【正文】 方便；通 常只需進(jìn)行一般的潤滑與防塵。在特殊使用場合，如核反應(yīng)堆中的滾珠絲杠副，可在無潤滑狀態(tài)下正常工作。 . 縱向滾珠絲杠螺母副的型號(hào)選擇與校核步驟 (1)最大工作載荷計(jì)算 滾珠絲杠上的工作載荷 Fm (N) 是指滾珠絲杠副的在驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)時(shí)滾珠絲杠所承受的軸向力，也叫做進(jìn)給牽引力。它包括滾珠絲杠的走刀抗力及與移動(dòng)體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。 由于原普通 CA6140 車床的縱向?qū)к壥侨切螌?dǎo)軌，則用公式 32計(jì)算工作載荷的大小。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 )(39。 GFvfK F lFm ??? （ 32） 1）車削抗力分析 車削外圓時(shí)的切削抗力有 Fx、 Fy、 Fz，主切削力Fz 與切削速度方向一致，垂直向下，是計(jì)算車床主軸電機(jī)切削功率的主要依據(jù)。且深抗力 Fy 與縱向進(jìn)給方向垂直，影響加工精度或已加工表面質(zhì)量。進(jìn)給抗力 Fx 與進(jìn)給方向平行且相反指向，設(shè)計(jì)或校核進(jìn)給系統(tǒng)是要用它。 縱切外圓時(shí)，車床的主切削力 Fz 可以用下式計(jì)算： FFz z F zz Xy nz F p F zF C f???? （ 33） =5360(N) 由 金屬切削原理 知 : Fz:Fx:Fy=1:: (34) 得 Fx=1340(N) Fy=2144(N) 因?yàn)檐嚨堆b夾在拖板上的刀架內(nèi)，車刀受到的車削抗力將傳遞到進(jìn)給拖板和導(dǎo)軌上，車削作業(yè)時(shí)作用在進(jìn)給拖板上的載荷 Fl、 Fv和 Fc 與車刀所受到的車削抗力有對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，作用在進(jìn)給拖板上的載荷可以按下式求出： 拖板上的進(jìn) 給方向載荷 Fl=Fx=1340(N) 拖板上的垂直方向載荷 Fv=Fz=5360(N) 拖板上的橫向載荷 Fc=Fy=2144(N) 因此，最大工作載荷 )(39。 GFvfK F lFm ??? =? 1340+? (5360+90? ) =(N) 對(duì)于三角形導(dǎo)軌 K= ， f ′ =~,選 f ′ =(因?yàn)槭琴N塑導(dǎo)軌 )， G 是縱向、橫向溜板箱和刀架的重量，選縱向、橫向溜板箱的重量為 75kg,刀架重量為 15kg. (2) 最大動(dòng)載荷 C的計(jì)算 滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)額定動(dòng)載荷 Ca選用，可用式 35 計(jì)算： 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 C= fmFmL3 (35) L 為工作壽命，單位為 10 6 r,L=60nt/10 6 。n 為絲杠轉(zhuǎn)速（ r/min） ,n= 。Lv1000 。v 為最大切削力條件下的進(jìn)給速度（ m/min） ,可取最高進(jìn)給速度的 1/2~1/3。L0 為絲杠的基本導(dǎo)程，查資料得 L。 =12mm；fm 為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，因?yàn)榇藭r(shí)是有沖擊振動(dòng)，所以取 fm=。 V縱向 =? 1400r/min=2226mm/min n縱向 =v 縱向 ? 1/2 /L。 =2226? 1/2 /12= ? L=60nt/106 =60? ? 15000 /106 = 則 C= fmFmL3 =3 ? ? =11740(N) 初選滾珠絲桿副的尺寸規(guī)格，相應(yīng)的額定動(dòng)載荷 Ca 不得小于最大動(dòng)載荷 C:因此有 CaC=11740N. 另外假如滾珠絲杠副有可能在靜態(tài)或低速運(yùn)轉(zhuǎn)下工作并受載，那么還需考慮其另 一種失效形式 滾珠接觸面上的塑性變形。即要考慮滾珠絲杠的額定靜載荷 Coa 是否充分地超過了滾珠絲杠的工作載荷 Fm,一般使Coa/Fm=2~3. 初選滾珠絲杠為：外循 環(huán)，因?yàn)閮?nèi)循環(huán)較外循環(huán)絲杠貴，并且較難安裝?？紤]到簡易經(jīng)濟(jì)改裝，所以采用外循環(huán)。 因此初選滾珠絲杠的型號(hào)為 CD63 ，主要參數(shù)為 Dw=,L。 =8mm,dm=63mm,λ =2186。19180。，圈數(shù) ? 列數(shù) ? 1 (3) 縱向滾珠絲杠的校核 1)傳動(dòng)效率計(jì)算 滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為 ? η =tgλ /tg(λ +φ )=tg2186。19180。/tg(2186。19180。+10180。)=92% (36) 2)剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠副的軸向變形將引起導(dǎo)程發(fā)生變化，從而影響其定位精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，滾珠絲杠副的軸向變形包括絲杠的拉壓變形，絲杠與螺母之間滾道的接觸變形，絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起的縱向變形以及螺母座的變形和滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形。 1絲杠的拉壓變形量 δ 1 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 δ 1=? FmL / EA (37) =? ? 2280 / ? 10? π ? ()178。 = 2 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 δ 2 采用有預(yù)緊的方式， 因此用公式 δ 2= ?3 2?DwFyjZFm (38) =3 ??? = 在這里 yjF =1/3Fm=1/3? =597N Z=π dm/Dw=? 63/= ZΣ =? ? 1= 絲杠的總變形量 δ =δ 1+δ 2=+= 查表知 E級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差為 ,故所選絲杠合格。 3)壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細(xì)長桿，若軸向工作負(fù)載過大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱 向屈曲，即失穩(wěn)。失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷為 Fk kF =fzπ 2 EI/L2 （ 39） 式中： E為絲杠材料彈性模量，對(duì)鋼 E=? 10 4 Mpa。 I 為截面慣性矩，對(duì)絲杠圓截面 I=π d14 /64（ mm4 ） (d1 為絲杠的底徑 )； L 為絲杠的最大工作長度（ mm） 。fz 為絲杠的支撐方式系數(shù)由表 31 查得。 表 ： 方式 兩端端自由 一端固定一端自由 兩端固定 兩端簡支 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 Fz 由 kF =fzπ 2 EI/L 2 且 fz= ， E= ? 10 4 Mpa ， I=π d14 /64 4mm , L=2800mm 為絲杠的長度 由于 I =π d14 /64 =π ()4 /64 =? /64=517903mm4 kF =2? ? ? 10 4 ? 517903/(2800)2 =727959 kN =727959/1857 =3924 所以絲杠很穩(wěn)定。 ．橫向滾珠絲杠螺母副的型號(hào)選擇與校核步驟 (1)型號(hào)選擇 1) 最大工作載荷計(jì)算 由于導(dǎo)向?yàn)橘N塑導(dǎo)軌，則： k= f ′= ， Fl 為工作臺(tái)進(jìn)給方向載荷， Fl=2144N ， Fv=5360N ， Fc=1340N ， G=60kg ， t=15000h，最大工作載荷： F m=kFl+ f ′(Fv+2Fc+G) =? 2144+(5360+2? 1340+? 75) = 2)最大動(dòng)負(fù)載的計(jì)算 v 橫 =1400r/min ? mm/min n橫絲 = v 橫 ? 1/2 / L。縱 =1106? 1/2 / 5 =L=60nt/106 =1106? ? 15000 /106 = C =3L fm? Fm=? ? = ?初選滾珠絲杠型號(hào)為 :CD50 其基本參數(shù)為 Dw = ， λ =2176。 11180。， L。 =6mm， dm=50mm，圈數(shù) ?列數(shù) ? 1 (2)橫向滾珠絲杠的校核 1)傳動(dòng)效率 ? 計(jì)算 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 η = tg λ /tg (λ +φ )=tg2176。 11180。/tg(2176。 11180。+10180。)=93% 2)剛度驗(yàn)算 1絲杠的拉壓變形量 δ 1=177。 Fm? L/EA = 177。 ? 320/? 104 ? π ? 25178。 =177。 2滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 δ 2=?3 2?DwFyjZFm =?3 383 35 29 35 2?? = 在這里 Fyj= 3Fm = 3 =1118N Z=dm/Dw=? 50/= ZΣ= ? ? 1= 絲杠的總變形量 δ =δ 1+δ 2=+= 查表知 E級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差為 ,故所選絲杠合格。 減速器箱體的設(shè)計(jì) 一般機(jī)床數(shù)控改造后，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的脈沖當(dāng)量是一不可改變的值，為了實(shí)現(xiàn)多脈沖當(dāng)量的任意選擇，我們可在步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲杠間加一個(gè)減速機(jī)構(gòu)，下面即是對(duì)減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程。 由任務(wù)書中可知縱向和橫向的脈沖當(dāng)量分別為： 縱向 橫向 為減少減速機(jī)構(gòu)的體積設(shè)定中心距 A=(z1+z2)m/2= 其中 m= z1+z2=90(齒 ) 則以橫向脈沖計(jì)算為例 i=z1/z2=45/45 時(shí)，則脈沖當(dāng)量為 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 i=z1/z2=40/50 時(shí)，則脈沖當(dāng)量為 i=z1/z2=30/60 時(shí)，則脈沖當(dāng)量為 因此縱向與橫向的減速機(jī)構(gòu)可以相同，為了降低成本將橫縱減速器結(jié)構(gòu)設(shè)置為一樣。 ．軸的計(jì)算：（縱 向輸入軸） 由公式： d≥3 ][5?T=A3np （ 310） 可初選軸的直徑 由于 T=,由于采用的是 45 號(hào)鋼，正火硬度 [? ]為 170217HBS,扭曲疲勞極限 ? 1=124，軸材料的許用切應(yīng)力為 45MPa 則對(duì)于縱向輸入軸： D 輸 =3 ][5?T （ 311） =34550005? = 在這里， d 為軸的直徑 (mm),T 為軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（ ） , [? ]為軸材料的許用切應(yīng)力（ MPa） ,則縱向輸入軸軸徑取 18mm,輸出軸軸徑取 25mm 對(duì)于橫向輸入軸： D 輸入 =3 ][5?T （ 312） =345160005? =12mm 橫向輸入軸軸徑可取 18mm，輸出軸軸徑可取 25mm。 綜上可知：縱向與橫向可用一種減速機(jī)構(gòu)。軸材料為 45 號(hào)鋼，精度 5級(jí)。 ．減速器箱體尺寸 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 a= ? 下箱體壁厚 ? ? =+3≥ 8 則 ? =8 上箱蓋壁厚 1? 1? =+3≥ 8 則 1? =8 地角螺釘數(shù)目 n 由于 a≤ 250mm n=4 地角螺釘直徑 df=+12 取 df=M8 齒輪端面與內(nèi)箱壁最小距離 ? 2=? =8mm 減速齒輪 第一 對(duì)齒 n45 與 n45 嚙合 計(jì)算公式為： 1D = 0D =(D2+D1) L=(~)d 一般取 l=b C= 但是不小于 10 R= N= mn 為模數(shù) ? 。 =（ ~4） mn 但是不小于 8mm 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）