 44 BK3壓力傳感器外形尺寸圖 圖 45扭矩傳感器機(jī)械連接示意圖 圖 46測(cè)量原理圖 北京信息科技大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文：滾珠絲杠副預(yù)緊力檢測(cè)儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書 6 1控制柜 2伺服電機(jī) 3前軸承座 4滾珠絲杠 5螺母座 6后軸承座 7計(jì)算機(jī) 8傳力銷 9傳感器 10滑板 11受力軸 圖 47傳感器隨螺母移動(dòng)原理圖 第 5 章 主要技術(shù)參數(shù)確定 7 第 5 章 主要技術(shù)參數(shù)確定 主要技術(shù)參數(shù) 主要零件載荷及強(qiáng)度參數(shù) 已知珠絲杠副的導(dǎo)程 max* maxVPh in? maxV ：滑板最高移動(dòng)速度 maxn ：動(dòng)力機(jī)機(jī)最高轉(zhuǎn)速； I ：傳動(dòng)比 電機(jī)與絲杠間為聯(lián)軸器和減速器直接連接 由上得 1W =4m/min， maxn =1500r/min 代入后得到 Ph? 取 Ph? 5mm 1） 轉(zhuǎn)速與載荷 （ 1）絲杠轉(zhuǎn)速 Vini ph? 由上表查的 1v =, 2v =, 3v =1, Ph =5 代入得 1n? 120， 2n? 160， 3n? 200， 4n? 800 絲杠軸向載荷 12( ) / 10i xi ziF p w w p? ? ? ? iF ：絲杠軸向載荷， xip ：縱向載荷， zip ：垂向載荷 xip (i=1,2,3,4)分別為 2020 N,1000N,500N,0N zip (i=1,2,3,4)分別為 1200N,500N,200N,0N 1w ＝ 800 N， 2w ＝ 200 N 北京信息科技大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文：滾珠絲杠副預(yù)緊力檢測(cè)儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書 8 iF (i=1,2,3,4)為 2200N， 1150N， 620N， 1000N （ 1） 轉(zhuǎn)速 mn? mn? 1*n 1t /100+ 2*n 2t /100+ 3*n 3t /100+ 4*n 4t /100 得 mn? 240r/min （ 2） 載荷 3 3 3 3331 1 2 2 4 4** * ** * * ** 1 0 0 * 1 0 0 * 1 0 0 * 1 0 0m m m mntn t n t n tn n n n?3m 1 2 3 4F = F F + F + F 得 mF ＝ 157N 2） 選擇滾珠絲杠副 6 3* * *10 * ( * )60 a t h a kh m m wc f f f fL n F f? tf ＝ 1， hf ＝ 1， af ＝ 1， kf ＝ ， wf =， hL ＝ 10000h 可求得 ac ＝ 1359N 4)最小螺紋底徑 （ 1）絲杠軸向最大變形量 ① m?? （ 1/3— 1/4）重復(fù)定位精度 ② m?? (1/4— 1/5 )定位精度 m? ：最大軸向變形量 m? 已知重復(fù)定位精度 10 m? 定位精度 25 m? ① m? ＝ 3 m? ，② m? ＝ 6 m? 取兩種結(jié)果最小值 m? ＝ 3 m? （ 2） 估算最小螺紋底徑 絲杠要求預(yù)拉伸，取兩端固定的支承形式 第 5 章 主要技術(shù)參數(shù)確定 9 002 1 0 * * *1 0 0 . 0 3 9**mmmF L F Ld E????? 2md ：最小螺紋底徑 mm L＝（ — ）行程 +(10— 14) Ph 靜摩擦力 0F = 01W? 已知行程 l 980mm， 1W ＝ 810N, 0? = 代入得 L=1100mm 0F ＝ 150N 2md = 5）確定滾珠絲杠副得規(guī)格代號(hào) （ 3） 選內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式法蘭，直筒螺母型墊片預(yù)緊形式 （ 4） 由計(jì)算出的 Ph ， amc ， 2md 選取滾珠絲杠副 FFZD40055 Ph =5, ac =2200N amc =1359N 6)確定滾珠絲杠副預(yù)緊力 PF = max13F 其中 maxF ＝ 2200 PF ＝ 733N 7)行程補(bǔ)償值與拉伸力 （ 1） 行程補(bǔ)償值 C= 3*10utl ?? 式中 ul ＝ 2k n aL L L?? 查表得到 kL ＝ 950 nL ＝ 110， aL ＝（ 2— 4） Ph ＝ 15 t? 溫差取 代入數(shù)據(jù)得 C=32 m? (2)預(yù)拉伸力 tF ＝ t? 22d 代入得 tF ＝ 487N 8）確定支承滾珠絲杠副用得軸承 （ 1） 軸承承受最大軸向載荷 maxBF ＝ 20＋ 47＝ 67 （ 2）軸承類型 兩端固定的支承，滾針軸承 （ 5） 軸承內(nèi)徑 北京信息科技大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文：滾珠絲杠副預(yù)緊力檢測(cè)儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書 10 d 略小于 2d =4， BPF =13 maxBF ，取 d=3 帶入數(shù)據(jù)得 BPF ＝ 236N （ 6） 軸承預(yù)緊力 ? BPF （ 7） 選取軸承型號(hào)規(guī)格 當(dāng) d＝ 3mm，預(yù)加負(fù)荷 ? BPF 所以選擇 TVP 軸承 d＝ 3，預(yù)加負(fù)荷為 290 BPF ＝ 236N 9)滾珠絲杠副工作圖設(shè)計(jì) (1) 絲杠螺紋長度 2s u eL L L?? 余程 eL （ 2）兩端支承距離 1L ，絲杠 L (3)行程起點(diǎn)離固定支承距離 0L sL ＝ 1290， 1L ＝ 1350 eL ＝ 1410， 0L ＝ 30 10）傳動(dòng)系統(tǒng)剛度 （ 1）絲杠抗壓剛度 1）絲杠最小抗壓剛度 minsk ＝ 2 221* *10dl 2d :絲杠底徑 1l ：固定支承距離 代入數(shù)據(jù) minsk ＝ 782N/ m? 2）絲杠最大抗壓剛度 maxsk ＝ 6 .6 2 2210 1 0** *104 ( )dll l l? 代入數(shù)據(jù)得 9000 N/ m? （ 2）支承軸承組合剛度 1）一對(duì)預(yù)緊軸承的組合剛度 2530 m a x2 * 2 . 3 4 * s inB Q aK d z F ?? Qd ：滾珠直徑 mm， Z：滾珠數(shù) maxaF ：最大軸向工作載荷 N 第 5 章 主要技術(shù)參數(shù)確定 11 ? ：軸承接觸角 由《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得 TVP 軸承 maxaF 是預(yù)載荷得 3 倍 maxak ＝ 8600N/ m? 0BK =365 N/ m? 2）支承軸承組合剛度 2bk ? 0BK bk ＝ 750 N/ m? 3)滾珠絲杠副滾珠和滾道的接觸剛度 39。 1/ 3()aFkk c? ck ：標(biāo)準(zhǔn)上的上的剛度 39。ck ＝ 2150 N/m? , ac =2200N, pF =733N 代入數(shù)據(jù)得 ck ＝ 1491 N/ m? 11）剛度驗(yàn)算及精度選擇 Qd =， Z＝ 17，? ＝ 060 （ 1） m in m in1 1 1 1s b ck k k k? ? ? 代入得min1k ＝ 130 m a x m a x1 1 1 1s b ck k k k? ? ? 代入得max1k 1476? 0 0 1Fw?? 已知 1w ＝ 800N, 0? =, 0F =160N 0F :靜摩擦力， 0? ：靜摩擦系數(shù)， 1w ：正壓力 （ 2）驗(yàn)算傳動(dòng)系統(tǒng)剛度 mink ＝ ；已知反向差值：重復(fù)定位精度是 10 mink ＝ 30 （ 3）傳動(dòng)系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差 k? ＝ 0F （min1k －max1k ），代入 k? ＝ 5 m? 北京信息科技大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文：滾珠絲杠副預(yù)緊力檢測(cè)儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書 12 （ 4）確定精度 300pv ：任