滾珠絲桿實際計算

上傳人:沈*** 文檔編號:83900558 上傳時間:2022-05-02 格式:DOC 頁數:14 大?。?72.50KB
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1、某臺加工中心臺進給用滾珠絲杠副的設計計算: ?? : 工作臺重量?? W1=5000N? 工作與夾具最大重量W2=3000N??? 工作臺最大行程 LK=1000mm??? 工作臺導軌的摩擦系數:動摩擦系數μ=0.1??? 靜摩擦系數μ0=0.2??? 快速進給速度?? Vmax=15m/min?? 定位精度20 μm/300mm??? 全行程25μm?? 重復定位精度10μm??? 要求20000小時(兩班制工作十年)。 表1 切削方式 縱向切削力 Pxi(N) 垂向切削力 Pzi(N) 進給速度 Vi(m/min) 工作時間百分比 % 絲杠軸向載荷 (N) 絲

2、杠轉速 r/min 強力切削 2000 1200 0.6 10 2920 一般切削 1000 200 0.8 30 1850 80 精切削 500 200 1 50 1320 100 快速進給 0 0 15 10 800 1500 1)確定滾珠絲杠副的導程 因電機與絲杠直聯,i=1 由表1查得 代入得, 按第2頁表,取 ?? 2〕確定當量轉速與當量載荷 〔1〕 各種切削方式下,絲杠轉速 ???? ??? 由表1查得 ???? ?? 代入得 ???? 〔1〕各種切削方式下,絲杠軸向載荷

3、 由表1查得 ????? 代入得 〔3〕當量轉速 由表1查得 代入得 〔2〕當量載荷 代入得 3〕預期額定動載荷 〔1〕 按預期工作時間估算 按表9查得:輕微沖擊取 fw=1.3 按表7查得:1~3取 按表8查得:可靠性97%取fc=0.44 :Lh=20000小時 代入得 〔2〕擬采用預緊滾珠絲杠副,按最大負載Fmax計算: 按表10查得:中預載取 Fe=4.5 代入得 取以上兩種結果的最大值 4〕確定允許的最小螺紋底徑 〔1〕 估算絲杠允許的最大軸向變形量 ① ≤〔1/3~1/4〕重復

4、定位精度 ② ≤〔1/4~1/5〕定位精度 ?? : 最大軸向變形量??? μm :重復定位精度10μm, 定位精度25μm ??? ① =3 ??? ② =6 取兩種結果的小值 =3μm (2〕估算最小螺紋底徑 ?? 絲杠要求預拉伸,取兩端固定的支承形式 ?? (1.1~1.2)行程+〔10~14〕 :行程為1000mm, 代入得 5〕確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號 〔1〕選內循環(huán)浮動式法蘭,直筒雙螺母型墊片預形式 〔2〕 由計算出的在樣本中取相應規(guī)格的滾珠絲杠副 FFZD4010-3 6) 確定滾珠絲杠副預緊力 ??? 其

5、中 7〕行程補償值與與拉伸力 〔1〕??????? 行程補償值 ??? 式中: =〔2~4〕 (2) 預拉伸力 代入得 8〕確定滾珠絲杠副支承用的軸承代號、規(guī)格 〔1〕 軸承所承受的最大軸向載荷 ???? 代入得 ???? 〔2〕軸承類型 兩端固定的支承形式,選背對背60°角接觸推力球軸承 〔3〕 軸承內徑 ?? d 略小于 取 代入得 ?? 〔4〕軸承預緊力 預加負荷≥ 〔5〕按樣本選軸承型號規(guī)格 ???? 當d=30mm?? 預加負荷為:≥FBP ?????? 所以選7602030TVP軸承 ?????????

6、? d=30mm 預加負荷為 9 )?? 滾珠絲杠副工作圖設計 (1) 絲杠螺紋長度Ls: Ls=Lu+2Le?? 由表二查得余程Le=40 繪制工作圖 〔2〕兩固定支承距離L1 按樣本查出螺母安裝聯接尺寸 絲杠全長L 〔3〕行程起點離固定支承距離L0 由工作圖得 Ls=1290 L1=1350 L=1410 L0=30 10 ) 電機選擇〔略〕 11 ) 傳動系統剛度 〔1〕絲杠抗壓剛度 ??? 1〕絲杠最小抗壓剛度 Ksmin= 6.6 ×10 Ksmin :最小抗壓剛度???? N/m d2?? :絲杠底徑 L1??? :固定支承距

7、離 Ksmin=575 N/m 2〕絲杠最大抗壓剛度 Ksmax=6.6 ×10 Ksmax :最大抗壓剛度???? N/m Ksmax=6617 N/m (2) 支承軸承組合剛度 1)一對預緊軸承的組合剛度 KBO=2×2.34 KBO:一對預緊軸承的組合剛度??? N/m dQ?? :滾珠直徑??? mm Z??? :滾珠數 Famax :最大軸向工作載荷?? N ???? :軸承接觸角 由樣本查出7602030TUP軸承是預加載荷的3倍 dQ=7.144?????? Z=17????=60 Kamax=8700??? N/m KBO=375???

8、N/m 2〕支承軸承組合剛度 由表13兩端固定支承 Kb=2 KBO Kb=750??? N/m Kb?? :支承軸承組合剛度?? N/m 3〕滾珠絲杠副滾珠和滾道的接觸剛度 KC= KC( KC :滾珠和滾道的接觸剛度??? N/m KC:查樣本上的剛度??? N/m FP?? :滾珠絲杠副預緊力??? N Ca?? :額定動載荷????? N 由樣本查得: KC=1410 N/m;Ca=3600N; FP=1000??? N 得KC=920??? N/m 12)?? 剛度驗算與精度選擇 〔1〕 = = N/m =

9、 N/m F0 = W1=5000?? N ,??=0.2 F0=1000?? N F0???:?? 靜摩擦力????? N :靜摩擦系數 W1?? :正壓力????? N 〔2〕驗算傳動系統剛度 Kmin Kmin :傳動系統剛度??? N 反向差值或重復定位精度為10 Kmin=222>160 〔3〕傳動系統剛度變化引起的定位誤差 =1.7m 〔4〕確定精度 ??? V300p?? :任意300mm內的行程變動量對半閉環(huán)系統言, ?? V300p≤0.8×定位精度- 定位精度為20m/300 V300p<14.3m 絲杠精

10、度取為3級 V300p=12m<14.3 (5) 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號 已確定的型號:FFZD 公稱直徑:40??? 導程:10 螺紋長度:1290 絲杠全長:1410 P類3級精度 FFZD4010-3-P3?? /1410×1290 13)?? 驗算臨界壓縮載荷?? Fc??? :?? N 絲杠所受最大軸向載荷Fmax小于絲杠預拉伸力F不用驗算。 14 ) 驗算臨界轉速 nc=f×10 nc?? :??? 臨界轉速????? n/min f??? :與支承形式有關的系數 :絲杠底徑 ?? :臨界轉速計算長度???? mm 由表14得f=21.9 由

11、樣本得d2=34.3 由工作圖與表14得:Lc2= L1- L0 4310>nmax=1500 15 ) 驗算: Dn=Dpw nmax D pw :?? 滾珠絲杠副的節(jié)圓直徑??? mm nmax :?? 滾珠絲杠副最高轉速??? n/min Dpw≈41.4mm nmax=1500r/min 62100<70000 16)?? 滾珠絲杠副形位公差的標注?? 〔略〕 表1: 支承方式 簡 圖 K2  λ f 一端固定 一端自由 0.25 1.875 3.4 一端固定 一端游動 2 3.927 15.1 二端支承 1 3.142 9.7 二端固定 4 4.730 21.9

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