立式數(shù)控銑床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書0目錄1.概述11.1 技術(shù)要求 . 11.2 總體設(shè)計(jì)方案 . 12.滾珠絲杠螺母副的選型和計(jì)算. 12.1 主切削力及其切削分力計(jì)算 . 12.2 導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 . 22.3 計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力 . 22.4 滾珠絲杠的動(dòng)載荷計(jì)算與直徑估算 . 33.工作臺(tái)部件的裝配圖設(shè)計(jì)74.滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗(yàn) . 74.1 滾珠絲桿螺母副臨界壓縮載荷的校驗(yàn) . 74.2 滾珠絲桿螺母副臨界轉(zhuǎn)速的校驗(yàn) . 74.3 滾珠絲桿螺母副額定壽命的校驗(yàn) . 85.計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度85.1 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算 . 85.2 滾珠絲杠螺母副扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算 .

2、 96. 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算 . 96.1 計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載慣量。 . 94)計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩 . 105)計(jì)算坐標(biāo)軸折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種所需力矩 . . 116)選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào) . 127. 確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí)和規(guī)格型號(hào) . 127.1 確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí) . 121滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào) . 138. 課程設(shè)計(jì)總結(jié) . 139.參考文獻(xiàn)13中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書18)概述1.1 技術(shù)要求工作臺(tái)、工件和夾具的總質(zhì)量 m=918kg，其中，工作臺(tái)的質(zhì)量 510kg；工作臺(tái)的最大行 程Lp=600 mm;工作臺(tái)快速移動(dòng)速度 18000mm

3、/min； 工作臺(tái)采用貼塑導(dǎo)軌， 導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦系數(shù) 為 0.15，靜摩擦系數(shù)為 0.12;工作臺(tái)的定位精度為 30 卩 m,重復(fù)定位精度為 15 卩 m；機(jī)床的 工作壽命為20000h (即工作時(shí)間為 10 年)。機(jī)床采用主軸伺服電動(dòng)機(jī)，額定功率為 5.5kw， 機(jī)床采用端面銑刀進(jìn)行強(qiáng)力切削，銑刀直徑 125mm,主軸轉(zhuǎn)速 310r/min。切削狀況如下：數(shù)控銑床的切削狀況切削方式進(jìn)給速度時(shí)間比例(%備注強(qiáng)力切削0.610主電動(dòng)機(jī)滿功率條件下切削一般切削0.830粗加工精加工切削150精加工快速進(jìn)給2010空載條件下工作臺(tái)快速進(jìn)給1.2 總體設(shè)計(jì)方案為了滿足以上技術(shù)要求，采取以下技術(shù)方案：1工

4、作臺(tái)工作面尺寸(寬度X長(zhǎng)度)確定為 400mmc 1200mm2工作臺(tái)導(dǎo)軌采用矩形導(dǎo)軌，在與之相配的動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)畫面上貼聚四氟乙烯導(dǎo)軌板。同 時(shí)采用斜鑲條消除導(dǎo)軌導(dǎo)向面的間隙，在背板上通過(guò)設(shè)計(jì)偏心輪結(jié)構(gòu)來(lái)消除導(dǎo)軌背面 與背板的間隙，并在與工作臺(tái)導(dǎo)軌相接觸的斜鑲條接觸面上和背板接觸面上貼膜。3對(duì)滾珠絲杠螺母副采用預(yù)緊，并對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行拉伸預(yù)。4采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。5采用膜片彈性聯(lián)軸器將伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠連接。9)滾珠絲杠螺母副的選型和計(jì)算2.1 主切削力及其切削分力計(jì)算(1) 計(jì)算主切削力 Fz。中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書2根據(jù)已知條件，采用端面銑刀在主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速下進(jìn)行強(qiáng)力切削(銑刀直徑D=125m

5、m)，3中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書主軸具有最大扭矩，并能傳遞主電動(dòng)機(jī)的全部功率，此時(shí)銑刀的切削速度為：（已知機(jī)床主電動(dòng)機(jī)的額定功率 Pm為 5.5kw，主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 n=310r/min。）根據(jù)公式得刀具的切削速度為：取機(jī)床的機(jī)械效率為：m0.8，則由式得主切削力：Fz -jmPE10308 55103N 2167.49N v2.03（2）計(jì)算各切削分力工作臺(tái)的縱向切削力、橫向切削力和垂向切削力分別為F10.4氏0.4 2167.49 867NFC0.95Fz0.95 2167.49 2059.12NFV0.55Fz0.55 2167.49 1192.12N2.2 導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算在切削狀態(tài)下坐標(biāo)

6、軸導(dǎo)軌摩擦力F 的計(jì)算可以查課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書：（1）根據(jù)式（2-8a）計(jì)算在切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力 F。此時(shí)導(dǎo)軌動(dòng)摩擦系數(shù)0.15，查表 2-3 得鑲條緊固力fg1500N，則F W fgFvFc0.15 9000 1500 2059.12 1192.12 N2060.69N（2）按式（2-9a）計(jì)算在不切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力F和 F。F0F0W fg0.15 9000 1500 1575NF00（W fg） 0.12（9000 1500）1260 N2.3 計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力（1）按式（2-10a）計(jì)算最大軸向負(fù)載力FamaxFa maxF1 F （8672062.69） N 29

7、29.69 N（2） 按式（2-11a）計(jì)算最小軸向負(fù)載力FminDn603.14 125 1060310,m/ s2.03m/ s中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書42.4 滾珠絲杠的動(dòng)載荷計(jì)算與直徑估算 1）確定滾珠絲杠的導(dǎo)程根據(jù)已知條件取電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速nmax1800r/min得:2）計(jì)算滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速和平均載荷（1）各種切削方式下滾珠絲杠的軸向載荷。強(qiáng)力切削時(shí)的軸向載荷定為最大軸向載荷，快速移動(dòng)和鉆鏜定位時(shí)的軸向載荷定為最小 軸向載荷。一般切削（粗加工）和精細(xì)切削（精加工）時(shí)，滾珠絲杠螺母副的軸向載荷分別 可按下式計(jì)算：并將計(jì)算結(jié)果填入表 2表 2 數(shù)控銃床滾珠絲杠的計(jì)算切削方式軸向載

8、荷/N進(jìn)給速度/（m/mi n）時(shí)間比例/（%）備注強(qiáng)力切削2929.69v10.610F1Famax一般切削（粗加工）2160.94v20.830F2Famin20%Famax精細(xì)切削（精加工）1721.48V3150F3Fa min5%Famax快移和鏜鉆加工1575V4Vm ax10F4Fa max（2）計(jì)算滾珠絲杠螺母副在各種切削方式下的轉(zhuǎn)速niminFo1575NL0Vmaxinmax18000-mm 10mm1 180020%Fa max, F3Famin5% FaminFamin中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書5(1)按式(2-17)計(jì)算滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速nmq1q2qnnmmr)2

9、nm100100100(匹603080-50100101500)r/min 230r/min100100100100(2)按式(2-18)計(jì)算滾珠絲杠螺母副的平均載荷Fm精度等級(jí)為 2 級(jí)，查表 2-29 得精度系數(shù)fa=1,查表 2-30 得可靠性系數(shù)fc=0.44，則由式(2-19)Cam二 &60nmLh100fafc1757.15 1.333801.49N100 1 0.44所以可按式(2-21)估算最大軸向載荷。查表 2-31得預(yù)加載荷系數(shù)fe=4.5，則(3) 確定滾珠絲杠預(yù)期的額定動(dòng)載荷 Cam。匚103r/min10V0.8 / .可r/minL01010V13r /m

10、in1-010103V15/ .亍r/minniVi0.6L)10 1060r / min80r / min100r/min1500r/minFm33n1q1500F3n22 nm3nnqnF -nnm10032929-3爲(wèi)10021694380301 721.4831 00501 57531 5001 0N2301002301002301001757.15N3)確定滾珠絲杠預(yù)期的額定動(dòng)載荷Cam(1)按預(yù)定工作時(shí)間估算。查表2-28 得載荷性質(zhì)系數(shù)fw=1.3。已知初步選擇的滾珠絲杠的360 230 20000(2)因?qū)L珠絲杠螺母副將實(shí)施預(yù)緊,Camfe?Famax4.5 2929.69N

11、13183.61N中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書6取以上兩種結(jié)果的最大值，Cam= 33801.49 N3按精度要求確定允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑d2m（1）根據(jù)定位精度和重復(fù)定位精度的要求估算允許的滾珠絲杠的最大軸向變形。已知工作臺(tái)的定位精度為 30 m,重復(fù)定位精度為 15 m，根據(jù)式（2-23 ）、式（2-24） 以及定位精度和重復(fù)定位精度的要求，得max仁(- )15 m =( 510)m321)1max 2(-)30 m =( 67.5) m54取上述計(jì)算結(jié)果的較小值，即max=5 m（2）估算允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑d2m。本機(jī)床工作臺(tái)（X 軸）滾珠絲杠螺母副的安裝方式擬采用兩端固定

12、方式。滾珠絲杠螺母副的兩個(gè)固定支承之間的距離為L(zhǎng) 二行程+安全行程+2X余程+螺母長(zhǎng)度+支承長(zhǎng)度（1.21.4 ）行程 + （2530）Lo取 L= 1.4X行程 +3OLo（ 1.4X600+30X10） mmF 1140mm又F0=1260N 由式（2-26）得FL1260 1140d2m0.03900.039-mm 20.9mm2mmax55） 初步確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào)根據(jù)計(jì)算所得的L0、Cam、d2m，初步選擇 FFZD 型內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲杠螺母 副FFZD4010-5（見(jiàn)本書附錄 A 表 A-3），其公稱直徑d。、基本導(dǎo)程L。、額定動(dòng)載荷Ca和絲杠 直徑d2如下：d

13、0=40mmL0=10mmCa=46500NCam=33801.49Nd2=34.3mnd2m=20.9mm故滿足式（2-27 ）的要求。6） 由式（2-29）確定滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力FP11FP=Fmax2929.69N= 976.56N337） 計(jì)算滾珠絲杠螺母副的目標(biāo)行程補(bǔ)償值與預(yù)緊拉力中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書7（1）按式（2-31）計(jì)算目標(biāo)行程補(bǔ)償值t。已知溫度變化值厶 t=2C，絲杠的膨脹系數(shù)a=11 106m/C，滾珠絲杠螺母副的有效行程8中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書Lu二工作臺(tái)行程+安全行程+2X余程+螺母長(zhǎng)度=(600+100+2X20+146)mmr 886mm故t= tLux10

14、-6= 11X2X886xl0-6mm= 0.02mm(2) 按式(2-32)計(jì)算滾珠絲杠的預(yù)拉伸力Ft。已知滾珠絲杠螺紋底徑d2=34.3mm 滾珠絲杠的溫升變化值厶 t=2C,則Ft=1.81 td21.81 2 34.32N 4258.89N(1) 確定滾珠絲杠螺母副支承用軸承的規(guī)格型號(hào)按式(2-33 )計(jì)算軸承所承受的最大軸向載荷FBmaxo11FBmaxFtFamax4258.592929.69 5723.44N2211FBPFBmax 5723.441907.81N33計(jì)算軸承的當(dāng)量軸向載荷 FBamoFBamFBPFm1907.81 1757.15 3664.95N已知軸承的工作

15、轉(zhuǎn)速 n=nm=230r/min,軸承所承受的當(dāng)量軸向載荷 FBam=3664.95N,軸承的基本額定壽命 L=20000ho 軸承的徑向載荷 Fr和軸向載荷Fa分別為FrFBamcos603664.95 0.51832.48NFaFBamsin6003664.95 0.87 3188.5N因?yàn)?188.51.742.17，所以查表 2-25 得，徑向系數(shù) X=1.9，軸向系數(shù) Y=0.54,Fr1832.48故P XFrYFa1.9 1832.480.54 3188.515203.51Nrap _ 5203 51_C 360nLh360 230 2000033879N100 100(3) 確

16、定軸承的規(guī)格型號(hào)。因?yàn)闈L珠絲杠螺母副擬采取預(yù)拉伸措施，所以選用60角接觸球軸承組背對(duì)背安裝，以組成滾珠絲杠兩端固定的支承形式。由于滾珠絲杠的螺紋底徑d2為 34.3mm 所以選擇軸承的(1)(2)計(jì)算軸承的預(yù)緊力FBPo(3)(4) 按式(2-15)計(jì)算軸承的基本額定動(dòng)載荷 Co9內(nèi)徑 d 為 30mm 以滿足滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的需要。10中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書在滾珠絲杠的兩個(gè)固定端均選擇國(guó)產(chǎn) 60角接觸球軸承兩件一組背對(duì)背安裝，組成滾珠 絲杠的兩端固定支承方式。軸承的型號(hào)為760306TNI/P4DFB 尺寸（內(nèi)徑X外徑X寬度）為30m 材 72mX19mm 選用脂潤(rùn)滑。該軸承的預(yù)載荷能力 FBP

17、為 2900N,大于計(jì)算所得的軸承預(yù) 緊力FBP=1939.62N。并在脂潤(rùn)滑狀態(tài)下的極限轉(zhuǎn)速為1900r/min，高于滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速nmax=2000r/min，故滿足要求。該軸承的額定動(dòng)載荷為C=34500N,而該軸承在 20000h 工作 總壽命下的基本額定動(dòng)載荷 C=34395N 也滿足要求。10)工作臺(tái)部件的裝配圖設(shè)計(jì)將以上計(jì)算結(jié)果用于工作臺(tái)部件的裝配圖設(shè)計(jì)。11)滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗(yàn)4.1 滾珠絲桿螺母副臨界壓縮載荷的校驗(yàn)工作臺(tái)的滾珠絲桿支承方式采用預(yù)拉伸結(jié)構(gòu)，絲杠始終受拉而不受壓。因此，不存在壓 桿不穩(wěn)定問(wèn)題。4.2 滾珠絲桿螺母副臨界轉(zhuǎn)速 nc的校驗(yàn)根據(jù)圖可得滾珠絲

18、桿螺母副臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算長(zhǎng)度L2=837.5mm。已知彈性模量1E=2.1 105MPa 材料密度7.8 105N/mm3，重力加速度 9.8，安全系數(shù) 匚=0.8。由表g2-44 查得 4.73滾珠絲桿的最小慣性矩為43 14444I d234.34mm467909mm46464滾珠絲桿的最小截面積為23 14222Ad234.3 mm 923.54mm44故可由公式得:11nc2602K1 22 L：AEI0.860 4.7322.1 10567909 9.8 1032 3.14 837.H，7.8 10-5923.54r/mi n=10738.5r/min中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書12本工作臺(tái)

19、滾珠絲桿螺母副的最高轉(zhuǎn)速為1800r/min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其臨界轉(zhuǎn)速，故滿足要求4.3 滾珠絲桿螺母副額定壽命的校驗(yàn)滾珠絲桿螺母副的壽命，主要是指疲勞壽命。它是指一批尺寸、規(guī)格、精度相同的滾珠 絲杠在相同的條件下回轉(zhuǎn)時(shí)，其中 90%不發(fā)生疲勞剝落的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)速。查附錄 A 表 A-3 得滾珠絲桿額定動(dòng)載荷Ca46500 N,運(yùn)轉(zhuǎn)條件系數(shù)fw1.2，滾珠絲桿的動(dòng)載荷FaFmax2929.69汕滾珠絲桿螺母副轉(zhuǎn)速 n=nmax2000r/min一般來(lái)講，在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床時(shí)，應(yīng)該保證滾珠絲桿螺母副的總時(shí)間壽命Lh20000h，姑滿足要求。12)計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度5.1 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算計(jì)算

20、滾珠絲桿的拉壓剛度 KS。本工作臺(tái)的絲杠支承方式為兩端固定，當(dāng)滾珠絲杠的螺母中心位于滾珠絲桿兩支承的中心位置(a=L/2，L=1075mm 時(shí)，滾珠絲桿螺母副具有最小拉壓剛度Ksmin，計(jì)算為：2 2Ksmin6.6 102吐6.6 10234丄N/ mL1075當(dāng) a=LY=837.5mm 或 a=LJ=237.5mm 時(shí)(即滾珠絲桿的螺母副中心位于行程的兩端位置時(shí))，滾珠絲桿螺母副具有最大拉壓剛度Ksmax計(jì)算得：Ksmax6.6 102基 6.6 102343 1075N/ m 1049.14N/ m4LJ(L-LJ)4 237.5 (1075-237.5)計(jì)算滾珠絲杠螺母副支撐軸承的剛

21、度Kbo已知軸承的接觸角？=60，滾動(dòng)體直徑 dQ=7.144mm 滾動(dòng)體個(gè)數(shù) Z=17,軸承的最大軸向即:106r2.31 109rLhL60n2.31 109h60 180021389h722.31N/ mL46500)32929.69 1.2)中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書13工作載荷 FBmax= 5723.44N,由表 2-45，表 2-46 得Kb= 4X2.34X3dQZ2FBmaxSin5=4X2.34X37.144 1 725723.44 sin5600N / m 1677.49N(3) 計(jì)算滾珠與滾道的接觸剛度 Kc。查附錄A表A3得滾珠與滾道的接觸剛度 K=1585N/um 額定

22、動(dòng)載荷 Ca=46500N,滾珠絲杠上所承受的最大軸向載荷 Famax=2929.69N,故由式（2-46）得F -2929 69-Kc=K（皿）3=1585X（2929.69）3N/um=1358.79N/um 0.1Ca0.1 46500（4）計(jì)算進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合拉壓剛度 Ko由式（2-47a）得進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的最大值為11 1 1 1 1KsmaxKbKc1049.141677.491358.79故 Kmax=440.53N/ 卩 m由式(2-47b)得進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的最小值為1 111 1 1KminKsmin心722.311677.49故 Kmin=370.

23、37N/ 卩 m 5.2 滾珠絲杠螺母副扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算由圖 4-1 可知，扭矩作用點(diǎn)之間的距離 L2= 945.5 mm。已知剪切模量 G=8.1 104M pa,滾珠絲杠的底徑 d2=34.3 103m。由式（2-48）得13)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算6.1 計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載慣量。0.0023max0.00271358.79d：G32L2=11635.35N?m/rad中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書14計(jì)算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)到慣量 Jr=7.8 103kg/cm3,由式(2-63)得:221.43kg.cm計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(4)加在電動(dòng)機(jī)軸上總的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jd的計(jì)算2 2Jd= JR+JL+

24、J0=(21.43+11.62+23.28)kg ?cm=56.33kg ?cm6.2 計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩 (1)計(jì)算切削負(fù)載力矩 Tc已知在切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸的軸向負(fù)載力Fa=Fmax=2929.69N,電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動(dòng)的距離 L=10mm=0.01m 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率n=0.90，由式(2-54)得FaL =2929.69 0.012)2 3.14 0.90計(jì)算摩擦負(fù)載力矩 T已知在不切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸的軸向負(fù)載力(即為空載時(shí)的導(dǎo)軌摩擦力)F=1575N 由式/ rx r- r- /曰-i-F0L1575 0.01和。/-) )-JChC(2-55 )得

25、T =N?m=2.79N?m22 3.14 0.90計(jì)算由滾珠絲杠得預(yù)緊而產(chǎn)生的附加負(fù)載力矩Tf。已知滾珠絲杠的密度Jr32jiD；Ljn0.78 103D；Ljj 10.78 103(2 348.9 44100.9 2.545.2)kg.cm2J0= 0.78103D4L =0.78103(6.64-34)8.2kg/cm3=11.62kg/cm折算到電動(dòng)機(jī)軸上的移動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL的計(jì)算 已知機(jī)床執(zhí)行部件(即工作臺(tái)、工件和夾具)的總質(zhì)量 床執(zhí)行部件在軸向移動(dòng)的距離 L=1cm 則由式(2-65)得m=918kg 電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)JL2Lm -2918 (12 3.14)kg.cm222

26、3.28kg .cmN ?m=5.18N?m中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書15已知滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力 Fp=976.56N,滾珠絲杠螺母副的基本導(dǎo)程 L0=10mm=0.01m,m中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書16(2)計(jì)算階躍加速力矩。計(jì)算坐標(biāo)軸所需的折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種力矩。按式(2-61)計(jì)算線性加速時(shí)空載啟動(dòng)力矩 TqTqTa1(TuTf)(14.12 2.79 0.2)N.m17.11N.m按式(2-61)計(jì)算線性加速時(shí)空載啟動(dòng)力矩 Tq匸 Tap(TuTf) (44.59 2.79 0.2) N.m 47.58N.m滾珠絲杠螺母副的效率0=0.94 ,由式(2-56 )得Tf=F10眥56O

27、01(122 3.14 0.9020.94 )N.m 0.2N.m6.3 計(jì)算坐標(biāo)軸折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種所需力矩(1)計(jì)算線性加速度力矩 Ta1。已知機(jī)床執(zhí)行部件以最快速度運(yùn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速nmax=1800r/min，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jm=62kg?cm2，坐標(biāo)軸的負(fù)載慣量Jd=56.33kg?cm2，進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置環(huán)增益3ks=20Hz，加速時(shí)間ta= = s=0.15s，由式(2-58)得20ksTa12 nmax60 980ta3.14 1800JmJd1 eksta60 980 0.15144.072kgf.cm(62 56.33) (120 0.15、|e)kgf .c

28、m14.12N.m已知加速時(shí)間ta丄ks20S 005S，由式(2-59 )得2 nmax|JmJdTap60 980ta2 3.14 180060 980 0.15454.97kgf .cm(62 56.33)kgf.cm44.59N .m中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書17按式(2-57a)計(jì)算快進(jìn)力矩 TKJTKJ(TuTf)(2.790.2)N.m2.99N.m按式(2-57a)計(jì)算工進(jìn)力矩 TGJTGJ(TCTf)(5.180.2)N.m5.38N.m6.4 選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)根據(jù)以上計(jì)算和表 2-14， 選擇日本 FANU(公司生產(chǎn)的 a12/3000i 型交流伺服電機(jī)為驅(qū)動(dòng) 電機(jī)。主要技術(shù)參數(shù)如下：額定功率，3kW,最高轉(zhuǎn)速,3000r/min，額定力矩，12N.m,轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量，62kg.cm2,質(zhì)量,18kg。交流伺服電動(dòng)機(jī)的加速力矩一般為額定力矩的510 倍。若按 5 倍計(jì)算，則該電動(dòng)機(jī)的加速力矩為 60N.m 均大于本機(jī)床工作臺(tái)的線性加速時(shí)所需的空載啟動(dòng)力矩Tq17.11N.m以及階躍加速時(shí)所需的空載啟動(dòng)力矩 Tq47.58N.m，因此，