数学模型的建立

数学模型的建立

在图2-11所示的进给传动系统中, 设
J1为轴Ⅰ部件和转子构成的转动惯量;
J2、
J3为轴Ⅱ、Ⅲ部件构成的转动惯量;
K1、
K2、
K3分别为轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的扭转刚度系数;
K为丝杠螺母副及螺母底座部分的轴向刚度系数;
m为工作台质量; C为工作台导轨粘性阻尼系数;
T1、
T2、
T3分别为轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的输入转矩。 图2-11 数控机床进给系统
1.
转动惯量的折算 把轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上的转动惯量和工作台的质量都折算到轴Ⅰ上,作为系统的等效转动惯量。设
T′1、
T′2、
T′3分别为轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的负载转矩,
ω1、
ω2、ω3分别为轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的角速度,v为工作台位移时的线速度,
z1,
z2,
z3,
z4分别为四个齿轮的齿数。 (1) Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴转动惯量的折算。 根据动力平衡原理,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的力平衡方程分别是

2.
粘性阻尼系数的折算 当工作台匀速转动时,轴Ⅲ的驱动转矩
T3完全用来克服粘滞阻尼力的消耗。考虑到其他各环节的摩擦损失比工作台导轨的摩擦损失小得多,故只计工作台导轨的粘性阻尼系数C。 根据工作台与丝杠之间的动力平衡关系有
T
3
2
π
=
CvL

3.
弹性变形系数的折算 (1) 轴向刚度的折算。 当系统承担负载后,丝杠螺母副和螺母座都会产生轴向弹性变形,图2-12是它的等效作用图。在丝杠左端输入转矩
T3的作用下,丝杠和工作台之间的弹性变形为
δ,对应的丝杠附加扭转角为
Δθ3。根据动力平衡原理和传动关系,在丝杠轴Ⅲ上有:  2
π
T3
=K
δ
L

图2-12 弹性变形的等效图

 ,在图2-11所示的进给传动系统中, 设
J1为轴Ⅰ部件和转子构成的转动惯量;
J2、
J3为轴Ⅱ、Ⅲ部件构成的转动惯量;
K1、
K2、
K3分别为轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的扭转刚度系数;
K为丝杠螺母副及螺母底座部分的轴向刚度系数;
m为工作台质量; C为工作台导轨粘性阻尼系数;
T1、
T2、
T3分别为轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的输入转矩。 图2-11 数控机床进给系统
1.
转动惯量的折算 把轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上的转动惯量和工作台的质量都折算到轴Ⅰ上,作为系统的等效转动惯量。设
T′1、
T′2、
T′3分别为轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的负载转矩,
ω1、
ω2、ω3分别为轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的角速度,v为工作台位移时的线速度,
z1,
z2,
z3,
z4分别为四个齿轮的齿数。 (1) Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴转动惯量的折算。 根据动力平衡原理,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的力平衡方程分别是

2.
粘性阻尼系数的折算 当工作台匀速转动时,轴Ⅲ的驱动转矩
T3完全用来克服粘滞阻尼力的消耗。考虑到其他各环节的摩擦损失比工作台导轨的摩擦损失小得多,故只计工作台导轨的粘性阻尼系数C。 根据工作台与丝杠之间的动力平衡关系有
T
3
2
π
=
CvL

3.
弹性变形系数的折算 (1) 轴向刚度的折算。 当系统承担负载后,丝杠螺母副和螺母座都会产生轴向弹性变形,图2-12是它的等效作用图。在丝杠左端输入转矩
T3的作用下,丝杠和工作台之间的弹性变形为
δ,对应的丝杠附加扭转角为
Δθ3。根据动力平衡原理和传动关系,在丝杠轴Ⅲ上有:  2
π
T3
=K
δ
L

图2-12 弹性变形的等效图

 

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