機械專業(yè)多工位數(shù)控鉆床設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 01:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ） =6016314800(++ ) =原估計應(yīng)力系數(shù)正確接觸壽命系數(shù)=，=；（）許用接觸應(yīng)力[] 驗算：бH=ZEZHZε ＝ ＝計算結(jié)果正確，接觸疲勞強度合適，不需要作相應(yīng)的調(diào)整。（3） 傳動主要尺寸的計算與確定實際分度圓直徑d在模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值時齒數(shù)不用調(diào)整，所以分度圓直徑不變。即m=90mm，m=90mm則中心距=m（+）/2=60mm齒寬b==90mm（4） 齒根彎曲疲勞強度驗算重合度系數(shù)=++=1/=齒向載荷分布系數(shù)：b/h=90/（）==所以載荷系數(shù)K====，==，==60Mpa，=450Mpa=106NL1010 ，則指數(shù)m=NL1= NV= =6016314800(++ ) =107原估計應(yīng)力循環(huán)正確=/Ⅰ=彎曲壽命系數(shù)NL=,（）許用彎曲應(yīng)力[]=則 驗算： 傳動沒有過載，所以不作強度核算主軸材料45鋼，調(diào)質(zhì)到HB220～250主軸的最小軸徑d11 （《現(xiàn)代實用機床設(shè)計手冊》式382）P= nj=2840r/min所以d14mm，又求得的軸徑應(yīng)加以圓整至標(biāo)準(zhǔn)值，所以d=20mm根據(jù)最小軸徑確定各段主軸軸徑，主軸如圖32所示 a b 圖3主軸示意圖a段取長設(shè)計為35，b段取長設(shè)計為50 彎曲應(yīng)力計算及驗算 許用彎曲應(yīng)力== 由《機械設(shè)計手冊》圖3813818c、表3815可得= = = =2 =500MP所以=== 所以彎曲應(yīng)力合適 軸承的選擇根據(jù)主軸示意圖，可選用深溝球軸承和推力球軸承，具體選擇如下表： 型號外徑/D內(nèi)徑/d承寬/b軸承類型a6206623016深溝球軸承51206523016推力球軸承b6206623016深溝球軸承（2個）51206523016推力球軸承 系統(tǒng)進給機構(gòu)的設(shè)計 軸向進給機構(gòu)設(shè)計主軸外設(shè)計一個套筒：先用一級減速器接步進電機使主軸產(chǎn)生進給運動，設(shè)計長度為80mm齒條，并由齒輪帶動齒條，具體示意圖如圖33所示： 圖3齒輪、齒條傳動由《機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書》可知：I=αt0/360δα為步距角（deg） δ為脈沖當(dāng)量（） t0為齒距（t0=Лm）根據(jù)《機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書》選步進電機 取α= m= I== α=：I== 當(dāng)I=，α=Z1=20 Z2=64 m= b=20mm α=200d f1=mZ1=25mm df2=mZ2=80mm de1=28 de2=83設(shè)計齒輪為直齒圓柱齒輪，齒輪材料為45鋼，則大、小齒輪轉(zhuǎn)動慣量分別為：J=由《機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書》表1，初選步進電機為200BF001，得電機轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動慣量為：折算到電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量為：Z1=20 Z2=64所以電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量=計算等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tm，取V=2m/minTm=（F軸+F摩）V主軸進給/2nmnm=V /3600=1100r/min（1） 啟動慣量的計算當(dāng)系統(tǒng)在最不利的情況下啟動為例，設(shè)啟動加速時間為△t=步進電機的角速度Wm=2nm/60=所以加速度a=Wm/△t=T慣=a=，則T∑=Tm+T慣=+=（2）步進電機的選擇傳動效率n=，安全系數(shù)K=初選的進電機型號200BF001，五相十步，%Step，最大靜轉(zhuǎn)矩Tymax=，為保證能夠正常起動或停止，步電機的起動轉(zhuǎn)矩Tg TΣˊ，由表可知Tg/Tymax=，則Tg==，故選擇合適。 縱向進給運動摩擦力F摩=F正 μ=設(shè)工作臺重量為400Kg，縱向軌道重量為400Kg，又F軸向=1175N所以F摩=F正=[（400+400）10+1175]=（1） 計算等效轉(zhuǎn)動慣量粗選：α= t0=5 δ=所以=所以取=25 , Z2=52 m= b=25mm =20odf1=mZ1=25= df2=mZ2=52=78mm de1＝ de2=81mm齒輪材料為45鋼，大、小齒輪的轉(zhuǎn)動慣量分別為JZJZ2J=d4 b104 (kgm2)所以JZ1=104=105Kgm2 JZ2=104=104Kgm2選擇滾珠絲桿直徑d0=25mm, L=700mm,材料為鋼，則絲桿的轉(zhuǎn)動慣量近似的計算為：JS=70104=104Kgm2步進電機110BF004電機轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動慣量 ：Jm=104Kgm2疊加到電機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為m=m1=400Kg 由上節(jié)可知i=所以=104Kgm2由于用的是滾珠絲杠，摩擦阻力很小，所以摩擦阻力矩可以忽略不計（2） 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計算：Tm=(F縱+F摩) V工作/2πnm由（3） 計算啟動慣性阻力矩在最不利條件下的快速起動，設(shè)起動加速式制動減速的時間為Δt，取中間值Δt= 步進電機的角速度角加速度a=Wm/Δt=所以啟動慣性阻力矩T慣＝J∑a=104=所以步進電機輸出軸總的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為：J∑=Tm +T慣=+=（4） 縱向進給步進電機加工匹配選擇機械傳動系統(tǒng)效率為η,安全系數(shù)為K,則此時的負(fù)載總轉(zhuǎn)矩為 而預(yù)選的步進電機型號為110BF004，三相六拍，%=，為保證正常的起動與停止，滿足步進電機的起動轉(zhuǎn)矩的條件，即TgTΣ39。,由表查出Tg/TΣ39。=所以Tg== ，所以選擇的電機合適 縱向進給滾珠絲杠的核算初選絲杠型號為CMD25043，必須對承載能力、壓桿穩(wěn)定性、剛度進行校核(1)驗算承載能力Ｑ＝fHfWPmaxCO （L為滾珠絲杠壽命系數(shù)（）） Pmax=F縱+F摩＝0+＝fH=1 fW= T=15000Ｑ＝ 查表得絲桿額定載荷為ＣO=Q 滿足設(shè)計要求（2） 驗算壓桿穩(wěn)定性取雙推—簡支式支承，由FK=2鋼的彈性模量E=105Mpa絲杠小徑的截面慣性矩查手冊可知，所用絲杠的最小徑為：d1=壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)K=4 絲杠長度L=LS=700mm 所選絲杠滿足設(shè)計要求（3） 驗算絲杠剛度絲杠剛度是保證第一導(dǎo)程的變動量必須要在允許范圍內(nèi)絲杠最小截面積S=d21/4=設(shè)T0=I= M= Tmaxi===1020Ncm “＋”號用于拉伸，“一”號用于壓縮，都取“＋”號，則:由于選擇要求滾珠絲杠精度等級為C級，ΔL0=177。4μm所以，所設(shè)計絲杠滿足剛度需求，設(shè)計合格縱向進給軸承：推力球軸承：51305；向心球軸承：6205（4）齒輪強度驗算①齒面接觸疲勞強度計算 (該節(jié)中所指的表、圖均指《機械設(shè)計》)轉(zhuǎn)矩:T1=齒寬系數(shù)φd 取接觸疲勞極限：σHlim σHlim1=710MPa σHlim2=580MPa初步計算的許用接觸硬力:[σH1]==710=639MPa＝85初步計算小齒輪直徑d1Ad =85=取d1=33mm ；齒寬b=φdd1=33=25mm②對齒輪進行校核因為圓周速度V=2m/min，精度等級：取齒數(shù)Z1=20,Z2=iZ1=50模數(shù)m=d1/Z1=，=則 =端面重合度：重合度系數(shù):Zε==由此得齒間載荷分配系數(shù)（對稱支撐）得KHβ=A+B(b/d1)2+Cb103所以KHβ載荷系數(shù)：K=KAKVKHαKHβ==＝＝＝工作總時間th=15000NL109則指數(shù)：m= NL1=NV1=60γithi(Ti/Tmax) =601100015000(++) =108原估計應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確。: ZN1= 、Z
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