【正文】 Fyj=1/3Fm=1/3? = 又 L。為導(dǎo)軌摩擦系數(shù)； i為齒輪傳動(dòng)降速比； η 為傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，一般取 η =~； L。M 為工作臺(tái)質(zhì)量（ kg） .由于 L。t 為運(yùn)動(dòng)部件從靜止啟動(dòng)加速到最大快進(jìn)速度所需的時(shí)間（ s） 。因此，脈沖當(dāng)量應(yīng)根據(jù)機(jī)床精度的要求來(lái)確定， CA6140 的定位精度為177。而 ? =90176。 當(dāng)量動(dòng)載荷 P的計(jì)算公式是： P= raF yf? （ 314） 表 軸承滾動(dòng)當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算的 X,Y值 雙列軸承 Fa/Fr≤ e Fa/Fre Y X Y X Y 1 2 2 當(dāng)量動(dòng)載荷式中 Fr 為徑向載荷， N； Fa 為軸向載荷， N； X， Y分別為徑向動(dòng)載荷系數(shù)和軸向動(dòng)載荷系數(shù)，可由上表查出。不同可靠度，特殊軸承性能和運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)其壽命可對(duì)基本額定壽命進(jìn)行修正，稱(chēng)為修正額定壽命。 減速器簡(jiǎn)圖 圖 33 減速器簡(jiǎn)圖 軸承的選擇 ．選型 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 深溝球軸承 GB27682 圖 34 深溝球軸承 （ 1）減速器輸入端的軸承選擇： d=18mm，則其型號(hào)為：， 深溝球軸承型號(hào) d D B 額定動(dòng)負(fù)荷 C 額定靜負(fù)荷 C。 由任務(wù)書(shū)中可知縱向和橫向的脈沖當(dāng)量分別為： 縱向 橫向 為減少減速機(jī)構(gòu)的體積設(shè)定中心距 A=(z1+z2)m/2= 其中 m= z1+z2=90(齒 ) 則以橫向脈沖計(jì)算為例 i=z1/z2=45/45 時(shí)，則脈沖當(dāng)量為 i=z1/z2=40/50 時(shí)，則脈沖當(dāng)量為 i=z1/z2=30/60 時(shí)，則脈沖當(dāng)量為 因此縱向與橫向的減速機(jī)構(gòu)可以相同，為了降低成本將橫縱減速器結(jié)構(gòu)設(shè)置為一樣。 11180。 I 為截面慣性矩，對(duì)絲杠圓截面 I=π d14 /64（ mm4 ） (d1 為絲杠的底徑 )； L為絲杠的最大工作長(zhǎng)度（ mm） 。 =12mm；fm為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，因?yàn)榇藭r(shí)是有沖擊振動(dòng)，所以取 fm=。且深抗力 Fy 與縱向進(jìn)給方向垂直，影響加工精度或已 加工表面質(zhì)量。 （ 5） 定位精度和重復(fù)定位精度高 由于滾珠絲杠副具有傳動(dòng)效率高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可以預(yù)緊等特點(diǎn)，所以滾珠絲杠副在工 作過(guò)程中溫升較小，無(wú)爬行。與滑動(dòng)絲杠副或液壓缸傳動(dòng)相比，有以下主要特點(diǎn)： （ 1） 傳動(dòng)效率高 滾珠絲杠的傳動(dòng)效率可達(dá) 85%~98%，為滑動(dòng)絲杠副的 2~4 倍，由于滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率高，對(duì)機(jī)械小型化，減少啟動(dòng)后的顫動(dòng)和滯后時(shí)間以及節(jié)約能源等方面，都具有重要意義。但將通車(chē)床手動(dòng)刀架，還可用作數(shù)控機(jī)床微機(jī)控制元件。 (3) 拖板 拖板是數(shù)控系統(tǒng)直接控制的對(duì)象，不論是點(diǎn)位控制還是連續(xù)控制，對(duì)被加工零件的最后坐標(biāo)精度將受拖板運(yùn)動(dòng)精度、靈敏度和穩(wěn)定性的影響。選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí)主要是根據(jù)數(shù)控改造后機(jī)床要達(dá)到的各種精度、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率和用戶(hù)的要求 ,所以依據(jù)改造的具體要求選用上海通用數(shù)控公司 KT400T經(jīng)濟(jì)型車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)和 KT300 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置 . 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 3 機(jī)械部分的改造 為了充分發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)性能，保證改造后的車(chē)床在系統(tǒng)控制下重復(fù)定位精度，微機(jī)進(jìn)給無(wú)爬行，使用壽命長(zhǎng)、外型美觀，機(jī)械部分作了如下改動(dòng)。閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上比開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)復(fù)雜，成本也高，對(duì)環(huán)境室溫要求嚴(yán)。 機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造主要解決的問(wèn)題 (1) 恢復(fù)新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。 數(shù)控機(jī)床在機(jī)械加工行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。美國(guó)得寶公司已在中國(guó)開(kāi) 辦公司。 我國(guó)目前機(jī)床總量 380余萬(wàn)臺(tái)，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有 萬(wàn)臺(tái)，即我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率不到 3％。近 10年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī) 床年產(chǎn)量約為 ～ 萬(wàn)臺(tái)，年產(chǎn)值約為 18 億元。在日本，機(jī)床改造業(yè)稱(chēng)為機(jī)床改裝（ Retrofitting）業(yè)。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，一方面是全功能、高性能；另一方面是簡(jiǎn)單實(shí)用的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，具有自動(dòng)加工的基本功能，操作維修方便。 西 安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 數(shù)控系統(tǒng)主要有三種類(lèi)型，改造時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。設(shè)計(jì)和調(diào)試都比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)難。 (1) 床身 為了使改造后的機(jī)床有較高 的開(kāi)動(dòng)率和精度保持性，除盡可能地減少電器和機(jī)械故障的同時(shí)，應(yīng)充分考慮機(jī)床零件、部件的耐磨性，尤其是機(jī)床導(dǎo)軌的耐磨性。對(duì)于應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)作拖動(dòng)元件的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)尤其是這樣。刀架體積小，重復(fù)定位精度高，適用于強(qiáng)力車(chē)削并安全可靠。 （ 2） 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 滾珠絲杠副在工作過(guò)程中摩擦阻力小，靈敏度高，而且摩擦系數(shù)幾乎與運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，啟動(dòng)摩擦力矩與運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力矩的差別很小 。并可消除軸向間隙和對(duì)絲杠進(jìn)行預(yù)緊拉伸以補(bǔ)償熱膨脹，能獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精度。進(jìn)給抗力 Fx 與進(jìn)給方向平行且相反指向，設(shè)計(jì)或校核進(jìn)給系統(tǒng)是要用它。 V縱向 =? 1400r/min=2226mm/min n縱向 =v 縱向 ? 1/2 /L。fz 為絲杠的支撐方式系數(shù)由表 31查得。+10180。 ．軸的計(jì)算：（縱向輸入軸） 由公 （ 311） =34550005? = 在這里， d 為軸的直徑 (mm),T 為軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（ ） , [? ]為軸材料的許用切應(yīng)力（ MPa） ,則縱向輸入軸軸徑取 18mm,輸出軸 軸徑取 25mm 對(duì)于橫向輸入軸： D輸入 =3 ][5?T （ 312） 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 =345160005? =12mm 橫向輸入軸軸徑可取 18mm，輸出軸軸徑可取 25mm。 極限轉(zhuǎn)速（脂潤(rùn)滑） 1000803 18 26 5 1700N 1050N 19000r/min （ 2）減速器輸出端的軸承選擇： d=25mm 則其 悶蓋 計(jì)算公式： 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 35 悶蓋 D0=D+(2~)d3+2S2 （ 313） 2D = 0D +(~3)d3 4D =(~)D d。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定將基本額定壽命一百萬(wàn)轉(zhuǎn)（ 106 r）時(shí)軸承所能承受的恒定載荷取為基本額定動(dòng)載荷 C。 上表中， e 是一個(gè)判斷系數(shù)，它是適用于各種 X,Y 系數(shù)值的 Fa/Fr 極限值。 的推力軸承只能承受軸向力，其當(dāng)量動(dòng)載荷 Pa=Fa。 ，因此選用的脈沖當(dāng)量為 ~ 。vmax 為運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度（ mm/min） 。 =1cm,M=90kg 則 ： JG=（ ?2。為滾珠絲杠的基本導(dǎo)程（ cm）。 =10mm ， η = 則 M。 =6mm , i=1 , δ p= ? θ b ≤ 初選電機(jī)型號(hào)為 :110BYG5602 橫向電機(jī) 步距角 相數(shù) 驅(qū)動(dòng)電壓 電流 110BYG5602 5 80V 3A 靜轉(zhuǎn)矩 空載起動(dòng)頻率 空載運(yùn)行頻率 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 重量 16 2500 ≥ 35000 16kg 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 42 電機(jī)簡(jiǎn)圖 距頻特性 (1)力矩的折算 1)空載摩擦力矩 Mkf kfM =Gf180。 = ?? ? =115 (2)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的折算 1)滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js= L? 103? ? 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 D=4cm L=26cm ? Js= L? 103? =(4)4 26? 103? = 2)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JG= 22( ）。時(shí)，齒盤(pán) 5完全脫開(kāi)，此時(shí)銷(xiāo)釘準(zhǔn)確進(jìn)入圓套 9中的凹槽中，帶動(dòng)刀架體轉(zhuǎn)位。］ h=200MPa，［ 240。 11′ 38″ 蝸桿軸向齒距： PA= m? =； (56) 蝸桿齒頂圓直徑： *11 2 d h m m m? ? ? ? (57) 蝸桿齒根圓直徑： 1 1 2( * * ) d ha c m m m? ? ? ? （ 58） 蝸桿軸向齒厚： 1/ 2aSm?? = (59) 蝸桿軸向齒距： 1 m m m m m??? ? ? （ 510） ⑵蝸輪 蝸輪齒數(shù)： Z2 =45 變位系數(shù)Χ =0 驗(yàn)算傳動(dòng)比： i=2z /1z =45/1=45 (511) 蝸輪分度圓直徑： d2=mz2= 72mm (512) 蝸輪喉圓直徑： da2=d2+2ha2= (513) 蝸輪喉母圓直徑： rg2=a1/2 da2 =501/2? = (514) 蝸輪齒頂圓直徑： 2 2 2 * d ha m mm? ? ? （ 515） 蝸輪齒根圓直徑： 2 2 2( * _ * ) 68 .1 6df d ha c m m m? ? ? (516） 蝸輪外 圓直徑：當(dāng)在 z=1時(shí)， 2 2 2 78 .4de da m mm? ? ? （ 517） 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 蝸桿軸的設(shè)計(jì) 蝸桿軸的材料選擇，確定許用應(yīng)力 考慮軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，為普通用途中小功率減速傳動(dòng)裝置。ь］ 1=55MPa 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑 ][ 13?? ?eMd 查 文獻(xiàn) [9]表 15— 1，取 45號(hào)調(diào)質(zhì)剛的許用彎曲應(yīng)力 60][ 1 ??? ，則 mmmmd B 33 ???? mmmmd C 10596 33 ???? 由于軸的平均直 徑 為 34mm，因此該軸安全。 (b) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。 (c) 工藝性好。 選用 45號(hào)鋼，正火處理， ? ? 600b MPa?? ， ［ 240。 d1=d5 同一軸上的軸承選用同一型號(hào)，以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類(lèi)型。傳動(dòng)中心距： ? ? 23 2 ()E HZZa kT ??? (51) （ 1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距 T2 按 Z1=2，估取效率η =，則 T2=T*η*i= (52) （ 2）確定載荷系數(shù) K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù) Kβ=1；由使用系數(shù)KA表從而選取 KA=； 由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù) KV=；則 K=KA*Kβ*KV=1**=≈ (53) （ 3）確定彈性影響系數(shù) ZE 因選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故 12160EZ MPa? （ 4）確定接觸系數(shù) Zρ 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 d1和傳動(dòng)中心距 a的比值 1da =，從而可查出 Zρ=。、 1801