【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊方法選擇 消除螺紋間隙和調(diào)整預(yù)緊方法： 雙螺母墊片調(diào)整式、雙螺母螺紋調(diào)整式、雙螺母齒差調(diào)整式 選擇方案： 雙螺母墊片調(diào)整式 選擇原因：裝卸方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性好 ⑵ 計(jì)算進(jìn)給牽引力 （最大 工作載荷） mF （ N） 由《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》中進(jìn)給牽引力的試驗(yàn)公式計(jì)算，縱向?qū)к墳槿切螌?dǎo)軌 mF = k XF ＋ f（ ZF ＋ G） 式中 XF —— 縱向切削分力 k—— 顛覆力矩影響實(shí)驗(yàn)的系數(shù) f— — 滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦因數(shù) G—— 溜板及刀架重力 則 mF = 1340＋ （ 5360＋ 1000） N = N ⑶ 計(jì)算最大動(dòng)載荷 C(N) C=3L wf Hf mF 其中 L —— 工作壽命 以 610 r為 1單位 L =610n60T n —— 絲杠轉(zhuǎn)速（ r/min） n =osPV1000 sV —— 最大切削力條件下的進(jìn)給速度（ m/min） ，可取最 高進(jìn)給速度的 1/2～ 1/3，取 sV = oP —— 絲杠導(dǎo)程（ mm） wf —— 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) 按一般運(yùn)轉(zhuǎn) wf =～ 取 wf = Hf —— 硬度系數(shù) 查表取 Hf = XX 學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 T —— 使用壽命 （ h） 一般機(jī)床可取 T =10000h 數(shù)控機(jī)床可取 T=15000h 考慮到絲杠對(duì)加工精度和經(jīng)濟(jì)性的影響 oP 應(yīng)優(yōu)先取 8mm系列 ① 選擇基本導(dǎo)程 oP =4mm 則 絲杠轉(zhuǎn)速 n =osPV1000 = 4 ? r/min=75 r/min 工作壽命 L =610n60T=610 150007560 ??= 最大動(dòng)載荷 1C =3L wf Hf mF =3 N=18283 N ② 選擇基本導(dǎo)程 oP =6mm 則 絲杠轉(zhuǎn)速 n =osPV1000 = 6 ? r/min=50 r/min 工作壽命 L =610n60T=610 150005060 ??=45 最大動(dòng)載荷 1C =3L wf Hf mF =345 N=15972 N ③ 選擇基本導(dǎo)程 oP =8mm 則 絲杠轉(zhuǎn)速 n =osPV1000 = 8 ? r/min= r/min 工作壽命 L =610n60T=610 15 ??= 最大動(dòng)載荷 1C =3L wf Hf mF =3 N=14512 N ⑷ 選擇滾珠絲杠螺母副 由前述選擇的滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)形式：外循環(huán)、雙圓弧型面 、雙螺母墊片調(diào)整式。查《機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 10— 22，并根據(jù) C aC 的原則即所選取的滾珠絲杠的額定動(dòng)載荷大于計(jì)算的最大工作載荷。 當(dāng) oP =4mm 1C =18283 N 表中額定動(dòng)載荷顯示 aC C ，故基本導(dǎo)程 oP =4mm的滾珠絲杠不符合要求 當(dāng) oP =6mm 2C =15972 N 符合使用要求 當(dāng) oP =4mm 3C =14512 N 符合使用要求 現(xiàn)取基本導(dǎo)程 oP =6mm 查《機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 10— 22 可得滾珠絲杠副型號(hào) CDW4006— 5， CDW4006— 5 型滾珠絲杠：外循環(huán)插管式，雙螺母墊片預(yù)緊，導(dǎo)XX 學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 珠埋入式滾珠絲 杠副。公稱(chēng)直徑為 40mm， 基本導(dǎo)程為 6 mm，負(fù)載鋼球圈數(shù)為 5 圈，定位滾珠絲杠副，精度等級(jí)為 3 級(jí)，螺旋旋向?yàn)橛倚?滾珠絲杠副 CDW4006— 5 型具體參數(shù)如下： 表 公稱(chēng)直徑 od（ mm） 導(dǎo)程 oP（ mm） 鋼球直徑 wD （ mm） 絲杠外徑 d （ mm） 螺紋底徑 1d（ mm） 循環(huán)列數(shù)圈數(shù) 額 定動(dòng)載荷 aC / N 額定靜載荷 oaC / N 接觸剛度 R N/ m? 40 6 2 28441 95970 2191 螺母安裝尺寸（ mm） 1D sD 4D B 5D 6D h L 1L C A M 71 110 90 15 9 15 9 138 54 7 3 M6 ⑸ 滾珠絲杠副的驗(yàn)算 ① 傳動(dòng)效率計(jì)算 ）（ ???? ?? tan tan 式中 ? —— 絲杠螺旋升角（ o ）， ooarctan dP?? ? oP —— 絲杠基本導(dǎo)程（ mm） od —— 絲杠公稱(chēng)直徑（ mm） ?—— 摩擦角，滾珠絲杠副的滾動(dòng)摩擦系數(shù) f = ～ 其摩擦角約等于 ‘10 則 6a rc ta n ??? o = ‘732o ）（’‘’ 10732tan 73ta n2oo ??? = 滿(mǎn)足傳動(dòng)要求 ② 滾珠絲杠副剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠副剛度的驗(yàn)算即為檢驗(yàn)絲 杠的總拉伸或總壓縮變形量 1? （ mm），滾珠與XX 學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 螺紋滾道間接觸 變形量 2? （ mm），滾珠絲杠軸承與軸向接觸變形量 3? ，滾珠絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起的導(dǎo)程的變形量 4? （ mm）和螺母座及軸承支座的變形量 5? （ mm）之和是否小于機(jī)床精度的要求。又滾珠絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起的導(dǎo)程變形量 4? 和螺母座及軸承支座的變形量 5? 極小，在其所占比重較小，可忽略不計(jì)。 一、 絲杠上的總拉伸或總壓縮變形量 1? LPP??? o1? 式中 P? —— 在工作負(fù)載 mF 作用下引起每一導(dǎo)程的變化量（ mm）， EAPFP om??? mF —— 進(jìn)給牽引力即 最大工作載荷（ N） oP —— 滾珠絲杠的導(dǎo)程（ mm） E —— 材料彈性模數(shù)，對(duì)于鋼 E = 410 N/ 2mm A —— 滾珠絲杠的截面積（ 2mm ）， 4d21??A 1d —— 滾珠絲杠的截面半徑 （ mm）， RD 2e2d o1 ??? oD —— 滾珠絲杠的公稱(chēng)直徑（ mm） e —— 偏心距（ mm） ?s i n2/e w ）（ DR?? ? —— 接觸角（ o ）， ? = 45o R —— 螺紋滾道的半徑（ mm）， R =～ wD ，取 R = wD wD —— 滾珠直徑 （ mm） L —— 滾珠絲杠在支承間的受力長(zhǎng)度（ mm）， L =1600 mm 則 R = wD = mm = mm ?sin2/e w ）（ DR ?? =（ － ） sin45o mm= RD 2e2d o1 ??? =40＋ 2 － 2 mm = mm 4d21??A = 4 2? 2mm = 2mm EAPFP om??? = 4 ?? ?? mm= mm XX 學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 滾之絲杠總長(zhǎng)度上 拉伸或壓縮變形量 1? 為 LPP??? o1? = 6 16 0000 0073 ? mm= mm 若兩端采用角接觸球軸承，且絲杠又進(jìn)行了預(yù)緊，預(yù)緊力為最大工作載荷的 1/3 時(shí)，其拉伸剛度可比一端固定的絲杠提高 4 倍，即實(shí)際變形量為411 ?? ?‘= mm = mm 二、 滾珠與螺紋滾道間接觸變形量 2? 查《機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，當(dāng) R / wD =，有預(yù)緊時(shí) ?? ???ZFFD K Z m3 aow42 103‘? 式中 ’mF —— 軸向工作載荷（ N） ， ‘mF = = N oaF —— 預(yù)緊力（ N）， oaF =31 mF =31 = N ?Z —— 工作螺母的鋼球數(shù)， ?Z =Z 圈數(shù)列數(shù) Z —— 一圈螺紋內(nèi)的鋼球數(shù)，woDDZ ?? = ? =，取 Z =32 ZK —— 載荷分布不均系數(shù) ，與制造精度有關(guān)，通常 ZK =～ ，取 ZK = oD —— 絲杠公稱(chēng)直徑（ mm） 則 ?Z =32 2=160 160 42 ?? ????? = 當(dāng)滾珠絲杠有預(yù)緊力，且預(yù)緊力為軸向工作載荷 的 1/3 時(shí)，值可減半，即222 ???‘ = 三、 滾珠絲杠軸承與軸向接觸變形量 3? 不同類(lèi)型的軸承的接觸變形量可用不同的公式計(jì)算 XX 學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 推力球軸承： 32Q2m39。3 Zd?? 式中 39。mF —— 軸承所受軸向載荷（ N） Z —— 軸承的滾動(dòng)體數(shù)目 Qd —— 軸承的滾動(dòng)體直徑（ mm） 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 6— 8，軸承型號(hào)可選 51206（原 8206） C =15972 N 28000 N，其內(nèi)徑 d=30 mm，外徑 D=52 mm，寬 T=16mm， Qd =T/2=8mm 3T D)(dZ —?? ? = 316 —）（ ?? =14 32Q2m39。3 Zd?? = 322 ? mm= mm 滾珠絲杠副剛度的驗(yàn)算主要驗(yàn)算 1? 、 2? 、 3? 之和不應(yīng)大于機(jī)床精度要求允許變形量的一半， 因此只要 ‘ 1? ＋ ’2? ＋ 3? ? 機(jī)床精度要求，即 ? =‘ 1? ＋ ’2? ＋ 3? =＋＋ mm = mm mm，則符合要求。 ③ 滾珠絲杠副穩(wěn)定校核 對(duì)于絲杠在給定的支撐條件下承受最大軸向載荷時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算起有沒(méi)有產(chǎn)生縱向彎曲（失穩(wěn)）的危險(xiǎn)，其產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負(fù)載 KF （ N） 22ZK L EIfF ?? 式中 E —— 材料彈性模數(shù)，對(duì)鋼 ?? （ N/ 2mm ） I —— 截面慣性矩（ 4mm ）， 64dI 41?? = 64 4? 4mm =82260 4mm L —— 滾珠絲杠兩端的支承距離 （ mm）， L =1600 mm Zf —— 絲杠支承方式系數(shù)，查絲杠支承方式系數(shù)表，因絲杠 一 端固定， 一端浮動(dòng)取絲杠支承方式系數(shù) Zf =2 則22ZK L EIfF ??=242 160 0 822 ???? N=130530N 如果穩(wěn)定性安全系數(shù) ??mKk FFn [ kn ]，則絲杠不失穩(wěn)。 [kn ]—— 許用穩(wěn)定性安全XX 學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 系數(shù)，一般取 [ kn ]=～ 4 5125 58. 613 0530n k ??[ kn ] 固絲杠不失穩(wěn) 齒輪減速器的設(shè)計(jì) ⑴ 確定齒輪傳動(dòng)比 obpP360i ? ?? 式中 b? —— 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角（ o ），初選 b? = oP —— 絲杠導(dǎo)程（ mm）， o P =6 mm p? —— 縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量 （ mm/脈沖 ） ， p? = mm/脈沖 則obpP360i ? ?? 0 ???? 因 i=5，故采用一級(jí)傳動(dòng)。 ⑵ 確定齒輪參數(shù) 可選齒輪齒數(shù)為4032ZZi 21 ??， 齒輪材料采用 40rC ，調(diào)質(zhì)處理，精度等級(jí)取 7 級(jí) ，前后軸承選用 8024 型流動(dòng)軸承，齒輪傳動(dòng)時(shí)效率為 ?? ，由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)齒輪受力不大，且根據(jù)優(yōu)先選用第一系列的原則，取模 數(shù) m=2mm，則 ?=20o ， 1Z =32， 2Z =40，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10— 7 可知 a? =，故齒寬 2b = a? 1d ， )10~5(21 ?? bb mm 齒輪幾何尺寸如下： 齒輪 1 分度圓直徑： 1d =m 1Z =32 2 mm =68 mm 齒輪 2 分度圓直徑： 2d =m 2Z =40 2 mm =80 mm 中心距： a= 2 )4032(22Zm 21 ???? ）（ Z mm=72 mm 齒寬： 2b = a? 1d = 64 mm =26 mm )10~5(21 ?? bb mm =26＋ 6 mm =32 mm XX 學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選擇 ⑴ 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 mT （ N m）及最大靜轉(zhuǎn)矩 jmaxT （ N m）的計(jì)算 由能量守恒原理，電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩可由下式估算 i2 PFT iomm ???? 式中， mF —— 進(jìn)給牽引力（ N） oP —— 滾珠絲杠導(dǎo)程（ mm） ? —— 滾珠絲杠傳動(dòng)效率 i? —— 齒輪減速器的傳動(dòng)效率 i —— 齒輪減速器的傳動(dòng)比 則i2 PFT iomm ????= ???? ? N mm = N mm= N m 若不考察起動(dòng)是運(yùn)動(dòng)部件慣性的影響，則