【文章內(nèi)容簡介】 ⑤傳動效率計算　　　tan/tan=tan/tan= 式（） 摩擦角取，～⑥剛度驗算。最大牽引力為2590N，支承間距L＝1500mm，絲杠螺母及軸承均進行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向負荷的1/3 縱向進給系統(tǒng)計算簡圖1）絲杠的拉伸或壓縮變形量　　　　　　　＝()/EF 式（） =(25908)/(35/2) = L 式（） =(1500)/8 = 由于兩端均采用角接觸球軸承。且絲杠又進行了預(yù)拉伸，故其拉壓剛度可提高4倍，其實際變形量（mm）為：＝1/4=2）滾珠與螺母滾道間接觸變形Z=π/=π35/=23（外循環(huán)）=Z圈數(shù)列數(shù)=231=無預(yù)緊：===有預(yù)緊：=（F/）=(259/)3）支承滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形采用7206C型角接觸球軸承，＝30mm，滾動體直徑＝6mm，滾動體數(shù)量Z＝40=== 式（） 因施加預(yù)緊力，故＝1/2＝mm4）滾珠絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起導(dǎo)和的變化量，一般忽略不計5）螺母座及軸承支座的變形，常為滾珠絲杠副系統(tǒng)剛度的薄弱環(huán)節(jié)。但變形量計算較為困難，一般根據(jù)其精度要求，在結(jié)構(gòu)上盡量增強其剛度而不作計算　　　　　 ＝＋＋＝＜定位精度,滿足剛度要求.⑦穩(wěn)定性驗算 絲杠螺紋底徑：35mm　　　　　　　　?。絅 式（）　　　　　　　　　　N＝＝N/2590= ＞＞[n]　　　　一般[n]＝～4　　則絲杠不會產(chǎn)生的穩(wěn)定 橫向進給絲杠①計算進給牽引力　　橫向?qū)к墳檠辔残危嬎闳缦拢骸　　　　　? ＝＋ 式（）　　　　　　　 =670+（2680+21072+600）＝1860N②計算最大動負載F　 由式（）： n=1000/=1000 由式（）： L=60nT/=6015000/= 由式（）： F==1860=5210N ③計算最大靜負載 由式（）： ==21860N=3720N =42800N④滾珠絲杠螺母副的選型　　選用滾珠絲杠螺母副的直徑時，必須保證在一定軸向負載作用下，絲杠在回轉(zhuǎn)100萬轉(zhuǎn)后，在它的滾道上不產(chǎn)生點蝕現(xiàn)象?！　奈墨I附錄A表3中查出，3006外循環(huán)螺紋調(diào)整預(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副，其額定動載荷為14200N，額定靜載荷42800N，精度等級為3級。⑤傳動效率計算由式（）：＝tan/tan(+)=tan339′/tan(3176。39′+10′)=⑥剛度驗算　 ，最大牽引力為1860N，支承間距L＝450mm，因絲杠長度較短，不需預(yù)緊，螺母及軸承需預(yù)緊。預(yù)緊力為最大軸向負載的1/3。 橫向進給系統(tǒng)計算簡圖1）絲杠的拉伸或壓縮變形量（mm）由式（）：△L=/EF＝18606/＝由式（）：△L/L=450/6=由于兩端均采用雙列向心短圓柱滾子軸承。且絲杠又進行了預(yù)拉伸，故其拉亞港督可提高4倍，其實際變形量（mm）為： =1/4=1/4=2） 滾珠與螺紋滾道間接觸變形Z=π/=π35/=23=Z圈數(shù)列數(shù)=有預(yù)緊時：＝＝ 式（）3） 支承滾珠絲杠的軸承的接觸變形采用3182106型雙列向心短圓柱滾子軸承，＝30mm，滾動體直徑＝6mm，滾動體數(shù)量Z＝34由式（）：=== 因施加預(yù)緊力，故＝1/2＝mm4） 滾珠絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起導(dǎo)程的變形量，一般忽略不計。5） 螺母座及軸承支座的變形，常為滾珠絲杠副系統(tǒng)剛度的薄弱環(huán)節(jié)。但變形量計算較為困難，一般根據(jù)其精度要求在結(jié)構(gòu)上盡是增強其剛度而不作計算　?。剑剑级ㄎ痪娶叻€(wěn)定性校核 絲杠螺紋底徑30　　　由式（）：＝（）/　　　　　　　　 ＝N　　　　　　　 /1860＝＞＞[] 　　　　　　 一般取[]＝～4　　　　　　　　　此滾珠絲杠不會產(chǎn)生失穩(wěn). 縱向及橫向滾珠絲杠副幾何參數(shù) （mm）名　稱符　號螺紋滾道公稱直徑3530導(dǎo)程86接觸角鋼球直徑滾道法面半徑R偏心距e螺紋升角螺桿螺桿外徑d螺桿內(nèi)徑螺桿接觸直徑螺母螺母螺紋直徑D螺母內(nèi)徑D 齒輪傳動比計算 縱向進給齒輪箱傳動比計算已確定縱向進給脈沖當(dāng)量mm/步，滾珠絲杠導(dǎo)程＝8mm，可計算出傳動比i：　　　　　　i==3608= 式（）確定齒輪齒數(shù)為：　 i=＝18/30　 齒輪的強度校核　校核齒根彎曲疲勞強度　 式（）①確定公式中各參數(shù)值1）大、小的彎曲疲勞強度極限、（機械設(shè)計）　　考慮到該減速器的功率不大，故大、小齒輪都選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為220HBS，260HBS，屬軟齒面閉式舍去，載荷平衡，齒輪速度不高，初選7級精度，按軟齒面齒輪懸臂安裝，從文獻[12]，取齒寬系數(shù)=。2）彎曲疲勞壽命系數(shù)，　　　　?。健　　。?）許用彎曲應(yīng)力、　取定彎曲疲勞安全系數(shù)＝，應(yīng)力修正系數(shù)＝，知：　　 ＝/=2240/= 式（） =/=2202/=4）齒形系數(shù)，和應(yīng)力修正系數(shù)，?。C械設(shè)計）知，＝　　＝　　　　　 ＝　　?。?）計算大、小的/與/ ,并加以比較取其中大值代入公式計算　　　　　/＝ / =②校核計算：T＝＝＝ 式（）由式（）：2916818= [] ∴ 彎曲疲勞強度足夠 橫向進給齒輪箱傳動比計算已確定橫向進給脈沖當(dāng)量，滾珠絲杠導(dǎo)程為6mm，可計算出傳動比i:由式（）： i==3606=確定齒輪齒數(shù)為：i==18/45 齒輪的強度校核　校核齒根彎曲疲勞強度?、俅_定公式中各參數(shù)值1）大、小的彎曲疲勞強度極限、（機械設(shè)計）　　考慮到該減速器的功率不大，故大、小齒輪都選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為220HBS，260HBS，屬軟齒面閉式舍去，載荷平衡，齒輪速度不高，初選7級精度，按軟齒面齒輪懸臂安裝，從文獻[12]，取齒寬系數(shù)＝。2）彎曲疲勞壽命系數(shù)，　　　　　＝　 ＝3） 許用彎曲應(yīng)力、取定彎曲疲勞安全系數(shù)＝，應(yīng)力修正系數(shù)＝，知：由式（）：＝/=2240/=由式（）：=/=2202/=4）齒形系數(shù)，和應(yīng)力修正系數(shù)，?。C械設(shè)計）知，＝　?。健　　　　　　　? ＝　?。?）計算大、小的/與/ ,并加以比較取其中大值代入公式計算　　　　　　/＝ / =②校核計算由式（）：T＝＝由式（）：21069682 = [] ∴ 彎曲疲勞強度足夠由于進給伺服系統(tǒng)傳遞功率不大，一般取模數(shù)m＝1－2，數(shù)控車床可取m=2. 齒輪的幾何參數(shù) (mm)名稱計算公式計算結(jié)構(gòu)齒數(shù)18301845模數(shù)2222分度圓直徑d36603690齒頂圓直徑40644094齒根圓直徑m31553185齒寬b(6～10)m15151515中心距aa=(4863 步進電機的計算和選型 縱向進給步進電機計算①等效轉(zhuǎn)動慣量計算　　傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總的轉(zhuǎn)動慣量，可由下式計算：　　　　 ＝ 式（）　　　　　步進電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量　　　　　　 齒輪的轉(zhuǎn)動慣量　　　　 滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量 參考同類型的數(shù)控車床，初選反應(yīng)式步進電機110BF，. ==（） = G=800N由式（）： =++(18/30)[(+)+800/( = 　　考慮步進電機與傳動系統(tǒng)慣量匹配問題（~）：　　　　　　　∴ 基本滿足慣量匹配的要求②電機力矩的計算1）快速空載起動時所需力矩　　 式（）式（）　又＝500r/min 式（）起動加速時間由式（）：= 式（）＝ 式（）由式（）＝＋＋＝2）快速進給時所需力矩　　 ＝＋＝3）最大切削負載時所需的力矩　　　 　其中：＝ 式（） =++=在兩種力矩中取其大者作為選擇步進電機的依據(jù)，對于大多數(shù)數(shù)控機床來說。因為要保證一定的動態(tài)性能，系統(tǒng)時間常數(shù)較小，而等效轉(zhuǎn)動慣量又較大，故電機力矩主要用來產(chǎn)生加速，而負載力矩往往小于加速力矩，故常用快速空載起動力矩作為選擇步進電機的依據(jù)。③步進電機的選擇1）首先根據(jù)最大靜轉(zhuǎn)矩初選電機型號從[11]表4－24知，當(dāng)步進電機為三相六拍時，＝ 式（）　 最大靜力矩＝＝從[11]表4－23查出。大于了最大靜轉(zhuǎn)矩，可作為初選型號，但必須進一步考核步進電機起動矩頻特性和運行矩頻特性。2）計算電機工作頻率　　　　　　　 　　　　　　　 式（） 式（）　　　　由式（）：HZ　　　　由式（）：HZ從文獻[11]表4－23中查出110BF003型步進電機允許的最高空載起動頻率7000HZ。再從文獻[11]圖4－17，4－18查出110BF003步進起動力矩特性和運行矩頻特性曲線如圖所示。，當(dāng)步進電機起動時，＝1600HZ時，M＝,遠不能滿足此機床所要求的空載起動力矩（）直接使用會產(chǎn)生失步現(xiàn)象。所以采取升降速控制（軟件實現(xiàn)）。將起動頻率降到200HZ時，,然后在電路上再采用低壓驅(qū)動電路，可將步進電機輸出力矩擴大一倍左右。當(dāng)快速運動和切削進給時，110BF003型步進電機運行矩頻特性可滿足要求。 橫向進給步進電機計算和選型①等效轉(zhuǎn)動慣量的計算　傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總的轉(zhuǎn)動慣量（）由下式計算：由式（）： 初選反應(yīng)式步進電機110BF，＝1）齒輪的慣量計算由式（）： =2）絲杠折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量　　 公稱直徑：30mm，導(dǎo)程6mm，長度為450mm的絲杠，,則此絲杠的轉(zhuǎn)動慣量為＝2= 3）工作臺折算到絲杠軸上的轉(zhuǎn)動慣量J　　　　　?。剑?00/10 = 110BF003型步進電機矩頻特性 綜上：＝＋＋（18/45）[(+)+]= 考慮步進電機與傳動系統(tǒng)慣量匹配問題：＝ 　　　∴ 基本滿足慣量匹配要求?、陔姍C力矩的計算　1）快速空載起動時所需力矩M　　　　　　 　　　　　　　 　　　由式（）：/=1200/　　由式（）：==由式（）： =由式（）：=由式（）：=++=2）快速進給時所需力矩　 ＝＋＝3）最大切削負載時所需力矩　　　　　　 由式（）：＝670（50/70=　　　　　　 ＝＋＋＝③步進電機的選擇1）首先根據(jù)最大靜轉(zhuǎn)矩初選電機型號　　從文獻[11]表4－24查出，當(dāng)步進電機為五相十拍時，= =從表4－23查出。大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可作為初選型號，但還必須進一步考核步進電機起動矩頻特性和運行矩頻特性。2）計算電機工作頻率由式（）：由式（）：　　 從文獻[11]表423中查出90BF002型步進電機允許的最高空載起動頻率為3800Hz，運行頻率為1600Hz,再從文獻[11]圖4－17，418查出90BF002步進電機起動矩頻特性和運行頻特性曲線如圖所示，當(dāng)步進電機起動。＝3200時，M＝,不能滿足此機床所要求的空載起動轉(zhuǎn)矩（）直接使用會產(chǎn)生失步現(xiàn)象，所以采取升降速控制（軟件實現(xiàn)）；將起動頻率了解到2400Hz時。然后在電路上再采用高低壓驅(qū)動電路，可將步進電機輸出力矩擴大一倍左右。當(dāng)快速運動和切削進給時，90BF002型步進電機運行矩頻特性完全可滿足要求。 軸的設(shè)計 縱向軸的設(shè)計