【正文】 成（如GCr1W18Cr4V），也可以選用硬質(zhì)合金或陶瓷材料制造導(dǎo)輪的鑲件來(lái)增強(qiáng)導(dǎo)輪V形工作面的耐磨性和耐蝕性。④導(dǎo)輪組合件的裝配導(dǎo)輪組合件裝配的關(guān)鍵是消除滾動(dòng)軸承中的問(wèn)題，避免滾動(dòng)體與套環(huán)工作表面在負(fù)荷作用下產(chǎn)生彈性變形，以及由此引起的軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)。因此，常用對(duì)軸承施加預(yù)負(fù)荷的方法來(lái)解決。通常是在兩個(gè)支撐軸承的外環(huán)間放置一定厚度的定位環(huán)來(lái)獲得預(yù)負(fù)荷。預(yù)加負(fù)荷必須適當(dāng)選擇，若軸承承受預(yù)加負(fù)荷過(guò)大，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生急劇磨損。同時(shí)，軸承必須清洗的很潔凈，并在顯微鏡下檢查滾道內(nèi)是否有金屬粉末、碳化物等，軸承經(jīng)清洗、干燥后，填以高速潤(rùn)滑脂，起潤(rùn)滑和密封作用（二） 儲(chǔ)絲走絲部件主要零件強(qiáng)度計(jì)算1. 齒輪傳動(dòng)比的確定。儲(chǔ)絲筒每轉(zhuǎn)一周。所以儲(chǔ)絲筒與絲杠見齒輪傳動(dòng)比為：u=：6；采用二級(jí)齒輪傳動(dòng)，取u1=1/2，u2=1/3。2. 齒輪齒數(shù)的確定取Z=23；由于齒輪齒根與軸上鍵距離不能為零。即df/2–（d+t1）2m由d=16mm查設(shè)計(jì)手冊(cè)得：t1=；而df1=d1－2hf=（z1–2ha*–2c*）m=(23–2–)m=代入上式得：–（16+）/22m m取m=2則Z2=2Z1=46d1=mZ1=223=46mmd2=mZ2=246=92mm取Z3=23Z4=3Z3=323=69d3=mZ3=223=46mmd4=mZ4=269=138mm齒輪1，2中心距 a1=(d1+d2)/2=(46+92)/2=69mm齒輪3，4中心距 a2=(d3+d4)/2=(46+132)/2=92mm參考書《機(jī)械設(shè)計(jì)》取b==46=23mm其他數(shù)據(jù)如下da1=(Z1+2ha*)m=(23+21) 2=50mmda2=(Z2+2ha*)m=(46+21) 2=96mmdf1=(Z1－2ha*－2c*)m=(23－21－2) 2=41mmdf2=(Z2－2ha*－2c*)m=(46－21－2)2=87mm同樣可以計(jì)算得: da3=50mm da4=142mm df3=41mm df4=133mm3. 傳動(dòng)件的估算根據(jù)公式 d=91mm其中 N—該傳動(dòng)軸的輸入功率 N=N其中N－電機(jī)額定功率η－從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積 n－該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min 計(jì)算轉(zhuǎn)速n是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速［φ］－每米長(zhǎng)度上允許的扭轉(zhuǎn)角（deg/m） 取η=，N=N= Nη==n=1390r/mind=91=4. 齒輪模數(shù)估算齒輪彎曲疲勞估算：m=32=齒面點(diǎn)蝕估算：A=370=其中n為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，A為齒輪中心距中心距A及齒數(shù)Z、Z求出模數(shù)===取mm中較大者 m=，現(xiàn)取m=2（2） 齒輪模數(shù)的驗(yàn)算： 根據(jù)接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為m=16300mm式中： N—計(jì)算齒輪傳遞的額定功率 N= n—計(jì)算齒輪（小齒輪）的計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min —齒寬系數(shù)=b/m，常取6～10。 Z—計(jì)算齒輪的齒數(shù)，一般取傳動(dòng)中最小的齒輪的齒數(shù)；i大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比，i=—壽命系數(shù)，=；n—齒輪的最低轉(zhuǎn)速r/minT—預(yù)定的齒輪工作期限，中型機(jī)床推薦，T=15000～20000h；k—轉(zhuǎn)速變化系數(shù)；k—材料強(qiáng)化系數(shù)。幅值低的交變載荷可使金屬材料的晶粒邊界強(qiáng)化，起著阻止疲勞細(xì)縫擴(kuò)展的作用； k—功率利用系數(shù) k—工作情況系數(shù) k—載荷系數(shù) k3—齒向載荷分布系數(shù) Y—齒形系數(shù) ［］、—許用彎曲接觸能力 查表得：k1=，k2=，k3= Ks=knkNkq=knkNkq = = N= =10 =600MPa 則 mj=16300mm = 根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪計(jì)算模數(shù)公式為： Mw=275mm =275 = Ks=knkNkq=knkNkq = = 所以m=2符合要求（三） 儲(chǔ)絲走絲部件主要零件強(qiáng)度驗(yàn)算1. 齒輪強(qiáng)度的驗(yàn)算齒根危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件式k—載荷系數(shù) k=kAkv —齒寬系數(shù)，kA—使用系數(shù)，取1kv—載荷系數(shù)，—齒間載荷分配系數(shù)， —齒向載荷分布系數(shù)—小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距=105P1/n1 =105 =103Nmm =+(1+) +103 = K=1= 查得：b/h=23/= = —載荷作用與齒頂時(shí)齒形系數(shù) —載荷作用與齒頂時(shí)應(yīng)力校正系數(shù) 查表得：=，= 則== N=60njLh=601390120000=106 s—疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)， s=sH=1, s=sF=～ kN—壽命系數(shù) （kFN=，kHN=） —齒輪的疲勞極限 =340MPa 所以＜ ≤ 其中： ZH —區(qū)域系數(shù) ZE—彈性影響系數(shù) ZH= ZH= ZE= kH=kAkV=1 = , ＜ 因此，所設(shè)計(jì)齒輪也滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度要求， 齒輪設(shè)計(jì)合格。按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度：根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖， (a)。并分別作出水平方向和垂直方向的彎矩圖，如圖 (b),(c)，以及扭矩圖如圖 (d)。 先計(jì)算軸上的載荷： 齒輪的分度圓直徑為：. 軸的結(jié)構(gòu)圖與彎矩扭矩圖從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以明顯的看出截面B是危險(xiǎn)截面。先將計(jì)算出的截面C 處的MH、 應(yīng)力計(jì)算表載荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=, FNH2=FNH1=, FNH2=彎矩MMH==mmMV= Nmm總彎矩Nmm扭矩TT1=103Nmm軸的計(jì)算應(yīng)力：：=前已經(jīng)選頂?shù)妮S的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理 查得=60MPa因此，故安全(四） 主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 軸承的配置形式一般來(lái)說(shuō)數(shù)控機(jī)床的主軸結(jié)構(gòu)的軸承有以下幾種配置形式：（1） 前后支承均采用雙列短圓柱滾子軸承來(lái)承受徑向載荷，安裝在前端的兩個(gè)推力球軸承用來(lái)承受前后方向的軸向負(fù)載。這種結(jié)構(gòu)能承受較大的負(fù)載(特別是軸向負(fù)載），可適應(yīng)強(qiáng)力切削，但主軸轉(zhuǎn)速不能太高，軸承在高轉(zhuǎn)速時(shí)容易發(fā)熱。由于推力球軸承安裝在主軸前端，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)前軸承和后軸承溫度差較大，熱變形對(duì)主軸精度影響也較大。前軸承溫度高，主軸前端升高量大，后軸承溫度低，主軸末端升高量小，因此，這種機(jī)構(gòu)目前應(yīng)用較小。（2） 前后支承用雙列短圓柱滾子軸承來(lái)承受徑向負(fù)荷，用安裝在主軸前端的雙向向心推力球軸承來(lái)承受軸向負(fù)載。這種結(jié)構(gòu)剛性較好。（3） 前軸承用單列向心推力球軸承，背靠背安裝，由2～3個(gè)軸承組成一套，用以承受徑向和軸向負(fù)載；后軸承用雙列短圓柱滾子軸承。這種結(jié)構(gòu)適應(yīng)較高轉(zhuǎn)速、較重切削負(fù)載，主軸精度較好。但所承受的軸向負(fù)載較前兩種結(jié)構(gòu)小。（4） 前后支承均采用成組單列向心推力球軸承，用以承受徑向和軸向負(fù)載。這種結(jié)構(gòu)適應(yīng)高轉(zhuǎn)速，中等負(fù)載的數(shù)控機(jī)床。在中、小規(guī)格的數(shù)控機(jī)床上采用這種機(jī)構(gòu)較多。本次設(shè)計(jì)主軸所采用的軸承支承方式為第四種。`2. 主軸組件的調(diào)整和預(yù)緊滾動(dòng)軸承的預(yù)緊是采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ菨L動(dòng)體和內(nèi)外套圈之間產(chǎn)生一定的預(yù)變形而帶伏負(fù)游隙運(yùn)行。預(yù)緊的目的是增加軸承的剛度，提高旋轉(zhuǎn)精度，延長(zhǎng)軸承壽命。按預(yù)載荷的方向可分為軸向預(yù)緊和徑向預(yù)緊。而角接觸球軸承主要是軸向預(yù)緊，這可明顯提高軸向剛度。如下圖為單個(gè)角接觸球軸承的載荷—變形曲線，其彈性變形量δa與軸向外載荷Fa的關(guān)系為δa∝Fa178。179。沒有預(yù)緊時(shí)，在Fa作用下，軸承的軸向變形量為δa1；而在具有預(yù)緊Fa0條件下，同樣作用軸向載荷Fa，軸承的軸向變形增量為δa2，顯然δa2δa1，軸承的軸向剛度有所提高。 角接觸球軸承載荷—變形曲線三、 進(jìn)給傳動(dòng)設(shè)計(jì)（一）進(jìn)給傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1）脈沖當(dāng)量的確定目前，常用脈沖編碼器兼作位置和速度反饋。步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)傳感器發(fā)出一定數(shù)量的脈沖每個(gè)脈沖代表電機(jī)一定數(shù)量的脈沖，每個(gè)脈沖代表電機(jī)一定的轉(zhuǎn)角。步進(jìn)電機(jī)是一種電脈沖控制的特種電機(jī)，對(duì)于每一個(gè)電脈沖步進(jìn)電機(jī)都將產(chǎn)生一個(gè)恒定的步進(jìn)角位移，每一個(gè)脈沖或每步的轉(zhuǎn)角稱為步進(jìn)電機(jī)的步距角，可由選用的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)從技術(shù)數(shù)據(jù)表中查出。因此，每脈沖代表鍛機(jī)一定的轉(zhuǎn)角，這個(gè)轉(zhuǎn)角經(jīng)齒輪副和滾珠絲桿使工作臺(tái)移動(dòng)一定的距離。每個(gè)脈沖所對(duì)應(yīng)的執(zhí)行件（如工作臺(tái)）的移距，稱為脈沖當(dāng)量或分辨率，記為，單位為mm/脈沖。應(yīng)根據(jù)機(jī)床或工作臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)所要求的定位精度來(lái)選定脈沖當(dāng)量?？紤]到機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差存在，脈沖當(dāng)量值必須大于定位精度值。此次設(shè)計(jì)的電火花成型機(jī)對(duì)機(jī)床定位精度的設(shè)計(jì)要求是177。，根據(jù)該精度要求可確定脈沖當(dāng)量為=。2）傳動(dòng)比的確定 設(shè)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比為i，若為一級(jí)傳動(dòng)，則,為主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速和齒數(shù)，為主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速和齒數(shù)。若為多級(jí)傳動(dòng)，則i為總傳動(dòng)比。對(duì)于步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)埋藏當(dāng)量（mm/脈沖）確定，并且滾珠絲桿導(dǎo)程（mm）和電機(jī)步距角都也已初步選定后，則可用下式計(jì)算主軸系統(tǒng)的傳動(dòng)比i=1。（二）滾珠絲杠螺母副的型號(hào)選擇和滾珠絲杠的選型和校核（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，也叫做牽引力。它包括滾珠絲杠的走刀抗力及與移動(dòng)體中立和作用于導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力，可用下列實(shí)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于矩形導(dǎo)軌 Fm=KFL+f(FV+FC+G)式中： FL—工作臺(tái)進(jìn)給方向載荷 FV—工作臺(tái)垂直載荷 FC—工作臺(tái)橫向載荷 G—移動(dòng)部件的重力 K—考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù) f—考慮顛覆力矩影響的摩擦系數(shù)對(duì)于滾動(dòng)導(dǎo)軌：f=～由于電火花線切割是電極絲放電進(jìn)行加工，可以認(rèn)為FL，F(xiàn)V，F(xiàn)C近似為零所以：Fm=fG取f=，G=1000kg（估算）Fm=fG=1000=5（2） 最大動(dòng)載荷C的計(jì)算及主要尺寸初選滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)斷定動(dòng)載荷Ca選用，最大動(dòng)載荷計(jì)算原理與滾動(dòng)軸承相同。滾珠絲杠的最大動(dòng)載荷應(yīng)用下式計(jì)算 L=60nt/106 式中：L—工作壽命，單位106r n—絲杠轉(zhuǎn)速，單位r/min v—最大切削力條件下進(jìn)給速度，單位m/min L0—絲杠基本導(dǎo)程，單位mm t—額定使用壽命，單位h，可取t=15000h fm—運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，無(wú)沖擊取1～，～所以 = = =（1000100103）/5 =20r/minL=60nt/106 = =（106r/min） = =33根據(jù)以上計(jì)算選取CBM3205—5（《機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)》上）滾珠絲桿已由專門工廠制造，因此，不用我們自己設(shè)計(jì)制造，只要根據(jù)使用工況選擇某種類型的結(jié)構(gòu)，再根據(jù)載荷、轉(zhuǎn)速等條件選定合適的尺寸型號(hào)并向有關(guān)廠家訂購(gòu)。此次設(shè)計(jì)中滾珠絲桿被三次選用，故本人只選取其中最重要的主軸傳動(dòng)中的滾珠絲桿加于設(shè)計(jì)和校核。其步驟如下： 首先對(duì)于一些參數(shù)說(shuō)明如下： 軸向變載荷，其中i表示第i個(gè)工作載荷，i=3…n ；第i個(gè)載荷對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速(r/min)。第i個(gè)載荷對(duì)應(yīng)的工作時(shí)間 (h) 。絲桿副最大移動(dòng)速度(mm/min)。絲桿預(yù)期壽命。1．型號(hào)選擇（1）根據(jù)使用和結(jié)構(gòu)要求 選擇滾道截面形狀，滾珠螺母的循環(huán)方式和預(yù)緊