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買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 1 大 連 大 學(xué) 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計 )說明書 論 文 題 目: 玻璃管材自動切割機 學(xué) 院: 專 業(yè) 、班 級: 學(xué) 生 姓 名: 指導(dǎo)教師(職稱): 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 2 摘 要 本文針對生產(chǎn)需要玻璃管材的切割,設(shè)計了玻璃管材自動切割機。論文分析論述了國內(nèi)外玻璃管材切割機的發(fā)展概況,進(jìn)行切割機的結(jié)構(gòu)設(shè)計、上下料機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計,并進(jìn)行了主要部件的強度設(shè)計和分析。 自動切割機是現(xiàn)代燈管制造業(yè)中不可缺少的重要設(shè)備之一。 從結(jié)構(gòu)特點上來看 ,切割機主要由齒輪裝置、凸輪裝置和兩個大小不同的刀具組成。用切割機切割玻璃管材時 ,是由電動機帶動齒輪 ,將轉(zhuǎn)速傳遞到小刀桿上,從而在管材內(nèi)部帶動玻璃管的轉(zhuǎn)動。與此同時大刀片在外部夾緊并進(jìn)行輔助切割,從而完成了玻璃管材的切割。小刀桿的進(jìn)退是由凸輪機構(gòu)和撥叉來完成的。上料機構(gòu)是靠摩擦完成的。卸料機構(gòu)的核心在于導(dǎo)軌的設(shè)計,選用絲杠螺母來控制其運動。 通過查找相關(guān)資料和進(jìn)行研究掌握 玻璃 管材 自動切割機工作原理以及設(shè)計的基本知識和方法。改進(jìn) 傳統(tǒng)的 切割機提高玻璃的質(zhì)量,增加企業(yè)效益。 玻璃管材切割機設(shè)備簡單 ,投資較少 ,適合多直徑玻璃管材。 關(guān)鍵詞:自動切割機 自動送料機構(gòu) 玻璃管材 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 3 n of of of at of to of of of of is to of of by of it is by to to in of At in of by to is by of is to to to of as as of of to 文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 4 目 錄 論 割機研究現(xiàn)狀 1 割機研究的目的和意義 1 要研究內(nèi)容及創(chuàng)新 1 璃管材切割機 研究展望 2 割機結(jié)構(gòu) 4 料機構(gòu) 4 料機構(gòu) 5 部件技術(shù)主參數(shù) 7 割機構(gòu)設(shè)計 7 下料機構(gòu) 13 結(jié)論 36 參考文獻(xiàn) 37 致謝 38 附錄 附錄 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 5 1. 緒 論 割機研究現(xiàn)狀 目前國內(nèi)生產(chǎn)玻璃管材自動切割機的公司不是很多,技術(shù)并不很純熟,主要廠家有佛山市晶菱自動化玻璃機械有限公司、東莞市銀銳精密機械有限公司、蚌埠市新技術(shù)應(yīng)用研究所等。在這些廠家中 ,有的是引進(jìn)國外技術(shù)生產(chǎn) ,有的是自主開發(fā)。其中 , 東莞市銀銳精密機械有限公司在玻璃管材自動切割機的開發(fā)和制造方面取得了較大的進(jìn)展 ,擁有 6 項專利。其中圓異形玻璃切割流水線自動化程度很高。它采用日本三菱可編程控制器,人機界面,伺服電機。精度高、效率高、自動化程度高,操作簡單靈活??勺詣佣ㄎ?、選位,自動切 割,自動送料,自動下料,任意設(shè)置參數(shù)達(dá)到所需最佳效果。刀頭切割速度: 100mm/s(可調(diào) ),送料速度:1000mm/s(可調(diào) ),切割尺寸:直徑 5割玻璃厚度: 割精度: 作氣壓: 3方厘米,電源: 220v,總功率: 1000w,外型尺寸: 4000*900*1600重量: 500 割機研究的目的和意義 目前,為應(yīng)對全球氣候不斷變暖,履行京都議定書承諾的減排目標(biāo), 在照明行業(yè), 世界上各個國家都將逐步淘汰白熾燈、推廣節(jié)能燈作為節(jié)能減排 的措施之一。歐美各國已經(jīng)相繼出臺白熾燈禁止使用時間,節(jié)能全球化也必將為節(jié)能照明概念迎來全球性的機遇。由于節(jié)能燈的普及應(yīng)用燈管的切割技術(shù)應(yīng)運而生。燈管大部分是用玻璃管材制成的。 玻璃管 材 橫向切割是整個制造過程中的第一步工藝,而玻璃管 材 的切割現(xiàn)在還是利用人工手動完成,其切割效率低,質(zhì)量粗糟,是整個制造燈具工藝過程中的瓶頸;由于切割時要不斷沖水,工人的兩手一直浸泡在水中,特別是到了冬天, 工作環(huán)境特別惡劣。 因此,玻璃管 材 自動切割機具有很大的實用價值和經(jīng)濟價值 。 要研究內(nèi)容及創(chuàng)新 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 6 玻璃管 材 自動切割機是橫向切斷 玻璃管加工設(shè)備 。 切割效率高,破損少,自動化程度高等特點。本設(shè)備包括管件自動進(jìn)料裝置、管件旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、切割刀具 、卸料裝置 。 玻璃管材切割機的核心是切割機的制造,現(xiàn)今市場上的切割機分為:火焰切割機、等離子切割機、激光切割機、水切割、石材切割機、相貫線切割機、海綿切割機、數(shù)控切割機等。激光切割機為效率最快,切割質(zhì)量最好。等離子切割機切割速度也很快,但切割效果次之?;鹧媲懈顧C切割厚度較大的碳鋼材質(zhì)。相貫線切割機是用于切割鋼管的切割設(shè)備。切割機應(yīng)用目前有金屬和非金屬行業(yè) ,一般來說 ,非金屬行業(yè)分的比較細(xì)致 ,像有切割石 材的石材切割機 ,水切割機 ,鋸齒切割機 ,切割布料和塑料 ,化纖制品用的激光切割機 ,刀片式 ,切割機 ,切割金屬材料的則有火焰切割面 ,等離子切割機 ,火焰切割機里面又分?jǐn)?shù)控火焰切割機 ,和手動的兩大類 ,手動的類別有 ,小跑車 ,半自動 ,純手動 ,數(shù)控的有 ,龍門式數(shù)控切割機 ,懸臂式數(shù)控切割機 ,臺式數(shù)控切割機 ,相貫線數(shù)控切割機等。 管材切割機,涉及管材相貫線切割機,需要提供一種不需要進(jìn)行數(shù)控編程,而可以加工彎管、半成品管的切割機。 市場上現(xiàn)有的玻璃管材切割機大多事立式的,上下料不是很方便,本次設(shè)計將切割機橫向放置,從而簡化上料的不便 。 管件的旋轉(zhuǎn)裝夾是通過摩擦來實現(xiàn)的 ,其中 一 點是固定的,另外一點可隨時壓緊或松開,能夠快速驅(qū)動管件旋轉(zhuǎn)和松開,而且驅(qū)動力均勻分布在整個管件的軸向上,這樣就可實現(xiàn)多段同時切割,從而在保證切割質(zhì)量的前提下大大提高切割效率。 切割玻璃管材的 玻璃刀上有金剛石。金剛石磨有一個角度比較大但很尖銳的刃。用玻璃刀劃過玻璃表面,刃就會在玻璃上留下一個底部很尖的槽。然后使玻璃帶槽的這個面受拉,由于槽底很尖,存在很大的應(yīng)力集中,脆性材料的玻璃很容易沿著這個槽裂開。一般的玻璃刀切割的深度不到一毫米。如果是一般的玻璃刀切割一般的玻璃,可 以切到 米的。玻璃刀不可以提高切割的厚度。有機玻璃要用有機玻璃切割刀材可以。 鋼化玻璃不能切割的,它是經(jīng)過高溫?zé)^的,所以不能切割。 璃管材切割機研究展望 由于玻璃管的切割過程是一個復(fù)雜的過程 ,其中有管材的封口、彎曲等工作。因此 ,還有許多工作需要集合實際情況作進(jìn)一步的完善。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 7 大直徑薄壁管材旋壓封口的方法,其包括下列步驟: (1)、管材封口處加熱:首先將被旋壓材料的封口處加熱,加熱到材料相變溫度以上; (2)、管材中部徑向旋壓封口:采用中間縮徑旋壓的方式對管材進(jìn)行旋壓封口,用三旋輪或四旋輪在 圓周上均布; (3)、旋壓管材兩端施加作用力:旋輪對管材進(jìn)行旋壓管徑縮徑時,在軸向?qū)π龎悍饪诩┘右欢ǖ膲毫蚶?,可有效的控制封口端面的壁厚變化?(4)、封口后期改作單輪旋壓或雙輪旋壓; (5)、切斷:一次成型兩個封口。本發(fā)明特別適用于直徑 /壁厚 40的旋壓封口,可一次成型兩個封口;被旋壓封口的管材受力均勻,能高速、大進(jìn)給量的進(jìn)行加工,生產(chǎn)效率高;可有效的控制封口端面的壁厚變化。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 8 割機方案結(jié)構(gòu) 圖 2圖所示,大刀片和小刀片的材料為硬質(zhì)合金或高速鋼,小刀片的大小可根據(jù)玻璃管的直徑?jīng)Q定。小刀片由玻璃管內(nèi)壁向外壁運動,大刀片則由玻璃管外壁向內(nèi)運動。動力從齒輪箱傳至直齒輪,經(jīng)另一個直齒輪帶動刀桿旋轉(zhuǎn),于是小刀片也旋轉(zhuǎn)。刀桿除旋轉(zhuǎn)外,還經(jīng)凸輪推桿控制撥叉升降。凸輪推動滾子,使杠桿繞軸擺動,借可以調(diào)整小刀片的進(jìn)刀和推刀。設(shè)備裝好后,通過調(diào)整偏心軸可在 米的范圍內(nèi)調(diào)整小刀片的距離。玻璃管的旋轉(zhuǎn)運動主要是靠大刀片與玻璃管表面的相互接觸摩擦帶動的,而大刀片的徑 向移動則是由凸輪控制滾子,經(jīng)杠桿和軸來實現(xiàn)的。調(diào)整偏心軸可改變大刀片的距離。彈簧使大刀片復(fù)位。 料機構(gòu)方案設(shè)計 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 9 自動上料機構(gòu)有多種多樣,本次設(shè)計的為棒料機構(gòu)而且玻璃為易碎。通過電機帶動主傳動軸轉(zhuǎn)動,從動軸與主動軸加持玻璃管,從而帶動玻璃管的進(jìn)給。機構(gòu)設(shè)計簡單,并將傳統(tǒng)的縱向送料給進(jìn)為橫向送料,使機構(gòu)多樣化。 料機構(gòu)方案設(shè)計 圖 2 作臺的基本原理 能分別沿 X 向和 Y 向移動的工作臺稱為 作臺。其工作原理是 X、Y 向均采用伺服電機, X 向通過齒輪減速和絲杠傳動, Y 向通過絲杠傳動后,帶動工作臺做 移動。 作臺的機電一體化系統(tǒng)總體設(shè)計 本 用交流伺服電機驅(qū)動 ,并在電機輸出軸端設(shè)置傳感與檢測設(shè)備通過控制器控制步進(jìn)電機的驅(qū)動,經(jīng)傳動機構(gòu)帶動工作臺運動,其總體框圖如下: 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 10 圖 2文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 11 部件技術(shù)主參數(shù) 加工管材規(guī)格:厚度: 徑: 5 20度: 100 300電機技術(shù)參數(shù) : 型號 4; 功率 電壓為 660/380V; 絕緣等級 F; 接線方式 Y/。 割機機構(gòu)設(shè)計 輪計算及強度驗算 ( 1)選定齒輪類型,精度等級,材料及齒數(shù) 按圖所示傳動方案,選用直齒圓柱齒輪傳動。 運輸機為一般工作機器,速度不 高,故選用 7 級精度( 料選擇。由表 10擇兩個齒輪材料為 40質(zhì)淬火處理,硬度為 280選齒輪齒數(shù) 221 Z , 222 Z ( 2)按齒面接觸強度計算 1)確定數(shù)值 試選載荷系數(shù) t 計算齒輪傳遞轉(zhuǎn)距 1d3 211 )( T 411*51 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 12 2/ 齒輪, 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 911 530082(19606060 92 N 算接觸疲勞許用應(yīng)力 S=1 2)計算 計算齒輪分度圓直徑 計算圓周速度 計算齒寬 計算齒寬與齒高之比 計算載荷系數(shù) M P 4 0 11 40 2 3 11 1 t 00 1 = 00 2 =買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 13 V=s, 7 級精度,查機械設(shè)計書得 1 K 1 查 因為 b/h= 按實際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 計算模數(shù) ( 3)按齒根彎曲強度設(shè)計 1)確定公式內(nèi)計算數(shù)值 00 2 = S=計算載 荷系數(shù) K 查表得 算兩齒輪的并加以比較 K)(23 211M P 3 111 M P 21212 01 121 Y 22 2 Y 21 Y 00 1 =紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 14 設(shè)計計算 ( 4)幾何尺寸計算 計算分度圓直徑 4411 4422 4421 41 所以大齒輪齒寬為 15齒輪齒寬為 20 栓組的校核 ( 1)螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計 采用如圖所示結(jié)構(gòu),螺栓數(shù) Z=4,對稱布置。 ( 2)螺栓受力分析 在總載荷 F 的作用下,螺栓組連接承受以下各力和傾覆力矩的作用。 軸向力( F 的水平分力作用于螺栓組中心,水平向右)。 h 745co 0 0co s 橫向力( F 的垂直分力作用于接后面,垂直向下) v 745s 0 0s 傾覆力矩(順時針方向) 1 26042 在軸向力作用下,各螺栓所受的工作拉力為 在傾覆力矩的作用下,上面?zhèn)z個螺栓受到加載作用,而下面的連個螺栓受到減載作用,故 上面的螺栓受力較大,所受載荷按式( 5定。 故上面的螺栓組所承受的軸向工作載荷為 (23 211買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 15 a 7m a x 在橫向力的作用下,底板連接接后面可能產(chǎn)生滑移,根據(jù)底板接后面不滑移的條件。 由表 5得接后面間的摩擦系數(shù) f=取, 則 取防滑系數(shù) 2.1各螺栓所需要的預(yù)緊力為 上面每個螺栓所承受的總拉力 式( 5得。 2 6 70 ( 3)確定螺栓直徑 選擇螺栓材料為 能等級為 螺栓,由表 5得材料的屈服極限為 由表 5得安 全系數(shù) ,故螺栓材料的許用應(yīng)力 根據(jù)( 5得螺栓危險截面的直徑(螺紋小徑 1d )為 按粗牙普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)( ,96,選用螺紋公稱直徑 0(螺紋小徑 1d = ( 4)校核螺栓組連接接后面的工作能力 連接接后面下端的擠壓應(yīng)力不超過許用值,以防止接后面下碎。參考式( 5 ,查表 5得 M P mb mb = M P aS s M P 0m a x =+=買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 16 故連接接后面下端不至于壓碎。 連接接后面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力,以防止托架受力時對接后面間產(chǎn)生間隙,即 , 故接后面上端受壓最小處不會產(chǎn)生間隙。 ( 5)校核螺栓所需 要的預(yù)緊力是否合適。參考( 5對碳素鋼螺栓,要求 10 F S 已知, 222211 取預(yù)緊力下限即 要求的預(yù)緊力 ,小于上值,故滿足要求。 輪輪廓的設(shè)計 圖圖 0 0m a x += M P 40 =( ) 6 =買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 17 圖 3下料機構(gòu)設(shè)計 上下料機構(gòu)的核心是工作臺導(dǎo)軌的設(shè)計 工作臺主要設(shè)計參數(shù) ( 1 ) 工作臺 Y 向最大行程 160PL 工作臺快速移動速度8000 1 。 工作臺和、工件和貨箱 ,加之夾緊機構(gòu)及其它記為 30 ( 2)工作臺 X 向最大行程 800PL 工作臺快速移動速度15000 1 工作臺總質(zhì)量 m=100 向設(shè)計 ( 1)導(dǎo)軌摩擦力的計算 由于滾動直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?,使滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦變?yōu)闈L動摩擦,從而具有隨動性好、可以實現(xiàn)較高的定位精度和重復(fù)定位精度、安裝和維修方便等特點,所以選用滾動直線導(dǎo)軌。 其機構(gòu)及組成如下: 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 18 圖 3算在不切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌靜摩擦力0, 此時導(dǎo)軌 摩擦系數(shù) u ,查文獻(xiàn)【 10】表 2導(dǎo)軌緊固力 75則 式中: vF、w 部件的全部重量(包括工件的重量) u 于滾動直線導(dǎo)軌, u = u ( 2)計算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力 計算最大軸向負(fù)載力計算最小軸向負(fù)載力 0F ( 3)確定滾珠絲杠的動載荷計算與直徑估算 確定滾珠絲杠的導(dǎo)程0電動機的最高轉(zhuǎn)速m a x 2 0 0 0 / m i 有文獻(xiàn)【 10】2得 式中: i 滾珠絲杠與電動機直接相連時, i =1。 m a a m a x 1 F00 3 N()u g c vF u w f F F 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 19 計算滾珠絲杠螺母副的軸向載荷 滾珠絲杠的軸向載荷 m 計算滾珠絲杠螺母副的轉(zhuǎn)速 確定滾珠絲杠預(yù)期的額定載荷文獻(xiàn)【 10】 2計算,根據(jù)載荷性質(zhì),有輕微沖擊,取載荷系數(shù) 1,根據(jù)初步選擇滾珠絲杠的精度等級為 2 級,取精度系數(shù) 1,又一般情況下可靠性應(yīng)達(dá)到 97,故取可靠性系數(shù) 。 式中: 般情況下取。 0 60100m m n 3 . 7 5 1 . 36 0 2 0 0 0 2 0 0 0 0 1 0 0 1 0 . 4 4 38 / m i 0 r 2000 / m 4 8 / m 000 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 20 按精度要求,確定允許的滾珠絲杠的最小螺紋低徑2 1)估算允許的滾珠絲杠的最大軸向變形 已知工作臺的定位精度為 20m,根據(jù)文獻(xiàn)【 10】式 2 2及定位精度和重復(fù)定位精度的要求得 取上述計算結(jié)果的較小值,即m a x 2 m 。 2)估算允許的滾珠絲杠的最小螺紋低徑2 本工作臺滾珠絲杠螺母副的安裝方式擬采用兩端固定的支撐方式,滾珠絲杠螺母副 的兩個支撐之間的距離為 L=行程 +安全行程 +2余程 +螺母長度 +支撐長度 ( 程 +( 25 30)0=程 +300L=( 160+30 4) 44 F,由 文獻(xiàn)【 10】式 2 ( 4)初步確定滾珠絲杠螺母副 的規(guī)格型號 根據(jù)計算所得的0L、步選擇南京工藝裝備公司生產(chǎn)的 內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲杠螺母副,型號為 其公稱直徑0d、基本導(dǎo)程0L、 額定動載荷底徑2 m a x 2 11( ) 2 0 ( 4 5 ) 54 m a x 1 11( ) 8 ( 2 . 6 7 4 ) 32 02m a 8m 3 . 7 5 3 4 40 . 0 7 82 . 6 7 文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 21 圖 302 5 , 4d m m L m m4 0 0 0 3 6 5 . 9a a C N 221 6 . 9 1 . 7 1md m m d m m 故滿足要求。 ( 5)確定滾珠絲杠螺母副支撐用軸承的規(guī)格型號 計 算軸承所承受的最大軸向載荷a x m a x 2 5 7 4 . 3 3 N 計算軸承的當(dāng)量載荷 p F( 8 5 8 . 1 1 3 . 7 5 ) N 計算軸承的基本額定動載荷 C 已知軸承的工作轉(zhuǎn)速與滾珠絲杠的當(dāng)量轉(zhuǎn)速2 0 0 0 / m i n r ;軸承的基本額定壽命 20000,軸承所承受的軸向載 荷 8 6 9 . 3 6B a B a N。軸承的徑向載荷0c o s 6 0r B a 6 1 0 2 5 8 0 3 N買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 22 0s i n 6 0a B a 8 6 1 0 N 因為 ,所以查文獻(xiàn)【 10】表 2,徑向系數(shù) X、軸向系數(shù) Y 分別為 X=Y= F ( 1 . 9 4 3 0 . 9 3 0 . 5 4 7 4 9 . 8 2 )N 確定軸承的規(guī)格型號 因為滾珠絲杠螺母副擬采用兩端固定,在固定端選用 60角接觸球軸承。由于滾珠絲杠的底徑2 所以選擇軸承的內(nèi)徑 d 為15滿 足滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的需要。 軸承型號為 7002C,尺寸(內(nèi)徑外徑寬度)為 1532用油脂潤滑。在油脂潤滑狀態(tài)下的極限轉(zhuǎn)速為 17000r/于本機床滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速m a x 2 0 0 0 / m i 故滿足要求。該軸承的額定動載荷為 6250,而該軸承在 20000h 工作壽命下的基本額定動載荷 C=也滿足要求。 ( 6) 滾珠絲杠螺母副的承載能力效驗 滾珠絲杠螺母副臨界壓縮載荷7 4 9 . 8 2 1 . 7 4 2 . 1 74 3 0 . 9 3 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 23 圖 3定滾珠絲杠螺母副的螺紋長度2s e L L 式中: 程 +螺母長 ( 2 0 0 6 3 ) 2 6 3m m m m ; 05 5 4 2 0 m m m m ; 2 2 4 8 m m m m 。 u 2 2 ( 2 6 3 2 2 0 2 8 ) 3 1 9s e L L m m m m 根據(jù)上圖得,滾珠絲杠螺母副的最大受壓長度1 254L 絲杠水平安放時1 113K ,查文獻(xiàn)【 10】表 22 2K ,由式 得 本工作臺滾珠絲杠螺母副的最大軸向壓縮載荷m a x 2 5 7 4 . 3 3遠(yuǎn)小于其臨界壓縮載荷滿足要求。 滾珠絲杠螺母副臨界轉(zhuǎn)速4 521 1 6 . 92 1 03 2 5 4 4 5212 2110c K L買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 24 由上圖得滾珠絲杠螺母副臨界轉(zhuǎn)速的計算長度2 273L 其彈性模量 52 0 P,已知材料密度 ,重力加速度32g = 9 . 8 1 0 /m m s ,安全系數(shù) 1 ,由文獻(xiàn)【 10】表 2與支承有關(guān)的系數(shù) 。 滾珠絲杠的最小慣性矩為 44 0 0 2 滾珠絲杠的最小截面積為 由式 式中: 2 般取 52 0 P; 般取 ; g 重力加速度, 32g = 9 . 8 1 0 /m m s ; I 滾珠絲杠的最小慣性矩,一般取 ; 般取 11 ; 得 531 7 . 8 1 0 /N m 4264443 . 1 4 1 6 . 964 24223 . 1 4 1 6 . 94 21 22602531 7 . 8 1 0 /N m 4264242 5 3256 0 3 . 9 2 7 2 . 1 1 0 3 9 9 . 6 2 9 . 8 1 00 . 8 / m i . 1 4 2 7 3 7 . 8 1 0 7 0 . 8 5 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 25 1 9 2 9 9 3 / m 本工作臺滾珠絲杠螺母副的最高轉(zhuǎn)速為 2000r/小于其臨界轉(zhuǎn)速,故滿足要求。 ( 7)滾珠絲杠螺母副額定壽命的效驗 查文獻(xiàn)【 10】附錄 A 表 滾珠絲杠的額定動載荷 40000軸向載荷 2 5 7 4 ,滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速 n=2000r/據(jù)文獻(xiàn)【 10】式 22 式中: 考慮到軸向載荷且時間分配也不明確, 一般來講在設(shè)計數(shù)控機床時,應(yīng)保證滾珠絲杠螺母副的總工作壽命 20000,故滿足要求。 ( 8) 驅(qū)動電機的選型與計算 計算折算到電動機軸上的負(fù)載慣量 計算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量37 . 8 1 0 /k g c m ,故由式 36( ) 1 0f60h LL nm a x m i 2 2 5 7 4 . 3 3 3 . 7 53 N3640000( ) 1 01 7 1 7 . 4 7 1 . 27 6 0 2 0 0 060307h4132nr j L 0 r買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 26 式中: 于鋼 337 . 8 1 0 /k g c m ; 3 4 20 . 7 8 1 0 1 . 2 4 0 . 1rJ k g c m 20 kg 計算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量0 40 0 . 7 8 1 0 ( )J D d L 3 4 4 20 . 7 8 1 0 ( 3 1 . 4 ) 3 . 2 k g c m 20 kg 計算折算到電動機軸上移動部件的轉(zhuǎn)動慣量工作臺、工件和夾具)的總質(zhì)量 m=30動機每轉(zhuǎn)一圈,機床執(zhí)行部件在軸向移動的距離 L=4 計算在電動機軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量r J J 2( 0 . 0 6 0 . 0 4 0 . 1 2 ) k g c m 20 kg 計算折算到電動機軸上的負(fù)載力矩 1)計算切削負(fù)載力矩a x 2 5 7 4 . 3 3 N,電動機每轉(zhuǎn)一圈,機床執(zhí)行部件在軸向移動的距離 L=4給傳動系統(tǒng)的總效率 , 則 2()2L 220 . 43 0 ( )2 3 . 1 4 k g c m 20 kg T 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 27 = 2) 計算摩擦負(fù)載力矩空載時的導(dǎo)軌摩擦力)0 故 = 3)計算滾珠絲杠的預(yù)緊而產(chǎn)生的附加負(fù)載力矩 5 8 滾珠絲杠螺母副的基本導(dǎo)程 0 4 0 . 0 0 4L m m m,滾珠絲杠螺母副的效率0 ,則 = 計算坐標(biāo)軸折算到電動機軸上各種所需的力矩 1)計算線性加速力矩m a x 2 0 0 0 / m i 電動機的轉(zhuǎn)動慣量 23 kg ,坐標(biāo)軸的負(fù)載慣量 20 . 2 2dJ k g c m。取進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置增益 20z,則加速時間 , 故 2)計算階躍加速力矩 加速時間 , 2 5 7 4 . 3 3 0 . 0 0 4= / . 1 4 0 . 9 0 NT 3 . 7 5 0 . 0 0 4 . 1 4 0 . 9 Np 21 )2 28 5 8 . 1 1 0 . 0 0 4 ( 1 0 . 9 4 ) . 1 4 0 . 9 N 33 0 . 1 520s m a ( ) (16 0 9 8 0 J )2 0 0 . 1 52 3 . 1 4 2 0 0 0 ( 3 . 1 0 . 2 2 ) ( 1 9 8 0 0 . 1 5 )4 11 0 . 0 520a st s 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 28 1 5 3)計算坐標(biāo)軸所需的折算到電動機軸上的各種力矩 計算線性加速時的空載啟動力矩a l u T T ( 4 . 7 8 0 . 0 1 0 . 0 7 ) 計算階躍加速時的空載啟動力矩 qTq a p T T ( 0 . 1 5 0 . 0 1 0 . 0 7 ) 計算空載時的快進(jìn)力矩u T( 0 . 0 1 0 . 0 7 ) ( 9)選擇驅(qū)動電機的型號 根據(jù)以上計算,選擇 列交流伺服電動機。 其主要技術(shù)參數(shù)如下: 額定功率 :定轉(zhuǎn)速: 3000r/ 額定力矩: ;轉(zhuǎn)動慣量: 236kg ; 交流伺服電機的加速力矩一般為額定力矩的 5,若按 5 倍計算,該電動機的加速力矩為 ,大于本機床工作臺加速時的空載啟動力矩q 4 T N M,故本電機滿足要求。 設(shè)計 ( 1) 總體方案設(shè)計 為了滿足以上技術(shù)要求,采取以下技術(shù)方案。 m a ()6 0 9 8 0 2 3 . 1 4 2 0 0 0 ( 3 . 1 0 . 2 2 )6 0 9 8 0 0 . 0 5 k g f c m 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 29 工作臺采用滾動直線導(dǎo)軌 對滾珠絲杠螺母副進(jìn)行預(yù)緊 采用伺服電機驅(qū)動 ( 2) 導(dǎo)軌摩擦力的計算 計算在不切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌靜摩擦力0 0 ( ) 0 . 1 5 (1 0 0 0 1 5 0 0 ) 3 7 5u w f N N 00 ( ) 0 . 2 (1 0 0 0 1 5 0 0 ) 5 0 0gF u w f N N ( 3) 計算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力 計算最大軸向負(fù)載力2 4 7 8 . 8 7 1 7 6 9 . 3 7 ) N 計算最小軸向負(fù)載力i n 375 N( 4)確定滾珠絲杠的動載荷計算與直徑估算 確定滾珠絲杠的導(dǎo)程0電動機的最高轉(zhuǎn)速m a x 1 5 0 0 / m i 有文獻(xiàn)【 10】 2得 式中: i 滾珠絲杠與電動機直接相連時, i =1。 計算滾珠絲杠螺母副的軸向載荷 滾珠絲杠的軸向載荷 m i n 375 N計算滾珠絲杠螺母副的轉(zhuǎn)速 m a a m a x 1 F0 15000 101 1 5 0 0L m m買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 30 15

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