3D打印機設計零部件的校核計算案例目錄3D打印機設計零部件的校核計算案例 1 1 11.1.2滾珠絲杠 1 7在設計完零部件后，對較為重要的零部件還需要進行校核驗尺寸的設計是否存在誤差、材料選擇是否合理正確。如果有誤，那么便需要對此對于X軸和Y軸來說，兩根軸的受力相同，所以只需校核一根即可，因此選擇X軸進行校核。水平方向上，X軸會受到直線電機給予的推力，會受到在臺框架自身重力。又因為X軸運行時僅僅承受扭矩，所以應通過扭轉強度條件來校核。確定X軸的直徑時，所使用的公式為軸的扭轉強度條件的一個變式，因為變式成立，故X軸必然滿足扭轉強度，X軸一定合格。(1)軸向載荷滾珠絲杠在豎直方向上安裝的，倘若軸向載荷過大對于電機來說，其運動形式為先加速再減速，因此處于不F加速的行=2f+ma滾珠絲杠機構勻速前行：滾珠絲杠機構減速前行：滾珠絲杠機構加速返回：滾珠絲杠機構勻速返回：F勻速近回=-2f滾珠絲杠機構減速返回：——打印平臺運動加速度，0.01m/s2;f--Z軸導軌無載荷時所受摩擦力，Z軸導軌不受載荷時沒有摩擦力，可綜上，在電機發(fā)生加速轉動時才會產生最大的軸向載荷，因此只需計算校核這一種載荷。F=2f+ma=0+0.001×5.5=5軸向載荷校核原則：軸向載荷處于峰值時絲杠不發(fā)生彎曲變形；軸向載荷處于峰值時絲杠不發(fā)生屈服。首先對彎曲條件進行校核：校核公式如下：[F]一最大軸向允許載荷N;a——絲杠溝槽的最小直徑，由設計要求可得，d,=8mm;n1,n2——常參數，查閱表格后可得”1=2,n2=10.0代入公式計算：校核計算可得，滾珠絲杠在最大載荷條件下不會發(fā)生彎曲現象。對屈服條件校核：滾珠絲杠允許承受的最大軸向拉伸或壓縮載荷的公式如下：代入公式：校核計算可得軸向載荷符合要求。(2)臨界轉速校核滾珠絲杠機構運行時，通過電機的帶動下，滾珠絲杠開始進行旋轉運動，旋轉過程中，由于振動的產生，絲杠會出現一個頻率，由電機的控制，絲杠的轉矩增高，而隨著轉速的上升此頻率也會升高。絲杠本身而言，因為其固有性質而自身存有一個固有的頻率，此頻率是一定存在的而且大小固定，隨著基于轉動所產生的頻率逐漸靠近固有頻率時，絲杠則會發(fā)生共振現象。共振現象的出現會導致傳動發(fā)生破壞，從而使工件損壞，所以在實際的使用過程中，對于電機轉速的控制是必不可少的，避免轉速過大導致共振現象的發(fā)生，而所要求的最大的轉速則稱之為臨界轉速。臨界轉速的計算公式如下：一轉動慣量，P——絲杠材料密度，p=7.8×10?kg/mm3;A——絲杠溝槽最小直徑對應的剖面面積計算可得：絲杠電機轉速n=3000r/min,接下來進行DN值的校核，可得n<nz,合格。DN值為一個乘積值，為絲杠公稱直徑，絲杠標準化的系列直徑為公稱直徑，N是絲杠的轉速，代入計算：磨制而成的滾珠絲杠：由計算可得，絲杠符合要求。(3)剛度在設備運轉時，絲杠所受到的載荷并非一成不變的，對滾珠絲杠機構而言，其定位精度受到軸向的剛度所影響，因此進行剛度計算與校核是必不可少的。校核所K——滾珠絲杠系統(tǒng)的軸向總剛度.N/μm;所欲我們需要得到絲杠系統(tǒng)軸向總剛度才可計算校核，由剛度定義，可得以下E——楊氏模量，E=2.06×10?N/mm2L——絲杠安裝間距.L=310mm;K—尺寸表中給出的施加相當于10%額定動載荷時螺母的理論軸向剛度Ca——螺母額定動載荷，為1380N;我們可以選擇高剛度的軸承，這樣一來K?就沒有存在的意義，K=8.3N/um(4)壽命計算滾珠絲杠機構隨著工作時間的疊加，在運行時不可的存在。所以為了確保裝置的平穩(wěn)可靠與精度，我造成損失。這就需要對絲杠的壽命進行計算，在確保了傳動系絲杠壽命的計算公式有兩種形式，一種是通過PA絲杠導程，根據設計結果