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《机电一体化习题及全解.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、例2—1试设计一数控铣床工作台进给用滚珠丝杠副。已知平均工作载荷Fm＝3800N，丝杠工作长度l＝1.2m，平均转速nm=l00r/min，最大转速nmax＝10000r／min，使用寿命Lh’=15000h左右，丝杠材料为CrWMn钢，滚道硬度为58～62HRC，传动精度要求σ＝±0.03mm。解：（1）求计算载荷FC查表2-4决定选D级精度丝杠，查表2-6、2-7、2-8，取KF=1.2，KH=1.0，KA=1.0（2）计算额定动载荷（3）初选丝杠FC1-5006-3Ca=21379NFC1-5008-2.5Ca=22556NFC1-4005
2、-5Ca=21183N考虑各种因素选用FC1-5006-3，由表2-9得D0=50mm,P=6mm,d0=3.969mm,λ=2°11′,R=(0.52~0.58)d0=0.52×3.969=2.067mm(取0.52),e=0.707(R-0.5d0)=0.056mm,d1=D0+2e-2R=45.98mm。3）此外滚珠丝杠副还受D0n值的限制，通常要求D0n<7×104mm·r/minD0n=50×100mm·r/min=5×103mm·r/min<7×104mm·r/min所以该丝杠副工作稳定。（5）刚度校验其中截面积极惯性矩转矩取最不利的
3、情况所以该丝杠刚度满足要求。1）效率校验η要求在90%~95%之间。所以该丝杠效率满足要求。经验证FC1-5006-3型丝杠可满足要求。习题2-7试设计某数控机床工作台进给用滚珠丝杠副。已知平均工作载荷Fm=4000N，丝杠工作长度l=2m，平均转速=120r/min，每天开机6小时，每年300个工作日，要求工作8年以上，丝杠材料为CrWMn钢，滚道硬度为58~62HRC，丝杠传动精度为±0.04mm.解法一：设滚珠丝杠副采用采用一端固定一端游动方式，（1）求计算载荷FC查表2-4决定选D级精度丝杠，查表2-6、2-7、2-8，取KF=1.2，K
4、H=1.0，KA=1.0（2）计算额定动载荷（3）初选丝杠FC1-5008-2.5Ca=22556NFC1-6308-3Ca=29715N考虑各种因素选用FC1-6308-3，由表2-9得D0=63mm,P=8mm,d0=4.763mm,λ=2°19′,R=(0.52~0.58)d0=2.477mm(取0.52),e=0.707(R-0.5d0)=0.0675mm,d1=D0+2e-2R=58.18mm，(4)校验1)稳定性校验Ø由于一端轴向固定的长丝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S，其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数[
5、S](见表2—10)。临界载荷Fcr(N)计算：查表2—10，μ=2/3，fc=3.937,，[s]：2.5～3.3。丝杠是安全的，不会失稳。Ø高速长丝杠工作时可能发生共振，因此要求最高转速小于临界转速本题未已知最高转速，所以需计算出临界转速以决定运行的最高转速所以运行的最高转速应低于5000r/min.ØD0n=63×120mm·r/min=7560mm·r/min<7×104mm·r/min所以该丝杠副工作稳定。2)刚度校验其中截面积极惯性矩转矩取最不利的情况所以该丝杠刚度满足要求。2）效率校验η要求在90%~95%之间。所以该丝杠效率满足要
6、求。经验证FC1-6308-3型丝杠可满足要求。解法二：设滚珠丝杠副采用采用两端固定方式，（1）求计算载荷FC查表2-4决定选D级精度丝杠，查表2-6、2-7、2-8，取KF=1.2，KH=1.0，KA=1.0（2）计算额定动载荷（3）初选丝杠FC1-5008-2.5Ca=22556NFC1-6308-3Ca=29715N考虑各种因素选用FC1-6308-3，由表2-9得D0=63mm,P=8mm,d0=4.763mm,λ=2°19′,R=(0.52~0.58)d0=2.477mm(取0.52),e=0.707(R-0.5d0)=0.0675mm
7、,d1=D0+2e-2R=58.18mm，(4)校验由于采用两端固定形式，所以稳定性不需要校验，只需要进行刚度和效率校验。1)刚度校验其中截面积极惯性矩转矩取最不利的情况所以该丝杠刚度满足要求。2）效率校验η要求在90%~95%之间。所以该丝杠效率满足要求。经验证FC1-6308-3型丝杠可满足要求。习题2-9请根据以下条件选择HJG-D系列滚动直线导轨。作用在滑座上的总载荷=18000N，滑座数M=4，单向行程长度ls=0.8m，每分钟往返次数为3，工作温度不超过120℃，工作速度为40m/min，工作时间要求10000h以上，滚道表面硬度为6
8、0HRC。解：Th=10000h∵∴∵T≤120℃∴查表2—15选取fT=0.9，表2—16选取fC=0.81，表2—17选取fw=2，
