x502型立式銑床微機數(shù)控改裝畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-21 19:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 F滾珠絲杠的截面積()，可由下列幾式計算、滾珠直徑(mm)，接觸角()，R滾道法面半徑(mm)，e偏心距(mm)， 絲杠公稱直徑(mm)基本導(dǎo)程為5mm時：R=3= (mm)e= =(mm)d=50+2=(mm)基本導(dǎo)程為6mm時：R==(mm)e= =(mm) d=50+2=(mm) (2)滾珠與螺紋滾道間的接觸變形當(dāng)絲杠進行了預(yù)緊，且預(yù)緊力為最大工作載荷的1/3時，其實際變形量為上式中：最大工作載荷(kgf)，F(xiàn)m= (kgf) 預(yù)緊力(kgf)，== (kgf) 滾珠直徑(mm)，滾珠數(shù)量，＝Z圈數(shù)列數(shù) Z 一圈的滾珠數(shù)， (內(nèi)循環(huán))基本導(dǎo)程為5mm時：=＝2=當(dāng)滾珠絲杠有預(yù)緊力，且預(yù)緊力為軸向工作載荷的1/3時，的值可減少一半。即：== 基本導(dǎo)程為6mm時：＝1=當(dāng)滾珠絲杠有預(yù)緊力，且預(yù)緊力為軸向工作載荷的1/3時，的值可減少一半。即：== （3） 滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形因所選絲杠的公稱直徑為50mm，故選用型號為52210的雙推軸承，其參數(shù)如下：型 號內(nèi)徑 (mm)外徑D (mm)厚度(mm)額定動載荷(kN)52210407839可由下式計算： 上式中： 最大工作載荷(kgf)，F(xiàn)m=(kgf)軸承滾動體直徑(mm)， (mm)Z兩邊軸承總的滾動體數(shù)目由公式 可估算兩邊總得滾動體的數(shù)目為56。將以上數(shù)據(jù)代入可得：所以：基本導(dǎo)程為5mm時：=++=(mm)基本導(dǎo)程為6mm時：=++=(mm)可見，基本導(dǎo)程為5mm或為6mm時，剛度均符合要求；穩(wěn)定性驗算對已選定尺寸的絲杠在給定的支承條件下，承受最大軸向負載時，產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負載可用下式計算：上式中：E絲杠材料彈性模量，對鋼 I截面慣性矩， 絲杠兩端支承距離(mm)絲杠的支承方式系數(shù)，在這里支承方式采用兩端固定，故與最大工作負載之比稱為穩(wěn)定性安全系數(shù) 。如果 ，則絲杠不致失穩(wěn)。許用穩(wěn)定性安全系數(shù)，～4基本導(dǎo)程為5mm時：基本導(dǎo)程為6mm時：可見，基本導(dǎo)程為5mm或為6mm時，穩(wěn)定性均符合要求。以基本導(dǎo)程最大的滾珠絲杠作為最終選擇，即以=5mm的作為計算依據(jù)。經(jīng)查表，選用型號為FMD5005－6的滾珠絲杠副。型 號公稱直徑 (mm)導(dǎo)程(mm)鋼球直徑(mm)滾珠的循環(huán)圈數(shù)列數(shù)額定動載荷 (N)508122556第三節(jié) 脈沖當(dāng)量和傳動比的確定一、確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量由題設(shè)條件知脈沖當(dāng)量二、傳動比的選定設(shè)傳動副的傳動比為i，若為一對齒輪減速傳動，則，為主動齒輪的齒數(shù)，為從動齒輪的齒數(shù)。對于步進電機，當(dāng)脈沖當(dāng)量確定和初選定步進電機的步距角后，可根據(jù)下式計算出該伺服傳動系統(tǒng)總的傳動比：i===上式中：滾珠絲杠的基本導(dǎo)程5(mm) 步進電機的步距角，今初選步三、齒輪傳動的確定 對于數(shù)控機車的齒輪傳動，應(yīng)采用設(shè)計、結(jié)構(gòu)和工藝均較簡單，而且易獲得高精度的平行軸漸開線圓柱齒輪傳動。 通常，齒輪傳動鏈的傳動級數(shù)少一些比較好，因為可以減少零部件的數(shù)目，簡化傳動鏈的結(jié)構(gòu)，并且可以提高傳動精度，減少空程誤差，有利于提高傳動效率。同時i=，故在此選用圓柱直齒輪單級傳動。 一般模數(shù)取m=1~2，數(shù)控銑削取m=2。 齒輪寬b=(3~6)m，為了消除齒側(cè)隙，寬度可加大到（6~10）m。z17，取z=41，m=2，則d= m z=241=82(mm) d= d+2 hm=82+212=86(mm)d= d2h= d2( h+c)md=d2( 1+)m==77(mm)b=(6~10) m，取b=9m=92=18(mm)z= zi==d=mz=255=110(mm)d= d+2 hm=110+212=114(mm)d= ==105(mm)b=(6~10) m，取b=6m=62=12(mm)中心距a=96(mm) 選小齒輪齒數(shù)z=41，小齒輪的齒寬度b=18mm，大齒輪齒數(shù)z=55，大齒輪的齒寬度b=12mm。第四節(jié) 進給伺服系統(tǒng)傳動計算一、轉(zhuǎn)動慣量的計算齒輪、絲杠等圓柱體慣量的計算。可由下式計算：上式中：M圓柱體質(zhì)量(kg)D圓柱體直徑(cm)L圓柱體長度(cm)對主動齒輪： 對從動齒輪： 對滾珠絲杠：工作臺折算到絲桿的轉(zhuǎn)動慣量 v工作臺移動速度(cm/min)n絲桿轉(zhuǎn)速(r/min)G工作臺的重量(N) g重力加速度()L絲桿導(dǎo)程(cm)傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量J =+J1+(J2+J3)（） =+++ =()式中：i系統(tǒng)總的減速比(i1) J各轉(zhuǎn)動體的轉(zhuǎn)動慣量() n各轉(zhuǎn)動體的轉(zhuǎn)速(r/min) n電機的轉(zhuǎn)速(r/min) J電機的轉(zhuǎn)動慣量()電機的轉(zhuǎn)動慣量的確定查《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》，因為選用電機工作方式的是三相六拍，步距角為=，初步選電機130BC3100B。電機的轉(zhuǎn)動慣量為：130BC3100B： 系統(tǒng)總的轉(zhuǎn)動慣量 二、步進電機的計算和選用電機力矩的計算快速空載起動時所需力矩： 最大切削負載時所需力矩：電機的力矩主要是用來產(chǎn)生加速度，而負載力矩往往小于加速力矩，故常常用快速空載起動力矩作為選擇步進電機的依據(jù)。(1)空載起動時折算到電機軸上的加速力矩式中：傳動系統(tǒng)折算到電機軸總的等效轉(zhuǎn)動慣運動部件從停止起動加速到最大進給速度所需的時間（s）約為30毫秒電機最大轉(zhuǎn)速(r/min)n===400( r/min) 運動部件最大快進速度2400(mm/min)(2)摩擦力矩上式中：G運動部件的總重量(N) i 齒輪總減速比 η傳動鏈總效率，一般取η＝～， (3)附加摩擦力矩上式中：滾珠絲杠預(yù)加負載(N)，一般取最大工作載荷的1/3，＝ (N) (cm) 滾珠絲杠未加預(yù)緊時的傳動效率，一般取， 。（4）折算到電機軸上的切削負載力 上式中：進給方向最大切削力(N)，即前面計算進給工作臺工作載荷Ff、Fe、Ffn時所得到的數(shù)據(jù)Ff，所以＝Ff＝(N) 綜合以上，可得M=++=M=++=步進電機的選擇與校核(1)根據(jù)最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩初選電機型號 步進電機的起動： 對于三相六拍步進電機。前面計算時已初選型號為130BC3100的步進電機，其相關(guān)參數(shù)為：型 號相數(shù)步距角()最大靜轉(zhuǎn)矩()空載起動頻率(步/s)空載運行頻率(步/s)分配方式轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量130BC3100B318001300150003相6拍15 滿足要求。(2)計算電機工作頻率1)最大空載起動頻率：f f =15000(step/s) ，滿足要求。2)切削時最大工作頻率f f =15000(step/s) ，滿足要求。上式中： (m/min)(m/min) (mm/step)由上述計算可知：系統(tǒng)要求的空載起動轉(zhuǎn)矩頻率要大于電機的空載起動頻率15000Hz,且空載起動頻率滿足要求的電機型號較少，可以采用調(diào)壓起動等方式起動電機使電機的空載起動頻率滿足要求；而電機運行頻率900Hz可以滿足系統(tǒng)要求。(3)校核步進電機1)根據(jù)
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