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c6163縱向數(shù)控改造設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計-文庫吧資料

2024-09-09 17:11本頁面
  

【正文】 cmNcmk gf ???? 31 由以上分析計算可知: 所需最大力矩 maxM 發(fā)生快速啟動時: cmNM ?? 3400m a x ,所以選擇型號WD6008 ③ 校核步進電機起動矩頻特性和運行矩頻特性。00 ?? 當(dāng) ?? , 39。 cm2 (1) 所需轉(zhuǎn)動力矩計算。 因此,總的轉(zhuǎn)動慣量: J=21i(J3+J2)+J1+J4 =(+)++ = kg cm2= N cm2 J2= 104 2= cm2 齒輪轉(zhuǎn)動慣量: 29 J1= 104 2= 效轉(zhuǎn)動慣量計算 計算簡圖如前( a)所示,根據(jù)《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》表 324,傳動系統(tǒng)計算到電機軸上的總的轉(zhuǎn)動慣量 ?J 可由下式計算: ?J = mJ + 1J + 2)( 21ZZ [( 2J + SJ )+ gG ( 2)2( 0?L )] mJ — 步進電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量( ) 1J . 2J — 矢輪 Z1Z2 的轉(zhuǎn)動慣量( ) SJ — 滾珠絲桿轉(zhuǎn)動慣車( ) 參考同類型機床,初步反應(yīng)式步進電機 BF1, 作臺質(zhì)量折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量: I4= (???p180)2w= ( ?? )2 80= (2) 校核步進電機轉(zhuǎn)矩 前面所初步電機的轉(zhuǎn)矩計算,均為估算,初迭之后,應(yīng)該進行校核計算。2530 螺 桿 外 徑 d d = 0d (~ ) qd 內(nèi) 徑 1d 1d = 0d + 2e - 2R 78 接觸直徑 2d 2d = 0d - qd Cos? 34 螺 母 螺紋直徑 D D = 0d - 2e + 2R 22 內(nèi) 徑 1D 1D = 0d + ( ~) qd 938 齒輪傳動比計算 已知縱向進給脈沖當(dāng)量 =,滾珠絲桿導(dǎo)程 0L =8mm, 初選步進電 26 動機步距角 ,可計算出傳動比 i : i =0360Lbp?? p? -脈沖當(dāng)量( mm/step) 0L -滾珠絲桿的基本導(dǎo)程( mm) b? -步進電機的步距角 i =0360Lbp?? = ?? =3/8 因為可進定齒輪齒數(shù)為 i = 1Z / 2Z =24/64 1Z =24 , 2Z =64 根據(jù)《機械設(shè)計》,又因進給給運動齒輪受力不大,模數(shù) m取 2, 則有關(guān)參數(shù)如下表所示 (見表 4): 表 4:傳動齒輪幾何參數(shù) 齒 數(shù) Z 24 64 分度圓 d=m ? Z 48 128 齒頂圓 ad =d + 2m 52 132 齒根圓 fd = d -2? 齒 寬 (6~ 10) m 20 20 中心距 A =( 1d +2d )/2 88 27 進電機的計算和選型 (1)初選步進電機 ① 計算步進電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩 mT mT =???? b mpF236 p? -脈沖當(dāng)量( mm/step)取 p? =mF -進給牽引力( N)取 mF = b? -步距角,初選雙拍制為 ? -電機-絲桿的傳動效率,為齒輪、軸承、絲桿效率之積,分別為 、 和 。 (6) 穩(wěn)定性校核 滾珠絲桿兩端采用推力球軸承,不會產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象不需作穩(wěn)定性校核。1? (mm)為 39。 ① 絲杠的拉伸或壓縮變形量 1? 23 圖 35 查《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》 圖 34,根據(jù) mF =(N), mmD 600 ? 查出 ?? ? 105 可算出 1? = LL? =(1051500)mm=10 2 mm 由于兩端均采用向心推力球軸承,且絲桿進行了預(yù)拉伸,故其拉壓剛度可以提高 4倍。0 ????? ?? r r (5) 剛度驗算 先畫出此縱向進給滾珠絲杠支承方式草圖如 A 圖所示,最大牽引力(N)。39。 (4) 傳功效率計算: ? = )tan(/tan ??rr 式中: r— 螺旋升角, WD6008 r= 39。 GFfkfF Zxm ??? =? +? (+500)=(N) (2) 計算最大動負(fù)載 C C=3L wf mF ?L 10660nT ?n01000L vs 參考《機床設(shè)計手冊 .3》 P185~ P210 選用滾珠絲桿導(dǎo)軌 式中: 0L — 滾珠絲桿導(dǎo)程。 GFfkfF Zxm ??? 在正常情況下: k — 考慮顛復(fù)力矩影響的實驗系數(shù),綜合導(dǎo)軌取 K= 39。 縱向進給伺服系機械部分計算與校核 計算切削力 主切削力 F( N) 按經(jīng)驗公式估算: DFZ ? ZF — 走刀方向的切削分力 ( N) maxD — 車床身上加工最大直徑 ( mm) maxD =630mm 1 . a x 6 3 ??? DF Z =( N) ZF : XF : YF =1: : XF — 走刀方向的切削力 YF — 垂直走刀方向的切削力 21 XF = ZF ? =(N) YF = ZF ? =(N) 絲桿螺母副的計算和造型 (1) 計算進給牽引 力 縱向進給選為綜合導(dǎo)軌。 從表 322查出,當(dāng)步進電機為五相十拍時為 a x ?? jq MM? 則最大靜轉(zhuǎn)矩為 : ? ?cmNMj ??? a x 從表 323 查出 150BFG2815 最大轉(zhuǎn)矩為為 245? ?cmN? ,大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩,可以滿足此項要求。 a) 等效轉(zhuǎn)動慣量計算 計算簡圖見圖 2,根據(jù)表 324,經(jīng)二對齒輪降速時,傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量 ? ?2cmkgJ ?? 可由下式計算 : 16 ? ? ? ??????????????????? ?????????????????????????????24243322211 2 ?oS LgGJJZZJJZZJJ 式中 : 321 JJJ 、 —— 齒輪 321 ZZZ 、 及其軸的轉(zhuǎn)動慣量 ? ?2cmkg? 4J —— 齒輪 4Z 的轉(zhuǎn)動慣量 ? ?2cmkg? sJ —— 絲桿轉(zhuǎn)動慣量 ? ?2cmkg? OL —— 絲桿導(dǎo)程 (cm) G—— 工件及工作臺重量 (N) G=500(N) b) 齒輪、軸、絲桿等圓柱體慣量計算 表 324所示圓柱體轉(zhuǎn)動慣量計算公式如下 : 對于鋼材, 34 ??? LDJ 式中 :M— — 圓柱體質(zhì)量 ? ?kg D—— 圓柱體直徑 (cm) L—— 圓柱體長度或原長 (cm) 鋼材的密度為 ?? ? ?24314131 8 2 cmkgLdJ ???????? ?? ? ?24324232 cmkgLdJ ???????? ?? ? ?24334333 cmkgLdJ ???????? ?? ? ?24344434 9 7 cmkgLdJ ???????? ?? ? ?24343 cmkgLdJ ss ???????? ?? 因此 ? ? ? ? ?????????????????? ?????????????????????????????24243322211 2 ?oSLgGJJZZJJZZJJ 17 ? ? ? ?? ?2222285cmkg ???????????????????? ????????????????????????? 基本滿足慣量匹配的要求。決定采用 150BFG2915,但從 《綜合作業(yè)指導(dǎo)書 》 P24 頁查出,步進電機最高空載啟動頻率為 4000Hz,滿足空載時 kf ()的要求。383? 螺 外 d ? ? qo ddd ??? 13 桿 徑 5 內(nèi)徑 1d Redd o 221 ??? 8 接觸直徑 2d ?c os2 qo ddd ?? 螺 母 螺紋直徑 D RedD o 22 ??? 2 內(nèi)徑 1D ? ? qo ddD ??? 5 齒輪傳動比計算 已確定橫向脈沖當(dāng)量 setpmmp ?? ,滾珠直徑導(dǎo)程 OL =6mm, 初選步進電動機步距角 ? 可計算傳動比 i : ????? ob pLi ? ? 考慮到結(jié)構(gòu)上的原因不使大齒輪直徑太大,以免影響到橫向溜板有行程,故此處可采用兩級齒輪降 速。 (7) 橫向滾珠絲桿副的幾何參數(shù) (見表 1) 表 1 參數(shù)名稱 符號 關(guān)系式 WD3006 螺 紋 滾 道 公稱直徑 od 30 導(dǎo)程 OL 6 接觸角 ? 39。383t a nt a nt a n ?????? ? ??? ?? (5) 剛度驗算 橫向進給絲桿支承方式圖 2 所示,最大牽引力 ,支承間距 L=350mm,因絲桿長度較短,不需預(yù)緊螺母及軸承預(yù)緊。383??? ? —— 摩擦角取 01? 滾動摩擦系數(shù) 11 ? ? ? ? 0139。 橫向進給伺服系統(tǒng)機械部分計算與校核實例 計算切削力 橫切端面 式中 maxD —— 車床床身上加工最大直徑橫切端面時主切削力 ZF? 可取縱切時 ZF 的 21 ? ?NDF Z 0 5 9 a x ??? ? ?::1:: 29 05 9421????????yxzZFFFNF 式中 xF? —— 走刀方向的切削力( N) yF? —— 垂直走刀方向的切削力( N) ? ?NF x 0 5 2 9 ???? ? ?NF y ???? 桿螺母副的設(shè)計、計算與選型 (1) 計算牽引力 橫向進給選為三角型或綜合導(dǎo)軌 參考《機床設(shè)計手冊 .2》 ; 式中: xF? , yF? , zF? —— 切削分力 (N) G—— 移動部件的重量( N) 表 11 查得橫向溜板及刀架重力 500N f? —— 滑動導(dǎo)軌摩擦系數(shù),隨導(dǎo)軌形式而不同 取f? = 10 K—— 考慮顛復(fù)力矩影響的實驗系數(shù) 取K= ? ? ? ? ? ?NGFfFKF zxm 0 8 75 0 2 9 0 5 ??????????? (2) 計算最大動負(fù)載 C 選用滾珠絲桿導(dǎo)軌 參考《機床設(shè)計手冊 .3》 P185P210 式中: L—— 壽命,以 610 轉(zhuǎn)為一單位 n—— 絲桿轉(zhuǎn)速( r/min) sV —— 為最大切削條件下進給速度,可取最高進給速度的1/21/3 取 ? ?m in/ mVs ??? oL —— 絲桿導(dǎo)程( mm) 初選 oL =6mm T—— 為使用壽命( h) ,對于數(shù)控機床取 15000h wf —— 運轉(zhuǎn)系數(shù),查表 314一般取 ? ?m in/ rL Vn o s ???? 7510 1 5 0 0 66 ????? nTL ? ?NFfLC mw 5 3 0 8 ????? (3) 螺母副的選型 可采用 WD3006 外循環(huán)墊片調(diào)整緊的雙螺母滾珠絲桿副
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