工作台和滚珠丝杠的计算

1、工作台的组成零件工作台的简介工作台采用优质冷扎板精工制作而成，坚固的工作桌框架，牢固平稳，可使工作桌承重1000kg;多种工作桌面选择，可配合不工使用的要求；工具吊柜（箱）,侧柜（箱）,外形美观；层板，抽屉质量上乘，承重大，抽屉内可根据需要任意分隔；节约空间，适用性强。适用范围 工作台适合于模具、钳工、检测、维修、组装等各种不同应用场合，具有良好的耐腐蚀性，耐脏性，抗冲击性和承重能力强。 工作台分类工作台分类v根据台面的不同分为：榉木工作台、钢板合成工作台、防静电工作台、高分子工作台；v根据承重的不同分为：轻型工作台、中型工作台、承重型工作台；v根据功能的不同分为：多功能工作台、工作台、带吊柜

2、工作台等等。榉木面钳工作台 不锈钢工作台防静电电子工作台轻型工作台综合工作台工作台工作台常用工作台形式常用工作台形式分度工作台分度工作台回转工作台回转工作台交换工作台交换工作台插销式插销式齿盘式齿盘式开环控制式开环控制式闭环控制式闭环控制式根据数控指今实现分度运动根据数控指今实现分度运动实现绕实现绕X、Y、Z轴作圆周进给运动轴作圆周进给运动实现分度运动实现分度运动实现零件交换实现零件交换插销式分度工作台插销式分度工作台组成及工作原理：组成及工作原理：松开工作台松开工作台工作台上升工作台上升回转分度回转分度下降及定位下降及定位工作台夹紧工作台夹紧特点及应用：特点及应用：结构简单，制造容易，可分度

3、的角度少，精度低，用于结构简单，制造容易，可分度的角度少，精度低，用于精度要求不高的场合精度要求不高的场合定位销式分度工作台的结构l分度工作台2锥套3螺钉4支座5消隙液压缸6定位孔衬套7定位销8锁紧液压缸9大齿轮10长方形工作台11活塞12弹簧13油槽14、19、20轴承15螺栓16活塞17中央液压缸18油管21底座22挡块齿盘式分度工作台齿盘式分度工作台组成及工作原理：组成及工作原理：特点及应用：特点及应用：工作台上升工作台上升回转分度回转分度工作台定位与夹紧工作台定位与夹紧可分度的角度多，定位精度高具有良好的反向自锁性，可分度的角度多，定位精度高具有良好的反向自锁性，应用广泛。应用广泛。齿

4、盘式分度工作台1螺旋弹簧2、10、11轴承3蜗杆4蜗轮5、6减速齿轮7管道8活塞9分度工作台12液压缸13、 14分度齿盘开环数控回转工作台开环数控回转工作台数控信号数控信号步进电机步进电机传动机构传动机构工作台工作台（脉冲数量）（脉冲数量）转动角度转动角度转动角度转动角度传动机构的精度很重要传动机构的精度很重要组成及工作原理组成及工作原理工作台松开工作台松开工作台回转工作台回转工作台夹紧工作台夹紧开环式回转工作台1偏心环2、6齿轮3电动机4蜗杆5垫圈7调整环8、10微动开关9、11挡块12、13轴承14液压缸15蜗轮16柱塞17钢球18、19夹紧瓦20弹簧21底座22圆锥滚子轴承23调整套2

5、4支座闭环数控回转工作台闭环数控回转工作台数控信号数控信号步进电机步进电机传动机构传动机构工作台工作台（脉冲数量）（脉冲数量）转动角度转动角度转动角度转动角度数控信号数控信号伺服电机伺服电机传动机构传动机构工作台工作台（脉冲数量）（脉冲数量）转动角度转动角度转动角度转动角度数控数控装置装置位置信号位置信号速度信号速度信号闭环式数控回转工作台交换工作台交换工作台两个工作台功能完全一样，工作中可轮流使用两个工作台功能完全一样，工作中可轮流使用减少辅助时间，提高机床的使用率。减少辅助时间，提高机床的使用率。数控回转工作台数控回转工作台数控回转工作台数控风度头数控风度头数控分度头 项项目六目六工作台的

6、选型及计算步骤 工作台的设计步骤：工作台的设计步骤：导轨副的选择丝杠螺母副的选用滚珠丝杠螺母副的选型确定齿轮传动比步进电机的选用 例题： 设计一个数控X-Y工作台。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为0.01mm，定位精度为0.02mm。 设计主要技术要求如下： 台面尺寸 长宽400mm250mm；工作台行程为：X=300mm，Y=150mm；脉冲当量：X 、Y都是0.01 mm；X /Y最高工作进给速度为300 mm /min；X /Y最高空载进给速度为700 mm /min；X/Y/Z向切削负载为：2000/2000/1000N（力不用计算

7、）；工件最大重量（包括夹头）为：150KG；工作寿命为每天8小时，连续工作5年，250天/年。进给机械系统均采用滚动（珠）丝杠副和滚动（珠）导轨副；所设计的工作台应结构合理、设计参数与上述要求符合；设计装配图应表达正确，完整，技术标注规范、全面；带动工作台运动带动工作台运动,其总体框图如下其总体框图如下: 工作台草图一一 导轨副的选用导轨副的选用 导轨是数控机床的重要部件之一，它在很大程度上决定数控机床的刚度，精度与精度保持性。目前的数控机床采用导轨形式的主要有：滑动导轨，滚动导轨，静压导轨三类。 要设计的X-Y工作台X/Y/Z向切削负载为2000/2000/1500，需要承受的载荷不是很大，

8、脉冲当量为0.01 mm、定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。 导轨上移动部件重量估算：包括进给工作台夹具、上电动机、上导轨滑块、导轨座上层丝杠，由设计参数，可估计重量为4000N。 滑块承受的最大载荷为Fmax4000N/41000N查表选用HJG-DA滚动直线系列DA30A，其额定功载荷为25.7kN，选用导轨长度700mm。（如下表）（1）导轨额定寿命计算）导轨额定寿命计算上述选取的HJG-DA滚动直线系列DA30A导轨副的滚道硬度为60HRC，工作温度不超过100C每根导轨上配有上配有两个滑块，精度为4级，工作

9、速度较低，载荷不大。查表得fh1.0 ; 温度系数ft1.00 ; fc=0.81,fa0.9，fw=1.5，得距离寿命： L=fh*ft*fc*fa*Ca/(fw*PC)3*50=7*106L 额定寿命 fa精度系数PC 计算载荷 fw载荷系数ft 温度系数 fh硬度系数fc接触系数 大于所期望的寿命距离，故满足要求。（2）滚动导轨预紧方式的确定：）滚动导轨预紧方式的确定： 滚动导轨经过预紧，可以显著的提高其刚度，通常经过预紧的导轮的刚度可以比没有预紧的高三倍左右，因此，对于颠覆力炬较大，或要求接触刚度或移动精度叫高的导轨均匀进行预紧。但预紧力应适当，预紧力过大会使牵引力显著增加。 常用的预

10、紧方法有两种：采用过盈配合或采用调整元件，此处采用过盈配合。 二二 丝杠螺母副的选用丝杠螺母副的选用 伺服电动机的旋转运动需要通过螺母副转换成直线运动，要满足0. 01mm的脉冲当量和0.05的定位精度，选用滚珠丝杠副。滚珠丝杠副的传功精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高预紧后可消除反向间隙。（1）、计算进给引力）、计算进给引力 滚珠丝杠上的工作载荷为进给引力，移动体重力和作用在导轨上的其他切削分力相关的摩擦力。 由于选择的导轨要求结构紧凑，间隙调整方便，摩损小，有良好的精度保持性且运动平稳，故选择直线滚动导轨，为了使导轨能承受一定的颠覆力矩，所以选择燕尾导轨的实验公式进行计算： X/

11、Y/Z向切削负载为2000/2000/1000N =2000N =2000N =1000N 由所得数据代入公式有：1.420000.003 (1000220004000)2827mFN （2）.计算最大动负载计算最大动负载C及主要尺寸初选及主要尺寸初选 初选L0为6mm,选用滚珠丝杠的直径d0时，必须保证在一定轴向负载作用下，丝杠在回转100万转后，在它的滚道上不产生点蚀现象，这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杠能承受的最大负载C， L：使用寿命，以转为单位v：最大切削力条件下的进给速度（m/min） 以知参数 v=300mm/min=0.3mm/minL0：丝杠导程T：机床使用寿命 由参数每

12、天8小时 5年 250天/年 得T=10000hfw：运转系数 （此处选的值为1.2） 可用公式为：mmFfLC366010nTL01 0 0 0vnL n:丝杠转速，用下式：0100010000.350/ m in6vnrL666 05 01 0 0 0 03 01 01 0Lr330 1.2 282710516CN 三、三、 滚珠丝杠螺母副的选型：滚珠丝杠螺母副的选型： 由指导书可知，采用WL4006外循环纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠，1列2.5圈,其额定动负载为16400N,精度等级选3级.表2-1 滚珠丝杠螺母副几何参数 （1）、传动效率计算）、传动效率计算 滚珠丝杠螺母副的传动效率为 )(tgtg 螺旋升角 摩擦角度取 10滚动摩擦系数为0.0030.0042 440.94(2 44 10)tgtg （2）、刚