普通车床的数控化改造论文 - 图文(6)

攀枝花学院专科毕业论文(设计) 4具体的改造过程

Le＝1410，L0＝30

10传动系统刚度 （1）丝杠抗压刚度 a丝杠最小抗压刚度

ksmind?6.6?2?102l12

l1d2---丝杠底径

---固定支承距离

ksmin代入数据

＝782N/?m

2b丝杠最大抗压刚度

ksmaxd?l?6.6?21?1024l0?l1?l0?

代入数据得9000 N/?m （2）支承轴承组合刚度

KB0dQa一对预紧轴承的组合刚度 ?2?2.34?3dQZ2Famaxsin5? ---滚珠直径mm， Z---滚珠数 ---最大轴向工作载荷N

Famax? ---轴承接触角

由《现代机床设计手册》查得

7602030TVP轴承Famax是预加载荷得3倍

kamax＝8700N/?m KB0=375 N/?m

b支承轴承组合刚度

kb?2KB0 kb＝750 N/?m

3)滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度

kc?k(kckc''cFp0.1ca)1/3

---《现代机床设计手册》上的刚度 ＝2150 N/?m, ca=2200N,

Fp=733N

代入数据得kc＝1491 N/?m 11刚度验算及精度选择

dQ=3.5，Z＝17，?＝600

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（1）

1kmin?1ksmin?11? kbkc1kmin代入前面所算数据得

1kmax1ksmax＝

1 30 ??11? kbkc1kmax代入前面所算数据得

?1 476F0??0w1

已知w1＝800N, ?0=0.2, F0=160N

F0---静摩擦力，?0---静摩擦系数，w1---正压力

（2）验算传动系统刚度

kmin＝

1.6F0；已知反向差值或重复定位精度为10

反向差值kmin＝30>25.6

（3）传动系统刚度变化引起得定位误差

?k＝F0（

1kmin－

1kmax），代入?k＝5?m

（4）确定精度

v300p---任意300mm内行程变动量对系统而言

v300p?0.83定位精度－?k

定位精度为20?m/300

v300p<14.3?m,丝杠精度取为3级

v300p＝12?m<14.3?m

（5）确定滚珠丝杠副得规格代号 已确定得型号：FFZD 公称直径：40，导程：5 螺纹长度1290，丝杠长度1410 P类3级精度

所选规格型号：FFZD4005-3-P3/141031290 12验算临界压缩载荷

丝杠所受大轴向载荷Fmax小于丝杠预拉伸力F

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不用验算 13验算临界转速

nc?fd27?10L2c2

nc---临界转速n/min

f---与支承形式有关的系数

d2---丝杠底径

Lc2---临界转速计算长度mm

由《现代机床设计手册》得f＝21.9, d2=40, Lc2=l1?l0 可得nc＝5028>nmax=1500

4.2.2横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=2m/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

切削方式 纵向切削力 Pxi(N) 2000 1000 500 0 表4.5切削方式的纵向切削力Fa,速度V和时间比例q

进给速度 Vi(m/min) 0.6 0.8 1 2 工作时间百分比 % 10 30 50 5 丝杠轴向载荷 (N) 2920 1850 1320 800 丝杠转速 r/min 60 80 100 1500 垂向切削力 Pzi(N) 1200 500 200 0 强力切削 一般切削 精切削 快速进给 1确定滚珠丝杠副的导程

ph?Vmaxi?nmax

---工作台最高移动速度； Vmax---电机最高转速 nmax电机与丝杠间为齿轮连接式 i=4（取一级减速齿轮）

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I --传动比

由上表查得Vmax=2m/min，nmax=1500r/min

代入得Ph?0.33mm

查《现代机床设计手册》取Ph?5mm

2确定当量转速与当量载荷 （1） 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, v4=2 代入得n1?120，n2?160，n3?200，n4?400

（2） 各种切削方式下，丝杠轴向载荷Fi?pxi?(w1?w2?pzi)/10

Fi---丝杠轴向载荷，pxi---纵向切削力，pzi---垂向切削力 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

（3） 当量转速

nm?n1?t1100?n2?t2100?n3?t3100?n4?t4100

数据代入得nm?200r/min

（4） 当量载荷

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

带入数据得Fm＝1097N

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?Fmfw?

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＝13272N=13.27KN

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，

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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=13272N

6确定滚珠丝杠副预紧力 1

FP=Fmax 其中Fmax＝2200

3

FP＝733N

6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

7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

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