數控xy工作臺設計(編輯修改稿)
2025-08-31 00:09 本頁面
【文章內容簡介】 設工作臺在承受最大銑削力時的最快進給速度v=400mm/min，初選絲杠導程Ph=5mm,則此時絲杠轉速n=v/Ph=80r/min。取滾珠絲杠的使用壽命T=15000h,代入L0=60Nt/106,得絲杠壽命系數L0=72（單位為：106r）。查表，取載荷系數fw=,滾道硬度為60HRC時，取硬度系數fH=,代入式（323），求得最大動載荷：FQ= 初選型號 根據計算出的最大動載荷和初選的絲杠導程，選擇濟寧博特精密絲杠制造有限公司生產的G系列20053型滾珠絲杠副，為內循環(huán)固定反向器單螺母式，其公稱直徑為20mm，導程為5mm，循環(huán)滾珠為3圈*1系列，精度等級取5級，額定動載荷為9309N，大于FQ，滿足要求。 傳動效率η的計算 將公稱直徑d0=20mm,導程Ph=5mm,代入λ=arctan[Ph/(d0)]，得絲杠螺旋升角λ=4176。33′。將摩擦角ψ=10′，代入η=tanλ/tan(λ+ψ),得傳動效率η=%。 剛度的驗算(1) XY工作臺上下兩層滾珠絲杠副的支承均采用“單推單推”的方式。絲杠的兩端各采用對推力角接觸球軸承，面對面組配，左、右支承的中心距約為a=500mm；鋼的彈性模量E=。查表得滾珠直徑Dw=，絲杠底徑d2=,絲杠截面積S=/4=。忽略式（325）中的第二項，算得絲杠在工作載荷Fm作用下產生的拉/壓變形量mm=.。(2) 根據公式，求得單圈滾珠數Z=20；該型號絲杠為單螺母，滾珠的圈數列數為31，代入公式Z圈數列數，得滾珠總數量=60。絲杠預緊時，取軸向預緊力/3=519N。則由式（327），求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量mm。因為絲杠有預緊力，且為軸向負載的1/3，所以實際變形量可以減少一半，取=。(3) 將以上算出的和代入，求得絲杠總變形量（對應跨度500mm）==本例中，絲杠的有效行程為330mm，由表知，5級精度滾珠絲杠有效行程在315~400mm時，行程偏差允許達到25，可見絲杠剛度足夠。 壓桿穩(wěn)定性校核 根據公式（328）計算失穩(wěn)時的臨界載荷FK。取支承系數=1；由絲杠底徑d2=；壓桿穩(wěn)定安全系數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500mm。代入式（328），得臨界載荷FK=1557N，故絲杠不會失穩(wěn)。綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。 步進電動機減速箱的選用為了滿足脈沖當量的的設計要求，增大步進電動機的輸出轉矩，同時也為了使?jié)L珠絲杠和工作臺的轉動慣量折算到電動機軸上盡可能的小，今在步進電動機的輸出軸上安裝一套齒輪機減速，采用一級減速，步進電動機的輸出軸與齒輪相連，滾珠絲杠的軸頭與大齒輪相連。其中大齒輪設計成雙片結構。已知工作臺的脈沖當量=，滾珠絲杠的的導程Ph=5mm， 初選步進電動機的步距角=176。根據式（312），算得減速比：=（）/（）=25/10本設計選用常州市新月電機有限公司生產的JBF3型齒輪減速箱。大小齒輪模數均為1mm，齒數比為75：30，材料為45調質鋼，齒表面淬硬后達到55HRC。減速箱中心距為[（75+30）1/2]mm=57mm,小齒輪厚度為20mm，雙片大齒輪厚度均為10mm。 步進電動機的計算與選型 計算加在步進電動機轉軸上的總轉動慣量Jeq 已知：滾珠絲杠的公稱直徑d0=20mm，總長l=500mm，導程Ph=5mm，材料密度=。移動部件總重力G=800N；小齒輪齒寬b1=20mm.，直徑d1=30mm，大小齒輪齒寬b2=20mm，直徑d2=75mm；傳動比i=25/10。如表41所示，算得各個零部件的轉動慣量如下： 滾珠絲杠的轉動慣量Js=cm2。拖板折算到絲杠上的轉動慣量Jw=cm2。小齒輪的轉動慣量Jz1= kgcm2；大齒輪的轉動慣量Jz2= kgcm2。初選步進電動機的型號為90YBG2602,為兩相混合式，由常州寶馬集團公司生產，176。，從表查得該型號的電動機轉子的轉動慣量Jm=4 kgcm2。則加在步進電動機轉軸上的總轉動慣量為：= kgcm2 計算加在步進電動機轉軸上的等效負載轉矩Teq 分快速空載和承受最大負載兩種情況進行計算。1) 快速空載起動時電動機轉軸所承受的負載轉矩由式（48）可知，包括三部分。一部分是快速空載起動時折算到電動機轉軸上的最大
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