【文章內(nèi)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(jì)算 由于床用的是滾珠絲杠，摩擦阻力矩很小，可以忽略不計(jì)。 、等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Tm的計(jì)算 Tm=1/2 (F縱 +F摩 ) V溜 /n Tm=1/(2 ) (2021+375) 2/= 、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△ t=，由于步進(jìn)電機(jī)的角速度 m? ==2 則角加速度為： m? =則 : T慣 =JΣ m? = 103?=(Nm) 、步進(jìn)電機(jī)輸出軸總的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 JΣ =Tm+T慣 JΣ =+=（ Nm） 步 進(jìn) 電機(jī)的匹配選擇 考慮到機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的效率為 n，安全系數(shù)取 K，此時(shí)的負(fù)載總轉(zhuǎn)矩 TΣ =() = 由預(yù)選的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為三相六拍，步距角 ，其最大靜轉(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 TΣ由 下表可以查出 Tg/Tymax之比值 ??11 。 電機(jī)相數(shù) 3 4 5 6 運(yùn)行拍數(shù) 3 6 4 8 5 10 6 Tg/Tymax 則可算出 Tg= =(Nm)，因?yàn)楸? Nm大，所以選擇合適 。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 滾 珠 絲杠的選擇與校核 、工作原理及結(jié)構(gòu) 絲杠和螺母的螺紋滾道間置有滾珠，當(dāng)絲杠或螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，則絲杠與螺母之間 相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的滾動(dòng)摩擦，為防止?jié)L珠從滾道中滾出，在螺母的旋轉(zhuǎn)槽兩端設(shè)有回程引導(dǎo)裝置。 、滾珠絲杠副的特點(diǎn) （ 1）剛度好 通過給螺母組件內(nèi)施加預(yù)壓來獲得較高的系統(tǒng)剛度，可滿足各種機(jī)械傳動(dòng)要求，無爬行現(xiàn)象，始終保持傳動(dòng)高效率，效率高達(dá) 90%~95%，耗費(fèi)的能量僅為滑動(dòng)絲杠的 1/3。 （ 2）傳動(dòng)具有可逆性 既可將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，又可將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且逆?zhèn)鬟f可保持運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和靈敏性。 （ 3）傳動(dòng)精度高 經(jīng)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(shí)溫升和熱變形小，容易獲得較高的傳動(dòng)精度。 （ 4）使用壽命長 滾珠是在淬硬的滾道上作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，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(dòng)絲杠要高 5～ 6倍。 （ 5）不能自鎖 特別是垂直安裝的絲杠，當(dāng)運(yùn)動(dòng)停止后，螺母將在重力作用下下滑，故常需設(shè)置制動(dòng)裝置。 （ 6）制造工藝復(fù)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(jī)床原來絲杠的大小，按類比法來選擇直徑，因此必須進(jìn)行以下項(xiàng)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(shí)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 、壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 ? ?223. 14 / m a xP k F k E I R D P????12 式中 Pk——實(shí)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(shí)為 4,單推 單推時(shí)為 1,又推簡支時(shí)為 2,雙推自由式為 。 E——?jiǎng)偟膹椥阅Ａ? 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(yàn)算 絲杠的剛度是要保證第一導(dǎo)程的變形量在允許的范圍內(nèi) ,起變形計(jì)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(hào)同上 . 式中的正號(hào)用于拉伸 ,負(fù)號(hào)用于壓縮 .若都為拉伸 ,有如下計(jì)算結(jié)果 : 設(shè) 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(jī)選擇型號(hào) :110BF003 絲杠選 LL32 6。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 3－ 1(滾珠絲杠螺母副 ) 即螺紋調(diào)隙式的滾珠絲杠螺母副，其一個(gè)螺母的外端有凸緣而另一個(gè)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(gè)圓螺母固定著。旋轉(zhuǎn)圓螺母時(shí)，即可消除間隙，并產(chǎn)生預(yù)緊拉力，調(diào)整好后再用另一個(gè)圓螺母把它鎖緊。 這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整方便，雖軸向位移不太精確，但應(yīng)用較廣泛。 齒 輪 的校核計(jì)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(diào)質(zhì)處理，硬度為 241HB286HB,平均為 260HB。大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)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(diǎn)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(shí)間： 10 30 0 8 0. 2 48 00hth? ? ? ? ? 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：查表可估計(jì) 7910 10LN ?〈 則指數(shù) m= 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jì)應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(qiáng)度驗(yàn)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 齒形系數(shù) FaY 查圖得： 1FaY =， 2 ? 應(yīng)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(jì)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(jì)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(yīng)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 軸 承 的選擇與校核