普通型車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)控升級設(shè)計(jì)說明-文庫吧資料
2025-04-14 23:50本頁面
【正文】 G——工作臺(tái)質(zhì)量(N)g——重力加速度()Lo——絲杠導(dǎo)程(cm)（3）傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 電機(jī)力矩的計(jì)算主要考慮快速空載起動(dòng)時(shí)所需力矩M起，和最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 M切 1）空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速力矩Mamax J——傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()nmax——電機(jī)最大轉(zhuǎn)速(r/min)ta——運(yùn)動(dòng)部件從停止起動(dòng)加速到最大速度所需時(shí)間(s)Vmax——運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度(mm/min)運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度Vmax=(m/min)=2400(mm/min)則電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速為：電機(jī)從靜止加速到最大轉(zhuǎn)速需要30ms，空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速力矩Mamax則電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JΣ=JL+J電機(jī)=+=( )2）摩擦力矩 MfFo——導(dǎo)軌的摩擦力(N)Fz——垂直方向的切削力(N)G——運(yùn)動(dòng)部件的總重量(N)f——導(dǎo)軌摩擦系數(shù)i——齒輪降速比i=η——傳動(dòng)鏈總效率，一般取η=~,取η=導(dǎo)軌的摩擦力 垂直方向的切削力Fy=2144(N), 導(dǎo)軌摩擦系數(shù)f‘=3）附加摩擦力矩 M0Fpo——滾珠絲杠預(yù)加負(fù)載（N），一般取進(jìn)給率引力的1/3 , η0滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般取η0≥, 由前面算得η0=。故，在此選用漸開線圓柱斜齒輪單級傳動(dòng)。i===二、齒輪傳動(dòng)比的確定傳動(dòng)鏈的級數(shù)和各級傳動(dòng)比的選擇 對于數(shù)控機(jī)車的齒輪傳動(dòng)，應(yīng)采用設(shè)計(jì)、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(dòng)。附加摩擦力矩 4）折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩 Mt=Ft——進(jìn)給方向最大切削力(N) 步進(jìn)電機(jī)的選擇⑴首先根據(jù)最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Mjmax初選電機(jī)型號 ML=Mo+Mt+Mf+Mamax=128+239++=461Nmm=查表得：, 因?yàn)镸L=*=，所以該電機(jī)不合適，改選150BF002電機(jī)。一般模數(shù)取m=1~2，數(shù)控車取m=2.齒輪寬b=(3~6)mm為了消除齒側(cè)隙，寬度可加大到(6~10)mm. 所以：Z1=20 Z2=100d1=mZ1 d2=mZ1=220=40(mm) =2100=200(mm)da1=d1+2m=40+22 da2=d2+2m=200+22=44(mm) =204(mm)df1= df2== ==39(mm) =199(mm)b1=(6~10)m b2=(6~10)m取b1=16(mm) 取b2=14(mm)三、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算和選擇轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算⑴齒輪、軸、絲杠等圓柱體慣量計(jì)算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)滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：（2）拖板運(yùn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)換到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量v——工作臺(tái)移動(dòng)速度(cm/min)n——絲杠轉(zhuǎn)速(r/min)G——工作臺(tái)質(zhì)量(N)g——重力加速度()Lo——絲杠導(dǎo)程(cm)（3）傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 因?yàn)镴L4Jm=4=cm2，所以該電機(jī)不合適，改選100BF004電機(jī)。 通常，齒輪傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)級數(shù)少一些較好，因?yàn)榭梢詼p少零部件的數(shù)目，簡化傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)，并且可以提高傳動(dòng)精度，減少空程誤差，有利于提高傳動(dòng)效率。3 進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算初選三相異步電動(dòng)機(jī)的型號為28BF001,采用三相六拍工作方式，步距角為 3度。㈢穩(wěn)定性驗(yàn)算對已選定尺寸的絲杠在給定上的支撐條件下,承受最大軸向載荷時(shí),應(yīng)驗(yàn)算其有沒有產(chǎn)生縱向彎曲(失穩(wěn))危險(xiǎn).產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負(fù)載 Fk=E——絲杠材料彈性模量，對剛E=106I——截面慣性矩(cm4)l——絲杠兩端支撐距離(cm)fz——絲杠支撐系數(shù)絲杠采用兩端固定支撐方式,支撐系數(shù)fz=4截面慣性矩 I=== Fk==(N)穩(wěn)定性安全系數(shù) nk= ==取許用穩(wěn)定性安全系數(shù) [nk]=4由于nk[nk], 所以絲杠不至失穩(wěn).因?yàn)閷?dǎo)程為6mm和8mm的滾珠絲杠滿足要求，所以選擇導(dǎo)程為8mm的滾珠絲杠。因此只要δ1+δ2+δ3機(jī)床精度要求。(mm)⑵滾珠與螺紋滾道間接觸變形δ2有預(yù)緊時(shí)：δ2=Fm——軸向工作載荷Fy——預(yù)緊力(kgf)do——滾珠直徑(mm)Z∑——滾珠數(shù)量 Z∑=Z圈數(shù)列數(shù)Z——一圈滾珠數(shù)， Z=3（內(nèi)循環(huán)）Do——滾珠絲杠公稱直徑(mm)預(yù)緊力 Fy=FmZ=3=3=(個(gè))則： Z∑=301=75(個(gè))則滾珠與螺紋滾道間接觸變形δ2==(mm)⑶支撐滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形δ3采用向心推力球軸承，用雙推——雙推式軸向接觸變形 δ3=Fm——軸承所受軸向載荷(kgf)Z——軸承的滾動(dòng)體數(shù)目dQ——軸承滾動(dòng)體直徑(mm)選用51106型推力球軸承其內(nèi)徑d=30(mm),外徑D=47(mm), 則： dQ ===(mm)軸承滾動(dòng)體數(shù)目 Z====14(個(gè))則：δ3===(mm)滾珠絲杠副剛度的驗(yàn)算，主要是驗(yàn)算δδδ3之和不應(yīng)大于機(jī)床精度要求允許變形量的一半。105(mm)則滾珠絲杠總長度上拉伸或壓縮變形量δ1為：δ1==177。 =177。而，δ1+δ2+δ3=++=(mm)由于δ1+δ2+(mm)，故所選滾珠絲杠滿足剛度要求。由于預(yù)緊的作用，采用雙螺母預(yù)緊，可將原機(jī)床的剛度提高4倍。=177。=177。滾道法面半徑 R===(mm)偏心距 e =(R)sinβ =()sin45o=(mm)螺紋內(nèi)徑d1=d0+2e2R =50+2 =(mm)滾珠絲杠截面積 F= ==(mm2)彈性模量 E=104(N/mm)則： ΔL1= 177。=177。=177。滾道法面半徑 R===(mm)偏心距 e =(R)sinβ =()sin45o=(mm)螺紋內(nèi)徑d1=d0+2e2R =40+2 =(mm)滾珠絲杠截面積 F= ==1017(mm2)彈性模量 E=104(N/mm)則： ΔL1= 177。=177。=177。其公稱直徑Do=50(mm),時(shí)Lo=6(mm) Lo=8(mm)都滿足CCa（1）當(dāng)Lo=6(mm)時(shí)：㈠傳動(dòng)效率計(jì)算傳動(dòng)效率 η=γ——絲杠螺旋升角——摩擦角，滾珠絲杠副的滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=~,取f=,則摩擦角 = =絲杠螺旋升角γ=＝ =滾珠絲杠副的摩擦角 = = η==η㈡剛度驗(yàn)算⑴絲杠的拉伸或壓縮變形量δ1ΔL =ΔL——在工作負(fù)載在工作負(fù)載作用下引起的每一導(dǎo)程的變化量(mm)Fm——工作負(fù)載，即進(jìn)給率引力(N)Lo——滾珠絲杠的導(dǎo)程(mm)E——材料的彈性模數(shù)，對鋼E=104(N/mm2)F——滾珠絲杠的截面積(mm2)Do——絲杠的公稱直徑e——偏心距R——螺紋滾道半徑初選公稱直徑為40mm的絲杠驗(yàn)算：基本導(dǎo)程為8mm的絲杠：滾道法面半徑 R===(mm)偏心距 e =(R)sinβ =()sin45o=(mm)螺紋內(nèi)徑d1=d0+2e2R =40+2 =(mm)滾珠絲杠截面積 F= ==972(mm2)彈性模量 E=104(N/mm)則： ΔL= 177。2 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選型一、 計(jì)算進(jìn)給率引力Fm(最大工作載荷) Fm=K Fx +f(Fz +G)查表34選綜合導(dǎo)軌，其K=,摩擦系數(shù)f=~=工作臺(tái)重量G=800(N) Fm =1340+（5360+800） =2456(N)二、 計(jì)算最大動(dòng)載荷CC=fWfH FmL——壽命 L=n——絲杠轉(zhuǎn)速(r/min), n=Vs——最大切削力條件下的進(jìn)給速度(m/min),可取最高進(jìn)給速度的~現(xiàn)取最高進(jìn)給速度的 的Lo——絲杠的導(dǎo)程(mm)T——使用壽命(h), 對于數(shù)控機(jī)車T=15000hfw——運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)查表得運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)fw=，取硬度為60HRC，查表得硬度系數(shù)fH= 。~。
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