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1、,机电一体化课程设计,设计一数控铣床XY工作台, 已知平均工作载荷Fm3000+学号*30 N (1班)Fm4000+学号*30 N (2班) 工作台面为正方形,边长:l(100+学号*10) mm (1班)l(200+学号*10 )mm (2班) 丝杠长度,设计要求,d(300+学号*20) mm (1班)d(400+学号*20 )mm (2班),设计一数控铣床XY工作台, 已知平均工作载荷Fm3000+学号*30 N (1班)Fm4000+学号*30 N (2班) 丝杠工作长度l0.3+0.02*学号m,平均转速nm80r/min,最大转速nmax8000r/min,使用寿命Lh 1000
2、0h左右,丝杠材料为CrWMn钢,滚道硬度为5862HRC,传动精度要求,设计要求,3、查滚珠丝杠副系列中的额定动载荷 ,使 ,初选几个规格(或型号),列出其主要参数,设计步骤:1、求出计算载荷Fc :Fc=KFKHKA Fm,2、根据寿命计算出额定动载荷,4、验算传动效率、刚度、稳定性等, 载荷系数,按表1选取;,表1,表2,表3, 硬度系数,按表2选取;,精度系数,按表3选取;,例1 试设计一滚珠丝杠副。已知平均工作载荷Fm3800N,丝杠工作长度l1.2m,平均转速nm100r/min,最大转速nmax10000r/min,使用寿命Lh 15000h左右,丝杠材料为CrWMn钢,滚道硬度
3、为5862HRC,传动精度要求,解:(1) 求计算载荷Fc,(2) 根据寿命条件计算额定动载荷,(3)按照满足Ca Ca的原则选择丝杠副尺寸,查表得如下规格:,考虑各种因素,选FFZD5006-5,其中:公称直径:D0=50mm导程:p=6mm螺旋角:=arctan(6/(50)=211滚珠直径:d0=3.969mm丝杠内径:d1=45.76mm,(4) 稳定性验算,丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷,由于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能发生失稳,所以在设计时应验算其安全系数S,其值应大于S。,式中:E丝杠的弹性模量,对钢,长度系数,双推-简支时,,丝杠危险截面的轴惯性矩,丝杠是安全的,不
4、会失稳。, 临界转速 验证,高速运转时,需验算其是否会发生共振的最高转速,要求丝杠最高转速 。,临界转速可按公式计算:,滚珠丝杠在工作负载F(N)和转矩T(N.m)共同作用下引起每个导程的变形量 (m)为,(5)刚度验算,式中:A丝杠的截面积, (m2);,丝杠的极惯性矩, (m4);,G丝杠切变模量,对于钢G=83.3GPa;,T转矩(N.m),取F=Fm,则,丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为,通常要求丝杠的导程误差应小于其传动精度的1/2,即,刚度满足要求,滚珠丝杠副的传动效率为螺旋角:=arctan(6/(50)=211,(6)效率验算,要求在90%95%之间,所以该丝杠副能满足使用要求。,经上述计算验证,FFZD5006-5各项性能指标均符合题目要求,可选用。,摩擦角,一般取,