【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ΔP總 = 106μm = 12. 2μm （313）由《機(jī)床說(shuō)明書》可知，絲杠縱向有效行程為900mm，且絲杠精度等級(jí)為3級(jí)，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)說(shuō)明說(shuō)手冊(cè)》電子版，縱向行程允許的行程變動(dòng)量為17μm，CDM40006— 17μm,故剛度足夠。3）穩(wěn)定性校核。要使?jié)L珠絲杠不失穩(wěn)的條件是：臨界負(fù)載荷Fk≥Fmax。根據(jù)公式 Fk = （314）式中 ——絲杠的支撐方式系數(shù)，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，=（雙推支撐） E——材料彈性模量，對(duì)于鋼，E= MPa L——絲杠兩支撐端距離，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，CDM4006—5絲杠兩支撐端距離為1600mm =160cm； K——滾珠絲杠的靜安全系數(shù)，取 K = 1/4。 I——截面慣性矩。 I =， 其中d =（d0 – ） （315）式中 d0——滾珠絲杠的公稱直徑，d0 = 40mm=4 cm； Dw——滾珠絲杠的滾珠直徑，Dw ==。則 I =(4 – )4CM4 = CM4 （316） Fk = （317） 傳動(dòng)比計(jì)算公式： i= （318）其中，δp =；參考《實(shí)用微電機(jī)手冊(cè)》，初選= Po =6 mm，則 i= （319） 可初選齒輪的齒數(shù)比為 i= 齒輪材料采用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，精度等級(jí)取7級(jí)，前后軸承選用8024型流動(dòng)軸承，齒輪傳動(dòng)時(shí)效率為。由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)齒輪受力不大，且根據(jù)優(yōu)先選用第一系列的原則，取模數(shù)m=2mm，由經(jīng)驗(yàn)公式可知，齒寬b =20mm，則分度圓直徑分別為： （320） （321）中心距為： （322）（1）切削力的計(jì)算。 因?yàn)闄M向進(jìn)給量為縱向的1/3~1/2，取1/2，則橫向主軸切削力約為縱向的1/2. 由《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，其經(jīng)驗(yàn)公式為： 式中 Fx——橫切端面時(shí)的進(jìn)給力； Fy——背向力。 （323） （324）(2)滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算滾珠絲杠的選型的方案可以參考縱向滾珠絲杠的設(shè)計(jì)選型，方案來(lái)設(shè)計(jì)。即：①螺紋滾道型面的選型：?jiǎn)螆A弧型面、雙圓弧型面。②滾珠循環(huán)方式：內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)。③軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊力的選擇：墊片式、螺紋式、齒差式。（3）計(jì)算進(jìn)給牽引力Fm（N）?？筛鶕?jù)《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》中進(jìn)給牽引力的試驗(yàn)公式計(jì)算，橫向?yàn)檠辔膊蹖?dǎo)軌，則 （325）則 (4)計(jì)算最大動(dòng)載荷C(N) ：由 (5)選擇滾珠絲杠螺母副根據(jù)CCa（Ca是絲杠的額定載荷，見表32）的原則，使選取的滾珠絲杠的額定動(dòng)載荷大于計(jì)算的最大工作載荷。由上面初選的絲杠導(dǎo)程及計(jì)算所得的最大動(dòng)載荷，選取滾珠絲杠型號(hào)為CDM2004—5，其表示外循環(huán)插管式、雙螺母墊片預(yù)緊、導(dǎo)珠管埋入式的滾珠絲杠，公稱直徑為20mm，導(dǎo)程為4mm，右螺紋，載荷鋼球?yàn)?圈，精度3級(jí)的定位滾珠絲杠副。CDM2004—5的額定動(dòng)載荷為10639N ,故強(qiáng)度足夠。CDM2004—5型滾珠絲杠具體參數(shù)見表42表33CDM2004—5型滾珠絲杠具體參數(shù)公稱直徑/mm導(dǎo)程/mm鋼球直徑/mm螺紋底徑/mm絲杠外徑/mm額定負(fù)載/N接觸剛度/（N/μm）d0P0Dwd1d 2CaC0a20410639287221178表34螺母安裝連接尺寸/mmDD1D3D4BD5D6hLL1CAM40—6653111061003943M6（6）滾珠絲杠的驗(yàn)證 1）傳動(dòng)效率計(jì)算。根據(jù)《機(jī)械原理》，絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為η0其中，則 （326）2）剛度驗(yàn)算。滾珠絲杠工作時(shí)受軸向力和轉(zhuǎn)矩的作用，將引起導(dǎo)程P0的變化，因滾珠絲杠受轉(zhuǎn)矩時(shí)引起的導(dǎo)程變化很小，可以忽略不計(jì)，所以工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量ΔP0為： ΔP0 =177。 （327） 式中 E——材料彈性模量，對(duì)于剛，E = A——滾珠絲杠的截面積，按絲杠螺紋底徑確定d，即d =，則 A =d2 = （328）則 （329）滾珠絲杠受轉(zhuǎn)矩引起的導(dǎo)程變化量ΔP1很小，可以忽略不計(jì)，即ΔP1 =ΔP0，所以導(dǎo)程變形總量誤差 ΔP總 =ΔP總/P0 *ΔP0式中 ΔP總——縱向最大行程，由《機(jī)床說(shuō)明書》可知，P總=240mm=24cm。則 ΔP總 = （330）由《機(jī)床說(shuō)明書》可知，絲杠縱向有效行程為900mm，且絲杠精度等級(jí)為3級(jí)，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)說(shuō)明說(shuō)手冊(cè)》電子版，縱向行程允許的行程變動(dòng)量為12μm，CDM2004— 12μm,故剛度足夠。3）穩(wěn)定性校核。要使?jié)L珠絲杠不失穩(wěn)的條件是：臨界負(fù)載荷Fk≥Fmax。根據(jù)公式 Fk = （331）式中 ——絲杠的支撐方式系數(shù)，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，=（雙推支撐） E——材料彈性模量，對(duì)于鋼，E= MPa L——絲杠兩支撐端距離，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，CDM2004—5絲杠兩支撐端距離為L(zhǎng)=600mm =60cm； K——滾珠絲杠的靜安全系數(shù)，取 K = 1/4。 I——截面慣性矩。 I =， 其中d =（d0 – ） （332）式中 d0——滾珠絲杠的公稱直徑，d0 = 20mm=2cm； Dw——滾珠絲杠的滾珠直徑，Dw ==。則 I =(2 – )4CM4 = CM4 Fk = 傳動(dòng)比計(jì)算公式： i= （333）其中，δp =；參考《實(shí)用微電機(jī)手冊(cè)》，初選= Po =4mm，則 i= （334）可初選齒輪的齒數(shù)比為 i= 齒輪材料采用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，精度等級(jí)取7級(jí)，前后軸承選用8024型流動(dòng)軸承，齒輪傳動(dòng)時(shí)效率為。由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)齒輪受力不大，且根據(jù)優(yōu)先選用第一系列的原則，取模數(shù)m=2mm，由經(jīng)驗(yàn)公式可知，齒寬b =20mm，則分度圓直徑分別為： （335） （336）中心距為： 滾珠絲杠的支撐形式的選擇。為了滿足高精度、高速度進(jìn)給系統(tǒng)的要求，除了應(yīng)采用高精度、高速度的滾珠絲杠副外，還必須充分重視支撐的設(shè)計(jì)，注意選用軸向剛度好、摩擦力矩小、運(yùn)行精度高的軸承。滾動(dòng)軸承的選用絲杠軸承的載荷主要是軸向載荷，徑向除絲杠重力外，一般無(wú)外載荷，對(duì)絲杠軸承主要要求軸向精度和剛度較高，摩擦力矩要盡量小。固定支撐采用的有60度角接觸球軸承、雙向推力角接觸球軸承、滾針軸承和推力滾子軸承等。根據(jù)實(shí)際需要，選用深溝球軸承，固定支撐可選用60度角接觸球軸承，其特點(diǎn)如下：1）接觸角大、剛球數(shù)多、承載能力強(qiáng)=剛度高。2）既能承載軸向載荷，也能承載徑向載荷，支撐結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化。3）軸承是按規(guī)定的預(yù)緊力供應(yīng)的，使用者不需要自己調(diào)整。4）軸承起動(dòng)摩擦力矩小，降低絲杠副驅(qū)動(dòng)功率，提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度。 33 開環(huán)控制系統(tǒng)原理圖選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，通常希望步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)距，啟動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率高，步距誤差小，性能價(jià)格比高。但增大轉(zhuǎn)距也快速運(yùn)行存在一定矛盾，高性能也低成本存在矛盾，因此實(shí)際選用時(shí)，必須全面考慮。1)首先，應(yīng)考慮系統(tǒng)的精度和速度的要求。為了提高精度，希望脈沖當(dāng)量小。但是脈沖當(dāng)量越小，系統(tǒng)的運(yùn)行速度越低。故因兼顧精度也速度的要求來(lái)選定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量。在脈沖當(dāng)量確定以后，又可以為依據(jù)來(lái)選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。2)其次，對(duì)位移誤差的要求。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角從理論上說(shuō)是固定的，但實(shí)際上還是有誤差的。此外，負(fù)載轉(zhuǎn)距也將引起