1. 马达额定转速 3000 最高速度 250 mm/s 则 丝杆导程 *60 *1000
3000
2. 根据行程长度 100mm 则确定丝杆长度150mm
3. 轴向容许负荷的计算:
C 0a : 基本额定静负荷 (kN ) F amax : 容许轴向最大负荷 (kN ) fs : 静的安全系数 C Oa
fs 4. 选者滚珠丝杆轴径 ¢20mm 5. 其支撑方法为 固定-------自由 型 6. 滚珠丝杆的临界转速计算
N 1 : 临界转速 (min -1) L b 安装间距 E :杨氏模量 (*105N/mm 2) I : 螺杆轴的最小断面二次矩 ( mm 4) I=πd 41 /64 (d 1螺杆轴沟槽直径) r : 密度 *106kg/mm 3) A:
d: 丝杆轴沟槽直径 (mm) λ:安装方式系数 D : 滚珠中心径
N 1 =λ*(d/ L 2b )*107=*(1502)* 107= rpm N 2 =7000/D=7000/= rpm
由于N 2< N 1 所以选较小的为临界转速,即 滚珠丝杆的临界转速为N 2 故选马达的转速为 3000rpm 7. 丝杆轴的刚性计算:
Ks 螺杆轴轴向刚性
E :杨氏模量 (*105N/mm 2) d: 螺杆轴沟槽直径 (mm) L: 安装间距 (mm) Ks=πd 2E/(4*1000*L) =* **105/(4*1000*150)=um 而BNF2005 的刚性为380N/um, 故满足其要求。
8.定位精度
=5mm
F amax = C 0a = 10*= 30KN
当压头由L a 运行到L b 时,轴向刚性产生的误差 K s1=(π* **105 )/4000*50= N/um K s2 =(π* **105 )/4000*150=um δ1=1891/= δ2=1891/=
则定位误差为:δ2 -δ1= 9.丝杆扭矩计算:
T 1 摩擦扭矩 (N/mm) F a 轴向负荷 (N ) ι 丝杆导程 (mm) η 丝杆的效率 (~) A 减速比
M 上模盖和滚珠螺母的质量和 (Kg) a 加速度
g 重力加速度
T max = T 3 = F a3*ι*A/(2*π*η)= N/m F a1=M (a-g)=*= N F a2 =M(g+a)=*(5+= N
F a3 =10000+M(a+g)=10000++= N F a4 = F a5 = F a7 =Mg=*= N F a6 = F a2 = N
F a8= F a1 =
加速时所需的扭矩:
J 惯性矩 (Kg/m 2 ) ω 角加速度 (rad/s 2 ) M 上模盖和滚珠螺母的质量和 (Kg) ι 丝杆导程 (mm)
JA 丝杆侧齿轮的惯性矩 (Kg/m 2 ) JB 马达侧齿轮的惯性矩
N 马达的每分钟转速 rpm t 加速时间 s D 齿轮直径 mm
ω=2π*N/(60*t)=2**3000/(60*=6280 rad/s 2
JA =M 齿轮 *D 2/(8*106)=*1002/(8*106)= Kg/m 2 JB = M 齿轮 *D 2/(8*106)=*402/(8*106)=*10-5
J=M(L/2π)2 *A 2*106 +Js * A 2 +JA * A 2 +JB
=*(5/2*2*(2/5)2*10-6+*10-3*(2/5)2+*10-3*(2/5)2+*10-5 =*10-6 Kg/m 2
T 加 =J*ω*103=*10-6*6280*103= N/m T n 在行程L n 阶段的扭矩
T 1= F a1*ι*A/(2*π*η)- T 加 = N/m T 2= F a2*ι*A/(2*π*η)+T 加 = N/m T 3 = F a3*ι*A/(2*π*η)- T 加= N/m
T 4 = T 5= T 7 = N/m T 6 = T 2 = N/m T 8 = T 1 = N/m t 1= t 2= t 3= t 4= t 5= t 6= t 7= t 8=
T rms = [(T 21 * t 1+ T 22 * t 2+ T 23 * t 3+ T 24 * t 4+ T 25 * t 5+ T 26 * t 6+ T 27 * t 7+ T 28* t 8)/( t 1+ t 2+ t 3+ t 4+ t 5+ t 6+ t 7+ t 8)]1/2= N/m
T max = T 3= N/m
10.电机惯性矩
J电机 >1/5J=*10-4 Kg/m 2 11.联轴器选型:
K 1 负载系数 K 2 运转时间系数 K 3 起停频率系数 T 联轴器 ≥T 电机 * K 1 * K 2* K 3 = N/m。