【文章內(nèi)容簡介】 件。而且此軸承在實(shí)際工作中需要在心軸上來回運(yùn)動，為了不劃傷心軸，因此要求軸承的內(nèi)孔頂尖處為圓弧并且與兩側(cè)的傾斜面圓滑過渡。以下為特殊軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖 3— 5 軸承結(jié)構(gòu) 圖 3— 6 軸承結(jié)構(gòu) 光杠傳動部分實(shí)際工作過程 該光杠傳動部分與傳統(tǒng)的絲杠、光杠傳動的目的都一樣，都是為了實(shí)現(xiàn)周向運(yùn)動向軸向運(yùn)動的轉(zhuǎn)變，然而它與普通的傳動方式是不一樣的。普通的絲杠以及光杠傳動，傳統(tǒng)的絲杠傳動都是利用一個絲杠螺母副就能實(shí)現(xiàn)周向運(yùn)動向軸向運(yùn)動的轉(zhuǎn)變，而傳動的光杠一般都是利用軸上鍵槽等來實(shí)現(xiàn)周向軸向運(yùn)動的轉(zhuǎn)變， 然而此光杠傳動系統(tǒng)則是利用軸上零件與軸外表面之間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)周向運(yùn)動向軸向運(yùn)動的轉(zhuǎn)變。 之所以能靠軸上零件與軸之間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)周向運(yùn)動向軸向運(yùn)動的轉(zhuǎn)變與軸上零件的裝配關(guān)系有很大聯(lián)系，軸承與軸的轉(zhuǎn) 配關(guān)系見下圖。 圖 3— 7 靜止位置 圖 3— 8 工作位置 上面介紹了此傳動系統(tǒng)的中的特殊零件軸承，其軸承的內(nèi)圈與傳統(tǒng)的軸承內(nèi)圈的最大區(qū)別就是，此系統(tǒng)中采用的軸承內(nèi)圈為 V 字型，正是此 V字型軸承才能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的轉(zhuǎn)變， 在安裝的過程一定要保持軸承與心軸之間有一定的夾角，此夾角的大小為軸承 V 角的一般，這樣剛好能保證軸承與心軸之間有足夠的摩擦力，恰恰是因?yàn)檩S承的傾斜安裝，使得軸承內(nèi)圈與軸的接觸部分形成了螺旋線，這樣就使得心軸在轉(zhuǎn)動的過程中依靠心軸與軸承之間的摩擦力和 心軸與軸承之間形成的螺旋線從而來推動軸承在心軸上的左右移動，其原理如下圖所示： 圖 3— 9 工作原理 假設(shè)中間的長桿還未釘死，可以在支架內(nèi)轉(zhuǎn)動。用右手在右端順時針擰動桿件（如同擰緊一顆螺釘），則一號掛環(huán)幾乎在原地隨桿的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，而 2 號、 3號掛環(huán)將在一邊隨著桿轉(zhuǎn)動并向左端前移。傾斜的越厲害則左移的速度越快。 而此傳動系統(tǒng)中的工作就是利用這個原理（摩擦副）。而此系統(tǒng)用的是軸承內(nèi)圈，但是其內(nèi)圈的內(nèi)徑不是直的，而是圓弧，正如這個掛環(huán)。 圖 3— 10 軸承與軸承套配合 圖 3— 11 軸承套與箱體裝配 通過 軸承套與箱體的固定來帶動箱體在軸線上做往復(fù)直線運(yùn)動，當(dāng)外箱移動到一端的時候，通過箱體下?lián)Q向壁上碰輪碰到定位塊，來迫使換向壁改變方向，從而帶動軸承套改變與軸承夾角，從而改變軸承與心軸的夾角，使得螺旋線的方向發(fā)生改變，從來實(shí)現(xiàn)來回往復(fù)直線運(yùn)動。其箱體的受力平衡是通過心軸后端導(dǎo)軌來實(shí)現(xiàn)的。 圖 3— 12 整體結(jié)構(gòu) 該光杠傳動系統(tǒng)的特點(diǎn) 此傳動機(jī)構(gòu)主要用于排線器上，從主機(jī)拉出來的線經(jīng)過排線器頂部導(dǎo)輪，（筒）纏繞在收線盤上，光杠的動力最好由收線軸傳給，其速比可根據(jù)用戶需求自行配比，一般應(yīng)在 1： 1— 1： 5 范圍 內(nèi)。光杠排線器的動力也可單獨(dú)設(shè)計，特殊情況下，也可使排線器帶動收線盤運(yùn)動，從主機(jī)放出的線不動， 排線器帶動線纜行走到收線盤邊緣時換向壁上碰輪碰到定位塊實(shí)現(xiàn)瞬間換向，時間不超過一秒。適用于 1200 轉(zhuǎn) /分高速工作場合，滿足于往復(fù)運(yùn)動極為頻繁的場合。 無級調(diào)節(jié)：收線軸帶動排線器旋轉(zhuǎn)，根據(jù)所盤線徑大小，只需調(diào)動節(jié)距調(diào)節(jié)器即可得到所盤線節(jié)距，達(dá)到盤線均勻，無游動間隙。 瞬時換向：根據(jù)排線開檔的大小，只需調(diào)整換向撞塊的位置，當(dāng)換向碰輪移動到換向點(diǎn)時，即使換向，換向時間不越過一秒。 高速排線：排線器光杠最大線速度可達(dá) 3 米 /秒，適用于速度為 2 米 /秒以內(nèi) 結(jié)構(gòu)新穎：箱體采用兩開箱式，便于裝配，精度高，推力調(diào)整沒有獨(dú)特裝置，易于調(diào)節(jié)推力大小。 軸及軸承校核 基本額定壽命和基本額定動載荷 所謂軸承壽命，對于單個滾動軸承來說，是指其中一個套圈或滾動體材料首次出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕之前，一套圈相對于另一套圈所能運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)。 表 3— 1 由于對同一批軸承 (結(jié)構(gòu)、尺寸、材料、熱處理以及加工等完全相同 )，在完全相同的工作條件下進(jìn)行壽命實(shí)驗(yàn)，滾動軸承的疲勞壽命是相當(dāng)離散的，所以只能用基本額定壽命作為選擇軸承的標(biāo)準(zhǔn)?；绢~定壽命 ：是指一批相同的軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中 90%的軸承在發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕以前能運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù) (以轉(zhuǎn)為單位 )或在一定轉(zhuǎn)速下所能運(yùn)轉(zhuǎn)的總工作小時數(shù)。基本額定動載荷 C：當(dāng)軸承的基本額定壽命為轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的載荷值?；绢~定動載荷，對向心軸承，指的是純徑向載荷，并稱為徑向基本額定動載荷，用表示；對推力軸承，指的是純軸向載荷，并稱為軸向基本額定動載荷，用表示；對角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，指的是使套圈間只產(chǎn)生純徑向位移的載荷的徑向分量。不同型號的軸承有不同的基本額定動載荷值，它表征了不同型號軸承承載能力的大小。 表 3— 2 該曲線公式表示為： enh pcL )/)(60/10( 6? 1. 預(yù)期壽命 83008 ???hL =19200 小時 ?合F NFF rr 2 55 22212 ?? 2. 當(dāng)量動載荷，取 ?pf 因?yàn)?21 rr FF ? ，所以只需校核載荷大的壽命 NFfp rp 3 0 6 2??? 合 3. 基本額定動載荷 取 取 310?? ，則 310611 1060 hlnpC ?= 軸 6308 的 rC =＞ C1可知合格 軸強(qiáng)度校核 圖 3— 13 心軸結(jié)構(gòu) （ 1) 判斷危險截面 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)中采用的軸沒有任何的鍵槽和軸肩等改變軸直徑的，所以不會因?yàn)閼?yīng)力集中來影響軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的。 因?yàn)樵撦S屬于細(xì)長軸類，因此主要校核該軸的抗彎強(qiáng)度，及抗扭強(qiáng)度。 截面上的扭曲 T為 T=960000 N mm 式 3— 1 截面上的彎曲應(yīng)力 WM/?? 式 3— 2 =133561/27463 MPa = MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 WT/?? 式 3— 3 =960000/54928 MPa = MPa 由手冊可得軸的材料的沒敏性系數(shù)為 ?? ， ?? 有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ）（ 1q1k ??? ??? ? 式 3— 4 =1+（ ） = ）（ 1q1k ??? ??? ? 式 3— 5 =1+（ ） = 由手冊可得尺寸系數(shù) ??E ；扭轉(zhuǎn)系數(shù) ??E . 軸安磨削加工，由手冊得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 又由手冊得材料特性系數(shù) ψσ =~, 取ψσ = ψτ =~, 取ψτ = 于是，計算安全系數(shù) Sca 值，按 公式 則得 ）（ mKS ???? ???? ?? ? /1 式 3— 6 =275/（ + 0） = )/( m1 ???? ???? ?? ? KS 式 3— 7 =155/（ + ） = /2222????????SSSSSS ca ???? 式 3— 8 故可知其安全。 故該軸在截面的強(qiáng)度也是足夠的。因?yàn)樵撓到y(tǒng)無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性。因此該軸的強(qiáng)度符合要求。 4. 設(shè)計總結(jié) 本設(shè)計采用滾動摩擦副光杠傳動機(jī)構(gòu)，它包括光杠軸，深溝球軸承，依靠軸承內(nèi)圈的特殊結(jié)構(gòu)，以及軸承和光杠軸之間的特殊配合關(guān)系，從而來實(shí)現(xiàn)力的傳遞，把光杠的周向轉(zhuǎn)動通過軸承傳遞到機(jī)箱，從而實(shí)現(xiàn) 了周向力向軸向力的轉(zhuǎn)變?？梢蕴娲鷤鹘y(tǒng)的光杠傳動機(jī)構(gòu)（如機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中的光杠傳動機(jī)構(gòu)），不僅可以提高傳動效率，而且可以延長光杠傳動系統(tǒng)的使用壽命，并可在一定程度上替代滾珠花鍵傳動機(jī)構(gòu)；其中的光杠傳動系統(tǒng)不會出現(xiàn)卡死或卡阻現(xiàn)象，而且能夠?qū)崿F(xiàn)在往復(fù)運(yùn)動的轉(zhuǎn)變過程，不需要改變光杠軸的轉(zhuǎn)向。 5. 致謝 本設(shè)計在牛老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下也已完成，從課題的選擇、方案論證到具體設(shè)計和調(diào)試，無不凝聚著牛老師的心血和汗水，在五年本科的學(xué)習(xí)和生活期間，也始終著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向牛艾青老師 表示深深的感謝和崇高的敬意。 正所謂不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利的完成，在此向河南科技學(xué)院、機(jī)電學(xué)院的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們對我這幾年的悉心栽培。 參考文獻(xiàn) ［ 1］羅宗澤 羅圣國 機(jī)