【文章內(nèi)容簡介】 / 3 0 . 3 1 . 6 7 7 4 05 1cr NF ? ?? ? ? ??? ?? 9 安全系數(shù) 71 . 6 7 7 4 1 0 3 3 5 4 . 85000crmFS F ?? ? ?＞＞ [S]= ~ 故絲杠是安全的，不會失穩(wěn)。 支承方式 有關系數(shù) 雙推 —自由 F—O 雙推 —簡支 F—S 雙推 —雙推 F—F [S] 3~4 ~ — μ 2 2/3 — fc ② 臨界轉速 crn 驗證 高速運轉時，需驗算其是否會發(fā)生共振的最高轉速，要求絲杠最高轉速 maxn ＜ crn ， 臨界轉速可按公式計算： ? ? ? ?2 2 51223 . 9 2 7 0 . 0 5 59 9 1 0 9 9 1 0 1 . 5 4 3 8 1 02 / 3 0 . 3 5ccr fdn l? ?? ? ? ? ?? crn ＞ maxn =10000。 （ 5） 剛度 驗算 ： 滾珠絲杠在工作負載 F（ N）和轉矩 T（ ）共同作用下引起每個導程的變形量 0L? （ m）為 ： 20 2 cpF p TL EA G J?? ? ? ? 式中： A—絲杠的截面積， ? ?2214A d m?? cJ — 絲杠的極慣性矩， ? ?42132cJ d m?? G—絲杠切變模量，對于鋼 G=； T—轉矩（ ） 30 63ta n ( ) 5 0 0 0 1 0 ta n ( 2 5 4 39。 8 39。 4 8 . 3 7 6 6 ( .02 ))2m DTF Nm?? ?? ? ? ? ? ? ? ? 按最不利的情況，即取 F=Fm，則 ： 220 2 2 4114 1 62 cp F p T p F p TL E A G J E d G d? ? ?? ? ? ? ?（ p 為基本導程） = 3 3 29 2 2 9 44 1 0 1 0 5 0 0 0 1 6 ( 1 0 1 0 ) 8 . 3 7 6 63 . 1 4 2 0 6 1 0 0 . 0 5 5 3 . 1 4 8 3 . 3 1 0 0 . 0 5 5 1 0 . 3 9 4 u m????? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ??? 通常要求絲杠的導程誤差應小于其傳動精度的 1/2，即 ： L? ＜ 11 0 .0 3 1 522 m m um? ? ? ? 故該滾珠絲杠 剛度滿足要求 。 10 （ 6） 效率驗算 ： 滾珠絲杠副的傳動效率為 ： ta n ta n ( 2 5 4 39。)ta n ( ) ta n ( 2 0 . 9 4 9 25 4 39。 8 39。 4 0 )?? ?? ?? ? ?? ? ? 通常要求在 90%~95%之間，所以該絲杠副能滿足使用要求。 最后，經(jīng)上述計算驗證， FFZD6310 各項性能指標均符合題目要求，可選用。 繪制進給傳動系統(tǒng)示意圖 電動機傳動原理圖 雙推 — — 簡支式進給傳動系統(tǒng)示意圖 直流伺服 電動機的計算，選型，效核 （機床設計手冊 P1323） 本系統(tǒng)設計中，由于在前面的總體設計中已經(jīng)說明了步進電機不能滿足其性能要求，故選擇直流伺服電機，并且是在半閉環(huán)控制系統(tǒng)中使用。 寬調(diào)速直流伺服電機應根據(jù)負載條件來選擇。加在電動機軸上的負載有兩種，即負載轉矩和負載轉動慣量。當選用電動機的時，必須正確的計算負載，即必須確認電動機能滿足下列條件：⑴在整個調(diào)速范圍內(nèi)，其負載轉矩應在電動機連續(xù)額定轉矩范圍以內(nèi)；⑵工作負載與過載時間應在規(guī)定的范圍內(nèi)； ⑶應使加速度與希望的時間常數(shù)一致。一般講，由于負載轉矩起減速作用，如果可能，加減速應選取相同的時間常數(shù)。 我們在這里首先 初 選大慣量系列（ H 系列）型號為 60H 的直流伺服發(fā)電機 。其性能參數(shù)如下：輸出功率 15kW，額定轉矩 ，最大轉矩為 784 ，最高轉速為 2021r/min，轉子轉動慣量 ，機械時間常數(shù) 12ms，熱時間常數(shù) 120min，重量為 160kg。 （ 1）過熱驗算： JJ2 3i電動機1J 4i12J 11 當負載轉矩為變量時，應用等效法求其等效轉矩： 221 1 2 212......eq d x T t T tTT tt???? ?? 由前述 計算直流伺服電機輸出軸上總負載轉矩 61 .017 7 .T N m? ? 式中： 1t ， 2t — 時間間隔，在此時間間隔內(nèi)的負載轉矩分別為 1T 、 2T … 。 所選電動機過熱的條件為 N eqN dxTTPP??? ?? 式中： NT — 電動機 的額定轉矩， ； NP — 電動機的額定功率， W； dxP — 由等效轉矩 eqT 換算的電動機功率， W， ? ? / 5dx eq NP T n? 。其中 Nn 為電動機的額定轉速 /minr 。 由本題可知 ： 6 1 .0 1 7 7 . 9 8 .e q NT T N m T N m?? ? ? ? ? ? 46 1 .0 1 7 7 2 0 0 0 / 9 .5 5 1 .2 7 7 9 1 0 1 5d x NP P k W? ? ? ? ? ? （ 2）過載驗算： 即應使瞬時最大負載轉矩 maxT? 與電動機的額定轉矩 NT 的比值不大于某一系數(shù)，即： max mNT kT? ? 式中： mk — 電動機過載系數(shù)， 取 ? 。 由題知： ? ＜ ? 故該電動機有較好的過載保護能力。 減速器的選用 直流伺服電機 與絲杠螺母間的運動傳遞可能有多種形式 ，我們這里選擇 通過減速器傳動絲杠 。 從上述的分析可知電動機的轉速 200 0 / minmnr? ，機床絲杠轉速 600 / minnr? 知，傳動比 2021 =600 3 .3 3 3 3mni n?? 。 根據(jù)傳動級數(shù)選擇曲線，將其分為兩節(jié)傳動。又根據(jù) 傳動比分配曲線我們這里選擇1i =， 2i =。 12 這里，我們選取圓柱齒輪傳動 第一級傳動參數(shù)如下： 1 20z? 、 2 30z ? 、 mm? （模數(shù)）， 20???， 1 20 2b mm cm??（齒寬），1130d mz mm?? ， 2245d mz mm?? ， 11 2 33ad d h mm? ? ? ， 22 2 4 8 .5ad d h m m? ? ?；第二級齒輪參數(shù)： 3 24z ? 、 4 54z ? 、 mm? （模數(shù)）， 2 20 2b mm cm??（齒寬），3336d mz mm?? ， 4481d mz mm?? ， 33 2 39ad d h mm? ? ?， 44 2 84ad d h mm? ? ?。 驗算系統(tǒng)的等效轉動慣量 驗算慣量匹配 ， 電機軸上的總當量負載轉動慣量 Jd與電機軸自身的轉動慣量 Jm應控制在： 1 14 dmJJ?? 比值太大，系統(tǒng)動特性受負載變化干擾；比值太小，不經(jīng)濟，大馬拉小車。 如果驗算發(fā)現(xiàn) Jd/Jm 不滿足上式要求 ， 應返回修改原設計。 通過減速傳動比 i 和絲杠導程 PH的合理搭配，使慣量匹配趨于合理。 1 / 22L F L F Lm m mT T JiT T J??????? ? ??????? 若不計摩擦 ,即 TLF＝ 0, 則 ： LmJi J? 或 2L mJ Ji ? 上式表明 ： 得到傳動裝置總傳動比 i 的最佳值的時刻就是 JL換算到電動機軸上的轉動慣量 JL/i2 正好等于電動機轉子的轉動慣量 Jm的時刻 ， 此時 ， 電動機的輸出轉矩一半用于加速負載 ， 一半用于加速電動機轉子 ， 達到了慣性負載和轉矩的最佳匹配。 根據(jù)等效轉動慣量有： 222 11900 mn jk ie q i jijkknvJ m Jnn???? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? 齒輪的轉動慣量分別為（齒輪為鍛鋼，并將齒 輪近似看做圓柱體）： 4 4 4 4 2 5 2117 .8 1 0 7 .8 3 .3 2 1 0 . 1 .8 5 1 0 .zaJ d b k g c m k g m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 4 4 4 4 2 5 2227. 8 10 7. 8 4. 85 2 . 106 .zaJ d b k g c m k g m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 4 4 4 4 2 5 2337. 8 10 7. 8 3. 9 2 . .9 10zaJ d b k g c m k g m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 4 4 4 4 2 4 2447. 8 10 7. 8 8. 4 2 10 . 10 . d b k g c m k g m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 絲杠的轉動慣量近似為： 4 4 2 27. 8 6. 3