【文章內容簡介】 推力軸承的滾動體直徑，d= = =由于對軸承施加了預緊力，其變形量減少了一半計算： ===推力軸承的軸向接觸剛度值KB為：KB===552N/mPa工作載荷，Pa=1680N= = = N/m= == N/m由于進給執(zhí)行部件在不同位置時，機械傳動剛度的不同而引起的定位誤差，在空載情況下為：=F0()（）F0導軌以上部分的重量引起的靜摩擦 F0=W2fW2縱向托板重量，W2=1039Nf靜摩擦系數，取f=F0=1039=機床要求的重復定位精度，==20m=（）==4m==因為=47(m) 所以滿足條件。摩擦死區(qū)誤差是由于導軌摩擦力在拖板啟動或反向時，使傳動系統(tǒng)中產生彈性變形時引起的傳動誤差，最大死區(qū)誤差為: △===20m能滿足要求。由于步進電機對負載慣量很敏感，為滿足負載慣量盡可能小的要求，同時也為滿足要求的脈沖當量，常采用齒輪降速傳動，總降速比i由下式計算:i=伺服電機步距角，先選=t滾珠絲桿螺距，t=6mm脈沖當量，= i== :模數的影響因素很多,當齒輪受力較大,傳動速度高,要求壽命長,磨損小時,模數要選大些,反之,則可取小些，一般取m =，這里取m =2mm :主要由傳動比確定，并考慮最小齒數的限制，Zmin17，根據: i==選擇Z1=30，Z2=36:B=m齒寬系數，通常=3至6，這里取=4B=42=8mm對采用消隙措施的大齒輪由兩薄片齒輪組成，齒寬應按兩倍計算，即B=16mm=為了消除齒側隙，大齒輪采用雙片齒輪錯齒的周向彈簧式直齒圓柱齒輪，而小齒輪則采用普通直齒圓柱齒輪。其基本參數為:m =2mm,Z1=30,Z2=36，壓力角=20i =：d1=mZ1=230=60mmd2=mZ2=236=72mm齒頂圓直徑： da1=m（Z1+2）=2(30＋2)1=64mmda2=m（Z2+2）=2(36+2)1=76mm中心距a為： a=m（Z1+Z2）=2（30+36）=66mm兩齒輪的精度等級均為7級精度。雙片薄齒輪中彈簧的壓緊力應大于驅動扭矩。由于滾珠絲桿直接與大齒輪通過平鍵相連，因而大齒輪上的扭矩M‘應等于滾珠絲桿上的扭矩M，即:=M=145Ncm齒輪中有3組彈簧，因此每組彈簧的最大工作載荷F2為:3F2L=L—齒輪中消隙彈簧與齒輪圓心的距離，取L=25mm=3F2=145F2==工作極限載荷Flim為：Flim≤==32N最小工作載荷F1≥=32=選用彈簧直徑d=，彈簧中徑D2=，節(jié)距p=d=，工作極限載荷FLIM=，材料為60S,2CrA,許用切應力=471MPa，切變模量G=。校核彈簧強度，彈簧切應力為：=F2每組彈簧的最大工作載荷，F2=C施繞比C===K曲度系數K=+ =+= ==432N/mm=432MPap=471MPa所以能滿足要求。取彈簧的有效圈數n=8，則n1=n=8計算彈簧剛度系數k k= G切變模量，G==10N/mm k= =彈簧長度H0為：H0=(n+1)d+2（D2d） =（8+1）+2（）= Jr=JM+Jt =JM+J1+（J2+JS+JW）JM電機轉子的轉動慣量，JM=10NmJt折算到電機軸上的轉動慣量J1小齒輪的轉動慣量 J1=鋼的密度，=10Kg/md1小齒輪分度圓直徑，d1=60mm=B小齒輪齒寬，B= J1= =10kgm J2=大齒輪分度圓直徑，=72mm=B大齒輪分度圓直徑，B=J2==10 kgmJS滾珠絲桿的轉動慣量JS=D0滾珠絲桿副的名義直徑D0=35mm=L總滾珠絲桿副的總長度，取L總=1371mm=JS = =10 kgmJW導軌以上移動部件的慣量，即工作臺折算到絲杠上的轉動慣量 JW=W2（）W2縱向托板重量，W2=106kgfｔ滾珠絲桿的螺距，t=6mm=JW=106=10 kgmJr=JM+J1+（J2+JS+JW） =10+10+（10+10+10） =10 kgmMK=Mamax+ Mf+ M0Mamax空載啟動時折算到電機軸上的加速轉矩（Nm）Mamax=Jr折算到電機軸上的總慣量，Jr=10 kgmn電max電機最大轉速n電max=iv空載快速進給速度，v=2000mm/mint滾珠絲桿的螺距，t=6mmi傳動比，i=n電max==400r/minMamax==mMf折算到電機軸上的摩擦轉矩（NM）Mf=F0導軌以上部分的質量引起的靜摩擦，F0=47N傳動鏈的總效率。取=t滾珠絲桿的螺距，t=6mm=i傳動比，i=Mf==mM0由于絲桿預緊力引起的折算到電機軸上的附加摩擦轉矩（Nm）M0=Fpl滾珠絲桿軸的預加載荷，Fpl==560N0滾珠絲桿未預緊時的效率，0=M0=MK= Mamax+Mf+M0 =++ =m:Mg= Mat+ Mf+ M0+ MtMf折算到電機軸上的摩擦轉矩，Mf=mM0由于絲桿預緊引起的折算到電機軸上的附加摩擦轉矩，M0=mMat切削時折算到電機軸上的附加摩擦轉矩Mat=Jr折算到電機軸上的總慣量，Jr=10kgmT時間常數，T=nt電機軸的工作轉速nt=nii傳動比，i=n絲桿工作轉速 n===167r/minnmax絲桿最高轉速，nmax=333r/min nt=167=200r/min Mat= =Mt折算到電機軸上的切削負載轉矩Mt=傳動鏈總效率，取=t滾珠絲桿的螺距，t=6mm=i傳動比，i=Px縱向絲桿進給力，PX=115kgf=1127NMt= =mMg=Mat+Mf+M0+Mt =+++ =m對比快速空載啟動時負載轉矩MK= Nm和最大切削負載時所需轉矩Mg = N m，因為Mg≥MK，由此得出電機的最大力矩應為最大切削負載時所需轉矩Mg。要求電機轉矩Mq≥Mg=m選擇型號為SM8004230LFB,其參數如表42所示：表42 伺服電機參數序號名稱數據單位1型號SM8002430LFB2額定功率KW3額定轉矩Nm4額定轉速3000Rpm5額定電流A6轉子慣量10Kgm7機械時間常數Ms8編碼器線數2500C/T（省線式）C/T9電機繞組插座繞組引線UVW插座編號234110編碼器插座信號5V0VA+AB+BZ+Z插座編 號23475869111重量Kg５. 橫向進給裝置的改造 橫向滾珠絲桿螺母機構的設計計算因為橫向進給量為縱向進給量的1/2～1/3，取為1/2，則切削力約為縱向的1/2，即：橫向主切削力PZ橫===115kgf，所以橫向絲桿進給力為： PX橫=PY橫= =115=橫向使用燕尾形導軌，絲桿的最大軸向載荷為：Pa=kPx+ =+（