數(shù)控銑床縱向進給軸設(shè)計_課程設(shè)計-資料下載頁
2025-08-18 11:58本頁面
【導(dǎo)讀】機械傳動系統(tǒng)的誤差計算與分析……………………確定滾珠絲杠螺母副的精度等級和規(guī)格型號………=、靜摩擦系數(shù)??；工作臺的定位精度為25μm,重復(fù)定位。精度為18μm；機床的工作壽命為20200h。為了滿足以上技術(shù)要求，采用以下技術(shù)方案。工作臺工作面尺寸確定為400mm×1200mm。工作臺導(dǎo)軌采用滾動直線導(dǎo)軌。采用伺服電動機驅(qū)動。采用錐環(huán)套筒聯(lián)軸器將伺服電動機與滾珠絲杠直連。功率，此時銑刀的切削速度為：V=601000Dn??在切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力Fμ，此時導(dǎo)軌摩擦系數(shù)μ=，計算滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速nm。根據(jù)載荷性質(zhì)，有輕微沖擊，取載荷系。fa=1；一般情況下可靠性應(yīng)達到97%，故可靠性系數(shù)fc=。按預(yù)載選取預(yù)加載荷系數(shù)fe=，則。取以上兩種結(jié)果的最大值，即Cam=。估算允許的滾珠絲杠的最大軸向變形。L=行程+安全行程+2?
【正文】 f=（ +） N m= m 17 ④計算切削時的工進力矩 TGJ。 TGJ=TC+Tf=（ +） N m= m （ 1）選擇驅(qū)動電動機的型號。 根據(jù)以上計算和查表，選擇日本 FANUC 公司生產(chǎn)的 α 12/3000i型交流伺服電動機為驅(qū)動電動機。其主要技術(shù)參數(shù)如下：額定功率，3kw；最高轉(zhuǎn)速， 3000r/min；額定力矩， 12N m；轉(zhuǎn)動慣量， 62kg cm2；質(zhì)量， 18kg。 交流伺服電動機的加速力矩一般為額定力矩的 5~10 倍，若按 5倍計算，該電動機的加速力矩為 60N m，均大于本機床工作臺線性加速時的空載啟動力矩 Tq= m 或階躍加速時的 空載啟動力矩Tq180。= m，所以不管采用何種加速方式，本電動機均滿足加速力矩要求。 該電動機的額定力矩為 12N m，均大于本機床工作臺的快進力矩 TKJ= m 或工進力矩 TGJ= m。因此，不管是快進還是工進，本電機均滿足驅(qū)動要求。 （ 2）慣量匹配驗算 為了使機械傳動系統(tǒng)的慣量達到較合理的匹配，系統(tǒng)的負載慣量Jd與伺服電動機的轉(zhuǎn)動慣量 Jm之比一般應(yīng)滿足要求，即 ≤ dmJJ ≤ 1 在本次設(shè)計計算中， dmJJ = =0. 88∈ [， 1]，故滿足慣量匹配要求。 機械傳動系統(tǒng)的動態(tài)分析 18 工作臺縱向振動系統(tǒng)的最低固有頻率 ω nc 已知滾珠絲械螺母副的綜合拉壓剛度 K0=Kmin=? 106N/m，滾珠絲杠螺母副和機床執(zhí)行部件的等效質(zhì)量為 md=m+13 ms，其中 m、ms 分別為機床執(zhí)行部件的質(zhì)量和滾珠絲杠螺母副的質(zhì)量，已知m=840kg，則 ms=4? ?42???103kg= md=m+13 ms=1111+13 ?= ω nc= 0dKm = ? rad/s= ω nt 折算到滾珠絲杠軸上的系統(tǒng)總當量轉(zhuǎn)動慣量為 Js=Jr+J0 =(+)kg cm2= cm2 = m2 又絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度 Ks=KΦ = m/rad，則 ω nt= ssKJ = rad/s=由以上計算可知，絲杠 工作臺縱向振動系統(tǒng)的最低固有頻率 ωnc=、扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)的最低固有頻率 ω nt=較高。一般按 ω n=300rad/s 的要求來設(shè)計機械傳動系統(tǒng)的剛度，故滿足要求。 機械傳動系統(tǒng)的誤差計算與分析 1．計算機械傳動系統(tǒng)的反向死區(qū) ? 已知進給傳動系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的最小 Kmin= ? 610 19 N/m，導(dǎo)軌的靜摩擦力 F0=,有： 3 3 30 6m i n2 2 8 2 . 7 52 1 0 1 0 0 . 7 9 1 02 0 8 . 3 3 1 0F m m m mK?? ??? ? ? ? ? ? ? ?? 即 ? = m10μ m,故滿足要求。 2．計算機械傳動系統(tǒng)由綜合拉壓剛度變化引起的定位誤差δ max。 3m a x 0 11 10m i n m a xF KK? ??? ? ????? 366118 2 . 7 5 1 02 0 8 . 3 3 1 0 2 2 2 . 2 2 1 0 mm??? ? ???????=?103mm 即δ max= m6μ m,故滿足要求。 3．計算滾珠絲桿因扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的誤差 （ 1）計算由扭矩引起的滾珠絲桿螺母副的變形量 ? 負載力矩 T=TKJ=230 N L2=918mm，絲桿底徑 d2=,則 2224422 3 0 9 1 87 . 2 1 1 0 7 . 2 1 1 0 0 . 0 1 13 4 . 3TLd? ?? ?? ? ? ? ? ? ? （ 2）由該扭轉(zhuǎn)變形量 ? 引起的軸向移動滯后量δ將影響工作臺的定位精度。 0 0 . 0 1 11 0 0 . 0 0 0 3 1 0 . 3 13 6 0 3 6 0L m m m m m???? ? ? ? ? 確定滾珠絲杠螺母副的精度等級和規(guī)格型號 （ 1）確定滾珠絲杠螺母副的精度等級 本機床工作臺采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)， V300P、 ep 應(yīng)滿足下列要求： V300P≤ ?(定位精度 δ maxδ ) 20 =?(. 31) = m ep≤ ?(定位精度 δ maxδ ) = m 滾珠絲杠螺母副擬采用的精度等級為 2 級，查表得 V300P=8μm m。當螺紋長度為 850mm 時， ep=15μ m m，故滿足設(shè)計要求。 （ 2）確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號 滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號為 FFZD40103P2/1239?850，其具體參數(shù)如下。公稱直徑與導(dǎo)程： 40mm ,10mm。螺紋長度： 850mm；絲杠長度： 1239mm；類型與精度： P 類， 2 級精度。
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