數(shù)控機(jī)床電主軸與進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-19 05:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 慮聯(lián)結(jié)件表面溫度與裝配溫度之差以及主軸與過(guò)盈套材料線膨脹系數(shù)之差的其修正量； δp重復(fù)拆卸引起過(guò)盈量的減少； 以上修正量的計(jì)算或確定可從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得。 2. 主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)過(guò)盈套所受離心力，該離心力可引起過(guò)盈套內(nèi)孔的擴(kuò)張，導(dǎo)致過(guò)盈量減少。當(dāng)主軸材料和過(guò)盈套材料的泊松比、彈性模量和密度相差不大時(shí)，離心力引起過(guò)盈量減少量 δw可由下式計(jì)算 式中， ω為主軸的轉(zhuǎn)速； ρ為主軸材料和過(guò)盈套材料的密度； v為主軸材料和過(guò)盈套材料的泊松比； E為主軸材料和過(guò)盈套材料的彈性模量； ，當(dāng)考慮轉(zhuǎn)速影響時(shí)傳遞力矩或者承受軸向力所須的最小過(guò)盈量 δ min按下式計(jì)算 : 式中， K為考慮過(guò)盈套結(jié)構(gòu)引起的應(yīng)力集中、載荷波動(dòng)和影響和可靠性、安全性而引入的安全系數(shù)。 最大過(guò)盈量的計(jì)算： 由第四強(qiáng)度理論，過(guò)盈套和軸不產(chǎn)生塑性變形所容許的最大結(jié)合壓力Pmax和主軸結(jié)合面不產(chǎn)生塑性變形所容許的最大結(jié)合壓力 Pmin 分別為： 式中， σsa 、 σsi 分別為過(guò)盈套材料的屈服強(qiáng)度 則在彈性范圍內(nèi)，過(guò)盈聯(lián)結(jié)合面不發(fā)生塑性變形時(shí)所容許的最大有效過(guò)盈量 δ max按下式求得： 由以上各式，當(dāng)轉(zhuǎn)速為 ω，過(guò)盈聯(lián)結(jié)面?zhèn)鬟f扭矩為 M或當(dāng)過(guò)盈聯(lián)結(jié)承受軸向力為 Fx，過(guò)盈套與軸之間過(guò)盈量 δb 應(yīng)滿足以下要求： δmin δb δmax 電主軸結(jié)構(gòu)單元參數(shù)靜態(tài)估算 1主軸軸承靜剛度 2主軸單元準(zhǔn)要結(jié)構(gòu)參數(shù)確定 3高速電主軸單元臨界轉(zhuǎn)速的核算 前后支承均選用 SKF 高精度混合式陶瓷角接觸球軸承，其主要技術(shù)參數(shù) 如表 ： 一 主軸軸承靜剛度 : 軸承裝配后的預(yù)緊力 Gm 可用下式計(jì)算 : Gm =f1?f2?f?fHc?GA f —— 軸承系數(shù) f1 —— 接觸角系數(shù) f2 —— 預(yù)緊級(jí)別系數(shù) fHc —— 混合陶瓷球軸承修正系數(shù) GA —— 裝配前的預(yù)緊力 前支承 71913CE/HC： 查機(jī)床滾動(dòng)軸承應(yīng)用手冊(cè) f =， f 1=1， f 2= 1， fHc =， GA=80 Gm=1 .85 1 1 80= 二 主軸單元主要結(jié)構(gòu)參數(shù)確定： 主要假設(shè) ： （ 1）用單一的當(dāng)量截面代替多個(gè)不同尺寸的截面； （ 2）用合并或忽略輔助支承的方法，將多個(gè)軸承簡(jiǎn)化為前后兩個(gè)支承； （ 3）將軸承簡(jiǎn)化為徑向的壓縮彈簧，即只認(rèn)為軸承具有徑向剛度，而不 具有角剛度； （ 4）忽略轉(zhuǎn)速對(duì)軸承剛度的影響； （ 5）、忽略軸承負(fù)荷對(duì)軸承剛度的影響，即把軸承剛度當(dāng)作不變的常數(shù) 對(duì)待。 設(shè)計(jì)計(jì)算 ： (1）主軸直徑的初選：參考國(guó)內(nèi)外電主軸生產(chǎn)廠家技術(shù)資料，根據(jù)電機(jī)、拉刀機(jī)構(gòu)等外購(gòu)件的尺寸參數(shù)，初步確定主軸的當(dāng)量直徑 D =，主軸的內(nèi)孔直徑 d = Φ30mm。 （ 2）前懸伸量 a的初步確定：前懸伸 a 對(duì)主軸組件的綜合剛度影響很大，在選擇主軸端部結(jié)構(gòu)以及考慮刀具的安裝、軸承的類型及密封結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡可能減小主軸的懸伸量。初步確定前懸伸量 a = 55mm。 （ 3）主軸最佳跨距 l0 的計(jì)算：滿足主軸前端最小靜撓度條件時(shí)的 l 是最佳跨距 l0 ，當(dāng) ≤ l /l0≤，主軸組件的剛度損失不超過(guò) 5%～ 7% ，在工程上認(rèn)為是合理的剛度損失，故在該范圍內(nèi)的跨距稱為“合理跨距” l合 ，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)爭(zhēng)取符合最佳跨距，如果結(jié)構(gòu)上不允許，則需修改其他參數(shù)使其處在 l合范圍內(nèi)。 ys是假設(shè)軸承為剛性支承，
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