智能數(shù)控機(jī)床的改造畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-08-06 02:56本頁(yè)面
【正文】 e滾珠絲桿副的偏心距，e = mmR滾珠絲桿副的滾道半徑，R = 絲桿接觸直徑為:= D0－dcmPa工作載荷，Pa=1680N絲桿接觸直徑，=螺旋升角，=Jc 滾珠絲桿截面積的慣性拒Jc===絲桿內(nèi)徑，====10===10因此滾珠絲桿在工作載荷Pa扭矩M共同作用下，所引起每一個(gè)螺距變形量t為t=t＋=10＋10=10cm如果滾珠絲杠長(zhǎng)度為1000mm，其上共有100/t個(gè)螺距，它的螺距變形總誤差為=t ==因?yàn)檫x滾珠絲桿精度等級(jí)為E級(jí)，計(jì)算的總變形誤差=，小于E級(jí)精度誤差15m/m，所以剛度合適如果螺母座、絲桿的軸承及其支架等剛度不足，將嚴(yán)重影響滾珠絲桿副的傳動(dòng)剛度，因此螺母應(yīng)有加強(qiáng)筋，以減小受力后的變形，螺母座與床身的接觸面積宜大，其聯(lián)接螺釘?shù)膭偠纫矐?yīng)高一些，定位銷(xiāo)要緊密配合，不能松動(dòng)。如下圖所示:圖41 滾珠絲桿支承方式其中最左端與最右端為推力軸承，中間兩個(gè)為深溝球軸承這種支承方式可以對(duì)絲桿進(jìn)行預(yù)拉伸安裝，預(yù)緊拉伸安裝可以誠(chéng)少或俏除因絲桿自重而產(chǎn)生的彎曲變形，在推力軸承預(yù)緊力不小于絲桿最大軸向載荷1/3的條件下，絲桿的拉伸壓縮剛度可提高4倍，絲桿不會(huì)因溫升而升長(zhǎng)，溫升只能減小預(yù)拉伸力，另外，絲桿不承受壓力，由于只承受拉力，因而沒(méi)有壓桿穩(wěn)定性問(wèn)題。 由于進(jìn)給絲桿主要承受較大軸向力和較小徑向力，所以只需計(jì)算推力軸承的額定動(dòng)載荷C: C=PaPa工作載荷，Pa=1680Nf速度系數(shù)f==nt軸承計(jì)算轉(zhuǎn)速，nt=nmax=333r/minfh壽命系數(shù)fh===T使用壽命，T=15000h C=Pa =1680=參照工具書(shū)查找到8106推力軸承，能滿足要求，同時(shí)選用深溝球軸承型號(hào)為6006為了消除軸向間隙，增加絲桿副的剛性和定位精度，在絲桿螺母間加以預(yù)緊力FP，然而過(guò)大的預(yù)緊力將會(huì)引起滾珠絲桿的壽命下降以及摩擦力的增大，而預(yù)緊力偏小，會(huì)在產(chǎn)生的軸向載荷左用下出現(xiàn)間隙，影響定位精度，因此，一般?。篎P= ==1658NQ最大動(dòng)負(fù)荷，Q=1607kgf=取FP=1658N 為了消除絲桿自重而產(chǎn)生的彎曲變形，補(bǔ)償因工作溫度升高而引起的絲桿伸長(zhǎng)，保證滾珠絲桿在正常使用時(shí)的定位精度和提高滾珠絲桿的系統(tǒng)剛性，對(duì)有快速驅(qū)動(dòng)并有定位精度要求的滾珠絲桿副，其絲桿軸需進(jìn)行預(yù)加拉伸力，決定拉伸力時(shí)還應(yīng)考慮到絲桿兩端支承軸承允許的預(yù)緊力的大小，一般情況下取: Fpl== =Pa=在忽略支承座和螺母座剛度的情況下，機(jī)械傳動(dòng)部的剛度主要為:絲桿軸的支承剛度Kk，滾珠絲桿副的接觸剛度KN和軸承的軸向接觸剛度KB，則機(jī)械傳動(dòng)的綜合拉壓剛度為: =絲桿軸的支承方式及支承長(zhǎng)度如圖42所示:由于絲桿兩端采用推力軸承和深溝球軸承，并且絲桿兩端軸向固定支承，絲桿軸的支承剛度KK的計(jì)算公式為:KK=N/mD0滾珠絲桿副的名義直徑，D0=35mmE彈性模數(shù)，對(duì)鋼E=10N/mmL絲桿工作長(zhǎng)度，取L=1206mmLK絲桿作用長(zhǎng)度mm絲桿作用長(zhǎng)度LK在這里有兩種情況，當(dāng)工作臺(tái)處于最做端時(shí)，此時(shí)LK=96mm，有最大的拉壓剛度Kkmax：Kkmax= =10=當(dāng)工作臺(tái)處于中間位置時(shí)，此時(shí)LK=603mm，則有最小的拉壓剛度KKmin： Kkmin= = = =657N/m圖42 滾珠絲桿支撐方式Kn=( N/m)FP預(yù)緊力，F(xiàn)P=1658Nd滾珠絲桿副的滾珠直徑，d=Z滾珠數(shù)量 Z=Z圈數(shù)列數(shù)Z一圈的滾珠數(shù) Z== =D0滾珠絲桿副的名義直徑，D0=35mm d滾珠絲桿副的滾珠直徑，d= Z=1=KN==304 N/m推力軸承的軸向變形為：=Pa工作載荷，Pa=Z推力軸承的滾動(dòng)體直徑，d= = =由于對(duì)軸承施加了預(yù)緊力，其變形量減少了一半計(jì)算： ===推力軸承的軸向接觸剛度值KB為：KB===552N/mPa工作載荷，Pa=1680N= = = N/m= == N/m由于進(jìn)給執(zhí)行部件在不同位置時(shí)，機(jī)械傳動(dòng)剛度的不同而引起的定位誤差，在空載情況下為：=F0()（）F0導(dǎo)軌以上部分的重量引起的靜摩擦 F0=W2fW2縱向托板重量，W2=1039Nf靜摩擦系數(shù)，取f=F0=1039=機(jī)床要求的重復(fù)定位精度，==20m=（）==4m==因?yàn)?47(m) 所以滿足條件。由于步進(jìn)電機(jī)對(duì)負(fù)載慣量很敏感，為滿足負(fù)載慣量盡可能小的要求，同時(shí)也為滿足要求的脈沖當(dāng)量，常采用齒輪降速傳動(dòng)，總降速比i由下式計(jì)算:i=伺服電機(jī)步距角，先選=t滾珠絲桿螺距，t=6mm脈沖當(dāng)量，= i== :模數(shù)的影響因素很多,當(dāng)齒輪受力較大,傳動(dòng)速度高,要求壽命長(zhǎng),磨損小時(shí),模數(shù)要選大些,反之,則可取小些，一般取m =，這里取m =2mm :主要由傳動(dòng)比確定，并考慮最小齒數(shù)的限制，Zmin17，根據(jù): i==選擇Z1=30，Z2=36:B=m齒寬系數(shù)，通常=3至6，這里取=4B=42=8mm對(duì)采用消隙措施的大齒輪由兩薄片齒輪組成，齒寬應(yīng)按兩倍計(jì)算，即B=16mm=為了消除齒側(cè)隙，大齒輪采用雙片齒輪錯(cuò)齒的周向彈簧式直齒圓柱齒輪，而小齒輪則采用普通直齒圓柱齒輪。雙片薄齒輪中彈簧的壓緊力應(yīng)大于驅(qū)動(dòng)扭矩。cm齒輪中有3組彈簧，因此每組彈簧的最大工作載荷F2為:3F2校核彈簧強(qiáng)度，彈簧切應(yīng)力為：=F2每組彈簧的最大工作載荷，F(xiàn)2=C施繞比C===K曲度系數(shù)K=+ =+= ==432N/mm=432MPap=471MPa所以能滿足要求。d+2（J2+JS+JW）JM電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，JM=10Nm J2=大齒輪分度圓直徑，=72mm=B大齒輪分度圓直徑，B=J2==10 kgmJW導(dǎo)軌以上移動(dòng)部件的慣量，即工作臺(tái)折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JW=W2mJr=JM+J1+mMK=Mamax+ Mf+ M0Mamax空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速轉(zhuǎn)矩（Nmn電max電機(jī)最大轉(zhuǎn)速n電max=iv空載快速進(jìn)給速度，v=2000mm/mint滾珠絲桿的螺距，t=6mmi傳動(dòng)比，i=n電max==400r/minMamax==M）Mf=F0導(dǎo)軌以上部分的質(zhì)量引起的靜摩擦，F(xiàn)0=47N傳動(dòng)鏈的總效率。mM0由于絲桿預(yù)緊力引起的折算到電機(jī)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩（Nm:Mg= Mat+ Mf+ M0+ MtMf折算到電機(jī)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩，Mf=mMat切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩Mat=Jr折算到電機(jī)軸上的總慣量，Jr=10kgmMg=Mat+Mf+M0+Mt =+++ =m和最大切削負(fù)載時(shí)所需轉(zhuǎn)矩Mg = N 要求電機(jī)轉(zhuǎn)矩Mq≥Mg=m4額定轉(zhuǎn)速3000Rpm5額定電流A6轉(zhuǎn)子慣量10Kg表51 滾珠絲桿副參數(shù)表序號(hào)名稱代號(hào)尺寸單位1滾珠絲桿副型號(hào)W1L25052名義直徑D025mm3螺距t5mm4螺旋升角5滾珠直徑dmm6滾道半徑Rmm7偏心距emm8絲桿外徑dmm9螺母凸緣外徑D358mm10螺母配合外徑D42mm11圓螺母尺寸MM42mm12二個(gè)圓螺母厚度L216mm13螺母座鍵槽厚度tm
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