工作臺和滾珠絲杠的計算

1、工作臺的組成零件工作臺的簡介工作臺采用優(yōu)質(zhì)冷扎板精工制作而成，堅固的工作桌框架，牢固平穩(wěn)，可使工作桌承重1000kg;多種工作桌面選擇，可配合不工使用的要求；工具吊柜（箱）,側(cè)柜（箱）,外形美觀；層板，抽屜質(zhì)量上乘，承重大，抽屜內(nèi)可根據(jù)需要任意分隔；節(jié)約空間，適用性強。適用范圍 工作臺適合于模具、鉗工、檢測、維修、組裝等各種不同應用場合，具有良好的耐腐蝕性，耐臟性，抗沖擊性和承重能力強。 工作臺分類工作臺分類v根據(jù)臺面的不同分為：櫸木工作臺、鋼板合成工作臺、防靜電工作臺、高分子工作臺；v根據(jù)承重的不同分為：輕型工作臺、中型工作臺、承重型工作臺；v根據(jù)功能的不同分為：多功能工作臺、工作臺、帶吊柜

2、工作臺等等。櫸木面鉗工作臺 不銹鋼工作臺防靜電電子工作臺輕型工作臺綜合工作臺工作臺工作臺常用工作臺形式常用工作臺形式分度工作臺分度工作臺回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)工作臺交換工作臺交換工作臺插銷式插銷式齒盤式齒盤式開環(huán)控制式開環(huán)控制式閉環(huán)控制式閉環(huán)控制式根據(jù)數(shù)控指今實現(xiàn)分度運動根據(jù)數(shù)控指今實現(xiàn)分度運動實現(xiàn)繞實現(xiàn)繞X、Y、Z軸作圓周進給運動軸作圓周進給運動實現(xiàn)分度運動實現(xiàn)分度運動實現(xiàn)零件交換實現(xiàn)零件交換插銷式分度工作臺插銷式分度工作臺組成及工作原理：組成及工作原理：松開工作臺松開工作臺工作臺上升工作臺上升回轉(zhuǎn)分度回轉(zhuǎn)分度下降及定位下降及定位工作臺夾緊工作臺夾緊特點及應用：特點及應用：結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，可分度

3、的角度少，精度低，用于結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，可分度的角度少，精度低，用于精度要求不高的場合精度要求不高的場合定位銷式分度工作臺的結(jié)構(gòu)l分度工作臺2錐套3螺釘4支座5消隙液壓缸6定位孔襯套7定位銷8鎖緊液壓缸9大齒輪10長方形工作臺11活塞12彈簧13油槽14、19、20軸承15螺栓16活塞17中央液壓缸18油管21底座22擋塊齒盤式分度工作臺齒盤式分度工作臺組成及工作原理：組成及工作原理：特點及應用：特點及應用：工作臺上升工作臺上升回轉(zhuǎn)分度回轉(zhuǎn)分度工作臺定位與夾緊工作臺定位與夾緊可分度的角度多，定位精度高具有良好的反向自鎖性，可分度的角度多，定位精度高具有良好的反向自鎖性，應用廣泛。應用廣泛。齒

4、盤式分度工作臺1螺旋彈簧2、10、11軸承3蝸桿4蝸輪5、6減速齒輪7管道8活塞9分度工作臺12液壓缸13、 14分度齒盤開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺數(shù)控信號數(shù)控信號步進電機步進電機傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)工作臺工作臺（脈沖數(shù)量）（脈沖數(shù)量）轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動角度傳動機構(gòu)的精度很重要傳動機構(gòu)的精度很重要組成及工作原理組成及工作原理工作臺松開工作臺松開工作臺回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)工作臺夾緊工作臺夾緊開環(huán)式回轉(zhuǎn)工作臺1偏心環(huán)2、6齒輪3電動機4蝸桿5墊圈7調(diào)整環(huán)8、10微動開關(guān)9、11擋塊12、13軸承14液壓缸15蝸輪16柱塞17鋼球18、19夾緊瓦20彈簧21底座22圓錐滾子軸承23調(diào)整套2

5、4支座閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺數(shù)控信號數(shù)控信號步進電機步進電機傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)工作臺工作臺（脈沖數(shù)量）（脈沖數(shù)量）轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動角度數(shù)控信號數(shù)控信號伺服電機伺服電機傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)工作臺工作臺（脈沖數(shù)量）（脈沖數(shù)量）轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動角度數(shù)控數(shù)控裝置裝置位置信號位置信號速度信號速度信號閉環(huán)式數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺交換工作臺交換工作臺兩個工作臺功能完全一樣，工作中可輪流使用兩個工作臺功能完全一樣，工作中可輪流使用減少輔助時間，提高機床的使用率。減少輔助時間，提高機床的使用率。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺數(shù)控風度頭數(shù)控風度頭數(shù)控分度頭 項項目六目六工作臺的

6、選型及計算步驟 工作臺的設計步驟：工作臺的設計步驟：導軌副的選擇絲杠螺母副的選用滾珠絲杠螺母副的選型確定齒輪傳動比步進電機的選用 例題： 設計一個數(shù)控X-Y工作臺。該工作臺可用于銑床上坐標孔的加工和臘摸、塑料、鋁合金零件的二維曲線加工，重復定位精度為0.01mm，定位精度為0.02mm。 設計主要技術(shù)要求如下： 臺面尺寸 長寬400mm250mm；工作臺行程為：X=300mm，Y=150mm；脈沖當量：X 、Y都是0.01 mm；X /Y最高工作進給速度為300 mm /min；X /Y最高空載進給速度為700 mm /min；X/Y/Z向切削負載為：2000/2000/1000N（力不用計算

7、）；工件最大重量（包括夾頭）為：150KG；工作壽命為每天8小時，連續(xù)工作5年，250天/年。進給機械系統(tǒng)均采用滾動（珠）絲杠副和滾動（珠）導軌副；所設計的工作臺應結(jié)構(gòu)合理、設計參數(shù)與上述要求符合；設計裝配圖應表達正確，完整，技術(shù)標注規(guī)范、全面；帶動工作臺運動帶動工作臺運動,其總體框圖如下其總體框圖如下: 工作臺草圖一一 導軌副的選用導軌副的選用 導軌是數(shù)控機床的重要部件之一，它在很大程度上決定數(shù)控機床的剛度，精度與精度保持性。目前的數(shù)控機床采用導軌形式的主要有：滑動導軌，滾動導軌，靜壓導軌三類。 要設計的X-Y工作臺X/Y/Z向切削負載為2000/2000/1500，需要承受的載荷不是很大，

8、脈沖當量為0.01 mm、定位精度高，因此，決定選用直線滾動導軌副，它具有摩擦系數(shù)小、不易爬行、傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝預緊方便等優(yōu)點。 導軌上移動部件重量估算：包括進給工作臺夾具、上電動機、上導軌滑塊、導軌座上層絲杠，由設計參數(shù)，可估計重量為4000N。 滑塊承受的最大載荷為Fmax4000N/41000N查表選用HJG-DA滾動直線系列DA30A，其額定功載荷為25.7kN，選用導軌長度700mm。（如下表）（1）導軌額定壽命計算）導軌額定壽命計算上述選取的HJG-DA滾動直線系列DA30A導軌副的滾道硬度為60HRC，工作溫度不超過100C每根導軌上配有上配有兩個滑塊，精度為4級，工作

9、速度較低，載荷不大。查表得fh1.0 ; 溫度系數(shù)ft1.00 ; fc=0.81,fa0.9，fw=1.5，得距離壽命： L=fh*ft*fc*fa*Ca/(fw*PC)3*50=7*106L 額定壽命 fa精度系數(shù)PC 計算載荷 fw載荷系數(shù)ft 溫度系數(shù) fh硬度系數(shù)fc接觸系數(shù) 大于所期望的壽命距離，故滿足要求。（2）滾動導軌預緊方式的確定：）滾動導軌預緊方式的確定： 滾動導軌經(jīng)過預緊，可以顯著的提高其剛度，通常經(jīng)過預緊的導輪的剛度可以比沒有預緊的高三倍左右，因此，對于顛覆力炬較大，或要求接觸剛度或移動精度叫高的導軌均勻進行預緊。但預緊力應適當，預緊力過大會使牽引力顯著增加。 常用的預

10、緊方法有兩種：采用過盈配合或采用調(diào)整元件，此處采用過盈配合。 二二 絲杠螺母副的選用絲杠螺母副的選用 伺服電動機的旋轉(zhuǎn)運動需要通過螺母副轉(zhuǎn)換成直線運動，要滿足0. 01mm的脈沖當量和0.05的定位精度，選用滾珠絲杠副。滾珠絲杠副的傳功精度高、動態(tài)響應快、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、效率高預緊后可消除反向間隙。（1）、計算進給引力）、計算進給引力 滾珠絲杠上的工作載荷為進給引力，移動體重力和作用在導軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。 由于選擇的導軌要求結(jié)構(gòu)緊湊，間隙調(diào)整方便，摩損小，有良好的精度保持性且運動平穩(wěn)，故選擇直線滾動導軌，為了使導軌能承受一定的顛覆力矩，所以選擇燕尾導軌的實驗公式進行計算： X/

11、Y/Z向切削負載為2000/2000/1000N =2000N =2000N =1000N 由所得數(shù)據(jù)代入公式有：1.420000.003 (1000220004000)2827mFN （2）.計算最大動負載計算最大動負載C及主要尺寸初選及主要尺寸初選 初選L0為6mm,選用滾珠絲杠的直徑d0時，必須保證在一定軸向負載作用下，絲杠在回轉(zhuǎn)100萬轉(zhuǎn)后，在它的滾道上不產(chǎn)生點蝕現(xiàn)象，這個軸向負載的最大值即稱為該滾珠絲杠能承受的最大負載C， L：使用壽命，以轉(zhuǎn)為單位v：最大切削力條件下的進給速度（m/min） 以知參數(shù) v=300mm/min=0.3mm/minL0：絲杠導程T：機床使用壽命 由參數(shù)每

12、天8小時 5年 250天/年 得T=10000hfw：運轉(zhuǎn)系數(shù) （此處選的值為1.2） 可用公式為：mmFfLC366010nTL01 0 0 0vnL n:絲杠轉(zhuǎn)速，用下式：0100010000.350/ min6vnrL666 05 01 0 0 0 03 01 01 0Lr330 1.2 282710516CN 三、三、 滾珠絲杠螺母副的選型：滾珠絲杠螺母副的選型： 由指導書可知，采用WL4006外循環(huán)紋調(diào)整預緊的雙螺母滾珠絲杠，1列2.5圈,其額定動負載為16400N,精度等級選3級.表2-1 滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù) （1）、傳動效率計算）、傳動效率計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率為 )(tgtg 螺旋升角 摩擦角度取 10滾動摩擦系數(shù)為0.0030.0042 440.94(2 44 10)tgtg （2）、剛