機电一体化系统设计计算过程.docVIP

? 已知: 工作台重量? W1=500N?工作台最大行程 LK=00mm，工作台导轨的摩擦系数:动摩擦系数μ=0.1静摩擦系数μ0=0.2快速进给速度Vmax=15m/min? 定位精度20μ/300mm，全行程25μm重复定位精度10μm要求寿命20000小时(两班制工作十年)。 确定滚珠丝杠副的导程）确定允许的最小螺纹底径某台加工中心台进给用滚珠丝杠副的设计计算: ? 已知: 工作台重量? W1=5000N? 工作及夹具最大重量W2=3000N?? 工作台最大行程 LK=1000mm?? 工作台导轨的摩擦系数:动摩擦系数μ=0.1?? 静摩擦系数μ0=0.2?? 快速进给速度? Vmax=15m/min? 定位精度20 μm/300mm?? 全行程25μm? 重复定位精度10μm?? 要求寿命20000小时(两班制工作十年)。 表1 1)确定滚珠丝杠副的导程 因电机与丝杠直联，i=1 由表1查得 代入得 按表，取 ?2）确定当量转速与当量载荷 （1）?各种切削方式下，丝杠转速 ??? ?? 由表1查得 ??? ? 代入得 ??? （1）各种切削方式下，丝杠轴向载荷 由表1查得 ???? 代入得 （3）当量转速 由表1查得 代入得 （2）当量载荷 代入得 3）预期额定动载荷 （1） 按预期工作时间估算 按表查得：轻微冲击取 fw=1.3 按表查得：1～3取 按表查得：可靠性97%取fc=0.44 已知：Lh=20000小时 代入得 （2）拟采用预紧滚珠丝杠副，按最大负载Fmax计算： 按表10查得：中预载取 Fe=4.5 代入得 取以上两种结果的最大值 4）确定允许的最小螺纹底径 （1） 估算丝杠允许的最大轴向变形量 ?① ≤（1/3～1/4）重复定位精度 ?② ≤（1/4～1/5）定位精度 ? : 最大轴向变形量μm 已知：重复定位精度10μm, 定位精度25μm ?? ① =3 ?? ② =6 取两种结果的小值 =3μm (2）估算最小螺纹底径 ? 丝杠要求预拉伸，取两端固定的支承形式 ? (1.1～1.2)行程+（10～14） 已知：行程为1000mm, 代入得 5）确定滚珠丝杠副的规格代号 （1）选内循环浮动式法兰，直筒双螺母型垫片预形式 （2）?由计算出的在样本中取相应规格的滚珠丝杠副 FFZD4010-3 6) 确定滚珠丝杠副预紧力 ?? 其中 7）行程补偿值与与拉伸力 （1）?行程补偿值 ?? 式中： =（2～4） (2) 预拉伸力 代入得 8）确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号、规格 （1） 轴承所承受的最大轴向载荷 ??? 代入得 ??? （2）轴承类型 两端固定的支承形式，选背对背60°角接触推力球轴承 （3） 轴承内径 ? d 略小于 取 代入得 ? ? （4）轴承预紧力 预加负荷≥ （5）按样本选轴承型号规格 ??? 当d=30mm? 预加负荷为：≥FBP ????? 所以选7602030TVP轴承 ????????? d=30mm 预加负荷为 9 )? 滚珠丝杠副工作图设计 (1) 丝杠螺纹长度Ls： Ls=Lu+2Le? 由表二查得余程Le=40 绘制工作图 （2）两固定支承距离L1 按样本查出螺母安装联接尺寸 丝杠全长L （3）行程起点离固定支承距离L0 由工作图得 Ls=1290 L1=1350 L=1410 L0=30 10 ) 电机选择 11 ) 传动系统刚度（略） （1）丝杠抗压刚度 ?? 1）丝杠最小抗压刚度Ksmin ：最小抗压刚度? N/μm d2? ：丝杠底径 L1?? ：固定支承距离 Ksmin=575 N/m 2）丝杠最大抗压刚度Ksmax= Ksmax ：最大抗压刚度??? N/m Ksmax=6617 N/μm (2)?支承轴承组合刚度 1)一对预紧轴承的组合刚度 KBO=2×2.34 KBO：一对预紧轴承的组合刚度?? N/μm dQ? ：滚珠直径?? mm Z?? ：滚珠数 Famax ：最大轴向工作载荷? N ：轴承接触角 由样本查出7602030TUP轴承是预加载荷的3倍 dQ=7.144????? Z=17??? =60 Kamax=8700?? N/μm KBO=375?? N/μm 2）支承轴承组合刚度 由表13两端固定支承 Kb=2 KBO Kb=750?? N/μm Kb? ?：支承轴承组合刚度? N/μm 3）滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度 KC= KC KC ：滚珠和滚道的接触刚度?? N/μm KC?：查样本上的刚度?? N/μm FP? ：滚珠丝杠副预紧力?? N Ca? ：额定动载荷???? N 由样本查