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表支撑方式有关系数端固定端自由端固定端游动两端固定丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷按下式计算式中,为丝杠材料的弹性模量,对于刚为丝杠工作长度为丝杠危险截面的轴惯性矩为长度系数,见表。
依题意,取,则安全系数。
查表,。
,丝杠是安全的,不会失稳。
高速丝杠工作时可能发生共振,因此需要验算其不会发生共振的最高转速临界转速。
要求丝杠的最大转速。
临界转速可按下式计算式中,为临界转速系数,见表。
取,,则。
所以丝杠工作时不会发生共振。
此外滚珠丝杠副还会受值的限制,通常要求。
所以该丝杠副工作稳定。
刚度验算滚珠丝杠在工作负载和转矩共同作用下引起每个导程的变形量为式中,为丝杠面积,为丝杠的极惯性距,为丝杠的切变模量,对钢为转矩。
式中,为摩擦角,其正切函数值为摩擦系数为平均工作负载。
取摩擦系数按最不利的情况取其中则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为通常要求丝杠的导程误差应小于其传动精度的,即该丝杠的满足上式,所以其刚度可满足要求。
效率验算滚珠丝杠副的传动效率为要求在之间,所以该丝杠副合格。
经上述验证,各项性能均符合要求,可选用。
第二章导向机构的设计导轨的功用机电体化产品要求其机械系统的各运动机构必须得到安全的支承,并能准确的完成其特定方向的运动。
这个任务就由导向机构来完成。
机电体化产品的导向机构是导轨,其作用是支承和导向。
滚动直线导轨的选择程序在设计选用滚动直线导轨时,除应对其使用条件,包括工作载荷精度要求速度工作行程预期工作寿命进行研究外,还须对其刚度摩擦特性及误差平均阻尼特性等综合考虑,从而达到正确合理的选用,以满足主机技术性能的要求。
直线运动滚动支承系统负荷的计算直线运动支承系统的负荷与导轨配置形式水平竖直倾斜等,移动件的重心和力作用点的位置,导轨上移动件牵引力作用点的位置,启动及停止时的惯性力以及切削力等有关。
本设计的直线运动导轨安装形式为水平,采用卧式导轨滑块座移动。
图导轨导轨的选择由机床设计要求可知对该导轨设计的基本要求为作用在滑座上的载荷,滑座个数,单向行程长度,每分钟往复次数为,用于轻型机床的工作台。
导轨的额定工作时间寿命小时表硬度系数滚道表面硬度表温度系数工作温度表接触系数每根导轨上的滑块数表负荷系数工作条件无外部冲击或震动的低速运动场合。
速度小于无明显冲击或震动的中速运动场合。
速度小于无外部冲击或震动的高速运动场合。
速度大于计算额定动载荷滑座的运动速度最大为,工作温度在以下,导轨滚道硬度为,无明显冲击和振动,每根导轨上滑块配置数为。
由得因滑块座,所以每根导轨上个,由表确定,,,,则由式得其中选用的是汉江机床厂的系列滚动直线导轨,查其产品手册知,型号的导轨的值为,能满足五年的使用要求,所以可选用寿命进行研究外,还须对其刚度摩擦特性及误差平均阻尼特性等综合考虑,从而达到正确合理的选用,以满足主机技术性能的要求。
直线运动滚动支承系统负荷的计算直线运动支承系统的负荷与导轨配置形式水平竖直倾斜等,移动件的重心和力作用点的位置,导轨上移动件牵引力作用点的位置,启动及停止时的惯性力以及切削力等有关。
本设计的直线运动导轨安装形式为水平,采用卧式导轨滑块座移动。
图导轨导轨的选择由机床设计要求可知对该导轨设计的基本要求为作用在滑座上的载荷,滑座个数,单向行程长度,每分钟往复次数为,用于轻型机床的工作台。
导轨的额定工作时间寿命小时表硬度系数滚道表面硬度表温度系数工作温度表接触系数每根导轨上的滑块数表负荷系数工作条件无外部冲击或震动的低速运动场合。
速度小于无明显冲击或震动的中速运动场合。
速度小于无外部冲击或震动的高速运动场合。
速度大于计算额定动载荷滑座的运动速度最大为,工作温度在以下,导轨滚道硬度为,无明显冲击和振动,每根导轨上滑块配置数为。
由得因滑块座,所以每根导轨上个,由表确定,,,,则由式得其中选用的是汉江机床厂的系列滚动直线导轨,查其产品手册知,型号的导轨的值为,能满足五年的使用要求,所以可选用第三章步进电机的选择步进电机在自动控制系统中作执行元件。
是位与电气控制装置和机械执行装置接点部位的种能量转换装置,它能在控制装置的控制下,将输入的各种形式的能量转换成机械能。
步进电机的工作原理三相反应式步进电机的工作原理如图所示,其中步进电机的定子上有个齿,其上分别缠有三相绕组,构成三对磁极,转子上则均匀分布着个齿。
步进电动机采用直流供电。
当三相绕组轮流通电时,通过电磁力吸引步进电动机转子步步地旋转。
图步进电动机的通电方式和步距角如果步进电动机绕组的每次通断电操作称为拍,每拍中只有相绕组通电,其余断电,这种通电方式称为单相通电方式。
如果步进电动机通电循环的每拍中都有两相绕组通电,这种通电方式称为双相通电方式。
步距角是指步进电动机每拍转过的角度。
个相步进电动机,如其转子上有个齿,则其步距角可通过下式计算,式中是通电方式系数,当采用单相或双相通电方式时当采用单双向轮流通电方式是,。
选电动机电动机转动惯量的计算滚珠丝杠的转动惯量,已知名义直径,螺距长度则查表机床设计手册可得长的丝杠转动惯量为。
那么次滚珠丝杠的转动惯量。
丝杠折算到电动机轴上的转动惯量。
选用的是汉江机床厂的系列滚动直线导轨,查其产品手册知,型号的导轨的值为,能满足五年的使用要求,所以可选用第三章步进电机的选择步进电机在自动控制系统中作执行元件。
是位与电气控制装置和机械执行装置接点部位的种能量转换装置,它能在控制装置的控制下,将输入的各种形式的能量转换成机械能。
步进电机的工作原理三相反应式步进电机的工作原理如图所示,其中步进电机的定子上有个齿,其上分别缠有三相绕组,构成三对磁极,转子上则均匀分布着个齿。
步进电动机采用直流供电。
当三相绕组轮流通电时,通过电磁力吸引步进电动机转子步步地旋转。
其刚度摩擦特性及误差平均阻尼特性等综合考虑,从而达到正确合理的选用,以满足主机技术性能的要求。
直线运动滚动支承系统负荷的计算直线运动支承系统的负荷与导轨配置形式水平竖直倾斜等,移动件的重心机构来完成。
机电体化产品的导向机构是导轨,其作用是支承和导向。
滚动直线导轨的选择程序在设计选用滚动直线导轨时,除应对其使用条件,包括工作载荷精度要求速度工作行程预期工作寿命进行研究外,还须对该丝杠副合格。
经上述验证,各项性能均符合要求,可选用。
第二章导向机构的设计导轨的功用机电体化产品要求其机械系统的各运动机构必须得到安全的支承,并能准确的完成其特定方向的运动。
这个任务就由导向导程误差应小于其传动精度的,即该丝杠的满足上式,所以其刚度可满足要求。
效率验算滚珠丝杠副的传动效率为要求在之间,所以则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为通常要求丝杠的为摩擦角,其正切函数值为摩擦系数为平均工作负载。
取摩擦系数按最不利的情况取其中为丝杠面积,为丝杠的极惯性距,为丝杠的切变模量,对钢为转矩。
式中,所以该丝杠副工作稳定。
刚度验算滚珠丝杠在工作负载和转矩共同作用下引起每个导程的变形量为式中见表。
取,,则。
所以丝杠工作时不会发生共振。
此外滚珠丝杠副还会受值的限制,通常要求。
失稳。
高速丝杠工作时可能发生共振,因此需要验算其不会发生共振的最高转速临界转速。
要求丝杠的最大转速。
临界转速可按下式计算式中,为临界转速系数面的轴惯性矩为长度系数,见表。
依题意,取,则安全系数。
查表,。
,丝杠是安全的,不会丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷按下式计算式中,为丝杠材料的弹性模量,对于刚为丝杠工作长度为丝杠危险截杠在工作时可能会发生失稳,所以在设计时应验算其安全系数,其值应大于丝杠副传动机构允许安全系数见表。
表支撑方式有关系数端固定端自由端固定端游动两端固定螺旋角滚珠直径按教材表中尺寸公式计算滚道半径偏心距丝杠直径稳定性验算由于端轴向固定的长丝根据选择滚珠丝杠副假设选用型号,按滚珠丝杠副的额定动载荷等于或稍大于的原查教材表选以下型号规格,由教材表得丝杠副数据公称直径导程硬度动负荷硬度影响系数静负荷硬度影响系数表精度系数精度等级表负荷性质系数负荷性质无冲击平稳运转般运转有冲击和振动运动表可靠性系数可靠度丝杠精度为级为负荷性质系数,查表得为可靠性系数,查表得可靠性为。
可得。
表温度系数工作温度表硬度系数丝杠精度为级为负荷性质系数,查表得为可靠性系数,查表得可靠性为。
可得。
表温度系数工作温度表硬度系数硬度动负荷硬度影响系数静负荷硬度影响系数表精度系数精度等级表负荷性质系
