步进加药系统设计+CAD图纸(10)
其中X总已经知道，现在先要计算单向阀阀芯的开口量。
首先，吸药时最大速度为1m/s，压药时最大速度为2.5m/s。这样就可以算出流量：
然后将上两式的结果带入下公式： (3-36)
其中Cd为1，密度为水的密度。
带入 后得到e吸 = 0.147mm，e压 = 0.260mm。
所以得到X预吸 = 1.109mm，X预压 = 2.252mm。
至此，单向阀的主要参数已求出。
3.1.5确定药箱
药箱容量的计算可根据推荐公式： (3-37)
式中 Qp—系统工作时的最大流量，取Qp=6.283ml/s。
为了确保系统中液压介质的清洁干净，需在系统中添设过滤器。由于系统中没有液压泵，步进电机搭配药缸的吸药装置吸药能力差，考虑到该系统的使用环境和液压介质均比较干净，则在系统只添加粗过滤器，在不影响系统吸药能力的前提下确保系统药液干净。
通过查找液压装置过滤器的相关资料，选取型号为：WF-3A×80的粗过滤器，其过滤精度为80um。同样为了确保系统药液干净，需在药箱上增设空气滤清器，出去尽量减小系统结构和药箱体积的设计初衷，通过查找相关资料选取的空气滤清器型号为：AB1162。
考虑上述系统中的各附件的尺寸、布局以及装配，确定药箱尺寸为:L×B×H=230mm×110mm×80mm，则可计算得药箱体积为：
V=LBH=230×110×80mm3=2.024L
由于2.024L=2024ml,在合理的范围之内，所以药箱体积满足系统要求。
图3.2 药箱箱体设计图
3.2 驱动与传动部分的选择设计和计算
3.2.1 滚珠丝杠螺母副的选择
测试系统中滚珠丝杠螺母副是将步进电机输出的连续的旋转运动，转化为直线运动机构。滚珠丝杠的参数直接关系到步进电机驱动器的频率，其安装方式影响系统总体结构的布局与课题任务的实现。
3.2.1.1滚珠丝杠的载荷计算
考虑到吸药和压药时的压力大小以及在工作中的压力损失，得到吸药时的压力为0.12MPa，压药时的压力是2.31MPa。
根据数控机床，选用滚珠丝杠副进给时，不同导轨类型，倾覆力矩系数不一致。为了提高安全系数，在滚珠丝杠相关计算中取倾覆力矩系数的最大值，K=1.4。
系统所承受理论最小推力： (3-38)
式中 P—系统工作压力，Pmin=0.12Mpa
A—药缸有效工作面积
同理得到系统所承受理论最大推力：
考虑到滚珠丝杠螺母与药缸活塞杆连接时，受力点不在同一直线上，存在倾覆力矩，因此在其相关计算中最大最小推力如下：
3.2.1.2滚珠丝杠的转速计算
通过查找滚珠丝杠的相关资料，根据系统运动特性，在常见滚珠丝杠的导程系列中，取滚珠丝杠导程 ，则根据公式： (3-39)
可求得滚珠丝杠最大转速：
3.2.1.3当量转速与当量载荷计算
（1）当量转速的确定
由于实验系统工作时滚珠丝杠的转速保持不变，因此滚珠丝杠的当量转速与转速相同，既是：
（2）当量载荷计算 (3-40)
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