nm= n1q1/100+ n2q2/100+………= 60·15/100+80·30/100+100·50/100+2000·5/100=183 r/min
3F13n1q1q3n??F21?2???nm100nm1005.当量负荷Fm=388156969 ?446943875?233327247?16536458332353?60158030100508053??1353???8533???3533??183100183100183100183100
=706N
6.初选滚珠丝杠
(1)计算动负荷Caj=KhFm/Knf∑=3.9·706/0.56·0.385=12770N (2)要求寿命Lh
寿命Lh=300(日)×16(h)×0.6(开机率)×10（年）=28800h
由寿命系数Kh= ?Lh??3.9??500??
(3)综合系数
影响滚珠丝杠副寿命的综合系数: f∑=
(4)滚珠丝杠副的型号 CMD3210-2.5 额定动负荷Ca=25909N>Caj=12770N
预紧力Fo=0.25Ca=6477N>1/3Fmax=2353/3=784N 可见初选的滚珠丝杠符合设计要求。 7. 丝杠螺纹部分长度Lu
Lu=工作台最大行程(300)+螺母长度(129)+两端余程
(25)=300+129+25×2=479mm
8.支承距离L
支承距离L>Lu=479 因此取L=700mm 9.临界转速校核
(1)丝杠底径d2=d0-1.2Dw=32-1.2×6.35=24.4mm=0.0244m取25mm (2)支承方式系数 查表 f2=4.73 (两端固定)
(3)临界转速计算长度Lc=129/2+300+40+(700-479)/2=500mm=0.5m
13转
?33.3?Kn= ??n???0.56?m?13ftfhfafk0.8?1?1?0.53??0.385fu1.1f22d24.732?0.0244临界转速nc=9900×2= 9900× =21617r/min
0.52Lc可见nc>nma 所以 符合要求 10. 压杆稳定校核
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两端固定支承,丝杠不受压缩,因而不必校核稳定性。 11. 预拉伸计算 设温升为3.50C
(1)温升引起的伸长量?t=??tlu=11×10?6×3.5×0.59=22um (2)丝杠全长伸长量?tz=11×10?6×3.5×0.7=27um
?t'AE= (3)预紧力F =
12. 轴承选择
5?10?6??lu?0.02442×2.1×1011=459N
40.509(1)轴端结构 采用E型和F型 (并排)轴端 (2)轴承型号主要尺寸和参数 轴承型号为72020
查表 得:d=20mm D=47mm B=14mm Z=15 Dw=5.953
Ca=19600N
(3)预紧力确定 预紧力Fo=2300N
轴承的最大轴向载荷为F'max=Ft+Fmax/2=459+2353/2=1636N 由于Fo>F'max/3=1636/3=545N 所以,符合要求.
3.11Kh?459F?由轴承动负荷计算公式校核 C= K0.56n
(4)疲劳寿命计算
=2549N
进给方向是可变的，负荷可能是（Ft+Fm/2）或（Ft-Fm/2），两者机会相等，取平均值F=459N
Kn=0.56 取Lh=1500h 则 Kh=3.11
初选 7602020TVP 参数如下：d=20mm D=47mm B=14mm
Dw=5.953 Ca=19600N Fo=2300N 可见 额定动负荷Ca=19600>计算动负荷C=2549 所以，轴承满足寿命要求。
13.定位精度校核
(1)丝杠在拉压载荷下的最大弹性位移 ?smax
FL1.3F×106= =0.0033F ?smax= ?106?4AE211?0.0244?2.1?104
快速移动时F=353N , ?smax=1.2um
强力,磨削时F=2353N , ?smax=7.8um 精密磨削时F=853N , ?smax=2.8um (2)丝杠与螺母间的接触变形?c
FKc- 10 -
4?
?c= 查表得CMD3210-2.5滚珠丝杠到螺母的接触刚度 Kc=955N/um 所以
得:
快速移动时?c= 353/955=0.37um 强力,磨削时?c=2353/955=2.5um 精密磨削时?c=853/955=0.89um (3)轴承的接触变形?B
角接触轴承的轴向刚度 KB=23.6[Zsin?Dw]Fo
?sin560o?0.005953=23.6[13
2251313]?2300=246N/um
1313
快速移动时?B=353/246=1.4um 强力,磨削时?B=2353/246=9.1um 精密磨削时?B=853/246=3.5um
(4)丝杠系统的总位移? ?=?smax+?c+?B 快速移动时?=1.2+0.37+1.4=2.97um 强力,磨削时?=7.8+2.5+9.6=19.9um 精密磨削时?=2.8+0.89+3.5=7.19um (5)定位精度
?smax发生在螺母处于丝杠中部处, ?c和?B与螺母的位置无关。所以以上求得的位
移均为?/650mm。查表得丝杠精度等级为1级，任意300mm 的行程公差为6um。加上快移时的总位移2.97um。可以满足轮廓控制定位精度0.01/300mm的要求。同理分析，能满足精密磨削的定位精度±0.02/300mm的要求。强力磨削时，可以满足粗加工要求。
通过以上的分析计算，可知该滚珠丝杠符合定位精度要求。 计算结果:
Y向滚珠丝杠副型号：CMD32×10-2.5-1/760×479 X向滚珠丝杠副型号：CMD32×10-2.5-1/690×479 CMD型外插管埋入式双螺母垫片预紧滚珠丝杠副: 公称直径32mm,基本导程10mm,循环圈数(圈数×列数)2.5×1 X、Y 两端支承均为E、F型 轴承型号均为 72020 60度接触角推力角接触球轴承
1.9检测元件
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该磨床的闭环系统中选用的检测元件是光栅传感器。
光栅传感器在精密直线位移和转角位移测量中应用甚广，直线测量精度可达0.5um，转角位移测量精度可达±1''（1/3600度）
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第二章.电路部分的设计
2.1硬件设计
8031 存储器接口 输入显示 T0INT I/O ＋ 扩光功Y向光功X向 IR0 限 IR1 IRIR1 2 MCX31 3X向编码器Y向编码器IR4 IR5
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