單向滑臺設(shè)計說明書(編輯修改稿)
2025-08-30 01:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 /壓變形量 2）根據(jù)公式，求得單圈滾珠數(shù)Z=24；該型號絲杠為單螺母，滾珠的圈數(shù)列數(shù)為42，代入公式：ZΣ=Z圈數(shù)列數(shù)，得滾珠總數(shù)量ZΣ=176。絲杠預(yù)緊時，取軸向預(yù)緊力FYJ=Fm/3=674N。則由式27，滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量δ2 因為絲杠加有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的1/3，所以實際變形量可減小一半，δ2=。3）將以上算出的δ1和δ2代入。 絲杠的有效行程為2150mm，由表327知，4級精度滾珠絲杠有效行程在2150～2200mm時，行程偏差允許達(dá)到27μm，可見絲杠剛度足夠。絲杠剛度足夠（6）壓桿穩(wěn)定性校核 滾珠絲杠是屬于受軸向力的細(xì)長桿，如果軸向負(fù)載過大，則可能產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。失穩(wěn)時的臨界載荷Fk應(yīng)滿足： （28）式中 Fk——臨界載荷，單位N fk——絲杠支承系數(shù)，如表所示 K——壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)，～4，垂直安裝時取小值； A——滾珠絲杠兩端支承間的距離，單位為mm。表334 絲杠支承系數(shù)方式雙推自由雙推簡支雙推雙推單推單推fk241查表334，取fk=；由絲杠底徑d2=，求得截面慣性矩： ； 壓桿穩(wěn)定系數(shù)K取3（絲杠臥式水平安裝）；滾動螺母至軸向固定處的距離a 取最大值1075mm。代入式28即: 臨界載荷Fk≈24200N，遠(yuǎn)大于工作載荷Fm=2024N，故絲杠不會失穩(wěn)。絲杠不會失穩(wěn) 綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求步進(jìn)電機(jī)的選用已知工作臺的脈沖當(dāng)量=，滾珠絲杠導(dǎo)程Ph=5mm,176。，采用五倍細(xì)分，由傳動比： =1 因此不需要減速機(jī)構(gòu)，可以用步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動。 步進(jìn)電動機(jī)的計算和選型 已知：滾珠絲杠的公稱直徑d0=20mm； 總長l=2354mm 導(dǎo)程Ph=5mm； 材料密度ρ=103kg/cm3移動部件總重力G=500N；（1）計算加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩，分快速空載啟動和承受最大工作負(fù)載兩種情況進(jìn)行計算。1）快速空載啟動時電機(jī)轉(zhuǎn)軸所受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩： 移動部件運動時折算到電機(jī)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩，單位。 滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電機(jī)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩，單位。 （29） 導(dǎo)軌的摩擦力 ,N； 滾珠絲杠導(dǎo)程，單位m； 傳動效率， 取=； 總傳動比 =1； 導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)（，）； 垂直方向工作載荷，空載時=0 由式（29）得： 滾珠絲杠預(yù)緊力，一般取工作載荷的1/3,單位為N； 滾珠絲杠未預(yù)緊時的傳動效率，一般取 由于滾珠絲杠的傳動效率高，所以 值一般很小，與 比起，通常 可以忽略不計。 2)最大工作負(fù)載下電機(jī)轉(zhuǎn)軸所受負(fù)載轉(zhuǎn)矩 式中Tf和T0分別按上計算；Tt折算到電機(jī)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 （210） 式中 為進(jìn)給方向最大工作載荷，單位N，在前面滾珠絲杠的選型計算 時，已知沿絲杠軸線方向最大進(jìn)給載荷Fm=2024N。 因此可得 垂直方向承受的最大工作載荷（Fz=1875N）情況下，移動部件運動時折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 綜上計算，得到加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)為： （2）步進(jìn)電機(jī)靜轉(zhuǎn)矩的確定考慮到步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動電源受電網(wǎng)電壓影響較大，當(dāng)輸入電壓降低時，其輸出轉(zhuǎn)矩會下降，可能造成丟步，甚至堵轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)Teq選擇步進(jìn)電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩時，需要考慮安全系數(shù)。這里取安全系數(shù)K=4，則步進(jìn)電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足： 。（3）計算加在步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量 已知：滾珠絲杠的公稱直徑d0=20mm； 總長l=2354mm 導(dǎo)程Ph=5mm； 材料密度ρ=103kg/cm3 移動部件總重力G=500N； 傳動比為1。 滾珠絲杠折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量： 拖板折算到電機(jī)軸上轉(zhuǎn)動慣量： 總等效慣量： （4）電機(jī)型號選取綜上計算可知， ， 一般要求 得。 綜合考慮上面靜轉(zhuǎn)矩 ，我們選用的步進(jìn)電機(jī)為110BF003反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，其參數(shù)見下表：電機(jī)型號相數(shù)步距角最大靜轉(zhuǎn)矩空載啟動頻率空載運行頻率轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量57BYG250C3176。1500HZ7000HZ a起動慣頻特性曲線 b起動矩頻特性曲線 c運行矩頻特性曲線步進(jìn)電機(jī)選為57BYG250C反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（5）步進(jìn)電機(jī)性能校核1 、校核脈沖當(dāng)量誤差因為我們選的步進(jìn)電機(jī)的步距角與前面取得步距角不能，所以需要校核 步進(jìn)電機(jī)步距角 任務(wù)要求的脈沖當(dāng)量為 計算實際步距角 誤差= 在要求范圍內(nèi)，滿足設(shè)計要求。 啟動頻率 已知電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量，電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，電動機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時的空載啟動頻率。則可以求出步進(jìn)電動機(jī)克服慣 性負(fù)載的啟動頻率： 啟動時間校核 查啟動矩—頻特性曲線：見上面 當(dāng)f=1220HZ時， 能帶動空載時的負(fù)載啟動。 若按直線規(guī)律計算 其中 最快的運行轉(zhuǎn)速：設(shè)計要求最快速度為 6000mm/min 對應(yīng)的 查表對應(yīng)的 帶入公式： （機(jī)電一體化書上有） 故滿足啟動時間的要求 最大工進(jìn)速度校驗 =1200mm/min 則 對應(yīng)的HZ 查運行矩頻特性曲線圖（c）知道 滿足快速攻進(jìn)速度要求。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的選用 由于本設(shè)計采用半閉環(huán)控制，所以需要在滾珠絲杠尾部的上安裝增
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