数控机床进给系统传动设计 - 图文

表 2-1

计算项目 计算功率 符号 Pc 设计公式 P=KA×P KW(K为同步齿形带的工作系数) 选择带型和节距 传动比 齿数 齿轮节园直径 带速 初定中心距 带长及其齿数 D1 D2 v a L A a 1 D m p i Z1、Z2 查相关的图标进行选取 I=n1/n2≤10 Z 1≥Z min;Z 2=I×Z 2(Z min为小带轮的最小齿数，I为传动比) D 1 =Z 1×P/π mm, D 2=Z×P/πmm V=πD1×n1/60×1000≤vmax m/s 0.7(D1-D2)≤a≤2×(D1+D2) L=π×(D+D)/2+r (D 2-D 1)/2+2acos(r/2)≈π D m+2a+Δ2/a A=(L-πD M)/4+((l-πD M) 2-8Δ2) 1/2/4 a 1 =180 0-((D 2-D 1)/a)×60 0 上式中： D m=(D 2+D 1)/2, Δ=(D 2-D 1 /2 R(D 2-D 1)/a Cos(r/2) 1-(r/2) 2/2 12

实际中心距 小带轮啮合齿数 基本额定功率 A Zm A=(L-πd m)/4×((L-Πd) 32-8 2) 1/2 /4 Zm=Z1／2一PZ1 (Z2-Z1)／20a (圆整成整数) Po Po=(Fa-qv2) ×v／1000 kW Po---同步带基准宽度b。所能传递的功率 Fa---基准宽度b。同步带的许用拉力 q----基准宽度为b。的同步带质 量 带宽 剪切应力计算 τ 比压验算p b τ B=b。×(PC／(KZP。)) 1.14mm K。---啮合齿数系数 τ=PC /(1.44m×b×zM u)×103≤[τ] p P=PC/(0.6mbSZ1Mu)×103≤[P] [P]---许用比压 轴上载荷 F α F α=1000P υ／υ N 2.4 丝杠螺母设计

滚珠丝杠螺母副由专门的工厂制造，当类别、型号选定和校核后，可以外购。滚珠丝杠螺母副按其工作方式可以分为：钢球循环方式、循环列数与圈数、预紧方式；钢球循环方式又可以分为：内循环反向器式和外循环插管式；预紧方式也可以分为：单螺母和双螺母滚珠丝杠。按丝杠的旋向也可以分为右旋和左旋丝杠；

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按其螺母副的类型可以分为：定位滚珠丝杠螺母副和传动滚珠丝杠螺母副。滚珠丝杠的精度等级有：1，2，3，4，5，7，l0七个精度等级

钢珠在丝杠和螺母之间的滚动是一个循环闭路。钢珠的每一个循环闭路称为列，每个钢珠循环闭路内所含导程数称为圈数。内循环滚珠丝杠副的每个螺母有2列、3列、4列、5列等几种，每列只有一圈。

为了消除间隙和提高滚珠丝杠副的刚度，可以加预紧力，使它在过盈的条件下工作，这种工作方式称为预紧。常用的预紧方式有：双螺母垫片式预紧、双螺母螺纹式预紧、双螺母齿差式预紧，预紧后的刚度可以提高两倍。但是预紧力过大，丝杠的寿命

2.4.1 滚珠丝杠螺母副类型选择 主要的参数及代号

1．滚珠丝杠副的主要参数

(1)公称直径dm，公称直径即丝杠螺母副的名义直径，dm越大，承载能力和刚度越大。数控机床上常用的进给丝杠的直径为：Φ30 mm至Φ80mm。 (2)基本导程L0。丝杠相对于螺母旋转2rad时，螺母的轴向位移。 基本的导程称为螺距。它按程载力选取，并与进给的脉冲当量有关。

(3)精度等级。滚珠丝杠可以分为7个精度等级，即I、2、3、4、5、7、10七个精度等级，1级最高，其次递减。一般选用4级～7级，数控机床及精密机械可选用2级～3级。滚珠丝杠副的精度直接影响定位精度、承载能力、接触刚度，因此它丝滚珠丝杠副的重要质量指标。 2．滚珠丝杠副代号的标注

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滚珠丝杠副的标注顺序为：循环方式、预紧方式、结构特征、公称直径、公称导程、螺纹旋向、负载钢球圈数、类型、精度等级。例如：CDMSOl0一3一P3，其中c表示外循环方式，D表示双螺母垫片预紧方式，M表示导珠管埋入式，50表示公称直径，3表示负载钢球圈数，P表示选用定位滚珠丝钢副，3表示精度等级为3级。

2.4.2 滚珠丝杠螺母副型号及其校核 一、最大工作载荷计算

丝杠上的工作载荷FM是指滚珠丝钢负载驱动工作台时滚珠丝钢所承受的轴向力，也叫进给牵引力。它包括三个力：滚珠丝钢的走刀抗力、工件的重力、作用在导轨上的其他切削分力相关的摩擦力。矩形导轨的工作载荷FM的计算公式为：

FM=KFL+f ｀(FV+FC+G)

其中：FL为工作台的进给方向的载荷；FV为垂直方向的载荷；FC为横向的工作载荷。对不同的导轨，工作载荷的计算公式是不同的，实验系数K和导轨上的摩擦系数f｀ 也是不同的。

二、最大动载荷的计算及主要尺寸的初选 滚珠丝杠的最大载荷c可用下列公式计算：

C=√L fmFm

式中：L为工作寿命，单位106r，L=60nt／l06：n为丝杠转速(r／min)．n=i000v／L0：v为最大切削力条件下的进给速度(m／min)，可取最高进给速度的l／2～1／3：L0为丝杠基本导程(m)：t为额定使用寿命(h)，可取t=15000h：fm为运转系

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