【文章內(nèi)容簡介】 預(yù)緊力為最大工作載荷的 1/3時，其實(shí)際變形量為（由 指導(dǎo)書 P39，公式 3— 24可知）： (拉伸為＋，壓縮為－ ) 上式中： E材料彈性模數(shù)，對于鋼： ? ?422 0 .6 1 0 N / m mE ?? L滾珠絲杠在支承間的受力長度 (mm) L= 工作長度 +螺紋長度 +軸承寬度 +端蓋寬度 ? 700 mm F滾珠絲杠的截面積 ( 2mm )，可由下列幾式計算 214dF ?? 、 1022d D e R? ? ? sin2qdeR ?????????、 qRd? qd 滾珠直徑 (mm)， ? 接觸角 (45? )， R滾道法面半徑 (mm)， e偏心距 (mm)， 0D 絲杠公稱直徑 (mm) 當(dāng)公稱直徑 0d =40mm、基本導(dǎo)程為 6mm 時： R= = (mm) i ???????? ?? d1 =40+2 =(mm) 4d12π?F = 2?π =(mm2 ) 1? = ???? ?(mm) 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 (2)滾珠與螺紋滾道間的接觸變形 2? 當(dāng)絲杠進(jìn)行了預(yù)緊，且預(yù)緊力為最大工作載荷的 1/3 時，其實(shí)際變 形量為 2? =3 20 10/?ZFdFym 上式中： mF 最大工作載荷 (kgf)， Fm= (kgf) yF 預(yù)緊力 (kgf)， yF = 31 mF = (kgf) 0d 滾珠直徑 (mm)， Z? 滾珠數(shù)量， Z? ＝ Z圈數(shù)列數(shù) Z 一圈的滾珠數(shù)， 00DZ d?? (外循環(huán) ) 當(dāng)公稱直徑 0d =40mm、基本導(dǎo)程為 6mm 時 40 ???πZ Z? ＝ 1= 2? =3 ?? =(mm) 當(dāng)滾珠絲杠有預(yù)緊力，且預(yù)緊力為軸向工作載荷的 1/3 時， 2? 的值可減少一半。即： ?2? = 22? = = (mm) (3)滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形 3? （ 1） 當(dāng)公稱直徑 0d =40mm、基本導(dǎo)程為 6mm 時 選用型號為 51207 的軸承，其參數(shù)如下： 型 號 內(nèi)徑 d (mm) 外徑 D (mm) 厚度 T (mm) 額定動載荷 aC (kN) 51207 35 62 18 由 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 Z=Td ）π（ D? Z=19 6840 ）π （ ?≈ 18 所以，可估算兩邊總得滾動體的數(shù)目為 36。 將以上數(shù)據(jù)代入可得： 3? = 3 2 ? = (mm) 基本導(dǎo)程為 6mm 時： 321 ??? ?? =(mm) (mm) 可見 ，當(dāng)公稱直徑 0d =40mm、基本導(dǎo)程為 6mm 時符合要求； 可見，公稱直徑為 40，基本導(dǎo)程為為 6mm 時，穩(wěn)定性均符合要求。以基本導(dǎo)程最大的滾珠絲杠作為最終選擇，即以 oL =6mm 的作為計算依據(jù)。經(jīng)查表，選用型號為 CMD4006— 2 的滾珠絲杠副。其參數(shù)如下： 型 號 公稱直徑 0d (mm) 導(dǎo)程 0L (mm) 鋼球直徑 qd (mm) 滾珠的循環(huán) 圈數(shù)列數(shù) 額定動載荷 aC (N) CMD40062 40 6 1 16083 脈沖當(dāng)量和傳動比的確定 確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量 取 脈沖當(dāng)量 m m stepp? ? 傳動比的選定 設(shè)傳動副的傳動比為 i，若為一對齒輪減速傳動，則 21i Z Z? ， 1Z 為主動齒輪的齒數(shù)，2Z 為從動齒輪的齒數(shù)。 對于步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)脈沖當(dāng)量確定和初選定步進(jìn)電機(jī)的步距角后，可根據(jù)下式計算出該伺服傳動系統(tǒng)總的傳動比： 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 i=pobL??360 = 0 0?? = 上式中： 0L 滾珠絲杠的基本導(dǎo)程 6(mm) b? 步進(jìn)電機(jī)的步距角，今初選步 ? ?? 齒輪傳動的確定 對于數(shù)控機(jī)車的齒輪傳動，應(yīng)采用設(shè)計、結(jié)構(gòu)和工藝均較簡單，而且易獲得高精 度的平行軸漸開線圓柱齒輪傳動。 通常，齒輪傳動鏈的傳動級數(shù)少一些比較好，因?yàn)榭梢詼p少零部件的數(shù)目，簡化傳動鏈的結(jié)構(gòu)，并且可以提高傳動精度，減少空程誤差，有利于提高傳動效率。同時 i= 較小，故在此選用圓柱直齒輪單級傳動。 一般模數(shù)取 m=1~2，數(shù)控銑削取 m=2。 齒輪寬 b=(3~6)m，為了消除齒側(cè)隙，寬度可加大到（ 6~10） m。 z1 ? 17，取 z1 =45， m=2，則 d1 = m z1 =2? 45=90(mm) d 1a = d1 +2 h*a m=90+2? 1? 2=94(mm) d 1f = d1 2hf = d1 2( h*a +c* )m d 1f =d1 2? ( 1+)m=902? ? 2=85(mm) b1 =(6~10) m，取 b1 =9m=9 2=18(mm) z2 = z1 i=39? =? 49 d2 =mz2 =2? 49=98(mm) d 2a = d2 +2 h*a m=98+2? 1? 2=102(mm) d 2f = d2 ? 2=? 2? 2=93(mm) b2 =(6~10) m，取 b2 =6m=6? 2=12(mm) 中心距 a= ??2dd 21 ??29490 94(mm) 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 選小齒輪齒數(shù) z1 =45，小齒輪的齒寬度 b1 =18mm，大齒輪齒數(shù) z2 =49，大齒輪的齒寬度b2 =12mm。 轉(zhuǎn)動慣量的計算 齒輪、絲杠等圓柱體慣量的計算。 可由下式計算： ? ?2 3 4 20 .7 8 1 0 k g c m8MDJ D L?? ? ? ? 式中： M圓柱體質(zhì)量 (kg) D圓柱體直徑 (cm) L圓柱體長度或圓度 (cm) 對主動齒輪： ）（）（ 2431 1 1 ????? ?J 對從動齒輪： ）（）（ 2432 0 7 ????? ?J 對滾珠絲杠： cmdDD ????? J3 =? 10 3? ? ? 70= ( ) 工作臺折算到絲桿的轉(zhuǎn)動慣 量 ).(22 2202 cmkggGLgGnvJ G ?????????????? ?? v工作臺移動速度 (cm/min) n絲桿轉(zhuǎn)速 (r/min) G工作臺的重量 (N) g重力加速度 () L0 絲桿導(dǎo)程 (cm) 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 J 2585,0 2G ＝）π（ ???() 傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量 ? ?2212210 .12 cmkgnnJigGLJkini imjL ????????????????? ???? ? J L =+J1+(J2+J3)（21ZZ ） 2 =++(+)（ 4745 ） 2 =( ) 式中： i系統(tǒng)總的減速比 (i1) Ji 各轉(zhuǎn)動體的轉(zhuǎn)動慣量 ( ) ni 各轉(zhuǎn)動體的轉(zhuǎn)速 (r/min) nK 電機(jī)的轉(zhuǎn)速 (r/min) Jm 電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量 ( ) 電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量的確定 查表 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》，因?yàn)檫x用電機(jī)工作方式的是五相十拍，步距角為b? = ，故符合的是： 150BF002 和 130BF001。電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量分別為： 150BF002: 2251 . cmkgmkgJ m ??? ? 130BF001: 225 . cmkgmkg ?? ? 系統(tǒng)總的轉(zhuǎn)動慣量 J?1= J L +J 1m =+=( ) J2?= J L +Jm2 =+=( ) 步進(jìn)電機(jī)的計算和選用 電機(jī)力矩的計算 快速空載起動時所需力矩： 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 ? ?m a x 0 N c mafM M M M? ? ? ?起 最大切削負(fù)載時所需力矩： ? ?0 N c