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数控加工中心编程与操作的基本要求，并能提高编程技术技術計算]术一儿农七0選定方法1技术计算]滚珠丝杠的选型方法1■滚珠丝杠选型流程2设定螺距(L4.容许屈曲载荷危险速度根据马达的最大转速与快速进给逗度研忖丝杠轴全长心与危险速度Nc、屈由载荷P)讫型步嘤研讨内容L≥Ymax≥60=20(L=最大行程十蒙帽长度十余量十两个末端风寸●二件·工作台重鲁最大井给速度●谅线图●外部负载72C+62+60+78=920mm鲁最大行柱●装状态(水半·垂直}鲁工仁循环3计算其本动态额定负载使用条仁●运行系数·安装支擰方法●希望寿的●定位精度●不境条伫计算在研讨所需基本动态额定负载与容午转速DN值)的各下由就屈曲载荷容许轴向负载)进行研讨,设负载作用点杠滑动作模式下的轴向负载距●最大进给速度●马达的最大转速●定位分辨率A加速时2=820,根据F391⑤、⑦,可得丝杠柚公称外径与螺距鲁驱动扭矩加迹度Vmax10=6.7rmy2)P=722idaN)●轴向平均负载与平均转速说吐窣许轴向负载充分满疋使亲件基本动态额定负载●寿介预測轴向载Pa=N·a+·W·g)×10-=345dN●容许转速(N值g孟力加速度98/s设支撑问距22=790,根据P.1391F定一饺支),计算鲁形状只可已恒速时危险速度,可得鲁端形状轴向载P)=p·M·g×101=1(haN屆由载荷·险速度●容许屈曲载C减速时Nc=3024 r/min)鲁容许转速(危险这度)轴向载(P=WN·a-·W·g)×10=32.5(N●庋等级与轴长度制作范围说昕危险速度满足使用条件。●粱距樻度与轴句问隙各动作模式1次循坏所需的时间s精度等级·刚性●热位移对策6c总共所需时写5精度设计鲁让给丝杆美的生动作模式研讨精度等敏与轴向闫隙根据螺距精度的容许值P.255),得出定位精度所需时0.600.84602.04淘滑·防尘±0.1720mm的等级为C5(累积代志螺距误差=0035变螺距为20时的负载条件动根据主复定位精度±001,设轴向间隙为C.005以下。动作模式滚珠丝灴的选平轴向线345daN1daN32.5aN6滚珠丝杠与丝杠支座组件的选型结果选型结果:适合的滚珠丝的 Catalog no为BSs1520转速1500r'min n 1500r/ min950—FC18■滚珠丝杠的选型范例(直父型机械于X铲时所需时问41.2%294%另外,远合的丝杆支座组件的 Cata oc n0.为BS12。1.使用条件技亍|夕根据负载亲件计算轴向平均负载P与平均转速Nm技●工件与工作台的重量工作台联韃器起功马达①、②,可得术●最大行程Smax =720(mm:●快速进给速max =1000imm/s数P=25(daN Nm=2118(r/min)●加减速时间常数t=0.15±0.1/720(mm计算所需基本动态额定负载C)●亘复精度001m)根据希望寿命,扣奈停上时间后的净运行寿命时间LN为●希望寿命L=30000小时支撑间距险速度:固定一铰支2●直线运动导承摩擦系数g=0.02●驱动马达L=300204=14927付小时Nmax =3000(/mini●额定负载持续卒模型线图将运行系数f=1.2芎1③3的变形,可得负载作用点可距屈由载有:固定一足)CcOLoN24rm(行程"[:mPmX,=370idaN)根据P.1393~的说,选择合适的滚珠丝杠,结果为BSS1520接下来观察仁为容许转速的DN值P.13914),容许值DN≤70000以下时,D,N=158×3000=47400,处C.X3=在容许值范围内.刻此在该尺寸条件下继续让行下述研讨13891390抗術計算〕术一儿L①遇定方法2技术计算]滚珠丝杠的选型方法2■参考计算公式⑤危险速度(Nc)容许转速线图例1.容许转速的求法①轴向平均负载Pm2平均转速(Nm以200mm支挥间距对丝可轴外径为40mm(t1+t+t2=100%60A×10”(min)⑤的滚玫丝杠进行固定一铰支时的容许转速轴向负载使用时间比盡1.5-104的求法PaN(最大t%式中找出从2000mm支撑间距开始的垂直线与rmin%2:支擦间距rm4Cmm丝杠轨外径直线的交点PaN(最小Na riminia:安会系数(0.81032其交点的司定一铰支户式下的容许转速刻E:杨氏模量(2.06×10Nmm度读数1650mn为容许最高转速丝杠轴螺纹牙根直径截而的最小惯性m")IN,L+P:Nt+P3N,(daN)865432Th-INt+Nt2+Nt +t2 ft(r:丝杠轴蠛纹牙根直径(mmy:北里8×10gmm如果最大细向负载(P与最小轴向负载P)之差很小,A:丝杠轴纹牙根直径截而积mm?::H5并月负载几乎以直线方式变化时,可根下式求出车向平之负载的正似值A=—d2p≈2P+R(taNλ:由滚蛛丝的支撑方法决定的系数以1500mmn支撑间距讲行同定一饺支时校支一饺支A=丌满足最高转逵20mn-的地径的求法同定一较支A=3.92781找出从1500mm支撑间开始的垂直线与③3寿命时间同定一固定A-4.730从回足一支撐刻之客许转运20mn-1同定一自由A=1.875开始的相对于支撑间距的水平线的交点2位于其交点外侧的的轴径32mm为满足6利用欧拉方程式计算的屈曲载荷(Pk一曲由一款10°1.2345678911523456最高转速2000n-的辅式中支挥方法072EIL3:穿命时间(小C:基本动态额定负载(caNP:轴向平均负载idaN式中容许轴向负载线图Nn:平均转速rminP:于始引起压莊的负载(d=N:负载作用点间距mm)2f:运行系数■丝粒轴外径im无冲的静态运行t=10~1.2E:杨氏模量(06×10:Nmm技常运行t=1.2~1.51:丝杠轴螺纹牙根直径截面的最小惯性矩mm)技伴随有冲击的运行t=15~20术夕求出满足已设定寿命时间的基本动态劭定负载],可数用下式衣示σ:丝杠轴嘟纹牙根直径(mm例3.轴径的求法C=( DULNm)Pat(daN)I由滚珠丝杠的支茡方法次定的系效向以2000mm负载作用点间距讲行因定一饺支一支=15饺支的滚珠丝杠施加最大轴向负载同定一饺支n=2果要将寿命时问延长到所需时闩以上时,则不仅需要增同定一定n=4102400daN(压绽负载时的轴径的求法大滚珠丝杠的尺寸,而且价格也会随之提高。同定一自由n=0.25轴1.找出从200mm负载作用点问距开始的垂般以下重所小的寿命时间为标准时司。610直线与从固定一支撑刻度之最大轴向负载加工机械:20000小时动制设备:15000小时2400daN开始的相对于负载作用点问距的时计量装置15000小时⑦相对于压曲的容许轴向负载P水平线的交点。2选择位于其父点外侧的线的轴径40mmP=a Pk(daN)8容许转速(DN2+10DN≤700精密滚珠丝杠DN≤500轧滚珠丝杠P.屈由荷{daN)6105直径A值a:安伞系数(ax=0.5)式中必须根据所要求的安状况法一步提高安全系数。Dn:丝枓轴外径mm)+么值1daN=10N≈1.02kgfN:最高转速rmin)1021523456789115234567-一蓝一故支一支方法负蛾作用点问距m)92抗術計算〕术一儿L①遇定方法3技术计算]滚珠丝杠的选型方法3驱动扭矩●流加在马达翰山上的加谏抨矩■马达的选型范例载时珠丝杠的羍擦特性与驱动马达的选型抵抗外负载以讲行力谏驱动所需的招矩动向2x (daN, crm摩檫数■摩擦与效率速比∫总M的根据丝力学枚的欲学分析,滚诛丝村的效率n主下式表T=Jw=Jk-×10(cN·cm)示,其中μ为塵擦系数,B为螺纹升角。式中PL:压负载(daN)J=小++z210+M/∠(kg·cm2…⑧L:滚珠丝杠的螟cm)●将旋转力转换为轴向力时正向动作K:内部凛系数T2:加速时的驱动扭知(daN·cru tan/β:螺纹升角<规格>:马达轮加速度(rad/s)tu/tan BB=tanN:马运和转速r/mn工作台与工件的总重量M=50(kg)D:丝杠轴外径:加速时闫(s)动面的摩擦系数H=0.02●将轴向力转换为旋转力时(反向动作J施加在马达上的惯性知kg·cm少1-nB减速比■驱动马达的选型J1:小齿轮的惯性知(kg·cr外径螺距长选择呕动马达打,必须满足下述条仁J2:齿轮的贯性矩kg·cm滚珠丝杠尺小用对于力在马达愉轴上的负载应有余量。J3:滚珠丝杠的惯生知kg·cm滚珠丝杠等的机械效率7=0.92.相对于施加在马输出轴上的惯性矩应能够以所需的脉沖J:马达转子的惯生矩kg:cm进给速度y =30m/min)■负载扭矩速度讲行起动与停止。M:工作台与二件的重量kg力识时问t=0.5s驱动游设计{马达等所需的负载扭知'旦速驱动扭知如下所示。3.相对于施加在马ⅸ输出轴上的惯性矩应能够达到所需的加滚珠丝杠的螺距(cm●正动作速束、减速时问常马达轴转速滚珠丝杠、轮等圆柱体的悵性矩0=1500rmi将旋转力转换为轴向力时的招矩计算J1~JdPL工作台边一加TT2nn(caN·cm32D4(kg·cm?)1恒速拄矩TF+g·M·g×10L式中齿轮JT:负载知tiN·cm滚玩丝齿轮-批D:圆柱体的外径(cm5+002×50X×9B0×103)x2=2.(daN·cmP:轴向外部负载(daN:圆柱体的长度cr1:滚珠丝的螺(e:mg:里力加速度98×10cm/s?刀:滚珠丝杠的效率(978×10-3(kg/cm●施加在马达翰出轨二的恒速扭矩2.)珠丝杠的惯生短丌×77×10-3技外部负载以诖行恒达驱动所需的扭矩抵抗技●反向动作0.725kg:cm23术夕将轴向力转换为旋转力时的轴向外部负载(3P-P)●施加在马达输出轴上的总扭矩(caN·cm)……6扭知由式6与⑦之和求出移动物体的阌知Js数式中P≤3P2x=5066(k.9. cm式中T:恒这时的驱动扭知(caN·cmT=T+T2=((2+12)2z-+2x14.马达换算的仝负载惯性知JP:轴向外部负载ldaNP:轴向外部负载(daN)J=:+5791(kg·cm负载彐daN·cm)滚珠丝杠的螺距(cmF:切力引起约轴向厦作用力(dN5所需运行扭矩Tn:滚珠丝杠的效率0M:工作合与工件的重量kg)Tn:施加在马达输出轴上的总拉矩(aN·cmT=2.1+(J+2r×150060×0.5×10-2:滑动面的摩擦系数T1:恒速时的驱动扭知(daNg:重力加速度(98×10cm/sT:加达时的驱动扣矩N·cm3.92+0314J4daN·cm●须压引起的摩擦扭矩L:)珠丝杠的螺距(m)根据上述计算,临时选定是指施加執压产生的扭知,随着外郾负载的增大,预螺n:包含滚珠丝杠、齿轮在內的机械效率另外,临时选定马达之后,1.检查有效扭矩值;2.检查加速帽的预压负载被释放,预压所产生的摩擦扭矩也随之减小。T…:请参预压引起的摩察扛矩dN·cm)公式S时问常数3检查讨载特性、重复起动与停止时的马达过热最高转速N≥1500mm参P∷:预压负载(daN容许值,马达过热容许值必须留有充分长众量。领定扭矩To=f×TM≥8. idan. cn1daN=10N≈1.02kcf1:!齿轮约竺数(:全系数=2Z2:齿轮的齿数马次年便件矩J≥+的马达,并进有效扭知值检查等。394技術計算〕刂二79又人①旁命計算1技术计算线性系统的寿命计算1额定负载■寿命●硬度系数●温度系数r●且木心态额定负载C线性系统的寿命棂用线性系统时,臥使是滚珠接触的铀乜必须具有允分的硬度。如果如黑线性系统的温庋超过10℃,绽性系统与帕玓碩袞就公下降,本本动态额定负或是指在相同条件,分别使一拼相问的线件线性系统在承觉负载并行直线往复运动时,由于重复应力经堂作到江当的哽,容许负载将减小,从而缩使目寿合密许负载会减小到怃于常漏使用时釣负载,寿命也之缩短系统行走时:其中90%不会发生滚动疫头而造成材料损伤于滚动体或滚动正上,因比会山现被称为对料疲劳性剥落的鳞状用硕度系数补尝额定寿命请青用温度系数补偿额定寿命。并且能以50×10m讲行行走的方向及入小一定的负鼓损伤发牛这最忉剥落之前约总行走距离被构作线性系统的方命●却本帝杰额定负载Cc●额定寿L图—1.硬度系数图2.温度系数木静京额定负当是指在瓜受大应力的接触部口,滚动休的额定寿命是指左相同条件下,分别使柜同杓线生系统行走时永久变形量与滚功而的永久变形量之和为滚动体直径0.0001倍共中90%不发生是落而达到的总行走死离定寿命可据基本动企额定负载与施加在线性系统上的负载下剑公式求●容静态力知(M1、M2、M3力矩负载发生作用时所承受的静态力矩负载限值户本静态额滚珠时L定负Co与相同的永久变形决定滚拉时=(C●静态安全系数什线件统邹度℃静止时或低速运动时所承觉的基本静态定负载CO权据使用条L:定寿命(m件,除以表-1所示的静态安全系数fs后使用C:基本动态额定负载()P:作用为载N轨面硬度HR表-1静态安全系数(s的下限实使用线仁系统时,首先应过行负载计算。要过计算求出直线亡复运动口的负载并不容易:因为运动过程中存在振动或冲击,并月还●接触系数c使用条件要允公考虑振动或冲击相对于线生系统的分和状况。另外,使用温度实际使用线性系统时,通常在1个轴上使用2个以上的线佐系绽。在这表一2.接鈍系数止常运行条件封等也会对寿命产牛很人影响。将这些条件加在起,十计算公式变种情况卜,施加在各线性系统二的负载加工椅度而异,不会成为均根#上组装的线轴承数晕接触兵数f俟负载。其结朱,每个线生系统的容许鱼载会因每个轴上的线性系要求有平滑运行性能时数虽而异有振动、冲击时滚珠furr. fr C谚用一?的接户系数尝额定寿命f00.66滚柱时容订负载N≤ts·C0●负载系数容许力矩小·m≤fs·(M1、M、M列L:额定寿命(Pi)单簣指数c=DN总卷数8N4DP一Pi1)不绣钢丝时,钢丝的初始应力少1‰有效卷数2i成形后实前氏温退火时,钢琴丝、硬钢丝等钢丝相对于上述计算值减45678g1011s115181781}2C212少~35%,不锈钢丝相对于二述讠算值减少15~75%自由高度(长度簧北数=参专除了从图3读取低温退火前的初始立力值之外,也可以通过下速经压紧高度验公式进仁计算?N-8Dk8P-P…(7)134压紧高度P-P;)8弹簧的紧高一般由下述筒式计。始张力但一般说米,订货方并不指定压弹簧的压紧高度另外,下百示出了用该式计算初始张力的计算公式河弹簧指数c=dH=(N:-1)d+(t1+t2)1)钢琴丝与硬钢丝时=78×1式中,{t1-(:):螺靛速端郜厚度之和初始应力x=0×05075震厌实旅低漏误火而减少25%N'mm?]1.3设计弹黉时应考虑的事项P施加才弹簧上的就1.3.1剪切弹性模量弹置设计使月的剪切弹性量G值依扎比:天初始张力P2555×.75=2294244洋簧约挠由量表2剪切弹性模量(G值一X08(0.8表示园实低温退火而减少?C%簧常数Nimmikgf/mm)H NDram汪由应力士中,drax:取d容差最A值的径初始张力n=32x=×08=2B={278×10×03|SF6.7.99A.10汪由修正应力N/rrmi2kyfin m?11A12.131.36脉动刃始应力N/mm-ikgf/mm-18×1038×1031S-3.SW-C图2嫘旋端部形状辨第脉动,必須选铎弹同有振动牴率以避需与作用在弹上所有起源振动形拔共振。应刁修正系数钢季丝78×10×1031s茫口端(元削b}闭口端喜的少,洋的固有振动效塞由下式得出由回火铜≌×10倍×035090SNUS -Y/\.SYSC-E删洋条蓄积的能显N·rkg·it2)口端式中:a=:两端自士式玉定时d开口端无磨削技技亍|夕a|单位体积的材料重量N/mm 3:kgmm=SUS 304删<一端围定另一端自由时t=123术强簧动部分的正量N:kgf39X1057X103个锈钢丝|sUS304N设钢约G78×10Nmn28×103kghr数重刁加速度a开口端(磨SUS 316(;开口端维形Us316M=7E9X10-6N/mrn3::x1—kgf1m,弹簧两为汁(1计量法将重力加谏烹定为980665mm!s2O MD O%自由或同定时,弹的1次固乖动顿率由下式得出。Us1d7×10275×109)sus6311=356×105d1.3.2有效圈数弹簧计使门的合效图数取决于(1)压缩弹蛋时1.37其他应考虑的事项N1=N,-(x1+x2)在弹簧设汁算中,比必须老虑下述事项。式中,K1,X2:分表示啊旋端约端部彦平州数轴头尾端无鹿削1)弹竇者数弹指数减小会导致局部应才讨大。另外,强簧指(a)仅旋前端连接下一个自±螺旋[当于图2的(a)-c数较大或校小时,加1性也成问题。因此,热轧成形时,弹簧@指数山在4~15约范回内选。冷车成形时,弹指数可亡参:L=Na·+1.5d()蟬淀前端不连接下一个弹簧,言磨平圈部长度2苍时1.35拉伸弹簣的初始张力旋平均直径之比)可设定为08以上,另外,在考虑到端部磨平相当于图2的与f压紧弹簧卷的冷拉仲弹簧会产牛初始张力Pi园的情况下x1=X2-0.b此时的初始张力由下式计芦。有效数支果有效圈数为3入下,弹簧特件刘会变得不系定因此应将弹簧数设定为3以上(4)节距节招讨05D时,于螺旋吉径常会陈若烧量(或}(2)拉伸弹簧拉仲弹簧的有效圈数取决于下式。的增加而发牛变化,需要对利用基本公式求出剁長曲量与扭转仨挂钩邹馀外另外,月琴丝、硬钗丝等钢丝成形为玉条弹,但夭过行低应力走行修正,节距没定为C.5D以下。一般说未湿火约初始应力x处在園3所示的斜线和内。但使厍纲丝以外的材并实怖低混退火时,立从图3斜线弦闪读取的初始参:1一Na4+2(9-D信讲行如下修正p=-=+a14011402[技衙計算]于工一>坛動樱構⑦設計1技术计算]链条传动机构的设计1传动能力的选择■一般情况的选型方法8.计算链条的长度与链轮的轴间中心距离产已目录记载的传动能力表P.1406以下述各项为条件。1.把握使用条件确定链条以两钍轮的齿数、轴间距后,根据链节数选择滚纶钲条时应把握以下7个条件计算公式米碇定长度。■使用系数表1.使用的机械5高速编由的轴径与转谏1)应在-10~+60℃的宓气坏境中运行,并三应尢磨仗动能力表(P.1406以小负载变动为条件,使用系数表2冲击的种类6速轴的轴径与转速Lp:用节表示的链条长度损性粉尘。贝用于根据负载变动的大小补偿传动k原动机的种类7轴问距N1:大链轮的齿数2)应无腐蚀性气体、高烹潮湿气体等的不良影响2小链轮的齿数4传动力(W)3)进行传动的2个轴应保持水平,并二应讨行适当的配Cp:用链数表示轴创中心距离置与安装。表1.使月系数表3.142.确定使用系数)应使用推荐的润滑形式与润滑油原动机的种类内燃机n节数)5)应为负载变动较小的传动。冲击的根据要讲行传动的机械以及原动机的种类,诵过使用透平机带流体无流体使用机残事例机构机枪系数表表1)确定仗用系数1)计算链条的长度已确定链轮的齿数N1、N2与钟间中心距离Cp于)负载变动较小的皮带输送机3.确定补偿传动力(kW平滑链条输这机、离心泵、离心N一=Na利用使用系数补偿传动力。■多列系数表传动鼓风机、一版纤维机械、×10×10×12●单列链条E…补偿传动力kW=传动力MX仁27200×、-2n由于施加在各圳锥条上的负载并木均匀分,因此多列用系数冰请Lp的小数点以下的值匹合五入。滚轮链条约传动能力不能达到单列滚轮链条的列数倍能力。商心压缩机、船用进器因止,多列滚轮链条的传动能力可逍讨1列滚轮详条的伴有轻负截轻微变动的输送机●多列钍条时…根据多列系数表表2)确定多列系数传动能力乘以多列系数求出。徵冲击的动炉、千燥机、粉碎机、一×13×12×14般来说,选择的锍条长度应尽可能四舍五入成偶数敏节。般加工机板、压缩机、一般补偿传动力kW=传动力M×使用系数如果由于轴闫距的关系巾尢法避免奇数链节,则必须使土建机校、一般造纸机械多列系数用偏置链节,但请尽可能通过改链轮齿数或独闫距的表2.多列系数表冲压八、碎石机、土木矿山方式位其变成偶薮鉎节。滚轮链条列数多列系数游有较|械、拆动机械、石油钻机4.选择链条与链轮齿数2列1.7大冲击的椽胶搅拌机、压路机、输送輥×1.5×14×17利用简易选型表(表3仗动能力表求出满忘速轴转谏2}计箅轴间中心距高(确定钍轮的齿数N、N与传道、反转或施击负的紅条长度p般机械与补偿传动力(W的钍条与小轮的齿数。北时,选择共有所需传动能力的最小节距的锌条。此时应尽可能选择小节距链条以获得低噪音的平浯传动。(如果p-NN+、(1pNNy-8N-y咩列砗条能不足,则请选择多列伡条。另外,安装通过滚轮链条所需长度计算公式求出的节距数几乎不可■简易选型表场所有空间制、轴间距较小并且想尽可能减小链轮能与任亲轨间距完全吻合,只能求出近似值:因此应根外径时,请使用小节距多列链条。)另外,小链轮与据所需全长有次对两轴中心距离进行精密计算表3.简易选型表链条的卷绕角度应为120°以上。■利用一般选型方法的选型范例技利用3.7kW、1,000rmin的电动机马达)传动缩机时。5.选择大链轮的齿数技「11把握使用条件术大链轮釣齿数一小轮的齿数×速度比使用约机械—压缩机,运行10小时夕确定小轮的齿数后,冂乘以速度比,则可确定大钍沖击约种米平滑传动数轮的齿数。一般来说,小钍轮的齿数为17齿以上3原动机的种类—巳动机□一高速时为21齿即可,低速时为12齿即可,但大链轮4)传动力(表的查看方法的齿数最好不要超过120齿。另外,速度比为1:1或5转速1000r/mr2:1时,请尽可能迒择大齿数链轮。诵常使用时,请[2]确定使用系数补尝kW=5kW将证度比设定为1:7以下,最好是在1:5左右根据表1.将使用系数定1.2。值小轮转速=300rm3确定衤偿传动力(W1列铨条时补传动力(=传动力(W×使用系数6.检查轴径3.7kW×1.2=444k、偿纵轴)与转谏300r/mn横)交点位于检查所远∴链轮是合可在所需的轴径下使用。请参「4]选择痱条与链轮的齿数比CHE60的23T(23小、比1717)大的范阁亠品目录中相应页的规格表。相对于轮毂直径较关1,000min、4.44W,如果查看表3的简易选司表,内。根据交点位置判断,可仗庄19大时,请增加齿数或选择较大的链条。可确认链条为CHE40,链轮为17T左右。现在通过CHE40锭条的传动能力表走行确认;齿数为链轮的轴间距13T、1C00r/mn时的传动能力为4.09kW,不能满足最短轴间距当然是以2个链轮不相互接触为好,但补偿传动能力,因此远择齿数为19T的雏轮,因其传0.2诘择120°以上的小链轮卷經角度。动能力为46k,可走行传动。因此,选择该链轮即可般米说,较为理想芮轧间距为所用铨条节距的选择结果:钍条=CHE4O30~50倍,脉动负载发生作所时,请选择在20倍小轮齿数=19T01002003C05010203001m0链条列数小篮轮转速min- Ir/min以下。14031404