【正文】 不需維護(hù)以降低經(jīng)常費用。但裝拆時需沿軸向移動較大的 距離。 聯(lián)軸器 緊箍夾殼聯(lián)軸器 180~12500 30~110 900~380 其特點和使用性能與夾殼聯(lián)軸器相似，但外形簡單，平衡條件有所改善，夾緊力大，很適宜用于徑向夾緊力大的場合。 依據(jù)滾珠絲杠的軸徑和 CT 來選擇聯(lián)軸器，有下表 28 所列的聯(lián)軸器性能初選 圓錐銷套徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 22 筒聯(lián)軸器。 (5)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及工作特性 ,聯(lián)軸器的外形尺寸 ,安裝 ,拆卸所需的空間大小和難易程度以及對 維護(hù)的要求等都應(yīng)與連接機組的具體配置位置和要求相適應(yīng)。原動機的類型不同 ,其載荷性質(zhì)差異很大 ,有的平穩(wěn) ,有的沖擊甚至強烈沖擊或振動。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場合。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。若只考慮潤滑，油潤滑的潤滑性占優(yōu)勢。軸承的滾動疲勞壽命，在旋轉(zhuǎn)中，滾動接觸面潤滑良好，則延長。 （ 4）推力軸承。后者既能承受徑向載荷也能承受軸向載荷；并可以通過內(nèi)外圍之間的相對位移來調(diào)整其大小。 軸承選擇 軸承可以分為標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承、非標(biāo)滾動軸承、靜壓軸承和磁懸浮軸承。 (b)一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承。潤滑脂一般在裝配是放進(jìn)滾珠螺母滾道內(nèi)定期潤滑，而使用潤滑油時應(yīng)注意經(jīng)常通過注油孔注油。 根據(jù)摩擦副之間摩擦狀態(tài)的不同，潤滑分為： 流體摩擦 潤滑 ， 用流體 ( 厚度在 ～ 2 微米以上 )將摩擦表面隔開的潤滑方式。 滾珠絲杠副密封與潤滑 密封是防止流體或固體微粒從相鄰結(jié)合面間泄漏以及防止外界雜質(zhì)如灰塵與水分等侵入機器設(shè)備內(nèi)部的零部件或措施。 滾珠絲杠副校核 （ 1）由于一端軸向固定的長絲杠在工作時可能會發(fā)生失穩(wěn) ,所以在設(shè)計時應(yīng)驗算其安全系數(shù) S，其值應(yīng)大于絲杠副傳動結(jié)構(gòu)允許安全系數(shù)。 表 26 常用的調(diào)整預(yù)緊方法 調(diào)整預(yù)緊方式 特點 雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式 結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、預(yù)緊可調(diào)，使用中調(diào)整方便，但不能精確定量地進(jìn)行調(diào)整。在螺母上還有油孔，用戶可旋入油嘴，再采用其他合適的潤滑方式。 （ 5）細(xì)長而又水 平放置的絲杠，因自重使軸線產(chǎn)生彎曲變形，是影響導(dǎo)程累積誤差的因素之一，還會使螺母受載不均。兩圓弧相交處有一小空隙，可使?jié)L道底部與滾珠不接觸，并能儲存一定的潤滑油以減少摩擦磨損。 滾珠絲杠副結(jié)構(gòu) 表 24 滾珠的循環(huán)方式 類別 形式 特點 內(nèi)循環(huán) 優(yōu)點 :返回通道短 ,一個循環(huán)只有一圈鋼球 ,流暢性好 ,摩擦損失小 ,效率高 ,徑向尺寸小 ,剛性好 缺點 :返向器鋼球返回通道的曲面加工復(fù)雜 外循環(huán) 端蓋式 優(yōu)點 :結(jié)構(gòu)緊湊 ,工藝性好 缺點 :循環(huán)回路長 ,流暢性差 ,鋼球通過短槽時易卡住 螺旋槽式 優(yōu)點 :結(jié)構(gòu)簡單 ,制造方便 ,承載能力大 缺點 :鋼球流暢性較差 ,擋珠器較易磨損 插管式 優(yōu)點 :結(jié)構(gòu)簡單 ,工藝性好 ,鋼球的流暢性好 ,應(yīng)用較廣 缺點 :凸出式的插管凸出于螺母外部 ,徑向尺寸較大 外循環(huán) 內(nèi)循環(huán) 圖 22 滾珠絲杠副循環(huán)方式 滾珠絲桿副的結(jié)構(gòu)類型可以從螺紋滾道的截面形狀、滾珠的循環(huán)方式和消除軸向的調(diào)徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 整方法進(jìn)行區(qū)別。 (2)高精度的保證 。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，絲杠剛性較好，適用于工作行程較大的場合。該傳動形式需要限制螺母的傳動，故需導(dǎo)向裝置。但其摩擦阻力大，傳動效率低。滾珠每一個循環(huán)閉路稱為列，每個滾珠循環(huán)閉路內(nèi)所含導(dǎo)程數(shù)稱為圈數(shù)。我們選用的 FANUC40，其數(shù)據(jù)見表 23。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下 MSMA 400W 交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速 3000RPM 僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合。 （ 5） 負(fù)載的慣量要小于電動機本身慣量的 3 倍。交流 伺服驅(qū)動系統(tǒng) 為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進(jìn)電機的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。 一般電機要承受兩種形式的力矩：恒定 的負(fù)載力矩和切削力矩（包徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 括摩擦力矩）；加 /減速力矩。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異。其中一組為激磁繞組，另一組為控制繞組，交流伺服電動機一種兩相的交流電動機。 交流伺服電動機，是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的一種機器。在省電方面很有幫助。 普通車床是車床中應(yīng)用最廣 泛的一種，約占車床類總數(shù)的 65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床。 設(shè)計一臺數(shù)控車床進(jìn)給系統(tǒng)機械傳動部分的設(shè)計，綜合各方面的因素，采取 PLC 控制，控制方式采用交流伺服、運動控制器并采用閉環(huán)控制方案。脈沖當(dāng)量是 ，快進(jìn)速度是 1000mm/min， X軸行程： 100mm ， Y軸行程： 150mm。 數(shù)控車 床又稱為 CNC 車床，即計算機數(shù)字控制車床，是目前國內(nèi)使用量最大，覆蓋面最廣的一種數(shù)控機床，約占數(shù)控機床總數(shù)的 25%。我國的制造業(yè)起步晚、基礎(chǔ)差，但近二十年來，我國投入了巨大的人力物力，并取得了驕人的成績。 這一 技術(shù)使生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)效率 、產(chǎn)品成本及工人勞動強度等方面問題得以明顯改 善，特別是針對對市場化生產(chǎn)的小批量、多品種特點，有無可比擬的優(yōu)勢?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)需要，可以選取用標(biāo)準(zhǔn)的工作控制計算機，也可以設(shè)計專用的微機控制系統(tǒng)。導(dǎo)軌副、滾珠絲杠螺母副和伺服電動機等均以標(biāo)準(zhǔn)化，由專門廠家生產(chǎn)，設(shè)計時只需根據(jù)工作載荷選取即可。 數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表 的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造業(yè)和 新型制造業(yè)的滲透 ， 形成的一種機電一體化技術(shù) 。尤其是在最近幾十年了，發(fā)達(dá)的資本主義國際憑借其先進(jìn)的制造技術(shù)，利用其強大的科技和財政實力獲得了巨大的經(jīng)濟利益。數(shù)控加工廣泛應(yīng)用在所有機械加工的任何領(lǐng)域，更是模具加工的發(fā)展趨勢和重要和必要的技術(shù)手段。進(jìn)給系統(tǒng)是數(shù)控加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是數(shù)字控制的直接對象，被加工工件的最終坐標(biāo)位置精度和輪廓精度都與傳動結(jié)構(gòu)有關(guān)。刀具的種類及特點，刀具耐用度、穩(wěn)定性，材料的種類，是必須考慮的，通常還要考慮：下切步距，刀具路徑的行距 ，主軸轉(zhuǎn)速，加工精度等。隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)及自動化，精密機械與測量等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，生產(chǎn)了機電一體化的新型機床一一數(shù)控機床。與過去的滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩達(dá)到 1/3 以下 ,即達(dá)到同樣運動結(jié)果所需的動力為使用滾動絲杠副的 1/3。 圖 21 工作臺草圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 5 （ 3）執(zhí)行機構(gòu)采用交流伺服電動機。其中定子的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)變壓器的定子基本相同，在定子鐵心中也安放著空間互成 90 度電角度的兩相繞組。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢， 運動控制系統(tǒng) 中大多采用步進(jìn)電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。現(xiàn)就二者的使用性能作一比較。步進(jìn)電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。 （ 4）電動機以最大切削力矩運行的時間應(yīng)在允許范圍內(nèi)。 加到電機軸上的負(fù)載力矩通常由下式算出 見式 (): f2m TLFT ??? ?? 式（ ） 其中： mT —— 加到電機軸上的負(fù)載力矩（ Nm） F —— 沿坐標(biāo)軸移動一個部件所需的力（ kgf） 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 8 L —— 電機轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)機床的移動距離 = ? ?21 /ZZP? fT —— 滾珠絲杠螺母或軸承加到電機軸上的摩擦力矩 步進(jìn)電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為 每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要 200～ 400 毫秒。其結(jié)構(gòu)、性能特點是轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速低，機械特性線性度好低速性能良好，可直接與絲杠連接。滾珠在循環(huán)過程中有時與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)；始終與絲杠保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)?；瑒咏z杠螺母機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，制造成本低，具有自鎖功能。 （ 2）絲桿傳動、螺母移動。 根據(jù)工作臺運動情況，應(yīng)選擇絲杠傳動螺母移動的形式，該傳動形式需要限制螺母的轉(zhuǎn)動，故需導(dǎo)向裝置。在省電方面很有幫助。 滾珠絲杠由于運動效率高、發(fā)熱小、所以可實現(xiàn)高速進(jìn)給 (運動 )。雙圓弧形的螺紋滾道的接觸角在工作中基本保持不變。為此必須分析熱源的各因素，采用措施控制熱源，還可以采用預(yù)拉伸、強制冷卻等減少熱變形對絲杠的伸長的影響。因此 要注入潤滑脂。實際應(yīng)用中，常采用以下幾種調(diào)整預(yù)緊方法見表 25?？紤]到設(shè)計的所設(shè)計的工作臺有良好的防塵條件且只需要在裝配時調(diào)整間隙及預(yù)緊力，故采用結(jié)構(gòu)簡單的雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式。tan tan338 ( ) tan(338 840)?? ?? ?? ? ?? ??? ? ? 式（ ） 要求在 90%95%之間，所以該絲杠副合格 . 經(jīng)上述計算驗證， 各項性能均符合設(shè)計要求，可選。動密封中的離心密封和螺旋密封，是借助機器運轉(zhuǎn)時給 介質(zhì) 以動力得到密封，故有時稱為動力密封。常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂兩類。這種安裝方式適用于短絲杠，它的承載能力小 ，軸向剛度低，一般用于數(shù)控機床的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)或升降臺式數(shù)控銑床的垂直方向。因此在此課題中采用兩端固定的方式，以實現(xiàn)高剛度、高精度以及對絲杠進(jìn)行拉伸。前者一般不能承受軸向力，且間隙不能調(diào)整，常用于旋轉(zhuǎn)精度和剛度要求不夠的場合。該軸承能承受較大載荷，用其代替短圓柱滾子軸承和推力軸承，則剛度提高，雖極限轉(zhuǎn)速有所降低，但仍能達(dá)到高精度的要求。 （ 2） 延長疲勞壽命。為了使軸承很好地發(fā)揮機能，首先，要選擇適合使用條件、 使用目的的潤滑方法。 聯(lián)軸器簡介 聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機械零件。 （ 3） 無彈性元件的撓性聯(lián)軸器：承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時，有沖擊噪聲。 (1)原動機和工作機的機械特性。 (4)聯(lián)軸器的對中和對中保持程度 ,保持良好的對中是使運轉(zhuǎn)正常的前提 ,防止產(chǎn)生過大附加載荷及其他不良工況。 設(shè)計人員在選用聯(lián)軸器時應(yīng)立足于從軸系傳動系統(tǒng)的角度需要來選擇聯(lián)軸器，應(yīng)避免單純的只考慮主、從 動端聯(lián)接選擇聯(lián)軸器。僅適用于低速傳動的水平或垂直軸系，以傳遞平穩(wěn)載荷為宜。而且只能連接兩軸直徑相同的圓柱形，軸伸一般用于工作平穩(wěn)的功率傳動軸系。 由絲杠的軸徑和 Tc 選取聯(lián)軸器 :由表 ]聯(lián)軸器的性能比較后選用圓錐銷套筒聯(lián)軸器。 (2)聯(lián)軸器連接的軸系及其運轉(zhuǎn)情況。當(dāng)實際載荷超過事前限定的載荷時，保險環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截斷運動和動力的傳遞，從而保護(hù)機器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護(hù)作用。聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機械傳動件。滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)零件，因此，軸承內(nèi)圈與軸頸的配合采用基孔制，軸承外圈與座孔的配合采用基軸制。循環(huán)給油法等可以用油排出由摩擦發(fā)生的熱，或由外部傳來的熱，冷卻。60 接觸角推力角接觸軸承， 代號 7202AC 型。此類軸承一般分為兩種一種是滾道開在內(nèi)圈上，一種是滾道開在外 圈上。滾動軸承一般 由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成。把推力軸承裝在滾珠絲杠的兩端，并施加預(yù)緊拉力，可以提高軸向剛度，但這種安裝方法對絲杠的熱變形較為敏感。在該畢業(yè)設(shè)計中，要綜合各方面的因素，和實際工作情況，并結(jié)合生產(chǎn)一線的反饋信息，對滾珠絲杠副的支撐方式進(jìn)行選擇。 滾珠絲杠副可用防塵密封圈或防護(hù)套來防止灰塵及雜質(zhì)進(jìn)入滾珠絲杠 副，使用潤滑劑來提高其耐磨性及傳動效率，從而維持其傳動精度、延長其使用壽命。根據(jù)工作壓力，靜密封又可分為中低壓靜密封和高壓靜密封。 T(N? m)為轉(zhuǎn)矩 見式 ()： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 16 0 tan( )2mDTF ???? 式（ ） 式中 ? 為摩擦角，其正切函數(shù)值為摩擦系數(shù)； mF 為平均工作載荷 .取摩擦系數(shù)為 tan ??,則得84? ? ?? ? ? mNmNT ??????????? 3 。 彈簧式自動調(diào)整預(yù)緊式 能消除使用過程中因磨損或彈性變形產(chǎn)生的間隙，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、軸向剛度低，適合用于輕載場合。? 滾珠直徑 ? 計算可得： 滾道半徑 R= 0 ???? dR 偏心距0 ( ) ( ) R mm? ? ? ? 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 14 絲杠內(nèi)徑10 2 2 mm?????? ??? 滾珠絲杠副預(yù)緊 滾珠絲杠副在負(fù)載時，其滾珠與滾道面接觸點處將產(chǎn)生彈性變形。為此需要防塵措施。 （ 2）放逆轉(zhuǎn)：滾珠絲杠副傳動逆效率高，應(yīng)考慮在電機停電后，因部件自重而 產(chǎn)生螺旋副的逆?zhèn)鲃樱ㄌ貏e是在垂直方向上傳動時），防止逆?zhèn)鲃拥姆椒刹捎茫和ｋ娮枣i的電機、蝸輪蝸桿機構(gòu)、離合器等方式。單圓弧形的螺紋滾道的接觸角隨軸向載荷大小的變化而變化，主要由軸向載荷所引起的接觸變形的大小而定。 滾珠絲杠副