机电一体化课程设计-ca6140横向进给系统的数控化改造(编辑修改稿)

机电一体化课程设计-ca6140横向进给系统的数控化改造(编辑修改稿)内容摘要：

10678N，额定静载荷为 29091N。 滚珠丝杠副的额定动载荷大于其最大动载荷，满足承载能力的要求。 （ 4）传动效率的计算 滚珠丝杠副的传动效率为 )t a n (t a n 式中， γ —— 螺旋升角； Φ —— 摩擦角取 10180。 ，滚珠丝杠副的滑动摩擦系数 f=  ) 5a r c t a n ()a r c t a n (00dL 9 4 ) an ( an   （ 5） 刚度验算 滚珠丝杠副的轴向变形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：丝杠的拉伸或压缩变形量；滚珠与螺纹滚道间的接触变形；支承滚珠丝杠的轴承的轴向接触变形；滚珠丝杠的扭转变形引起导程的变化量；和螺母座及轴承支座的变形。 最后一种常为滚珠丝杠副系统刚度的薄弱环节，但变形量计算较为困难，一般根据其精度要求，在结构上尽量增强其刚度而不作计算。 因此滚珠丝杠副刚度的验算，主要是前三种变形量。 横向滚珠丝杠副的两端均采用向心推力球轴承，且丝杠进行预拉伸。 最大进给牵引力为 2280N，左右支承的中心距离 L 约为450mm。 丝杠螺母及轴承均进行 预紧。 计算如下： 1）丝杠的拉伸或压缩变形量δ 1 受丝杠载荷 Fm作用引起的导程的变化量Δ L 为 AELFL m 0 式中进给牵引力 Fm=2280N；丝杠的导程 L0=5mm；钢材料的弹性模量 E=（ N/mm2）；滚珠丝杠的底径截面积为 A 22 6 2 5)2 ( mmA   mmAE LFL m 440 52280   mmL LLa 0 0 5 05 108 8 40   由于丝杠采用了预拉伸，其拉压刚度可以提高 4 倍，故实际变形量为 mma 0 0 0   2）滚珠与螺纹滚道间的接触变形量δ 2 有预紧时 3 202  ZFdFgm 式中，轴向工作载荷 Fm=2280N，预紧力 Fg=Fm/3=760N，滚珠直径 dq=，滚珠数 Z=32π /dq=，综合考虑后 取 Z=30,滚珠数量 ZΣ =每一圈的滚珠数 Z X 圈数 X 列数= 30 X 3 X 2=180，带入上述表达式得 mmZFdFgqm0 0 1 4 10/1 8 07 6 01 7 2 2 8 00 0 1 10/100 0 1 3 23 22 3）支承滚珠丝杠轴承的轴向接触变形δ 3 采用向心推力球轴承 mmZdFqmc228322322 注意，此公式的 Fm的单位应为 kgf 因施加预紧力，故 mmc 0 0 3 1 0 6 3   根据以上计算可 得   查表，刚度满足要求。 4） 稳定性校核 根据临界载荷 Fc可根据下式计算 22LEIfF zc  式中， E—— 材料弹性模量，钢为 E=I—— 截面惯性矩， 64/4dI  ，此处 d 为丝杠内径 L—— 丝杠两支承距离 L=450mm=45cm fz—— 丝杠支承方式系数， fz =2 444 1 0 4 364   NL EIfF zC 6 2 3 3 5 945 1 0 4 3 2 6222   ][ 7 32 2 8 06 2 3 3 5 9  kmck nFFn 稳定性安全系数 故丝杠不会失稳，从几个方面看初选的滚珠丝杠副满足要求。 三、 机床进给系统步进电机的设计计算与选择 选用步进电机时，根据机械结构草图计算机械传动装置及负载 折算到电机轴上的 等效转动惯量，分别计算各种工况所需的等效 力矩，在根据步进电机最大静转矩和起动、运行矩频特性选择合 适的步进电机。