橫縱向進給機構(gòu)的設計要點

1、三、橫縱向進給機構(gòu)設計1縱向進給機構(gòu)的設計縱向進給機構(gòu)的改造：拆去原機床的溜板箱、光桿與絲杠以及安裝裝置，縱向驅(qū)動的步進電機及減速箱安裝在車床的床尾，并不占絲杠的空間由于采用了滾珠絲杠可提高系統(tǒng)的精度和縱向進給的剛度。1縱向進給系統(tǒng)設計參數(shù)已知參數(shù) 縱向脈沖當量/脈沖。縱向最高進給速度。CA6140車床工作臺質(zhì)量W根據(jù)圖形尺寸忽略計算W=20kg.縱向進給切削切削力Fy的確定有參考文獻查得式中：進給系統(tǒng)所需電機功率；主動傳動電機的功率;已知Pa為7.5kw，取比例系數(shù)為4%，則 式中：進給系統(tǒng)效率，其范圍為0.150.20，??；進給速度查得，取得出為安全起見，取安全系數(shù)為1.5則。2滾珠絲杠副

2、的設計滾珠絲杠副已經(jīng)標準化。因此滾珠絲杠副的設計歸結(jié)為滾珠絲杠副型號的選擇。一般情況下設計滾珠絲杠時，絲杠的長度（或螺母的有效行程），絲杠的轉(zhuǎn)速（或平均轉(zhuǎn)速），滾道的硬度及絲杠運轉(zhuǎn)的情況。滾珠絲杠副的計算1 滾珠絲杠的最大動負載壽命值： 其中 取工件直徑D=80mm，得： 最大動負載： 得：運轉(zhuǎn)系數(shù)硬度系數(shù)，則： 根據(jù)最大動負載Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號。得此最大動負載下絲杠型號為FFB5006內(nèi)循環(huán)浮動反相器單螺母變位導程預緊。滾珠絲杠直徑選擇50mm，其額定動載荷是15KN，所以其結(jié)構(gòu)強度足夠。2.支撐方式選用“單推單推”的支撐方式。臨界轉(zhuǎn)速的校核絲杠的名義直徑。支撐為“固定固定”支撐長

3、度L=1788mm.L與n的交點線在左側(cè)，所以安全。3.效率計算式中：螺紋的螺旋升角，可查參考文獻，取 摩擦角，所以，則4.剛度計算 滾珠絲杠受工作負載P引起的導程變化量：式中：滾珠絲杠的截面積則 滾珠絲杠受扭矩引起的導程的變化量小，可以忽略，即：，所以差參考文獻知E級精度絲杠允許的螺距誤差（1m長）為，故強度足夠。由于選用滾珠絲杠的直徑為50mm，支撐方式“單推帶推”，所以穩(wěn)定性完全可以保證。齒輪的設計齒輪的初選 傳動比： 式中：步進電機的步距角，選，計算出i=5，因此可以一級傳動。大小齒輪均采用鋼調(diào)質(zhì)，選小齒輪硬度為，大齒輪硬度為，精度選六級，模數(shù)m=2,齒數(shù)，則 齒輪的疲勞強度校核彎曲疲

4、勞強度校核公式為式中：為載荷作用于齒頂?shù)膽πＵ禂?shù)； 為齒形系數(shù)； 為載荷系數(shù)； 為圓周力 彎曲疲勞許用應力。載荷系數(shù)K：則齒輪1彎曲疲勞強度校核 圓周力計算 所以 得 齒輪1則 彎曲疲勞許用力計算：差參考文獻得。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，根據(jù)以上結(jié)果得，所以齒輪1滿足彎曲疲勞強度。齒輪2彎曲疲勞強度校核 圓周力計算： 所以 齒輪2， 則 彎曲疲勞許用力計算： 查參考文獻得。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，根據(jù)以上結(jié)果得，所以齒輪2滿足彎曲疲勞強度。齒面接觸疲勞強度校核齒輪1齒面疲勞強度計算齒面接觸疲勞強度校核公式為：式中：輪齒在節(jié)點嚙合時，兩齒輪齒數(shù)的比值；區(qū)域系數(shù)；彈性影響系數(shù)；載荷系

5、數(shù)K：得，則得，標準知齒輪時，所以 計算齒輪1接觸疲勞許用應力：。取安全系數(shù)S=1，所以滿足接觸疲勞強度。齒輪1的齒面疲勞強度計算查參考文獻得，標準知齒輪時，所以 計算齒輪2接觸疲勞許用應力：查參考文獻12得，取安全系數(shù)S=1，所以滿足接觸疲勞強度。步進電機的確定步進電機步距角的選擇 轉(zhuǎn)動慣量的計算慣量對運動特性有很大的影響，對加速能力、加速時驅(qū)動力矩及動態(tài)的快速反應有直接關(guān)系，因此核算轉(zhuǎn)動慣量很有必要。工作臺質(zhì)量折算到電機上的轉(zhuǎn)動慣量： 絲杠轉(zhuǎn)動慣量：其中L為螺紋長度： 則 齒輪的轉(zhuǎn)動慣量：由于電機的轉(zhuǎn)動慣量很小，所以可以忽略。因此，總的轉(zhuǎn)動慣量： 所需轉(zhuǎn)動力矩計算1. 快速空載啟動時所需力

6、矩 最大切削負載時所需的力矩 快速進給時所需力矩式中：空載啟動時折算到電機軸時的加速度力矩；折算到電機軸時的摩擦力矩；由于絲杠預緊所引起，折算到電機軸時的附加摩擦力矩；切削時折算到電機軸上的加速度力矩；折算到電機軸上的切削負載力矩；當時，則 當時，當時，當時，預加載荷則所以快速空載啟動所需的力矩：切削時所需要力矩：快速進給時所需的力矩：由以上計算可知：所需最大力矩發(fā)生在快速啟動時，步進電機最高的工作頻率啟動頻率步進電機通常是帶負載啟動運行，而步進電機有空載啟動頻率參數(shù)，步進電機的負載頻率有經(jīng)驗公式進行估算，也可以按估算。經(jīng)綜合考慮來選擇步進電機若不合要求，還可以采取升降速環(huán)節(jié)加以解決。綜合考慮

7、，選用130BF001型直流步進電機，能滿足使用要求。2橫向進給機構(gòu)的設計橫向進給機構(gòu)的改造：由于原橫向進給絲杠的空間有限，一種方法是拆除橫向絲杠換是滾珠絲杠，但現(xiàn)有的滾珠絲杠系列中選出合適的絲杠副比較難，需特制絲杠副；另一種方法是仍采用原絲杠，這樣就避免了特質(zhì)滾珠絲杠副的麻煩，減少了成本，但需要采用電器補償絲杠精度和反向間隙的措施。而本方案采用前者，并且保留橫向原手動機構(gòu)，橫向步進電機和減速箱安裝在機床后側(cè)。橫向進給系統(tǒng)設計參數(shù)已知條件：橫向脈沖當量橫向最高進給速度。溜板箱的重量橫向進給切削切削力Fy的確定橫向進給量為縱向進給量的,取，安全系數(shù)為，則切削力Fy約為：滾珠絲杠副的設計滾珠絲杠副已經(jīng)標準化。因此滾珠絲杠副的設計歸結(jié)為滾珠絲杠副型號的選擇。一般情況下設計滾珠絲杠時，絲杠的長度（或螺母的有效行程），絲杠的轉(zhuǎn)速（或平均轉(zhuǎn)速），滾道的硬度及絲杠運轉(zhuǎn)的情況。滾珠絲杠副的計算滾珠絲杠上的最大動負載取則滾珠絲杠壽命值：得： 其中最大動負載：根據(jù)最大動負載Q的值，可選擇滾珠