數(shù)控鉆床二維工作臺設計業(yè)設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 14:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 速移動的和鉆鏜定位時的軸向載荷定位最小軸向載荷Famin，一般切削（粗加工）精銑切削（精加工）時，滾珠絲杠螺母副的軸向載荷F2，F(xiàn)3分別可按下式計算：F2 = Faｍｉｎ + 20% Famax F3 = Faｍｉｎ + 5% Famax并將計算結(jié)果填入表中:切削方式軸向載荷N進給速度（m/min）時間比例（%）備注強力切削V1= 10F1= Famax一般切削（粗加工）V2=30F2=Faｍｉｎ+20%Famax精細切削（精加工）V3= 150F3= Faｍｉｎ + 5%Famax快移和鉆鏜定位750V4= Vmax10F4= Faｍｉｎ + Famax（2）計算滾珠絲杠螺母副在各種切削力方式下的轉(zhuǎn)速niN1=V1/L0=60r/minN2= V2/L0=80r/minN3= V3/L0=100r/minN4= V4/L0=1400r/min（3）按式（217）滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速nmnm= q1n1/100+q2n2/100+q3n3/100+q4n4/100=220r/min（4）按式（218）計算滾珠絲杠螺母副的平均載荷FmFm=[F1 q1n1/（nm100）+ F2 q2n2/（nm100）+ F3 q3n3/（nm100）+ F4 q4n4/（nm100）]1/3=（1）按預定工作時間估算，查表228得載荷性質(zhì)系數(shù)fw=，已知初步選擇的滾珠絲杠的精度等級為2級，查表229得精度系數(shù)fa=1，查表230得可靠性系數(shù)fc=，則由式（219）得 Cam= Fmfw【60 nmLh】1/3/（100fcfa）=（2）因?qū)L珠絲杠螺母副將實施預緊，所以可按式（221）估算最大軸向載荷，查表231得預緊載荷系數(shù)fe= Cam=fe Famax=（3）確定滾珠絲杠預期的額定動載荷Cam取以上兩種結(jié)果的最大值，即Cam=（1）根據(jù)定位精度的要求估算允許的滾珠絲杠的最大軸向變形已知工作臺的定位精度為10um，根據(jù)式（224）的要求得δ=(～)20um=(4～5)um取δmax=4um(2)估算允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑d2m本機床工作臺(X軸)滾珠絲杠螺母副的安裝方式擬采用兩端固定方式.滾珠絲杠螺母副的兩個固定支撐之間的距離為L=行程+安全行程+2余程+螺母長度+支撐長度=(~~)行程+(25~~30)L0=行程+30 L0=1532mm又F 0=1000N,由式(226)得d2m ( F 0L/δmax)=故據(jù)計算所得的L0, Cam, d2m,初步選擇FFZD型內(nèi)循環(huán)墊片預緊螺母式滾珠絲杠螺母FFZD40103(見本書附錄A表A3),其公稱直徑d0,基本導程L0,額定動載荷Ca和絲杠底徑d2如下d0 =40mm L0=10mmCa = 465000N Cam=d2 = d2m=故滿足式(227)的要求(229)確定滾珠絲杠螺母副的預緊力FpFp= Famax/3=(1)按式(231)計算目標行程補償值δt已知溫度變化值Δt＝2℃，絲杠的線膨脹系數(shù)α＝106ｕｍ/℃，滾珠絲杠螺母副的有效行程Lu=工作臺行程+安全行程+2余程+螺母長度=1166mmδt=11Δt Lu106=（2）按式（232）計算滾珠絲杠的預拉伸力Ft已知滾珠絲杠螺紋底徑d2=，滾珠絲杠的溫度變化值Δt=2℃，則Ft= d22=（1）按式（233）計算軸承受的最大軸向載荷FBmaxFBmax= Ft+ Famax=（2）計算軸承的預緊力FBpFBp =FBmax/3=（3）計算軸承的當量軸向載荷FBamFBam= FBp+Fm=（4）按式（215）計算軸承的基本額定動載荷C已知軸承的工作轉(zhuǎn)速n=nm=220r/min，軸承所承受的當量軸向載荷FBam=，軸承的基本額定壽命L=20000h，軸承的徑向載荷Fr和軸向載荷Fa分別為Fr=FBamcos60。=Fa=FBamsin60。=因為Fa /Fr=，所以查表225得，徑向系數(shù)X=，軸向系數(shù)Y=，故P=X Fr+ YFa=C=P(60 nmLh)1/3/100=（5）確定軸承的規(guī)格型號因為滾珠絲杠螺母副擬采取預拉伸措施，所以選用60176。角接觸球軸承組背對背安裝，以組成滾珠絲杠兩端固定的支撐形式。，所以選擇軸承的內(nèi)徑d為30mm，以滿足滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的需要。在滾珠絲杠的兩個固定端均選擇國產(chǎn)60176。角接觸球軸承兩件一組背對背安裝,組成滾珠絲杠的兩端固定支撐方式。軸承型號為760305TNI/P4DFB,尺寸(內(nèi)徑外徑寬度)為30mm72mm19mm,＇bp為2900N,大于計算所得軸承預緊力Fbp=,并在脂潤滑的狀態(tài)下的極限轉(zhuǎn)速為1900r/min,高于滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速nmax=1400r/min，故滿足要求，該軸承的額定動載荷為C=34500N，而該軸承在20000h工作下的基本額定動載荷C=，也滿足要求。3 滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗本工作臺的滾珠絲杠支撐方式采用預拉伸結(jié)構(gòu)，絲杠始終受拉而不受壓。因此，不存在壓桿不穩(wěn)定問題。 根據(jù)圖41可得滾珠絲杠螺母副臨界轉(zhuǎn)速的計算長度L2=，已知彈性模量E=105MPa，材料密度ρ=105N/mm3，重力加速度g=103mm/s2，安全系系數(shù)k1=，由表244得λ=。滾珠絲杠的最小慣性矩為I=πd24/64=67909mm4滾珠絲杠的最小截面積為Ａ＝πd2２/4=故可由式（236）得nc=【EI/ρA】1/2K160λ2/2πL22=本工作臺滾珠絲杠螺母副的最高轉(zhuǎn)速為1400r/min，遠遠小于其臨界轉(zhuǎn)速，故滿足要求。滾珠絲杠螺母副的壽命，主要是指疲勞壽命。它是指一批尺寸，規(guī)格，精度相同的滾珠絲杠在相同的條件下回轉(zhuǎn)時，其中90％不發(fā)生疲勞剝落的情況下運轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)速。查附錄A表A3得滾珠絲杠額定動載荷Ｃａ＝46500N，運轉(zhuǎn)條件系數(shù)fw=，滾珠絲杠的軸向載荷Fa=Famax =，滾珠絲杠螺母副轉(zhuǎn)速n=nmax=1400r/min，故由式（237），式（238）得L=【Ｃａ/Fafw】3106=109rLh=L/60n=44100h 一般來講，在設計數(shù)控機床時，應保證滾珠絲杠螺母副的總時間壽命Lh20000h，故滿足要求。4 計算機械傳動系統(tǒng)的剛度（1）計算滾珠絲杠的拉壓剛度Ks 本工作臺的絲杠支承方式為兩端固定，由圖可知，黨滾珠絲杠螺母中心位于滾珠絲杠兩支承的中心位置（a=L/2，L=1075mm）時，滾珠絲杠螺母副具有最小拉壓剛度Kmin，可按式（245）計算：Ksmin=102 d22/L=當a=LY=1020mm或a=LJ=140mm時（即滾珠絲杠的螺母中心位于行程的兩端位置時）滾珠絲杠螺母副具有最大拉壓剛度Ksmax，可按式（245b）計算：Ksmax=102 d22L/4LJ（L LJ）=（2）計算雇主絲杠螺母副支承軸承的剛度Kb已知 軸承接觸角β=60176。，滾動體直徑dQ=，滾動體個數(shù)Z=17
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