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正文內(nèi)容

最新數(shù)控車床的進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)終版(編輯修改稿)

2025-07-26 02:50 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 =800N;根據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,可得:縱向進(jìn)給為綜合型導(dǎo)軌,有式中:K—考慮顛覆力矩時(shí)的影響系數(shù),綜合型導(dǎo)軌取K=;—導(dǎo)軌摩擦系數(shù),=~(取=);G—移動(dòng)部件重量,G=800N代入公式計(jì)算得(2)滾珠絲杠副最大動(dòng)負(fù)荷計(jì)算最大切削進(jìn)給速度最大切削力條件下的進(jìn)給速度取,滾珠絲杠轉(zhuǎn)速(其中:滾珠絲杠導(dǎo)程初選),則滾珠絲杠壽命值(其中使用壽命T=15000h) ,則運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù),按一般運(yùn)轉(zhuǎn)取,故(3)滾珠絲杠螺母副的選型查閱《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》,可采用W1L4006外循環(huán)螺紋調(diào)整預(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副,其額定動(dòng)負(fù)載為16400N,精度等級(jí)選為3級(jí)。傳動(dòng)效率計(jì)算式中:γ——絲杠螺母升角; ——摩擦角,滾珠絲杠副的滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=~,其摩擦角約等于10180。本設(shè)計(jì)中:(4)剛度驗(yàn)算,支承間距L=1500mm。絲杠螺母級(jí)軸承均進(jìn)行預(yù)緊,預(yù)緊力為最大軸向力的1/3。?絲杠的拉伸或壓縮變形量δ1。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》,根據(jù)Fm=,D0=40mm,查出δL/L=105,可算出由于兩端均采用向心推力球軸承,且絲杠又進(jìn)行了預(yù)拉伸,故其拉壓剛度可以提高4倍。其實(shí)際變形量為:?滾珠與螺紋滾道間接觸變形。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》相關(guān)圖表,: 因進(jìn)行了預(yù)緊,故 ?支承滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形。采用8107型推力球軸承,滾動(dòng)體直徑,滾動(dòng)體數(shù)量Z=18,故因施加預(yù)緊力,故根據(jù)以上計(jì)算軸向總變形量為: 即軸向總變形小于定位精度。(5)穩(wěn)定性校核滾珠絲杠兩端采用推力軸承并施加預(yù)緊,不會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象,不需要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。 滾珠絲杠副幾何參數(shù)表21 滾珠絲杠參數(shù)表名 稱符號(hào)計(jì)算公式(mm)W1L4006螺紋滾道公稱直徑40導(dǎo)程(螺距)6接觸角2186。44180。鋼球直徑螺紋滾道法面半徑R偏心距螺紋升角2186。44180。絲杠絲杠外徑39絲杠內(nèi)徑螺母螺母外徑(外循環(huán))螺母內(nèi)經(jīng)(外循環(huán))已確定縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量,滾珠絲杠導(dǎo)程,可計(jì)算出傳動(dòng)比因進(jìn)給運(yùn)動(dòng)齒輪受力不大,模數(shù)m取2[3]。電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:參考同類型機(jī)床,初選反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)150BF,其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 ;齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:=絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:=折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: 考慮步進(jìn)電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)慣量匹配問題,,基本滿足慣量匹配要求[1]。機(jī)床在不同的工況下,其所需轉(zhuǎn)矩不同,下面按個(gè)工況計(jì)算。(1)快速空載啟動(dòng)力矩在快速空載啟動(dòng)階段,加速力矩占得比例較大,具體計(jì)算如下:將上述數(shù)據(jù)代入,式中各符號(hào)意義同上:啟動(dòng)加速時(shí)間 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩:附加摩擦力矩M0 上述三項(xiàng)合計(jì):(1) 快速移動(dòng)時(shí)所需力矩:(3)最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩Mj 從上面計(jì)算可以看出,Mq、Mk、Mj三種工況下,以快速空載啟動(dòng)所需力矩最大,以此項(xiàng)作為初選步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。查《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表311可得,當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五相十拍時(shí),則最大靜力矩為 。按此最大靜轉(zhuǎn)矩,查《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》,m,大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩,可作為初選型號(hào),但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性。 步進(jìn)電機(jī)性能驗(yàn)算(1)電機(jī)最高空載啟動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率(2)頻率驗(yàn)算查《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表311 ,150BF002型步進(jìn)電機(jī)允許的最高空載啟動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率分別為2800Hz和8000Hz,由于 故運(yùn)行頻率頻率滿足要求。但 不滿足要求,可以通過采用步進(jìn)電機(jī)快速啟動(dòng)升降速控制,將啟動(dòng)頻率降到1000Hz,cm,然后在電路上再采用高低壓驅(qū)動(dòng)電路[1]。表22 步進(jìn)電機(jī)參數(shù)表型號(hào)相數(shù)步距角電壓相電流最大靜轉(zhuǎn)矩最高啟動(dòng)頻率運(yùn)行頻率轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)速r/min150BF002580/121228008000100數(shù)控系統(tǒng)的硬
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