【正文】 于最大軸向載荷的1/3。 δt=αΔtLu (m) ……………………………………………………（） α熱膨脹系數(shù)；α=111061/5℃Δt絲杠軸的溫升，一般取3℃～5℃；Lu螺紋有效長度，m；Lu=874mm。導(dǎo)軌的靜摩擦系數(shù)μ= ，L1=1066mm。 預(yù)拉伸計算a. 溫升引起的伸長量δt，℃，則螺紋部分伸長量為: 絲杠全長的伸長量為:b. 預(yù)拉伸力Ft,根據(jù)材料力學(xué)歐拉公式： 軸承的預(yù)負(fù)荷不應(yīng)小于軸承最大載荷的三分之一。絲杠兩端固定，故軸承的最大載和等于拉伸力加最大外載荷的一半 顯然滿足了要求。 電機與絲杠連接齒輪設(shè)計已知, , ,(1).選精度等級，材料和齒數(shù)1).選用直齒圓柱齒輪傳動2).小齒輪為45號調(diào)質(zhì)鋼 HRC=25～30；大齒輪為45號調(diào)質(zhì)鋼HRC=25～303).精度等級選8級精度4).初選小齒輪；大齒輪(2).按齒面接觸強度設(shè)計 mm ……………………………………… （） 1).試選載荷系數(shù)Kt=2).計算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 T1=105103Nmm3).查機械手冊可選取齒寬系數(shù)=4).查機械手冊可得材料的彈性影響系數(shù)5).查機械手冊，6).查機械手冊可得計算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)，按雙班制工作, 使用期限為15年,每年工作為300天。7).查機械手冊可得接觸疲勞壽命系數(shù)，8).計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1% 安全系數(shù)S=1 可得 許用接觸應(yīng)力(3).代入計算1). ==2).計算圓周速度v 3).計算齒寬b 4).計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù) 齒高 5).計算載荷系數(shù)根據(jù)v=，8級精度，查機械手冊可得動載系數(shù)KV=假設(shè)KA Ft/b≥100N/mm,查機械手冊可得KHα=KFα=查機械手冊可得使用系數(shù)KA=1查機械手冊可得KHβ=查機械手冊可得KFβ=6) .按實際的載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑, 查機械手冊可得 (3).按齒根彎曲強度設(shè)計　 mm …………………………………………………… （） 1).確定計算參數(shù)①．查機械手冊可得大小齒輪的彎曲疲勞強度極限②．查機械手冊可得齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù) ， ③．計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S= 可得 ④．計算載荷系數(shù) K⑤．查取齒型系數(shù)，查機械手冊可得 ， ⑥．查取應(yīng)力校正系數(shù)，查機械手冊可得 ， ⑦．計算大,小齒輪的 并加以比較 小齒輪的數(shù)值比較大2).設(shè)計計算 對比計算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù),可取按接觸疲勞度算得的模數(shù)m=，圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=。安裝尺寸： 大齒輪52T (左)和小齒輪20T(右) 滾珠絲杠快退電機的選擇 初選電機型號YU80M6,550瓦，1000r/min?？焱怂俣? 要求快退速度≤4000毫米/分，滿足要求。 電機快退力矩計算： …………………………………………………… （）最大加速力矩 Jr折算到電機軸上總慣量(kgm2)； t系統(tǒng)時間常數(shù),(s)； nmax電機最大轉(zhuǎn)速（r/min）摩擦力矩 附加摩擦力矩 ∴ 電機滿足要求。5 凸輪分度箱設(shè)計 凸輪分度箱是ZXH54型銑槽機的主要部件，它是保證銑槽精度，提高產(chǎn)量與質(zhì)量，實現(xiàn)自動分度的關(guān)鍵。所以，在對凸輪分度箱提出設(shè)計方案前，有必要了解凸輪機構(gòu)的設(shè)計。 凸輪機構(gòu)及其類型凸輪機構(gòu)一般是由機架、主動凸輪及從動件三部分組成的高副機構(gòu)。從動件可作預(yù)期的往復(fù)移動或擺動，以及間歇的旋轉(zhuǎn)（）。 間歇旋轉(zhuǎn)凸輪機構(gòu)(1) 凸輪機構(gòu)的基本類型凸輪機構(gòu)有平面與空間之分。平面凸輪機構(gòu)又可分為移動從動件盤形凸輪機構(gòu)、擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)、移動從動件移動凸輪機構(gòu)和擺動從動件移動凸輪機構(gòu)。空間凸輪機構(gòu)也有移動從動件和擺動從動件之分。本課題——銑床專用分度凸輪機構(gòu)屬空間凸輪機構(gòu)，故以下將對空間凸輪機構(gòu)作詳細(xì)解釋。 空間凸輪機構(gòu)的基本類型及特點（） 空間凸輪機構(gòu)的基本類型及特點移動從動件圓柱凸輪從動件的運動平面與凸輪運動平面垂直圓錐凸輪從動件的運動平面與凸輪運動平面成一角度擺動從動件圓柱凸輪 這種圓柱凸輪是近似的，從動件的擺角不能太大環(huán)面凸輪 球面凸輪 從動件可以有較大的擺角(2) 凸輪機構(gòu)的鎖和方式為了使從動件和凸輪始終保持接觸，可以采用力鎖合或形鎖合。力鎖合是應(yīng)用重力、彈簧力或流體壓力等外力使從動件保持和凸輪接觸。形鎖合可用槽凸輪、凸緣凸輪、等徑凸輪、等寬凸輪或共軛凸輪等來達(dá)到這個目的。本課題ZXH54型銑槽機采用的是槽凸輪，鎖合方式為形鎖合，具體方式如下圖所示。這種鎖合方式要求凸輪的尺寸較大，但為了使?jié)L子在槽內(nèi)不會卡住，必須要有間隙，不宜用于高速。，可消除間隙，但制造困難些。 槽凸輪的形鎖合 從動件的運動規(guī)律一般概念(1) 從動件的運動類型當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，從動件作一次往復(fù)運動。設(shè)從動件為移動從動件。其位移為s、有三種類型：類型Ⅰ （）——雙停歇運動（或升?；赝＿\動）。從動件在行程的兩端都有停歇。類型Ⅱ （）——無停歇運動（或升回升運動）。從動件在形成的兩端都不聽謝而作連續(xù)的往復(fù)運動。 類型Ⅲ （）——單停歇運動（或升回停運動）。從動件只在行程的起始端（或終止端）有停歇。th ——升程（推程）時間 運動類型 在選擇從動件的運動規(guī)律時，對于這三種運動類型，應(yīng)該有不同的考慮。如對雙停歇運動來說，在行程兩端的速度和加速度都應(yīng)為零。對其它兩種運動來說，在停歇端的速度和加速度應(yīng)為零。在無停歇端的速度也為零，而加速度最好不等于零。這樣，在推程和回程的銜接處，加速度過渡平滑，且可使最大速度和最大加速度等下降，這對受力情況和減少振動等都是有利的。(2) 無因次運動參數(shù)分析移動從動件的一個單向行程（推程），已知其位移s、速度v、加速度a和躍度j都是時間t的函數(shù)，相應(yīng)為： ………………………………………… （） 運動線圖(3) 運動規(guī)律的特性值及選擇運動規(guī)律的原則運動規(guī)律的特性值是指無因此運動參數(shù)中的最大速度、最大加速度及最大躍度等。①最大速度 運動著的從動件具有一定的動量。從安全考慮，應(yīng)使動量小一些。為此，對于重載的凸輪機構(gòu)，因從動件的質(zhì)量大，應(yīng)采用小的運動規(guī)律為宜。還影響到凸輪的受力和尺寸大小。采用小的運動規(guī)律，同樣尺寸的凸輪，其最大壓力角也小（等速運動除外）。反之，如果相同，則小的凸輪尺寸也小。②最大加速度 因為慣性力等于實際速度乘以質(zhì)量。故當(dāng)無因此最大加速度愈大時，從動件的最大慣性力愈大。凸輪與從動件間的動壓力也愈大。對于高速凸輪，更應(yīng)選擇值小的運動規(guī)律。③最大躍度 躍度和從動件的振動關(guān)系較大。為了減小振動，應(yīng)使值減小。值最小的運動規(guī)律是等躍度規(guī)律。另外，從動件的慣性力還可引起凸輪軸上的附加轉(zhuǎn)矩?？梢宰C明，它與加速度和速度乘積的最大值成正比。（）列出了各種不同運動規(guī)律的、值，可供合理選擇運動規(guī)律時參考。一般來說，應(yīng)該避免由于速度突變引起的剛性沖擊。還應(yīng)盡量避免由于加速度突變引起的柔性沖擊。目前常用的有多項式運動規(guī)律和組合運動規(guī)律兩大類。其中又有多種形式。從表中可見：預(yù)使、都最小的運動規(guī)律是沒有的。這里相互有矛盾，因此應(yīng)該根據(jù)不同的工作情況和力選擇。下列原則可供參考。 凸輪機構(gòu)各種運動規(guī)律比較表運動類型名稱備注加速度線圖形狀說明加速度不連續(xù)運動等速∞∞∞最小，但有剛性沖擊，制造容易，可用于低速等加速、等減速∞最小，因有柔性沖擊，目前很少用余弦加速度（簡諧運動∞及扭矩小，但有柔性沖擊，可用于低速雙停歇運動等躍度很小，但由于大很少用345多項式特性值較好，常用正弦加速度適用于高速輕載，缺點是、較大雙停歇運動改進(jìn)梯形加速度小，適用于高速輕載，近來在分度凸輪中應(yīng)用較多非對稱改進(jìn)梯形加速度=對彈簧設(shè)計有利改進(jìn)正弦加速度及轉(zhuǎn)距小，適用于中速中載，性能較好改進(jìn)等速很小，扭矩小，適用于低速重載，也可用以代替等速運動，避免沖擊無停歇運動余弦加速度用于無停歇運動中，這是一種很好的運動規(guī)律正弦加速度與相應(yīng)的雙停歇或單停歇運動相比，各特性值都有所改善改進(jìn)梯形加速度改進(jìn)正弦加速度改進(jìn)等速單停歇運動345多項式特性值較好，但值較大正弦加速度與對應(yīng)的雙停歇運動相比，各特性值都有所改善。因此將雙停歇運動規(guī)律用于單停歇運動是不恰當(dāng)?shù)模ㄟ@里幾種規(guī)律的加速段合減速段時間相同）改進(jìn)梯形加速度改進(jìn)正弦加速度①高速輕載 各特性值大體可按、的順序來考慮。改進(jìn)梯形類型的值比較小，是較理想的一種運動規(guī)律。②低速重載 各特性值大體可按、的順序來考慮，故改進(jìn)等速運動規(guī)律使比較理想的。③中速中載 要求、等特性值都較小。正弦角速度規(guī)律較好。但較大，因此用改進(jìn)正弦加速度或345次多項式運動規(guī)律也較為理想。低速輕載的凸輪機構(gòu)，對運動規(guī)律的要求不嚴(yán)。而在高速重載的情況下，由于兼顧及有困難，故不宜采用凸輪機構(gòu)。 凸輪機構(gòu)的壓力角、凸輪的基圓半徑和最小曲率半徑 壓力角凸輪機構(gòu)的壓力角α是凸輪給從動件的正壓力方向，即公法線n—n方向與從動件受力點速度v方向所夾的銳角。凸輪機構(gòu)壓力角的大小，不僅和機構(gòu)傳動時的受力情況好壞有關(guān)，還和凸輪尺寸的大小有關(guān)。當(dāng)載荷和機構(gòu)的運動規(guī)律確定以后，為了使凸輪有較小的尺寸，可選取較小的基圓半徑。但此時壓力角就要增大，從而使機構(gòu)受力情況變壞。因為壓力角增大，不但使凸輪與從動件的作用力增大，而且使導(dǎo)路中的摩擦力也增大。當(dāng)壓力角大到某一臨界值時，機構(gòu)將發(fā)生自鎖。凸輪機構(gòu)的最大壓力角不僅不能超過，且在設(shè)計中，如果對機構(gòu)尺寸沒有嚴(yán)格限制時，為了使機構(gòu)有良好的受力情況，可將基圓半徑選的大一些，以減小壓力角；反之如要求凸輪尺寸盡量小而受力情況也不致于太差時，所用基圓半徑，也應(yīng)保證不超過許用值。見（）。 凸輪機構(gòu)的許用壓力角的值類別推程回程力鎖合形鎖合移動從動件≤30176。≤70176。~80176?！?0176。擺動從動件≤35176。~45176。≤70176。~80176。≤35176。~45176。 凸輪廓線的基圓半徑盤形凸輪的基圓半徑一般是指凸輪理論廓線的最小半徑。也有將工作廓線的最小半徑稱為工作廓線基圓半徑的。兩者相差一個滾子半徑。對于尖端從動件來說，與相等。 凸輪廓線的曲率半徑滾子從動件凸輪廓線的曲率半徑可由計算公式直接求得。當(dāng)已知從動件的運動規(guī)律S=S(φ)(或ψ=ψ（φ）)就不難求的類速度。當(dāng)從動件的位移S（或ψ）與凸輪轉(zhuǎn)角φ的關(guān)系不能用函數(shù)式來表達(dá)，而是以列表的形式給出時，可用數(shù)值微分法求得相應(yīng)的類速度和類加速度，再求曲率半徑。 空間凸輪的設(shè)計空間凸輪包括圓柱凸輪、圓錐凸輪和蝸桿凸輪。ZXH54型銑槽機——凸輪分度箱選用的是蝸桿凸輪。 蝸桿凸輪主要用作間歇分度。凸輪2每轉(zhuǎn)一周，帶滾子的從動件1轉(zhuǎn)動一個角度并停歇一段時間。轉(zhuǎn)動角度的大小隨滾子的數(shù)目而不同。停歇時間與轉(zhuǎn)動時間的比例也可以根據(jù)需要而定。這種機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單卻既能實現(xiàn)轉(zhuǎn)位又能精確的定位，工作可靠。由于應(yīng)用了凸輪，運動規(guī)律可以任選，從而可以適應(yīng)不同的工作條件已獲得最好的性能。特別是在高速運轉(zhuǎn)中可得到平穩(wěn)的運動而使振動和噪音減低。這種機構(gòu)壽命也較長。由于以上一系列優(yōu)點，近來在各種自動機中逐漸得到廣泛應(yīng)用。由于這種凸輪純屬空間嚙合，公式比較繁瑣。必須用計算機進(jìn)行計算。給出了計算嚙合面、凸輪曲面、順時接觸線、壓力角和誘導(dǎo)法曲率等一系列公式。計算結(jié)果如壓力角過大，或誘導(dǎo)法曲率過大，可適當(dāng)加大中心距a和從動件半徑重新計算。 蝸桿凸輪機構(gòu) 凸輪分度箱總體設(shè)計 方案選擇分度箱是該銑槽機的關(guān)鍵部件之一。它的主要作用是使銑刀精確的定位，即保證被加工工件——針床的槽距。根據(jù)設(shè)計的主要技術(shù)指標(biāo)：分度范圍：3～18N，分度精度：槽距誤差≤，槽距累積誤差為任意300毫米內(nèi)≤?？梢?，該分度箱是一個要