滚珠丝杠副疲劳寿命试验台设计(11)
时间:2017-02-26 17:42 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
4.3 加载力结构 如图4.12为所设计的加载力结构，此结构实现对两组螺母同时加载。 图4.12 加载力结构 此加载结构采用丝杠转动，带动螺母直线运动的结构设计。电机通过减速器的调节作用，输出轴通过齿轮传动来带动丝杠转动，丝杠转动转化为螺母直线运动来带动连接支架移动，连接支架又带动加载压杆对螺母底座2产生压力作用，相应的对螺母底座1也产生等大反向的力的作用，碟黄的运用使加载部分可以对两组测试螺母施加等大反向的拉压力。经过各方面的考虑，加载部分的螺杆选用锯齿形丝杠。加载结构的力传感器用来检测所施加的载荷大小，有助于试验过程中，加载力的调节，加载力最大为100000N，选取FGP公司的FN30000拉压力传感器，如图4.13所示传感器外型，量程：10K~1000KN，精确度： ，可测量拉压力，特点：高稳定、铝/不锈钢弹性体、放大输出。 图4.13 FN30000拉压力传感器 4.3.1 锯齿形丝杠设计 a） 耐磨性 1） 螺杆中径： ：轴向载荷(N)， ； ：许用压强(MPa)， 这里取 ； 锯齿形螺纹 ； 整体式螺母 ，这里取 ； 查锯齿形螺纹标准得： 取 2） 螺母高度： ，取 3） 选合圈数： 4） 螺纹的工作高度： 5） 工作压强： b） 验算自锁 螺纹升角： ，则可自锁 ：当量摩擦角； ：螺纹副的摩擦系数，这里取 ； ：导程（mm）； ：锯齿形螺纹螺旋角， 。 c） 驱动转矩 T1：螺纹力矩（N•M）； T2、T3：轴承摩擦力矩； 得 d） 螺杆强度 当量应力： ：传递转矩（N•mm）； ：螺杆材料的许用应力(MPa)， , 材料的屈服强度； 丝杠材料为45钢时 ， ； 螺母材料为 ， ； ，符合强度要求。 螺纹牙强度 1） 螺纹牙底宽度： 锯齿形螺纹 2） 螺杆抗剪强度 ：材料的许用剪切应力； 对于45钢， ，满足剪切强度条件。 螺杆抗弯强度 ：材料的许用弯曲应力； 对于45钢， ，满足抗弯强度条件。3） 螺母抗剪强度 抗弯强度 螺母的抗剪及抗弯强度都满足条件。 e） 丝杠传动效率 （0.95~0.99）为轴承效率，决定于轴承形式滑动轴承取小值。 根据以上计算， 选取 满足要求。 4.3.2 电机部分的设计 加载力为F=105N，螺母前进速度无要求，所选丝杠导程为8mm。 a） 锯齿形丝杠所需的驱动扭矩的计算 作用力为F=105N, 所需的驱动扭矩及其转速计算如下： ：驱动丝杠带动螺母所需正向动作扭矩（N•m）； ：导程（mm），大小为8mm ：轴向负载（N）, ：正向效率0.925； 对于锯齿形丝杠， b） 选电机 经对各厂家电机性能的对比，安川伺服电机SGMSV-40A如表4.2适合本试验台。 表4.2 SGMGV-1EA电机参数 型号 额定功率（KW） 额定电流 （A） 额定转矩 （N•m） 额定转速 （r∕min） 最大转矩 (责任编辑：qin) |