【正文】 d1=d5 同一軸上的軸承選用同一型號(hào)，以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類(lèi)型。Z? ＜ Zρ，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。傳動(dòng)中心距： ? ? 23 2 ()E HZZa kT ??? (51) （ 1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距 T2 按 Z1=2，估取效率η =，則 T2=T*η*i= (52) （ 2）確定載荷系數(shù) K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù) Kβ=1；由使用系數(shù)KA表從而選取 KA=； 由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù) KV=；則 K=KA*Kβ*KV=1**=≈ (53) （ 3）確定彈性影響系數(shù) ZE 因選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故 12160EZ MPa? （ 4）確定接觸系數(shù) Zρ 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 d1和傳動(dòng)中心距 a的比值 1da =，從而可查出 Zρ=。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 圖 螺旋升降式四方刀架 蝸桿及蝸輪的選用與校核 選擇傳動(dòng)的類(lèi)型 考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速較低，選用 2A 蝸桿，精度 8 級(jí)，GB1008988 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 選擇材料和確定許用應(yīng)力 由《機(jī)械基礎(chǔ)》表 174查得蝸桿選用 45鋼，表面淬火，硬度為 45～ 55HRC，蝸輪齒圈用 ZCuSn10P1 砂模鑄造， 為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵 HT150制造。、 180176。圖 方刀架，其工作過(guò)程如下： ① 刀架抬起 當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后 , 通過(guò)接口電路使電機(jī)正轉(zhuǎn) , 經(jīng)傳動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu) 蝸輪帶 動(dòng)絲桿螺母機(jī)構(gòu) 8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) ,此時(shí)由于齒盤(pán) 5處于嚙合狀態(tài)，在絲桿螺母機(jī)構(gòu) 8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使上刀架體產(chǎn)生向上的軸向力 將齒盤(pán)松開(kāi)并抬起 ,直至兩定位齒盤(pán) 5 脫離嚙合狀態(tài) ,從而帶動(dòng)上刀架和齒盤(pán)產(chǎn)生“上臺(tái)”動(dòng)作。 = M=60kg ? JG= 22( ）。 2 )() Fyj=1/3Fm=1/3? = L。 /2πη i G=60? 10=600N f180。 矩頻特性曲線(xiàn) 橫向步進(jìn)電機(jī)的選擇 步距角的確定 θ b ≤δ p? i? 360/L。 =++=140 由于 kqM ≤ mqM =λ jmaxM 則所選步進(jìn)電機(jī)為五相十拍的 經(jīng)表查得 ： λ = 則 kqM =λ jmaxM =? 5 = 所以所選步進(jìn)電機(jī)合乎要求 據(jù)步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性計(jì)算加減速時(shí)間校核的快速性 T=)( )( TlTcpJlJr ?? ?(fnf0) （ 46） 式中： T 為加減速時(shí)間， Jr 和 Jl 分別為轉(zhuǎn)子，負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ ） β為電機(jī)得步距角（ 176。為滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般取 η 。附加摩擦力矩 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 MO=i2??。LfG ?? （ 44） 式中： G為運(yùn)動(dòng)部件的總重力（ N）； f180。 由于減速機(jī)構(gòu)為一對(duì)齒輪傳動(dòng)，且第一級(jí) i=1,則可分別求出各齒輪與軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下： n=45,m= 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J45,其分度圓直徑 d=45? = S=27mm 則 :J45=? ? 103? = n=40,m= 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J40,其分度圓直徑 d=40? =60mm S=27mm 則 :J40=? 64 ? 103? = 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 n=30,m= 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J30,其分度圓直徑 d=30? =45mm S=27mm 則 :J30=? ? 103? = n=45,m= 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J45,其分度圓直徑 d=45? = S=30mm 則 :J45=? ? 103? = n=50,m= 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J50,其分度圓直徑 d=50? =75mm S=30mm 則 :J50=? ? 103? = n=60,m= 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J60,其分度圓直徑 d=60? =90mm S=30mm 則 :J60=? 94 ? 103? = 兩輸入輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 : J輸入 =? ? 13? 103? = 。為絲杠導(dǎo)程（ cm） 。）步 ]，對(duì)于軸、軸承、齒輪、聯(lián)軸器，絲杠等圓柱體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 計(jì) 算 公 式 為 J= 8 2McD ( 2 ),對(duì) 于 鋼 材 ， 材 料 密 度 為? 103? ( ),則上式轉(zhuǎn)化為 J= L? 103? ( ),式中：Mc 為圓柱體質(zhì)量（ kg） 。nmax 為與運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度對(duì)應(yīng)的電機(jī)最大轉(zhuǎn)速（ r/min） 。步距角 θ b 及減速比 i 與脈沖當(dāng)量 δ p 和絲杠導(dǎo)程 L0 有關(guān)。 4 步進(jìn)電機(jī)的選擇 26 4 步進(jìn)電機(jī)的選擇 縱向步進(jìn)電機(jī)的選擇 確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 脈沖當(dāng)量是指一個(gè)進(jìn)給脈沖使機(jī)床執(zhí)行部件產(chǎn)生的進(jìn)給量，它是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個(gè)基本技術(shù)參數(shù)。由此可列出當(dāng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為 P 時(shí)以轉(zhuǎn)數(shù)為單位的基本額定壽命L10 為 C? ? 1=P? ? L10 L10= ?)(PC 106 r 若軸承工作轉(zhuǎn)速為 n r/min ,可求出以小時(shí)數(shù)為單位的基本額定壽命 L10h= n60106 ?)(PC = n16670 ?)(PC h 應(yīng)取 L10h≥ Lh. L’ h 為軸承的預(yù)期壽命。 由于機(jī)械工作時(shí)常具有 振動(dòng)和沖擊，為此，軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷應(yīng)按下式計(jì)算： P=fd(XFr+Yfa) 沖擊載荷系數(shù) fd 由表 選取 表 ： 載荷性質(zhì) 機(jī)器舉例 fd 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)或輕微沖擊 電機(jī)，水泵，通風(fēng)機(jī)，汽輪機(jī) ~1.2 中等沖擊 車(chē)輛，機(jī)床，起重機(jī)，冶金設(shè)備，內(nèi)燃機(jī) ~1.8 強(qiáng)大沖擊 破碎機(jī)，軋鋼機(jī)，振動(dòng)篩，工程機(jī)械， 石油鉆機(jī) ~3.0 由于軸承載荷與縱向載荷之比： FrFa =53601340 =e 查表得 ： X=1,Y=0 df = 則： P = df ? Fr =? 5360 =6432N (2) 基本額定壽命 滾動(dòng)軸承的壽命隨載荷的增大而降低，壽命與載荷的關(guān)系曲線(xiàn)如圖，其曲線(xiàn)方程為： P? L10=常數(shù) 式中 ： P當(dāng)量 動(dòng)載荷， N。 ? =0176。試驗(yàn)證明，軸承 Fa/Fr≤ e 或 Fa/Fre 時(shí)其 X,Y 值是不同的。在當(dāng)量動(dòng)載荷作用下，軸承壽命與實(shí)際聯(lián)合載荷下軸承的壽命相同?；绢~定動(dòng)載荷大，軸承抗疲勞的承載能力相應(yīng)較強(qiáng)。軸承的基本額定壽命是指 90%可靠度，常用材料和加工質(zhì)量，常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的壽命，以符號(hào) L10(r)或 L10h(h)表示。軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞步剝落擴(kuò)展跡象前院運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)數(shù)稱(chēng)為軸承壽命（指的是兩個(gè)套 圈間的相對(duì)轉(zhuǎn)數(shù)或相對(duì)轉(zhuǎn)速）。 軸承蓋的設(shè)計(jì) 悶蓋 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 計(jì)算公式： 圖 35 悶蓋 D0=D+(2~)d3+2S2 （ 313） 2D = 0D +(~3)d3 4D =(~)D d。 減速器簡(jiǎn)圖 圖 33 減速器簡(jiǎn)圖 軸承的選擇 ．選型 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 深溝球軸承 GB27682 圖 34 深溝球軸承 （ 1）減速器輸入端的軸承選擇： d=18mm，則其型號(hào)為：， 深溝 球軸承型號(hào) d D B 額定動(dòng)負(fù)荷 C 額定靜負(fù)荷 C。 == ? 。 =（ ） = l == c=? = r= = n=? = 為了更好得使輸入軸與輸出軸嚙合且因 D1=〉 d=18 的原因會(huì)導(dǎo)致齒輪的剛度下降，采用圖 32形狀，以下輸出軸與輸入軸均采用這種圖 B結(jié)構(gòu)。 綜上可知：縱向與橫向可用一種減速機(jī)構(gòu)。 2滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 δ 2=?3 2?DwFyjZFm =?3 383 35 29 35 2?? = 在這里 Fyj= 3Fm = 3 =1118N Z=dm/Dw=? 50/= ZΣ= ? ? 1= 絲杠的總變形量 δ =δ 1+δ 2=+= 查表知 E級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差為 ,故所選絲杠合格。)=93% 2)剛度驗(yàn)算 1絲杠的拉壓變形量 δ 1=177。 11180?？v =1106? 1/2 / 5 =L=60nt/106 =1106? ? 15000 /106 = C =3L fm? Fm=? ? = ?初選滾珠絲杠型號(hào)為 :CD50 其基本參數(shù)為 Dw = ， λ =2176。 I 為截面慣性矩，對(duì)絲杠圓截面 I=π d14 /64（ mm4 ） (d1 為絲杠的底徑 )； L 為絲杠的最大工作長(zhǎng)度（ mm） 。 1絲杠的拉壓變形量 δ 1 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 δ 1=? FmL / EA (37) =? ? 2280 / ? 10? π ? ()178。/tg(2186。 =8mm,dm=63mm,λ =2186。 =2226? 1/2 /12= ? L=60nt/106 =60? ? 15000 /106 = 則 C= fmFmL3 =3 ? ? =11740(N) 初選滾珠絲桿副的尺寸規(guī)格，相應(yīng)的額定動(dòng)載荷 Ca 不得小于最大動(dòng)載荷 C:因此有 CaC=11740N. 另外假如滾珠絲杠副有可能在靜態(tài)或低速運(yùn)轉(zhuǎn)下工作并受載，那么還需考慮其另 一種失效形式 滾珠接觸面上的塑性變形。v 為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。 縱切外圓時(shí)，車(chē)床的主切削力 Fz 可以用下式計(jì)算： FFz z F zz Xy nz F p F zF C f???? （ 33） =5360(N) 由 金屬切削原理 知 : Fz:Fx:Fy=1:: (34) 得 Fx=1340(N) Fy=2144(N) 因?yàn)檐?chē)刀裝夾在拖板上的刀架內(nèi)，車(chē)刀受到的車(chē)削抗力將傳遞到進(jìn)給拖板和導(dǎo)軌上，車(chē)削作業(yè)時(shí)作用在進(jìn)給拖板上的載荷 Fl、 Fv和 Fc 與車(chē)刀所受到的車(chē)削抗力有對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，作用在進(jìn)給拖板上的載荷可以按下式求出： 拖板上的進(jìn) 給方向載荷 Fl=Fx=1340(N) 拖板上的垂直方向載荷 Fv=Fz=5360(N) 拖板上的橫向載荷 Fc=Fy=2144(N) 因此，最大工作載荷 )(39。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 )(39。在特殊使用場(chǎng)合，如核反應(yīng)堆中的滾珠絲杠副，可在無(wú)潤(rùn)滑狀態(tài)下正常工作。 （ 6） 同步性好 用幾套相同的滾珠絲杠副同時(shí)驅(qū)動(dòng)相同的部件和裝置時(shí)，由于反應(yīng)靈敏，無(wú)阻滯，無(wú)滑移，其啟動(dòng)的同時(shí)性，運(yùn)行中的速度和位移等，都具有準(zhǔn)確的一致性