设计计算部分

设计计算部分1.锯削力计算查机械加工工艺手册可以知道，圆锯床锯削铝及铝合金的锯削用量是：锯削速度为 进给量 由于锯削力的min/457213V min/20316Vf计算公式没有，而锯削切断和切断铣刀类似，所以我们采用切断铣刀的公式计算锯削力。查机械加工工艺手册可以知道铣削力的计算公式为： )/(00 cccCwqueyzxpFc ndZaf铣削铝及铝合金时， 按加工碳钢的公式计算并乘系数 0.25，采用硬质合c金刀具加工工件时 25cF1.x8.0cy9.cu1.cq.0cw我们取 ， smv/0d0min/276)/(35rvn由 可以知道 取切削层厚度i/1Znfzf zfz4.带入公式得：ae1 NdafCFccc wqueyzxpc 1230).796120/(6031.825)/( 0.9.08.100 Nc .37125.0所需功率 KwvFPc 75././ 如果采用类比的方式计算锯削力的大小，根据网上相关机床切割工件的尺寸所用电机功率，我们可以知道所设计的机床切削功率大约为 20-40Kw.2.传动部件的设计计算2.1 滑枕部分丝杠螺母的选择（垂直部分计算）假设滑枕和切割头的总重量为 30KN，采用丝杠螺母传动方式，丝杠的数目为一个。平均转速 150r/min，最高转速为 800r/min,试选择丝杠螺母。1.承载能力选择计算作用于丝杠轴向最大动载荷 F1，然后根据 F1 选择丝杠的型号。max3FfLWHQL 为滚珠丝杠寿命系数（单位为 10 转)6610nT对于数控机床及其他机电一体化设备及仪器装置为 15000.= 610nTL1350/56对于中等冲击为 1.2-1.5，硬度系数取 1.11.NFQ2493.35选用丝杠代号为 ZCT12524-7.52.压杆稳定性计算FlfF NKIEsK max245222 15804)3(68.130.5.0)( 所以所选丝杠不会失稳3.刚度验证 mEAL325 108.46.1340.2FLPh 32510.86.1340.25.选择电机查阅机电传动控制的书籍可以知道，电机拖动生产机械移动时，传动机构中的损耗应有电动机承担，根据功率平衡关系，有： MCLnvFT5.9式中， 为生产机械直线运动部件的负载，其运动速度为 ，电动机拖动生产v机械运动时的传动效率， 为电动机轴的转速。M对于旋转运动的生产机械，折算到电动机轴上的负载转矩为： jTCL式中， 为生产机械的负载转矩， 为传动机构的速比。LT j转动惯量的计算驱动系统的滚珠丝杠在绕其中心旋转时惯量，计算公式为： )8.932(4DJs式中： 为滚珠丝杠转动惯量， ， 为丝杠公称直径 m， 为丝杠有s 2mKgDL效长度 m， 为单位体积质量也称材料密度, . 31085.7Kg等效转动惯量计算公式： 2121)()(kjnjkiikeqJvMJ等效负载转矩： kjnjkimikeqTvFT/11式中， 和 分别为移动部件的质量（ ）,运动速度（m/s)和所承受的i、 i Kg负载力（N） ； 和 分别为转动部件的转动惯量（ ） 、转速（r/minjjnJ、 j 2mk或 rad/s）和所受负载转矩（ ）mN克服惯性负载所需要的转矩： ，式中 为等效到电动机轴上的等eqJT惯 eq效转动惯量（ ） ， 为电动机升降速时的角加速度（ )。2Kgm 2srad已知某机床参数：丝杠螺距 24mm；丝杠长度 3000mm；丝杠直径 113.86mm；工台快移速度；垂直部分总质量为 3 吨；系统传动效率 0.8,；丝杠螺母摩擦系数 0.005；导轨块的总摩擦系数 0.01；垂直部分移动速度为 ，传动比为min51:7.02，加速度常数为 200ms.解： =)893(4LDJs 243 kg0396.)832(186.057 由于传动比为 1:7.02，我们选择两级减速器。初选电机转速为 1460r/min,N2901.1 FMg依据上面提到的公式有 m5.648.02935.9MCLnvT2s/rad./tm由于结构大部分尺寸未确定，我们只能推算 的大小，根据经验我们假设meqJ2mkg.0eqJ则有 N5.0Teq惯所以 m0.2.惯L W19763425MP电机选择的基本条件为：1.电机额定转矩 电机额定转矩 0.8 2. 电T0Pa机额定输出功率 3. 电机额定转速 4. 伺服系统的允许负荷惯量 5.maxNJL电机峰值转矩的 80%。根据以上条件选择伺服电机为：Ta2.2 滑枕横向部分丝杠与电机的选择假设滑枕水平运动时导轨的摩擦系数是 0.01，水平移动速度为 4m/min,丝杠有效行程为 4000mm,收到横向力为 3KN,初估计摩擦力为 500N,加速度常数为100ms,试着选择丝杠类型和电机型号。解：设丝杠转速为 400r/min, 37210/546016nTLNFfLWHQ 3785.1372max3 选择丝杠型号为 CM4010-5 FlfF NKIEsK max245222 6.534)03(62.10.)( 所以不会产生失稳现象 mEAFL325 1058.7.3410.2Ph 3259. 已知某机床参数：丝杠螺距 10mm；丝杠长度 4000mm；丝杠底径 33.52mm；工台快移速度；垂直部分总质量为 2.5 吨；驱动系统效率 0.83,；丝杠螺母摩擦系数 0.005；导轨块的总摩擦系数 0.01；传动比垂直部分移动速度为 ，min/4减速比为 1:3.6，电机转速 1440m/s,加速度常数为 100ms.解： =)8.932(4LDJs 2441097.3)(05.185.7 mKg 由于传动比为 1:3.6，我们选择一级减速器。KN.3F依据上面提到的公式有 N87.160483.0595. MCLnvT2s/rad1./tm由于结构大部分尺寸未确定，我们只能推算 的大小，根据经验我们假设meqJ2kg5.0eqJ则有 N64015.Tmeq惯所以 87.惯LW2287MP2.3 工作台部分丝杠与电机的选择大概估计工作台与夹具和工件总重量 35 吨，导轨之间的摩擦系数为 0.02，工作台移动速度为 6m/min,丝杠有效长度 6000mm,加速时间为 0.2s,转速为 200r/min， 180/5206106nTL2/5./1.0/smtvaNmgaF 243608.93502.035mx fLWHQ 14618ax3根据表格中的数据，确定选用 ZCT12524-7.5 型号的丝杠 FlfF NKIEsK max245222 15804)63(8.10.1)( 所以不会失稳 mAL325 4.68.340.26EFPh 325 10.7.1. 已知某机床参数：丝杠螺距 24mm；丝杠长度 6000mm；丝杠底径 113.86mm；工台快移速度 6m/min；驱动系统效率 0.8,；丝杠螺母摩擦系数 0.005；导轨块的总摩擦系数 0.02；最高转速为 250r/min,传动比为 5.76，加速度常数为200ms. )8.932(4LDJs 243 0396.)832(86.105.7 mKgN701 cFMg依据上面提到的公式有 m5