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1000vfin主fi1000?100?0.3?1.25nt==?D==24.88r/min

L0L03.14?80?6 Mat=

15.084?24.88×10-4=0.1563N·m=1.563㎏f·㎝

9.6?0.025?0F0L0fWL= 2??i2??iMf =

当η0=0.8 f′=0.16时

Mf =

0.16?90?0.6=1.376㎏f·㎝

2?3.14?0.8?1.25FXL0(1-η2??i02

M0 =)

1当η0=0.9时，预加载荷P0=Fx

3FXL0(1??0)176.25?0.6(1?0.92)M0===1.066㎏f·㎝=10.66N·㎝

6?3.14?0.8?1.256??iMt=

F0L0176.25?0.6==16.839㎏f·㎝=168.39 N·㎝ 2??i2?3.14?0.8?1.252所以, 快速空载启动时所需力矩：

M=Mamax＋Mf＋M0

=26.19＋1.376＋1.066=28.632㎏f·㎝ =286.32N·㎝

切削时所需力矩：

M=Mat＋Mf＋M0＋Mt

=1.563＋1.376＋1.066＋16.839=20.844㎏f·㎝ = 208.44N·㎝

快速进给时所需力矩：

M= Mf＋M0

=1.376＋1.066=2.442㎏f·㎝ = 24.42N·㎝

由以上分析计算可知，所需最大力矩Mmax发生在快速启动时：

Mmax=28.632㎏f·㎝=286.32 N·㎝

（二）横向进给系统的设计和计算 1、横向进给系统的设计

车床的横向进给改造设计比较简单,一般是步进电机经联轴器直接驱动滚珠丝杠,使刀架横向运动。步进电机安装在大拖板上，用法兰盘将步进电机和机床大拖板连接起来，以保证其同轴度，提高传动精度。 2、横向进给系统的设计和计算

由于横向进给系统的设计和计算与纵向类似，所用到的公式不再详细说明，只计算结果。

已知条件：

工作台重（根据图纸粗略计算） W=40㎏f=400N 时间常数 T=25ms

滚珠丝杠基本导程 L0=4mm 左旋 行程 S=330mm 脉冲当量 δp=0.005mm/step 步距角 α=0.75°/ step 快速进给速度 vmax=1m/min

（1）切削力计算

横向进给量为纵向的1/2～1/3，取1/2，则切削力约为纵向的1/2：

FZ=0.5×352.5=176.25㎏f=1762.5N

在切断工件时：

Fy=0.5 FZ=0.5×176.25=88.125㎏f=881.25N

（2）滚珠丝杠设计计算

1强度计算 ○

对于燕尾型导轨： P=KFy＋f′(Fz＋W) 取： K=1.4 f′=0.2

则： P=1.4×88.125＋0.2(176.25＋40)

=166.625㎏f=1666.25N

取工件直径： D=80 mm 走刀量：f=0.3mm 则： n1=

n主fL0=

1000vf1000?100?0.3==30r/min ?DL03.14?80?4

寿命值： L1=

60n1T160?30?15000==27

106106最大动负载：Q=3L1fWfHP

=327?1.2?1?166.625=599.85㎏f=5998.5N

根据最大动负载Q的值，可选择滚珠丝杠的型号。例如，滚珠丝杠参照汉江机床厂的产品样本选取FC1B系列，滚珠丝杠公称直径为φ20㎜，型号为FC1B20×4—5—E2左，其额定动负载为8393N，所以强度足够用。

2效率计算 ○

螺旋升角：γ=3°38′ 摩擦角：ψ=10′ 则传动效率： η=

3刚度验算 ○

tg?tg3?38?==0.956

tg(???)tg(3?38??10?)滚珠丝杠截面积：F=(

d21.60312)π=（）×3.14=2.017cm2

22滚珠丝杠受工作负载P引起的导程的变化量：

△L1=±

PL0166.625?0.4-6

=±=1.604×10㎝ 6EF20.6?10?2.017滚珠丝杠受扭矩引起的导程变化量△L2很小，可忽略，即：△L=△L1，所以导程变形总误差为：

△=

100100?L??1.604?10-6?4.01?m L00.4查表知E级精度丝杠允许的螺旋误差（1m长）为15μm/m，故刚度足够。

4稳定性验算 ○

由于选用滚珠丝杠的直径与原丝杠直径相同，而支承方式由原来的一端固定、一端悬空，一端固定，一端径向支承，所以稳定性增强，故不再验算。 (3)转矩有关计算

1传动惯量计算 ○

由于联轴器转动惯量很小，可以忽略，此不进行计算。

工作台质量折算到电机轴上的转动惯量：

J1=(180?p)2W?(180?0.0052)?40?0.058㎏·㎝2

3.14?0.75??丝杠的转动惯量：

JS=7.8×10-4×D4L1=7.8×10-4×24×50=0.624㎏·㎝2 由于电机转动惯量很小，可以忽略，此不进行计算。 因此，总的转动惯量：

J=JS?J1?0.624+0.058=0.682㎏·㎝2

4所需转动力矩计算 ○

nmax=Mamax=nt=

vmaxi1000?1??250r/min L04Jnmax0.682?250?10?4??10?4?0.071N·m=0.71㎏f·㎝ 9.6T9.6?0.025n主f11000vfi1000?100?0.3?1??=29r/min L0?DL03.14?80?4Mat=

0.682?29?10?4=0.0076 N·m=0.076㎏f·㎝

9.6?0.025当η0=0.8 f′=0.2时：

?0F0L0fWL0.2?40?0.4Mf===?0.637㎏f·㎝=6.37 N·m

2??i2??i2?3.14?0.8?1 当η0=0.9时：

M0=

FYL088.125?0.4(1??2)?(1?0.92)?0.44㎏f·㎝=4.4 N·m 6??i6?3.14?0.8?1FYL088.125?0.4??7.02㎏f·㎝=70.2 N·m 2??i2?3.14?0.8?1Mt=

所以，快速空载启动时所需转矩： M=Mamax＋Mf＋M0

=0.71＋0.637＋0.44=1.787㎏f·㎝=17.87N·㎝ 切削时所需力矩：