【正文】 用軸承的選型 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 22 選用型號 7602025TVP 的 60゜推力角接觸軸承 軸徑 d=25mm 外徑 d=52mm 寬度 B=15mm 球徑 Dw= 球數(shù) Z=16 動載荷 Ca=22020N 靜載荷 Coa=44000N 預加載荷 500N 極限轉速 2600r/min 校核 大部分滾動軸承是由于疲勞點蝕而失效的。軸承合乎要求。 =(D2D1)=()? = l ==? 25=30 c==? 30=10(不小于 10) r==5 n==? = 輸入齒輪 d=18mm ha= hf= l == da=mn ? Z=? 30=45mm 齒輪精度按： GB1009588 6 級精度 ，其適應于高速度下平穩(wěn)回轉并要求有最高效率和低噪音，傳動效率為 99%。 =752? ? = 0D =(D2+D1)=? (+40)= 0? =()mn =? = da=mn Z=? 50=75mm l =? d=? 25=30mm r==5 c= =10(不小于 10) n=? = 輸入齒輪 d=18mm ha= hf= == da=mn ? 2=? 40=60 第三對齒 n=30 與 n=60 嚙合時，輸出齒輪 d=25 D1==40 Da=mn Z=60? =90 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 18 D2=? 22? 。 =（ ~4） mn 但是不小于 8mm 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 16 圖 31 齒輪結構圖 因此輸入軸齒輪 d=18mm 1D == 2D ==57mm 0D =(57+)= 0? = da= d。 ．軸的計算：（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 號鋼，正火硬度 [? ]為 170217HBS,扭曲疲勞極限 ? 1=124，軸材料的許用切應力為 45MPa 則對于縱向輸入軸： D 輸 =3 ][5?T （ 311） =34550005? = 在這里， d 為軸的直徑 (mm),T 為軸傳遞的轉矩（ ） , [? ]為軸材料的許用切應力（ MPa） ,則縱向輸入軸軸徑取 18mm,輸出軸軸徑取 25mm 對于橫向輸入軸： 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。 =177。+10180。 =6mm， dm=50mm，圈數(shù) ?列數(shù) ? 1 (2)橫向滾珠絲杠的校核 1)傳動效率 ? 計算 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 13 η = tg λ /tg (λ +φ )=tg2176。 ．橫向滾珠絲杠螺母副的型號選擇與校核步驟 (1)型號選擇 1) 最大工作載荷計算 由于導向為貼塑導軌，則： k= f ′= ， Fl 為工作臺進給方向載荷， 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)最大動負載的計算 v 橫 =1400r/min ? mm/min n橫絲 = v 橫 ? 1/2 / L。失穩(wěn)時的臨界載荷為 Fk kF =fzπ 2 EI/L2 （ 39） 式中： E為絲杠材料彈性模量，對鋼 E=? 10 4 Mpa。)=92% (36) 2)剛度驗算 滾珠絲杠副的軸向變形將引起導程發(fā)生變化，從而影響其定位精度和運動平穩(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。19180。 因此初選滾珠絲杠的型號為 CD63 ，主要參數(shù)為 Dw=,L。 V縱向 =? 1400r/min=2226mm/min n縱向 =v 縱向 ? 1/2 /L。Lv1000 。進給抗力 Fx 與進給方向平行且相反指向，設計或校核進給系統(tǒng)是要用它。 由于原普通 CA6140 車床的縱向導軌是三角形導軌，則用公式 32計算工作載荷的大小。 （ 8） 使用可靠，潤滑簡單，維修方便 與液壓傳動相比，滾珠絲杠副在正常使用條件下故障率低，維修保養(yǎng)也極為方便；通 常只需進行一般的潤滑與防塵。并可消除軸向間隙和對絲杠進行預緊拉伸以補償熱膨脹，能獲得較高的定位精度和重復定位精度。滾珠絲杠副具有運動的可逆性，但是沒有象滑動絲杠副那樣運動具有自鎖性。 （ 2） 運動平穩(wěn) 滾珠絲杠副在工作過程中摩擦阻力小，靈敏度高，而且摩擦系數(shù)幾乎與運動速度無關，啟動摩擦力矩與運動時的摩擦力矩的差別很小。使改造后的機床外型美觀、合理。刀架體積小，重復定位精度高，適用于強力車削并安全可靠。在設備改造中應用的配對齒輪側隙方法是剛性調(diào)整法。柔性調(diào)整法是指調(diào)整之后的齒輪側隙可以自動補償?shù)姆椒ǎ?在齒輪的齒厚和齒距有差異的情況下，仍可始終保持無側隙嚙合。因此，除了拖板及其配件精度要求較高外，還應采取以下措施來滿足傳動精度和靈敏度要求。 (2) 主軸變速箱 選用數(shù)控系統(tǒng) ,主運動方式和傳統(tǒng)機床一樣都要求有十分寬廣的變速范圍 （ 1～ 16） 來保證加工時選擇合理的切速，從而獲得較高的生產(chǎn)率和表面質量 ,所以要根據(jù)具體情況對主軸邊速箱進行改造。 當前國內(nèi)外數(shù)控機床的床身等大件多采用普通鑄鐵。 當前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多，國外著名公司的如德國SIEMENS 公司、日本 FANUC 公司；國內(nèi)公司如中國珠峰公司、北京航天機床數(shù)控系統(tǒng)集團公司、華中數(shù)控公司和沈陽高檔數(shù)控國家工程 研究中心?？筛鶕?jù)產(chǎn)品技術要求，決定是否采用這種系統(tǒng)。 異步電動機或直流電機拖動，光柵測量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 該系統(tǒng)與開環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是：由光柵、感應同步器等位置檢測裝置測得的實際位置反饋信號，隨時與給定值進行比較，將兩者的差值放大和變換，驅動執(zhí)行機構，以給定的速度向著消除偏差的方向運動，直到給定位置與反饋的實際位置的差值等于零為止。由數(shù)控系統(tǒng)送出的進給指令脈沖，經(jīng)驅動電路控制和功率放大后，使步進電機轉動，通過齒輪副與滾珠絲杠副驅動執(zhí)行部件。 (3) 翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進行翻新，對機械部分重新裝配加工，恢復原精度；對其不滿足生產(chǎn)要求的 CNC 系統(tǒng)以最新 CNC 進行更新。 (3)主軸交流伺服電機的選擇與校核。經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)通常用的是開環(huán)步進控制系統(tǒng)，功率步進電機為驅動元件，無檢測反饋機構，系統(tǒng)的定位精度一般可達 177。 普通車床經(jīng)過多次大修后，其零部件相互連接尺寸變化較大，主要傳動零件幾經(jīng)更換和調(diào)整，故障率仍然較高，采用傳統(tǒng)的修理方案很難達到大修驗收標準，而且費用較高。從事改裝業(yè)的著名公司有：大隈工程集團、崗三機械公司、千代田 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 2 工機公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。在美國，機床改造業(yè)稱為機床再生（ Remanufacturing）業(yè)。 在美國、日本和德國等發(fā)達國家，它們的機床改造作為新的經(jīng)濟增長行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時代。我國機床役齡 10 年以上的占 60％以上； 10 年以下的機床中，自動 /半自動機床不到 20％， FMC/FMS 等自動化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國和日本自動和半自動機床占 60％以上）。 6年后，即在 1952 年，計算機技術應用到了機床上，在美國誕生了第一臺數(shù)控機床。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強體力勞動的工具相比，起了質的飛躍，為人類進入信息社會奠定了基礎。機床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為 6％。所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。在美國、日本、德國，用數(shù)控技術改造機床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，已形成了機床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。在日本，機床改造業(yè)稱為機床改裝（ Retrofitting）業(yè)。當變更加工對象時只需要換零件加工程序，無需對機床作任何調(diào)整，因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求。數(shù)控機床的發(fā)展，一方面是全功能、高性能；另一方面是簡單實用的經(jīng)濟型數(shù)控機 床，具有自動加工的基本功能，操作維修方便。 (2)縱向和橫向步進電機的選擇。 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 3 (2) NC 化，在普通機床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成 NC機床、 CNC 機床。 系統(tǒng)的伺服驅動裝置主要是步進電機、功率步進電機、電液脈沖馬達等。該系統(tǒng)結構簡單，調(diào)試維修方便，工作可靠， 成本低，易改裝成功。但是可以獲得比開環(huán)進給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，驅動功率更大的特性指標。在將角位移檢測元件與速度檢測元件和伺服電機作成一個整體時則無需考慮位置檢測裝置的安裝問題。 增加耐磨性的方法有 1，增加導軌的表面強度如：淬火； 2，降低摩擦系數(shù)μ等。 粘接前的導軌工作表面采用磨削加工，表面粗糙度 ，以提高粘接強度。因為數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令僅使拖板運動而沒有位置檢測和信號反饋，故實際移動值和系統(tǒng)指令值如果有差別就會造成加工誤差。 ② 在齒輪傳動中，為提高正、反傳動精 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 7 度必須盡可能的消除配對齒輪之間的傳動間隙，其方法有兩種，柔性調(diào)整法和剛性調(diào)整法。但用這種方法調(diào)整的齒輪傳動有較好的傳動剛度，而且結構比較簡單。 自動刀架不但可代替普通車床手動刀架，還可用作數(shù)控機床微機控制元件。掛輪箱、走刀箱拆除，在此兩個位置分別裝控制螺紋加工的主軸脈沖編碼器和拖板軸向伺服元件功率步進電機及減速箱。與滑動絲杠副或液壓缸傳動相比，有以下主要特點： （ 1） 傳動效率高 滾珠絲杠的傳動效率可達 85%~98%，為滑動絲杠副的 2~4 倍，由于滾珠絲杠副的傳動效率高，對機械小型化，減少啟動后的顫動和滯后時間以及節(jié)約能源等方面，都具有重要意義。正逆?zhèn)鲃拥男蕩缀蹩筛哌_ 98%。 （ 5） 定位精度和重復定位精度高 由于滾珠絲杠副具有傳動效率高，運動平穩(wěn)，可以預緊等特點，所以滾珠絲杠副在工作過程中溫升較小，無爬行。實踐證明，滾珠絲杠副的使用壽命比普通滑動絲杠副高 5~6倍。它包括滾珠絲杠的走刀抗力及與移動體重力和作用在導軌上的其他切削分力相關的摩擦力。且深抗力 Fy 與縱向進給方向垂直，影響加工精度或已加工表面質量。n 為絲杠轉速（ r/min） ,n= 。 =12mm；fm 為運轉狀態(tài)系數(shù)，因為此時是有沖擊振動，所以取 fm=?？紤]到簡易經(jīng)濟改裝，所以采用外循環(huán)。圈數(shù) ? 列數(shù) ? 1 (3) 縱向滾珠絲杠的校核 1)傳動效率計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率為 ? η =tgλ /tg(λ +φ )=tg2186。+10180。 3)壓桿穩(wěn)定性驗算 滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細長桿，若軸向工作負載過大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱 向屈曲，即失穩(wěn)。 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)大學畢業(yè)設計（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