【文章內(nèi)容簡介】 6m由結(jié)構(gòu)確定，在這里均取3mm,d3為螺釘直徑.（1）D=6通蓋尺寸，內(nèi)加密封圈d3取M4螺釘 = == d=18m=3（2）D=37通蓋尺寸 d3取M4螺釘= == d=25m=3 絲軸承的選型與校核選用型號 7602025TVP的60゜推力角接觸軸承 軸徑 d=25mm 外徑d=52mm 寬度B=15mm 球徑Dw= 球數(shù)Z=16 動載荷Ca=22000N 靜載荷Coa=44000N 預(yù)加載荷500N 極限轉(zhuǎn)速2600r/min 校核 大部分滾動軸承是由于疲勞點蝕而失效的。軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞步剝落擴展跡象前院運轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時數(shù)稱為軸承壽命（指的是兩個套圈間的相對轉(zhuǎn)數(shù)或相對轉(zhuǎn)速）。 同樣的一批軸承載相同工作條件下運轉(zhuǎn)，各軸承的實際壽命大不相同，最高和最低的可能相差數(shù)十倍。對一個具體軸承很難預(yù)知其確切壽命，但是一批軸承則服從一定的概率分布規(guī)律，用數(shù)理統(tǒng)計的方法處理數(shù)據(jù)可分析計算一定可靠度R或失效概率n下的軸承壽命。實際選擇軸承時常以基本額定壽命為標準。軸承的基本額定壽命是指90%可靠度，常用材料和加工質(zhì)量，常規(guī)運轉(zhuǎn)條件下的壽命，以符號L10(r)或L10h(h)表示。不同可靠度，特殊軸承性能和運轉(zhuǎn)條件時其壽命可對基本額定壽命進行修正，稱為修正額定壽命。 標準中規(guī)定將基本額定壽命一百萬轉(zhuǎn)（10r）時軸承所能承受的恒定載荷取為基本額定動載荷C。也就是說，在基本額定動載荷作用下，軸承可以工作10r而不發(fā)生點蝕失效，其可靠度為90%?；绢~定動載荷大，軸承抗疲勞的承載能力相應(yīng)較強。徑向基本額定動載荷Cr對向心軸承（角接觸軸承除外）是指徑向載荷，對角接觸軸承則是指引起軸承套圈間產(chǎn)生相對徑向位移時的載荷徑向分量。對推力軸承，軸向基本額定動載荷Ca是指中心軸向載荷。(1) 當量載荷 滾動軸承若同時承受徑向和軸向聯(lián)合載荷，為了計算軸承壽命時在相同條件下比較，需將實際工作載荷轉(zhuǎn)化為當量動載荷。在當量動載荷作用下，軸承壽命與實際聯(lián)合載荷下軸承的壽命相同。當量動載荷P的計算公式是：P= （314） 軸承滾動當量動載荷計算的X,Y值軸承類型 Fa/Cor e 單向軸承雙列軸承Fa/Fr≤eFa/FreFa/Fr≤eFa/FreX Y XY XYXY 角接觸球軸承α=15176。1 01 2當量動載荷式中Fr為徑向載荷，N；Fa為軸向載荷，N；X，Y分別為徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)，可由上表查出。 上表中，e是一個判斷系數(shù)，它是適用于各種X,Y系數(shù)值的Fa/Fr極限值。試驗證明，軸承Fa/Fr≤e或 Fa/Fre時其X,Y值是不同的。單列向心軸承或角接觸軸承當Fa/Fr≤e時，Y=0,P=Fr,即軸向載荷對當量動載荷的影響可以不計。深溝球軸承和角接觸球軸承的e值隨Fa/Cor的增大而增大。Fa/Cor反映軸向載荷的相對大小，它通過接觸角的變化而影響e值。=0176。的圓柱滾子軸承與滾針軸承只能承受徑向力，當量動載荷Pr=Fr。而=90176。的推力軸承只能承受軸向力，其當量動載荷Pa=Fa。 由于機械工作時常具有振動和沖擊，為此，軸承的當量動載荷應(yīng)按下式計算： P=fd(XFr+Yfa)：載荷性質(zhì) 機器舉例fd平穩(wěn)運轉(zhuǎn)或輕微沖擊電機，水泵，通風機，汽輪機~中等沖擊車輛，機床，起重機，冶金設(shè)備，內(nèi)燃機~強大沖擊破碎機，軋鋼機，振動篩，工程機械，石油鉆機~由于軸承載荷與縱向載荷之比：==e查表得 ： X=1,Y=0 =則：P =Fr==6432N(2) 基本額定壽命 滾動軸承的壽命隨載荷的增大而降低，壽命與載荷的關(guān)系曲線如圖，其曲線方程為：PL10=常數(shù)式中 ： P當量動載荷，N。 L10基本壽命，常以10r為單位（當壽命為一百轉(zhuǎn)時，L10=1）。壽命指數(shù)，球軸承=3，滾子軸承=10/3。 由手冊查得的基本額定動載荷C是以L10=1，可靠度為90%為依據(jù)的。由此可列出當軸承的當量動載荷為P時以轉(zhuǎn)數(shù)為單位的基本額定壽命L10為C1=PL10L10= 10r若軸承工作轉(zhuǎn)速為n r/min ,可求出以小時數(shù)為單位的基本額定壽命 L10h== h應(yīng)取L10h≥Lh. L’h為軸承的預(yù)期壽命。通常參照機器大修期限決定軸承的預(yù)期使用壽命。 若已知軸承的當量動載荷P和預(yù)期使用壽命L’h，則可按下式求得相應(yīng)的計算額定動載荷C’,它與所選用軸承型號的C值必須滿足下式要求：C≥N (313) 滾動軸承預(yù)期使用壽命的薦用值使用條件預(yù)期使用壽命h不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備 短期或間斷使用的機械，中斷使用不致引起嚴重后果，如手動機械，農(nóng)用機械，裝配吊車，自動送料裝置間斷使用的機械，中斷使用將引起嚴重后果，如發(fā)電站輔助設(shè)備，流水作業(yè)的傳動裝置，帶式運輸機，車間吊車每天8小時工作的機械，但經(jīng)常不是滿載荷使用，如電機，一般齒輪裝置，壓碎機，起重機和一般機械 每天8小時工作，滿載荷使用，如機床，木材加工機械，工程機械，印刷機械，分離機，離心機 24小時連續(xù)工作的機械，如壓縮機，泵，電機，軋機齒輪裝置，紡織機械 24小時連續(xù)工作的機械，中斷使用將引起嚴重后果，如纖維機械，造紙機械，電站主要設(shè)備，給排水設(shè)備，礦用泵，礦用通風機 300~30003000~80008000~1200010000~2500020000~3000040000~50000100000由上表查得為20000小時 則額定動載荷C’=N=3 P=6432N L’h=20000h 則C’=18000N C=22000NC’ 此軸承合乎要求另外由于橫向絲杠與縱向絲杠采用同一軸承，且載荷小于縱向，因此同理可驗證其是合理的。 4 步進電機的選擇 4 步進電機的選擇 縱向步進電機的選擇 確定系統(tǒng)的脈沖當量脈沖當量是指一個進給脈沖使機床執(zhí)行部件產(chǎn)生的進給量，它是衡量數(shù)控機床加工精度的一個基本技術(shù)參數(shù)。因此，脈沖當量應(yīng)根據(jù)機床精度的要求來確定，CA6140的定位精度為177。，~ 。根據(jù)步距角初步選步進電機型號，并從步進電機技術(shù)參數(shù)表中查到步距角θb ，三種不同脈沖分配方式對應(yīng)有兩種步距角。步距角θb 及減速比 i與脈沖當量δp 和絲杠導程 L0 有關(guān)。初選電機型號時應(yīng)合理選擇θb及i, 并滿足： θb ≤(δpi360)/L0 （41） 由上式可知：θb ≤δpi360/L0==176。初選電機型號為:：：縱向電機步距角相數(shù)驅(qū)動電壓電流90BYG5502 550V3A靜轉(zhuǎn)矩空載起動頻率空載運行頻率轉(zhuǎn)動慣量重量 2200 ≥3000040 西安工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖41 電機簡圖： =J=J10() 由于：nmax=(r/min)則： Mka=J()式中：J為傳動系統(tǒng)各部件慣量折算到電機軸上的總等效轉(zhuǎn)動慣量（）。ε為電機最大角加速度（rad/s）。nmax為與運動部件最大快進速度對應(yīng)的電機最大轉(zhuǎn)速（r/min）。t為運動部件從靜止啟動加速到最大快進速度所需的時間（s）。vmax為運動部件最大快進速度（mm/min）。 δp為脈沖當量（mm/脈沖）；θb為初選步進電機的步距角[（186。）步]，對于軸、軸承、齒輪、聯(lián)軸器，絲杠等圓柱體的轉(zhuǎn)動慣量計算公式為J=(),對于鋼材，(),則上式轉(zhuǎn)化為J=(),式中：Mc為圓柱體質(zhì)量（kg）。D為圓柱體直徑（cm），JD為電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，可由資料查出。(1)絲杠的轉(zhuǎn)動慣量Js Js=Js/i，i為絲杠與電機軸之間的總傳動比由于i=1則: Js==()17010=( )(2)工作臺質(zhì)量折算工作臺是移動部件，其移動質(zhì)量慣量折算到滾珠絲杠軸上的轉(zhuǎn)動量JG:JG=（）M( ),式中：L。為絲杠導程（cm）。M為工作臺質(zhì)量（kg）.由于L。=1cm,M=90kg則 ： JG=（）M=90=( )1）一對齒輪傳動小齒輪裝置在電機軸上轉(zhuǎn)動慣量不用折算，=J2()2）兩對齒輪傳動傳動總速比i=i1i2,二級分速比為i1=z2/z1和i2=z4/，齒輪1的轉(zhuǎn)動慣量為J1,齒輪2和3裝在中間軸上，其轉(zhuǎn)動慣量要分別折算到電機軸上，分別為J2()和J3().齒輪4的轉(zhuǎn)動慣量要進行二次折算或以總速比折算為：=J4()() （42）因此，可以得到這樣的結(jié)論：在電機軸上的傳動部件轉(zhuǎn)動慣量不必折算，在其他軸上的傳動部件轉(zhuǎn)動慣量折算時除以該軸與電機軸之間的總傳動比平方。由于減速機構(gòu)為一對齒輪傳動，且第一級i=1,則可分別求出各齒輪與軸的轉(zhuǎn)動慣量如下：n=45,m=,其分度圓直徑d==S=27mm 則:J45== n=40,m=,其分度圓直徑d==60mmS=27mm 則:J40==n=30,m=,其分度圓直徑d==45mmS=27mm 則:J30== n=45,m=,其分度圓直徑d==S=30mm 則:J45== n=50,m=,其分度圓直徑d==75mmS=30mm 則:J50== n=60,m=,其分度圓直徑d==90mmS=30mm 則:J60== 兩輸入輸出軸的轉(zhuǎn)動慣量為:J輸入== 。 L=130mmJ輸出== 。 L=130mm查表得：JD=4 綜上可知：J=JD+Js+JG+J30+J40+J60+J50+2J45 （43） = 又由于 V ==2236mm/min則：Mka==(3)力矩的折算：1）Mkf空載摩擦力矩Mkf= （44）式中：G為運動部件的總重力（N）； f180。為導軌摩擦系數(shù)；i為齒輪傳動降速比；η為傳動系統(tǒng)總效率，一般取η=~；L。為滾珠絲杠的基本導程（cm）。由于G=9010=900N, f=, i=1, η=則Mkf ==2）M。附加摩擦力矩 MO=(1η。) （45）式中：Fyj為滾珠絲杠預(yù)加負載，即預(yù)緊力，一般取1/3Fm。Fm為進給牽引力（N）, η。為滾珠絲杠未預(yù)緊時的傳動效率，一般取η?！莸? Fyj=1/3Fm=1/=又 L。=10mm ， η=則 M。== 則 =++M。=++=140 由于≤=λ則所選步進電機為五相十拍的經(jīng)表查得 ：λ=則 =λ==所以所選步進電機合乎要求T=(fnf0) （46）式中：T為加減速時間，Jr和Jl分別為轉(zhuǎn)子，負載的轉(zhuǎn)動慣量（）β為電機得步距角（176。），Tcp,Tl為電機最大平均轉(zhuǎn)矩，負載轉(zhuǎn)矩（）f。,fn為起始加速時，加速終了時的頻率（Hz）由于 Jr= Jl= β=176。Tcp=5 Tl= f0=2200Hz fn=30000Hz 則 T=(300002200) =所以選此步進電機能滿足要求。矩頻特性曲線 橫向步進電機的選擇θb ≤δpi360/L。