【正文】 x m a xm a xm a x m a xm a xZXZXXFFZXVVZ???????? (2— 8) 14 假定刀頭點在加工時 X、 Y、 Z 方向上所受最大切削力均為 100N，有設(shè)計要求技術(shù)參數(shù)， X、 Y、 Z 方向上的最大移動速度均為 100mm/s 。 ㈢ 以刀頭點沿 Z方向從零到 100mm每移動 10mm 為參考時，顯然滑塊和運動平臺（刀頭點）移動速度相同，即有： m a x m a x1 16XZZX???? 此時可知： m a x m a xm a xm a x m a xm a x ( )100 / 600 0 / m i nZXZXXF F NZZV V m m s m mX?? ? ???? ? ? ?? 從上所述：刀頭點以最快速度運動并且受到最大切削力時，各軸滑塊最快移動速度和根據(jù)虛功原理轉(zhuǎn)換到滑塊上沿 Z軸的最大作用力分別為 m a xm a x6 7 0 ( )6 0 0 0 / m inZZFNV m m?? 滾珠絲杠螺母副的計算與選型 該部分主要介紹滾珠絲杠螺母副最大工作載荷的計算、初選型號和剛度的驗算等。它包括滾珠絲杠螺母副的進給力和移動部件的重力。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 ，根據(jù)《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導書》 38頁 [6]，用以下公式計： 3 0Q W H mF L f f F? (2— 12) 60 1060 TnL ??? (2— 13) 1000svn l? (2— 14) 式中 ： 0L —— 滾珠絲杠副壽命，以 106 r 為單位 Hf —— 硬度系數(shù)， Hf =1 WF —— 載荷系數(shù)，《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導書 》表 330查得，取中等沖擊值 wf = 16 n —— 絲杠轉(zhuǎn)速 ? ?min/r sv —— 為最大切削力條件下的進給速度 ? ?min/m l —— 絲杠導程 ? ?mm T —— 為使用壽命 ??h ，對于數(shù)控機床取 T=15000h 初選導程 l =5mm，由 最大切削力下的速度 m a x 3 .2 5 / m insv v m?? ，代入公式可計算得： l vn s1000? = 1000 ? = 650 /minr 60 666 0 6 0 6 5 0 1 5 0 0 0 5 8 5 ( 1 0 r )1 0 1 0nTL ? ? ? ?? ? ? 單 位 為 33 0 = 5 8 5 1 .2 1 1 2 0 5 1 2 0 9 4Q W H mF L f f F N? ? ? ? ? 規(guī)格型號的初選 初選滾珠絲杠副的規(guī)格時，應使其額定動載荷 ； 初選海特傳動部件高速靜音型滾珠絲杠，型號為 (pdf35 頁 )，其參數(shù)如表 21 所示： 圖 26 滾珠絲杠螺母副外形尺寸 表 21 滾珠絲杠螺母副參數(shù)表 17 該型號滾珠絲杠螺母副額定動載荷 ( 12 63 12 63 0 )a Q aC F C K gf N? ? ?，滿足額定動載荷的要求。10 其中 : )arctan(0dPh?? ? (2— 16) hP 絲杠導程， hP =5mm 0d 公稱直徑，近似取為 0d =32mm 所以 3 10 39。) 0 . 9 5 2 9 5 . 2 %ta n ta n 3 1 0 39。?? ?? ?? ? ? ?? ? ? 剛度的驗算 根據(jù)指導書 328表，采用單推 單推的形式來安裝滾珠絲杠副簡圖如圖 25所示 [6]： 圖 27 滾珠絲杠副支承形式 滾珠絲杠副的軸向變行主要包括絲杠的拉伸或壓縮、絲杠與螺母之間滾道的接觸變形等，從以下方面計算： ① 絲杠的拉伸或壓縮變形量 1? 1? 在總的變形量中占的比重較大 ,按《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導書》 325 18 式計算 [6]，公式如下： 1 mFaES? ??? (2— 17) 式中 : 1? —— 絲杠的變形量（ mm） mF —— 絲杠的最大工作載荷（ N） E —— 材料彈性模數(shù)，對鋼 E=21 410? MPa S—— 絲杠按底徑確定的截面積（ 2mm ） a —— 絲杠兩端支承間的距離（ mm） “ +”號用于拉伸，“ ”號用于壓縮。 由《機電裝備設(shè)計》課本 321 表可知 [8]，取余程為 20mm，所選絲杠副螺母裝配總長為 L=42mm，則初步計算螺桿螺紋長度： 42 2 20 19 5 27 7L m m? ? ? ? ? ? (2— 18) 取支承跨距為 a =320mm 代入公式計算得： 1? = ② 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 2? 由《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導書》 327式可知 [6]： 2 230 .0 0 1 310 10mW Y JFD F Z ?? ? ? (2— 19) 式中 : WD —— 滾珠直徑， WD = YJF —— 預緊力，取軸向預緊力為 4 0 1 .73mYJ FFN?? Z? —— 滾珠總數(shù)量， Z??圈 數(shù) 列 數(shù) （圈數(shù) ，列數(shù) 1） Z—— 單圈滾珠數(shù)， 0WdZ D?? （ 0d 為公稱直徑） 即 ? ， 1 120 .27Z ? ? ? ? ? 圓整為 120 代入公式得： 19 2 2233 3 3 3 401 .7 1202110 1010mW Y JF mmD F Z ?? ? ? ? ????? ③ 剛度的驗算 絲杠的總變形量 12 8 3 1 m m? ? ?? ? ? ? ?總 (2— 20) 顯然， 總? 小于要求的重復定位精度 ? ，滿足設(shè)計要求?？筛鶕?jù)《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導書》 328式進行校 [6]： 22KKmf EIFFKa??? (2— 21) 式中： KF —— 臨界載荷，單位為 N； Kf —— 絲杠支撐系數(shù)，根據(jù)《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課 程設(shè)計指導書》 334 表，取 1Kf ? ； E —— 材料彈性模數(shù)，對鋼 E=21 410? MPa K—— 壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取為 ～ 4，垂直安裝取 K=3； a—— 絲杠兩端支承間的距離（ mm）， a=320mm； I—— 滾珠絲桿橫截面慣性矩單位，按底徑計算； 其中： 44 42 3 . 1 4 2 0 78506 4 6 4dI m m? ?? ? ?（材料力學） (2— 22) 代入公式計算得： 2 2 4221 3 . 1 4 2 1 1 0 7 8 5 0 5 2 9 0 8 . 6 93 3 2 0KK f E IFNKa? ? ? ? ?? ? ?? 顯然， KmFF，即所選滾珠絲桿壓桿穩(wěn)定性完全滿足要求。 21 表 22 軸承參數(shù) 基本尺寸／ mm 基本額定載荷 /KN 極限轉(zhuǎn)速 /（ r/min） 質(zhì)量 /kg 軸承 代號 d D B rC 0rC 脂 油 W? 70000C （ ）型 25 47 12 12021 17000 7005AC 其它尺寸 /mm 安裝尺寸 /mm 2d? 2D? a minr 1minr minad maxaD maxar 30 42 圖 29 軸承外形尺寸 根據(jù)十字軸的直徑可以選擇 60000 型深溝球軸承，型號為 626。 （ 2）額定靜載荷校核 or o oaC S P? (2— 25) 式中： orC —— 基本額定靜載荷（ N） oaP — — 當量靜載荷，由《機械設(shè)計使用手冊》查表 1205oa aP F N?? oS — — 安全系數(shù)，由《機械設(shè)計使用手冊》查表 oS =2 2 1 2 0 5 2 4 1 0or o oaC S P N? ? ? ? orC 遠大于 2410N，所以滿足要求。 步進電機轉(zhuǎn)軸上總轉(zhuǎn)動慣量的計算 ⑴ 、滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量計算 由《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導書》表 41知，圓柱體轉(zhuǎn)動慣量計算公 式如下 [6]： 23 44 02 2 1 6s dLRJL? ? ? ?? ? ? (2— 26) 式中 : ? —— 材料密度（ kg/cm3），取 337 .8 5 1 0 ( / )kg cm? ??? 。據(jù)此可初步選擇步進電機： 由北京和利時 56 系列二相混合式步進電機 .pdf 第一頁，初選步進電機為56BYG250ESASSBL0601 型號，其參數(shù)表如表 22所示： 24 表 24 步進電動機參數(shù)表 顯然，該步進電動機轉(zhuǎn)動慣量為 750 2gcm ，初步滿足要求。 綜合以上計算結(jié)果可得： 1 m a x 0 0 .0 8 3 0 .1 8 0 .2 6 2 3e q a fT T T T N m? ? ? ? ? ? (2— 35) ⑵ 、最大工作負載狀態(tài)下電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩 2eqT 20eq f tT T T T? ? ? (2— 36) 式中： 0TTf和 的計算方法與前面完全一樣，這里不再贅述。顯然 max 2f eqTT? ，即所選電動機滿足要求。顯然 max 1f eqTT? ，即所選電動機滿足要求。 綜上所述，所選步進電動機型號完全滿足要求。聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩類。剛性聯(lián)軸器是不能補償兩軸有 相對位移的聯(lián)軸器。 顯然： maxnn? 且 ? ?TT? ；所以所選該型號的聯(lián)軸器完全滿足設(shè)計要求。 30 項 目 經(jīng) 理項 目 副 經(jīng) 理 項 目 總 工 質(zhì) 安 總 監(jiān)工程管理部物資管理部技術(shù)管理部檢測試驗室質(zhì)安管理部監(jiān) 督 工 程 管 理部 、 物 資 管 理部 、 檢 測 試 驗 室現(xiàn) 場 質(zhì) 檢 員 、 施 工 員施 工 班 組 9JWKf f wvGt YM*Jgamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2