山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)王振(編輯修改稿)
2024-07-22 05:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 60nT/106，得絲杠壽命系數(shù)L0=72（單位為：106 r）。查表330，取載荷系數(shù)fW =，滾道硬度為HRC60時(shí)，取硬度系數(shù)fH=，代入式（323），求得最大動載荷： FQ ≈8881 N（3）初選型號 根據(jù)計(jì)算出的最大動載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，查表332，選擇濟(jì)寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的G系列20053型滾珠絲杠副，為內(nèi)循環(huán)固定反向器單螺母式，其公稱直徑為20 mm，導(dǎo)程為5 mm，循環(huán)滾珠為3圈1列，精度等級取4級，額定動載荷為9309 N，大于FQ，滿足要求。 （4）傳動效率η的計(jì)算 將公稱直徑d0=20mm，導(dǎo)程Ph=5mm， 代入λ= arctan[Ph/(πd0)]， 得絲杠螺旋升角λ=4 33′。 將摩擦角φ=10′， 代入η=tanλ / tan(λ+φ), 得傳動效率 η=%。（5）剛度的驗(yàn)算 1）XY工作臺上下兩層滾珠絲杠副的支承均采用“單推單推”的方式，見書后圖623。絲杠的兩端各采用一對推力角接觸球軸承，面對面組配，左、右支承的中心距離約為a=500mm；鋼的彈性模量 ＝ Mpa；查表332，得滾珠直徑 =，絲杠底徑 = mm，絲杠截面積 /4=。忽略式（325）中的第二項(xiàng)，算得絲杠在工作載荷Fm作用下產(chǎn)生的拉/壓變形量δ1=Fma/（ES） =[1779500/（ ）] mm ≈ mm。 2）根據(jù)公式 ＝( )3,求得單圈滾珠數(shù) =20；該型號絲杠為單螺母，滾珠的圈數(shù)列數(shù)為31，代入公式： ＝ 圈數(shù)列數(shù)，得滾珠總數(shù)量 =60。絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力 = /3=593 N。則由（327）式，求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 ≈ mm。 因?yàn)榻z杠加有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的1/3，所以實(shí)際變形量可減小一半，取 =。 3）將以上算出的 和 代入 ，求得絲杠總變形量（對應(yīng)跨度500mm） mm=。 由表327知,5級精度滾珠絲杠有效行程在315~400mm時(shí)，行程偏差允許達(dá)到25μm，可見絲桿剛度足夠。（6） 壓桿穩(wěn)定性校核 根據(jù)公式（328）計(jì)算失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷Fk。查表331，取支承系數(shù) =1；由絲杠底徑 = mm，求得截面慣性矩 ≈ mm ；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù) 取3（絲杠臥式水平安裝）；滾動螺母至軸向固定處的距離 取最大值500mm。代入式（328），得臨界載荷 ≈ 9343N，遠(yuǎn)大于工作載荷 =1779N，故絲杠不會失穩(wěn)。 綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求5. 步進(jìn)電動機(jī)減速箱的選用 為了滿足脈沖當(dāng)量的設(shè)計(jì)要求，增大步進(jìn)電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，同時(shí)也為了使?jié)L珠絲杠和工作臺的轉(zhuǎn)動慣量折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上盡可能地小，今在步進(jìn)電動機(jī)的輸出軸上安裝一套齒輪減速箱。采用一級減速，步進(jìn)電動機(jī)的輸出軸與小齒輪聯(lián)接，滾珠絲杠的軸頭與大齒輪聯(lián)接。其中大齒輪設(shè)計(jì)成雙片結(jié)構(gòu)，采用圖38所示的彈簧錯(cuò)齒法消除側(cè)隙。 已知工作臺的脈沖當(dāng)量δ= mm/脈沖，滾珠絲杠的導(dǎo)程Ph=5 mm，初選步進(jìn)電動機(jī)的步距角α=176。根據(jù)（312）式，算得減速比： i=(αPh)/(360δ) =(5)/(360)=25:12 本設(shè)計(jì)選用常州市新月電機(jī)有限公司生產(chǎn)的JBF3型齒輪減速箱。大小齒輪模數(shù)均為1mm，齒數(shù)比為75:36，材料為45號調(diào)質(zhì)鋼，齒表面淬硬后達(dá)HRC55。減速箱中心距為 [(75+36)1/2] mm＝ mm，小齒輪厚度為20mm，雙片大齒輪厚度均為10mm。6. 步進(jìn)電動機(jī)的計(jì)算與選型 步進(jìn)電動機(jī)的計(jì)算與選型參見第四章第三節(jié)相關(guān)內(nèi)容。 （1）計(jì)算加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量 已知：滾珠絲杠的公稱直徑 =20 mm，總長l =500mm，導(dǎo)程 ＝5mm，材料密度 ；移動部件總重量G=800N。小齒輪寬度 ＝20mm，直徑 =36 mm。大齒輪寬度 ＝20mm，直徑 =75 mm；傳動比i =25/12。 參照表41，算得各個(gè)零部件的轉(zhuǎn)動慣量如下（具體計(jì)算過程從略）：滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量 = 拖板折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量 = 小齒輪的轉(zhuǎn)動慣量 = 大齒輪的轉(zhuǎn)動慣量 = 。初選步進(jìn)電動機(jī)型號為90BYG2602，為兩相混合式，由常州寶馬集團(tuán)公司生產(chǎn)，二相四拍驅(qū)動時(shí)步距，從表45查得該型號電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量 。則加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為： = + +( + + )/ = 2）計(jì)算加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 分快速空載起動和承受最大工作負(fù)載兩種情況進(jìn)行計(jì)算。 1）快速空載起動時(shí)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 由式（48）可知， 包括三部分：一部分是快速空載起動時(shí)折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩 ；一部分是移動部件運(yùn)動時(shí)折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 ；還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩 。因?yàn)闈L珠絲杠副傳動效率很高，根據(jù)（412）式可知，
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