【正文】 d5軸上有一個(gè)鍵槽，故槽徑增大 5% d1=d5=d1′ (1+5%)= ,圓整 d1=d5=17mm 所選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為 6203， B=12mm， D=40mm， 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 d2起固定作用，定位載荷高度可在（ ～ ） d1范圍內(nèi)， d2=d1+2a=～ ，故 d2取 20mm d3為蝸桿與蝸輪嚙合部分，故 d3=24mm d4=d2=20mm,便于加工和 安裝 L1為與軸承配合的軸段，查軸承寬度為 12mm，端蓋寬度為 10mm， 則 L1=22mm L2尺寸長度與刀架體的設(shè)計(jì)有關(guān)，蝸桿端面到刀架端面距離為 65mm， 故 L2=43mm L3為蝸桿部分長度 L3≥（ 11+） m= 圓整 L3取 30mm L4取 55mm， L5在刀架體部分長度為（ 12+8） mm，伸出刀架部分通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相連長度為 50mm，故 L5=70mm 兩軸承的中心跨度為 128mm，軸的總長為 220mm 蝸桿軸的校核 作用在蝸桿軸上的圓周力 112dTFt ? (519) mmNmmNnPT . 6 5 5 0 0 0 09 5 5 0 0 0 0 51 ????? 其中 d1=28mm 則 NNdTF t 4633 ?????? 徑向力 NFF tr 34 a a n ?????? ? (520) 切向力 NFFtn 44 s s/ ?????? ? (521) 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 圖 軸向受力分析 NFFF rnBH 434 o o o s30c o s ???????????? (522) NFFF nrBV 343 i i i n60s i n ????????????? (523) 求水平方向上的支承反力 圖 水平方向支承力 0)( 212 ??? LLFLF AHBH NNF AH 34 8 9 4 1 8 ??? ??? 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 42 )( 334 NFFF AHBHCH ???????? (525) 求水平彎矩 ,并繪制彎矩圖 mNmNLFM AHBH ????????? ? 3331 9 水平彎矩圖圖 水平彎矩圖 求垂直方向的支承反力 yyFyFyFy FZYXpF KvfaCF ?切 (526) 查文獻(xiàn) [9]表 — 4， 142?yFC， ?yFX， ?yFY， 0?yFZ 其中 mmap 6? ， rmmf /? ， min/100mv? NNKvfaCF yyFyFyFy FZYXpF ??????切 (527) 切 圖 垂直方向支承反力 0)( 2132 ???? LLFLFLF AVBV 切 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 43 NNF AV 333 8 9 4 2 8 ??? ?????? )( 3333 NFFFF AVBVCV ???????????? 切 求垂直方向彎矩，繪制彎矩圖 mNLFM AVBV ??????? ? 331 mNmNLFM CV ???????? 33切 垂直彎矩圖 圖 垂直彎矩圖 求合成彎矩圖，按最不利的情況考慮 mNmNMMM BVBHB ????????? 322322 )( (528) mNMM CVC ??? 4 41 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 44 合成彎矩圖 圖 合成彎矩圖 計(jì)算危險(xiǎn)軸的直徑 ][ 13?? ?eMd (529) 查文獻(xiàn) [9]表 15— 1，材料為 AIAMCr 038 調(diào)質(zhì)的許用彎曲應(yīng)力75][ 1 ??? ，則 mmmmd B 63 ???? 所以該軸符合要求。 選用 45 號(hào)鋼，正火處理， ? ? 600b MPa?? 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑 221() []caM aTW?????? （ 518） 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α = 抗彎截面系數(shù) W= 取 dmin= 確定各軸段的直徑和長度 根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案 確定軸的形狀及直徑和長度。 蝸桿和蝸輪主要幾何尺寸計(jì)算 ⑴蝸桿 分度圓直徑： d1=8mm 直徑系數(shù)： q=， 蝸桿頭數(shù)： Z1=1 分度圓導(dǎo)程角：γ =3176。Z? =，因?yàn)?39。 （ 5）確定許用應(yīng)力 [σH] 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 zcusn10p1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 齒面硬度＞ 45HRC，從而可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 [σH]‘=268MPA。］ f=51MPa 按接觸強(qiáng)度確定主要參數(shù) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 由表 176查得 ［ 240。 ④ 刀架壓緊 刀架精確定位后，電機(jī)及許反轉(zhuǎn)，夾緊刀架，當(dāng)兩齒盤增加到一定夾緊力時(shí)， 電機(jī)由數(shù)控裝置停止反轉(zhuǎn)，防止電機(jī)不停反轉(zhuǎn)而過載毀壞，從而完成一次換刀過程?；?270176。 ③ 刀架定位 當(dāng)上刀架轉(zhuǎn)到需要到位后（旋轉(zhuǎn) 90176。 ② 刀架轉(zhuǎn)位 當(dāng)圓套 9逆時(shí)針轉(zhuǎn)過 150176。工作過程可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位并壓緊等幾個(gè)步驟。?L M = 1 ）（ ? ? 60 =( ) (3)多脈沖減速裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算 Z=30 d=mz=? 30=45mm J=? D ? L? 10 =? ? ? 10 = Z=40 d=mz=? 40=60mm J=? D ? L? 10 =? 6? ? 10 = Z=45 d=mz=? 45= J=? D? L? 10 =? ? ? 10 = Z=50 d=mz=? 50=75mm J=? D? L? 10 =? ? ? 10 = Z=60 d=mz=? 60=90mm J=? D ? L? 10 =? 9? ? 10 = 又由于 J輸入 = J輸出 = JD= 則 J? =Js+JG+JJ =58 Mka= J?ptbV ??? ?? ?36060 max2 ?102? vmax=? 1600=1248mm/min t= δ p= 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 θ b=176。?L M （ 48） L。 =6mm ? M。 0M = iFyjL??2 0 (1η 。= L。L。 (47） L。 Tcp=5 Tl= 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 f0=2200Hz fn=30000Hz 則 T= ??? ???? ?? )( )( 33(300002200) = 所以選此步進(jìn)電機(jī)能滿足要求。 ）， Tcp,Tl 為電機(jī)最大平均轉(zhuǎn)矩，負(fù)載轉(zhuǎn)矩（ ） f。 = ??? ? = 則 kqM = kaM + kfM +M?！?得 Fyj=1/3Fm=1/3? = 又 L。Fm 為進(jìn) 給牽引力（ N） , η 。FyjL(1η 。 由于 G=90? 10=900N, f=, i=1, η = 則 Mkf = ??? ??? = 2） M。為導(dǎo)軌摩擦系數(shù)； i 為齒輪傳動(dòng)降速比； η 為傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，一般取 η =~； L。?? 。 L=130mm J輸出 =? ? 13? 103? = 。L ） 2 M = 2) 1( ? ? 90 =( ) 1）一對(duì)齒輪傳動(dòng) 小齒輪裝置在電機(jī)軸上轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不用折算，為 J2 折算到電機(jī)軸上為22iJ=J2( 21zz )2 2）兩對(duì)齒輪傳動(dòng) 傳動(dòng)總速比 i=i1? i2,二級(jí)分速比為 i1=z2/z1 和 i2=z4/，齒輪 1 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 J1,齒輪 2和 3 裝在中間軸上，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要分別折算到電機(jī)軸上，分別為 J2( 21zz )2 和 J3( 21zz )2 .齒輪 4的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要進(jìn)行二次折算或以總速比折算為： 24iJ=J4( 21zz ) 2 ( 43zz ) 2 （ 42） 因此，可以得到這樣的結(jié)論： 在電機(jī)軸上的傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不必折算，在其他軸上的傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算時(shí)除以該軸與電機(jī)軸之間的總傳動(dòng)比平方。M 為工作臺(tái)質(zhì)量（ kg） .由于 L。L ） 2 M( ),式中： L。D 為圓柱體直徑（ cm）， JD 為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可由資料查出。 δ p 為脈沖當(dāng)量（ mm/脈沖）； θ b 為初選步進(jìn)電機(jī)的步距角 [（ 186。t 為運(yùn)動(dòng)部件從 靜止啟動(dòng)加速到最大快進(jìn)速度所需的時(shí)間（ s） 。ε為電機(jī)最大角加速度（ rad/s2 ） 。初選電機(jī)型號(hào)時(shí)應(yīng)合理選擇 θ b 及 i, 并滿足： θ b ≤(δ p? i? 360)/L0 （ 41） 由上式可知： θ b ≤δ p? i? 360/L0 =360? ? 1/10 =176。 步距角的選擇 根據(jù)步距角初步選步進(jìn)電機(jī)型號(hào)，并從步進(jìn)電機(jī)技術(shù)參數(shù)表中查到步距角 θ b ，三種不同脈沖分配方式對(duì)應(yīng)有兩種步距角。因此，脈沖當(dāng)量應(yīng)根據(jù)機(jī) 床精度的要求來確定， CA6140 的定位精度為177。hnLN ? =3 P=6432N L’ h=20200h 則 C’ =18000N ? C=22020NC’ ? 此軸承合乎要求 另外由于橫向絲杠與縱向絲杠采用同一軸承，且載荷小于縱向，因此同理可驗(yàn)證其是合理的。通常參照機(jī)器大修期限決定軸承的預(yù)期使用壽命。 由手冊(cè)查得的基本額定動(dòng)載荷 C 是以 L10=1，可靠度為 90%為依據(jù)的。 L10基本壽命，常以 106 r 為單位（當(dāng)壽命為一百轉(zhuǎn)時(shí)， L10=1） 。 的推力軸承只能承受軸向力，其當(dāng)量動(dòng)載荷 Pa=Fa。 的圓柱滾子軸承與滾針軸承只能承受徑向力，當(dāng)量動(dòng)載荷Pr=Fr。 Fa/Cor 反映軸向載荷的相對(duì)大小，它通過接觸角的變化而影響 e值。單列向心軸承或角接觸軸承當(dāng) Fa/Fr≤ e時(shí)， Y=0,P=Fr,即軸向載荷對(duì)當(dāng)量動(dòng)載荷的影響可以不計(jì)。 上表中， e是一個(gè)判斷系數(shù)，它是適用于各種 X,Y 系數(shù)值的 Fa/Fr 極限值。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 當(dāng)量動(dòng)載荷 P的計(jì)算公式是： P= raF yf? （ 314） 表 軸承滾動(dòng)當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算的 X,Y值 軸承類型 Fa/Cor e 單向軸承 雙 列軸承 Fa/Fr≤e Fa/Fre Fa/Fr≤ e Fa/Fre X Y X Y X