【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 =20odf1=mZ1=25= df2=mZ2=52=78mm de1＝ de2=81mm將齒輪看作近似的圓柱體，材料為鋼，則大、小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為:J=d4 b104 (kgm2)JZ1=104=105Kgm2 JZ2=104=104Kgm2滾珠絲桿直徑選擇為d0=25mm, L=700mm,材料鋼，則絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可近似的算出為：JS=70104=104Kgm2由《機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指示書》表1，預(yù)選步進(jìn)電機(jī)為110BF004，查得電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 Jm=104Kgm2折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 、 絲杠摩擦阻力矩的計(jì)算：由于用的是滾珠絲杠，摩擦阻力矩很小，可以忽略不計(jì)。、 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：Tm=(F縱+F摩) V工作/2πnm由、 起動(dòng)慣性阻力矩的計(jì)算：以最不利條件下的快速起動(dòng)計(jì)算，設(shè)起動(dòng)加速式制動(dòng)減速的時(shí)間Δt=(～1s之間)，由于步進(jìn)電機(jī)的角速度∴角加速度T慣＝J∑εm=104=、 步進(jìn)電機(jī)輸出軸總的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：J∑=Tm +T慣=+=、 縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)加工匹配選擇考慮機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的效率η為,安全系數(shù)為K,則比時(shí)的負(fù)載總，轉(zhuǎn)矩應(yīng)考慮為 由預(yù)選的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為110BF004，三相六拍，%=，步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tg必須大于或等于TΣ39。,由表查出Tg/TΣ39。=∴Tg== 故選擇合適。確定選用110BF004步進(jìn)電機(jī)。、 縱向進(jìn)給滾珠絲杠的校核初選絲杠型號(hào)為CMD25043，因此必須進(jìn)行以下幾個(gè)項(xiàng)目的校核、 承載能力的校核：Ｑ＝fHfWPmaxCO 式中L—滾珠絲杠壽命系數(shù)（）　Pmax=F縱+F摩＝0+＝fH=1 fW= T=15000Ｑ＝　　選絲桿CMD2504－3查表得絲桿額定載荷為ＣO=Q　滿足要求。、 壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算：取雙推—簡(jiǎn)支式支承，由FK=2105（Mpa）I絲杠小徑的截面慣性矩（）查手冊(cè)可知，所用絲杠的最小徑為：d1 =取壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)K=4　絲杠長(zhǎng)度L=LS=700mm故滿足要求。、 剛度驗(yàn)算：絲杠的剛度是保證第一導(dǎo)程的變動(dòng)量要在允許范圍內(nèi)絲杠最小截面積設(shè)T0=I= M= Tmaxi===1020Ncm∴“＋”號(hào)用于拉伸，“一”號(hào)用于壓縮，都取“＋”號(hào)，則:由于選擇要求滾珠絲杠精度等級(jí)為C級(jí)，ΔL0=177。4μm所以滿足要求。、 縱向進(jìn)給軸承的選擇推力球軸承：51305向心球軸承：6205. 橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的分析及計(jì)算、 橫向進(jìn)給負(fù)載分析及計(jì)算、 摩擦阻力： 當(dāng)鉆床的工作臺(tái)與導(dǎo)軌間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為滑動(dòng)摩擦，取摩擦系數(shù) 摩擦阻力應(yīng)等于正壓力乘摩擦系數(shù)。正壓力應(yīng)包括軸向力及工作臺(tái)之重力。工作臺(tái)的重量為400kg 。故可算出起摩擦阻力為： F摩＝（400+1175）＝、 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算：根據(jù)要求粗選：α= to=5 δ=∴ ∴初取 =20 , =50 m= b=25mm =20odf1=mZ1=20=30mm df2=mZ2=50=75mm de1＝33mm de2=78mm將齒輪看作近似的圓柱體，材料為鋼，則大、小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為：J=d4 b104 (kgm2)JZ1=104=105Kgm2 JZ2=104=104Kgm2滾珠絲桿直徑選擇為do=20mm, L=700mm,材料鋼，則絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可近似的算出為：JS=2470104=103Kgm2預(yù)選步進(jìn)電機(jī)為90BF006,查得電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：Jm=104Kgm2折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 、 絲杠摩擦阻力矩的計(jì)算：由于用的是滾珠絲杠，摩擦阻力矩很小，可以忽略不計(jì)。、 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：Tm=(F橫+F摩) V工作/2πnm鉆床工作臺(tái)行程速度為2 m/min根據(jù)絲桿螺距算出絲桿速度。再根據(jù)齒輪減速比算出步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為由、 起動(dòng)慣性阻力矩的計(jì)算： 以最不利條件下的快速起動(dòng)計(jì)算，設(shè)起動(dòng)加速式制動(dòng)減速的時(shí)間 Δt=(～1s之間)，由于步進(jìn)電機(jī)的角速度∴角加速度T慣＝J∑εm=104=、 步進(jìn)電機(jī)輸出軸總的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：J∑=Tm +T慣=+= Nm、 橫向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)加工匹配選擇如果考慮機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的效率為η=,安全系數(shù)為K=,則此時(shí)的負(fù)載總轉(zhuǎn)矩應(yīng)考慮為由預(yù)選的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為90BF006，五相十拍，%step ,其最大轉(zhuǎn)矩Tymax=。為保證正常的起動(dòng)與停止，步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tg必須大于或等于TΣ39。,由表查出Tg/TΣ39。=∴Tg==。所以選擇合適。 確定選用90BF006步進(jìn)電機(jī)。、 橫向進(jìn)給滾珠絲杠的校核初選絲杠型號(hào)為CMD20053，因此必須進(jìn)行以下幾個(gè)項(xiàng)目的校核、 承載能力的校核：Ｑ＝fHfWPmaxCO 式中L—滾珠絲杠壽命系數(shù)（）　Pmax=F橫+F摩＝0+＝fH=1 fW=2 T=15000 Ｑ＝　　選絲桿CMD2005－3查表得絲桿額定載荷為ＣO=9KNQ　滿足要求、 壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算：取雙推—簡(jiǎn)支式支承，由FK=2105（Mpa）I絲杠小徑的截面慣性矩（）查手冊(cè)可知，所用絲杠的最小徑為：d1 =取壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)K=　絲杠長(zhǎng)度L=LS=700mm故滿足要求。、 剛度驗(yàn)算：絲杠的剛度是保證第一導(dǎo)程的變動(dòng)量要在允許范圍內(nèi)絲杠最小截面積設(shè)T0=I= M= Tmaxi===221Ncm∴“＋”號(hào)用于拉伸，“一”號(hào)用于壓縮，都取“＋”號(hào)，則 由于選擇要求滾珠絲杠精度等級(jí)為C級(jí)，ΔL0=177。4μm所以滿足要求。、橫向進(jìn)給軸承的選擇推力球軸承：51304向心球軸承：6204. Z向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的分析及計(jì)算、 Z向進(jìn)給負(fù)載分析及計(jì)算、 摩擦阻力：摩擦阻力應(yīng)等于正壓力乘以摩擦系數(shù)。因主軸箱自重被平衡，對(duì)軌道無壓力，所以摩擦阻力為零。、 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算: 根據(jù)要求粗選：α= to=5 δ=∴∴可取 =46 , =24 m= b=25mm =20odf1=mZ1=46=69mm df2=mZ2=24=36mm de1＝72mm de2=39mm將齒輪看作近似的圓柱體，材料為鋼，則大、小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為： J=d4 b104 (kgm2)JZ1=104=105Kgm2 JZ2=104=104Kgm2滾珠絲桿直徑選擇為d0=32mm, L=400mm,材料鋼，則絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可近似的算出為：JS=40104=104Kgm2由《機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指示書》表1，預(yù)選步進(jìn)電機(jī)為110BF003，查得電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 Jm=104Kgm2折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 、 絲杠摩擦阻力矩的計(jì)算：由于用的是滾珠絲杠，摩擦阻力矩很小，可以忽略不計(jì)。、 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：Tm=(F軸+F摩) V工作/2πnmTm=(0+1175)2/2π=由、 起動(dòng)慣性阻力矩的計(jì)算：以最不利條件下的快速起動(dòng)計(jì)算，設(shè)起動(dòng)加速式制動(dòng)減速的時(shí)間 Δt=(～1s之間)，由于步進(jìn)電機(jī)的角速度∴角加速度T慣＝J∑εm=103=、 步進(jìn)電機(jī)輸出軸總的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：J∑=Tm +T慣=+=、 Z向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)加工匹配選擇考慮機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的效率η為,安全系數(shù)為K,則比時(shí)的負(fù)載總，轉(zhuǎn)矩應(yīng)考慮為TΣ39。= (K/η)TΣ=()= 由預(yù)選的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為110BF003，三相六拍，%=，步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tg必須大于或等于TΣ39。,由表查出Tg/TΣ39。=∴Tg== 故選擇合適。確定選用110BF003步進(jìn)電機(jī)。、 Z向進(jìn)給滾珠絲杠的校核初選絲杠型號(hào)為CMD32055，因此必須進(jìn)行以下幾個(gè)項(xiàng)目的校核、 承載能力的校核：Ｑ＝fHfWPmaxCO 式中L—滾珠絲杠壽命系數(shù)（）　Pmax=F向+F摩＝1175＋0＝1175NfH=1 fW=2 T=15000 Ｑ＝　　選絲桿CMD32055查表得絲桿額定載荷為ＣO=Q　滿足要求。取雙推—簡(jiǎn)支式支承，由FK=2105（Mpa）I絲杠小徑的截面慣性矩（）查手冊(cè)可知，所用絲杠的最小徑為：d1 =取壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)K=4　絲杠長(zhǎng)度L=LS=700mm故滿足要求。、 剛度驗(yàn)算：絲杠的剛度是保證第一導(dǎo)程的變動(dòng)量要在允許范圍內(nèi)絲杠最小截面積設(shè)T0=I= M= Tmaxi===∴“＋”號(hào)用于拉伸，“一”號(hào)用于壓縮，都取“＋”號(hào)，則 由于選擇要求滾珠絲杠精度等級(jí)為C級(jí)，ΔL0=177。4μm所以滿足要求。、 Z向進(jìn)給軸承的選擇推力球軸承：51307向心球軸承：6207. 齒輪強(qiáng)度校核、 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算、 初步計(jì)算：轉(zhuǎn)矩:T1==350Nmm齒寬系數(shù):φd （該節(jié)中所指的表均指《機(jī)械設(shè)計(jì)》 主編一書中的表） 取接觸疲勞極限：σHlim σHlim1=710MPa σHlim2=580MPa初步計(jì)算的許用接觸硬力:[σH1]==710=639MPa，取Ad＝85初步計(jì)算的小齒輪直徑：d185=取d1＝33mm初取齒寬：b=φdd1=33=25mm、 校核計(jì)算： 圓周速度:V=2m/min 精度等級(jí)： 齒數(shù)Z和模數(shù)m:取齒數(shù)Z1=20,Z2=iZ1=50,模數(shù) = 則 使用系數(shù)KA:＝ 齒間載荷分配系數(shù)KHα:： 端面重合度：重合度系數(shù):Zε==由此得：齒間載荷分布系數(shù)KHβ:（對(duì)稱支撐） 載荷系數(shù)：K=KAKVKHαKHβ==＝ 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH:＝ 接觸最小安全系數(shù)SHmin:＝ 總工作時(shí)間：th=15000應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL:：107NL109則指數(shù)：m= NL1=NV1=60γithi(Ti/Tmax) =601100015000(++) =108原估計(jì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確。接觸壽命系數(shù)ZN:ZN1= ZN2=許用接觸應(yīng)力[бH]：驗(yàn)算：бH=ZEZHZε 計(jì)算結(jié)果表明,接觸疲勞強(qiáng)度較為適合，齒輪齒寸無需調(diào)整。、 確定傳動(dòng)主要尺寸：實(shí)際分度圓直徑d,因模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，齒數(shù)并未調(diào)整，故分度圓直徑不會(huì)改變，即：d1=mZ1=33mm d2=mZ2=中心距齒寬b=φdd1=25mm. 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的分析計(jì)算回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是靠蝸桿蝸輪傳遞運(yùn)動(dòng)的，其傳動(dòng)比為i=：、 初選[d1/a]值：當(dāng)量摩擦系數(shù)：設(shè)VS=4m/s－7m/s 181。v=選[d1/a]值： =30線上選取A點(diǎn)，查得:[d1/a]＝　　 r=130(Z1=2) η1=、 中心距計(jì)算：蝸輪轉(zhuǎn)矩： T2=T1iη1=106P1in1η1使用系數(shù)： KA=轉(zhuǎn)速系數(shù)： 彈性系數(shù)： ZE=147Mpa壽命系數(shù)： 接觸系數(shù)： Ze=接觸疲勞極限： σHim=265MPa接觸疲勞最小安全系數(shù)：SHmin=中心距： 取a＝125mm、 傳動(dòng)基本尺寸：蝸桿頭數(shù)： =130 Z1=2蝸輪齒數(shù)： Z2=iZ1=302=60模數(shù)： 取m＝蝸桿分度圓直徑：d1=[ d1/a]a=125= 取d1＝蝸輪分度圓直徑：d2=mZ2=60=189mm蝸桿導(dǎo)程角： r=蝸輪寬度： 取b2=26mm蝸桿圓周速度：相對(duì)滑動(dòng)速度：當(dāng)量摩擦系數(shù)：= ρv=、 齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算： 許用接觸應(yīng)力：最大接觸應(yīng)力：合格 、 輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：齒根彎曲疲勞極限：＝115Mpa 彎曲疲勞最小安全系數(shù)：SFmin=許用彎曲疲勞應(yīng)力： 輪齒最大彎曲應(yīng)力：合格、 蝸桿軸繞度驗(yàn)算：軸慣性矩： 允許蝸桿繞度：[δ]===蝸桿軸繞度： 此處取l≈d2合格、 溫度計(jì)算傳動(dòng)嚙合效率：焦油效率： η2=軸承效率： η3=總效率： η1=η1η2η3=＝散熱面積估算： 箱體工作溫度： 此處取,中等通風(fēng)環(huán)境合格、 潤(rùn)滑油粘度和潤(rùn)滑方法潤(rùn)滑油粘度： 根據(jù)Vs=潤(rùn)滑方法： ，可采用侵油或噴油潤(rùn)滑、