【文章內容簡介】 FK — 載荷系數(shù) 查表 11? ， FK = HK — 動載荷硬度影響系數(shù) 查表 14? ， HK ? LK — 短行程系數(shù) 查表 15? ， LK ? nK — 轉速系數(shù) 1 / 3( / ) ?? n 工作轉速（ /minr ） ，加載時 n /mm s? ，則 n 0 .0 5 6 0 0 .3 / m in10 r??? 計算 h F H La nK K K KCFK? 3 . 1 0 7 2 1 . 2 1 . 0 1 . 0 6 0 0 0 0 4 6 6 1 04 . 8 N???? ? ? 51500aC ? N 即絲杠壽命符合條件。 絲杠強度計算 絲杠轉矩： 1T （ /Nmm ） 0 tan( ) / 2TFd ???? T? — 當量摩角 T? =1039。 3439。 ，取 T? 1739。? 0d — 絲杠公稱直徑 0 50d mm? ? — 絲杠螺旋角 21739。??? 計算 1T （ /Nmm ） 0 tan( ) / 2TFd ???? 14 40 00 50 t a n( 2 17 39。 17 39。) / 2 16 13 76 /N m m? ? ? ? ? ? 采用預緊，因此預緊產生的轉矩也要計算，預緊力為最大軸向力的 1/3，則 2201 / 3 ( ) / 2( 1 ) 47 69 /TT F d N m m? ? ?? ? ? ? 絲杠合轉矩 12 ( 161 376 476 9) / 166 145 /T T T N m m N m m? ? ? ? ? 當量應力 2223224( ) ( )0 .2FTdd? ??? 2d — 絲杠螺紋底徑 2022sd d e r? ? ? 50 2 0. 08 4 2 3. 09 6? ? ? ? ? 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 14 ? 計算 22234 1 4 4 0 0 0 1 6 7 1 9 5( ) ( )4 3 . 9 7 6 0 . 2 4 3 . 9 7 6? ???? ? aMp? 查表 15? ， 480 500saMp? ? ， ? ? (0. 2 0. 3) s??? 96 165? aMp 根據(jù)強度條件 ? ???? ，即 絲杠滿足強度條件。 絲杠的穩(wěn)定性 柔度計算 /r Li???? ? — 長度系數(shù) 查表 17? ， ? ? L? — 絲杠最大工作長度 1500L mm? ? 2 / 4 4 3 .9 7 6 4 1 0 .9 9 4id? ? ? ? 0F — 臨界載荷 計算 /r Li???? 0 .7 1 5 0 0 / 1 0 .9 9 4 9 5 .5? ? ? 85 90r? ? 時， 220 / rF EA??? E — 彈性模量 (E=206000MPa) A — 絲杠的危險截面面積 A 222 / 4 15 18 .8 7d m m??? 計算 220 / rF EA??? 339894N? 穩(wěn)定的合格條件 0 / 4FF? 0 / 339 894 / 600 00 ?? 絲杠符合穩(wěn)定性 條件。 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 15 絲杠的剛度 軸向載荷產生的軸向變形量 : jF FLEA? ? iL — 絲杠的計算長度，指 F和 T作用處到固定支撐端的距離，800iL mm? E — 絲杠材料彈性模量， 10E ?? A — 絲杠的計算截面面積， mm? ，直徑 0 50d mm? 2 2 20( ) / 4 ( 5 0 5 .9 5 3 ) / 4 1 5 2 4WA d D m m??? ? ? ? ? 計算51 4 4 0 0 0 8 0 0 0 .3 6 52 .0 7 1 0 1 5 2 4F mm? ????? 轉矩 T 產生的軸向變形 T? : 2 jhT pTLPGI? ?? hP — 絲杠的螺紋導程， 10hP mm? G — 絲杠材料的切變模量， 10G?? ? ? 4 440 / 3 2 ( ) 3 6 9 5 4 3pWI d D m m m m?? ? ? 計算2 jhT pTLPGI? ??=41 4 3 4 3 6 8 0 0 1 0 0 .0 0 62 8 .3 1 0 3 6 9 5 4 mm? ?? ?? ? ? 軸向載荷 F 使鋼球與螺紋流道產生的軸向變形量 a? : ? ?3 130 .3 1 0 Za WPKFZ D F? ??? ?（有預緊 / ? ） WD — 鋼球直徑， mm? Z — 工作臺螺母中的鋼球數(shù)， 78Z mjk?? ZK — 載荷分布不均勻系數(shù)，取 ? PF — 預緊力（ N），取 m a x / 3 40 00 0PF F N?? 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 16 計算? ?3 144 10 0078 3 400 00a mm? ? ?? ? ??? 支撐滾珠絲杠的軸承的軸軸向變形 : 圓錐滾子軸承的軸向變形量為： .0 0 0 6 1s in s inc u FL? ????? ? — 軸承接觸角， 28 4839。39? ?? F — 軸承軸向載荷 Z — 軸承滾去體數(shù)， 78Z? uL — 軸承有效長度， 1 2 15uL L r mm? ? ? 計算 0 . 90 . 8 0 . 9 0 . 90 . 0 0 0 6 1 4 4 0 0 0 1 0 . 5 7 71 5 7 8 s in 2 8 4 8 39。 3 9 s in 2 8 4 8 39。 3 9 c mm? ?? ? ??? 有預緊情況下軸向變形為接觸變形的 1/2， 即 39。 1 0 .2 8 82cc mm???? 總的軸向變形 : 39。 0 .3 6 5 0 .0 0 6 0 .2 8 8 0 .0 6 4 0 .7 2 3F T c a mm? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1mm? ? ， ? ???? 絲杠剛度符合條件。 絲杠的傳動效率功率 由轉動變?yōu)橐苿?: tantan( )T?? ??? ? 見圖 7? ， ?? 絲杠的驅動功率 : 3109550TP ? ?? ? ? 33143436 1 0 4 .5 0 1 09 5 5 0 0 .8 8 kW??? ? ?? 滾珠絲杠幾何參數(shù) 公稱直徑 0 50d mm? 導 程 10hP mm? 螺 旋 角 21739。??? 珠直徑 mm? 循環(huán)列數(shù) ?圈數(shù) 31? 額定靜載荷 217300oaCN? 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 17 滾珠絲杠螺紋外徑 10 ( 5 ) 48. 809Wd d D m m? ? ? ? 滾珠絲杠累紋底徑 2 mm? 滾珠絲杠軸頸直徑 1L 由結構確定 滾珠絲杠螺紋長度由結構確定 滾珠螺母螺紋底徑 20 2 2 5 6 .0 2 4nD d e r m m? ? ? ?， ?? 滾珠螺母螺紋內徑 3 0 0 ( ) 6D d d d m m? ? ? ? 滾珠螺母外徑 1D 具體螺母確定 每圈中的鋼球數(shù) 0 /( c os ) 26. 4 26Wm d D???? 取 工作螺母中的鋼球總數(shù) 26 3 78z mjk? ? ? ? 滾珠絲杠設計中應該注意的一些問題： 1）受力合理 為了保證定位精度，除考慮絲杠剛度外，還應在結構布軒上盡可能使用權 螺母和絲杠同樣受拉或受壓，以使兩者軸向變形方向一致減少螺母與絲杠之間的導程式變形量之差。此外，滾珠螺旋傳動應盡量避免隨徑向載荷，以免使絲杠彎曲，若絲杠上有齒輪等產生徑向載荷的元件，則應使其盡可能靠近絲杠的徑向軸承處。另外，要盡量減少絲杠，螺母所受的傾覆力矩，力求部件移動阻力的合力通過絲杠軸線。由于本試驗機采用雙絲杠，其阻力通過兩絲杠中心線，這要靠定位安裝及加工的尺寸精度。 2）防止逆轉 滾珠絲杠傳動反行程不能自鎖，為了使用權螺旋傳動受軸向中力后不發(fā)生逆轉，在此試驗機中采用了輪蝸桿 62:1 的傳動比，這種傳動比的蝸輪蝸桿可以起到自鎖作用。 3）安全裝置 本試驗機是采用垂直安裝的滾珠絲杠傳動，容易發(fā)生螺母從絲杠螺紋上脫出而造成事故，因此，在設計時采用限位擋塊以保證安全運行。 4）密封與潤滑 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 18 為防止塵埃和污物進入螺紋滾道，妨礙鋼球運轉的流暢性并且加速鋼球與滾道的磨損，設計中必須考慮防護設施與密封。此試驗機根據(jù)結構特點采用防塵罩密封。由于轉速較慢，采用高壓的高粘度潤滑劑進行脂潤滑。 電機的選擇 步進電機的選擇 初取各級傳動比 第一級帶傳動 21 1 z?? 蝸輪蝸桿傳動 2 62i ? 第二級帶傳動 43 3 z?? 總傳動比 1 2 3 2 .5 6 2 3 .5 5 4 2 .5i i i i? ? ? ? ? 總的傳動效率 3 2 3 21 2 3 4 5 0 .9 8 0 .9 8 0 .9 8 0 .4 0 .9 8 0 .3 1 1? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 1? — 絲杠傳動效率 2? — 各軸承傳動效率 3? — 同步弧齒帶傳動效率 4? — 自鎖蝸輪蝸桿傳動效率 5? — 離合器傳動效率 143436 0 . 8 9 65 4 2 . 5 0 . 3 1 1N TT N mi ?? ? ? ??? 步進電機 m a x / 0 .3 0 .5 0 .8 9 6 / 0 .4 2 .2 4NT T N m? ? ? ? 異步電動機選擇 由于變速范圍 為 0 .0 1 1 0 0 / m inm m m m 揚州市職業(yè)大學機械工程學院畢業(yè)設計說明書 19 絲杠最大轉速成m a x 100 1 0 / m in10nr?? 異步電動機轉速m a x 2 3 1 0 6 2 3 .5 2 1 7 0 / m inyn n i i r? ? ? ? ? ? ? 電動機的參數(shù) 步進電機 型號 電壓 頻率 轉速 輸入電流 110TD1 220V 50HZ 60r/min 輸入功率 轉矩 外形尺寸 110W ? m 230 135 112?? 異步電機 型號 額定功率 額定電流 額定轉速 效率 Y26312 2720r/min 65% 功率因數(shù) 最大轉矩 外形尺寸 極數(shù) 電壓 ? m 23