【正文】 滾珠絲杠的長度無關。由圖 1－3 可知：兩端裝止推軸承對絲杠進行支承的， 把止推軸承裝在滾珠絲杠的兩端，并施加預緊拉力，這樣有助于提高剛度。因此有預緊時 續(xù)表2）滾珠與螺紋滾道間的接觸彎形量 2? ??????式中： Dw－滾珠直徑（ ）=為滾珠總數(shù)量Z???圈 數(shù) 列 數(shù)z 為一圈的滾珠數(shù) (外循環(huán) )mZdD? (內(nèi)循環(huán) )3? (17).145096m??? 預緊力YJF Fm 滾珠絲杠工作載荷 即 ?? =當滾珠絲杠有預緊力，且預緊力為軸向工作載荷的 1/3 時，值可減少一半左右2? 所以 ??實3）螺母支承變形量 3?支承滾珠絲杠的軸承為 8209 型推力球軸承幾何參數(shù) =45mm1d滾動體直徑 =,滾動體數(shù)量 =20 軸承Z的軸向接觸變形 為3???式中 Fm軸承所受軸的載（N)軸承的滾動體數(shù)目Q軸承的滾動體直徑d續(xù)表3）螺母支承變形量?即 ??????4）滾珠絲桿副剛度的驗算 ?根據(jù)以上計算，絲杠的總變形量 123????5m由絲杠精度等級（五級） ，查出規(guī)定長度允許的螺距誤差為 27um/m.故剛度足夠??m5）壓桿穩(wěn)定性驗算滾珠絲桿通常屬于受軸向力的細長桿，若軸向工作負載過大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱向屈曲，即失穩(wěn)。但兩端裝止推軸承與向心軸承時，絲杠一般不會發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，由圖 1－3 可知絲杠兩端裝有止推軸承進行支承，故無需進行壓桿穩(wěn)定性驗算。 齒轉(zhuǎn)傳動比的計算為了滿足脈沖當量的設計要求和增大轉(zhuǎn)矩，同時也為了使傳動系統(tǒng)負載慣量可能小，傳動鏈中常采用齒輪降速傳動。已知，縱向進行脈沖當量為 ，滾珠絲杠導程 為 6mm，并初0L選步進電動機與距離為 度/step，由下式可計算出齒輪傳動比 i (19)036Li?????式中： 步進電機的步距角（ ）? 0L滾動絲杠的導程（mm）即 ??S縱向進給的脈沖當量（mm/脈沖）選取小齒輪齒數(shù) ,采用一級齒輪降速，則大齒輪數(shù)132Z?，由于進給伺服預定傳遞的功率都不大，??一般取 m=2。齒寬 b = 20mm 齒輪直徑2??12364mdz??2408mdz *168aadh?*8aadh??兩齒輪的中心距 1247 軸的設計與校核表 10 軸的計算計算項目 設計計算 計算結果選擇軸的材料并確定許用應力由于傳遞的功率不大，而且對其重量及尺寸也無特殊，故選擇常用的材料 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理由表查得 HBS=23 強度極限 =635Mpa 屈服?B極限 =353Mpa 彎曲疲勞極限 =268Mpa 剪切S 1?疲勞極限 =155Mpa 對稱循環(huán)彎應力的許用應力1??=59Mpa1[]b?? 初步估算軸的最小直徑，并選擇聯(lián)軸器 計算項目 設計計算與說明 計算結果初步估算軸的最小直徑并選擇聯(lián)軸器由裝配可以看出為保證輸出軸上零件裝拆方便，安裝聯(lián)軸器出軸的直徑 為軸1d的最小直徑。 根據(jù)公式 3pd?查《使用機械設計》表 10—2 C=110 則 ????選取聯(lián)軸器，按軸傳遞的扭矩，查手冊，選用 YL4 型，彈性套柱銷聯(lián)軸器，其軸孔直徑為 20mm，與軸與絲杠配合的總長度為 49mm，故該軸的最小直徑確定為 1d=20mm=20mm1d 軸的結構設計 計算項目 設計計算與說明 計算結果1）擬定軸上零件的裝拆方案由圖 可以看出，軸上軸承，螺母由右端裝配板卸，齒輪左端軸承及左端軸承端蓋，由軸的左端裝配與板卸 續(xù)表Ⅳ段長度的確定:為保證齒輪壓緊，使從動齒輪的左端面不與箱體內(nèi)壁發(fā)生干涉，則Ⅳ段長度確定為4 L=38mⅤ段直徑的確定:為此應選擇軸承型號，這里初選深溝球軸承 6204，查手冊可得軸承內(nèi)徑為 20mm，寬度為 10mm，則 Ⅴ段的直徑為 5=20mdⅤ段長度的確定。Ⅴ 段長度為5L=2m25md?80L43d? L=7m 520dL=1結論根據(jù)以上各軸段的直徑和長度，繪制出軸的結構草圖，如圖 31a 所示，由圖可知，軸的總長為 ：12345L= +L587m經(jīng)分析，可算得軸的支承跨距為 39。L102?Ⅱ段長度確定：為此應選擇軸承型號。因該軸傳送的功率不大，結構較簡單，應選用價格便宜的深溝球軸承39。L102m?6305。查手冊可得軸承內(nèi)徑為 25mm,寬度為 17mm及右端的軸套，根據(jù)需要這里取 L1=12mm。最右端的推力球軸承 52205, 查手冊可得軸承內(nèi)徑為 25mm，寬度為 續(xù)表計算項目 設計計算與說明 計算結果2）確定軸的各段直徑與長度11mm；同時還應選擇軸承端蓋的類型與尺寸，軸承端蓋根據(jù)軸徑來選，其寬度尺寸為 30mm。軸段Ⅱ的右端靠兩個 的M20 ?螺母來鎖緊，同時為了防止發(fā)生干涉，應留出調(diào)整間隙?？紤]以上幾個因素尺寸，Ⅱ段的長度 28mL?Ⅲ段直徑的確定:為保證齒輪左端的定位及固定，齒輪左端面軸承高度取為 ,則Ⅲ段直h==5?徑 32m??Ⅲ段長度的確定：該段為軸環(huán)，根據(jù)《使用機械設計》查表 103，Ⅲ段長 3L15?Ⅳ段直徑的確定:為使齒輪方便裝、拆，設置過渡軸肩，則Ⅳ 段直徑確定為 圓整為 30mm429md?25md?80L圖 17 輸出軸的設計 按彎矩合成強度校核軸的強度⑴ 繪制軸的計算簡圖⑵ 齒輪受力分析圓周力 (21)???徑向力 ??⑶ 繪制鉛垂面彎矩圖① 畫鉛垂面受力圖，計算鉛垂面支反力 (22)4439。39。trAVLFR????????? (23)2440851259.39。trBVdL???② 畫鉛垂面彎矩圖（圖 31c）計算彎矩值：截面 C 右側(cè)彎矩 39。????截面 C 左側(cè)彎矩 39。 39。?③ 繪制水平彎矩圖畫水平受力圖，計算水平支反力=0BM?437150AHtRF???解得 6N?5AHB畫水平彎矩計算截面 C 處彎矩值 (24)39。4651237405Nm2CHALMR?????⑷ 繪制合成彎矩圖(圖 31e)計算合成彎矩值 22239。39。 ()1637948cCVHM??????⑸ 繪制轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩 ?????⑹ 繪制當量彎矩圖為此應先計算當量彎矩 ,根據(jù)合成彎矩圖可知,截面 C 為危險截面,截面 CeM的當量彎矩為 (25)??22eccMT???考慮到減速器的剎車和起動,轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的切應力應按脈動循環(huán)變化,故取 ??則 ????2 ???????⑺ 校核軸的強度由公式 (26) ?? bd??????（強度足夠） 按疲勞強度安全系數(shù)校核軸的強度由軸的當量彎矩圖可見,截面出所 CC 處當量彎矩最大,且過盈配合和鍵槽引起的應力集中,故確定截面 CC 為危險截面，需要校核其疲勞強度.⑴ 計算彎曲應力幅 和平均應力a?m由前分析可知, 彎矩產(chǎn)生的彎曲正應力在軸的轉(zhuǎn)動過程中呈對稱循環(huán)變化,根據(jù)對稱循環(huán)變應力特點可得＝0m (27)???式中 (28)().148(8) 0cccdbtW????為 C 截面直徑 cb 為軸上鍵槽寬度 查《實用機械設計》書附表 105,取 b=17mmt 為軸上鍵槽寬度 查《實用機械設計》書附表 105,取 t=6mm需要指出 和 只能按合成彎矩 進行設計計算,而不能按當量彎矩 計算a?mcMeM⑵ 計算扭矩轉(zhuǎn)應力幅 平均應力a?m?由前分析可知, 的特點可得 (29)?????式中 (30)2332()80176(80)???????（ b 及 t 如上所述）cd⑶ 確定計算參數(shù)① 查附表 101 按過盈配合查得應力集中系數(shù) = = 。k?k?按鍵槽查得 = = 故取 = =??k??② 查附表 106 尺寸系數(shù) =。 = ??③ 查附表 104 得表面質(zhì)量系數(shù) =?④ 查附表 107 得銅的 .34???21?⑤ 查附表 108 得許用安全系數(shù)[S]=⑷ 計算只考慮彎距作用時的安全系數(shù) (31)????????????⑸ 計算只考慮彎距作用時的安全系數(shù) (32)1 ????????????⑹ 疲勞安全系數(shù)校核由前分析可知,轉(zhuǎn)軸危險系數(shù)截面為二向應力狀態(tài)由公式 (33)?? s????????所以 該軸的疲勞強度足夠。⑺ 繪制軸的零件工作圖 如圖 17 所示6 結束語 能和通過近一段較長時間設計、計算和選擇，我們改造設計出了C616車床的數(shù)控化功特點。改造設計的簡易經(jīng)濟型的數(shù)控車床克服了原機床存在的缺點和問題，把原機床中手動進給裝置改裝成由步進電動機驅(qū)動滾珠絲杠，滾珠絲杠帶動工作臺實現(xiàn)運動；采用8051單片機控制步進電動機來完成數(shù)據(jù)處理和運動控制。這種簡易經(jīng)濟型的數(shù)控車床采用先進的單片機技術，經(jīng)濟型的步進電動機，簡單方便的開環(huán)控制伺服系統(tǒng)，實現(xiàn)了機電一體化技術的完美結合。它作為機電一體化的典型產(chǎn)品，在機械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，很好地解決了現(xiàn)代機械制造業(yè)中結構復雜、精密、批量小、多變零件的加工問題，而且能夠穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量，也大幅度地提高了生產(chǎn)效率。相信在今后的社會發(fā)展歷程中這種簡易經(jīng)濟型的數(shù)控車床會越來越多地出現(xiàn)在我國的機械制造工業(yè)中，定會為我國的機械制造工業(yè)做出巨大的貢獻！提高我們國家的機械制造工業(yè)水平，增強我們國家機械制造工業(yè)的技術實力！致謝在本次畢業(yè)設計當中，我曾因為一些問題不知道如何解決，是老師和給予資料并耐心細致地講解，我才得以明白繼續(xù)做設計。我在做機械部分設計的時候也有許多不會的地方，是段老師的熱心幫助，她給我們分析問題，還把相關的參考資料借給我們，讓我們對設計更加擁有信心！ 總之，老師是擁有淵博理論知識和深厚實踐經(jīng)驗的，在他的殷勤帶領之下，我才少走彎路獲得解決問題的有效方法。老師給與我的畢業(yè)設計很大幫助，讓我的設計更加具有論證性、合理性，也使設計更加具有說服力！在這里請讓我向老師說一聲：老師，您辛苦了！通過畢業(yè)設計，也讓我學會了查閱文獻資料的能力，也鞏固了所學課本的專業(yè)理論知識，理解了運用理論知識與實際問題相結合的有效方法。畢業(yè)設計也培養(yǎng)了我們善于調(diào)查研究，勤于創(chuàng)造思維，勇于大膽開拓創(chuàng)新的能力！也使得我對生活充滿信心！對今后的工作學習充滿信心！參 考 文 獻[1]劉明保，李宏德，王志偉等實用機械設計.[M]新鄉(xiāng)：吉林科學技術出版社，2022:123～157[2]魏俊民，周硯江，：中國紡織出版社，1997[3][M]（上、下冊） 、北京：機械工業(yè)出版社，1994:98～120[4][M] 北京：機械工業(yè)出版社， 1995[5]范云張， 明手冊.[M] 北京：機械工業(yè)出版社， 1994[6]郝忠軍，[J]. 北京：機械部工程師進修大學， 1995[7]吳圣莊，金屬切削機床概論.[J] 北京：機械工業(yè)出版社， 1993[8]陳紹廉，1989[9]黃調(diào)等，機電一體化技術基礎及應用[J]. 北京：機械工業(yè)出版社， 1996[10]廖效果等，數(shù)字控制機床.[M] 武漢：華中理工大學出版社， 1998[11]丁元杰，單片微機原理及應用[M]. 北京：機械工業(yè)出版社[12]陳光東等，單片微型計算機原理[M]. 武漢：華中理工大學出版社， 1998[13]王兆義，小型可編程控制器實用技術[]J. 北京：機械工業(yè)出版社， 1997[14]張云生等，可編程控制器實用技術[J] 北京：中國鐵道出版社， 1997[15] 齊占慶，：機械工業(yè)出版社，1998