【文章內(nèi)容簡介】 用 表 示 。 應(yīng) 根 據(jù) 工p?作 臺 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 所 要 求 的 定 位 精 度 來 選 定 脈 沖 當(dāng) 量 。 考 慮 到 機(jī) 械 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 誤 差 ，脈 沖 當(dāng) 量 值 必 須 小 于 定 位 精 度 值 。 因 此 ， 根 據(jù) 所 給 定 的 要 求 ， 可 確 定 脈 沖 當(dāng) 量為 。脈 沖/?? 滾 珠 絲 杠 副 的 特 點(diǎn)滾 珠 絲 杠 副 是 由 絲 杠 、 螺 母 、 滾 珠 等 零 件 組 成 的 機(jī) 械 元 件 ， 其 作 用 是 將 旋 轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 變 為 直 線 運(yùn) 動(dòng) 或 將 直 線 運(yùn) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 變 為 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 。 它 是 在 絲 杠 和 螺 母 滾 道 之間 放 入 適 量 的 滾 珠 ， 使 螺 紋 間 產(chǎn) 生 滾 動(dòng) 摩 擦 ， 滾 珠 絲 杠 副 因 優(yōu) 良 的 摩 擦 特 性 使其 廣 泛 的 運(yùn) 用 于 各 種 工 業(yè) 設(shè) 備 、 精 密 儀 器 。 與 滑 動(dòng) 螺 旋 傳 動(dòng) 或 其 他 直 線 運(yùn) 動(dòng) 副相 比 ， 滾 珠 螺 旋 傳 動(dòng) 有 下 列 特 點(diǎn) ：（ 1） 傳 動(dòng) 效 率 高 在 滾 珠 絲 杠 副 中 ， 自 由 滾 動(dòng) 的 滾 珠 將 力 與 運(yùn) 動(dòng) 在 絲 杠 與螺 母 之 間 傳 遞 。 因 而 以 極 小 的 滾 動(dòng) 摩 擦 代 替 了 傳 統(tǒng) 絲 杠 的 滑 動(dòng) 摩 擦 ， 使 滾 珠 絲杠 腹 地 傳 動(dòng) 效 率 達(dá) 到 90%以 上 ， 整 個(gè) 傳 動(dòng) 副 的 驅(qū) 動(dòng) 力 矩 減 少 至 滑 動(dòng) 絲 杠 的 1/3左 右 ， 發(fā) 熱 率 也 因 此 大 副 降 低 。（ 2） 定 位 精 度 高 滾 珠 絲 杠 副 發(fā) 熱 率 低 ， 溫 升 小 以 及 在 加 工 過 程 中 對 絲 杠采 取 預(yù) 拉 伸 并 預(yù) 緊 消 除 軸 向 間 隙 等 措 施 ， 使 絲 杠 副 具 有 高 的 定 位 精 度 和 重 復(fù) 定位 精 度 。（ 3） 傳 動(dòng) 可 逆 性 滾 珠 絲 杠 副 沒 有 滑 動(dòng) 絲 杠 粘 滯 摩 擦 ， 消 除 了 在 傳 動(dòng) 過 程中 可 能 出 現(xiàn) 的 爬 行 現(xiàn) 象 ， 滾 珠 絲 杠 副 能 夠 實(shí) 現(xiàn) 兩 種 傳 動(dòng) 方 式 。（ 4） 同 步 性 能 好 由 于 滾 珠 絲 杠 運(yùn) 轉(zhuǎn) 順 滑 、 消 除 軸 向 間 隙 以 及 制 造 的 一 致性 ， 采 用 多 套 滾 珠 絲 杠 副 方 案 驅(qū) 動(dòng) 同 一 裝 置 或 多 個(gè) 相 同 部 件 時(shí) ， 可 獲 得 很 好 的同 步 工 作 。 滾 珠 絲 杠 螺 母 副 的 計(jì) 算 與 選 型(1)確 定 滾 珠 絲 杠 的 導(dǎo) 程 hP根 據(jù) 本 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 定 位 精 度 的 要 求 ， 采 用 步 進(jìn) 電 機(jī) 作 為 伺 服 驅(qū) 動(dòng) 裝 置 。 初 步 采用 90BYG550C 步 進(jìn) 電 機(jī) ， 當(dāng) 五 相 十 拍 時(shí) （ 半 步 運(yùn) 行 ） ， = 。 當(dāng) 時(shí) ，s?1?i可 使 步 進(jìn) 電 機(jī) 直 接 與 絲 杠 聯(lián) 接 ， 有 利 于 簡 化 結(jié) 構(gòu) ， 提 高 精 度 。 當(dāng) 選 定 執(zhí) 行 元 件（ 步 進(jìn) 電 機(jī) ） 步 距 角 、 系 統(tǒng) 脈 沖 當(dāng) 量 和 減 速 比 之 后 ， 其 導(dǎo) 程 應(yīng) 滿 足s?p?ihP匹 配 關(guān) 系 為 ： (21)360phiP???代入公式(21)可得： ()36phim????(2)滾 珠 絲 杠 副 的 載 荷 及 轉(zhuǎn) 速 計(jì) 算 a. 最 小 載 荷 ， 是 指 機(jī) 器 空 載 時(shí) 滾 珠 絲 杠 的 傳 動(dòng) 力 。minF本 文 主 要 是 指 導(dǎo) 軌 摩 擦 力 (22)Wf??39。式 中 ： 為 導(dǎo) 軌 上 的 摩 擦 系 數(shù) ， 對 滾 動(dòng) 導(dǎo) 軌 ，39。f 05.39。?f根 據(jù) 公 式 (22)可 得 ： NFf 21)520(.??b. 最 大 載 荷 mzx選 機(jī) 器 承 受 最 大 負(fù) 荷 時(shí) 滾 珠 絲 杠 的 傳 動(dòng) 力 ， 本 文 主 要 是 指 工 作 臺 在 加 速 時(shí)所 承 受 的 最 大 軸 向 力 。?????.10)25(fmzxFa Nc. 當(dāng) 量 轉(zhuǎn) 速 及 當(dāng) 量 載 荷mnmF當(dāng) 負(fù) 荷 與 轉(zhuǎn) 速 接 近 正 比 變 化 時(shí) ， 各 種 轉(zhuǎn) 速 機(jī) 會 均 等 ， 可 采 用 下 列 公 式 計(jì) 算 ：min/153260minax rnm???當(dāng)量載荷按最大載荷 計(jì)算，即axFN.(3)確 定 預(yù) 期 額 定 動(dòng) 載 荷按 預(yù) 期 工 作 時(shí) 間 估 算 ： （2cawmhamfFLnC1063?3）其中， ：預(yù)期額定動(dòng)載荷 ；amN ：負(fù)荷性系數(shù)，無沖擊取 ；wf ?wf ：精度系數(shù)，取 ；aaf ：可靠性 97%，取 ；cf 已 知 ： 小 時(shí)150?hL代入公式(23)得： NCam ???(4)確 定 允 許 的 最 小 螺 紋 底 徑估 算 絲 杠 允 許 的 最 大 軸 向 變 形 量 m?～ 定 位 精 度 (24)/1(?m?)5： 最 大 軸 向 變 形 量 )(?代 入 公 式 (24)得 m?2?估 算 最 小 螺 紋 底 徑滾 珠 絲 杠 副 安 裝 方 式 為 一 端 固 定 ， 一 端 游 動(dòng) 時(shí) (25)mmLFd?0278.?—導(dǎo) 軌 靜 摩 擦 力 (N), ；0F10W???—工 作 臺 導(dǎo) 軌 的 靜 摩 擦 力 ；0?—滾 珠 螺 母 至 滾 珠 絲 杠 固 定 端 支 承 的 最 大 距 離 (mm)L已 知 ： 行 程 為 500mm, =500N,1W15.??取 1.(4).(4)0(69)hP?????:::行 程取 L=650mm代入公式(25)得： ??(5)確 定 滾 珠 絲 杠 副 的 規(guī) 格 代 號 根 據(jù) 傳 動(dòng) 方 式 及 使 用 情 況 ， 按 照 樣 本 可 以 確 定 滾 珠 螺 母 型 式 。 按 照 已 估 算出 的 , , ,查 閱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊 選 用 外 循 環(huán) 埋 入 式 大 導(dǎo) 程 滾 珠 絲 杠 副hPamCd2， ， kN N， 10???dm23.(6)確 定 滾 珠 絲 杠 副 支 承 所 用 的 軸 承 規(guī) 格 型 號由 于 絲 杠 主 要 承 受 軸 向 力 ， 一 般 采 用 推 力 軸 承 作 支 承 。 固 定 端 采 用 成 對60186。 接 觸 角 推 力 球 軸 承 支 承 ， 其 型 號 7001C/DB， 其 尺 寸 參 數(shù) 為 ：、 D=32mm、 B=10mm。 技 術(shù) 參 數(shù) 為 ： 、d1? kNCorr ,750?簡 支 端 支 撐 采 用 6002 型 深 溝 球 軸 承 ， 其 參 數(shù) D=32mm、 B=9mm、 、 、,5 kNr58?kor28?。 i/190axr? 滾 珠 絲 杠 副 校 核滾 珠 絲 杠 副 的 軸 向 變 形 將 引 起 絲 杠 導(dǎo) 程 發(fā) 生 變 化 ， 從 而 影 響 其 定 位 精 度 和運(yùn) 動(dòng) 平 穩(wěn) 性 。 滾 珠 絲 杠 副 的 軸 向 變 形 包 括 絲 杠 的 拉 壓 變 形 、 絲 杠 與 螺 母 之 間滾 道 的 接 觸 變 形 、 絲 杠 的 扭 轉(zhuǎn) 變 形 引 起 的 縱 向 變 形 以 及 螺 母 座 的 變 形 和 滾 珠絲 杠 軸 承 的 軸 向 接 觸 變 形 。 滾 珠 絲 杠 的 扭 轉(zhuǎn) 變 形 較 小 ， 對 縱 向 變 形 的 影 響 更小 ， 可 忽 略 不 計(jì) 。 螺 母 座 只 要 設(shè) 計(jì) 合 理 ， 其 變 形 量 也 可 忽 略 不 計(jì) ， 只 要 滾 珠絲 杠 支 承 的 剛 度 設(shè) 計(jì) 得 好 ， 軸 承 的 軸 向 接 觸 變 形 在 此 也 可 以 不 予 考 慮 。(1)絲 杠 的 拉 壓 變 形 量 1?滾 珠 絲 杠 應(yīng) 計(jì) 算 滿 載 時(shí) 拉 壓 變 形 量 ： (26)EALFm?＝1?式 中 ： 為 在 工 作 載 荷 作 用 下 絲 杠 總 長 度 上 拉 伸 或 壓 縮 變 形 量 (mm)；1?m為 絲 杠 的 工 作 載 荷 (N)； 為 滾 珠 絲 杠 在 支 承 間 的 受 力 長 度 (mm)； 為 材 料mFL E彈 性 模 量 ， 對 鋼 ； A 為 滾 珠 絲 杠 按 內(nèi) 徑 確 定 的 截 面 積 (mm )；?? 2“＋ ”號 用 于 拉 伸 ， “—”號 用 于 壓 縮 。已 知 ：， ，?aPE4106.?? 222 ???? 0L代 入 公 式 (26)得 ： ?(2)滾 珠 與 螺 紋 滾 道 間 的 接 觸 變 形 2?該 變 形 量 與 滾 珠 列 、 圈 有 關(guān) ， 即 與 滾 珠 總 數(shù) 量 有 關(guān) ， 與 滾 珠 絲 杠 的 長 度 無 關(guān) 。其 計(jì) 算 公 式 如 下 ： (27)32wm2DF01.?ZYJ＝?式 中 ： 為 滾 珠 直 徑 （ mm） ； 為 滾 珠 總 數(shù) 量 ； 為wD? 列 數(shù)圈 數(shù) ???Z一 圈 的 滾 珠 數(shù) ， wdZ/0??已 知 ： ， ，./????Z代 入 公 式 (27)可 得 ： ??(3)滾 珠 絲 杠 副 剛 度 的 驗(yàn) 算絲 杠 的 總 變 形 量 應(yīng) 小 于 允 許 的 變 形 量 ， 否 則 ， 應(yīng) 考 慮 選 用 較 大 公 稱21??直 徑 的 滾 珠 絲 杠 副 。由 上 面 計(jì) 算 可 知 ????故 所 選 滾 珠 絲 杠 副 能 夠 滿 足 剛 度 要 求 。(4)壓 桿 穩(wěn) 定 性 驗(yàn) 算滾 珠 絲 杠 通 常 屬 于 受 軸 向 力 的 細(xì) 長 桿 ， 若 軸 向 工 作 載 荷 過 大 ， 將 使 絲 杠 失去 穩(wěn) 定 而 產(chǎn) 生 縱 向 彎 曲 ， 即 失 穩(wěn) 。 失 穩(wěn) 時(shí) 的 臨 界 載 荷 為kF （ N） (28)2LEIfFZK??式 中 ： E 為 材 料 彈 性 模 量 ， 對 鋼 E＝ ， I 為 截 面 慣 性 矩 ， 對 絲aMP4106.?杠 圓 截 面 （ 為 絲 杠 底 徑 ） ； L 為 絲 杠 最 大 工 作 長 度 （ mm） ；)(64/1mdI??1d為 絲 杠 支 承 方 式 系 數(shù) 。zf本 設(shè) 計(jì) 中 ， 支 承 方 式 選 用 一 端 軸 向 固 定 一 端 自 由 ， 即 ?zf所 以 代 入 公 式 (28)得 ：= (N)LEIfFZK?????臨 界 載 荷 與 絲 杠 工 作 載 荷 之 比 稱 為 穩(wěn) 定 性 安 全 系 數(shù) ， 如 果 大KmFKnK于 許 用 穩(wěn) 定 性 安 全 系 數(shù) ， 則 滾 珠 絲 杠 不 會 失 穩(wěn) 。 因 此 ， 滾 珠 的 絲 杠 的 壓 桿??Kn穩(wěn) 定 條 件 為 ： （ 2??KmKnF??9） 一 般 取 ＝ ～ 4， 考 慮 到 絲 杠 自 重 對 水 平 滾 珠 的 絲 杠 的 影 響 可 取??Kn。??4?K ?????故 滾 珠 絲 杠 都 不 會 失 穩(wěn) 。(5)滾 珠 絲 杠 螺 母 副 的 選 擇 由 上 面 計(jì) 算 結(jié) 果 查 《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊 》 單 行 本 查 得 外 循 環(huán) 埋 入 式 大 導(dǎo) 程 滾 珠絲 杠 副 DCM 的 螺 母 安 裝 、 連 接 尺 寸 (mm)如 表 21 所 示 :表 21 螺 母 安 裝 及 連 接 尺 寸公稱直徑基本道程埋入式滾珠絲桿副規(guī)格 0dhP1D 4B5D6hDCM 20 10 50 76 63 15 10 滾 動(dòng) 導(dǎo) 軌 的 選 型 及 計(jì) 算 滾 動(dòng) 導(dǎo) 軌 的 結(jié) 構(gòu) 、 優(yōu) 點(diǎn)滾 動(dòng) 導(dǎo) 軌 是 在 靜 、 動(dòng) 導(dǎo) 軌 面 之 間 放 置 滾 動(dòng) 體 如 滾 珠 、 滾 柱 、 滾 針 或 滾 動(dòng)導(dǎo) 軌 快 構(gòu) 成 的 。 本 次 畢 業(yè) 課 題 選 滾 動(dòng)