毕业答辩滚珠丝杠螺旋线误差动态测量控制系统的设计详解.ppt

题目：滚珠丝杠螺旋线误差动态测量控制系统的设计 班级：机电121班 姓名：XXX 学号: 20128XXXX 指导教师：XXX 目录 一、研究问题 二、方案设计 三、设计计算 四、三维建模与仿真 五、收获及改进 一、研究问题 1、研究意义 滚珠丝杠副在机械传动领域中的应用越来越广，因为其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或是将转矩转换成轴向反复作用力，具有高精度、高效率和可逆性的特点。 对于滚珠丝杠副这样要求高精度的机构，精度保持就显得尤为重要，同时精度也是衡量滚珠丝杠副的重要的指标，所以研究滚珠丝杠副的精度保持性是十分重要的。 一、研究内容 2、主要任务 高性能滚珠丝杠副精度保持性测试试验台的结构设计； 关键零部件的工作能力计算； 测试规范文件的制定； 测试试验台的三维建模与仿真。 二、方案设计 驱动方案：试验机采用伺服电机+联轴器+丝杠作为主驱动，滚珠螺母与直线电机的动子刚性连接被动移动，直线电机提供运动阻力，与螺母一起作高速往复运动。 试验台结构：实验台采用试验台在下，滚珠丝杠副在上的整体装配形式，这样的好处是可以清楚地看到传感器的安放位置，而加载在滚珠丝杠副上的载荷由直线电机直接提供，这种装配方式适合轻载高速的工作情况。 图1 滚珠丝杠副精度保持性测试试验台原理草图 图2 试验台驱动方案 三、设计计算 轴承的选择与分析计算 型号：滚珠丝杠支撑用轴 30TAC62BSUC10PN7B 推力角接触球轴承 接触角60度 由理论力学的受力分析可知，螺母承受轴向载荷Q并沿斜面上升时，所需要的水平推力Fr（圆周力）的大小 式中：-滚珠丝杠的螺旋升角 -摩擦当量系数 -钢球与丝杠的摩擦系数（0.002） 滚珠丝杠轴承的受力分析 当螺母运动到A端时，A端轴承承受最大的径向力，由静力学方程得 式中:G1-丝杠自身的重力(200N) G2-螺母自身的重力(50N) 丝杠全长 （mm）  当量动负荷 式中：P-当量径向负荷 Fr-径向负荷 Fa-轴向负荷 Fa=Q+Fs X-径向负荷系 Y-轴向负荷系 因为， 所以X=0.92，Y=1 因为角接触球轴承承受径向力时要产生派生轴向力Fs， 为了保证这类轴承的正常工作，通常成对使用。  每次试验丝杠转100万转，则一次试验需要4.2小时，若做90次试验的时间为378小时  通过选择，确定NSK公司的滚珠丝杠钻用轴承，型号为30TAC62BSUC10PN10B,极限转速为5600r/min，额定动载荷为47.5KN. 基本额定寿命 式中：Lh-轴承的寿命（h） P-当量动载荷（N） C-基本额定动载荷（N） n-转速(4000r/min) 四、三维建模及仿真 图3 光栅尺的三维设计与装配仿真 图4 丝杠与前过桥的三维设计及装配仿真 图5 丝杠与后过桥三维设计及装配仿真 图6 螺母座与工作台的三维设计及装配 图7 试验台床身与直线电机、光栅尺的三维装配仿真 图8 试验台床身与直线导轨的三维设计与装配仿真 图9 高性能滚珠丝杠副精度保持性测试试验台实物