CA6140车床横向进给改造的设计论文

北京人文大学理工学院机电一体化系毕业设计

fw—运转系数，按一般运转取fw=3-1.5； L---寿命，以106转为1单位。

60nT60*30*15000L=106 =

106?27

1000Vs1000*0.3*0.5 n= C =

L03=

35?30

LfmFm=27*1.2*1155=4158N

3滚珠丝杠螺母

可采用W1L2005外循环螺母纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副，1列2.5圈。其额定动负载为8800N，精度等级按表4—15选为3级. 4传动效率计算

??tan?tan(???)

式子中r—螺旋升角，W1L2005=4033’ φ---摩擦角取10’

滚动摩擦系数0.003~0.004

??tan?tan433.''.

tan?(??)=tan(433?10)=0.965

5刚度验算：

丝杠的拉伸或压缩变形量δ1：

△L=±Fm×L0／E×F=1.4×10-4

?lL ?=0*L?1.26*10?2

（2）珠滚与罗纹滚道间接触变形δ2 。

查图4-7，W系列1列2.5圈滚珠和螺纹滚道接触变形量δQ ；因此进行预紧，

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δ2=1/2δq=3μm

（3）支撑滚珠丝杠轴承的轴向接触变形δ3， δ3=2μm

综合以上变形量之和：计算如下

δ2=δ1′+δ2+δ3′=0.00815mm（定位精度）

从上面计算可以看出，设计过程要反复修改参数，反复计算，才能达到满足的要求。

6稳定性较核：

滚珠丝杠两端采用了专用的滚珠丝杠轴承，不会产生失稳现象，不需要稳定性较核。

3.2.2横向滚珠丝杠副几何参数 表3—1 W1L2005滚珠丝杠几何参数 名称 符号 计算 W1L2005 螺 纹 滚 道 钢球直径 滚道法面直径 偏心矩 e e=( R- dq/2)sinβ 0.045 dq R 标准 R=0.52 dq 公称直径 导程 接触角 do Lo β 标准 标准 标准 20 5 4033ˊ 3.915 1.651 第 14 页 共27页

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螺纹升角 γ γ=arc tg(Lo/∏do) 4033ˊ 螺 杆 螺纹外径 螺杆内径 螺杆接触直径 d d1 dz d= do-(0.2～0.25) dq d1 = do +2e-2R dz = do - dq cosβ 19.4 16.788 16.835 螺纹 螺母螺纹直径 螺母内径 D D= do -2e+2R 23.212 D1 D1= do +(0.2～0.25) dq 20.635

3．3 齿轮传动比计算

3.3.1、横向进给齿轮传动比计算：

以确定纵向进给脉冲当量δp=0.005，滚珠丝杠导程L0=5mm； 初选步进电机步距角为0.750。可计算出传动比i； i=(360 ×δp)/(θb×L0) =(360×0.01) ÷(0.75×5) =0.48

考虑结构问题，不当使大齿轮直径过大，以免影响横向溜板有效行程，故用两级齿轮将速： 可选齿轮齿数为

Z1Z2*Z3Z4?2440*2025i=

Z1 =24 Z2=40 Z3 =20 Z4=25

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因进给运动齿轮受力不大，模数m取2。有关参数请参照表3—2 表3—2 传动齿轮几何参数 齿 数 分度圆 齿顶圆 齿根圆 齿 宽 中心矩

3．4 横向进给步进电机的计算和选型 3.4.1等效传动惯量计算：

传动系统折算到电机轴上的总的传动惯量Jε(㎏·cm2)可由下式计算： Jε=JM+J1+( Z1/Z2)2{（J2+Js）+[(G/g) ×(L0/2∏)2]} 式中JM---步进电机转子传动惯量(㎏·cm2)； J1 ，J2---齿轮Z1，Z2的转动惯量(㎏·cm2)； Js---滚珠丝杠转动惯量(㎏·cm2)；

参考同类型机床，初选反应式步进电机150BF，其转子转惯量JM =10㎏·cm2； J1=0.78×10-3×d14×L1 =0.78×10-3×6.44×2 =2062㎏·cm2 J2=0.78×10-3×d24×L2 =0.78×10-3×84×2

d=mz da=d+2m df=d-2×1.25m ( 6～8)m A=( d1+d2)/2 24 48 52 43 20 64 40 80 84 75 20 20 40 44 35 20 45 25 50 54 45 20 第 16 页 共27页