疑难问题解答1

《疑难问题解答1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、一、计算题1.图示丝杠螺母報动系统，已知工作台的质量,n=200Kg.丝杠螺距匸5mm,丝杠长度L=0.8m,中径为J=30mm,材料密度为&齿轮齿数分别为引=20,Z2=45,模数加=2mm,齿宽b=20mm。试求折算到电机轴上的总等效惯量J.。血小

2、丄作台2.试设计一数控机床工作台用滚珠丝杠副。已知平均载荷Fm=3600N,丝杠工作长度/=1.25m，平均转速nm=120r/min,每天开机6h,每年250个工作日计，要求工作10年以上。丝杠材料为CrWMn钢，滚道硬度为58〜62HRC,丝杠传动精度要求为±0.03mm。二、分

3、析题一数控系统如图所示，试说明图屮的各个部分分别属于机电一体化系统的哪一基木结构要索。答案：一、计算题1.图示丝杠螺母驱动系统，已知工作台的质量w=200Kg,丝杠螺距/=5mm,丝杠长度L=0.8m,中径为厶30mm,材料密度为p=7.8x103/Cg/w3,齿轮齿数分别为j=20,z2=45,模数2mm,齿宽/?=20mm。试求折算到电机轴上的总等效惯量Je?解:(1)计算各传动件的转动惯量材料密度“=7・8x103Kg/莎，齿轮的计算直径按分度圆直径计算，丝杠的计算直径取中径。f+l7rpd4l32x7.8x103x0.044

4、x0.02=32=3.92x10一讣gw?^■x7.8x103x0.094x0.02-32=1.0x10-叹g•加2兀><7.8><10.03・0.832=4.96x10~4kg-m2工作台折算到丝杠上的转动惯量为2000.005、2=1.2x10-4^-m2（2）折算到电机轴上的转动惯量Jc=儿+补(几2+人+九)=3.92x107+—^(1.0x10-3+4.96xl(T4+1.2xl(T4i2•25=3.58xl0_4^-m22.试设计一数控机床工作台用滚珠丝杠副。已知平均载荷Fm=3600N,丝杠工作长度/=1.25m,

5、平均转速wm=120r/min,每天开机6h,每年250个工作日计,要求工作10年以上。丝杠材料为CrWMn钢，滚道锁度为58〜62HRC,丝杠传动精度要求为土0.03mm。解：（1）求计算载荷由题设条件，查表3.4取心=1.2,查表3.5取心=1.0,假设丝杠为D级精度，查表3.6,取Ka=1.0。则计算载荷Fc=KFKuKAFm=.2X1.0X1.0X3600=4320N（2）计算所要求的额定动载荷预期使用寿命2=6X250X10=15000h并代入/2m=120r/min,尺=4320NC：="匚匚=4320x』20x150

6、：0=20563N“71.67x10°V1.67xl04（3）根据C/的值选择滚珠丝杠副设选用FC1型号系列，按照满足的原则，并考虑各种因素，查表3.7选出合用的滚珠丝杠型号规格为FCT-5006-3,其主要参数尺寸：ft=50mm厶=6rnniX=2°llzd=3.969mmd=45・63nim64164不发生失稳之最人载荷安全系数(a/)2⑵3x1.25尸F~~3600公称直径A=50mm导程厶=6mm螺旋角入=2°11’滚珠直径4=3.969mm丝杠小径tZ=45.63nim（4）检验稳定性取弹性模量E=2.06X105MK,

7、查表3.8长度系数U=2/3丝杠轴惯性矩/=—J,4=314x0045634=2.13xl0-7m4兀2El_3.142x2.06xl()Hx2.13xl(r7EA2®EA7r2dAG查表3.8许用安全系数[S]=2.5〜3.3。由S>[S],可知丝杠是安全的，稳定性合乎要求。（5）检验刚度计算转矩T=Fm牛tan（2+p）取摩擦系数f=0.002,则p=arctan0・002=6’53"T=3600xyxlO-3xtan（2°11'+6'53"）=3.58N•m按最不利情况计算导程误差，毎个导程的变形量4x3600x6x1()71

8、6x3.58x6x103.14x0.045632x2.06x10113.142x0.045634x0.81x1011=6.44X1（严卩m丝杠在工作氏度上的导程误差通常，丝杠的导程谋差△厶应小于其传动精度的1/2,即AL<丄cr=丄x0.03/7777?=0.015mm=15“m22丝杠的刚度满足要求。经上述计算验证，所选FCI-5006-3型丝杠各项性能均符合使用要求，可川。二、分析题按照机电一体化系统的基本结构要素，图示数控机床的各个部分归类如下：(2)测试传感部分:(3)能源：(4)驱动部分：(5)执行机构：光电编码器、信号处

9、理电源功放、电机联轴器、齿伦减速器、丝杠螺母机构、工作台