第四組第四周第一次

1、工作臺(tái)模塊的裝配與調(diào)試 泰職院 機(jī)電技術(shù)學(xué)院 數(shù)控專(zhuān)業(yè) 工作任務(wù)工作任務(wù) 工作臺(tái)的組成零件 工作臺(tái)的選型及其計(jì)算步驟 立式數(shù)控機(jī)床工作臺(tái) 臥式數(shù)控機(jī)床工作臺(tái) 工作臺(tái)的概述及其組成 工作臺(tái)含義：工作臺(tái)含義：支撐工件通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)的回轉(zhuǎn)、 直線(xiàn)曲線(xiàn)、角度分度等運(yùn)動(dòng)，并配有夾緊裝置。 功能：功能：支撐工件 傳遞運(yùn)動(dòng) 定位基準(zhǔn) 功能要求：功能要求： 尺寸容量尺寸容量 形體尺寸應(yīng)能容納加工零件的 最大輪廓尺寸 性能要求性能要求 靜剛度要高 動(dòng)剛度要好 溫度分布均勻 受力合理 耐磨性好 工作臺(tái)的組成 工作臺(tái)工作臺(tái) 螺釘螺釘 支座支座 定位銷(xiāo)定位銷(xiāo) 大齒輪大齒輪 活塞活塞 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī) 軸承軸承

2、螺栓螺栓 底座底座 擋塊擋塊 液壓缸液壓缸 矩形工作臺(tái)矩形工作臺(tái) 彈簧彈簧 設(shè)計(jì)流程 根據(jù)加工形式選型根據(jù)加工形式選型 確定工作臺(tái)的參數(shù)確定工作臺(tái)的參數(shù) 支撐結(jié)構(gòu)支撐結(jié)構(gòu)傳動(dòng)形式（消隙機(jī)構(gòu)）傳動(dòng)形式（消隙機(jī)構(gòu)） 潤(rùn)滑密封裝置潤(rùn)滑密封裝置 定位結(jié)構(gòu)定位結(jié)構(gòu) 計(jì)算校核計(jì)算校核 一.工作臺(tái)的形式 根據(jù)機(jī)床的不同，工作臺(tái)有三種外型根據(jù)機(jī)床的不同，工作臺(tái)有三種外型 方形工作臺(tái)方形工作臺(tái):工作面上可加工工作面上可加工V形，形，T形形 U型型 槽和圓孔，長(zhǎng)孔等槽和圓孔，長(zhǎng)孔等.一般適用于鏜床一般適用于鏜床 鉆床鉆床 銑銑 床床 轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)臺(tái) ：適用于磨床適用于磨床 立式車(chē)床立式車(chē)床 專(zhuān)用機(jī)床專(zhuān)用機(jī)床 移動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)移

3、動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái) ： 適用于鏜銑加工中心等適用于鏜銑加工中心等 二.工作臺(tái)參數(shù) HTK160 x180HTK160 x180 面積mm16001800 承重kg10000 行程mm 2000(選項(xiàng)1000,3000,4000) 轉(zhuǎn)數(shù)r/min1 移動(dòng)速度 mm/mi n 1-6000 定位精度mm0.026 B(490)18(4) 重復(fù)定位精度mm0.015 B(490)10(4) 外形尺寸mm500023001110 重量kg 13000 技術(shù)參數(shù)：技術(shù)參數(shù)： 承載、尺寸、行程、承載、尺寸、行程、 轉(zhuǎn)速、定位精度、移轉(zhuǎn)速、定位精度、移 動(dòng)速度動(dòng)速度 三. 支撐結(jié)構(gòu) 臺(tái)面材料：臺(tái)面材料：以大型和重型化為

4、目標(biāo)的機(jī)床，材料的力學(xué) 性能起著決定性的作用；以超速、超精加工為目標(biāo)的現(xiàn)代 化數(shù)控機(jī)床，其結(jié)構(gòu)材料還要求具備高的減震性、熱穩(wěn)定 性和抗腐性等綜合的性能。 灰鑄鐵材料：灰鑄鐵材料：易于鑄造，且切削加工性好，制造 成本低 ，并具有良好的耐磨性和減震性，是傳動(dòng) 的機(jī)床結(jié)構(gòu)材料 四.定位機(jī)構(gòu) 分度工作臺(tái)：分度工作臺(tái)：分度工作臺(tái)的功能只是將工件轉(zhuǎn)位 換面，和自動(dòng)換刀裝置配合使用，實(shí)現(xiàn)工件一次 安裝能完成幾個(gè)面的多種工序，提高工作效率. 分度工作臺(tái)的分度精度要求較高（普通級(jí) 10 精密級(jí) 5 高精密級(jí)3 ） 常用的定位元件有插銷(xiāo)定位、反靠定位、齒盤(pán)定 位和鋼球定位等幾種。齒盤(pán)可承受很大的外載， 定位剛度高

5、，精度保持性好。 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)：數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)：除了分度和轉(zhuǎn)位的功能之外， 還能實(shí)現(xiàn)數(shù)控圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 注：注：常用有轉(zhuǎn)動(dòng)角度的測(cè)量元件(圓光柵或 圓感應(yīng)同步器)，由伺服電機(jī)控制使轉(zhuǎn)臺(tái)定 位精度更高。 分度定位機(jī)構(gòu)又分為：分度定位機(jī)構(gòu)又分為： 插銷(xiāo)定位 反靠定位 齒盤(pán)定位 鋼球定位 插銷(xiāo)定位插銷(xiāo)定位 基本定位機(jī)構(gòu)是定位銷(xiāo)和定位套?；径ㄎ粰C(jī)構(gòu)是定位銷(xiāo)和定位套。 操縱定位銷(xiāo)的插入和拔 出，有的是用杠桿或凸輪 并與分度回轉(zhuǎn)、夾緊等動(dòng) 作一起實(shí)現(xiàn)機(jī)械強(qiáng)制控制， 有的則是用單獨(dú)的油缸控 制。 齒盤(pán)定位 定位精度高、剛性好、 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、改變分度 工位時(shí)調(diào)整方便。在 花盤(pán)底面和底座頂面 上都裝有齒盤(pán)，由

6、齒 盤(pán)的嚙合使工作臺(tái)定 位。工作臺(tái)轉(zhuǎn)位時(shí)， 須將花盤(pán)抬起，使兩 個(gè)齒盤(pán)脫開(kāi)。 注：承受軸向力，徑向力，切向力 反靠定位 用兩個(gè)定位塊，一個(gè)固定 不動(dòng)，另一個(gè)由彈簧和不 動(dòng)定位塊的作用上下移動(dòng)。 缺點(diǎn)：移動(dòng)導(dǎo)向桿和導(dǎo)向套 仍有磨損。 (4)鋼球定位 除了用一圈相互擠緊的鋼球代替了端面齒 盤(pán)外，其分度傳動(dòng)的工作原理、分度延續(xù) 時(shí)間、可調(diào)性及自動(dòng)化程度等，均與前面 介紹的齒盤(pán)定位分度相似，分度精度高于 齒盤(pán)。 五、傳動(dòng)形式兩種伺服電機(jī)進(jìn)給 機(jī)構(gòu) 靜壓蝸桿蝸母條副傳動(dòng)能滿(mǎn)足加工中心靜壓蝸桿蝸母條副傳動(dòng)能滿(mǎn)足加工中心 進(jìn)給元件沒(méi)有間隙、磨損小、剛度高、阻進(jìn)給元件沒(méi)有間隙、磨損小、剛度高、阻 尼性好、傳動(dòng)

7、效率高的要求尼性好、傳動(dòng)效率高的要求,它是絲杠螺母它是絲杠螺母 機(jī)構(gòu)的一種特殊形式機(jī)構(gòu)的一種特殊形式,適用于龍門(mén)鏜銑床、適用于龍門(mén)鏜銑床、 數(shù)控落地銑鏜床。數(shù)控落地銑鏜床。 其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在摩擦阻力小、使用壽命長(zhǎng)、 抗振性能好, 且有足夠的軸向剛度, 蝸母條能無(wú)限接長(zhǎng)。 滾珠絲杠螺母副傳動(dòng) 滾珠絲杠螺母副是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 相互轉(zhuǎn)換的新型傳動(dòng)裝置,一般應(yīng)用于機(jī)械 加工的高速加工中心和經(jīng)濟(jì)型高速數(shù)控機(jī) 床, 它具有以下特點(diǎn)：傳動(dòng)效率高,摩擦損 失小;給予適當(dāng)?shù)念A(yù)緊,可消除絲杠和螺母 螺紋間隙;運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)爬行現(xiàn)象,傳動(dòng)精 度高;有可逆性;磨損小,使用壽命長(zhǎng)。 滾珠絲杠螺母副 齒輪傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)形式

8、多應(yīng)用廣泛，其主要特點(diǎn)是：齒輪傳動(dòng)形式多應(yīng)用廣泛，其主要特點(diǎn)是： 工作可靠傳動(dòng)比穩(wěn)定等。工作可靠傳動(dòng)比穩(wěn)定等。 漸開(kāi)線(xiàn)齒輪傳動(dòng) 錐齒輪傳動(dòng) 六、潤(rùn)滑密封裝置 回轉(zhuǎn)部分的潤(rùn)滑：回轉(zhuǎn)部分的潤(rùn)滑：一般采用循環(huán)噴油潤(rùn)滑，可以沖掉傳動(dòng)一般采用循環(huán)噴油潤(rùn)滑，可以沖掉傳動(dòng) 過(guò)程中齒輪嚙合區(qū)的磨粒、減少磨損、延長(zhǎng)使用壽命、對(duì)過(guò)程中齒輪嚙合區(qū)的磨粒、減少磨損、延長(zhǎng)使用壽命、對(duì) 渦輪蝸桿進(jìn)行很好的冷卻與潤(rùn)滑等。渦輪蝸桿進(jìn)行很好的冷卻與潤(rùn)滑等。 密封裝置：密封裝置：為防止工作過(guò)程中切屑與雜質(zhì)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)臺(tái)，回為防止工作過(guò)程中切屑與雜質(zhì)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)臺(tái)，回 轉(zhuǎn)部分與下箱之間要用密封圈封好，這樣還能起到潤(rùn)滑軸轉(zhuǎn)部分與下箱之間要用

9、密封圈封好，這樣還能起到潤(rùn)滑軸 承的作用。承的作用。 密封圈密封圈：依靠密封件發(fā)生彈性變形，在密封接觸面上造成依靠密封件發(fā)生彈性變形，在密封接觸面上造成 接接 觸壓觸壓 力，接觸壓力大于被密封介質(zhì)的內(nèi)壓，則不發(fā)生力，接觸壓力大于被密封介質(zhì)的內(nèi)壓，則不發(fā)生 泄漏，反之則發(fā)生泄漏。泄漏，反之則發(fā)生泄漏。 七、計(jì)算校核 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)部分的計(jì)算數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)部分的計(jì)算 圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 主要包括：材料選擇、精度及參數(shù)選擇、螺旋角選擇、齒寬系數(shù)確定、 計(jì)算齒輪各個(gè)直徑、中心距、齒輪寬度、齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)、校核彎 曲疲勞強(qiáng)度等等。 渦輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算渦輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算

10、 主要包括：渦輪蝸桿材料、硬度、頭數(shù)、齒數(shù)、螺旋升角、渦輪齒寬、 彎曲疲勞強(qiáng)度校核、效率計(jì)算、熱平衡計(jì)算等等。 工作臺(tái)設(shè)計(jì)舉例圖 臺(tái)面臺(tái)面 密封裝置密封裝置 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 底座底座 靜壓塊靜壓塊 設(shè)計(jì)一套供立式數(shù)控銑床使用的X-Y數(shù)控工作臺(tái)，主要參數(shù) 如下： 立銑刀最大直徑的d=15mm， 立銑刀齒數(shù)Z=3 最大銑削寬度ac=15mm 最大背吃刀量ap=8mm 加工材料為碳素鋼或有色金屬 X、Y方向的脈沖當(dāng)量 =0.01mm X、Z方向的定位精度均為0.04mm 工作臺(tái)面尺寸為250mm250mm 加工范圍為 300mm120mm 工作臺(tái)空載進(jìn)給最快移動(dòng)速度： Vxmax = Vymax

11、=1500mm/min， 工作臺(tái)進(jìn)給最快移動(dòng)速度: 加減速0.3s。 例題解析 maxymax 400mm / min xff VV xy 設(shè)計(jì)主要步驟 1 確定設(shè)計(jì)總方案 機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 機(jī)械傳動(dòng)部件的計(jì)算和選擇 工作臺(tái)外形尺寸及重量初步估算 計(jì)算切削力 滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算 滾珠絲杠傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算及校驗(yàn) 一、 確定設(shè)計(jì)總方案 1 1、機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇、機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇 1）絲杠螺母副的選擇 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)需要通過(guò)絲杠螺母副轉(zhuǎn) 換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，需要滿(mǎn)足初選0.01mm脈沖當(dāng)量，因 為定位精度0.04mm，對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)要有一定的精 度損失，大約是1/3-1/2的定位

12、精度，現(xiàn)取為1/2， 即是0.02mm和0.04mm的定位精度，滑動(dòng)絲杠副 無(wú)法做到，只有選用滾珠絲桿副才能達(dá)到要求，滾 珠絲桿副的傳動(dòng)精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、 壽命長(zhǎng)、效率高、預(yù)緊后可消除反向間隙。 同時(shí)選用內(nèi)循環(huán)的形式，因?yàn)檫@樣摩擦損 失小，傳動(dòng)效率高，徑向尺寸結(jié)構(gòu)緊湊，軸 向剛度高。 由于定位精度不高，故選擇的調(diào)隙方式是 墊片調(diào)隙方式，這種調(diào)隙方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛 性好，裝卸方便。 由于工作臺(tái)最快的移動(dòng)速度 Vxmax = Vymax =1500mm/min 所需的轉(zhuǎn)速不高，故可以采用一般的安裝方 法，即一端固定，一端游 動(dòng)的軸承配置形式。 2）、導(dǎo)軌副的選用 要設(shè)計(jì)數(shù)控銑床工作臺(tái)，需

13、要承受的載荷 不大，而且脈沖當(dāng)量小，定位精度高，因此 選用直線(xiàn)滾動(dòng)導(dǎo)軌副，它具有摩擦系數(shù)小， 不易爬行，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊，安裝預(yù) 緊方便等優(yōu)點(diǎn)。 3）、伺服電機(jī)的選用 選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為伺服電動(dòng)機(jī)后，可選開(kāi)環(huán)控 制，也可選閉環(huán)控制。任務(wù)書(shū)所給的精度對(duì)于步進(jìn) 電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)還是偏低，為了確保電動(dòng)機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程 中不受切削負(fù)載和電網(wǎng)的影響而失步，決定采用開(kāi) 環(huán)控制，任務(wù)書(shū)初選的脈沖當(dāng)量尚未達(dá)到 0.001mm，定位精度也未達(dá)到微米級(jí)，空載最快移 動(dòng)速度也只有1500mm/min,故本設(shè)計(jì)不必采用高檔 次的伺服電機(jī)，因此可以選用混合式步進(jìn)電機(jī)，以 降低成本，提高性?xún)r(jià)比。 4）、減速裝置的選用 選擇了步進(jìn)

14、電動(dòng)機(jī)和滾珠絲桿副以后，為了 圓整脈沖當(dāng)量，放大電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，降 低運(yùn)動(dòng)部件折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量，可能需要減速裝置，且應(yīng)有消間隙機(jī) 構(gòu)，如果要選用減速裝置，則應(yīng)選用無(wú)間隙 齒輪傳動(dòng)減速箱。 2、 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1）設(shè)計(jì)的X-Y工作臺(tái)準(zhǔn)備用在數(shù)控銑床上，其控制 系統(tǒng)應(yīng)該具有輪廓控制，兩坐標(biāo)直線(xiàn)插補(bǔ)與圓弧插 補(bǔ)的基本功能，所以控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成連續(xù)控制型。 2）對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，選用MCS-51 系列的8位單片機(jī)AT89S52作為控制系統(tǒng)的CPU， 能夠滿(mǎn)足任務(wù)書(shū)給定的相關(guān)指標(biāo)。 3）要設(shè)計(jì)一臺(tái)完整的控制系統(tǒng)，在選擇CPU之 后，還要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，I/O接口

15、電路，D/A轉(zhuǎn)換 電路，串行接口電路等。 4）選擇合適的驅(qū)動(dòng)電源，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)配套使用。 二 、機(jī)械傳動(dòng)部件的計(jì)算和選擇 1 1）工作臺(tái)外形尺寸及重量初步估算）工作臺(tái)外形尺寸及重量初步估算 根據(jù)給定的有效行程,估算X向和Y向工作臺(tái)承 載重量WX和WY。 XY工作臺(tái)如圖所示: X向拖板向拖板(上拖板上拖板)尺寸為尺寸為: 長(zhǎng)*寬*高=320*270*40 重量:按重量=體積*材料比重估算為: = N=270N Y向拖板向拖板(下拖板下拖板)尺寸為尺寸為: 長(zhǎng)*寬*高= 重量 = N=320N 上導(dǎo)軌(含電機(jī))估算重量為：240N 夾具及工件重量:150N X-Y工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)部分總重量為: 270N

16、+320N+240N+150N=800N 按照下導(dǎo)軌上面移動(dòng)部件的重量來(lái)進(jìn)行估算。包括工件、 夾具、工作平臺(tái)、上層電動(dòng)機(jī)、減速箱、滾珠絲杠副、直線(xiàn) 滾動(dòng)導(dǎo)軌副、導(dǎo)軌座等，估計(jì)重量約為800N。 x W 23 108 . 71040270320 40320320 Y W 23 108 . 71040320320 2） 計(jì)算切削力計(jì)算切削力 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，加工材料為碳素鋼或有色金屬及如下參數(shù)： 立銑刀 最大直徑的 d=15mm 立銑刀齒數(shù) Z=3 最大切削寬度 =15mm 最大背吃刀量 =8mm 設(shè)零件的加工方式為立式加工，采用硬質(zhì)合金銑刀，工件材 料為碳素鋼。d=15mm的硬質(zhì)合金立銑刀最大的切

17、削參數(shù)如 下： 每齒進(jìn)給量fz=0.1mm 銑刀轉(zhuǎn)速n=300r/min 立銑時(shí)切削力計(jì)算公式為： 代入上式得： e a p a 0.850.750.73 1.00.10 cezp 118afda nZF 0.850.750.731.00.10 c 118 150.11583003N 1229NF 采用立銑刀進(jìn)行圓柱銑削時(shí)，各銑削力之間的比值范圍如下： Ff/ Fc =(1.01.2) 取1.1 / Fc =(0.20.3) 取0.25 Fe/Fc=（0.350.4） 取0.38 考慮逆銑時(shí)受力最大的情況，為了安全考慮這種最危險(xiǎn)的情況。由此可 估算三個(gè)方向的銑削力分別為： （與絲杠軸線(xiàn)平行）

18、（與工作臺(tái)面垂直） （與絲杠軸線(xiàn)垂直） 考慮立銑，則工作臺(tái)受到垂直方向的銑削力，受到水平方向的銑削力分 別為Ff和Ffn 將水平方向較大的銑削力分配給工作臺(tái)的縱向，則縱向銑削力Fx，徑 向銑削力為Fy。 fn F NFF cf 13521.1 NFF ce 46838.0 NFF cfn 30725.0 xf FF1352N yfn FF307N NFF ez 468 3)滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、工作載荷的計(jì)算 工作載荷是影響導(dǎo)軌副壽命的重要因素，對(duì)于水 平布置的十字工作臺(tái)多采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承 形式?？紤]最不利的情況，即垂直于臺(tái)面的工作載 荷全部由一個(gè)滑塊承擔(dān)，則單滑塊

19、所承受的最大垂 直方向載荷為： 其中，移動(dòng)部件重量G=800N,外加載荷外加載荷 得最大工作載荷 max 4 G FF NFeF468 kNNF668.0668 max 2、小時(shí)額定工作壽命的計(jì)算 預(yù)期工作臺(tái)的工作壽命為5年，一年365天， 取工作時(shí)間為360天，每天工作8小時(shí)，因此 得到小時(shí)額定工作壽命 14400 h Lh 3、距離額定壽命計(jì)算 由公式 ，從而得到 式中： 為小時(shí)額定工作壽命。 n為移動(dòng)件每分鐘往復(fù)次數(shù)（46）取5 S為移動(dòng)件行程長(zhǎng)度，由加工范圍為 300mm120mm取330mm 代入數(shù)據(jù) 得：L=2851km . 3 10 260 h L L nS 3 260 10 h

20、 L nS L h L 4、額定動(dòng)載荷計(jì)算 由公式 從而得到： 式中：Ca為額定動(dòng)載荷 L為距離工作壽命，由上式可知為2851km F為滑塊的工作載荷，由上式可知為668N 代入數(shù)據(jù)得：Ca =5120N 3 6.25(/) a LCF 3 / 6.25 a CFL 5、產(chǎn)品選型 根據(jù)額定動(dòng)載荷，選擇滾動(dòng)導(dǎo)軌，查滾動(dòng)導(dǎo)軌生 產(chǎn)廠(chǎng)家，選用南京工藝裝備制造有限公司的 GGB16BA型，相關(guān)尺寸如下所示 可知其額定動(dòng)載荷可知其額定動(dòng)載荷C=6.07KN，大于，大于4580N，故可知滿(mǎn)足要求。，故可知滿(mǎn)足要求。 4)滾珠絲杠傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算及校驗(yàn) 1、最大工作載荷的計(jì)算 已知移動(dòng)部件總重量G=800N，按

21、滾動(dòng)導(dǎo)軌計(jì) 算，取顛覆力影響系數(shù)K=1.1，滾動(dòng)導(dǎo)軌上的 摩擦系數(shù)u=0.00250.005,現(xiàn)取u=0.005， 求得滾珠絲杠副的最大工作載荷： =1.11352+0.005(307+468+800) =1495N x FF(FF) eqyZ kuG 2、最大計(jì)算動(dòng)載荷的確定 設(shè)工作臺(tái)在承受最大銑削力時(shí)的最快進(jìn)給速度 v=400mm/min，初選絲杠導(dǎo)程P=5mm,則此時(shí)絲 杠轉(zhuǎn)速 =v/P=80r/min。 預(yù)計(jì)滾珠絲杠的工作5年,每年算360天，每天工作8 小時(shí)，由此得使用壽命為： T=53608=14400h， 公式得： = 其中 T使用壽命 14400 h N循環(huán)次數(shù) 滾珠絲杠的當(dāng)量

22、轉(zhuǎn)速 80r/min 求得： 69（ ） eq n 6 60 10 eq n T T 6 10N eq n 6 60 80 14400 10 T 6 10 r 3 69 1.3 1.0 1495 c C 受中等沖擊載荷取值范圍 ，現(xiàn) 取 ，滾道硬度為60HRC時(shí)，硬度影響系數(shù)取 值 ，由式 代入數(shù)據(jù)得： 7971N 3 cdheq CT f f F 1.21.5 d f 1.0 h f 1.3 d f 3、規(guī)格型號(hào)的初選 根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，查網(wǎng)上生產(chǎn)該型號(hào)的生產(chǎn)廠(chǎng)家的資料，選擇 濟(jì)寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的GDM系列2005-3型滾珠絲杠副，為內(nèi)循環(huán)固定反向 器雙螺

23、母墊片預(yù)緊式滾珠絲杠副，其公稱(chēng)直徑為20mm，導(dǎo)程為5mm，循環(huán)滾珠為3圈2系 列，精度等級(jí)取5級(jí)，螺母安裝尺寸L=80mm，額定動(dòng)載荷為9309N，大于最大計(jì)算動(dòng)載荷 Cc=7971,滿(mǎn)足要求。 名 稱(chēng) 符 號(hào)計(jì)算公式和結(jié)果 絲杠 滾道 公稱(chēng)直徑 d020 螺距P5 接觸角 鋼球直徑 dw3.175 螺紋滾道法面半徑 R 偏心距 e 螺紋升角 絲桿 絲杠外徑 d1 19.3 絲杠底徑 d216.2 螺桿接觸直徑 dz 絲杠螺 母 螺母螺紋外徑 D 螺母內(nèi)徑（內(nèi)循環(huán)） D120.14 45 0.521.651 w Rd 0.0449e arc4 33 h w P tg d cos17.75 z

24、wb d d d 0 2 223.212D deR 滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù) （單位mm） 4、傳動(dòng)效率的計(jì)算 將公稱(chēng)直徑d0=20mm,導(dǎo)程P=5mm,代入 =arctanP/(d0)，得絲杠螺旋升角 =433。將摩擦角=10，代入 =tan/tan(+),得傳動(dòng)效率=96.4%。 5、剛度的驗(yàn)算 X-Y工作臺(tái)上下兩層滾珠絲杠副的支承均采用“一 端 固定-一端游動(dòng)”的軸承配置形式。可知這種安 裝 適用于較高精度、中等載荷的絲杠，一端采用深溝 球軸承，一端采用一對(duì)背對(duì)背角接觸球軸承,這樣 能承受集中力。 絲杠螺母的剛度的驗(yàn)算可以用接觸量來(lái)校核。 a、滾珠絲杠滾道間的接觸變形量 根據(jù)公式 求得單圈滾珠數(shù)Z=20； 該型號(hào)絲杠為雙螺母，滾珠的圈數(shù)列數(shù)為32， 代入公式 Z圈數(shù)列數(shù)，得滾珠總數(shù)量 =120。 絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力 /3=498N。 查相關(guān)公式，得，滾珠與螺紋滾道間接觸變形 式中 Pa= = 因?yàn)榻z杠有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的1/3， 所以實(shí)際變形量可以減少一半，取=0.0007mm。 0 / W Zdd Z Z eq FyF 33 1 0.0013/ wy Pad F z 33 1 0.0013/ wy Pad F z 33 0.0013 1495/3.175 498 1200.0014 b)絲