【文章內容簡介】 2 3 21 2 0( ) ( / 2 3 .1 4 ) 0 .8 5 1 0m z z sJ J J J J i m i t k g m?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ??7 、絲杠摩擦阻力矩的計算 由于床用的是滾珠絲杠，摩擦阻力矩很小，可以忽略不計。 、等效負載轉矩 Tm的計算 Tm=1/2 (F縱 +F摩 ) V溜 /n Tm=1/(2 ) (2021+375) 2/= 、起動慣性阻力矩的計算 以最不利條件下的快速起動計算，設起動加速式制動減速的時間△ t=，由于步進電機的角速度 m? ==2 則角加速度為： m? =則 : T慣 =JΣ m? = 103?=(Nm) 、步進電機輸出軸總的負載轉矩的計算 JΣ =Tm+T慣 JΣ =+=（ Nm） 步 進 電機的匹配選擇 考慮到機械傳動系統(tǒng)的效率為 n，安全系數(shù)取 K，此時的負載總轉矩 TΣ =() = 由預選的步進電機型號為三相六拍，步距角 ，其最大靜轉矩 Tymax=,為保證正常的起動與停止，步進電機的起動轉矩 Tg必須大于或等于 TΣ由 下表可以查出 Tg/Tymax之比值 ??11 。 電機相數(shù) 3 4 5 6 運行拍數(shù) 3 6 4 8 5 10 6 Tg/Tymax 則可算出 Tg= =(Nm)，因為比 Nm大，所以選擇合適 。 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 12 滾 珠 絲杠的選擇與校核 、工作原理及結構 絲杠和螺母的螺紋滾道間置有滾珠，當絲杠或螺母轉動時，滾珠沿螺紋滾道滾動，則絲杠與螺母之間 相對運動時產生的滾動摩擦，為防止?jié)L珠從滾道中滾出，在螺母的旋轉槽兩端設有回程引導裝置。 、滾珠絲杠副的特點 （ 1）剛度好 通過給螺母組件內施加預壓來獲得較高的系統(tǒng)剛度，可滿足各種機械傳動要求，無爬行現(xiàn)象，始終保持傳動高效率，效率高達 90%~95%，耗費的能量僅為滑動絲杠的 1/3。 （ 2）傳動具有可逆性 既可將回轉運動變?yōu)橹本€運動，又可將直線運動變?yōu)榛剞D運動，且逆?zhèn)鬟f可保持運動的平穩(wěn)性和靈敏性。 （ 3）傳動精度高 經過淬硬并精磨螺紋滾道后的滾珠絲杠副本身就具有很高的制造精度，又由于摩擦小，絲杠 副工作時溫升和熱變形小，容易獲得較高的傳動精度。 （ 4）使用壽命長 滾珠是在淬硬的滾道上作滾動運動，磨損極小，長期使用后仍能保持其精度，因而受命長，具有很高的可靠性。其壽命一般比滑動絲杠要高 5～ 6倍。 （ 5）不能自鎖 特別是垂直安裝的絲杠，當運動停止后，螺母將在重力作用下下滑，故常需設置制動裝置。 （ 6）制造工藝復雜 滾珠絲杠和螺母等零件加工精度、表面粗糙度要求高，制造成本高。 滾珠絲杠的選擇，一般是根據(jù)機床原來絲杠的大小，按類比法來選擇直徑，因此必須進行以下項目的校核。 、承載能力的校核 3 m a x 0HwQ L f f P C? ? ? ? ???9 式中 ——滾珠絲杠壽命系數(shù) =60nT/ 610? fw——載荷系數(shù)，中等沖擊 T——使用壽命時間 15000 Hf ——硬度系數(shù) maxP =F縱 +F摩 =2021+375=2375N 則 Q= 63 6 0 3 3 3 . 3 1 5 0 0 0 / 1 0 1 . 0 1 . 2 2 3 7 5 4 9 3 6 1 N? ? ? ? ? ? 查表可知道滿足要求。 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 13 、壓桿穩(wěn)定性驗算 ? ?223. 14 / m a xP k F k E I R D P????12 式中 Pk——實際承受載荷的能力 FK——壓桿穩(wěn)定的支承系數(shù) ,雙推 雙推時為 4,單推 單推時為 1,又推簡支時為 2,雙推自由式為 。 E——剛的彈性模量 10 (Mpa)。 I——絲桿穩(wěn)定安全系數(shù) ,一般取 ,垂直安裝取小值 . 由上例，取 由上例 ,取 Fk=2,I=*=,d1=25mm。取 K=4,L=La=120cm(系杠長度 ) 4 則 Pk= 10N≥ Pmax(Pmax=2375N) 、剛度驗算 絲杠的剛度是要保證第一導程的變形量在允許的范圍內 ,起變形計算公式為 : △ L=00 2/ / 2 3. 14ttP E S M IE????14 式中 S絲杠最小截面積 。 M扭距 (),系數(shù)符號同上 . 式中的正號用于拉伸 ,負號用于壓縮 .若都為拉伸 ,有如下計算結果 : 設 t=,S= R1^2= ()^2=178。 I=,M== =(),P=Pmax=2375N 則 : Δ L=2375 (*10) +9808178。/(2 810 ) = 810? Cm= 滿足使用要求 所以 ,我們的電機選擇型號 :110BF003 絲杠選 LL32 6。 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 14 圖 3－ 1(滾珠絲杠螺母副 ) 即螺紋調隙式的滾珠絲杠螺母副，其一個螺母的外端有凸緣而另一個螺母的外端沒有凸緣而制有螺紋，它伸出在套筒外，并用兩個圓螺母固定著。旋轉圓螺母時，即可消除間隙，并產生預緊拉力，調整好后再用另一個圓螺母把它鎖緊。 這種結構的特點是結構緊湊，調整方便，雖軸向位移不太精確，但應用較廣泛。 齒 輪 的校核計算 所選齒輪參數(shù)如下： Z1=20。Z2=25。m=(模數(shù) )。b=20mm(齒寬 )；壓力角為 20 df1=mZ1=30mm。df2=mZ2=。de1=33mm。de2= 小齒輪用 40Cr,調質處理，硬度為 241HB286HB,平均為 260HB。大齒輪用 45 鋼，調質處理，硬度為 229HB286HB，平均取 240HB。 ??15 ??16 1211 c os1c os 0 254a ZZZ ?????????? ? ??????????????? ???? ? ??? ? ??????????????? 齒間載荷分布系數(shù)：2211 1 .2 60 .8 9HK Z? ?? ? ? 齒向載荷分布系數(shù)： 2 2331 201 0 1 . 1 7 0 . 1 6 0 . 6 1 1 0 2 0 1 . 2 530Hb bK A B C bd?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? ???? 查表得： , ?? 荷系數(shù)： 1 .5 1 .2 1 .2 5 1 .2 6 2 .7A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? ? ? ? 彈性系數(shù)： EZ 查表得 EZ = aMP 節(jié)點區(qū)域系數(shù)： HZ 查圖得 ? 接觸最小安全系數(shù)：由表得 min ? 工作時間： 10 30 0 8 0. 2 48 00hth? ? ? ? ? 應力循環(huán)次數(shù)：查表可估計 7910 10LN ?〈 則指數(shù) m= 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 15 ? ?1111m a x m a x8 . 8 7 8 . 8 7 8 . 8 7 76 0 6 06 0 1 4 1 6 .6 7 4 8 0 0 1 0 .2 0 .5 0 .2 0 .3 2 .3 9 1 0mnni i h iV i n i nii hT T tN n t y tT T t??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 故原估計應力次數(shù)正確。 772 / 2 .3 9 1 0 / 1 .2 5 1 .9 1 2 1 0LN N i? ? ? ? ? ? 接觸壽命系數(shù)查圖得： 121. 22 1. 24NNZZ??， 由 12,NNZZ查表得： l im 1 l im 2710 , 580M Pa M Pa???? 許用接觸應力 ? ???： ? ?? ?l im 1 1m inl im 2 22m in117 1 0 1 .2 2 8251 .0 55 8 0 1 .2 4 6851 .0 52 0 1 .5 3 0NHNHZ M P aSZ M P aSd Z m??????????? ? ??? ? ?? ? ? ? 算接觸應力： 1212 1 2 2 .7 1 9 8 4 1 .2 5 11 8 9 .8 2 .5 0 .8 9 4 3 22 0 3 0 1 .2 5EHKT uZ Z Z M P ab d u?? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?2?????故選擇合適 齒根彎曲疲勞強度驗算 ??2 ??5 ： 重合度系數(shù)： 0 . 7 5 0 . 7 50 . 2 5 0 . 2 5 0 . 7 21 . 5 9 2Y ? ??? ? ? ? ? 齒間載荷分配系數(shù)： 11 1 .3 90 .7 2KF Y? ?? ? ? 齒向載荷分布系數(shù)FK?： ? ? ? ?1 . 5 1 0 . 2 5 1 . 5 3 . 3 7 5/ 2 0 / 2 0 / 3 . 3 7 5 5 . 9 2 6a f a ah h h h m h c mb h h ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 由查圖可得： FK ? ? 載荷系數(shù) K??3 ??8 ： 1 .5 1 .2 1 .3 9 1 .2 3 .0A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 16 齒形系數(shù) FaY 查圖得： 1FaY =， 2 ? 應力修正系數(shù) saY 查圖得： 1saY =， 2 ? 彎曲疲勞極限 limF? 查圖得： l im 1 l im 2600 , 450FFM Pa M Pa???? 彎曲最小安全系數(shù) minFS 由表估計得： 6 103 10 10 49 .91LNm? ? ? ?指 數(shù) ? ?11 76060 1 41 7 48 00 1 10ni hiL V ni nax hTtN N nltTt??????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 原估計循環(huán)次數(shù)正確 7721 / 2 .4 1 0 / 1 .2 5 1 .9 2 1 0LLN N i? ? ? ? ? 彎曲壽命系數(shù) NY 由圖得： 6 , 7NNYY?? 尺寸系數(shù) xY 由圖得： ? 許用彎曲應力 ? ?F???7 ??10 ： ? ?? ?l im 1m inl im 2 22m in6 0 0 0 .9 6 1 .0 4 6 0 .81 .2 56 0 0 0 .9 6 1 .0 4 6 0 .81 .2 5F N XFFF N XFFYY M P aSYY M P aS??????? ? ???? ? ? 校核： ? ?? ?11 1 1111222111222 1 2 1934 4 2 4020 30 3 840 38. 5 4F F a saFFF a saFFF a saFFKTY Y Y M P abd mYYM P aYY??????????? ? ? ? ? ?????? ? ? ??? 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 17 軸 承 的選擇與校核