普通車(chē)床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 普通 車(chē)床的數(shù)控化改造 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 目 錄 第 1 章 緒 論 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 題來(lái)源及研究目的和意義 ....................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 通 車(chē)床數(shù)控化 的現(xiàn)狀及趨勢(shì) ..................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 通 車(chē)床的數(shù)控化改造 方案分析 ................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 械結(jié)構(gòu)分析 ............................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 械結(jié)構(gòu)總體方案和布局 ..................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第 2 章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ........................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 珠絲杠的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………… 13 珠絲杠副絲杠副傳動(dòng)法面截形 ，循環(huán)方式等的確定 ……………………… 珠絲杠的預(yù)緊 …………………………………………………………………15 第 3章 車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的 設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………… ..步帶輪 選擇 ......................................................................................................進(jìn)電機(jī)選取與計(jì)算 ..........................................................................................橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中步進(jìn)電機(jī)的選用計(jì)算 ...................................................... 縱向金給機(jī)構(gòu)中步進(jìn)電機(jī)的選用計(jì)算 .....................................................動(dòng)齒輪的選擇計(jì)算與校核 ............................................................................... 齒輪的選擇 .................................................................................................... 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .................................................................................... 齒輪的校核 ....................................................................................................線導(dǎo)軌的選擇 ................................................................................................... 直線導(dǎo)軌的確定 ............................................................................................ 4章 車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)各部件的選取及校核 …………………………… ...軸器的選取 ………………………………………………………………… ..珠絲杠選取與校核 …………………………………………………………… 26 動(dòng)軸承的選取與計(jì)算 …………………………………………………… ....... 論 ........................................................... 35 參 考 文 獻(xiàn) ...................................................... 36 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 致 謝 ........................................................... 37 第 1 章 緒 論 概述 數(shù)控機(jī)床 —— 是數(shù)字控制機(jī)床（ 簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床主要組成有：程序編制及程序載體、輸入裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和位置檢測(cè)裝置、輔助控制裝置、機(jī)床本體數(shù)控機(jī)床需要根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令，自動(dòng)完成對(duì)主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、 刀具運(yùn)動(dòng)軌跡以及其他機(jī)床輔助功能（如自動(dòng)換刀、自動(dòng)冷卻等）的 控制。它必須利用伺服進(jìn)給系統(tǒng)代替普通機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)，并可以通過(guò)主軸調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軸自動(dòng)變速。因此，在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，數(shù)控機(jī)床主軸箱和進(jìn)給變速箱的結(jié)果一般都非常簡(jiǎn)單；齒輪、軸類(lèi)零件、軸承的數(shù)量大為減少；電動(dòng)機(jī)可以直接連接主軸和滾珠絲杠，不用齒輪。在使用直線電動(dòng)機(jī)、電主軸的場(chǎng)合，甚至可以不用絲杠、主軸箱。在操作上，它不像普通機(jī)床那樣，需要操作者通過(guò)手柄進(jìn)行調(diào)整和變速，操作機(jī)構(gòu)比普通機(jī)床要簡(jiǎn)單的多，多機(jī)床甚至沒(méi)有手動(dòng)機(jī)械操作機(jī)構(gòu)。此外， 由于數(shù)控機(jī)床的大部分輔助動(dòng)作都可以通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的輔助功能（ M 功能）進(jìn)行控制，因此常 用的操作按鈕也比普通機(jī)床少，操作更方便、更簡(jiǎn)單。 通 車(chē)床數(shù)控化的 現(xiàn)狀及趨勢(shì) 從 20 世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)， 數(shù)控車(chē)床 給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。 數(shù)控車(chē)床 是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗(yàn)的零件 。 數(shù)控車(chē)床 的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，加速 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 推進(jìn) 數(shù)控車(chē)床 的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對(duì) 數(shù)控車(chē)床 的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步， 數(shù)控車(chē)床 的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。 為了應(yīng)對(duì)國(guó)際金融危機(jī)，企業(yè)紛紛調(diào)整數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)政策，競(jìng)相發(fā)展 高檔數(shù)控機(jī)床，以促進(jìn)工業(yè)和國(guó)民 經(jīng)濟(jì) 的發(fā)展。而目前我國(guó)處于裝備更新?lián)Q代的高峰期和工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵期，對(duì)數(shù)控機(jī)床尤其是高檔數(shù)控機(jī)床的需求，仍將維持 30%以上的高增長(zhǎng)水平，預(yù)計(jì)這一增長(zhǎng)速度仍將維持 35 年。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問(wèn)題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的需求日 益增長(zhǎng)，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床功能部件的創(chuàng)新升級(jí)。目前我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵功能部件工業(yè)還不能滿足國(guó)內(nèi)需要，國(guó)內(nèi)數(shù)控功能部件產(chǎn)業(yè)主要存在以下問(wèn)題：適應(yīng)性和滿足度遠(yuǎn)達(dá)不到市場(chǎng)需求；我國(guó)數(shù)控功能部件生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模??；核心零部量依靠進(jìn)口；缺乏高技術(shù)含量威脅產(chǎn)業(yè)安全 ， 機(jī)床行業(yè)高端化發(fā)展四步曲 。 業(yè)內(nèi)人士表示，我國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以發(fā)展數(shù)控機(jī)床為主導(dǎo)、主機(jī)為龍頭、完善配套為基礎(chǔ)，力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品從低端到高端、從初級(jí)產(chǎn)品加工到高精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變。更有專(zhuān)家為機(jī)床行業(yè)高端化發(fā)展提出了四 方面觀點(diǎn)，為機(jī)床行業(yè)高端發(fā)展進(jìn)程盡微薄之力。 一是積極落實(shí)“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國(guó)家科技專(zhuān)項(xiàng)，創(chuàng)造國(guó)內(nèi)自主創(chuàng)新技術(shù)的大環(huán)境，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，企業(yè)為主題，以科研院校為根基，全方位帶動(dòng)我國(guó)高新技術(shù)的創(chuàng)新。 二是開(kāi)拓新的數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)或升級(jí)現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)，帶動(dòng)普通機(jī)床及半自動(dòng)機(jī)床的升級(jí)改造和淘汰更新。極力拉動(dòng)國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的內(nèi)需，帶動(dòng)高端機(jī)床產(chǎn)業(yè)的快速升級(jí)。 三是緊抓技術(shù)改造，促進(jìn)中高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化整體升級(jí)。充分利用國(guó)家技術(shù)改造貼息等優(yōu)惠政策，圍繞重點(diǎn)，加強(qiáng) 管理 ，提高資金投入產(chǎn)出比，打好根基，為技術(shù)創(chuàng)新提供長(zhǎng)足發(fā)展。 四是強(qiáng)化企業(yè)管理，節(jié)省成本提提高高效。數(shù)控機(jī)床企業(yè)要從內(nèi)部管理的強(qiáng)化切入，開(kāi)展結(jié)本高效的行動(dòng)，維持資金流合理運(yùn)轉(zhuǎn)， 人力資源 的合理分配， 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 避免勞民傷財(cái)，確保企業(yè)正常的運(yùn)營(yíng)。高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備專(zhuān)項(xiàng)將實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新能力顯著提高，掌握一大 批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，總體技術(shù)水平進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列；屆時(shí)，主機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、功能部件“中檔規(guī)?；⒏邫n產(chǎn)業(yè)化”將得以實(shí)現(xiàn)，我國(guó)將研制出一批具備國(guó)際先進(jìn)水平的關(guān)鍵裝備；進(jìn)口量大的高速、精密立臥式加工中心、數(shù)控車(chē)床等產(chǎn)品市場(chǎng)占有率將有明顯提升。 近年來(lái)，中國(guó)通過(guò)引進(jìn)技術(shù)、消化吸收和自主開(kāi)發(fā)數(shù)控系統(tǒng)，為數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)業(yè)化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。希望未來(lái)機(jī)床行業(yè)可以帶來(lái)更多最新設(shè)備和前沿技術(shù)，以滿足制造業(yè)對(duì)高效加工日益增長(zhǎng)的需求。 通 車(chē) 床 的數(shù)控化改造 方案分析 械結(jié)構(gòu)分析 本課題是設(shè)計(jì) 一種普通 車(chē)床的數(shù)控化改造設(shè)備 ，此 設(shè)備 的工作臺(tái)可以在X,Y 軸兩個(gè)方向自由移動(dòng)，由電動(dòng)機(jī)控制，人們只需啟動(dòng)和關(guān)閉開(kāi)關(guān)，即可實(shí)現(xiàn) 車(chē) 床在任意位置的停止，可以實(shí)現(xiàn)將工件移動(dòng)到指定的位置，為加工提供方便。 由于為了 普通車(chē)床數(shù)控化后 可以實(shí)現(xiàn)多種方案，本 課題采用車(chē)床的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 采用 步進(jìn) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿的方式來(lái)帶動(dòng)工作臺(tái)的平移，現(xiàn)提供以下設(shè)計(jì)方案： 圖 1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿實(shí)現(xiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)方案 聯(lián)軸器 滾滾絲桿 工作臺(tái) 步進(jìn)電機(jī) 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 此種方案為傳統(tǒng)的的進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，此種方案步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲桿通過(guò)聯(lián)軸器固結(jié)，絲桿螺母裝在滾珠絲桿上面，保持滾珠絲桿與工作臺(tái)通過(guò)螺紋連接，，這種方法由于滾珠絲桿動(dòng)，從而帶動(dòng)絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的平移，可以做 X、 Y 方向的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)床工作臺(tái)的快速進(jìn)給。此種方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，造價(jià)低廉，定位精準(zhǔn)，可靠，符合此次設(shè)計(jì)的要求，因此此種方案雖然是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，但切合實(shí)際，我們優(yōu)先考慮。 械結(jié)構(gòu)總體方案和布局 確定好設(shè)計(jì)方案后我們對(duì)整體方案進(jìn)行大體設(shè)計(jì)布局，整個(gè)傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，由于需要在任意位置能停止，本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)我們采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，由于步進(jìn) 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速很快，需要分配傳動(dòng)減速比，需要加減速器進(jìn)行減速，經(jīng)過(guò)減速器出來(lái)后，通過(guò)聯(lián)軸器或者連接套，使步進(jìn)電機(jī)輸出軸與滾珠絲桿相鏈接，而滾珠絲桿與滾珠螺母配合，滾珠螺母是與車(chē)床的橫向，縱向移動(dòng)工作臺(tái)通過(guò)螺紋連接的，這樣，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，就帶動(dòng)滾筒絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，而滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng)與滾珠螺母固接的工作移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了工件在車(chē)床上面任意位置的變化，從而實(shí)現(xiàn)了普通車(chē)床無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，直接通過(guò)按鈕代替繁雜的人力就能夠解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)工件的快速進(jìn)給。具體結(jié)構(gòu)圖如下： 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 第 2 章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 珠絲杠的設(shè)計(jì) （ 1）傳動(dòng)效率高 滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率高達(dá) 90%～ 98%，為傳統(tǒng)的滑動(dòng)絲杠系統(tǒng)的2～ 4 倍，能以較小的扭矩得到較大的推力，亦可由直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)可逆）。 （ 2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)為點(diǎn)接觸滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，工作中摩擦阻力小、靈敏度高、動(dòng)時(shí)無(wú)顫動(dòng)、低速時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象，因此可精密地控制微量進(jìn)給。 （ 3）高精度 滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)中溫升較小，并可預(yù)緊消除軸向間隙和對(duì)絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱伸長(zhǎng)，因此可以獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精度。 （ 4）高耐用性鋼 球滾動(dòng)接觸處均經(jīng)硬化（ 63）處理，并經(jīng)精密磨削，循環(huán)體系過(guò)程純屬滾動(dòng)，相對(duì)對(duì)磨損甚微，故具有較高的使用壽命和精度保持性。 （ 5）同步性好由于運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、反應(yīng)靈敏、無(wú)阻滯、無(wú)滑移，用幾套相同的滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的部件或裝置，可以獲得很好的同步效果。 （ 6）高可靠性與其它傳動(dòng)機(jī)械，液壓傳動(dòng)相比，滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)故障率很低， 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 維修保養(yǎng)也較簡(jiǎn)單，只需進(jìn)行一般的潤(rùn)滑和防塵。在特殊場(chǎng)合可在無(wú)潤(rùn)滑狀態(tài)下工作。 一般來(lái)說(shuō)滾珠絲杠在工作中應(yīng)該預(yù)緊以提高絲杠的剛度，從而提高傳動(dòng)精度，但在本機(jī)械 系統(tǒng)中由于絲杠所承受的彎矩很小，所以我覺(jué)得沒(méi)必要進(jìn)行預(yù)緊，所以安裝方式是一端固定一端游動(dòng)的形式。 X 軸向的工作臺(tái)與其上面所安裝的機(jī)械結(jié)構(gòu)重力約 10N，焊槍在焊接時(shí)由于電流作用與工件之間的相互吸引力約 2N。 珠絲杠副絲杠副傳動(dòng)法面截形，循環(huán)方式等的確定 查《機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，根據(jù)滾珠絲杠副螺紋滾道法面截形、參數(shù)和特點(diǎn)的比較選擇如下： （ 1）確定選擇螺紋滾道法面截形為單圓弧，參數(shù)公式見(jiàn)表 觸角為? =45°。其特點(diǎn)是：磨削滾道的砂輪成形 簡(jiǎn)便，可得到較高的加工精度。有較高的接觸強(qiáng)度，但比值行時(shí)摩擦損失增大。接觸角α隨初始間隙和軸向載荷的大小變化，為保證α = 必須嚴(yán)格控制徑向間隙。圖示如圖 2 圖 2 單圓弧法面截形 （ 2）單圓弧法面截形要求消除間隙和調(diào)整預(yù)緊必須采用雙螺母結(jié)構(gòu)。 （ 3）根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，選用內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式反向器，其特點(diǎn)是徑向尺寸小，循環(huán)通道短，摩擦損失小，傳動(dòng)效 率高。 珠絲杠的預(yù)緊 滾珠絲杠副除了對(duì)本身單一方向的傳動(dòng)精度有要求外，對(duì)其軸向間隙也有要求，以保證其反向傳動(dòng)的精度。我們通常采用雙螺母結(jié)構(gòu)預(yù)緊方式（圖 3） 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 3 雙螺母結(jié)構(gòu)預(yù)緊示意圖 雙螺母預(yù)緊的結(jié)構(gòu)通常有三種： 圖 4) 圖 4 墊片調(diào)隙式 調(diào)整方法：調(diào)整墊片厚度，使螺母產(chǎn)生軸向位移。為便于調(diào)整，墊片常制成剖分式。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，剛度高；但調(diào)整不便，滾道有磨損時(shí)，不能隨時(shí)消除間隙和預(yù)緊。適用于高剛度重載傳動(dòng)。 圖 5) 圖 5 螺紋調(diào)隙式 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 調(diào)整方式：調(diào)整端部的圓螺母，使螺母產(chǎn)生軸向位移。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便；但準(zhǔn) 確性差，且易于松動(dòng)。用于剛度要求不高或需隨時(shí)調(diào)節(jié)預(yù)緊力的傳動(dòng)。 圖 6) 圖 6 齒差調(diào)隙式 調(diào)整方式：螺母 1、 2 的凸緣上有外齒，分別與緊固在螺母座兩端的內(nèi)齒圈 3、 4嚙合，其齒數(shù)風(fēng)別為 1+1。兩個(gè)螺母向相同方向同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，調(diào)整軸向位移量為：(導(dǎo)程 )。 特點(diǎn)：能夠精確地調(diào)整預(yù)緊力，但結(jié)構(gòu)尺寸較大，裝配調(diào)整比較復(fù)雜，宜用于高精度的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)中將采用的是雙螺母內(nèi)循環(huán)墊片調(diào)整式滾動(dòng)螺旋副 來(lái)消除間隙。 墊片調(diào)整式有結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，裝卸方便，剛度高的特點(diǎn)。 第 3章 車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的 設(shè)計(jì)計(jì)算 步帶輪選擇 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)同步輪傳動(dòng)中同步輪的選取： (1)傳動(dòng)名義功率 2)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 500r／ 動(dòng)輪 =350r／ 3)中心距 a=100右 (4)工作情況， 24 小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)． 求設(shè)計(jì)功率 P=m=2= 中 載荷修正系數(shù) 由設(shè)計(jì)功率 n =1500r／ 查得帶的型號(hào)為 L 型，對(duì)應(yīng)節(jié)距 P 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 = 1）選擇小 帶輪齒數(shù) 由小帶輪轉(zhuǎn)速 n=1500r/L 型帶，查表得小帶輪最小許用齒數(shù) 4，則大帶輪齒數(shù) i 中 i= 500／ 350=4． 286 ． 286× 14=60 取標(biāo)準(zhǔn)帶輪齒敦 ==60 （ 2）確定帶輪節(jié)圓直徑 1/π =2/π =182 3）確定同步帶的節(jié)線長(zhǎng)度 L， L= 2+π (d2+／ 2+πψ ( 180 式中：ψ =2a =0． 218； 12． 6 (以 a=100入 ) 則 L =擇最接近計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn) 節(jié)線長(zhǎng) (見(jiàn)表 4)L= 4）計(jì)算同步帶齒數(shù) z p/7 （ 5）傳動(dòng)中心距 n 的計(jì)算 a= 2式中： 3． 14l6 θ用逐步逼近法計(jì)算，θ =1． 351 8(弧度 )代入上式 得出 a=精確計(jì)算結(jié)果相似。 最后測(cè)量裝置同步帶選用 L 型同步帶 P= B=17， L,= 150． 20b． = 步帶輪： 4， 0， 1/π =2/π =182向進(jìn)給機(jī)構(gòu)同步輪傳動(dòng)中同步輪的選?。? 1)傳動(dòng)名義功率 2)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 500r／ 動(dòng)輪 =350r／ 3)中心距 a=55右 (4)工作情況， 24 小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)． 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 求設(shè)計(jì)功率 P=m=2= 中 載荷修正系數(shù) 由設(shè)計(jì)功率 n =1500r／ 查得帶的型號(hào)為 ，對(duì)應(yīng)節(jié)距 P = 1）選擇 小帶輪齒數(shù) 由小帶輪轉(zhuǎn)速 n=1500r/L 型帶，查表得小帶輪最小許用齒數(shù) 2，則大帶輪齒數(shù) i 中 i= 500／ 350=4． 286 ． 286× 12=51 取標(biāo)準(zhǔn)帶輪齒敦 ==50 （ 2）確定帶輪節(jié)圓直徑 1/π =2/π = 3）確定同步帶的節(jié)線長(zhǎng)度 L， L= 2+π (d2+／ 2+πψ ( 180 式中：ψ =2a =0． 218； 12． 6 (以 a=100入 ) 則 L =擇最接近計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn) 節(jié)線長(zhǎng) (見(jiàn)表 4)L= 4）計(jì)算同步帶齒數(shù) z p/1 （ 5）傳動(dòng)中心距 n 的計(jì)算 a= 2式中： 3． 14l6 θ用逐步逼近法計(jì)算，θ =1． 351 8(弧度 )代入上式得出 a=精確計(jì)算結(jié)果相似。 最后測(cè)量裝置同步帶選用 同步帶 P= B=11， L,= 55． 20b． = 步帶輪： 1， 0， 1/π =2/π =進(jìn)電機(jī)選取與計(jì)算 向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中步進(jìn)電機(jī)的選用計(jì)算 1、各參數(shù)設(shè)定 滑塊工作重量臺(tái) w=60N 工作臺(tái)上最大承受重量為 200N 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 滑塊與導(dǎo)軌貼塑板間摩擦系數(shù) m =塊進(jìn)給速 1V =1～ 1000 毫米 /分 滾珠絲桿導(dǎo)程 米 滾珠絲桿節(jié)圓直徑（名義直徑） 0d =12 毫米 絲桿總長(zhǎng) 1L =320 毫米 定位精度 米 2、確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào) （ 1）脈沖當(dāng)量的選擇，脈沖當(dāng)量：一個(gè)指令脈沖使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)拖動(dòng)的移動(dòng)距離 ? =p（輸入一個(gè)指令脈沖工作臺(tái)移動(dòng) 米） [7]。 初選之相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 當(dāng)三相六拍運(yùn)行時(shí)，步距角￡ =其每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù) S==600 p/r 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲 桿間的傳動(dòng)比 i 為 1 （ 2）等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 [7] 1、空載時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩 2LF 2LF 0 1 7 0 0 52 3 0 創(chuàng)創(chuàng) ? =、測(cè)量?jī)x工作時(shí)的轉(zhuǎn)矩 []2L SG T 得[]2L SG T =電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩為（ 3）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 1、滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 032 、滑塊的運(yùn)動(dòng)慣量 2()W g p= 得 算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2+= 得 4） 初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)，根據(jù) 電動(dòng)機(jī)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 步選定電動(dòng)型號(hào)為 85應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。該電動(dòng)機(jī)的最大靜扭距 查表選用兩個(gè) 85步進(jìn)電機(jī) 。 電機(jī)的有關(guān)參數(shù)見(jiàn)下表 表 量裝置步進(jìn)電機(jī)參數(shù) 型號(hào) 主要技術(shù)數(shù)據(jù) 外形尺寸（ 重量 (N) 步距角)(? 最大靜轉(zhuǎn)矩)( 最高空載啟動(dòng)頻率 （ s） 相數(shù) 電壓 (V) 電流 (A) 外徑 長(zhǎng)度 軸徑 85 00 3 60 5 97 12 35 1、各參數(shù)設(shè)定 滑塊工作重量臺(tái) w=90N 工作臺(tái)上最大承受重量為 400N 滑 塊與導(dǎo)軌貼塑板間摩擦系數(shù) m = 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 滑塊進(jìn)給速 1V =1～ 1000 毫米 /分 滾珠絲桿導(dǎo)程 米 滾珠絲桿節(jié)圓直徑（名義直徑） 0d =12 毫米 絲桿總長(zhǎng) 1L =1000 毫米 定位精度 米 確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào) （ 1）脈沖當(dāng)量的選擇，脈沖當(dāng)量：一個(gè)指令脈沖使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)拖動(dòng)的移動(dòng)距離 ? =p（輸入一個(gè)指令脈沖工作臺(tái)移動(dòng) 米） [7]。 初選之相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 當(dāng)三相六拍運(yùn)行時(shí)，步距角￡ =每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù) S==4600 p/r 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿間的傳動(dòng)比 i 為 1 （ 2）等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 [7] 1、空載時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩 2LF 2LF 0 1 7 0 0 52 3 0 創(chuàng)創(chuàng) ? =、測(cè)量?jī)x工作時(shí)的轉(zhuǎn)矩 []2L SG T 得[]2L SG T =電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩為（ 3）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 1、滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 032 、滑塊的運(yùn)動(dòng)慣量 2()W g p= 得 算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 : 2+= 得 （ 4） 初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)，根據(jù) 電動(dòng)機(jī)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 步選定電動(dòng)型號(hào)為 110應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。該電動(dòng)機(jī)的最大靜扭距 ; 表 步進(jìn)電機(jī)參數(shù) 型號(hào) 主要技術(shù)數(shù)據(jù) 外形尺寸（ 重量 (N) 步距角)(? 最大靜轉(zhuǎn)矩)( 最高空載啟動(dòng)頻率 （ s） 相數(shù) 電壓 (V) 電流 (A) 外徑 長(zhǎng)度 軸徑 110 00 3 60 10 126 16 50 向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中步進(jìn)電機(jī)的選用計(jì)算 1、設(shè)計(jì)參數(shù) 滑塊工作重量臺(tái) w=40N 工作臺(tái)上最大承受重量為 200N 滑塊與導(dǎo)軌貼塑板間摩擦系數(shù) m =塊進(jìn)給速 1V =1～ 1000 毫米 /分 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 滾珠絲桿導(dǎo)程 米 滾珠絲桿節(jié)圓直徑（名義直徑） 0d =12 毫米 絲桿總長(zhǎng) 1L =1000 毫米 定位精度 米，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為： 432g D p +g=傳動(dòng)齒輪 1 的慣量為 J=1/8傳動(dòng)齒輪 2 的慣量為 J=1/8. 55 總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 可得電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 初步選定電動(dòng)型號(hào)為 110應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 查表選用 110步進(jìn)電機(jī)。 表 機(jī)參數(shù) 型號(hào) 主要技術(shù)數(shù)據(jù) 外形尺寸（ 重量 N 步距角 )(? 最大靜轉(zhuǎn)矩)( 最高空載啟動(dòng)頻率 （ s） 相數(shù) 電壓 (V) 電流 (A) 外徑 長(zhǎng)度 軸徑 1102 480 3 60 10 150 20 70 動(dòng) 齒輪選擇計(jì)算與校核 輪的選擇 1）選擇小齒輪材料為 45（調(diào)質(zhì)），硬度為 280齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240者材料硬度差為 40 2） 精度等級(jí)選用 7級(jí)精度； 3）小齒輪齒數(shù) 41，大齒輪齒數(shù) 74 的； 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 4） 齒輪模數(shù)都為 3的直齒輪 齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過(guò)低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （ 1） 試選 2）選取區(qū)域系數(shù) （ 3）選取尺寬系數(shù)φ d＝ 1 （ 4）查得εα 1＝ α 2＝ εα＝εα 1＋εα 2＝ （ 5）查得材料的彈性影響系數(shù) （ 6）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σ 600齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限σ 550 （ 7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 6060× 192× 1×（ 2× 8× 300× 5）＝ 102＝ ＝ 107 （ 8） 查得接觸疲勞壽命系數(shù) （ 9） 計(jì)算接觸疲勞許 用應(yīng)力 取失效概率為 1％，安全系數(shù) S＝ 1，由得 [σ H]1＝＝ 600570σ H]2＝＝ 550539[σ H]＝ [σ H]1＋ [σ H]2/2＝ 齒輪的校核 根據(jù)以上所得： m=3,1,4, 兩齒輪材料均選用 45,表面淬火， 48~55 查得： M P 5011702? ?? ?? ?? 預(yù)期齒輪壽命 5 年，每天工作 12 小時(shí)，工作載荷為輕微沖擊，則 818216 0 6 0 * 1 * 5 2 0 * ( 5 * 3 0 0 * 1 2 ) 5 . 6 1 6 * 1 0/ 2 . 7 2 1 6 * 1 0N a n i? ? ???查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖，得： 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 ? ??Y (1)驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 (2)載荷系數(shù)，取 K=得： M ?? ?接觸應(yīng)力為 ： 232212 1 . 5 5 . 5 6 4 7 1 0 3 . 0 61 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 8 1 7 2 . 0 7 92 4 7 8 2 . 0 6H E Zb d a???? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ??? ?? ? i i i i ??????????(2)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 取 K=表：? ??Y 用彎曲應(yīng)力 ： ? ?m Y?? ?彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取 F? 則： ? ?1 3 5 0 0 . 9 2 2 5 7 . 61 . 2 5F M P a? ??? ? ?2 3 5 0 0 . 9 8 2 7 4 . 41 . 2 5F M P a? ??? 1 1 11 2212000 2 0 0 0 1 . 5 5 . 5 6 4 7 2 . 6 8 1 . 5 62 4 3 2 61 2 . 4 2 8F a S Y Yb m a? ? ? ? ? ??? ???2221112 . 4 6 1 . 6 8 1 2 . 4 2 8 1 2 . 2 8 52 . 6 8 1 . 5 6F a S a S P ?? ? ? ? ?? 由上述計(jì)算可知，均滿足要求 。 線導(dǎo)軌的選擇 線導(dǎo)軌的確定 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 導(dǎo)軌主要根據(jù)導(dǎo)軌副之間的摩擦情況，導(dǎo)軌分為： （ 1）滑動(dòng)導(dǎo)軌 兩導(dǎo)軌之間為滑動(dòng)摩擦。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，剛度好，抗振性高，是機(jī)床上最廣泛采用的。 特點(diǎn) ： 導(dǎo)向精度高，不 會(huì)出現(xiàn)間隙，能自動(dòng)補(bǔ)償磨損。一般選取三角形頂角 γ=90°, 重型機(jī)械采用大頂角 γ=110° ～ 120° 。當(dāng)水平力大于垂直力， 用不對(duì)稱(chēng) V 形導(dǎo)軌。直線導(dǎo)軌和圓導(dǎo)軌均可采用 承載能力大，制造方便。必須留有側(cè)向間隙。不能補(bǔ)償磨損。用鑲條調(diào)整時(shí)，會(huì)降低導(dǎo)向精度。 需注意導(dǎo)軌的保護(hù)。直線導(dǎo)軌和圓導(dǎo)軌均可采用 尺寸緊湊，適用于要求高度小﹑導(dǎo)軌層數(shù)多的場(chǎng)合?？蓸?gòu)成閉式導(dǎo)軌。用一根鑲條可以調(diào)整各面的間隙。剛度比平面導(dǎo)軌小。制造簡(jiǎn)單，彎曲剛度小，主要用于受軸向載荷的導(dǎo)軌。適用于同時(shí)作直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的 場(chǎng)合 。 （ 2）滾動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是由導(dǎo)軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成。當(dāng)導(dǎo)軌與滑塊作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼球就沿著導(dǎo)軌上的經(jīng)過(guò)淬硬和精密磨削加工而成的四條滾道滾動(dòng)，在滑塊端部鋼球又通過(guò)返向裝置（返向器）進(jìn)入返向孔后再 進(jìn)入滾道，鋼球就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。返向器兩端裝有防塵密封端蓋，可有效地防止灰塵、屑末進(jìn)入滑塊內(nèi)部 。 特點(diǎn) ： 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?，使滑塊與導(dǎo)軌之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力，從而獲得： 動(dòng)、靜摩擦力之差很小，隨 動(dòng)性極好，即驅(qū)動(dòng)信號(hào)與機(jī)械動(dòng)作滯后的時(shí)間間隔極短，有益于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。 驅(qū)動(dòng)功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一。與 擦阻力可下降約 40倍。 適應(yīng)高速直線運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高約 10 倍。能實(shí)現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度。 能實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙運(yùn)動(dòng)，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)剛度。 成對(duì)使用導(dǎo)軌副時(shí)，具有 “ 誤差均化效應(yīng) ” ，從而降低基礎(chǔ)件（導(dǎo)軌安裝面）的加工精度要求，降低基礎(chǔ)件的機(jī)械制造成本與難度。導(dǎo)軌副滾道截面采用合理比值的圓弧溝槽，接觸應(yīng)力小，承接能力及剛度比平面與鋼 球點(diǎn)接觸時(shí) 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 大大提高，滾動(dòng)摩擦力比雙圓弧滾道有明顯降低。 導(dǎo)軌采用表面硬化處理，使導(dǎo)軌具有良好的可校性；心部保持良好的機(jī)械性能。簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3》第二版選取直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副系列，又根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)要求的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)初步選擇 : (1)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副選取四方向等載荷型（ 其特點(diǎn)是：垂直向上向下和左右水平額定載荷是等同的，額定載荷比較大，剛度高。 (2)尺寸規(guī)格初選 45，其結(jié)構(gòu)形式選擇 。 (3)每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)為 2。 (6)查出全自動(dòng)軸承磨床推薦的精度等級(jí)為 3。 (7)導(dǎo)軌的材料為 初步確定直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的型號(hào)為 3 選擇用南京工藝設(shè)備制造廠的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌如圖 1 第 4 章 車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)各部件的選取及校核 軸器的選取 由以上條件可知，系統(tǒng)的工況在一定的條件，有以下公式： 2n 3 i n ??? 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑 12d ，為了使所選的軸直徑 12d 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 2T K T? ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 14于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ，則 : 2T K T? =《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 14 電動(dòng)機(jī)軸的直徑為 19 12d =19聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L=82聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為 60 軸向滾動(dòng)絲杠副絲杠軸，選 彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為1250000 半聯(lián)軸器的孔徑 19聯(lián)軸器長(zhǎng)度 42 徑向滾動(dòng)絲杠副絲杠軸選 彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為1250000 半聯(lián)軸器的孔徑 19聯(lián)軸器長(zhǎng)度 42 珠絲桿的選取與校核 （ 1） 初始條件 本設(shè)計(jì)的橫向進(jìn)給長(zhǎng)度大于縱向進(jìn)給結(jié)構(gòu)，只校 核軸向進(jìn)給結(jié)構(gòu)用的絲杠如下： 由本設(shè)計(jì)要求可知，估算工作臺(tái)的重量和安裝在工作臺(tái)上面的電磁夾具給絲杠的平均工作載荷 000N，最大軸向行程 420 用絲杠的工作長(zhǎng)度為 672效滾道長(zhǎng)度是 500 兩支承間最大距離為： 575均轉(zhuǎn)速100r/h=15000h,8求傳動(dòng)精度± 螺桿材料為： 50 高、中頻加熱 ,表面淬火 。 螺母材料為： ， 整體淬火、低溫回火 。 返向器材料為： 40離子滲氮 處理 螺紋滾道法面截形為半圓弧 ，螺母采用 雙螺母墊片式預(yù)緊方式。 （ 2） 計(jì)算載荷 （公式摘自《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版中冊(cè)滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算部分，下同） H K K K?=1 . 2 1 1 4 0 0 0 4 8 0 0 N? ? ? ? （式 1） 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 式中 載荷系數(shù)， 硬度系數(shù)，考《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 18 18 18 1， （ 3） 計(jì)算額定動(dòng)載荷 計(jì)算額定動(dòng)載荷公式 ''3 1 . 6 7 1 0 0 0 0?（式 2） 其中 中 5000h，取 00r/入上式后計(jì)算得 C'a= 4）根據(jù)必須的額定動(dòng)載荷 C'根據(jù)內(nèi)循環(huán)滾動(dòng)螺旋副結(jié)構(gòu)，查表 械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，使選擇規(guī)格的螺旋副 C''a，如下表 1， 表 1 螺旋尺寸表 結(jié)合公稱(chēng)直徑和公稱(chēng)導(dǎo)程的優(yōu)先配合，綜合考慮選擇 參數(shù)如下： 查特征代號(hào)確定型號(hào)為 6長(zhǎng) ? 螺紋長(zhǎng)度，其尺寸參數(shù)如下： 額定動(dòng)載荷 2 1 6 5 0 ,稱(chēng)直徑 0 40 ,d 稱(chēng)導(dǎo)程 6,hP 球直徑 數(shù) ? 列數(shù) =1? 3, 螺紋升角 ? = ,244o 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 基本額定靜載荷 0650N 滾道半徑 R = =心距 e = ） =杠螺 紋內(nèi)徑 22d e R??=（ 5）穩(wěn)定性驗(yàn)算 因?yàn)榻z杠采用一端固定一端鉸支的安裝方式，查表 18械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》長(zhǎng)度系數(shù) ， 參照《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 2S]=3，因?yàn)槁輻U較長(zhǎng)，絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷成為臨界載荷 N）按下 式計(jì)算： ? ?22 （式 3） 式中 于鋼， E=206m），l=672mm； ; 441d? = ? ? 43 0 5 964? （式 4） =108? 又 可得： 2 9 8253 . 1 4 2 0 6 8 . 1 4 9 1 0 1 00 . 7 6 7 2 1 07 . 4 8 0 1 0? ? ? ??????（ ）（ ） 安全系數(shù) S= 57 . 4 8 0 1 0 1 8 7 [ ] 34000 ? ? ?（式 5） 絲杠安全 ,不會(huì)失穩(wěn) . （ 6） 剛度驗(yàn)算 按最不利的情況考慮，螺紋螺距因受軸向力引起的彈性變形與受轉(zhuǎn)矩引起的彈性變形方向是一致的。 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 滾珠絲杠在工作載荷 F(N)和轉(zhuǎn)矩 T(同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程變形量0L(m)為 0L=2?? （式 6） 式中 ,A=1/4 ? ?241 ; 41d /32(;對(duì)鋼 G=（ 轉(zhuǎn)矩。 又 T=F ? ??? ? 7） 式中， ? 為摩擦角，其正切值為摩擦系數(shù)；以查出螺旋副運(yùn)動(dòng)由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)時(shí)取參數(shù)摩擦系數(shù) =? = ,244? ，所以樣有下式： T=F ? ?0 ta ???3404 0 0 0 0 . 0 5 0 2 4 7 1 024 . 0 1 9 3 3 ? ? ??按最不利的情況計(jì)算， F=? ?20 2 2 41132 2 9 4924 1 64 6 4 0 0 0 1 0 1 6 6 0 . 0 0 1 6 0 . 0 0 1 4 . 0 1 9 3 33 . 1 4 8 . 3 3 1 0 ( 0 . 0 3 5 9 )3 . 1 4 2 0 6 1 0 0 . 0 3 5 91 . 8 1 2 1 0P F P d G ???? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???? ? ?? ? ???則每米螺紋距離上彈性變形量為0 1 . 8 1 2 0 . 0 1 0 26 0 . 0 0 1 p? ?? ? ? ?? μ （式 8） 而每米螺紋距離上彈性變形量的許用值0《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版中冊(cè)表 18 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 通常要求絲杠的導(dǎo)程誤差 L? 應(yīng)小于其傳動(dòng)精度的 1/2，即 L? =m/m<1/2( 0)=1/2 ? 10μ m/m 所以絲杠的剛度是完全滿足要求的。 （ 7） 效率驗(yàn)算 ? ?t a n 0 . 0 4 7 7 4 1 9 5 . 0 1 %t a n 0 . 0 5 0 2 4 7?? ??? ? ??合格 （式 9） 綜上所校核，該絲杠是符合要求的。 同理，徑向傳動(dòng)的滾珠絲杠也好似符合要求的。 動(dòng)軸承的選取與計(jì)算 根據(jù)以上工況，如圖所示： 根據(jù)如圖選取深溝球軸承 6006 求當(dāng)量載荷 P。 誤 !未找到引用源。 查表 12， 6306 軸承的 7微沖擊，取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，查表可得， e=因 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，故 P1=誤 !未找到引用源。 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 =2=誤 !未找到引用源。 =算軸承壽命 知球軸承 ε=3，因工作溫度小于 120℃，取 。 滿足壽命要求。 另一端受力如圖所示，根據(jù)圖所選取深溝球軸承 6206。 當(dāng)量載荷 P。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 查表 12得， 6210 軸承的 7微沖擊，取 1=誤 !未找到引用源。 =2=誤 !未找到引用源。 =2)計(jì)算軸承壽命 已知球軸承 ε=3，因工作溫度小于 120℃，取 。 （ 3）因轉(zhuǎn)速較低，此處還需進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算 查表得