【正文】 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(duì)維護(hù)的要求等都應(yīng)與連接機(jī)組的具體配置位置和要求相適應(yīng)。原動(dòng)機(jī)的類(lèi)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(qiáng)烈沖擊或振動(dòng)。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場(chǎng)合。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的 作用。若只考慮潤(rùn)滑，油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑性占優(yōu)勢(shì)。軸承的滾動(dòng)疲勞壽命，在旋轉(zhuǎn)中，滾動(dòng)接觸面潤(rùn)滑良好，則延長(zhǎng)。 （ 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(guò)內(nèi)外圍之間的相對(duì)位移來(lái)調(diào)整其大小。 軸承選擇 軸承可以分為標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承、非標(biāo)滾動(dòng)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(rùn)滑脂一般在裝配是放進(jìn)滾珠螺母滾道內(nèi)定期潤(rùn)滑，而使用潤(rùn)滑油時(shí)應(yīng)注意經(jīng)常通過(guò)注油孔注油。 根據(jù)摩擦副之間摩擦狀態(tài)的不同，潤(rùn)滑分為： 流體摩擦 潤(rùn)滑 ， 用流體 ( 厚度在 ～ 2 微米以上 )將摩擦表面隔開(kāi)的潤(rùn)滑方式。 滾珠絲杠副密封與潤(rùn)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(jī)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(zhǎng)絲杠在工作時(shí)可能會(huì)發(fā)生失穩(wěn) ,所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其安全系數(shù) S，其值應(yīng)大 于絲杠副傳動(dòng)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(diǎn) 雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(rùn)滑方式。 （ 5）細(xì)長(zhǎng)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(huì)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(chǔ)存一定的潤(rùn)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(lèi) 別 形式 特點(diǎn) 內(nèi)循環(huán) 優(yōu)點(diǎn) :返回通道短 ,一個(gè)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(diǎn) :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(diǎn) :結(jié)構(gòu)緊湊 ,工藝性好 缺點(diǎn) :循環(huán)回路長(zhǎng) ,流暢性差 ,鋼球通過(guò)短槽時(shí)易卡住 螺旋槽式 優(yōu)點(diǎn) :結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,制造方便 ,承載能力大 缺點(diǎn) :鋼球流暢性較差 ,擋珠器較易磨損 插管式 優(yōu)點(diǎn) :結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,工藝性好 ,鋼球的流暢性好 ,應(yīng)用較廣 缺點(diǎn) :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(lèi)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(jì) (論文 ) 12 整方法進(jìn)行區(qū)別。 (2)高精度的保證 。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，絲杠剛性較好，適用于工作行程較大的場(chǎng)合。該傳動(dòng)形式需要限制螺母的傳動(dòng)，故需導(dǎo)向裝置。但其摩擦阻力大，傳動(dòng)效率低。滾珠每一個(gè)循環(huán)閉路稱為列，每個(gè)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(jiàn)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(jī)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(chǎng)合。 （ 5）負(fù)載的慣量要小于電動(dòng)機(jī)本身慣量的 3 倍。交流 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。 一般電機(jī)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(jì) (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(hào)），但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)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(dòng)機(jī)一種兩相的交流電動(dòng)機(jī)。 交流伺服電動(dòng)機(jī)，是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種機(jī)器。在省電方面很有幫助。 普通車(chē)床是車(chē)床中應(yīng)用最廣泛的一種，約占車(chē)床類(lèi)總數(shù)的 65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車(chē)床。 設(shè)計(jì)一臺(tái)數(shù)控車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)，綜合各方面的因素，采取 PLC 控制，控制方式采用交流伺服、運(yùn)動(dòng)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(chē) 床又稱為 CNC 車(chē)床，即計(jì)算機(jī)數(shù)字控制車(chē)床，是目前國(guó)內(nèi)使用量最大，覆蓋面最廣的一種數(shù)控機(jī)床，約占數(shù)控機(jī)床總數(shù)的 25%。我國(guó)的制造業(yè)起步晚、基礎(chǔ)差，但近二十年來(lái)，我國(guó)投入了巨大的人力物力，并取得了驕人的成績(jī)。 這一 技術(shù)使生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)效率 、產(chǎn)品成本及工人勞動(dòng)強(qiáng)度等方面問(wèn)題得以明顯改 善，特別是針對(duì)對(duì)市場(chǎng)化生產(chǎn)的小批量、多品種特點(diǎn)，有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。控制系統(tǒng)根據(jù)需要，可以選取用標(biāo)準(zhǔn)的工作控制計(jì)算機(jī)，也可以設(shè)計(jì)專用的微機(jī)控制系統(tǒng)。 本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 論文作者簽名： 日期： 年 月 日 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書(shū) 本人完全了解徐州工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學(xué)院所擁有。 該設(shè)計(jì) 從確定小 型數(shù)控 車(chē) 床的方案入 手 ，設(shè)計(jì) 進(jìn)給 系統(tǒng)的裝配圖和主要零件 圖 。數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床。但同時(shí)也要看到，我們國(guó)家的制造業(yè)和西方發(fā)達(dá)資本主義國(guó)家的制造業(yè)還有差距，而且在某種層度上說(shuō)，差距還很大，這就要求我們國(guó)家還要付出更大的努力去提高我國(guó)的制造 業(yè)在世界制造業(yè)中的地位，使我國(guó)的制造業(yè)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展能夠發(fā)揮更大的作用，為人民和人類(lèi)帶來(lái)更大的幫助。數(shù)控機(jī)床 是集機(jī)械、電氣、 液壓 、氣動(dòng)、微電子和信息等多項(xiàng)技術(shù)為一體的 機(jī)電一體化 產(chǎn)品。合理設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；完成進(jìn)給部件（包含滾珠絲杠螺母副、燕尾槽導(dǎo)軌、導(dǎo)軌防護(hù)罩等）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及總圖和零件圖；完成主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算；完成二萬(wàn)字的畢業(yè)論文及 5000字的譯文。數(shù)控車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械主體部分直線導(dǎo)軌和滾珠絲杠，聯(lián)軸器，工作臺(tái)面。普通車(chē)床的主要組成部件有：主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。 采用滾珠絲杠副，滾珠絲杠直接與聯(lián)軸器連接。交流伺服電動(dòng)機(jī)主要由 一個(gè)用以產(chǎn)生磁場(chǎng)的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個(gè)旋轉(zhuǎn)電樞或轉(zhuǎn)子組成。 交流伺服電動(dòng)機(jī)使用時(shí)，激磁繞組兩端施加恒定的激磁電壓 Uf，控制繞組兩端施加控制電壓Uk?，F(xiàn)就二者的使用性能作一比較 。 步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。 下面是選擇電機(jī)時(shí)應(yīng)滿足的條件： （ 1）機(jī)床無(wú)負(fù)載時(shí)，加在電動(dòng)機(jī)上的力矩應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)的連續(xù)額定力矩的 50%一下。 這里我們依據(jù)負(fù)載來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)。 無(wú)論是否在切削，是垂直軸還是水平軸， F 值取決于工作臺(tái)的重量，摩擦系數(shù)， F 值還與平衡錘有關(guān)。其特點(diǎn)如下： 1）具有獨(dú)特的磁極形狀，使轉(zhuǎn)矩波動(dòng)最??； 2）外面沒(méi)有機(jī)殼，定于鐵心直接在空氣中冷卻，這種結(jié)構(gòu)使電動(dòng)機(jī)溫升能減到最低； 3）具有高的轉(zhuǎn)矩 /慣量比，能承受高的加減速； 4）由于采用了集中磁力線機(jī)構(gòu)，在保證高輸出轉(zhuǎn)矩的情況下，電動(dòng)機(jī)體積小而且重量輕； 5）由于采用高頻脈寬調(diào)制控制，電動(dòng)機(jī)只有很低的噪聲和振動(dòng)。內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的每個(gè)螺母有 2 列、 3 列、 4 列、 5 列等幾種，每列只有一圈；外循環(huán)每列有 圈、 圈和 圈等 幾種。滾動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜制造成本高。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、絲桿剛性較好。 滾珠絲杠副特點(diǎn) 滾珠絲杠副是一種新型螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其具有螺旋槽的絲杠與螺母之間裝有中間傳動(dòng)元件 — 滾珠。 滾珠絲杠副是用 日本 制造的世界最高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來(lái)的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面 ,對(duì)溫度、濕度進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。我國(guó)生產(chǎn)的滾珠絲杠副的螺紋滾道有單圓弧形和雙圓弧形。由于加工其型面的砂輪修整和加工、檢驗(yàn)均比較困難，故加工成本較高。設(shè)計(jì)細(xì)長(zhǎng)絲杠時(shí)，應(yīng)考慮防止或減小自重彎曲變形的措施。 （ 8）用內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副，必須使絲杠螺紋兩端中至少有一端的滾珠螺紋是通牙，并該端所有外圓尺寸均小于絲杠螺紋底徑 d2,否則無(wú)法裝配螺母。 雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式 可實(shí)現(xiàn)定量調(diào)整即可進(jìn)行精密微調(diào)，使用中調(diào)整方便。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷稱為臨界載荷 22()acr EIF l??? 式（ ） 其中 E=206Gpa L= 44 841 1064 64a dIm?? ?? ? ? ? 式（ ） 取23? ? 則2 9 8 52206 10 10 102( )3crFN? ?? ? ?? ? ?? 安全系數(shù)5 1 10crmFS F ?? ? ?? 式（ ） 由 [S]=，顯然 S[S]成立，故絲杠是安全的 ,不會(huì)失穩(wěn) （ 2）速長(zhǎng)絲杠工作時(shí)可能發(fā)生共振，因此需驗(yàn)算其不會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速 — 臨界轉(zhuǎn)速 crn ，要求絲杠的最大轉(zhuǎn)速 crn?maxn ? ? m i n/32uldf5011n22212ccr ??????? ????? 式（ ） 所以 crn?maxn 所以絲杠不會(huì)發(fā)生共振。密封可分為靜密封和動(dòng)密封兩大類(lèi)。根據(jù)潤(rùn)滑膜壓力的產(chǎn)生方式不同又可分為流體動(dòng)壓潤(rùn)滑（靠摩擦表面的幾何形狀和相對(duì)運(yùn)動(dòng)由粘性流體的動(dòng)力作用產(chǎn)生 壓力平衡 外載荷 )和流體靜壓潤(rùn)滑 (由外部將一定壓力的流體送入摩擦表面間 ， 靠流體的靜壓平衡外載荷）兩種 ； 邊界摩擦 潤(rùn)滑 ， 摩擦表面間存在一層薄膜 (邊界膜 )時(shí)的潤(rùn)滑狀態(tài)；它可分為吸附膜（潤(rùn)滑劑中的極性分子吸附在摩擦表面所形成的膜，包括物理吸附膜和化學(xué)吸附膜）和 化學(xué)反應(yīng) 膜（潤(rùn)滑油中的添加劑與金屬表面起化學(xué)作用生成能承受較大載荷的表面膜）兩類(lèi)。防護(hù)套的形式有折疊式密封套、伸縮套管和伸縮擋板。此種方式用于絲杠較長(zhǎng)的情況，當(dāng)熱變形造成絲杠伸長(zhǎng)時(shí)，其一端固定，另一端能作微量的軸向浮動(dòng)，安裝時(shí)應(yīng)注意使推力軸承端遠(yuǎn)離熱源及絲杠的常用段，以減少絲杠熱 變形的影響。滾珠絲杠一般配用標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承。因此在輕載時(shí)應(yīng)用廣泛。推力軸承一般軸向承載能力很強(qiáng)，支承剛度很大，但極限轉(zhuǎn)速較低，運(yùn)動(dòng)造勢(shì)較大。相反地，油粘度低，潤(rùn)滑油膜厚度不 好，則縮短。但是，脂徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 潤(rùn)滑有可以簡(jiǎn)化軸承周?chē)Y(jié)構(gòu)的特長(zhǎng)，將脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑的利弊比較。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。 （ 4） 非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器 在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時(shí)有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強(qiáng)度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場(chǎng)合 （ 5） 金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器：除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或 低溫場(chǎng)合。這將直接影響聯(lián)軸器類(lèi)型的選擇 ,是選型的首要依據(jù)之一。 (6)聯(lián)軸器的可靠性 ,使用壽命和工作環(huán)境。 表 28 聯(lián)軸器性能 類(lèi)別 聯(lián)軸器名稱 轉(zhuǎn)矩范圍 軸徑范圍 mm 最高轉(zhuǎn)速r/min 特點(diǎn)及應(yīng)用說(shuō)明 固定式 套筒聯(lián)軸器 圓錐銷(xiāo) 3~4000 平鍵 71~5000 半圓鍵 8~450 花鍵 150~12500 4~100 20~100 10~35 25~102 一般小于等200~250 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，徑向尺寸小，成本低。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(dòng)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(xiāo)套筒聯(lián)軸器 。 (2)聯(lián)軸器連接的軸系及其運(yùn)轉(zhuǎn)情況。當(dāng)實(shí)際載荷超過(guò)事前限定的載荷時(shí)，保險(xiǎn)環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截?cái)噙\(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，從而保護(hù)機(jī)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(lái)聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械傳動(dòng)件。滾動(dòng) 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(lái)的熱，冷卻。60 接觸角推力角接觸軸承， 代號(hào) 7202AC 型。此類(lèi)軸承一般分為兩種一種是滾道開(kāi)在內(nèi)圈上，一種是滾道開(kāi)在外圈上。滾動(dòng)軸承一般 由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)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(duì)絲杠的熱變形較為敏感。在該畢業(yè)設(shè)計(jì)中，要綜合各方面的因素，和實(shí)際工作情況，并結(jié)合生產(chǎn)一線的反饋信息，對(duì)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(lái)防止灰塵及雜質(zhì)