畢業(yè)論文臥式加工中z向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-21 01:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ()平均載荷是：==≈3529（N） ()（2）當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算 滾珠絲杠副類型的選擇主要是根據(jù)導(dǎo)程和動(dòng)載荷兩個(gè)參數(shù),其選擇的原則為:①滾珠絲杠的靜載荷Coa不能大于額定靜載荷Coam,即Coa≤Coam。②滾珠絲杠的動(dòng)載荷Ca不能大于額定動(dòng)載荷Cam,即Ca≤Cam。絲杠最高轉(zhuǎn)速為1500r/min，工作臺(tái)最小進(jìn)給速度為1mm/min，可取為0，則平均轉(zhuǎn)速n=750r/min。絲杠使用壽命T=15000h，故絲杠的工作壽命==675（r） ()當(dāng)量動(dòng)載荷值： ()式中： ——載荷性質(zhì)系數(shù)，，； ——精度影響系數(shù)，對(duì)3級(jí)精度的滾珠絲杠取=，對(duì)5級(jí)精度的絲杠取=。 根據(jù)要求去=，=，代入數(shù)據(jù)得 ≈（KN） ()根據(jù)計(jì)算所得最大動(dòng)載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，查滾珠絲杠樣本，選擇FF50105型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)返回器雙螺母對(duì)旋預(yù)緊滾珠絲杠副，其公稱直徑為50mm，導(dǎo)程為10mm，循環(huán)滾珠為5圈2列，精度等級(jí)取5級(jí)，額定動(dòng)載荷為55600N，大于最大計(jì)算動(dòng)載荷=51590N，符合設(shè)計(jì)要求。 滾珠絲杠螺母副的幾何參數(shù)名 稱符 號(hào)計(jì)算公式和結(jié)果公稱直徑（mm）50螺距(mm)P10接觸角鋼球直徑(mm)螺紋滾道法面半徑(mm)偏心距(mm)螺紋升角(mm)=絲杠外徑(mm)絲杠底徑(mm)螺桿接觸直徑(mm)螺母螺紋外徑(mm)螺母內(nèi)徑(mm)（內(nèi)循環(huán)）（3）傳動(dòng)效率的計(jì)算將公稱直徑=50mm，導(dǎo)程=10mm，代入λ=arctan[]，的絲杠螺旋升角λ=。將摩擦角，代入=，得傳動(dòng)效率=%。（4）剛度的驗(yàn)算本傳動(dòng)系統(tǒng)的絲杠采用一端軸向固定，一端浮動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。固定端采用一對(duì)面對(duì)面角接觸球軸承和一個(gè)角接觸球軸承，另一端也采用角接觸球軸承，這種安裝適應(yīng)于較高精度、中等載荷的絲杠。滾珠絲杠螺母的剛度的驗(yàn)算可以用接觸量來(lái)校核。a、滾珠絲杠滾道間的接觸變根據(jù)公式Z=，求得單圈滾珠數(shù)Z=22，改型號(hào)絲杠為雙螺母，滾珠的圈數(shù)列數(shù)為52，代入公式圈數(shù)列數(shù)，得滾珠總數(shù)量=220。絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力=1732（N）。查相關(guān)公式得滾珠絲杠與螺紋滾道間接觸變形 ()式中=51590N。代入數(shù)據(jù)得； ==(mm) 因?yàn)榻z杠有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載，所以實(shí)際變形量可以減少一半，取=。 b、絲杠在工作載荷作用下的抗壓變形 絲杠采用的是兩端都為角接觸球軸承，軸承的中心距a=1100mm，鋼的彈性模量E=,，滾珠直徑=，絲杠底徑=，則絲杠的截面積： =() 根據(jù)公式代入數(shù)據(jù)得：=(mm)C、總的變形==+=,絲杠的有效行程為600， 絲杠在有效行程500—630mm時(shí)，行程偏差允許達(dá)到30μm,，可見(jiàn)絲杠剛度足夠。（5）穩(wěn)定性的驗(yàn)算 ()公式中取支撐系數(shù)=2，由絲杠底徑==()，壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)K取3（絲杠臥式水平安裝），滾珠螺母至軸向固定處的距離取最大值1200mm，代入公式得：=(㎏)則f==51590N，故不會(huì)失穩(wěn)，滿足使用要求。 （6）臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算 對(duì)于滾珠絲杠還有可能發(fā)生共振，需要驗(yàn)算其臨界轉(zhuǎn)速，設(shè)不會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速。查資料得公式 ： ()其中： (mm)； 為臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度=1200(mm)； 為絲杠支承方式系數(shù)（一端固定，一端游動(dòng)）代入數(shù)據(jù)得：4397(r/min),臨界速度遠(yuǎn)大于絲杠所需轉(zhuǎn)速，故不會(huì)發(fā)生共振。（7）滾珠絲杠選型和安裝尺寸的確定由以上驗(yàn)算可以知道，絲杠型號(hào)為FF5010—5，完全符合所需要求，故確定選用該型號(hào)，安裝尺寸查表可知。（8）絲杠支承的選擇滾珠絲杠的主要載荷是軸向載荷，徑向載荷主要是臥式絲杠的自重。因此對(duì)絲杠的軸向精度和軸向剛度應(yīng)有較高要求。其兩端支承的配置情況為軸向固定方式。本次設(shè)計(jì)絲杠支承選用一端固定，另一端浮動(dòng)。 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)以下公式計(jì)算，即 () 從前面的計(jì)算可以知道，最大載荷N，絲杠導(dǎo)程=10mm=，預(yù)緊力=N，根據(jù)計(jì)算的滾珠螺母絲杠的機(jī)械效率=，因?yàn)闈L珠絲杠預(yù)加載荷引起的附加摩擦力矩： （Nm） ()m，故一對(duì)軸承的摩擦力矩=m。簡(jiǎn)支端軸承步預(yù)緊，其摩擦力矩可忽略不計(jì)。伺服電動(dòng)機(jī)與絲杠直接相連，其傳動(dòng)比=1，則最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩：(Nm)所選的伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩應(yīng)該大于此值。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)與負(fù)載慣量相
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