丝杠和惯量计算.doc

X向电机转动惯量计算:3Kw,最大输出扭矩设定选取FANUC司服电机型号为 a 12/3000i ,输出功率12N- M转速3000r/min,转动惯量① X 向丝杠导程 t=1000v/n =1000x24/3000=8 mm工作台的转动惯量JgJg=M2=(250+500)X20.0082KgnfM:工作台与工件的重量和t:导程② 丝杠转动惯量JsJs= np d4l/32= 32 〜23 Kgcni 〜Kgnfp:丝杠密度d:丝杠直径l :丝杠长度③ 联轴器转动惯量JlJs= np d4l/32= Kgcm 2~ Kgmp :联轴器密度d :联轴器直径l :联轴器长度总的转动惯量Jx=Jg+Js+Jl= Kgm23 Jx

3 3Z向电机转动惯量计算:设定选取FANUC司服电机型号为 a 12/3000i，输出功率3Kw,最大输出扭矩12N・M转速3000r/min,转动惯量① Z 向丝杠导程 t=1000v/n =1000x18/3000=6 mm主轴箱和滑座的转动惯量JzJz=M2=2X(96+184+80+6+30)X0.0062M主轴箱、滑座、主轴电机、螺母座、主轴的总重量 t:导程② 丝杠转动惯量JsJs= np d4l/32= 10 -3X4"X103/32^ 21 Kgcn｛〜 Kgnfp:丝杠密度d:丝杠直径l :丝杠长度③ 联轴器转动惯量Jl4 2 2Js= np d l/32= Kgcm ~ Kgmp :联轴器密度d :联轴器直径l :联轴器长度总的转动惯量Jz二Jz+Js+JI〜-Jz

⑴确定当量载荷Fm最大载荷Fmax:Fmax=Fh电• [(250+500) • g+Fa+Fv]+f=+[(250+500)++]+20=2320N卩:摩擦系数f :导轨滑块总阻力Fh:水平方向力Fa: Z向力最小载荷Fmin：Fmin=^・ 250 • g+250 - ax=当量载荷 FmFm=(2Fmax+Fmi n)/3=(2X2320+/3=1725N⑵预定基本额定动负荷Cam: 3 3Cam=3 Ls 帀？队？10 =3 250 1725X2X10 =V t fa?fc Y 8 Ls：预期形成250Kmfa：精度系数f c：可靠性系数fw：负荷系数⑶底径d2m:F max? L 2320X964dm^、 = =26mmV V 5d2m===34mmL:滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支撑的最大距离，详见样本表述⑷滚珠丝杠副的最大轴向变形3 m：S m=（1/3〜1/4）重复定位精度=1/=5 a mS m=（1/4 〜1/5）定位精度=1/=10 a m取 S m=5a m⑸滚珠丝杠副的预紧力Fp:Fp=1/3 F max==766N⑹行程补偿值C和预拉伸力Ft-6 -6C=118At • Lu・ 10 =118X2X812 X10=20a m△ t:温度变化值2。

C〜3° CLu:滚珠丝杠副的有效行程Ft =△ t • d2m==4508N⑺滚珠丝杠副的螺纹长度ls :Ls=Lu+2Le=700+163+2X21=904mmLu：行程加螺母长度Le：余程详见滚珠丝杠副样本丝杠全长L=1115mm⑻电机选择：I .由NSK样本查得轴承总摩擦扭矩T2为,有伺服电机样本查得电机静摩擦扭 矩Td为滚珠丝杠副承受外加载荷摩擦 FF=f+(Fa+Fv)卩 +卩・(250+500) • g=20+[++ (250+500)]=175N外加载荷产生的摩擦力矩Tf:TX103+T2+Td二175X8X103++=t: 滚珠丝杠副导程n：未预紧的滚珠丝杠副效率H .加速扭矩Tamax:传动系统转动惯量J:J=J m+Jx=+=J m电机转动惯量Jx： X向转动惯量2 ?n?j 2X3.14X3000X0.01327 ,I amax= = =21Nm60?Ta 60X0.2T a:加速时间n: 伺服电机最高转速m.预紧力矩Tp:2766X0.008、,1 0.85X2X3.14 0.85IV.切削负载扭矩T:X 轴进给力Fx：Fx=Fh+(!• [Fv+Fa+(250+500) • g]=+++=2300N折算到电机轴的切削负载扭矩（等速时驱动扭矩） T：「Fx ?t 订卩巾=2300X0.0082 V .电机工作的最大扭矩Tmax:Tmax=T+Tmax=+21= Nm⑼传动系统刚度计算：I .支撑轴承的组合刚度K）。

3 列组合轴承Kbo1=1520N/a m2列组合轴承Kbo2=1030N/a mK b= Kbo1+K）o2=1520+1030=2550N4t mn.滚珠丝杠副抗压强度：最小抗压强度 Ksmi门=匚• 10 2 2最大抗压强度 Ksmax= d^-L! • 102= 34 X964X10 =1482N/^ m 4?LL1 L0 4X153964 153L 1：两支撑间的跨距L 0:详见滚珠丝杠样本表-2，两端固定形式接触强度&由样本查得：=^1/3 1/3K c=k —= 1004X 766 =732N/^ m0.1C a 0.1X19800K: 刚度值，详见滚珠丝杠样本F p：滚珠丝杠副预紧力C a:基本额定动负荷Q,详见滚珠丝杠样本m.刚度验算及精度选择 =792N/卩m L1 964丄二丄+丄+丄二丄+_!_732Kmin Ksmin 心心 792 22501732min=333N/a m丄二丄+丄+丄=丄+丄+Kman K sman 心 心 1482 2250max=400N/ a m计算摩擦力Fo：0= f+ (250+500) • g=20+验算传动系统刚度Kminl:min1 > 16勢 =1-6X130,25 =17N/a反向差值 12min=333N/ a 心叩传动系统刚度引起的定位精度误差3k：S k= F0 — —Kmin Kmax精度确定:300P=定位精度-S k=考虑到实际情况与计算的差别因而取V(00P=29 a⑽验算临界压缩载荷F最大载荷Fmax=2320N <预拉伸力Ft =4508N(11)验算临界转速ncnc=fd2L2c2107二二V = 11320 n/min811nc >3000 n/min(12) Dn值验算：D n=Dpw- nmax==124200 r/min >7000 r/minDpw:滚珠丝杠副的节圆直径(13)基本轴向额定静载荷Qa:s • Fmax=3X2320=6960 NQa=51KNs • Fmax < C0aFmax:最大轴向载荷fs:静态安全系数圍压曲负载PP二mdXl0/L 2=8112=404322N(15)强度校验? — ? ?d2? Fmax41570〜1960MPa11570X —X3.14X342 1424712N > F max=23204Y向滚珠丝杠选择(顺铣)：设选定滚珠丝杠选择副为 FFZD-4008-3,公称直径40mrp导程8mm丝杠外 径，钢珠直径5mm底径，循环数3,基本额定动负荷，基本额定动静负荷51KN, 刚度系数1004。

⑴确定当量载荷Fm最大载荷Fmax:Fmax=Fv+pi・ [(250+500+360+13) • g+Fh+Fa]+f=+[(250+500+360+13)+575+]+20=2360N卩：摩擦系数f :导轨滑块总阻力Fh：水平方向力Fa： Z向力最小载荷Fmin：Fmin=^・ (250+360+13) • g+(250+360+13)ay=当量载荷 FmFm=(2Fma)+Fm in )/3=(2X2360+790)/3=1836N⑵预定基本额定动负荷 Qm: 3 3CamF3 Ls 卩讥呵3 250 1836X2X10 = V t fa?fc X 8 Ls：预期形成250Kmfa：精度系数。