刀具刃磨中心Z轴进给系统设计与建模初稿

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1、1.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

2、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)FcFy=(0.15~0.7)Fc3.3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Fm2.3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

3、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=1.1

4、43.7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F

5、max=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=61411h>15000，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

6、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　λf一端固定一端自由0.251.8753.4一端固定一端游动23.92715.1二端支承1

7、3.1429.7二端固定44.73021.9由丝杠的设计可知，丝杠两端的轴承主要承受轴向力，径向力，根据《机械设计手册》，可知用角接触球轴承。丝杠两端的尺寸Ф27.9mm,可知轴承内径d=25mm轴承采用成对安装方式，轴承不宜过厚，选择厚度较小的，查《机械设计手册》选60度角接触球轴承厚度为12mm.丝杠高速运转会产生大量的热，为了具有更好的润化性和散热性应选用外径/内径较大的轴承。这种轴承承载能力强，变形系数小，横向空间大，有利于润滑油的流动带走产生的热量，减少热变形和磨损，查《机械设计手册》，选角接触球轴承外

8、径为52mm。轴承承受的轴向载荷Fmax=1694N.预紧力Fp=1050N,滚珠丝杠支撑形式采用两端固定式，所选用的轴承型号为：(GB/T292-1994)7205C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，故所选轴承符合要求。6.0伺服驱动系统的设计计算1.电动机的选择2.伺服电动机的选择是根据负载条件来进行的，加在电动机轴上的负载