【文章內(nèi)容簡介】 和校核。第5章 直線滾動導(dǎo)軌副設(shè)計計算導(dǎo)軌按導(dǎo)軌面間的摩擦特性可分為：(1) 動摩擦導(dǎo)軌副 其是應(yīng)用較廣的一種，也是其他類型導(dǎo)軌的基礎(chǔ)，它的截面形狀及其組合形式亦適用于靜壓導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。 (2)滾動摩擦導(dǎo)軌副 其導(dǎo)向精度高，耐磨性好，廣泛應(yīng)用于精密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床和測量機(jī)等。 (3) 流體摩擦導(dǎo)軌副。 根據(jù)設(shè)計要求,我采用直線滾動導(dǎo)軌。直線滾動導(dǎo)軌副分為整體型直線滾動導(dǎo)軌副和分離型直線滾動導(dǎo)軌副。選用滾動體做循環(huán)運(yùn)動的直線滾動導(dǎo)軌，其中有基準(zhǔn)面的為基準(zhǔn)導(dǎo)軌，另一條是從動導(dǎo)軌。如此設(shè)置是為了滿足裝配要求。 滾動導(dǎo)軌副選擇滾動導(dǎo)軌與滑動導(dǎo)軌相比，滾動導(dǎo)軌具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 摩擦系數(shù)小(～)，運(yùn)動靈活，這也是滾動導(dǎo)軌的最大優(yōu)點(diǎn)；(2) 動、靜摩擦系數(shù)很接近，因而啟動阻力小，低速運(yùn)動平穩(wěn)性好，且不易發(fā)生爬行；(3) 可以預(yù)緊，剛度高；(4) 壽命長；(5) 精度高，～，；(6) 潤滑方便，可以采用潤滑脂，一次裝填，長期使用；(7) 由專業(yè)廠生產(chǎn)，可以外購選用；(8) 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、制造比較困難、成本比較高。(9) 抗振和抗沖擊能力差，對灰塵屑末較敏感，必須有良好的防護(hù)裝置。由于數(shù)控機(jī)床采用了伺服系統(tǒng)，要求有恒定的摩擦阻力和無爬行現(xiàn)象，所以數(shù)控機(jī)床大多數(shù)采用滾動導(dǎo)軌。同時為了提高精度和剛度，選用整體型直線滾動導(dǎo)軌副，已由廠家預(yù)緊。 已知條件：工作臺質(zhì)量m=50kg,有效行程=，每分鐘往復(fù)次數(shù)=2。工作條件：常溫，無明顯沖擊或振動，目標(biāo)壽命為6年。 計算各滑塊載荷：按下圖計算各滑塊的載荷分別為：P1=P2=P3=P4= 500/2 =圖51滑塊受力圖：壽命按每年工作300天，每天2班工作，每班8h，開機(jī)率80%，計算預(yù)期壽命時數(shù)為，Lh=630028=23040 h額定壽命 L=2Lsns60Lh/1000=226023040/1000 = ：【2】，溫度系數(shù)=1，【2】，接觸系數(shù)=，【2】，精度系數(shù)=，【2】，載荷系數(shù)=（根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求規(guī)定，滾道硬度不得低于HRC58）。故有，Ca≥ Pc L/K /()= 根據(jù)以上計算選用KL滾動直線導(dǎo)軌副JSALG15KL型，其額定動載荷= 其額定靜載荷=，故符合要求。 由已知條件可知滾動導(dǎo)軌副所產(chǎn)生的摩擦力為—— F摩 = μ*P + f其中μ——為摩擦系數(shù)，μ=~； P——為法向載荷； f——為密封阻力，假定每個滑座取 f =5N。當(dāng) P/Coa 時，μ= ~； P/Coa = 時，μ=； P/Coa 時，μ將急劇增大。故有，法向載荷 ——P=M*g + F切 =（M拖板 + M刀架 + M直線電機(jī)）*g + F切 =（50＋8＋） + = N又有，P/Coa = 則取μ=綜上所述，摩擦力——F摩 =μ*P + 8*f = * + 8*5 = N故取，F(xiàn)摩擦 = 44 N 。 本章主要直線滾動導(dǎo)軌副進(jìn)行分析并計算滑塊載荷和摩擦力，并確定直線滾動導(dǎo)軌副的型號。第6章 尾架部件的設(shè)計液壓缸的設(shè)計是在對所設(shè)計的液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析、負(fù)載計算和確定了其工作壓力的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。首先根據(jù)使用要求確定液壓缸的類型，再按負(fù)載和運(yùn)動要求確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，必要時需進(jìn)行強(qiáng)度驗算，最后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。液壓缸的主要尺寸包括液壓缸的內(nèi)徑D、缸的長度L、活塞桿直徑d。主要根據(jù)液壓缸的負(fù)載、活塞運(yùn)動速度和行程等因素來確定上述參數(shù)。液壓缸的公稱壓力（單位：MPa,GB793887）各類液壓設(shè)備常用的工作壓力(單位：MPa) 設(shè)備類型 一般機(jī)床 一般冶金設(shè)備 農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械液壓機(jī)、重型機(jī)械、軋機(jī)壓下、起重運(yùn)輸機(jī)械工作壓力(MPa)1～～1610～1620～32液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d可根據(jù)最大總負(fù)載和選取的工作壓力來定，對單桿缸而言，無桿腔進(jìn)油并不考慮機(jī)械效率時， 有桿腔進(jìn)油并不考慮機(jī)械效率時 一般情況下，選取回油背壓，這時，上面兩式便可簡化，即無桿腔進(jìn)油時 有桿腔進(jìn)油時： 式中的桿徑d可根據(jù)工作壓力選取，見表61【3】；當(dāng)液壓缸的往復(fù)速度比有一定要求時，由式得桿徑為 推薦液壓缸的速度比如表62【3】所示。表61 液壓缸工作壓力與活塞桿直徑液壓缸工作壓力P（MPa）163。55~77推薦活塞桿直徑(~)D(~)D表62液壓缸往復(fù)速度比推薦值液壓缸工作壓力P（MPa）163。10~2020往復(fù)速度比y~22計算所得的液壓缸內(nèi)經(jīng)D和活塞桿直經(jīng)d應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列參見《新編液壓工程手冊》。液壓缸的缸筒長度由活塞最大行程，活塞長度，活塞桿導(dǎo)向套長度，活塞桿密封長度和特殊要求的長度確定。其中活塞長度為（~）D；導(dǎo)向套長度為（~）d。為減少加工難度，一般液壓缸缸筒長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20~30倍。 液壓缸的校核中、高壓液壓缸一般用無縫鋼管做缸筒，大多屬薄壁筒，即d/D163。，此時，可根據(jù)材料力學(xué)中薄壁圓筒的計算公式驗算缸筒的壁厚，即 當(dāng)d/D179。，可用下式校核缸筒壁厚 當(dāng)液壓缸采用鑄造缸筒時，壁厚由鑄造工藝確定，這時應(yīng)按厚壁圓筒計算公式驗算壁厚。當(dāng)d/D=~，可用下式校核缸筒的壁厚 式中——缸筒內(nèi)的最高工作壓力 [s]——缸筒材料的許允應(yīng)力 活塞桿長度根據(jù)液壓缸最大行程L而定。對于工作行程中受壓的活塞桿，當(dāng)活塞桿長度L與其直徑d之比大于15時，應(yīng)對活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性驗算，在本次設(shè)計過程中，所取活塞桿與直徑其比值小于15而無需進(jìn)行穩(wěn)定性驗算。 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計液壓缸一般由后端蓋、缸筒、活塞桿、活塞組件、前端蓋等主要部分組成；為防止油液向液壓缸外泄或由高壓腔向低壓腔泄漏，在缸筒與端蓋、活塞與活塞桿、活塞與缸筒、活塞桿與前端蓋之間均設(shè)置有密封裝置，在前端蓋外側(cè)，還裝有防塵裝置；為防止活塞快速退回到行程終端時撞擊后缸蓋，液壓缸端部還設(shè)置緩沖裝置；有時還需設(shè)置排氣裝置。進(jìn)行液壓缸設(shè)計時，根據(jù)工作壓力，運(yùn)動速度，工作條件，加工工藝及裝拆檢修等方面的要求，往往綜合考慮液壓缸的各部分結(jié)構(gòu)。常見的缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)有：（1）法蘭式連接，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，連接可靠，但是要求缸筒端部有足夠的壁厚，用以按裝螺栓或旋入螺釘。缸筒端部一般用鑄造、鐓粗或焊接方式制成粗大的外徑，它是常用的一種連接形式。（2）半環(huán)式連接，分為外半環(huán)連接和內(nèi)半環(huán)連接兩種連接形式，半環(huán)連接工藝性好，連接可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，但削弱了缸筒強(qiáng)度。半環(huán)連接應(yīng)用十分普遍，常用于無縫鋼管缸筒與端蓋的連接中。（3）螺紋式連接，有外螺紋連接和內(nèi)螺紋連接兩種，其特點(diǎn)是體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，但缸筒端部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，這種連接形式一般用于要求外形尺寸小，重量輕的場合。（4）拉桿式連接，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，通用性強(qiáng)，但端蓋的體積和重量較大，拉桿受力后會拉伸變長，影響密封效果。只適用于長度不大的中、低壓液壓缸。（5）焊接式連接，強(qiáng)度高，制造簡單，但焊接時易引起缸筒變形。缸筒是液壓缸的主體，其內(nèi)孔一般采用鏜削、絞孔、滾壓或珩磨等精密加工工藝制造，~，使活塞及其密封件、支承件能順利滑動，從而保證密封效果，減少磨損；缸筒要承受很大的液壓力，因此，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。端蓋裝在缸筒兩端，與缸筒形成封閉油腔，同樣承受很大的液壓力，因此，端蓋及其連接件都應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。設(shè)計時既要考慮強(qiáng)度，又要選擇工藝性較好的結(jié)構(gòu)形式。導(dǎo)向套對活塞桿或柱塞起導(dǎo)向和支承作用，有些液壓缸不設(shè)導(dǎo)向套，直接用端蓋孔導(dǎo)向，這種結(jié)構(gòu)簡單，但磨損后必須更換端蓋。缸筒，端蓋和導(dǎo)向套的材料選擇和技術(shù)要求可參考液壓設(shè)計手冊。 活塞與活塞桿的連接形式如圖所示，活塞與活塞桿的連接最常用的有螺紋連接和半環(huán)連接形式，除此之外還有整體式結(jié)構(gòu)、焊接式結(jié)構(gòu)、錐銷式結(jié)構(gòu)等。螺紋式連接如圖61（a）所示，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，但一般需備螺母防松裝置；半環(huán)式連接如圖61（b）所示，連接強(qiáng)度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆不便，半環(huán)連接多用于高壓和振動較大的場合；整體式連接和焊接式連接結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸緊湊，但損壞后需整體更換，對活塞與活塞桿比值較小、行程較短或尺寸不大的液壓缸，其活塞與活塞桿可采用整體或焊接式連接；錐銷式連接加工容易，裝配簡單，但承載能力小，且需要有必要的防止脫落措施，在輕載情況下可采用錐銷式連接。圖61 常見活塞與活塞桿連接圖活塞裝置主要用來防止液壓油的泄漏。對密封裝置的基本要求是具有良好的密封性能，并隨壓力的增加能自動提高密封性，除此以外，摩擦阻力要小，耐油，抗腐蝕，耐磨，壽命長，制造簡單，拆裝方便。油缸主要采用密封圈密封，密封圈有O形、V形、Y形及組合式等數(shù)種，其材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨脂等。（1）O形密封圈圖62 O形圈密封原理圖圖63雙向受壓，密封圈結(jié)構(gòu)圖O形密封圈的截面為圓形，主要用于靜密封。O形密封圈安裝方便，價格便宜，可在的溫度范圍內(nèi)工作，但與唇形密封圈相比，運(yùn)動阻力較大，作運(yùn)動密封時容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，故一般不單獨(dú)用于油缸運(yùn)動密封（可與其它密封件組合使用）。 O形圈密封的原理如圖所示，O形圈裝入密封槽后,其截面受到壓縮后變形。在無液壓力時，靠O形圈的彈性