普通车床的数控化改造论文 - 图文(5)

攀枝花学院专科毕业论文(设计) 4具体的改造过程

JG=(L0=0.6cm M=60kg

L。2）M 2? JG=(?L。21260=0.54( kg?cm2) ）M=（）?2?2?3.14多脉冲减速装置的转动惯量折算 Z=30 d=mZ=1.5?30=45mm

J=0.78?10 =0.78?4.5?1.8?10 =0.58 kg?cm2 D?L?Z=40 d=mZ=1.5?40=60mm

J=0.78?10 =0.78?6?1.8?10 =1.82 kg?cm2 D?L?Z=45 d=mZ=1.5?45=67.5mm

J=0.78?10 =0.78?6.75?1.8?10 =2.92 kg?cm2 D?L?Z=50 d=mZ=1.5?50=75mm

J=0.78?10 =0.78?7.5?1.8?10 =4.44 kg?cm2 D?L?Z=60 d=mZ=1.5?60=90mm

J=0.78?10 =0.78?9?1.8?10 =9.2 kg?cm2 D?L?又由于 J输入

=0.106 kg?cm2 J输出=0.396 kg?cm2 JD=15.8 kg?cm2

则 J?=JS+JG+JJ=58 kg?cm2 Mka= J?2?Vmax??b10?2 ?60?360??ptVmax=0.78?1600=1248mm/min t=1.5s ?p=0.005 ?b=0.3°

?26.28?1248?0.3?10 Mka=50?

60?360?0.005?1.5 =7.257 N?cm Mkq=Mka+Mkf+M0 =7.527+3.5+115=125.7N.cm

kq又 M≤?Mjmax

步进电机为五相十拍λ=0.95 Mjmax=16N.m

Mkq=1.257N.m<0.95?16=15.2N.m

所以此步进电机符合条件 上升时间校核 t=

(Jr?Jl)?(fn?f0)

57.3(Tcp?Tl)17

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10?3 kg?cm2 Jl=5.8?10?3 kg?cm2 Jr=1.58??=0.3? Tcp=16N.m Tl=1.257N.m f0=2500Hz fn=35000Hz

?3?3(1.58?10?5.8?10)?0.3 t= (35000-2500) ??57.3?(16?1.257) =0.086s<1.5s

符合要求。

4.2滚珠丝杆传动

4.2.1纵向滚珠丝杆的设计与计算

已知条件：

工作台重量W1=80KG=800N 工件及夹具最大重量W2=200N 工作台最大行程

LK=950mm工作台导轨的摩擦系数为u=0.1 快速进给速度Vmax=4m/min 定位精

度为20um/300mm,全行程25um,重复定位精度为10um 要求寿命为10000小时（单班制工作十年）。各种切削方式的纵向切削力Fa,速度V和时间比例q及其他见下表

表4.4各种切削方式的纵向切削力Fa,速度V和时间比例q

切削方式 纵向切削力 Pxi(N) 2000 1000 500 0 垂向切削力 Pzi(N) 1200 500 200 0 进给速度 Vi(m/min) 0.6 0.8 1 4 工作时间百分比 % 10 30 50 5 丝杠轴向载荷 (N) 2200 1150 620 1000 丝杠转速 r/min 60 80 100 375 强力切削 一般切削 精切削 快速进给

18

图4.3 进给用滚珠丝杠装配图

FFZD4005-3-P3

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1确定滚珠丝杠副的导程

vmax：工作台最高移动速度

Ph?vmaxi?nmax

nmax：电机最高转速；

电机与丝杠间为齿轮连接式，i=4（取一级减速齿轮） I--传动比

由上表查得W1=4m/min，nmax=1500r/min 代入得P?0.67mm

h查《现代机床设计手册》取ph?5mm

2确定当量转速与当量载荷

a各种切削方式下，丝杠转速

ni?viph

由上表查的v1=0.6, v2=0.8, v3=1, ph=4 代入得n1?120，n2?160，n3?200，n4?800

b各种切削方式下，丝杠轴向载荷Fi?pxi?(w1?w2?pzi)/10

--丝杠轴向载荷，pxi--纵向切削力，pzi--垂向切削力Fi?Pxi??W1?W2?Pzi?

由上表得pxi(i=1,2,3,4)分别为2000 N,1000N,500N,0N

pzi(i=1,2,3,4)分别为1200N,500N,200N,0N 已知w1＝800 N，w2＝200 N

代入得Fi(i=1,2,3,4)分别为2200N，1150N，620N，1000N 当量转速

Fi

nm?n1?t1100?n2?t2100?n3?t3100?n4?t4100当量载荷

nm?240r/min

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Fm?F1?3n?tn1?t1n?tn?t333?F2?22?F3?33?F4?44nm?100nm?100nm?100nm?100

带入数据得Fm＝1057N 3初选滚珠丝杠副

由公式《现代机床设计手册》（3.7－24）知

106?caft?fh?fa?fk??Lh?????60nm?Ffw?m?

3查《现代机床设计手册》表（3.7－51）—表（3.7－54） 得ft＝1，fh＝1，fa＝1，fk＝0.53，fw=1.3，Lh＝10000h 代入数据可求得ca＝13589N=13.58KN

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?m?（1/3—1/4）重复定位精度 ②?m? (1/4—1/5 )定位精度

?m：最大轴向变形量?m 已知重复定位精度10?m 定位精度25?m

①?m＝3?m，②?m＝6?m 取两种结果最小值?m＝3?m

（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

d2m?1010?F0?LF?L?0.0390???m?E?m

d2m---最小螺纹底径mm

L＝（1.1—1.2）行程+(10—14) Ph 静摩擦力F0=?0W1

已知行程950mm，W1＝800N, ?0=0.2 代入数据得L=1110mm，F0＝160N, d2m=9.5mm

5确定滚珠丝杠副得规格代号

（1） 选内循环浮动式法兰，直筒螺母型垫片预紧形式

（2） 由计算出的Ph，cam，d2m在《现代机床设计手册》中选取相应规格的

滚珠丝杠副FFZD4005-5

P=5, ca=22000N>cam

h=13589N

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6确定滚珠丝杠副预紧力

1

FP=Fmax

3其中Fmax＝2200

FP＝733N

7行程补偿值与拉伸力

?3C?11.8?tl?10u（1）行程补偿值 式中lu＝Lk?Ln?2La

查《现代机床设计手册》Lk＝950

Ln＝110，La＝（2—4）Ph＝15

?t温差取2.50c

代入数据得C=32?m (2)预拉伸力

2Ft＝1.95?td2

代入得Ft＝4807N

8确定滚珠丝杠副支承用得轴承代号，规格 （1）轴承所承受得最大轴向载荷

FBmax＝4807＋2200＝7007

（2）轴承类型

两端固定的支承形式，选背对背600c角接触推力球轴承 （3） 轴承内径 d略小于d2＝40，FBP=

1FBmax，取d＝30 3带入数据得FBP＝2336N

（4） 轴承预紧力：预力负荷?FBP

（5） 按《现代机床设计手册》选取轴承型号规格 当d＝30mm，预加负荷为：?FBP 所以送7602030TVP轴承

d＝30，预加负荷为2900>FBP＝2336N 9滚珠丝杠副工作图设计 (1)丝杠螺纹长度Ls?Lu?2Le 由表查得余程Le

（2）两固定支承距离L1，丝杠L (3)行程起点离固定支承距离L0

Ls＝1290，L1＝1350

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