题目二：CK6136数控机床进给传动系统设计-滚珠丝杠副的设计讲述.doc

题目一：CK6136数控机床进给传动系统设计-滚珠丝杠副的设计 X轴滚珠丝杠副的参数计算 由设计所给的条件： 工作台的重量35Kg 工作台的最大行程h = 230mm 工作台导轨的摩擦系数：动摩擦系数林μ＝0 . 1 静摩擦系数从，μ= 0 . 2 快速进给速度Vmax = 10m/min 定位精度20μm／300mm全行程25μm 重复定位精度10μm 其它状况见表3 -1 3-1 各种切削状况下的性能参数 切削方式 纵向切削力 P (N) 垂向切削力 P(N) 进给速度 V(m/min) 工作时间 百分比 强力切削 2000 1200 0.6 10 一般切削 1000 500 0.8 30 精切削 500 200 1 50 快速进给 0 0 10 10 1.1 确定滚珠丝杠副的导程 由传动关系，工作台最高移动速度电机最高转速传动比i等确定Ph Ph 其中=10m/min,=3000r/min,选择传动比是考虑到同步轮包角不能过小，并且传动系统的整体尺寸不能过大，故取传动比为0.8，所以 Ph=10*1000/（3000*0.8）=4.17min/r 导程已经标准化，取偏大一点的标准值，即取Ph=5mm/r。 1.2 滚珠丝杠副的载荷及转速计算 1.2.1 最小载荷Fmin 机器空载时滚珠丝杠副的传动力，如工作台重量引起的摩擦力。机器空载时滚珠丝杠副的传动力，主要由于工作台及其上的电机的重量引起的摩擦力。 Fmin=fw=0.2*35*9.8=68.6N 1.2.2 最大载荷Fmax 选择机器承受最大负荷时滚珠丝杠副的传动链。机床切削时，切削力滚珠丝杠轴向的分力与导轨摩擦力之和即为Fmax（这时导轨摩擦力是由工作台、文件、夹具三者总的重量以及切削力在垂直导轨方向的分量共同引起）。 表3-2 车床常用切削状况及参数 切削 方式 纵向切削力Pxi 垂向切削力Pzi（N） 进给速度Vim/min 工作时间百分比 丝杠轴向载荷(N) 丝杠转速r/min 强力切削 2000 1200 0.6 10 1668.8 120 一般切削 1000 500 0.8 30 768.8 160 精切削 500 200 1 50 368.8 200 快速进给 0 0 10 10 68.6 3000 1.2.3 滚珠丝杠副的当量转速nm及当量载荷Fm 滚珠丝杠副在n1，n2，n3，……nn各种转速下，各转速工作时间占总时间的百分比分别为t1%，t2%，t3%……tn%，所受荷载分别是F1，F2，F3……Fn。 Nm= n1+ n2+……nn 各种切削方式下，丝杠转速 ni= 其中 ni：丝杠转速 r/min Vi：进给速度 m/min 。 查上表得 V1=0.6 V2=0.8 V3=1， V4=15 带入上式 n1=120, n2=160，n3=200，n4=3000 各种切削方式下，丝杠轴向载荷 Fi= Pzi+（W+ Pxi）w=9.8*35 Fi：丝杠轴向载荷 N Pxi：纵向切削力 N Pzi：垂向切削力 N 查表得 Px1=2000N Px2=1000N Px3=500N Px4=0N Pz1=1200N Pz2=500N Pz3=200N Pz4=0N W =343N 带入得 F1=1668.8N F2=768.8N F3=368.8N F4=68.6N 当量转速 Nm=120*+160*+200*+3000*=460r/min 当量载荷 =711N 1.3 确定预期额定动载荷 按滚珠丝杠副的预期工作时间（小时）计算： Cam= ==8959.7N 有预加负荷的滚珠丝杠副还需按最大轴向负荷Fmax计算； Cam=feFmax=4.5*1668.8=7509.6N 选用中预载。 式中;fe——预加负荷系数（见表3-7） 表3-7 预加载荷系数fe 预加载荷类型 轻预载 中预载 重预载 fe 6.7 4.5 3.4 以上二种结果比较后取其最大值即为滚珠丝杠副的Cam=7668.1N 1.4 确定允许的最小螺纹底径d2m 估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量δm 一般情况下，影响死区间隙的主要因素按影响程度自大到小排列顺序是： a. 滚珠丝杠