3.4 伺服电机和滚珠丝杠副的参数计算与选用
已知以下参数:
滑座重量W1=3000N,刀架重量W2=I 5000N
滑动导轨动磨擦系数?=1,静磨擦系数?0=0.2 X轴和Z轴快速进给速度 VMax=7.5m/min 要求机床定位精度30?m/300mm,50?m/全行程 重复定位精度20?m
工作寿命20000小时(两班制工作10年) 其它状况见下表3-1:
机床工作状况表3-1
一、X轴滚珠丝杠和电机的选择与计算
1、确定滚珠丝杠副的导程 Ph=
VMax (3-1) i?nMax式中:Ph:滚珠丝杠副的导程(mm),VMax:滑座最高移动速度(m/min) nMax:电机最高转速(r/rain),设nMax=3000r/min i:传动比,电机与丝杠设为一级减速i=1/3 由表4-1得VMax=7.5m/min 代入式3-1得: Ph=
7.51?30003=7.5mm,
圆整取Ph=10mm
2、确定当量转速和当量载荷 1)各种切削方式下丝杠转速
nt=
Vt?103 (3-2) ph式中:ni:丝杠转速(r/min) i=1.2.?.n
Vi:进给速度(m/min) i=1.2.?.n
由表3-I得V1=0.02 V2=0.01 V3=0.002 V4=7.5代入式3-2中得: n1=2 n2=l n3=0.2 n4=750 2)各种切削方式下丝杠轴向载荷
Fi= Pxi+?(W1+W2+ Pzi) (3-3)
式中: Fi:丝杠轴向载荷(N) i=1.2.?.n
Pxi: 纵向切削力(N) i=1.2.?.n Pzi: 垂向切削力(N) i=1.2.?.n
由表3—1得 Pxl=6600 Px2=3300 Px3=1800 Px4=O
Pzl=11000 Pz2=5500 Pz3=3000 Pz4=0 已知滑座重量 W1=3000N,刀架重量W2=15000N代入式3-3中得:
F1=9500N F2=5650N F3=3900N F4=1800N ● 当量转速 nm=n1tt1t+n22+?+nnn (3-4) 100100100 式中:nm:当量转速(r/min)
t1 ,t2 ? tn :工作时间百分比,
由表3-1得t1 =10 t2=30 t3=50 t4= lO 代入式3-4中得: nm=75.6r/min ●当量载荷
?3n1t13n2t23nntnF?F???F Fm=3?2N?1100n100nm100nmm???? ?
=
3203010750?10??3?56503??39003??18003??9500??
100?75.6100?75.6100?75.6100?75.6??=2069N
3、预期额定动载荷 1)按预期工作时间估算 Cam=360nmLhFmfw (3-6)
100fafc式中:Cam:预期额定动载荷(N),nm:当量转速(r/min) Lh:预期工作时间(h),Fm:当量载荷(N) fw:负荷系数,轻微冲击取fw=1.5 fa:精度系数,l~3级取fa=l
fc:可靠性系数,可靠性97%取fc=0.44 已知Lh=20000