【正文】 選執(zhí)行文件的工作壓力 機械類型 機 床 農(nóng)業(yè)機械 工程機械 磨床 組合機床 龍門刨床 拉床 工作壓力/MPa a≤ 2 3～ 5 ≤ 8 8～ 10 10～ 16 20～ 32 由表 、表 初選液壓缸的工作壓力為 2Mpa,活塞桿所承受的負載為 4000N。 由此求得液壓缸的實際有效面積 為： 23221 mDA ?????? ?? ? ? ? ? 2322222 mdDA ??????? ?? 初定液壓缸快速空程時速度 0v =，液壓缸切斷時速度 1v =，液壓缸回程時速度 2v =。 液壓泵的 計算 選擇 表 常用中、低壓各類閥 的壓力損失（ nP? ） 閥名 Δpn(10 5Pa) 閥名 Δpn(10 5Pa) 閥名 Δpn(10 5Pa) 閥名 Δpn(10 5Pa) 單向閥 ～ 背壓閥 3～ 8 行程閥 ～ 2 轉(zhuǎn)閥 ～ 2 換向閥 ～ 3 節(jié)流閥 2～ 3 順序閥 ～ 3 調(diào)速閥 3～ 5 初定液壓缸的工作壓力位 3Mpa，考慮到進出油路上閥和管道的壓力損失為 1Mpa（含回油路上的壓力損失折算到進油腔），則液壓泵的最高工作壓力為 ： M paPPP p 4131 ?????? 上述計算所得的 pP 是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保 液壓 泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的 80%左右因此 ， 選泵的額定壓力 nP 應滿足： 11 M p aPP pn ??? 根據(jù) 文獻 【４】 P21129， 選取 外嚙合單機齒輪泵 BBXQ，排量為 16ml/r，額定壓力為 5Mpa，最高壓力為 6Mpa，額定轉(zhuǎn)速為 1500r/min，最高轉(zhuǎn)速為 2500r/min，容積效率為 ? 90%。 即液壓泵的驅(qū)動功率為： )( 10601610556336kWP ?? ????? 選用轉(zhuǎn)速為 1000r/min 的電動機， 根據(jù) 文獻 【３】 P1754，可選用與液壓泵相匹配的電動機為： Y112M6，額定功率為 ，滿載時額定電流為 ，轉(zhuǎn)速為 940r/min，效率為 %，功率因素為 ，質(zhì)量為 45kg。油液流過時壓力損失小。結構緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護方便，通用性大。 為了實現(xiàn)設計要求的分辨率，采用步進電機傳動絲杠，為了保證一定的傳動精度和傳動平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。 給伺服系統(tǒng)機械部分設計計算 參數(shù) 設計參數(shù)： 工作臺臺面尺寸： 400mm*600mm 工作臺移動尺寸： 300mm 夾具和工作臺總重： N500 最高運行速度：步進電動機運行方式：空載： 15m/min：切削： ； 系統(tǒng)分辨率：半閉循環(huán)模式 ； 系統(tǒng)定位精度：半閉循環(huán)模式 ? ； 工作臺面一側局部設有“ T”形槽。因而其數(shù)值的大小與導軌的型式有關，由于在設計中采用的是加 14 有導軌塊的滾動導軌，所以選擇的計算公式為綜合導軌的計算公式。 cm）； 39。 ?f 在進給牽引力計算中： ? ?GFfKFF ZX ???? 式中 NFX 0? ，選取 39。這個軸向負載的最大值即稱為該滾 珠絲杠能承受的最大動負載 C ，用下式計算選擇： mwFfLC 3? 式中 L 壽命，以 106 轉(zhuǎn)為一單位， 61060 TnL ??? n 絲杠轉(zhuǎn)速， ? ?min/r ，用下式計算 01000L vn s? sv 為最大進給速度 ? ?min/m ， 0L 絲杠導程， ? ?mm ； T 為使用壽命， ??h ，對于數(shù)控機床取 hT 15000? ； 15 wf 為運轉(zhuǎn)系數(shù)； 初選導程 0L =4mm，假定工作臺的最高移動速度 min/ mv ? ，則 min/ mvs ? 因此，代入公式可計算得絲杠轉(zhuǎn)速 01000L vn s? = 4 ? =150 min/r 代入公式可計算得壽命 13510 1 5 00 0150601060 66 ??????? TnL 把絲杠轉(zhuǎn)速 n ，壽命 L 代入公式計算可得 NFfLC mw 6 7 2 ????? 根據(jù)以上算得的最 大動負載 C 在設計指導書中的附錄 A 表 2 中選用型號為W1L2021 的滾珠絲杠，其名義直徑為 mm20 ,滾珠的排列為 圈 1 列，額定動載荷為N6100 ，滿足前面進給方向的要求。10 。可以用計算方法或查圖表的方法決定，在這里我選用的是計算的方法，先用下式計算滾珠絲杠受工作負載 mF 的作用引起的導程 0L 的變化量 )(mmL? 再計算滾珠絲杠總長度上的拉伸或壓縮變形量 1? ，公式如下： EFLFL m 0???? 式中 L? 在工作負載 Fm作用下引起每一導程的變化量， )(mm 。 0L 滾珠絲杠的導程， )(mm 。 F 滾珠絲杠截面積（按內(nèi)徑確定） )( 2mm . “+” 號用于拉伸，“ ”號用于壓縮。則根據(jù)公式 EFLFL m 0???? 可算得 )(10* 7 mmL ???? ， 其中 2314mmF ? ， mmL 40 ? ，NFm ? ，由 L? 可計算滾珠絲杠總長度上的拉伸或壓縮變形量 1? 的值，把相應的數(shù)值代入公式 LLL??? 01?中算得 )(10* 51 mm??? 。 支撐滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形 3? ：不同類型的軸承的接觸變形量 c?可用不同的公式計算，我選用的是推力球軸承則公式如下： 3 2Zd FQ mc ?? 式中的 mF 軸承所受軸向載荷， )(Kgf ； Z 軸承的滾動體數(shù)目； Qd 軸承滾動體直徑， )(mm ； 由于其中的一些數(shù)據(jù)無法獲得準確值只能作粗略的估算，式中軸承所受軸向載荷NFm ? ，軸承的滾動體數(shù)目 15?Z ，軸承滾動體直徑 mmdQ ? ，代入算得mmc ?? ，則 ?? c?? mm。 根據(jù)以上計算可知總的變形量 321 ???? ??? ，代入計算可得 ?? 遠遠小于我們需要的定位精度所以滿足設計的要求。 I 截面慣性矩 )( 4cm ,絲杠截面慣性矩 4164dI ??( 1d 為絲杠螺紋的底徑 )； l 絲杠兩支承端距離 )(cm ； Zf 絲杠的支承方式系數(shù)。 ][Kn 為許用穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般 4~][ ?Kn ，在我所設計的方案中最大的 NFm ? ，則 4~ ????mkFF 滿足設計要求到此滾珠絲杠螺母副的計算和選擇結束。 如下表： 表 名稱 符號 W1L2021 螺 紋 滾 道 公稱直徑 0d 20 導程 0L 4 接觸角 ? 鋼 球直徑 qd 滾道法面半徑 R 偏心角 e 螺紋升角 ? 螺 桿 螺桿外徑 d 螺桿內(nèi)徑 1d 螺桿接觸直徑 zd 螺 母 螺母螺紋直徑 D 螺母內(nèi)徑 1D 目前，滾動導軌在數(shù)控機床上應用非常廣泛，因為其摩數(shù) f = ~ ；動、靜摩擦系數(shù)很接近，幾乎不受運動速度的變化的影響，運動輕便 、靈活，所需驅(qū)動功率小，摩擦發(fā)熱小，磨損小，精度保持性好；低度運動時不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，因而定位精度高，所以選用滾動導軌。所以選用的滾動導軌是符合要求的。 ，它有 2 個繞組。若繞組在控制脈沖的作用下， 通電方向順序按照 AA ??BB ??AA ??B B 四個狀態(tài)周而復始進行變化，電機可順時針轉(zhuǎn)動； 23 通電時序為 AA ??BB ??AA ??BB 時，電機就逆時針轉(zhuǎn)動。 4 個脈沖，電機轉(zhuǎn)動一圈。 圖 兩相步進電機原理圖 步進電機的輸出力矩與電機的有效體積、線圈匝數(shù)、磁通量、電流成正比，因此，電機有效體積越大，勵磁安匝數(shù)越大，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機力矩越大，反之越小。驅(qū)動器的作用是對控制脈沖進行環(huán)形分配、功率放大，使步進電機繞組按一定順序通電。 選用步進電機時，必須首先根據(jù)機械設計結構草圖計算器械傳動裝置及負載折算到電機軸上的等效慣量，分別計算各種條件下所需的等效力矩，再根據(jù)步進電機最大轉(zhuǎn)矩選擇合適的步進電機。根據(jù)以上的資料代入公式算得2*68 cmkgJ s ? 。 絲杠傳動時傳動系折算到電機上的總的轉(zhuǎn)動慣量其求解公式： ts JJJ ?? 式中 sJ 絲杠的 轉(zhuǎn)動慣量； tJ 工作臺折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量 由以上的數(shù)據(jù)可計算得 2* cmkgJ ? 。 電機的力矩的計算 電機 的負載力矩在各種情況下是不同的，下面分別對快速空載起動時所需要的力矩、快速進給時所需要的力矩、最大切削負載時所需要的力矩等幾部