滾珠絲杠選型和電機選型計算

.滾珠絲杠及電機選型計算確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程根據(jù)電機額定轉(zhuǎn)速和X向滑板最大速度，計算絲杠導(dǎo)程。X向運動的驅(qū)動電機選擇松下MDMA152P1V,電機最高轉(zhuǎn)速為4500rpm。電機與滾珠絲桿直連，傳動比為1。X向最大運動速度25mm/s,即1500mm/min。則絲杠導(dǎo)程為Ph=Vm.lx/z-nnrix=1500/Ix4500?0.34mmfl mdX illdX實際取與=10加機，可滿足速度要求。滾珠絲杠副的載荷及轉(zhuǎn)速計算滾動導(dǎo)軌承重時的滑動摩擦系數(shù)最大為0.004,靜摩擦系數(shù)與摩擦系數(shù)差別不大，此處計算取靜摩擦系數(shù)為0.006。則導(dǎo)軌靜摩擦力：品=40?M?g+/=0.006x1500x9.8+4x5=108.2N式中：M——工件及工作臺質(zhì)量，經(jīng)計算M約為1500kg。f——導(dǎo)軌滑塊密封阻力，按4個滑塊，每個滑塊密封阻力5N。由于該設(shè)備主要用于檢測，絲杠工作時不受切削力，檢測運動接近勻速，其阻力主要來自于導(dǎo)軌、滑塊的摩擦力。則有：〃maxp〃min=60-v/^=60x25/10=150rpmFmax?Fmin?7^=108.22V滾珠絲杠副的當(dāng)量載荷：2F+F.Fm=—3一3%F()=108.2N滾珠絲杠副的當(dāng)量轉(zhuǎn)速：n+n-=a—皿=150rpm相 2滾珠絲杠副預(yù)期額定動載荷按滾珠絲杠副的預(yù)期工作時間計算:C=，60〃4?"〃/=160x150x15000xl°8.2xl=555.06N硒7 '〃h]Q0// 100X1X1式中:nm——當(dāng)量轉(zhuǎn)速，nm=60-v/Ph=60x25/10=150rpmLh——預(yù)期工作時間，測試機床選擇15000小時fw——負荷系數(shù)，平穩(wěn)無沖擊選擇/卬=1A——精度系數(shù)，2級精度選擇，=1fc——可靠性系數(shù)，一般選擇人=1按滾珠絲杠副的預(yù)期運行距離計算:=14684.9993NC=3國25x103208.2x1=14684.9993N\PhfafcVWXIO-31X1式中：4——預(yù)期運行距離，一般選擇人=25x103機按滾珠絲杠副的預(yù)加最大軸向負載計算:-x=6.7x108.2=729.94N式中：fe——預(yù)加負荷系數(shù)，輕預(yù)載時，選擇力=6.7產(chǎn)max——絲杠副最大載荷估算滾珠絲杠的最大允許軸向變形量3m--(1/3?1/4)?重復(fù)定位精度X向運動的重復(fù)定位精度要求為。.005mm,則8m<1/4x0.1=0.00125mm估計算滾珠絲杠副的螺紋底X根據(jù)X向運動行程為1200mm,可計算出兩個固定支承的最大距離:￡p(L1?L2)?/+(10?14)?6=1.2x1200+14x10=1580mm按絲杠安裝方式為軸向兩端固定，則有絲杠螺紋底X：d2m>d2m>0.039FJ10002式中：Fo——導(dǎo)軌靜摩擦力，F(xiàn)o=lO8.2NL——滾珠螺母至滾珠絲杠固定端支承的最大距離，L=1580mm則有d2m>0.039xd2m>0.039x1000x0.00125導(dǎo)程精度的選擇根據(jù)X向運動的定位精度要求達到0.005mm/1000mm,則任意300mmo長度的導(dǎo)程精度為0.0015mmo確定滾珠絲杠副規(guī)格代號按照絲杠Ph、d2m、Cam選擇內(nèi)循環(huán)雙螺母式滾珠絲桿，型號為FYND6310-4,精度等級2級。絲桿基本導(dǎo)程Ph=10mm,絲杠底Xd2m=57mm〉14.42mm,外Xd=62mm,公稱直Xdo=63mm,額定動載荷Ca=48740N>Canv額定靜載荷Cao=156912N。電機選擇條件：選擇伺服電機驅(qū)動，伺服電機選取松下NASA4系列MDMA152P1V型大慣量電機，其功率：1.5KW,額定轉(zhuǎn)矩：7.15N.m,電機慣量JM：0.00123Kg.m2X向運動工件及工作臺質(zhì)量估計最大值約1500Kgo外部負荷的轉(zhuǎn)動慣量：絲桿部分的轉(zhuǎn)動慣量：J,=1m-r22=0.0151996565tg-m2外部負荷的負荷轉(zhuǎn)動慣量：P+m-(^)2=0.0151996565+1500x =0.0189992009kg-m2L1 I2〃J則有：TOC\o"1-5"\h\zJi0.0189992009 ?…——==1545JM0.00123加在電機上的轉(zhuǎn)動慣量：j=j+j-0.0189992009+0.00123=0.0202292009kg-m2L iVl外部負荷產(chǎn)生的摩擦扭矩：T=^-5^xl0-31082x10xl0-3=0.1913396094N-m/2乃?〃 x0.9式中：ph——滾珠絲桿副的導(dǎo)程〃一一未預(yù)緊的滾珠絲桿副的效率(2級精度〃=0.9)F——外加軸向載荷，含導(dǎo)軌摩擦力，其中含切削力為0預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦扭矩：T FPPh1—42.n-336.07X101—0.923QzIACQOT/；ATTn=-7—xio= X —X10=0.0134658836N-m17irr2乃 0.92式中：Fp——滾珠絲桿副間的預(yù)緊力，心=41ax/3=108.2/3=36.07N〃L7111。八支承軸承產(chǎn)生的摩擦扭矩：選擇HRC軸承，型號：7603050TN,查軸承樣本可得摩擦力矩：Th[o加速度產(chǎn)生的負荷扭矩：根據(jù)設(shè)計要求可知：X向工作臺運動速度為v=25mm/s,對應(yīng)電機轉(zhuǎn)速〃2=150rpm,最大加速度為a=40mm/s2,則工作臺速度從0升至25mm/s所需時間：% ,2x251*t=J—=J=1.25sVaV40當(dāng)電機轉(zhuǎn)速從〃1=。升至〃2=150rpm時，其負荷扭矩Tj=J?2兀(k一%)=0.0202292009x2八(150-0)