數(shù)控機(jī)床課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(編輯修改稿)
2024-08-31 00:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 w=3mm，絲杠底徑d2=,絲杠截面積。查《機(jī)床實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》算得絲杠在工作載荷作用下產(chǎn)生的拉/壓變形量根據(jù)公式，求得單圈滾珠數(shù)Z=19；該型號(hào)絲杠為單螺母，滾珠的圈數(shù)列數(shù)為，代入公式Z圈數(shù)列數(shù)，得滾珠總數(shù)量=114。絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力/3=。由下式求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 因?yàn)榻z杠有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的1/3，所以實(shí)際變形量可以減少一半，取=。將以上算出的和代入，求得絲杠總變形量（對(duì)應(yīng)跨度500mm）==。本例中絲杠的有效行程為400mm，查表知4級(jí)精度滾珠絲杠有效行程在400~800mm時(shí)，行程偏差允許達(dá)到40，可見(jiàn)絲杠剛度足夠。⑥、穩(wěn)定性的驗(yàn)算根據(jù)《數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)指南》中式418 ： 。式中： ； ——絲杠公稱直徑；——滾珠直徑； ——絲杠最大受壓長(zhǎng)度 ——絲杠支承方式系數(shù)，在此由于為一端固定，一端游動(dòng)，取=故 此計(jì)算值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)載荷，故可用。由絲杠底徑d2=；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)K取3（絲杠臥式水平安裝）；滾動(dòng)螺母至軸向固定處的距離L=a取最大值400mm。代入公式，得P==14896N大于=7533N，故不會(huì)失穩(wěn)，滿足使用要求。⑦、臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算 對(duì)于絲杠有可能發(fā)生共振，需驗(yàn)算其臨界轉(zhuǎn)速，不會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速，由《數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)踐指南》中P115式419得： 其中 = 為臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度 為絲杠支承方式系數(shù)=（一端固定，一端游動(dòng)） 代入數(shù)據(jù)得： 臨界轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)大于絲杠所需轉(zhuǎn)速，故不會(huì)發(fā)生共振。⑧、滾珠絲杠的選型及安裝連接尺寸的確定絲杠長(zhǎng)度:絲杠螺紋部分長(zhǎng)度 等于工作臺(tái)最大行程（250mm）加螺母長(zhǎng)度（43mm）加兩端余程（），即支撐跨距L1：略大于，取L1=400⑷、步進(jìn)電機(jī)的傳動(dòng)計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的選用①、傳動(dòng)計(jì)算因?yàn)樵撱姶驳募庸ぞ葹?77。，考慮到機(jī)械傳動(dòng)部分造成的精度損失，初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角α=176。由【1】中P121式518得：②、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算和選型①、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算?？傓D(zhuǎn)動(dòng)慣量J主要包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、滾珠絲杠上一級(jí)移動(dòng)部件等折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。ⅰ、滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J由《數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)踐指南》中P119式52得：式中： D為絲杠公稱直徑D=25mm ；L為絲杠長(zhǎng)度L=350mm ； 代入數(shù)據(jù)，得：J=2056010=104kg.㎡ii、工作臺(tái)拆算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 由【《數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)踐指南》中P119式53得： 其中： M為工作臺(tái)的（包括工件）的質(zhì)量M==：P為絲杠螺距P=5mm 代入數(shù)據(jù)，得：iii、絲杠拆算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：根據(jù)《數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)踐指南》P120表52，根據(jù)絲杠的選擇類型，可知其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 所以 驗(yàn)算慣量匹配，電動(dòng)機(jī)軸向慣量比值應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)，既不應(yīng)太大也不應(yīng)太小，即伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性取決于負(fù)載特性。為使該系統(tǒng)慣量達(dá)到較合理的配合，一般比值控制在1/4——1之間， 由此可見(jiàn):,符合慣量匹配要求。②、步進(jìn)電機(jī)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩M的計(jì)算a、承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩在不同工況下是不同的，考慮最大切削負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)所需力矩，由《數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)指南》中P121式510得：加速力矩 其中: 為折算到電動(dòng)機(jī)軸上的總慣量 T系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)，由任務(wù)書(shū)知為T(mén)= ；切削時(shí)的轉(zhuǎn)速為300r/min 得： Nm摩擦力矩 其中： 為導(dǎo)軌摩擦力 ；； S為絲杠螺距S=5mm ；i為齒輪降速比，已計(jì)算出為1； η為傳動(dòng)鏈總效率，η=—，代入數(shù)據(jù) 得： Nm附加摩擦力矩 其中 ：為最大軸向載荷，； 為滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的效率，=≥ ； 其余數(shù)據(jù)同上代入數(shù)據(jù) 得： Nm切削力矩 其中：進(jìn)給方向的最大切削力，其余參數(shù)同上。代入數(shù)據(jù)得： Nm由此都得到等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Nm b、快速空載時(shí)電動(dòng)機(jī)所需力矩M 由《數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)指南》中P121式59得：加速力矩其中： 其余參數(shù)同上 帶入數(shù)據(jù)得：力矩摩擦其中：u為導(dǎo)軌副的摩擦因數(shù)，滾動(dòng)導(dǎo)軌取 u=， 代入數(shù)據(jù)得：Nm附加摩擦力矩：；參數(shù)同
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