機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)-x-y數(shù)控工作臺(tái)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)--y向工作臺(tái)三維繪圖(編輯修改稿)
2025-01-08 20:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 計(jì)算公式為： 0 .8 5 0 .7 5 0 .7 3 1 .0 0 .1 3c e z p1 1 8 a f d a n ZF ?? (31) 今選擇銑刀的直徑為 d=15mm，齒數(shù) Z=3,為了計(jì)算最大銑削力，在不對(duì)稱銑削情況下，取最大銑削寬度為 ea 15mm? ，背吃刀量 pa =8mm ，每齒進(jìn)給量 zf ? ，銑刀轉(zhuǎn)速 n 300r/min= 。則由式（ 31）求的最大銑削力： 0. 85 0. 75 0 . 73 1. 0 0. 13c 1 1 8 1 5 0 .1 1 5 7 3 0 0 3 N 1 2 8 0 NF ?? ? ? ? ? ? ? ? 采用立銑刀進(jìn)行圓柱銑削時(shí)，各銑削力之間的比值可由表查得，考慮逆銑時(shí)的情況，可估算三個(gè)方向的銑削力分別為：fcF 140 8N??, ecF 486 N??， fn cF 320N??。圖 34a 為臥銑情況，現(xiàn)考慮立銑，則工作臺(tái)受到垂直方向的銑削力 zeF F 486N?? ，受到水平方向的銑削力分別為 fF 和 fnF 。今將水平方向較大的銑削力分配給工作臺(tái)的縱向，則縱向銑削力 xfF F 1408N?? ，徑向銑削力為 y fnF F 320N?? 。 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選型（縱向） 塊承受工作載荷 maxF 的計(jì)算及導(dǎo)軌型號(hào)的選取 10 工作載荷是影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素。本例中的 XY工作臺(tái)為水平布置，采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承形式?？紤]最不利的情況，即垂直于臺(tái)面的工作載荷全部由一個(gè)滑塊承擔(dān)，則單滑塊所受的最大垂直方向載荷為： max GFF4?? (32) 其中，移動(dòng)部件重量Ｇ＝ 800N，外加載荷 zF=F 486N? ，代入式（ 32），得最大工作載荷 maxF =686N=。 查表根據(jù)工作載荷 maxF =，初選直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的型號(hào)為 KL系列的 JSALG15 型，其額定動(dòng)載荷 aC ? ，額定靜載荷 0aC ? 。 任務(wù)書規(guī)定加工范圍為 200 150 ㎜，考慮工作行程應(yīng)留有一定余量，查表選取導(dǎo)軌的長(zhǎng)度為 520mm。 距離額定壽命 L 的計(jì)算 上述所取的 KL系列 JSALG25 系列導(dǎo)軌副的滾道硬度為 60HRC，工作溫度不超過 100 C，每根導(dǎo)軌上配有兩只滑塊，精度為 4 級(jí)，工作速度 較低，載荷不大。分別取硬度系數(shù) fH =，溫度系數(shù) fT =，接觸系數(shù) fc =，精度系數(shù) fR =，載荷系數(shù) fw =，得距離壽命： L= KmFCf ffff aw rcth 562550)( 3m a x ?????? 遠(yuǎn)大于期望值 50Km，故距離額定壽命滿足要求。 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型 最大工作載荷 Fm 的計(jì)算 如前所述，在立銑時(shí)，工作臺(tái)受到進(jìn)給方向的載荷（與絲杠軸線平行） 11 Fx=1408N,受到橫向載荷（與絲杠軸線垂直） Fy=320N，受到垂直方向的載荷（與工作臺(tái)面垂直） Fz=486N. 已知移動(dòng)部件總重量 G=800N，按矩形導(dǎo)軌進(jìn)行計(jì)算，取顛覆力矩影響系數(shù) K=，滾動(dòng)導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù) ? =。求得滾珠絲杠副的最大工作載荷： Fm=KFx+? (Fz+Fy+G)=[?1408+? (486+320+800)]N? 1557N 最大動(dòng)工作載荷 FQ 的計(jì)算 設(shè)工作臺(tái)在承受最大銑削力時(shí)的最快進(jìn)給速度 v=400mm/min，初選絲杠導(dǎo)程 Ph=5mm,則此時(shí)絲杠轉(zhuǎn)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(shù)L0=72（單位為： 106r）。 查表，取載荷系數(shù) fw=,滾道硬度為 60HRC 時(shí)，取硬 度系數(shù) fH=,求得最大動(dòng)載荷： FQ= NFffL mHw 7 7 7 33 0 ? 初選型號(hào) 根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，選擇濟(jì)寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的 G系列 20213型滾珠絲杠副，為內(nèi)循環(huán)固定反向器單螺母式，其公稱直徑為 20mm，導(dǎo)程為 5mm，循環(huán)滾珠為 3 圈 *1 系列，精度等級(jí)取 5 級(jí)，額定動(dòng)載荷為 9309N，大于 FQ，滿足要求。 傳動(dòng)效率η的計(jì)算 將公稱直徑 d0=20mm,導(dǎo)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(dòng)效率η =%。 12 剛度的驗(yàn)算 (1) XY工作臺(tái)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(duì)推力角接觸球軸承，面對(duì)面組配，左、右支承的中心距約為 a=500mm；鋼的彈性模量 E= 105Mpa。查 表得滾珠直徑Dw=，絲杠底徑 d2=,絲杠截面積 S= 22d? /4= 2m 。 忽略式（ 325）中的第二項(xiàng)，算得絲杠在工作載荷 Fm 作用下產(chǎn)生的拉/壓變形量 51 / ( ) [ 1 5 5 7 5 0 0 / ( 2 .1 1 0 2 0 6 .1 2 ) ]mF a E S? ? ? ? ? ?mm=.。 (1) 根據(jù)公式 0( / ) 3WZ d D???，求得單圈滾珠數(shù) Z=20；該型號(hào)絲杠為單螺母，滾珠的圈數(shù) ?列數(shù)為 3?1，代入公式 Z?? Z? 圈數(shù) ? 列數(shù)，得滾珠總數(shù)量 Z? =60。絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力 YJ mFF? /3=519N。則由式（ 327），求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 2 ? ? mm。 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 2? =。 (1) 將以上算出的 1? 和 2? 代入 12? ? ???總 ，求得絲杠總變形量（對(duì)應(yīng)跨度 500mm） ?總 == m? 本例中，絲杠的有效行程為 3
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