【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)主軸上應(yīng)安裝的組件以及在主軸箱里的具體布置來確定，主軸的具體結(jié)構(gòu)已在三維圖上表達(dá)清楚，在此不在繪出。 其中： ?D D= ?D d＝ 18 141?d L=73 3）、主軸的剛度驗(yàn)算 ①軸的變形和允許值 軸上裝齒輪和軸承處的繞度和傾角（ y 和 ? ）應(yīng)該小于彎曲變形的許用值? ? ? ??和y 即 y ??y? ?? ??? 軸的類型 ??y （ mm） 變形部位 ??? （ rad） 一般傳動(dòng)軸 ~ 裝向心軸承處 剛度的要求較高 裝齒輪處 安裝齒輪軸 （ ~） m 裝單列圓錐滾子軸承 其中： L表跨距， m表模數(shù) ② 軸的變形計(jì)算公式 第 20 頁 共 66 頁 計(jì)算軸本身彎曲變形產(chǎn)生的繞度 y及傾角 ? 時(shí)，一般常將軸簡(jiǎn)化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁。按材料力學(xué)相關(guān)公式計(jì)算，主軸的直徑相差不大且計(jì)算精度要求不高的時(shí)候，可把軸看作等徑軸，采用平均直 d來計(jì)算，計(jì)算花鍵時(shí)同樣選擇用平均直徑 圓軸： d idi?? ???????????????????? () 慣性矩： I= 644id? ???????????????????? () 矩形花鍵軸： d1= 2dD? ? ????????????????? () ?id 6442? ?????????????????? () 慣性矩： 64 ))((6 24 dDdDzdI ???? ? ??????????? () ③ 軸的分解和變形合成 對(duì)于復(fù)雜受力的變形，先將受力分解為三個(gè)垂直面上的分力，應(yīng)用彎曲變形公式求出所求截面的兩個(gè)垂直平面的 ? 和 y。然后進(jìn)行疊加，在同以平面內(nèi)的可進(jìn)行代數(shù)疊加，在兩平面內(nèi)的按 幾何公式，求出該截面的總繞度和總傾角 ④ 危險(xiǎn)工作面的判斷 驗(yàn)算剛度時(shí)應(yīng)選擇最危險(xiǎn)的工作條件進(jìn)行，一般時(shí)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速低傳動(dòng)齒輪的直徑小，且位于軸的中央時(shí)，軸受力將使總變形劇烈，如對(duì)：二、三種工作條件難以判斷那一種最危險(xiǎn)，就分別進(jìn)行計(jì)算，找到最大彎曲變形值 ? 和 y。 ⑤ 提高軸剛度的一些措施 加大軸的直徑，適當(dāng)減少軸的跨度或增加第三支承，重新安排齒輪在軸上的位置改變軸的布置方位等。 ⑥ 軸的校核計(jì)算 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖在 xz平面內(nèi)： 第 21 頁 共 66 頁 F 1F 2R 2 R 1 同理可得在 yz平面內(nèi)的受力圖，在此不在畫出。 主軸的傳動(dòng)功率： P 主 = 46 ?? = ????????????????? () 主軸轉(zhuǎn)矩： T 主 = 250 6 ?? =156900 mmN? ???????? () 支點(diǎn)上的力： NdFtB 5 ????? 主 ???????? () NdF tC 209235 5 ????? 主 ????? ???? () 根據(jù)彎矩平衡： 0)408623()329623(623 ??????? tBtcHE FFR ???? () 求得： RHE= 根據(jù)力得平衡： NRHA ? 則彎矩圖為： M X 2）垂直平面得彎矩圖： 第 22 頁 共 66 頁 ?tgFF tBRB ?? = ????????????????? () ?tgFF RCrC ?? = ??????????????? ?? () 根據(jù)平面內(nèi)得彎矩平衡有： 0)408623()329623(623 ??????? rBrCNE FFR ???????? () NRNE ? 再根據(jù)力得平衡： NRNA ?? 則可得 B、 C 點(diǎn)得彎矩圖： M X 在 B 點(diǎn)和 C 點(diǎn)為最危險(xiǎn)截面，要滿足要求， B、 C點(diǎn)滿足即可，在 B、 C 截面得彎矩為： 22 BVBHB MMM ??? =178。㎜ ??????????? () 22 CVCHC MMM ??? = N178。㎜ ??????????? () 扭矩圖為： TX 第 23 頁 共 66 頁 經(jīng)分析可知 B 所在得位置為最危險(xiǎn)截面，只要 B滿足條件即可，則剛度滿足。 計(jì)算彎矩 2)2( BBCB TMM ??? ??????????????? () = N178。㎜ 軸得抗彎截面系數(shù)為： 34 4 5 9 8 380321081 4 0204 0 6 9 4 4 0 032))((mmDzbdDdDdW??????????? ? ?????????????? () ? ?? WMcaca? ? ?1??? ????????????? () 故滿足第三強(qiáng)度理論 剛度驗(yàn)算： 在水平面內(nèi)， tBF 單獨(dú)作用時(shí)： EI blpbfc 48 )43(1 22 ?? ??????????????? () = I??? ????5 )21546233( = 其中 I= 32 )( 44 dD ?? =2747500 ????????????? () 在 tcf 單獨(dú)作用下： EI blpbfc 48 )43( 222 ?? ???????????????? () = I??? ???5 )429 46233(294209 2 = 在兩力得共同作用下： mmfff ccc 0 0 7 7 ??? ?? ?????????????? () 第 24 頁 共 66 頁 在垂直面內(nèi)有 (在 rBF 單獨(dú)作用時(shí) ) EI blpbfc 48 )43(1 22 ?? ?????????????????? () =I??? ???? 5 )21546233( = 其中 I= 32 )( 44 dD ?? =2747500 ???????????????? () 在 rCF 單獨(dú)作用 下： EI blpbfc 48 )43( 222 ?? ?????????????????? () = I??? ????5 )29446233( = 在兩力得共同作用下： mmfff ccc 0 0 0 ??? ??????????????? () 故在 rCtCrBtB FFFF 、 共同作用下， x l21? 處為危險(xiǎn)截面，其最大繞度為 mmfff ccc 00 78 ????? ????????????? () 而一般的剛度 ? ? ly )~(? =~ 故 ? ?yfc ? 符合剛度要求，其轉(zhuǎn)角就不驗(yàn)算了。 1）下面校核由Ⅴ傳到主軸時(shí)的強(qiáng)度，剛度，校核， 主軸的傳動(dòng)功率： P 主 = ?? = ????????? () 主軸轉(zhuǎn)矩： T 主 = 50 6 ?? =143188Nmm ?????????? () 支點(diǎn)上的力： NdFtB ???? 主 ?????????? () 第 25 頁 共 66 頁 NdF tC ???? 主 ????????? () 根據(jù)彎矩平衡： ????? tBtDHE FFR ???????????? () 求得： RHE= 根據(jù)力得平衡： NRHA ? 2）垂直平面得彎矩： ?tgFF tBRB ?? = ?????????????????? () ?tgFF RCrC ?? = N ????????????????? () 根據(jù)平面內(nèi)得彎矩平衡有： ????? rBrDNE FFR ????????????? () NRNE ?? 再根據(jù)力得平衡： NRNA ? 則可得 B、 C點(diǎn)得彎矩圖： 在 B 點(diǎn)和 C 點(diǎn)為最危險(xiǎn)截面，要滿足要求， B、 C點(diǎn)滿足即可，在 B、 C 截面得彎矩為 ： 22 BVBHB MMM ??? =178。㎜ ??????????? () 22 CVCHC MMM ??? = N178。㎜ ??????????? () 扭矩圖為： 經(jīng)分析可知 B 所在得位置為最危險(xiǎn)截面，只要 B滿足條件即可，則剛度滿足。 計(jì)算彎矩 2)2( BBCB TMM ?? ? =942100 N178。㎜ ?????????? () 軸得抗彎截面系數(shù)為： 第 26 頁 共 66 頁 34 4 5 9 8 380321081 4 0204 0 6 9 4 4 0 032))((mmDzbdDdDdW??????????? ? ?????????????? () ? WMcaca ??= ? ?1??? ??????????????? () 故滿足第三強(qiáng)度理論 剛度驗(yàn)算： 在水平面內(nèi)， tBF 單獨(dú)作用時(shí)： EI blpbfc 48 )43(1 22 ?? ?????????????????? () = I??? ????5 )21546233( = 其中 I= 32 )( 44 dD ?? =2747500 ??????????????? () 在 tcf 單獨(dú)作用下： EI blpbfc 48 )43( 222 ?? ?????????????????? () = I??? ????5 )( 76 = 在兩力 的 共同作用下： mmfff ccc 0 1 2 6 ??? ??????????????? () 在垂直面內(nèi)有 (在 rBF 單獨(dú)作用時(shí) ) EI blpbfc 48 )43(1 22 ?? ?????????????????? () = I??? ????5 )21546233( 第 27 頁 共 66 頁 = 其中 I=32 )( 44 dD ??=2747500 ? ??????????????? () 在 rCF 單獨(dú)作用下： EI blpbfc 48 )43( 222 ?? ?????????????????? () =I??? ???? 5 )( = 在兩力得共同作用下： mmfff ccc 0 0 8 4 ??? ???????????????? () 故在 rCtCrBtB FFFF 、 共同作用下， x l21? 處為危險(xiǎn)截面，其最大繞度為 mmfff ccc ????? ?????????????? () 而一般的剛度 ? ? ly )~(? =~ 故 ? ?yfc? 符合剛度要求，其轉(zhuǎn)角就不驗(yàn)算了。 離合器的選用 離合器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中可將傳動(dòng)系統(tǒng)隨時(shí)分離或接合，對(duì)離合器的要求有：接合平穩(wěn)，分離迅速徹底；調(diào)節(jié)和修理方便；外廓尺寸小；質(zhì)量小；耐磨性好和有足夠的散熱能力；操作方便省力。離合器的類型很多，常用的可分 牙嵌式和摩擦式。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我選用了電磁式 摩擦片離合器。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值 dD )3~2(1 ? ；dD )~(2 ? 。 第 3 章 進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 假定主軸箱的重量： W =100kgf=100179。 =980N Z 軸的行程為： 400mm 第 28 頁 共 66 頁 垂直脈沖當(dāng)量： 預(yù)選滾珠絲杠基本導(dǎo)程： 0L =10mm 步距角： ?? ? 快速進(jìn)給速度： maxV = 脈沖當(dāng)量和傳動(dòng)比的確定 ⑴、傳動(dòng)比的選定 對(duì)于步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)脈沖當(dāng)量 ?? 確定，并且滾珠絲桿導(dǎo)程 0L 和步進(jìn)電機(jī)步距角 b? 都已初步選定后，則可用下式來計(jì)算該軸伺服傳動(dòng)系 統(tǒng)的傳動(dòng)比 ： 0 ＝＝???? Pb Li ?? ???????????? () ⑵、計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 初選步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)為 130BF001 則查表查出電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 DJ ＝ 179。 25 m10 ．kg? 對(duì)于軸，軸承，齒輪，聯(lián)軸節(jié)，絲桿等圓柱體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式為 ： 8 2DMJ C? )cm( 2．kg ?????????????????? () 對(duì)于鋼材，材料密度為 －? )cm/( 3kg ，則有 34 －?? LDJ )cm( 2．kg ??????????????? () 從資料定出齒輪副為： 231?Z 962 ?Z m＝