【正文】 )(39。/tg(2186。 11180。 =（ ） = l == c=? = r= = n=? = 為了更好得使輸入軸與輸出軸嚙合且因 D1=〉 d=18 的原因會導(dǎo)致齒輪的剛度下降，采用圖 32形狀，以下輸出軸與輸入軸均采用這種圖 B結(jié)構(gòu)。軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞步剝落擴(kuò)展跡象前院運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)數(shù)稱為軸承壽命（指的是兩個(gè)套 圈間的相對轉(zhuǎn)數(shù)或相對轉(zhuǎn)速）。試驗(yàn)證明，軸承 Fa/Fr≤ e 或 Fa/Fre 時(shí)其 X,Y 值是不同的。 4 步進(jìn)電機(jī)的選擇 26 4 步進(jìn)電機(jī)的選擇 縱向步進(jìn)電機(jī)的選擇 確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 脈沖當(dāng)量是指一個(gè)進(jìn)給脈沖使機(jī)床執(zhí)行部件產(chǎn)生的進(jìn)給量，它是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個(gè)基本技術(shù)參數(shù)。為絲杠導(dǎo)程（ cm） 。為滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動效率，一般取 η 。 2 )() Fyj=1/3Fm=1/3? = L。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 圖 螺旋升降式四方刀架 蝸桿及蝸輪的選用與校核 選擇傳動的類型 考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速較低，選用 2A 蝸桿，精度 8 級，GB1008988 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 選擇材料和確定許用應(yīng)力 由《機(jī)械基礎(chǔ)》表 174查得蝸桿選用 45鋼，表面淬火，硬度為 45～ 55HRC，蝸輪齒圈用 ZCuSn10P1 砂模鑄造， 為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵 HT150制造。 d1=d5 同一軸上的軸承選用同一型號，以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類型。、 180176。 /2πη i G=60? 10=600N f180。附加摩擦力矩 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 MO=i2??。）步 ]，對于軸、軸承、齒輪、聯(lián)軸器，絲杠等圓柱體的轉(zhuǎn)動慣量 計(jì) 算 公 式 為 J= 8 2McD ( 2 ),對 于 鋼 材 ， 材 料 密 度 為? 103? ( ),則上式轉(zhuǎn)化為 J= L? 103? ( ),式中：Mc 為圓柱體質(zhì)量（ kg） 。由此可列出當(dāng)軸承的當(dāng)量動載荷為 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= n60106 ?)(PC = n16670 ?)(PC h 應(yīng)取 L10h≥ Lh. L’ h 為軸承的預(yù)期壽命。在當(dāng)量動載荷作用下，軸承壽命與實(shí)際聯(lián)合載荷下軸承的壽命相同。 軸承蓋的設(shè)計(jì) 悶蓋 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 計(jì)算公式： 圖 35 悶蓋 D0=D+(2~)d3+2S2 （ 313） 2D = 0D +(~3)d3 4D =(~)D d。 綜上可知：縱向與橫向可用一種減速機(jī)構(gòu)?？v =1106? 1/2 / 5 =L=60nt/106 =1106? ? 15000 /106 = C =3L fm? Fm=? ? = ?初選滾珠絲杠型號為 :CD50 其基本參數(shù)為 Dw = ， λ =2176。 =8mm,dm=63mm,λ =2186。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 )(39。所以滾珠絲杠副運(yùn)動平穩(wěn)，啟動時(shí)無顫 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 動，低速時(shí)無爬行。但將影響其傳動平穩(wěn)性，而且這種調(diào)整法的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳動剛度低。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)動電機(jī)的功率和用戶的要求 ,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)型車床數(shù)控系統(tǒng)和 KT300 步進(jìn)驅(qū)動裝置 . 3 機(jī)械部分的改造 6 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，保證改造后的車床在系統(tǒng)控制下重復(fù)定位精度，微機(jī)進(jìn)給無爬行，使用壽命長、外型美觀，機(jī)械部分作了如下改動。 (4) 技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或?yàn)榱耸褂眯鹿に嚒⑿录夹g(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。 研究意義 企業(yè)要在當(dāng)前市場需求多變，競爭激烈的環(huán)境中生存和發(fā)展就需要迅速地更新和開發(fā)出新產(chǎn)品，以最低價(jià)格、最好的質(zhì)量、最短的時(shí)間去滿足市場需求的不斷變化。 我國目前機(jī)床總量 380 余萬臺，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有 萬臺，即我國機(jī)床數(shù)控化率不到 3％。我國的機(jī)床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線 (1)縱向和橫向滾珠絲杠的選型及校核。設(shè)計(jì)和調(diào)試都比開環(huán)系統(tǒng)難。對于應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)作拖動元件的開環(huán)系統(tǒng)尤其是這樣。拆除原拖板箱，利用此位置安裝新拖板箱，新拖板箱除固定 在 滾珠絲杠的螺母 上 。 （ 7） jmaxM 使用壽命長 滾珠絲杠和螺母的材料均為合金鋼，螺紋滾道經(jīng)過熱處理，并淬硬至 HRC5862,經(jīng)磨削達(dá)到所需的精度和表面粗糙度。L0 為絲杠的基本導(dǎo)程，查資料得 L。 = 2 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 δ 2 采用有預(yù)緊的方式， 因此用公式 δ 2= ?3 2?DwFyjZFm (38) =3 ??? = 在這里 yjF =1/3Fm=1/3? =597N Z=π dm/Dw=? 63/= ZΣ =? ? 1= 絲杠的總變形量 δ =δ 1+δ 2=+= 查表知 E級精度絲杠允許的螺距誤差為 ,故所選絲杠合格。 Fm? L/EA = 177。 =? = D。不同可靠度，特殊軸承性能和運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)其壽命可對基本額定壽命進(jìn)行修正，稱為修正額定壽命 。 的圓柱滾子軸承與滾針軸承只能承受徑向力，當(dāng)量動載荷Pr=Fr。初選電機(jī)型號時(shí)應(yīng)合理選擇 θ b 及 i, 并滿足： θ b ≤(δ p? i? 360)/L0 （ 41） 由上式可知： θ b ≤δ p? i? 360/L0 =360? ? 1/10 =176。 L=130mm J輸出 =? ? 13? 103? = 。 ）， Tcp,Tl 為電機(jī)最大平均轉(zhuǎn)矩，負(fù)載轉(zhuǎn)矩（ ） f。?L M = 1 ）（ ? ? 60 =( ) (3)多脈沖減速裝置的轉(zhuǎn)動慣量折算 Z=30 d=mz=? 30=45mm J=? D ? L? 10 =? ? ? 10 = Z=40 d=mz=? 40=60mm J=? D ? L? 10 =? 6? ? 10 = Z=45 d=mz=? 45= J=? D? L? 10 =? ? ? 10 = Z=50 d=mz=? 50=75mm J=? D? L? 10 =? ? ? 10 = Z=60 d=mz=? 60=90mm J=? D ? L? 10 =? 9? ? 10 = 又由于 J輸入 = J輸出 = JD= 則 J? =Js+JG+JJ =58 Mka= J?ptbV ??? ?? ?36060 max2 ?102? vmax=? 1600=1248mm/min t= δ p= 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 θ b=176。 （ 5）確定許用應(yīng)力 [σH] 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 zcusn10p1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 齒面硬度＞ 45HRC，從而可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 [σH]‘=268MPA。Z? =，因?yàn)?39。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。 Tcp=5 Tl= 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 f0=2200Hz fn=30000Hz 則 T= ??? ???? ?? )( )( 33(300002200) = 所以選此步進(jìn)電機(jī)能滿足要求。?? 。ε為電機(jī)最大角加速度（ rad/s2 ） 。 的推力軸承只能承受軸向力，其當(dāng)量動載荷 Pa=Fa。也就是說，在基本額定動載荷作用下，軸承可以工作 106 r而不發(fā)生點(diǎn)蝕失效，其可靠度為 90%。 =(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(yīng)于高速度下平穩(wěn)回轉(zhuǎn)并要求有最高效率和低噪音，傳動效率為 99%。 =177。失穩(wěn)時(shí)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。 V縱向 =? 1400r/min=2226mm/min n縱向 =v 縱向 ? 1/2 /L。 （ 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(jìn)行一般的潤滑與防塵。使改造后的機(jī)床外型美觀、合理。因此，除了拖板及其配件精度要求較高外，還應(yīng)采取以下措施來滿足傳動精度和靈敏度要求?？筛鶕?jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，決定是否采用這種系統(tǒng)。 (3)主軸交流伺服電機(jī)的選擇與校核。在美國，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生（ Remanufacturing）業(yè)。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(qiáng)體力勞動的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類進(jìn)入信息社會奠定了基礎(chǔ)。在日本，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝（ Retrofitting）業(yè)。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 (2) NC 化，在普通機(jī)床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成 NC機(jī)床、 CNC 機(jī)床。在將角位移檢測元件與速度檢測元件和伺服電機(jī)作成一個(gè)整體時(shí)則無需考慮位置檢測裝置的安裝問題。 ② 在齒輪傳動中，為提高正、反傳動精 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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。與滑動絲杠副或液壓缸傳動相比，有以下主要特點(diǎn)： （ 1） 傳動效率高 滾珠絲杠的傳動效率可達(dá) 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(jī)械小型化，減少啟動后的顫動和滯后時(shí)間以及節(jié)約能源等方面，都具有重要意義。它包括滾珠絲杠的走刀抗力及與移動體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。考慮到簡易經(jīng)濟(jì)改裝，所以采用外循環(huán)。 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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）