刀具刃磨中心Z轴进给系统设计与建模初稿.doc

已知技术参数： 纵向最大行程（Z轴）180/mm; 工作给速度为1--8000mm/min; 纵向快速进给速度：1.0m/min; 估计质量：50kg; 磨削深度2mm； 进给量0.4mm; 磨削系数300； 材料选为：HT200； 2滚珠丝杠的计算与选择 2.1滚珠丝杠导程的确定 在本设计中，电机和丝杠直接相连，传动比为i=1，设电机最高工作转速为，则丝杠导程为： 取 2.2确定丝杠的等效转速 可知最大进给速度时丝杠的转速： 最小进给速度时丝杠的转速： 丝杠等效转速：（取） 假设一般磨削力的公式为： 式中; F为磨削力(N) 为切削系数 为工件圆周进给速度m/min 为磨削深度mm 轴向进给量mm/r 在一般磨削中；Fx=(0.1~0.6)Fc Fy=(0.15~0.7)Fc 3.3导轨摩擦力的计算 导轨受到移动部件的全部质量（包括机床夹具和工件的质量）m=50kg所受重力W=500N)，查表知紧固件的重力为f=1000N,取导轨动摩擦系数，则 计算在不磨削削状态下的导轨摩擦力和 3.4算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 计算最大轴向负载力 计算最小轴向负载力 丝杠的平均载荷Fm 2.3确定所丝杠受的最大载荷 （2）根据定位精度的要求估算允许的滚珠丝杠的最大轴向变形。 已知本机床进给系统的定位精度为40 ,重复定位精度为16 ，则有 取上述计算结果的较小值，即。 （3）估算允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径 滚珠丝杠螺母的安装方式拟采用两端固定支承方式，滚珠丝杠螺母副的两个固定支承之间的距离为 L=行程+安全行程+2×余程+螺母长度+支承 ≈（1.2～1.4）行程+（25～30）Ph 取L=(1.4×200+30×6)mm=460mm （4）初步确定滚珠丝杠螺母副的型号 根据以上计算所得的Ph、Cat、dm和结构的需要，初步选择 型号为FF3206-5，其公称直径、基本导程P0、额定动载荷和螺纹底径如下 偏心距 `R/r=1.14 3.7珠丝杠螺母副承载能力校核 已知滚珠丝杠螺母副的螺纹底径，已知滚珠丝杠螺母副的最大受压长度，丝杠竖直安装时，取，查表得，则有 本车床横向进给系统滚珠丝杠螺母副的最大轴向压缩载荷为Fmax=1694N，远小于其临界压缩载荷的值，故满足要求。 滚珠丝杠螺母副临界转速的计算长度，其弹性模量，密度， 重力加速度 滚珠丝杠的最小惯性矩为 滚珠丝杠的最小截面积为 取，查表得，则有 进给传动链的滚珠丝杠螺母副的最高转速为166.67r/m，远小于其临界转速，故满足要求。 滚珠丝杠螺母副额定寿命的校核,滚珠丝杠的额定动载荷，已知其轴向载荷Fmax=1694N，滚珠丝杠的转速nmax=166.67r/min，运转条件系数fw=1.4，则有 本车床数控化改造后，滚珠丝杠螺母副的总工作寿命Lh=61411h15000，故满足要求。 3.8计算器械传动的刚度 已知滚珠丝杠的弹性模量，滚珠丝杠的底径。当滚珠丝杠的螺母中心至固定端支承中心的距离时，滚珠丝杠螺母副具有最小拉压刚度 当时，滚珠丝杠螺母副具有最大拉压刚度 已知滚动体直径dq=6.75mm，滚动体个数Z=15.轴承接触角。轴承最大轴向工作载荷。则滚珠丝杠螺母副支承轴承的刚度为： 查表得滚珠与滚道的接触刚度，滚珠丝杠的额定动载。已知滚珠丝杠上所承受的最大轴向载荷则 进给传动系统的综合拉压刚度的最大值为 故。 4.0传动精度计算； 有机械传动装置引起的定位误差为： 对于3级滚珠丝杠。其任意300mm导程公差为正负，机床定位精度为40 ,重复定位精度为16 ，则有 ，可以满足由于传动刚度变化所引起的误差小于（1/3~1/5)机床的定位进度要求。再加闭环反馈系统的补偿，定位进度能进一步提高。 5.确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号、规格 表1： 支承方式 简 图 K2 　λ f 一端固定一端自由 0.25 1.875 3.4 一端固定一端游动 2 3.927 15.1 二端支承 1 3.142 9.7 二端固定 4 4.730 21.9 其额定动载荷为16.5KN。 轴承的寿命： 参考《机械设计》公式（13-5）可知， 故所选轴承符合