发布时间 : 星期四 文章CA6140普通车床纵向进给系统的数控化改造（经济型） - 图文更新完毕开始阅读
普通车床进给系统数控化改造设计
Fm?1/2KFf??(1/2Fc?2?1/2Fp?W)?1.15?1118.82/2?0.05?(932.35?932.35?450)?768.38N
式中
系数K=1.15，摩擦系数?按氟塑料导轨取0.05。
（3）疲劳强度计算
滚珠丝杠的当量动载荷Cm为:
Cm?式中
L——工作寿命，L?3LfwfmfH fa60nT60?V快?1000T6??450(10转)。n为丝杠转6610Ph?10速，Ph为导程
T为实用时间寿命，数控机床取T?15000(h)。
fw——运载系数，取1.2；
fa——精度系数，取1
fH---硬度系数，取1
因此滚珠丝杠的当量动负荷：
Cm?3LfwfmfHfa3?750?768.36?1.2?1?7065.8N
1由该当量动载荷应小于丝杠的额定动负荷，且使用条件为纵向进给，故选择丝杠CMD2005-2.5 （4）刚度验算
滚珠丝杠的刚度按照下式校核：
???1??2??3????
丝杠的支撑方式为两端固定。 故丝杠拉压弹性位移：
?1?Fml1768.38?(1.2?270?70)??1.645um
?4AE24?（20）?2.1?1054丝杠副內滚珠与滚道的接触变形:
?2?Fm768.38??1.054?m， k2729 13
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其中k2是预紧力为额定载荷的1/3时的接触刚度，查手册得k2=729。 滚动轴承的接触变形：
?3?0.52（12/31/3）?F， mDwZ2初选推力球轴承51202,T=12，D=32，d=15；
T?(D?d)Dw??6mm，Z??3?9，代入上式得，?3?5.548?m
2T丝杠精度取3级，故???1??2??3?8.247?????12，合格。
3.3.4、交流伺服电机的选择
（4）负载转矩ML
ML?180???Fm ??式中
?—— 电机到丝杠的总传递效率，查机械设计手册取齿轮传递效率为
0.99，滚动轴承0.99，推力轴承0.99，联轴器0.99
s5导程角：??tan?1()?tan?1()?4.550。
?d??20效率： ??tan?tan4.550??0.965
tan(???)tan(4.550?10')因此总效率：?总?0.99?0.994?0.99?0.965?0.908
故
?Fm1800.01?10?3?768.38ML切?????0.452N?m
????0.75?0.909180180?uW1800.005?10?3?60ML空?????0.05N.m
????0.75?0.909（5）滚珠丝杠副预紧引起的附加转矩M0 式中
M0?180K???F0?
??1Fm?256.12N， 3K ——预紧螺母内部的摩擦系数，取0.2
F0——丝杠螺母的预紧力，F0?因此
180K???F01800.2?0.01?10?3?256.12M0?????0.039N?m
???0.7514
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（6）加速度转矩Ma
Ma?f1?f0)J
180t(??式中
f1—— 电机工作频率。
切削进给时：f1?v进?1000?360?i?1875Hz
60Ph?0.75空行程时：f1?v进?1000?360?i?4687.5Hz
60Ph?0.75f0——突跳起动频率,f0?200Hz。
t ——加速时间,t?0.1s。
对于一级齿轮传动系J ——传动系统折算到电机轴上的等效转动惯量。
统，按下式计算：J?(J0?J1)?(Z12180?2)[(J2?J3)?m()] Z2?d式中，J0为电机转子惯量，对于材料为钢的圆 柱形零件，其转动惯量可按下式计算：J?7.8?10?4D4L
齿轮转动惯量：
J1?7.8?10?4?(2.4?1,5)4?2?0.262?10?4kg?cm2
J2?7.8?10?4?7.54?2?4.94?10?4kg?m2
丝杆转动惯量：
J3?7.8?10?4?24?39.4?0.4043?10?4kg?m2
电机初选为GS系列，60CB040C
电机转子惯量0.3kg.cm2,额定转矩为1.27N.m
J?0.3?10?4?4.94?10?4502180?0.01?10?32?4?4?()?(0..4043?10?0.0262?10)?450?()24??0.75?6.68?10?4kg?m2
切削进给时：
Ma?空行程时：
??0.751801875?200?()?6.68?10?4?0.39N?m
0.1?(4687?200)?3.65?10?3?0.15N?m 0.1Ma?故总转矩：
??0.7518015
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M?0.452?0.22?0.39?1.062N?m
交流伺服电机M'=1.1M~1.5M=1.162~1.593N.m
所选电机的额定转矩M=1.27N.m在M'范围内，能够满足要求。
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