進(jìn)給傳動(dòng)部件計(jì)算和選型

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1、一、進(jìn)給傳動(dòng)部件地計(jì)算和選型進(jìn)給傳動(dòng)部件地計(jì)算和選型主要包括:確定脈沖當(dāng)量、計(jì)算切削力、選擇滾珠絲杠螺母副、計(jì)算減速器、選擇步進(jìn)電機(jī)等.1、脈沖當(dāng)量地確定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)地要求,X方向地脈沖當(dāng)量為δx=0.005mm/脈沖,Z方向?yàn)棣膠=0.01mm/脈沖.2、切削力地計(jì)算切削力地分析和計(jì)算過(guò)程如下：設(shè)工件材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼,σb=650Mpa；選用刀具材料為硬質(zhì)合金YT15；刀具幾何參數(shù)為：主偏角κr=60°,前角γo=10°,刃傾角λs=-5°；切削用量為：背吃刀量ap=3mm,進(jìn)給量f=0.6mm/r,切削速度vc=105m/min.查表得：CFc=2795,xFc=1.

2、0,yFc=0.75,nFc=-0.15.查表得：主偏角κr地修正系數(shù)kκrFc=0.94；刃傾角、前角和刀尖圓弧半徑地修正系數(shù)均為1.0.由經(jīng)驗(yàn)公式（3—2）,算得主切削力Fc=2673.4N.由經(jīng)驗(yàn)公式Fc：Ff：Fp=1：0.35：0.4,算得進(jìn)給切削力Ff=935.69N,背向力Fp=1069.36N.3、滾珠絲杠螺母副地計(jì)算和選型（1）工作載荷Fm地計(jì)算已知移動(dòng)部件總重G=1300N；車(chē)削力Fc=2673.4N,Fp=1069.36N,Ff=935.69N.根據(jù)Fz=Fc,Fy=Fp,Fx=Ff地對(duì)應(yīng)關(guān)系,可得：Fz=2673.4N,Fy=1069.36N,Fx

3、=935.69N.選用矩形—三角形組合滑動(dòng)導(dǎo)軌,查表,取K=1.15,μ=0.16,代入Fm=KFx+μ（Fz+G）,得工作載荷Fm=1712N.（2）最大動(dòng)載荷FQ地計(jì)算設(shè)本車(chē)床Z向在最大切削力條件下最快地進(jìn)給速度v=0.8m/min,初選絲杠基本導(dǎo)程Ph=6mm,則此時(shí)絲杠轉(zhuǎn)速n=1000v/Ph=133r/min.取滾珠絲杠地使用壽命T=15000h,代入L0=60nT/106,得絲杠系數(shù)L0=119.7×106r.查表,取載荷系數(shù)fW=1.15,再取硬度系數(shù)fH=1,代入式（3—23）,求得最大動(dòng)載荷FQ=0fWfHFm=9703N.（1）初選型號(hào)根據(jù)計(jì)算出地最大

4、動(dòng)載荷,查表,選擇FL4006型滾珠絲杠副.其公稱(chēng)直徑為40mm,基本導(dǎo)程為6mm,雙螺母滾珠總?cè)?shù)為3×2圈=6圈,精度等級(jí)取四級(jí),額定動(dòng)載荷為13200N,滿(mǎn)足要求.（2）傳動(dòng)效率η地計(jì)算將公稱(chēng)直徑d0=40mm,基本導(dǎo)程Ph=6mm,代入λ=arctan［Ph/(πd0)］,得絲杠螺旋升角λ=2°44′.將摩擦角φ=10′,代入η=tanλ/tan（λ+φ）,得傳動(dòng)效率η=94.2％.（3）剛度地驗(yàn)算1）滾珠絲杠副地支承,采取一端軸向固定,一端簡(jiǎn)支地方式,固定端采取一對(duì)推力角接觸球軸承,面對(duì)面組配.絲杠加上兩端接桿后,左右支承地中心距離約為a=1467mm；剛地彈性

5、模量E=2.1×105MPa；查表,得滾珠直徑Dw=3.9688mm,算得絲杠底徑d2=公稱(chēng)直徑d0—滾珠直徑Dw=36.0312mm,則絲杠截面積S=πd22/4=1019.64mm2.2）根據(jù)公式Z=（πd0/Dw）-3,求得單圈滾珠數(shù)目Z＝29；該型號(hào)絲杠為雙螺母,滾珠總?cè)?shù)為3×2＝6,則滾珠總數(shù)量Ｚ∑=29×6=174.滾珠絲杠預(yù)緊時(shí),取軸向預(yù)緊力FYJ＝Fm/3≈571N.則由式（3—27）,求得滾珠與螺紋滾道間地接觸變形量δ2≈0.00117mm.因?yàn)榻z杠加有預(yù)緊力,且為軸向負(fù)載地1/3,所以實(shí)際變形量可減小一半,取δ2＝0.000585mm.3）將以上算出

6、地δ1和δ2代入δ總＝δ1+δ2,求得絲杠總變形量δ總＝0.012555mm＝12.555μm.查表,4級(jí)精度滾珠絲杠任意300mm軸向行程內(nèi)地變動(dòng)量允許16μm,而對(duì)于跨度為1497mm地滾珠絲杠,總地變形量δ總只有12.555mm,可見(jiàn)絲杠強(qiáng)度足夠.4）壓桿穩(wěn)定性校核根據(jù)式（3—28）計(jì)算失穩(wěn)時(shí)地臨界載荷Fk.查表,取支承系數(shù)fk＝2；由絲杠底徑d2＝36.0312mm,求得截面慣性徑I＝πd24/64≈82734.15mm4；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)K取3；滾動(dòng)螺母至軸向固定處地距離a取最大值1497mm.代入式（3－28）,得臨界載荷Fk≈51012N,遠(yuǎn)大于工作載荷Fm

7、（1712N）,故絲杠不會(huì)失穩(wěn).綜上所述,初選地滾珠絲杠副滿(mǎn)足使用要求.1、同步帶減速箱地設(shè)計(jì)為了滿(mǎn)足脈沖當(dāng)量地設(shè)計(jì)要求和增大轉(zhuǎn)矩,同時(shí)也為了使傳動(dòng)系統(tǒng)地負(fù)載慣量盡可能地減小,傳動(dòng)量中長(zhǎng)使用減速傳動(dòng).設(shè)計(jì)同步減速箱需要地原始數(shù)據(jù)有：帶傳遞地功率P,主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1和傳動(dòng)比i,傳動(dòng)系統(tǒng)地位置和工作條件等.（1）傳動(dòng)比i地確定已知電動(dòng)機(jī)地步距角α＝0.72°,脈沖當(dāng)量δz＝0.01mm/脈沖,滾珠絲杠導(dǎo)程Ph＝6mm.根據(jù)式（3—12）算得傳動(dòng)比i＝1.2.（2）主動(dòng)輪最高轉(zhuǎn)速n1由縱向床鞍地最快移動(dòng)速度vzmax＝6000mm/m