《数控设计任务》

设计任务 立式铣刀最大直径：d=50 p631） 立铣刀齿数z=42） 最大铣削宽度 3） 最大被持刀量、4） 加工材料为碳素钢或有色金属5） X、Y方向的脉冲当量6） X、Y方向的定位精度均为0.0207） 工作台面尺寸900*2008） 工作台最快移动速度20009） 工作台最快工进速度320二 机械传动部件的计算和选择1） 导轨上移动部件的重量估算 按照导轨上面移动部件的重量来进行估算 工作台体积：V=900*200*20=3600000 =0.0036 工作台质量：M=V*=3.6*7850=28.26 工件、夹具、质量估计=0.5M 上层电机、减速箱、滚动导轨副、导轨座估计=1.2M 总质量=2.7M=76.302 移动部件总重量G=2.7M*g=747.7596N1000N2) 计算切削力 根据设计任务，加工曹亮为碳素钢或有色金属及如下参数 立式铣刀最大直径：d=50 p63 立铣刀齿数=4 最大铣削宽度 最大被持刀量查得硬质合金立铣刀主切削力计算公式为 （机电一体化课设指导用书P16） 带入上式： 各铣削力比例范围如下 考虑到是立铣，x、y、z方向的力分别是 三 滚珠丝杠传动设计计算机校验1 最大工作载荷的计算 最大工作载荷是滚珠丝杠驱动工作台时的最大驱动力 由于是三角形和矩形综合导轨查得下面公式（机电一体化课设指导用书P38） -贴塑导轨摩擦因数取0.04 G-移动部件总重力带入公式得: 2 最大动载荷的计算查得公式如下（机电一体化课设指导用书P38）式中 -滚珠丝杠副的寿命，单位为。（初选丝杠导程为5，n=320/5=64） -载荷系数，取1.1 -硬度系数取1.0带入上式得3 规格型号的初选要求 额定动载荷 额定静载荷查表（机电一体化课设指导用书P39）选这丝杠型号：2505-4 滚珠丝杠几何参数公称直径：=25导 程：p=5滚珠直径：=3.175丝杠直径：=21.2丝杠外径：=24.2额定动载：额定静载：4 传动效率的计算传动副的传动效率一般在0.8-0.9之间，可由下式计算：（机电一体化课设指导用书P39）-丝杠的螺纹升角，由算得。-摩擦角，一般取带入公式得：5 刚度的验算： 1）丝杠的拉升和压缩变形量在总变形量中占比重较大，可按下式计算：(由于M较小，一般情况下第二项可忽略)带入数据可算出： 2）滚珠与滚道间的变形量，可按下式计算：（机电一体化课设指导用书P41）其中-滚珠直径=3.175 -预紧力，取轴向预紧力 -滚珠总数，根据公式，带入式中得：因为丝杠的预紧力是轴向力的1/3，故刚度可减少一半，即，=0.0007 3）则，因为丝杠最大行程为800，由书P35表3-27，得5级丝杠标准公差为4023.1，故刚度合理。6 稳定性验算 失稳时临界载荷为：其中 -丝杠承载系数，查表P42，表3-34，得=2 K-稳定安全系数，一半取2.5-4 a-间距a=800带入数据得 ，故丝杠稳定。由上可知滚珠丝杠的选型合理。7 选择丝杠轴承 采用一端固定，一端游动的支撑方式。由于选用滚珠丝杠专用推力角接触轴承：7602020 寿命计算得：1 传动比计算 加工精度为：0.015 机床脉冲当量：0.005 初选电动机的步距角 由式算得传动比为由于传动比是5，采用四 同步带传动 1） 确定带的设计设功率 -工作情况系数，查P28表3-18，取1.4 P=TW=2*200=400W代入数据得： 2) 选择带型和节距根据和小轮转速，p29查图3-14选出用H型同步带，节距=12.7mm 3）确定小带轮齿数和小带轮节圆直径 A），p28查表3-17得，尽可能选大值。 B）小带轮节圆直径 C） 综上因素，取=20， 4）初选中心距，带的节线长度、带的齿数 A）初选中心距 带长则选则，根据p24，表3-13选择，齿数。5）计算实际中心距6) 校验啮合齿数合理7）计算基准额定功率 -需用工作拉力，由p30表3-21查得 m-单位长度质量，由p30表3-21查得m=0.448 V-同步带线速度，v=1.7代入数据得 8）确定实际所需同步带宽度 查p22 表3-11，得=19.1 9）带的工作能力验算-啮合系数，根据p31表3-22得=1 -齿宽系数， -需用拉力，带入数据得：传动带合格五 步进电机的选型和计算1） 步进电机的总转动惯量 查书（机电一体化课设指导用书P57）得两对齿轮传动时，传动系统折算到电动机轴上的总传动惯量公式： 其中 故初选90BYG2502电机，其，即满足要求故2） 等效负载转矩计算 A）空载启动时折算到电动机轴上的最大加速转矩： 其中 是电动机转速=2000带入得： B）移动部件折算到电动机轴上的摩擦转矩： 其中 是传动链总功率：0.8带入公式得： C）滚珠丝杠预紧后折算到的电动机轴上的转矩： 其中 是预紧力：=753N 带入公式得： D）折算到电动机轴上的最大工作负载 由上课得快速空载启动时电动