機電一體化課程設計-ca6140橫向進給系統(tǒng)的數(shù)控化改造(編輯修改稿)
2025-10-08 11:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 10678N，額定靜載荷為 29091N。滾珠絲杠副的額定動載荷大于其最大動載荷，滿足承載能力的要求。 （ 4）傳動效率的計算 滾珠絲杠副的傳動效率為 )t a n (t a n?????? 式中， γ —— 螺旋升角； Φ —— 摩擦角取 10180。，滾珠絲杠副的滑動摩擦系數(shù) f= ????? ) 5a r c t a n ()a r c t a n (00dL?? 9 4 ) an ( an ???? ??? （ 5） 剛度驗算 滾珠絲杠副的軸向變形會影響進給系統(tǒng)的定位 精度及運動的平穩(wěn)性因此應考慮以下引起軸向變形的因素：絲杠的拉伸或壓縮變形量；滾珠與螺紋滾道間的接觸變形；支承滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形；滾珠絲杠的扭轉變形引起導程的變化量；和螺母座及軸承支座的變形。最后一種常為滾珠絲杠副系統(tǒng)剛度的薄弱環(huán)節(jié)，但變形量計算較為困難，一般根據(jù)其精度要求，在結構上盡量增強其剛度而不作計算。因此滾珠絲杠副剛度的驗算，主要是前三種變形量。 橫向滾珠絲杠副的兩端均采用向心推力球軸承，且絲杠進行預拉伸。最大進給牽引力為 2280N，左右支承的中心距離 L 約為450mm。絲杠螺母及軸承均進行 預緊。 計算如下： 1）絲杠的拉伸或壓縮變形量δ 1 受絲杠載荷 Fm作用引起的導程的變化量Δ L 為 AELFL m???? 0 式中進給牽引力 Fm=2280N；絲杠的導程 L0=5mm；鋼材料的彈性模量 E=（ N/mm2）；滾珠絲杠的底徑截面積為 A 22 6 2 5)2 ( mmA ?? ? mmAE LFL m 440 52280 ????? ?????? mmL LLa 0 0 5 05 108 8 40 ??????? ?? 由于絲杠采用了預拉伸，其拉壓剛度可以提高 4 倍，故實際變形量為 mma 0 0 0 ???? ?? 2）滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量δ 2 有預緊時 3 202 ??? ZFdFgm? 式中，軸向工作載荷 Fm=2280N，預緊力 Fg=Fm/3=760N，滾珠直徑 dq=，滾珠數(shù) Z=32π /dq=，綜合考慮后 取 Z=30,滾珠數(shù)量 ZΣ =每一圈的滾珠數(shù) Z X 圈數(shù) X 列數(shù)= 30 X 3 X 2=180，帶入上述表達式得 mmZFdFgqm0 0 1 4 10/1 8 07 6 01 7 2 2 8 00 0 1 10/100 0 1 3 23 22????????? 3）支承滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形δ 3 采用向心推力球軸承 mmZdFqmc228322322???????? 注意，此公式的 Fm的單位應為 kgf 因施加預緊力，故 mmc 0 0 3 1 0 6 3 ???? ?? 根據(jù)以上計算可 得 ??????? ???? 查表，剛度滿足要求。 4） 穩(wěn)定性校核 根據(jù)臨界載荷 Fc可根據(jù)下式計算 22LEIfF zc ?? 式中， E—— 材料彈性模量，鋼為 E=I—— 截面慣性矩， 64/4dI ?? ，此處 d 為絲杠內(nèi)徑 L—— 絲杠兩支承距離 L=450mm=45cm fz—— 絲杠支承方式系數(shù)， fz =2 444 1 0 4 364 ???? ?? NL EIfF zC 6 2 3 3 5 945 1 0 4 3 2 6222 ??????? ?? ][ 7 32 2 8 06 2 3 3 5 9 ??????? kmck nFFn 穩(wěn)定性安全系數(shù) 故絲杠不會失穩(wěn)，從幾個方面看初選的滾珠絲杠副滿足要求。 三、 機床進給系統(tǒng)步進電機的設計計算與選擇 選用步進電機時，根據(jù)機械結構草圖計算機械傳動裝置及負載 折算到電機軸上的 等效轉動慣量，分別計算各種工況所需的等效 力矩，在根據(jù)步進電機最大靜轉矩和起動、運行矩頻特性選擇合 適的步進電機。
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