发布时间 : 星期六 文章机电一体化C616车床纵轴数控化改造课程设计更新完毕开始阅读
?2?0.0013Fm/103DWFxjZ?/10?0.8017?10?3mm
丝杠有预紧力且预紧力达轴向工作载荷的1/3时 实际变形可减少1/2
?2?0.4009?10?3
总变形量：
???1??2?5.2?m
查《机床设计手册》知：
任意300mm内累计螺距公差允许到16?m 则：
4.8?m?16?m
所以，满足设计要求。 4）稳定性验算
此纵向滚珠丝杠副采取一端轴向固定一端简支的方式
滚珠丝杠属于受轴向力的细长杆，如果轴向负载过大，则可能产生失稳现象，失稳时，临界载荷应满足：
fk?2EIFk??Fm 2K?式中：
Fk--临界载荷，单位为N
fk--丝杠支承系数，双推简支式取：fk?2
K--压杆稳定安全系数，一般取为2.5--4，取k=4 a—滚珠丝杠两端支承间的距离 E—钢的弹性模量E?2.1?10MPa
I—丝杠按底径d2确定的截面惯性矩I??d14/64 又：Ls--滚珠丝杠两端支承间的距离
丝杠螺纹长度Ls=工作台行程Ly+螺纹长度L+2余程Le=640+87+224=775mm 其中Ly、Le均为《机电一体化手册》查得 最终得临界载荷：
5
2?3.142?2.1?105?3.14?234/64Fk??23665N?Fm
4?7752满足稳定性要求。
(3)齿轮(薄片齿轮轴向拉簧错齿调整法) 传动比
i?式中 得
?l0
360o?p?--步进电机步距角
l0--滚珠丝杠导程
取?=0.75°/step 取l0=6mm 取?p=0.01mm/step
?p--纵向进给脉冲当量
i?取
Z1=28mm
Z2=35
?l0=1.25 o360?pm=2.5mm b2?28mm b1?b2?5?33mm d1=mZ1=2.5×28=70mm d2=mZ2=2.5×35=87.5mm
α=20°
da1=d1+2ha*=70+2×2.5=75mm da2=d2+2ha*=87.5+2×2.5=92.5mm
(4)电机
1）等效转动惯量计算
齿轮选用45钢，近似看做圆柱体 齿轮的转动惯量：
JZ1=7.8×10×7.0×3.3=6.18kg?cm=6.18×10kg?m JZ2=7.8×10×8.75×2.8=15.99kg?cm=12.80×10kg?m 丝杠的转动惯量：
JS=7.8×10×dL?10=7.8×10×2.5×120?10=3.66?1044?444?4?44442424242kg?m2
根据动能守恒知，等效转动惯量： 电机转动惯量很小可以忽略。 因此,总的转动惯量：
?w2??v?m??Jeq?JZ1??JZ2?JS?????w??w???1??1?
化简得：
2??1l??0?J?JZ1?JZ2?JS?m?????i22????? meq22?32????6?101??6.18?10?4??12.80?10?4?3.66?10?4?80?????2??1.252??????
解得：
mJeq?17.182?10?4kg?m2
2）所需转动力矩计算 快速空载启动时所需力矩
M?Mamax?Mf?M0最大切削负载时所需力矩
M?Mat?Mf?M0?Mt快速进给时所需力矩
M=Mf＋M0
式中 Mamax--空载启动时折算到电机轴上的加速度力矩；
Mf--折算到电机轴上的摩擦力矩；
M0--由于丝杠预紧所引起，折算到电机轴上的附加摩擦力矩； Mat--切削时折算到电机轴上的加速度力矩； Mt--折算到电机轴上的切削负载力矩。
Ma=
当n=nmax时Mamax=Ma
nmax=
Jn?4×10N·m 9.6Tvmaxi2000?1.25==416.7r/min
6L0
17.182?10?4?416.7Mamax??149.16N?cm
9.6?0.05当n=nt时
Ma=Mat
1000vfin主fi1000?100?0.3?1.25?D===24.88r/min nt=
3.14?80?6L0L0Jnt17.182?10?4?24.88Mat???8.9N?cm 9.6T9.6?0.05摩擦力矩：
Mf=
?0F0L0fWL= 2??i2??i式中 F0--摩擦力（由工作台重量引起）
?i--进给系统的效率 中型机为0.75~0.8取?i=0.8
f`--轨道摩擦系数
取f`=0.16
Mf?附加摩擦力矩：
0.16?800?0.6?12.23N.cm2?3.14?0.8?1.25
M0?当?0=0.9时预加载荷
P0L0(1??0) 2??i1=Fx P03则：
FXl0864?0.6(1?0.92)M0???5.23N.cm6??i6?3.14?0.8?1.25 Mt?FXl0864?0.6??82.54N.cm2??i2?3.14?0.8?1.25
所以,快速空载启动时所需力矩：
M?Mamax?Mf?M0