【正文】 d5軸上有一個鍵槽，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，型號為 6203， B=12mm， D=40mm， 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（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計有關，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)軸器與電動機相連長度為 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)大學畢業(yè)設計（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)大學畢業(yè)設計（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 [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)大學畢業(yè)設計（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)大學畢業(yè)設計（論文） 44 合成彎矩圖 圖 合成彎矩圖 計算危險軸的直徑 ][ 13?? ?eMd (529) 查文獻 [9]表 15— 1，材料為 AIAMCr 038 調(diào)質的許用彎曲應力75][ 1 ??? ，則 mmmmd B 63 ???? 所以該軸符合要求。 選用 45 號鋼，正火處理， ? ? 600b MPa?? 按扭轉強度初步估算軸的最小直徑 221() []caM aTW?????? （ 518） 扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，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 分度圓導程角：γ =3176。Z? =，因為 39。 （ 5）確定許用應力 [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)大學畢業(yè)設計（論文） 38 齒面硬度＞ 45HRC，從而可查得蝸輪的基本許用應力 [σH]‘=268MPA。］ f=51MPa 按接觸強度確定主要參數(shù) 根據(jù)閉式蝸桿傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，在校核齒根彎曲疲勞強度。 由表 176查得 ［ 240。 ④ 刀架壓緊 刀架精確定位后，電機及許反轉，夾緊刀架，當兩齒盤增加到一定夾緊力時， 電機由數(shù)控裝置停止反轉，防止電機不停反轉而過載毀壞，從而完成一次換刀過程?；?270176。 ③ 刀架定位 當上刀架轉到需要到位后（旋轉 90176。 ② 刀架轉位 當圓套 9逆時針轉過 150176。工作過程可分為刀架抬起、刀架轉位、刀架定位并壓緊等幾個步驟。?L M = 1 ）（ ? ? 60 =( ) (3)多脈沖減速裝置的轉動慣量折算 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)大學畢業(yè)設計（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)大學畢業(yè)設計（論文） 31 f0=2200Hz fn=30000Hz 則 T= ??? ???? ?? )( )( 33(300002200) = 所以選此步進電機能滿足要求。 ）， Tcp,Tl 為電機最大平均轉矩，負載轉矩（ ） f。 = ??? ? = 則 kqM = kaM + kfM +M。≥ 得 Fyj=1/3Fm=1/3? = 又 L。Fm 為進 給牽引力（ N） , η 。FyjL(1η 。 由于 G=90? 10=900N, f=, i=1, η = 則 Mkf = ??? ??? = 2） M。為導軌摩擦系數(shù)； i 為齒輪傳動降速比； η 為傳動系統(tǒng)總效率，一般取 η =~； L。?? 。 L=130mm J輸出 =? ? 13? 103? = 。L ） 2 M = 2) 1( ? ? 90 =( ) 1）一對齒輪傳動 小齒輪裝置在電機軸上轉動慣量不用折算，為 J2 折算到電機軸上為22iJ=J2( 21zz )2 2）兩對齒輪傳動 傳動總速比 i=i1? i2,二級分速比為 i1=z2/z1 和 i2=z4/，齒輪 1 的轉動慣量為 J1,齒輪 2和 3 裝在中間軸上，其轉動慣量要分別折算到電機軸上，分別為 J2( 21zz )2 和 J3( 21zz )2 .齒輪 4的轉動慣量要進行二次折算或以總速比折算為： 24iJ=J4( 21zz ) 2 ( 43zz ) 2 （ 42） 因此，可以得到這樣的結論： 在電機軸上的傳動部件轉動慣量不必折算，在其他軸上的傳動部件轉動慣量折算時除以該軸與電機軸之間的總傳動比平方。M 為工作臺質量（ kg） .由于 L。L ） 2 M( ),式中： L。D 為圓柱體直徑（ cm）， JD 為電動機轉子轉動慣量，可由資料查出。 δ p 為脈沖當量（ mm/脈沖）； θ b 為初選步進電機的步距角 [（ 186。t 為運動部件從 靜止啟動加速到最大快進速度所需的時間（ s） 。ε為電機最大角加速度（ rad/s2 ） 。初選電機型號時應合理選擇 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)步距角初步選步進電機型號，并從步進電機技術參數(shù)表中查到步距角 θ b ，三種不同脈沖分配方式對應有兩種步距角。因此，脈沖當量應根據(jù)機 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，因此同理可驗證其是合理的。通常參照機器大修期限決定軸承的預期使用壽命。 由手冊查得的基本額定動載荷 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（當壽命為一百轉時， L10=1） 。 的推力軸承只能承受軸向力，其當量動載荷 Pa=Fa。 的圓柱滾子軸承與滾針軸承只能承受徑向力，當量動載荷Pr=Fr。 Fa/Cor 反映軸向載荷的相對大小，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 Fa/Fr≤ e時， Y=0,P=Fr,即軸向載荷對當量動載荷的影響可以不計。 上表中， e是一個判斷系數(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)大學畢業(yè)設計（論文） 23 當量動載荷 P的計算公式是： P= raF yf? （ 314） 表 軸承滾動當量動載荷計算的 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