发布时间 : 星期日 文章立式数控铣床进给系统课程设计更新完毕开始阅读
中北大学课程设计说明书
1)确定滚珠丝杠的导程
根据已知条件，取电动机的最高转速错误!未找到引用源。，则由式（2-16）得
2)计算滚珠丝杠螺母副的平均转速和平均载荷 (1)估算在各切削方式下滚珠丝杠的轴向载荷。
将强力切削时的轴向载荷定为最大轴向载荷Famax，快速移动和钻镗定位时的轴向 载荷定为最小载荷Famin，一般切削(粗加工)和精细切削(精加工)时，滚珠丝杠螺母副的轴向载荷F2、F3分别可按下式计算：
F2?Famin?2000Famax，F3?Famin?5úmax
并将计算结果填入表4-2
表4-2 数控铣床滚珠丝杠的计算
切削方式 轴向载荷/N 强力切削 一般切削(粗加工) 精细加工(精加工) 快移和钻镗定位 1574.46 v4?vmax 进给速度/(m/min) v1?0.6 v2?0.8 时间比例/(%) 10 30 备注 2977.52 2169.964 F1?Famax F2?Famin?2000Famax 1723.336 v3?1 50 F3?Famin?5úmax 10 F4?Famin (2)计算滚珠丝杠螺母副在各种切削方式下的转速ni。
n1?v1?60r/min L0v2?80r/min L0v3?100r/min L05
n2?n3?中北大学课程设计说明书
n4?v4?2000L0rmin
(3)按式(2-17)计算滚珠丝杠螺母副的平均转速nm。 nm?qq1qqn1?2n2?3n3?4n4?280rmin 100100100100(4)按式(2-18)计算滚珠丝杠螺母副的平均载荷Fm。
Fm?3F13nqn1q1nq?F2322?ggg?Fn3nn?1763.59N nm100nm100nm1003)计算滚珠丝杠预期的额定动载荷Cam
(1)按照预定工作时间估算。查表2-28得载荷性质系数fw?1.3。已知初步选择的滚珠丝杠的精度等级为2级，查表2-29得精度系数fa?1，查表2-30得可靠性系数
fc?0.44，则由式(2-19)得
Cam?360nmLhFmfw?36224.42N
100fafc(2)因对滚珠丝杠螺母副将实施预紧，所以可按式(2-21)估算最大轴向载荷。查表2-31得预加载荷系数fe?4.5，则
C'am?f?Famax?4.5?2977.52N?13398.84N
(3)确定滚珠丝杠预期的额定动载荷
取以上两种结果的最大值，即Cam?36224.42N。 4)按精度要求确定允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径d2m。
(1)根据定位精度和重复定位精度的要求估算允许的滚珠丝杠的最大轴向变形。 已知工作台的定位精度为30μm，重复定位精度为10μm，根据式(2-23)、(2-24)以及定位精度和重复定位精度的要求，得
?11?错误!未找到引用源。 ?max2??:??30?m??6:7.5??m
?54?取上述计算结果的最小值错误!未找到引用源。 ?max?3.33?m (2)估算允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径d2m。
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本机床工作台(X轴)滚珠丝杠螺母副的安装方式拟采用两端固定方式。 滚珠丝杠螺母副的两个固定支承之间的距离为
L＝行程+安全行程+2×余程+螺母长度+支承长度
≈(1.2～1.4)行程+(25～30)L 取
L=1.4×行程+30L0
错误!未找到引用源。
又F0?2099.84N，由式(2-26)得
d2m?0.039?F0L?maxmm?0.039?2100?1140?33.068mm
3.33 (5)初步确定滚珠丝杠螺母副的规格型号
根据计算所得的L0、Cam、d2m，初步选择FFZD型内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杠螺母副FFZD4010-5，其公称直径d0、基本导程L0、额定动载荷Ca和丝杠底径d2如下:
d0?40mm、错误!未找到引用源。 Ca?46500N?Cam?36224.42N d2?34.3mm?d2m?33.068mm 故满足式(2-27)的要求。
6)由式(2-29)确定丝杠螺母副的预紧力Fp
11Fp?Famax??2977.52?992.51N
337)计算滚珠丝杠螺母副的目标行程补偿值与预拉伸力 (1)按式(2-31)计算目标行程补偿值?t。
已知温度变化?t?2℃，丝杠的线膨胀系数??11?10?6?m/℃，滚珠丝杠螺母副的有效行程
Lu=工作台行程+安全行程+2×余程+螺母长度
=(600+100+2×20+146)mm=886mm
故: ?t???tLu?11?10?6?2?886?0.02 7
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(2)按式(2-32)计算滚珠丝杠的预拉伸力Ft。
已知滚珠丝杠螺纹底径d2?34.3mm，滚珠丝杠的温升变化值?t=2℃，则
2Ft?1.81?td2?1.81?2?34.32N?4258.89N
8)确定滚珠丝杠螺母副支承用轴承的规格型号 (1)按式(2-33)计算轴承所承受的最大轴向载荷FBmax。
11FBmax?Ft?Famax?(4258.89??2977.52)N?5747.65N
22(2)计算轴承的预紧力FBp。
1 FBp?FBmax?1915.88N
3(3)计算轴承的当量轴向载荷FBam。
FBam?FBp?Fm?3679.47N (4)按式(2-25)计算轴承的基本额定动载荷C。
已知轴承的工作转速错误!未找到引用源。n?nm?280rmin,轴承所承受的当量轴向载荷FBam?3679.47N，轴承的基本额定寿命L=20000h。轴承的径向载荷F?和轴向载荷Fa分别为 F??FBamcos60??1839.735N Fa?FBamsin60??3186.42N
因为
Fa3186.42??1.73?2.17，所以查表2-25得，径向系数X=1.9，轴向系数F?1839.735Y=0.54，故
P?XF??YFa?5216.16N
C?P360nLh?36263.02N 100(5)确定轴承的规格型号。
因为滚珠丝杠螺母副拟采取预拉伸措施，所以选用60°角接触球轴承组背对背安装，以组成滚珠丝杠两端固定的支承形式。由于滚珠丝杠的螺纹底径d2为34.3mm，所
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