最新機(jī)床數(shù)控改造控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-08-26 01:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 螺母座的變形和滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形。絲杠的拉壓變形量δ1 δ1=177。Fml/EA （36） =177。2280/10π()2 =2）滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量δ2采用有預(yù)緊的方式，因此用公式δ2=Fm3DwFyjZ2 （37） = 2 =在這里 Fyj =1/3Fm=1/3=597N Z=πdm/Dw=63/= Z∑=1= 絲杠的總變形量δ=δ1+δ2=+=，故所選絲杠合格。3）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(zhǎng)桿，若軸向工作負(fù)載過(guò)大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱向屈曲，即失穩(wěn)。失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷為Fk Fk=fz2EI/L2 （38）式中：E為絲杠材料彈性模量，對(duì)鋼E=104Mpa；I為截面慣性矩，對(duì)絲杠圓截面I=πdl4/64(mm4)(dl為絲杠的底徑)；L為絲杠的最大工作長(zhǎng)度（mm）；fz為絲杠的支撐方式系數(shù)由表31查得。表31：方式兩端端自由一端固定一端自由兩端固定兩端簡(jiǎn)支Fz由Fk=fzπ2EI/L2 且fz==, E=104Mpa, I=πdl4/64mm4,L=2800mm為絲杠的長(zhǎng)度由于I=πdl4/64=π()4/64= =519614mm Fk=2104519614/28002 =276276 Nk=276276/1875 =1494所以絲杠很穩(wěn)定。 橫向滾珠絲杠螺母副的型號(hào)選擇與校核步驟（1）型號(hào)選擇1）最大工作載荷計(jì)算由于導(dǎo)向?yàn)橘N塑導(dǎo)軌，則：k= f’=,F1為工作臺(tái)進(jìn)給方向載荷，F(xiàn)l=2141N,Fv=5360N,Fc=1340N,G=60kg,t=15000h,最大工作載荷：Fm=kF1+f’(Fv+2Fc+G) =2144+(5360+21340+75) =2）最大動(dòng)載荷的計(jì)算 V橫=1400r/min n橫絲=v橫1/2/L0縱=11061/2/4= L=60nt/=6015000/106= C=3LfmFm == ∴初選滾珠絲杠型號(hào)為：CD50其基本參數(shù)為Dw=,λ=2o11’,L0=6mm,dm=50mm,圈數(shù)列數(shù)1(2) 橫向滾珠絲杠的校核1）傳動(dòng)效率η計(jì)算 η==tgλ/tg(λ+φ)=tg2o11 ’/tg(2o11 ’+10’)=93%2) 剛度驗(yàn)算1. 絲杠的拉壓變形量δ1=177。FmL/EA=177。320/104π252=177。δ2=Fm3DwFyjZ2 = =在這里Fyj=Fm/3= Z=πdm/Dw=50/=∑=1=絲杠的總變形量 δ=δ1+δ2=+=，故所選絲杠合格（3）滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí)：數(shù)控機(jī)床根據(jù)定位精度的要求通常選用15級(jí)精度的滾珠絲杠，15級(jí)度絲杠的行程公差數(shù)值如表（2）所示：表32滾珠絲杠行程公差/μm項(xiàng)目符號(hào)有效行程lm/mm精度等級(jí)12345目標(biāo)行程公差ep＜31568121623315~40079131825400~500810152027500~630911162230行程變動(dòng)量公差Vmp＜31568121623315~40068121725400~500710131926500~630711142129任意300mm內(nèi)行程變動(dòng)量V300p681216232πrad內(nèi)行程變動(dòng)量V2πp45678 齒輪有關(guān)計(jì)算(1)縱向齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算1）有關(guān)齒輪計(jì)算，由前面的條件可知： 工作臺(tái)重量：W=80kgf=800N(根據(jù)圖紙粗略計(jì)算)滾珠絲杠的導(dǎo)程: Lo=12mm步距角: α=176。/step脈沖當(dāng)量: δp=快速進(jìn)給速度：Vmax=2m/min所以,變速箱內(nèi)齒輪的傳動(dòng)比i=Z2 Z1= φL0360δp =12 360 = （39） 齒輪的有關(guān)參數(shù)選取如下: Z1=32 , Z2=40 ,模數(shù)m=2mm 齒寬 b=20mm 壓力角α=20176。齒輪的直徑 d1=mz1=232=64mm d2=mz1=240=80mm dα2=d1+2ha*=68mmdα2=d2+2ha*=84mm兩齒輪的中心矩 a= d1+d22 = 64+802 =72mm2）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算工作臺(tái)質(zhì)量折算到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: J1=W(180δpπφ)2= (180 )2 801100 = （310）對(duì)材料為鋼的圓柱形零件,其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可按下式估算: J=104D4L （311） 式中 D圓柱形零件的直徑,cm L零件的軸向長(zhǎng)度,cm所以,絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: J1=104+D4L1=104= 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: JZ1=1042= JZ1 =104842= 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小,可忽略。因此，折算到步進(jìn)電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=(1/i2)（JS+Jz2）+Jz1+J1=(1/)（+）++= =. cm2表33滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量絲杠名義直徑/mm導(dǎo)程/mm絲杠名義直徑/mm導(dǎo)程/mm204501051225560861030512670835510612880104051269010812456100128161020506120208243）所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩 M=Mamax+Mf+Mo最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 M=Mat+Mf+Mo+Mt快速進(jìn)給時(shí)所需力矩M=Mf+Mo式中, Mamax空載啟動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的加速度力矩。 Ma折算到電動(dòng)機(jī)軸上的加速度力矩。 Mf折算到電動(dòng)機(jī)軸上的摩擦力矩。 Mo由絲杠預(yù)緊所引起,折算到電動(dòng)機(jī)軸上的附加摩擦力矩。 Mat切削時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的加速力矩。 Mt折算到電動(dòng)機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩。Ma= （312）式中, J轉(zhuǎn)動(dòng)慣量, n絲杠轉(zhuǎn)速,r/min T時(shí)間常數(shù),s當(dāng)n=nmax時(shí) Ma=Mamax nmax=VmaxILo=2000 = r/min Mamax= 104=當(dāng)n=nt時(shí), Ma=matnt=n主fLo=1000VπD fi L0=10001008012 = r/minMat= 104==FoLo 2πηi =f’wLo 2πηi （313）式中 f’導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù) nt切削加工時(shí)的轉(zhuǎn)速，r/min。
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