两方向进给工作台课程设计计算说明书院系:机械工程学院指导老师:汪群班级:机自0408姓名:冯琳学号:0400041304两方向进给工作台设计题目:数控机床要实现两个方向(X、Y坐标)的进给,X、Y方向进给由工作台的纵向、横向进给机构实现,各方向进给均采用直流伺服电动机,经同步齿形带带动滚珠丝杠来获得,并用脉冲编码器作反馈元件,以控制各方向进给的精度.已知纵向进给机构的滚珠丝杠螺母固定在工作台的床鞍上,横向进给机构的丝杠螺母固定在工作台的横向滑板上,工作台最大行程纵向为762mm,横向为297mm,进给伺服电动机功率为1.5kW进给速度为2.54~2540mm/min。试设计数控机床两个方向进给机构的装配草图。工作条件:(1)工作台进给用滚珠丝杠副平均工作载荷Fm=4000N,丝杠工作长度l=2m(设定的,最后由图确定),平均转速=120r/min,每天开机6h,每年300个工作日,要求工作8年以上,丝杠材料为CrWMn钢,滚道硬度为58~62HRC,要求丝杠传动精度为±0.04mm(2)汉江机床厂的HJG-D系列滚动直线导轨作用在滑座上的载荷F=18000N,滑座数M=4,单向行程长度ls纵向为762mm,横向为297mm,每分钟往返次数为2,工作温度不超过120℃,工作速度为40m/min,工作时间要求10000h以上滚道表面硬度取60HRC。设计及计算设计及计算导轨设计滚珠丝杠设计一:导轨设计纵向(x)方向导轨(1)计算额定工作时间寿命ThTh=6×300×8h=14400h(2)计算额定行程长度寿命Ts(km)Ts=2Th/lsn/103=2×14400×0.762×2×60/1000km=2633.5km(3)计算额定动载荷aC3s()HTCaWfffCTKfF3s/WaHTCTKFfCfffK为寿命系数,一般取K=50km;F为滑座工作载荷(N),Hf=1.0Tf=0.90Cf=0.81Wf=1.8F=FΣ/M=18000/4=450032633.5/5045001.8()41649.4()0.810.91aCNN(4)选用汉江机床厂的HJG-D系列滚动直线导轨查表2-13,其中HJG-D45型号的导轨的Ca值为43800N,能满足八年的使用要求,所以可选用HJG-D45型号的滚动直线导轨。横向(y)方向导轨(1)计算额定工作时间寿命ThTh=6×300×8h=14400h(2)计算额定行程长度寿命Ts(km)Ts=2Th/lsn/103=2×14400×0.297×2×60/1000km=1026.4km(3)计算额定动载荷aC3s()HTCaWfffCTKfF3s/WaHTCTKFfCfffK为寿命系数,一般取K=50km;F为滑座工作载荷(N),Hf=1.0Tf=0.90Cf=0.81Wf=1.8F=FΣ/M=18000/4=450031026.4/5045001.8()30423.6()0.810.91aCNN(4)选用汉江机床厂的HJG-D系列滚动直线导轨查表2-13,其中HJG-D45型号的导轨的Ca值为43800N,能满足八年的使用要求,所以可选用LJG-D45型号的滚动直线导轨。二:滚珠丝杠的设计计算)1)计算载荷cFcFHAmFKKKF=1.1x1.0x1.0x†4000=44‰0N,2)计算额定动载荷计算值'aC'aC'334412014400440020656.74()1.67101.6710mhCnLFN(3)根据'aC选择滚珠丝杠副Hf为硬度系数,按表2-15选取;Hf=1.0Tf为温度系数,按表2-16选取,Tf=0.90Cf为接触系数,按表2-17选取;Cf=0.81Wf为负荷系数,按表2-18选取;Wf=1.8x,y方向均选用HJG-D45型号的滚动直线导轨查表2-6KF=1.1,查表2-7取KH=1.0,取D级精度,查表2-8取KA=假设选用FC1型号,按滚珠丝杠副的额定动载荷Ca等于或稍大于C’a的原则,查表2-9,考虑各种因素选用FC1-5006-3。由表2-9得丝杠副数据:公称直径D0=50mm导程胠ÿ=6mm螺旋角λ=2°11′滚珠直径d0=3.969mm滚道半径R=0.52d0=0.52×3.䀹69mm=2.064mm偏心距e=0.707(R-d0/2)=0.707×(2.064-3.969/2)mm=0.056mm丝杠内径d1=Do+2e-2R=(50+2×(0.056-2.064))mm=45.76mm(4)稳定性验算包括:验算其安全系数S、验算不发生共振的最高转速、滚珠丝杠副限制0Dna验算其安全系数S由于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳,所以在设计时应验算其安全系数S,其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数[S](见表2-10)。丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷Fcr(N)按下式计算:2cr2F()aEIl4471a(0.04576m)2.15106464dI由图可取纵向(x)向的丝杠长度为1.2m,横向(y)的丝杠长度为0.85m.22975cr22206102.1510F2.5102()(2)3aEINl安全系数Xs=crxF/Fm=52....