【正文】 、 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。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。 =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。 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)。 表 ： 方式 兩端端自由 一端固定一端自由 兩端固定 兩端簡支 Fz 由 kF =fzπ 2 EI/L 2 且 fz= ， E= ? 10 4 Mpa ， 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 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 = 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。)=93% 2)剛度驗(yàn)算 1絲杠的拉壓變形量 δ 1=177。 2滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 δ 2=?3 2?DwFyjZFm =?3 ?? = 在這里 Fyj= 3Fm = 3 =1118N Z=dm/Dw=? 50/= ZΣ= ? ? 1= 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 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。 綜上可知：縱向與橫向可用一種減速機(jī)構(gòu)。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 32 齒輪結(jié)構(gòu)圖 則由上列數(shù)據(jù)可知 l = da= d=18mm ha=mn= hf== 輸出軸用圖 32結(jié)構(gòu) 則由公式得 c=? 30=10mm r==5mm n=? = 第二對(duì)齒 n=40 與 n=50 嚙合 則輸出齒輪 d=25mm 1D ==40mm 2D =da2mn2? 。 =d3+（ 1~2） mm D≤ 100mm 時(shí) n=4 D100mm 時(shí) n=6 m由結(jié)構(gòu)確定，在這里均取 3,d3 為螺釘直徑 . （ 1） D=26 時(shí)的尺寸 3d =nd31 則 d3= 取 M4 的螺釘 0D =26+? = 2D =+3? = 4D ==? 26= m=3mm （ 2） D=37d3= 取 M4 的螺釘 0D =37+= 2D =+= 4D =? 37= m=3mm 通蓋 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 36 通蓋 0D =D+(2~)d3+2S2(有套環(huán) ) 2D =D。實(shí)際選擇軸承時(shí)常以基本額定壽命為標(biāo)準(zhǔn)。也就是說，在基本額定動(dòng)載荷作用下，軸承可以工作 106 r 而不發(fā)生點(diǎn)蝕失效，其可靠度為 90%。 (1) 當(dāng)量載荷 滾動(dòng)軸承若同時(shí)承受徑向和軸向聯(lián)合載荷，為了計(jì)算軸承壽命時(shí)在相同條件下比較，需將實(shí)際工作載荷轉(zhuǎn)化為當(dāng)量動(dòng)載荷。試驗(yàn)證明，軸承 Fa/Fr≤ e 或 Fa/Fre 時(shí)其 X,Y 值是不同的。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 ? =0176。 由于機(jī)械工作時(shí)常具有振動(dòng)和沖擊，為此，軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷應(yīng)按下式計(jì)算： P=fd(XFr+Yfa) 沖擊載荷系數(shù) fd由表 選取 表 ： 載荷性質(zhì) 機(jī)器舉例 fd 平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)或輕微沖擊 電機(jī)，水泵，通風(fēng)機(jī)，汽輪機(jī) ~1.2 則： P = df ? Fr =? 5360 =6432N (2) 基本額定壽命 滾動(dòng)軸承的壽命隨載荷的增大而降低，壽命與載荷的關(guān)系曲線如圖，其曲線方程為： P? L10=常數(shù) 式中 ： P當(dāng)量動(dòng)載荷， N。由此可列出當(dāng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為 P 時(shí)以轉(zhuǎn)數(shù)為單位的基本額定壽命L10為 C? ? 1=P? ? L10 L10= ?)(PC 106 r 若軸承工作轉(zhuǎn)速為 n r/min ,可求出以小時(shí)數(shù)為單位的基本額定壽命 L10h (313) 表 滾動(dòng)軸承預(yù)期使用壽命的薦用值 使用條件 預(yù)期使用壽命 h 另外由于橫向絲杠與縱向絲杠采用同一軸承，且載荷小于縱向，因此同理可驗(yàn)證其是合理的。 步距角的選擇 根據(jù)步距角初步選步進(jìn)電機(jī)型號(hào)，并從步進(jìn)電機(jī)技術(shù)參數(shù)表中查到步距角 θ b ，三種不同脈沖分配方式對(duì)應(yīng)有兩種步距角。ε為電機(jī)最大角加速度（ rad/s2 ） 。 δ p 為脈沖當(dāng)量（ mm/脈沖）； θ b 為初選步進(jìn)電機(jī)的步距角 [（ 186。L ） 2 M( ),式中： L。L ） 2 M = 2) 1( ? ? 90 =( ) 1）一對(duì)齒輪傳動(dòng) 小齒輪裝置在電機(jī)軸上轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不用折算，為 J2折算到電機(jī)軸上為22iJ=J2( 21zz )2 2）兩對(duì)齒輪傳動(dòng) 傳動(dòng)總速比 i=i1? i2,二級(jí)分速比為 i1=z2/z1 和 i2=z4/，齒輪 1 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 J1,齒輪 2和 3 裝在中間軸上，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要分別折算到電機(jī)軸上，分別 為 J2( 21zz )2 和 J3( 21zz )2 .齒輪 4 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要進(jìn)行二次折算或以總速比折算為： 24iJ=J4( 21zz ) 2 ( 43zz ) 2 （ 42） 因此，可以得到這樣的結(jié)論：在電機(jī)軸上的傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不必折算，在其他軸上的傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算時(shí)除以該軸與電機(jī)軸之間的總傳動(dòng)比平方。?? 。 由于 G=90? 10=900N, f=, i=1, η = 則 Mkf = ??? ??? = 2） M。Fm 為進(jìn) 給牽引力（ N） , η 。 = 6 ??? ? = 則 kqM = kaM + kfM +M。 Tcp=5 Tl= 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 f0=2200Hz fn=30000Hz 則 T= ??? ???? ?? )( )( 33(300002200) = 所以選此步進(jìn)電機(jī)能滿足要求。L。 0M = iFyjL??2 0 (1η 。?LM （ 48） L。工作過程可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位并壓緊等幾個(gè)步驟。 ③ 刀架定位 當(dāng)上刀架轉(zhuǎn)到需要到位后（旋轉(zhuǎn) 90176。 ④ 刀架壓緊 刀架精確定位后，電機(jī)及許反轉(zhuǎn)，夾緊刀架，當(dāng)兩齒盤增加到一定夾緊力時(shí)， 電機(jī)由數(shù)控裝置停止反轉(zhuǎn)，防止電機(jī)不停反轉(zhuǎn)而過載毀壞，從而完成一次換刀過程。］ f=51MPa 按接觸強(qiáng)度確定主要參數(shù) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。Z? =，因?yàn)?39。 選用 45號(hào)鋼，正火處理， ? ? 600b MPa?? 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑 221() []caM aTW?????? （ 518） 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α = 抗彎截面系數(shù) W= 取 dmin= 確定各 軸段的直徑和長度 根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長度。 按公式 kldTp3102 ??? 進(jìn)行校核 mNT ?? 2070 ， mmmmhk ???? ， mml 110? ，mmd 92? 。 確定各軸段的直徑和長度 根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長度 d1即蝸輪輪芯 為 68mm d2為蝸輪軸軸徑最小部分取 34mm d3軸段與上刀架體有螺紋聯(lián)接，牙形選梯形螺紋，根據(jù)文獻(xiàn)表 845 取公稱直徑為 d3=44mm，螺距 P=12mm， H= 查表 846 得，外螺紋小徑為 31mm 內(nèi)、外螺紋中徑為 38mm 內(nèi)螺紋大徑為 45mm 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 42 內(nèi)螺紋小徑為 32mm 旋合長度取 55mm L2尺寸長度為 34mm，蝸輪齒寬 b2 當(dāng) z1≤ 3時(shí)， b2≤ = 取 b2=15mm 中心軸的設(shè)計(jì) 中軸的材料選擇 ,確定許用應(yīng)力 考慮 到軸主要起定位作用，只承受部分彎矩，為空心軸，因此只需校核軸的剛度即可。故 ZH= ⑸查圖 934取б Hlim1=380 取б Hlim2=380 ⑹ Lh=60 24 1 (8 300 15) N2= 107 ⑺由圖 935查得接觸疲勞壽命系數(shù) ZN1= ， ZN2= ⑻計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力 取安全系數(shù) SH=1，由式（ 944）得 ? ? 111 362N H linH HZ M P aS?? ? (536) ? ? 112 362N H linH HZ M P aS?? ? 按齒根抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（ 946）得抗彎強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 ? ?3 2121 ()Fa SaFYYkTm dZ ?? ? (537) 確定公式內(nèi)的各參數(shù) 數(shù)值 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 46 ⑴由文獻(xiàn)圖 937查得，抗彎疲勞強(qiáng)度極限 lim 1 lim 2 160FF MPa??? ? ⑵由文獻(xiàn)圖 938查得，抗彎疲勞壽命系數(shù) YN1=， YN2= ⑶查圖取 122 .6 3, 2 .6 31 .6 5 , 1 .6 5Fa FaSa SaYY?? ⑷計(jì)算抗彎疲勞許用應(yīng)力，取抗彎疲勞安全系數(shù) SF= 由式 （ 947）得 ? ? ? ? 1112 256N F L IMFF FY M P aS???? ? ? (538) ⑸彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 ? ?1 2 1 1 112 2 1 . 5 1 7 9 0 6 . 2 5 2 . 6 3 1 . 6 5 4 61 0 1 2 0 2F F F a S a Fk Y Y M P ab d m?? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ??? (539) 故滿足彎曲疲勞強(qiáng)度要求 。如支點(diǎn)的安排、開孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等均要有利于提高刀架體的強(qiáng)度和剛度。 刀架體的常用材料有： 鑄鐵，多數(shù)刀架體的材料為鑄鐵，鑄鐵流動(dòng)性好，收縮較小，容易獲得形狀和結(jié)