通用二维运动平台设计_课程设计说明书(编辑修改稿)

通用二维运动平台设计_课程设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

06 0 07 0 0( 0 )(   计算最大动载荷 QF 选用滚珠丝杠副的直径 0d 时，必须保证在一定轴向载荷作用下，丝杠在回转 100 万转（ 106转）后，在它的滚道上不产生点蚀现象。 这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杠能承受的最大动负载 QF ，用下式计算选择： 3/10LffFF HwmQ  60 1060 TnL  01000L vn s 式中 0L 寿命，以 106 转为一单位 Hf 硬度系数，取 Hf =1 wf 为运转系数；有一般运转时 wf = 取 )( GFFKFF Zyxm  内蒙古工业大学课程设计说明书 10 n 丝杠转速，  min/r ，用下式计算 sv 为最大切削力条件下的进给速度  min/m ， hP 丝杠导程，  mm ； T 为使用寿命， h ，对于数控机床取 hT 15000 ； 初选导程 hP =5mm，由任务书可知最大切削力下的速度 / minvm ，则 / minsvm ,代入公式可计算得 m in/1 2 05 0 0 01 0 0 0 rP vn h s  1 0 810 1 5 0 0 01 2 0601060 660  TnL NFffLF mHWQ 5 3 3 0  滚珠丝杠螺母副的选型 应使其额定动载荷 aQCF ，选取济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的 G系列 25044 滚珠丝杠副。 表 331 G 系列滚珠丝杠副尺寸参数 规格代号 公称直径 导程 滚珠直径 丝杠底径 丝杠外径 循环列数 螺母安装尺寸 油杯 额定载荷/N 刚度CK 25044 G 1D D 4D L B h 1 2 M aC oaC G 25 4 4 40 66 53 44 11 6 10 6M 7674 20423 287 内蒙古工业大学课程设计说明书 11 传动效率计算 滚珠丝杠螺母副的传动效率  ：   tg tg 式中  丝杠螺旋升角；  摩擦角，滚珠丝杠的滚动摩擦系数 ~f ，其摩擦角约等于 39。 10。 将公称直径 0d =25 mm，导程为 hP =4 mm ，代入   0/tan dPrc h   ，得丝杠螺旋升角  = 。 将摩擦角  = 39。 10 ，代入   tgtg，得传动效率%。 刚度计算 X 向进给丝杠先画出此进给滚珠丝杠支承方式草图 ,如图所示 .最大牵引力为 865N,由螺母装配总长度为 44mm,丝杠螺纹长度取 328mm,预计长度为 480mm,丝杠螺母及轴承均进行预紧 ,预紧力为最大轴向负载的 1/3. 图 21 X 向进给系统计算简图 滚珠丝杠副的轴向变行会影响进给系统的定位精度及运动的平稳性，因此应考虑以下引起轴向变形的因素： （ 1）丝杠的拉伸或压缩变形 量 1 G J M L 1J 内蒙古工业大学课程设计说明书 12 SE aFm1 式中 mF 丝杠的最大工作载荷，单位为 N； a 丝杠两端支撑间的距离，单位为 mm； E 丝杠材料的弹性模量，钢的 MPaE  ； S 丝杠按底径 2d 确定的截面积，单位为 2mm ； M 转矩，单位为 mmN. ； I 丝杠按底径 2d 确定的截面惯性矩（ 6442dI  ），单位为 4mm。 将数据     2222 3 8 mmdS   ， mma 328 带入式中，计算得 。 （ 2）滚珠与螺纹滚道间的接触变形量 2 有预紧时 3 22 10100 01  ZFDFYJWm 式中 WD 滚珠直径，单位为 mm ； Z 滚珠总数量， 列数圈数  ZZ ； Z 单圈滚珠数，   30  WDdZ  YJF 预紧力，单位为 N。 当滚珠丝杠副有预紧力，且预紧力达轴向工作载荷的 31 时， 2 值可减少一半左右。 将公称直径 mmd 250  ，滚珠直径 mmDW  ，代入   30  WDdZ  ，得单圈滚珠数 30，代入 列数圈数  ZZ ，得滚珠数总量 120，预紧力YJF =，丝杠的最大工作载荷 mF =865N，代入3 22 10100 01  ZFDFYJWm ，计算得 。 内蒙古工业大学课程设计说明书 13 （ 3）21  总，计算得  总 4级精度滚珠丝杠有效行程 250mm在 ≤ 315mm时，行程偏差允许达到 16 m ，所以 X向丝杠刚度足够。 Y 向进给丝杠 计算进给牵引 计算公式为： )( GFFKFF Zxym   式中 XF 、 yF 、 ZF 、 切削分力 （ N）； 500N,600N,700N. G 移动部件上的重量（ N）； G=800N  导轨上的摩擦因数，随导轨型式而不同；  = K 考虑颠覆力矩影响系数； K= NGFFKFF zxym 9 6 0)8 0 07 0 05 0 0( 0 )(   计算最大动载荷 QF 选用滚珠丝杠副的直径 0d 时，必须保证在一定轴向载荷作用下，丝杠在回转 100 万转（ 106转）后，在它的滚道上不产生点蚀现象。 这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杠能承受的最大动负载 QF ，用下式计算选择： 3/10LffFF HwmQ  60 1060 TnL  01000L vn s 式中 0L 寿命，以 106 转为一单位 Hf 硬度系数，取 Hf =1 wf 为运转系 数；有一般运转时 wf = 取 内蒙古工业大学课程设计说明书 14 n 丝杠转速，  min/r ，用下式计算 sv 为最大切削力条件下的进给速度  min/m ， hP 丝杠导程，  mm ； T 为使用寿命， h ，对于数控机床取 hT 15000 ； 初选导程 hP =5mm，由 任务书可知最大 切削力下的速度 / minvm ，则 / minsvm ,代入公式可计算得 m in/1 2 05 0 0 01 0 0 0 rP vn h s  1 0 810 1 5 0 0 01 2 0601060660  TnL NFffLF mHWQ 9 4 0  滚珠丝杠螺母副的选型 应使其额定动载荷 aQCF ，选取济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的 G系列 25044 滚珠丝杠副。 （同 X 方向选型） 传动效率计算 滚珠丝杠螺母副的传动效率  ：   tg tg 式中  丝杠螺旋升角；  摩擦角，滚珠丝杠的滚动摩擦系数 ~f ，其摩擦角约等于 39。 10。 计算结果同 X方向一致， %。 刚度的验算 计算过 程同 X方向一致，  ，  ，  总 4级精度滚珠丝杠有效行程 250mm在 ≤ 315mm时，行程偏差允许达到 16 m ，内蒙古工业大学课程设计说明书 15 所以 Y向丝杠刚度足够。 压杆稳定性校核 22KaEIfF kK ≥ MF 单推 单推方式，故 1Kf , 442 1 7 0 364 mmdI   3 6 8 54303 1 7 0 252  KF ≥ MF 故丝杠不会失稳 滚动导轨的计算与选择 目前， 滚动 导轨 在数 控机 床上应 用非 常广 泛， 因为 其摩 擦系数f = ~ ；动、静摩擦系数很接近，几乎不受运动速度的变化的影响，运动轻便、灵活，所需驱动功率小，摩擦发热小，磨损小，精度保持性好；低度运动时不易出现爬行现象，因而定位精度高，所以选用滚动导轨。 滚动导轨副的额定寿命 滑块承受工作载荷 maxF 的计算及导轨型号的选取 工作载荷是影响直线滚动导轨副使用寿命的重要因素。 本例中的 XY工作台为水平布置，采用双导轨、四滑块的支承形式。 考虑在最不利的情况，即垂直于台面的工作载荷全部由一个滑块承担，则单滑块所受的最大垂直方向载荷为： ZFGF  4max 其中，移动部件重量 NG 800 ，外加载荷 NFZ 700 ,代入式中，得最大工作载荷 KNF 。 根据工作载荷 KNF  ，初选直线滚动导轨副的型号为海特 SBG 15 FL。 内蒙古工业大学课程设计说明书 16 直线导轨副参数 任务书规定工作台面尺寸为 400 320，加工范围为 250 200，考虑工作行程应留有一定余量，故选取导轨长度为 700mm。 距离额定寿命 L 的计算 滚动体为球时，其计算公式如下： 50)*( 3m a x  FCf ffffL aWRCTH 式中 L 距离额定寿命，单位为 km； aC 额定动载荷， kNCa  ； F 滑块上的工作载荷 ,单位为 kN； Tf。