数控车床X一Z轴工作台机械结构设计及控制电路设计论文
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- 数控车床X-Z轴工作台机械结构设计及控制电路设计第一章 滚珠丝杠副的选择
1.1 滚珠丝杠副的特点
1.传动效率高 效率高达90%~95%,耗费的能量仅为滑动丝杠的1/3。
2.运动具有可逆性 即可将回转运动变为直线运动,又可将直线运动变为回转运动,且逆传动效率几乎与正传动效率相同。
3.系统刚度好 通过给螺母组件内施加预压来获得较高的系统刚度,可满足各种机械传动要求,无爬行现象,始终保持运动的平稳性和灵敏性。
4.传动精度高 经过淬硬并精磨螺纹滚道后的滚珠丝杠副本身就具有和高的制造精度,又由于摩擦小,丝杆副工作时温升和热变形小,容易获得较高的传动精度。
5.使用寿命长 滚珠是在淬硬的滚道上作滚动运动,磨损极小,长期使用后仍能保持其精度,因而寿命长,且具有很高的可靠性。其寿命一般比滑动丝杠高5~6倍。
6.不能自锁 特别是垂直安装的丝杠，当运动停止后，螺母将在重力作用下下滑，故常需设置制动装置。
7.制造工艺复杂 滚珠丝杠和螺母等零件加工精度、表面粗糙度要求高，制造成本高。
由于滚珠丝杠副独特的性能而受到极高的评价,因而已成为数控机床,精密机械,各种省力机械设备及各种机电一体化产品中不可缺少的传动机构。
1.2 滚珠丝杠副的设计计算
最大快速进给速度6m/min,最大加工速度2.5m/min。
设导程p=5，则
摩擦当量，则
假设机床加工工件时间占用使用时间的90%，快速进给占用10%
则
根据
得
在式中
为温度系数，查表1-1得＝1；为硬度系数，查表1-2得 ＝1.0；
为精度系数，查表1-3得＝1.0（丝杠精度为1～3级）；
为负荷性质系数，查表1-4得＝1.3；
为可靠性系数，查表1-5得＝0.53（可靠性为90%）。
表1-1 温度系数
工作温度
175
表1-2 硬度系数
硬度（HRC）
55
52.5
50
47.5
45
40...
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