數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計書y軸(編輯修改稿)
2025-07-12 01:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 wD — 滾珠直徑， m。 代入數(shù)據(jù)得 mmDdd w ?????? kF = NKlEIf k )/( 2411222 ????????? ??? 臨界載荷 kF 與工作載荷 Fm之比稱為穩(wěn)定性安全系數(shù) kn ，當(dāng) kn = merFF ? [ kn ],則壓桿穩(wěn)定， [ kn ]為許用穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般 [ kn ]=； 此時 kn = 204mer ??FF ? [ kn ] 螺桿接觸直徑 xd xd = 1d bd cos? 螺母螺紋直徑 D D= 0d 2e+2R 螺母內(nèi)徑 1D 1D = 0d +（ ~） bd 則此絲桿穩(wěn)定。 （ 2） 臨界轉(zhuǎn)速校核 對于高速長絲杠有可能發(fā)生共振，需要算其臨界轉(zhuǎn)速，不會發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速 ( /min).r 22229910c cfdn L? wd d D?? 式中 Lc—— 臨界轉(zhuǎn)速計算長度 ,取 ； —— 絲杠支撐方式系數(shù)。 （當(dāng)一端固定，一端自由時， 2f =；當(dāng)一端固定，一端游動時， 2f =；兩端固定時， 2f =）。 wDdd ?? =? = m i n/ 222c rL dfc???? 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其最大速度，故臨界轉(zhuǎn)速滿足。 （ 3） 傳動系統(tǒng)剛度驗算 由滾珠絲桿本身的抗壓剛度 tminK 、支承軸承的軸向剛度 baK 、滾珠絲桿副中滾珠與滾道的接觸剛度 CK 、折算到滾珠絲桿副上伺服系統(tǒng)剛度RK、折算到滾珠絲桿副上聯(lián)軸節(jié)的剛度 1K 、滾珠絲桿副的抗扭剛度 kK 、螺母座、軸承座的剛度hK 形成的綜合剛度 K 為： hk1Rcbat m in11111111 KKKKKKKK ??????? 一般在校核計算中，折算到滾珠絲桿副上聯(lián)軸節(jié)的剛度、滾珠絲桿副的抗扭剛度、螺母座、軸承座的剛度、伺服剛度一般可忽略不計。則上式可簡化為： 2fcbatm in1111KKKK??? （ ）滾珠絲桿本身的抗壓剛度 tminK 已知工作臺的 縱 向行程為 500mm，當(dāng)螺母移動到離定位點最遠(yuǎn)位置時，距離為最遠(yuǎn)，最大距離為 830mm=。則絲桿拉壓剛度為 61126m a x216m a xt m i n d10 ??? ?? ???????? ?? L ELAEK =（ N/ m? ） 式中 1d —— 絲桿底徑 E—— 絲桿材料鋼的彈性慣量， E= 。a102 2GP? （ ）絲桿軸承的軸向剛度 滾珠絲杠副 的預(yù)加載荷 0F = NNFm ???N，軸向外載荷為導(dǎo)軌摩擦力 fF =fG=? 30? =,故軸向載荷為預(yù)加載荷與軸向外載荷之和，即 aF = 0F + fF =+=(N)。 絲桿軸承軸向載荷剛度可按下式求得，即 3 23 2 171 4 3 39。 ???? ZdFK aba =（ N/ m? ） （ ）滾珠絲桿螺母的接觸剛度 cK 查絲桿螺母樣本手冊得 cK =657（ N/ m? ） 則傳動系統(tǒng)總和剛度 K 為 cbatm in1111KKKK??? =1??=（ N/ m? ） （ 2）彈性變形量 ? 數(shù)控銑床的定位精度是在不切削空載條件下檢驗的。故軸向載荷為預(yù)加載荷與軸向外載荷之和 aF 。故因 aF 引起的彈性變形量為 )( 6 mKFa ?? ??? 故剛度校核合格，符合精度要求。 （ 4） 額定壽命的校核 滾珠絲杠的額定動載荷 N9309Ca ? ，已知其軸向載荷 374NFmax ? ，滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速 min/r675n ? ，運(yùn)轉(zhuǎn)條件系數(shù) ? ，則有 930910fL 66363wm a ??????? ）（）（ F C h11281567560 104569n60L 6k ?? ??? L 滾珠絲杠螺母副的總工作壽命 h1 5 0 0 01 1 2 8 1 5L k ?? h ，故滿足要求。 四、直流伺服電機(jī)的選擇 伺服電機(jī)的選用，應(yīng)考慮三個要求：最大切削負(fù)債轉(zhuǎn)矩，不得超過電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量 MJ 應(yīng)與負(fù)載慣量 rJ 相匹配（匹配條件可根據(jù)伺服電機(jī)樣本提供的匹配條件，也可以按照一般的匹配規(guī)律）；快速移動時，轉(zhuǎn)矩不得超過伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。 （ 1） 最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩計算 所選伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩。最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩 T可根據(jù)下式計算，即 T=(??2max hPF+ POT + foT )i= ??? ++=（ mN? ) 其中，從前面的計算已知最大進(jìn)給力 maxF =374N，絲桿導(dǎo)程 hP =5mm=，預(yù)緊力 PF = ，查絲桿樣本，滾珠絲桿螺母副的機(jī)械效率 ? =。因滾珠絲桿預(yù)加載荷引起的附加摩擦力矩 POT = =? ? ( mN? ) 查 單 個 軸承 的摩 擦 力矩 為 mN? ， 故 一對 軸 承的 摩 擦力 矩POT = mN? 。伺服電機(jī)與絲桿直連其傳動比 i=1。 （ 2） 負(fù)載慣量計算 伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量 MJ 應(yīng)與負(fù)載慣量 rJ 相匹配。負(fù)載慣量可按以下次 序計算。 ?工件、夾具與工作臺折算 到 電機(jī)軸上的慣量 1J ： ????? 22h21 nmwv ）（）（）（ ??PmJ ( 2mkg? ) ?絲桿加在電機(jī)軸上的慣量 2J 絲桿名義直徑 0D =25mm，長度 l=500m，絲桿材料鋼的密度 ? = 33 m/kg10? 。根據(jù)下列計算，絲桿加在電機(jī)軸上的慣量 2J 為 ??????? 43402 ??? LDJ ( 2mkg? ) ?聯(lián)軸器加上鎖緊螺母等的轉(zhuǎn)動慣量 3J 可直接查手冊得到 3J = 2mkg? 則負(fù)載及機(jī)械傳動裝置總的轉(zhuǎn)動慣量為： ? ?2321r 0 0 1 1 6 0 0 1 0 0 0 1 mkgJJJJ ???????? 根據(jù)上述計算可初步選定伺服電機(jī)。選用直流伺服電機(jī)，可選 BL 系列無刷直流電動機(jī)，型號為 92BL4015H1LSB 直流伺服電機(jī)， 適配驅(qū)動器 BL2203C，其額定轉(zhuǎn)矩為 ? m，大于最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩 M= ? m。 轉(zhuǎn) 子慣量MJ = 2mkg? ，
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