【文章內(nèi)容簡介】 hK — 壽命系數(shù) hK = 1/3( /500)hL ? 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(zhuǎn)速系數(shù) 1 / 3( / ) ?? n 工作轉(zhuǎn)速（ /minr ） ，加載時(shí) n /mm s? ，則 n 0. 05 60 0. 3 / m in10 r??? 計(jì)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(qiáng)度計(jì)算 絲杠轉(zhuǎn)矩： 1T （ /Nmm ） 0 tan( ) / 2TFd ???? T? — 當(dāng)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(jì)算 1T （ /Nmm ） 0 tan( ) / 2TFd ???? 1 4 4 0 0 0 5 0 ta n ( 2 1 7 39。 1 7 39。) / 2 1 6 1 3 7 6 /N m m? ? ? ? ? ? 采用預(yù)緊，因此預(yù)緊產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也要計(jì)算，預(yù)緊力為最大軸向力的 1/3，則 2201 / 3 ( ) / 2 ( 1 ) 4 7 6 9 /TT F d N m m? ? ?? ? ? ? 絲杠合轉(zhuǎn)矩 12 ( 1 6 1 3 7 6 4 7 6 9 ) / 1 6 6 1 4 5 /T T T N m m N m m? ? ? ? ? 當(dāng)量應(yīng)力 2223224( ) ( )0 .2FTdd? ??? 2d — 絲杠螺紋底徑 2022sd d e r? ? ? 5 0 2 0 .0 8 4 2 3 .0 9 6? ? ? ? ? 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 ? 計(jì)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? ? ， ? ? ( ) s??? 96 165? aMp 根據(jù)強(qiáng)度條件 ? ???? ，即 絲杠滿足強(qiáng)度條件。 絲杠的穩(wěn)定性 柔度計(jì)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(jì)算 /r Li???? 0 .7 1 5 0 0 / 1 0 .9 9 4 9 5 .5? ? ? 85 90r? ? 時(shí)， 220 / rF EA??? E — 彈性模量 (E=206000MPa) A — 絲杠的危險(xiǎn)截面面積 A 222 / 4 1 5 1 8 .8 7d m m??? 計(jì)算 220 / rF EA??? 339894N? 穩(wěn)定的合格條件 0 / 4FF? 0 / 3 3 9 8 9 4 / 6 0 0 0 0 5 .7FF ?? 絲杠符合穩(wěn)定性 條件。 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 絲杠的剛度 軸向載荷產(chǎn)生的軸向變形量 : jF FLEA? ? iL — 絲杠的計(jì)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(jì)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(jì)算514 40 00 80 0 0. 36 52. 07 10 15 24F mm? ????? 轉(zhuǎn)矩 T 產(chǎn)生的軸向變形 T? : 2 jhT pTL PGI? ?? hP — 絲杠的螺紋導(dǎo)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(jì)算2 jhT pTL PGI? ??=41434 36 800 10 10 3695 4 mm? ?? ?? ? ? 軸向載荷 F 使鋼球與螺紋流道產(chǎn)生的軸向變形量 a? : ? ?3 130 .3 1 0 Za WPKFZ D F? ??? ?（有預(yù)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(yù)緊力（ N），取 m a x / 3 4 0 0 0 0PF F N?? 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 計(jì)算? ?3 131 . 2 1 4 4 0 0 00 . 3 1 0 0 . 0 1 0 07 8 5 . 9 5 3 4 0 0 0 0a 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 1 5uL L r mm? ? ? 計(jì)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(yù)緊情況下軸向變形為接觸變形的 1/2， 即 39。 1 882cc 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(zhuǎn)動變?yōu)橐苿?: tantan( )T?? ??? ? 見圖 7? ， ?? 絲杠的驅(qū)動功率 : 3109550TP ? ?? ? ? 33143436 10 109550 kW??? ? ?? 滾珠絲杠幾何參數(shù) 公稱直徑 0 50d mm? 導(dǎo) 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(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 滾珠絲杠螺紋外徑 10 (0 . 2 0 . 2 5 ) 4 8 . 8 0 9Wd 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(jié)構(gòu)確定 滾珠絲杠螺紋長度由結(jié)構(gòu)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(nèi)徑 3 0 0 10 . 5 ( ) 5 0 . 5 9 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 o s ) 2 6 . 4 2 6Wm d D???? 取 工作螺母中的鋼球總數(shù) 2 6 3 7 8z mjk? ? ? ? 滾珠絲杠設(shè)計(jì)中應(yīng)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(yīng)在結(jié)構(gòu)布軒上盡可能使用權(quán) 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(dǎo)程式變形量之差。此外，滾珠螺旋傳動應(yīng)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(chǎn)生徑向載荷的元件，則應(yīng)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(yàn)機(jī)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(zhuǎn) 滾珠絲杠傳動反行程不能自鎖，為了使用權(quán)螺旋傳動受軸向中力后不發(fā)生逆轉(zhuǎn)，在此試驗(yàn)機(jī)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(yàn)機(jī)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(shè)計(jì)時(shí)采用限位擋塊以保證安全運(yùn)行。 4）密封與潤滑 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 為防止塵埃和污物進(jìn)入螺紋滾道，妨礙鋼球運(yùn)轉(zhuǎn)的流暢性并且加速鋼球與滾道的磨損，設(shè)計(jì)中必須考慮防護(hù)設(shè)施與密封。此試驗(yàn)機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用防塵罩密封。由于轉(zhuǎn)速較慢，采用高壓的高粘度潤滑劑進(jìn)行脂潤滑。 電機(jī)的選擇 步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī) m a x / 0 . 3 0 . 5 0 . 8 9 6 / 0 . 4 2 . 2 4NT T N m? ? ? ? 異步電動機(jī)選擇 由于變速范圍 為 0 .0 1 1 0 0 / m inmm mm 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 絲杠最大轉(zhuǎn)速成m a x 100 10 / m in10nr?? 異步電動機(jī)轉(zhuǎn)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(jī)的參數(shù) 步進(jìn)電機(jī) 型號 電壓 頻率 轉(zhuǎn)速 輸入電流 110TD1 220V 50HZ 60r/min 輸入功率 轉(zhuǎn)矩 外形尺寸 110W ? m 230 135 112