强大冲击 破碎机，轧钢机，振动筛，工程机械， 石油钻机 由于轴承载荷与纵向载荷之比：查表得 ： X=1,Y=0
fd=1.2 则：P =fd?Fr
=1.2?5360 =6432N
(2) 基本额定寿命
滚动轴承的寿命随载荷的增大而降低，寿命与载荷的关系曲线如图，其曲线方程为：
P?L10=常数
式中 ： P-当量动载荷，N; L10-基本寿命，常以106r为单位（当寿命为一百转时，L10=1）;?-寿命指数，球轴承?=3，滚子轴承?=10/3。
由手册查得的基本额定动载荷C是以L10=1，可靠度为90%为依据的。由此可列出当轴承的当量动载荷为P时以转数为单位的基本额定寿命L10为
C??1=P??L10
CL10=()? 106r
P若轴承工作转速为n r/min ,可求出以小时数为单位的基本额定寿命
Fa1340==0.25 n60nPC()? h P应取L10h≥Lh. L’h为轴承的预期寿命。通常参照机器大修期限决定轴承的预期使用寿命。 若已知轴承的当量动载荷P和预期使用寿命L’h，则可按下式求得相应的计算额定动载荷C’,它与所选用轴承型号的C值必须满足下式要求： C≥C=p滚动轴承预期使用寿命的荐用值 20 第 20 页 共 71 页 ?nl,h N (3-13) 16670 使用条件 不经常使用的仪器和设备 短期或间断使用的机械，中断使用不致引起严重后果，如手动 机械，农用机械，装配吊车，自动送料装置 间断使用的机械，中断使用将引起严重后果，如发电站辅助设备，流水作业的传动装置，带式运输机，车间吊车 每天8小时工作的机械，但经常不是满载荷使用，如电机，一般齿轮装置，压碎机，起重机和一般机械 机械，印刷机械，分离机，离心机 24小时连续工作的机械，如压缩机，泵，电机，轧机齿轮装0 置， 纺织机械 24小时连续工作的机械，中断使用将引起严重后果，如纤维0 机械，造纸机械，电站主要设备，给排水设备，矿用泵，矿用 通风机 由上表查得为20000小时 则额定动载荷C’=??100000 预期使用寿命h 300~3000 3000~8000 8000~12000 10000~25000 20000~3000 40000~5000每天8小时工作，满载荷使用，如机床，木材加工机械，工程 nL'hN 16620?=3 P=6432N L’h=20000h 则C’=18000N ? C=22000N>C’ ? 此轴承合乎要求 另外由于横向丝杠与纵向丝杠采用同一轴承，且载荷小于纵向，因此同理可验证其是合理的。 21 第 21 页 共 71 页 4 步进电机的选择 4.1 纵向步进电机的选择 4.1.1 确定系统的脉冲当量 脉冲当量是指一个进给脉冲使机床执行部件产生的进给量，它是衡量数控机床加工精度的一个基本技术参数。因此，脉冲当量应根据机床精度的要求来确定，CA6140的定位精度为±0.015mm，因此选用的脉冲当量为0.01mm/脉冲 ~ 0.005mm/脉冲。 4.1.2步距角的选择 根据步距角初步选步进电机型号，并从步进电机技术参数表中查到步距角θb ，三种不同脉冲分配方式对应有两种步距角。步距角θb 及减速比 i与脉冲当量δp 和丝杠导程 L0 有关。初选电机型号时应合理选择θb及i, 并满足： θb ≤(δp?i?360)/L0 （4-1） 由上式可知： θb ≤δp?i?360/L0 =360?0.01?1/10 =0.36° 初选电机型号为:90BYG5502具体参数如表4.1所示 表4.1： 纵向电机 90BYG5502 静转矩 5N.m 步距角 0.36 空载起动频率 2200 相数 5 空载运行频率 ≥30000 驱动电压 50V 转动惯量 40 kg.cm2 电流 3A 重量 4.5kg 图4-1 电机简图 4.1.3矩频特性： Mka=J ?? 22 第 22 页 共 71 页 =J?由于：nmax= 2?nmax?10?2(N.cm) 60tvmax?b(r/min) ?p3602?vmax?b?10?2(N.cm) 360?60t??p则： Mka=J?式中：J?为传动系统各部件惯量折算到电机轴上的总等效转动惯量（kg.cm2）;ε为电机最大角加速度（rad/s2）;nmax为与运动部件最大快进速度对应的电机最大转速（r/min）;t为运动部件从静止启动加速到最大快进速度所需的时间（s）;vmax为运动部件最大快进速度（mm/min）; δp为脉冲当量（mm/脉冲）；θb为初选步进电机的步距角[（o） McD2步]，对于轴、轴承、齿轮、联轴器，丝杠等圆柱体的转动惯量计算公式为J=(kg.cm2), 8对于钢材，材料密度为7.8?10?3(kg.cm3),则上式转化为J=0.78D4L?10?3(kg.cm2),式中：Mc为圆柱体质量（kg）;D为圆柱体直径（cm），JD为电动机转子转动惯量，可由资料查出。 (1)丝杠的转动惯量Js Js=Js/i2，i为丝杠与电机轴之间的总传动比 由于i=1 则: Js=0.78D4L?10?3 =0.78(6.3)4170?10?3 =208.9( kg.cm2) (2)工作台质量折算 工作台是移动部件，其移动质量惯量折算到滚珠丝杠轴上的转动量 L。2JG:JG=（）M( kg.cm2),式中：L。为丝杠导程（cm）;M为工作台质量（kg）.由于 2?L。=1cm,M=90kg 则 ： JG=（ L。2）M 2?1)2?90 =(2?3.14=2.28( kg.cm2) 1）一对齿轮传动 23 第 23 页 共 71 页
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