【正文】 沒有他們的關(guān)心和幫助 ,四年的大學(xué)生活將不會(huì)這樣充實(shí)和有意義的度過。 還要感謝四年來關(guān)心和幫助過我的所有老師 ,在他們的教育和指導(dǎo)下，我掌握了不少知識(shí)，也明白了許多做人的道理。 在 設(shè)計(jì)的過程中，無不滲透著魏老師的心血 和同組同學(xué)的通力合作 。 還要感謝在設(shè)計(jì)過程中幫助過我的各位同學(xué)，尤其是本組的同學(xué)，在遇到不懂的問題時(shí)，他們總是毫無保留地把他們所知道的告訴我，盡量讓我搞明白，弄懂。 首先要感謝本次設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師魏冰陽老師，感謝他在百忙之中抽出時(shí)間細(xì)心的指導(dǎo)我們。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 參考文獻(xiàn) [1] 樊寧．?dāng)?shù)控簡(jiǎn)易銑齒裝置上加工螺旋錐齒輪的變性半展成法 [J]．新技術(shù)新工藝 機(jī)械加工與自動(dòng)化． 2020， (8)： 25～ 26． [2] 陳興強(qiáng) , 何華．在弧齒錐齒輪銑齒機(jī)中的應(yīng)用 [J]．機(jī)電一體 化． 2020， (10)： 38～ 39． [3] 吳宗澤主編 . 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) [M]. 化學(xué)工業(yè)出版 社， 1998. [4] 齒輪手冊(cè)編委會(huì)編 . 齒輪手冊(cè)（上，下冊(cè)） [M].第 2 版 . 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [5] 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) .第 3 冊(cè) .北京 ：機(jī)械工業(yè)出版社 , 1986 [6] 南京工藝裝備廠滾珠絲杠樣本 [7] 鄧力凡，陳光輝 ． 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的一種新的設(shè)計(jì)方法 [J]．機(jī)械工程師． 1998， (8)： 7～ 8． [8] 林述溫主編 . 機(jī)電裝備設(shè)計(jì) [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. 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Jain, Modeling of material removal in mechanical type advanced machining processes: a stateofartreview[J], International Journal of Machine Tools amp。 機(jī)械本體設(shè)計(jì)行業(yè)有早已成熟的設(shè)計(jì)思想、方法可以參考選用，重要的是如何設(shè)計(jì)控制部分、機(jī)電結(jié)合部分。其中，最重要的是要使刀盤完成圓弧運(yùn)動(dòng)的插補(bǔ)控制，如果伺服電機(jī)能夠輸出的運(yùn)動(dòng)更細(xì)微化、反應(yīng)更靈敏，則就能合成更精確的圓弧運(yùn)動(dòng)。 本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是它滲透了計(jì)算機(jī)控制的思想，因此可以簡(jiǎn)化掉原來復(fù)雜的傳動(dòng)和機(jī)械控制系統(tǒng)，因此也就使機(jī)械部分簡(jiǎn)單的多了。更重要的是本設(shè)計(jì)是參考其它同類設(shè)計(jì)做出來的，很 多東西都沒有經(jīng)過嚴(yán)格的計(jì)算。例如：本次設(shè)計(jì)僅僅是機(jī)械部分，跟本沒有把控制部分加進(jìn)去。因此在不準(zhǔn)許產(chǎn)生逆?zhèn)鲃?dòng)的地方，如 Z 方向主軸的升降等，必須增設(shè)制動(dòng)或自鎖機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中所選用的南京工藝裝備廠 BS 型標(biāo)準(zhǔn)滾珠絲杠副其本身內(nèi)部已經(jīng)進(jìn)行了預(yù)緊； 二、該絲杠螺母副可消除軸向間隙，提高軸向剛度。 167。 鋼球直徑 dq 滾道法面半徑 R R= 偏心距 e e=(Rdq/2)sinβ 螺紋升角 γ γ =arctan00dL? 30 2439。 十一、 X 向滾珠絲杠副幾何參數(shù)其幾何參數(shù)如 31 表所示： 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 表 31 Z 向滾珠絲杠副幾何參數(shù) （單位： mm） 167。一般根據(jù)其精度要求，在結(jié)構(gòu)上盡量增強(qiáng)其剛度而不作計(jì)算。 dQ= 滾動(dòng)體數(shù)量 Z=13 δ c=22ZdFQm= 322 = (24) 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 因進(jìn)行了預(yù)緊，故 mc 3 === 滾珠絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起的導(dǎo)程的變化量 4δ 一般占的比重較 小，常忽略不計(jì)。1δ ?? 139。根據(jù) Fm= 2990N D0=28mm 查出 5108δ ??LL ，可算出 51 δδ 7 0 0 8 1 0 7 0 0LL? ? ? ? ? ? (23) 由于絲杠進(jìn)行了預(yù)拉伸，故其拉壓剛度可提高 2 倍。絲杠螺母副及軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向負(fù)荷的 31 。 兩端固定的絲杠，最小拉壓剛度產(chǎn)生在螺母處于中間位置時(shí)，剛度 k 為 6104 ??? lAEk k (22) 式中： l ———— 兩固定端的距離（ m） 九：壓桿穩(wěn)定性 滾珠 絲杠副的軸向變形會(huì)影響進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度及運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。一端向固定的絲杠，最小拉壓剛度 Kk 為 61 10??? lAEkk (21) 式中 A———— 螺紋底徑處的截面面積（ 2m ）； 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 E———— 彈性摸 量。 絲杠的拉壓剛度也不是一個(gè)定值。它隨載荷的增加而增加。有的工廠在樣本上直接給出計(jì)算公 式。上述接觸和拉壓變形之和除軸向載荷，即為絲杠副的軸向剛度。絲杠的扭曲變形較小，對(duì)縱向變形的影響更小，可忽略不計(jì)。 10 39。10 ? ?tan 3 24 39。324 ? 摩擦角；滾珠絲杠副的滾動(dòng)摩擦系數(shù) f =。可取最高進(jìn)給速度的一半 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 1 0 0 0 0 . 5 0 . 5 4 1 . 7 m in6 rn ???? 3 7762 31048CN? ? ? ? 五、計(jì)算最大靜負(fù)載 0C 0C =G≈ 4000N 六、滾珠絲杠螺母副的選型 本系統(tǒng)選擇 ND型內(nèi)循環(huán)螺紋調(diào)整的雙螺母滾珠絲杠副 ，型號(hào)為 ND3212，額定動(dòng)載荷 27400N ，額定靜載荷 68000N 。f = G — 移動(dòng)部件的重量 G=4000 N 所以 mF = 2500+ (4000+4000)≈ 2990 N 四．計(jì)算最大負(fù)載 C 選用滾珠絲杠副的直徑 0d 時(shí)，必須保證在一定的軸向負(fù)載作用，絲杠在回轉(zhuǎn) 100 萬轉(zhuǎn)后，在它的滾道上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象這個(gè)軸向負(fù)載的最大值即稱為滾珠絲杠能承受的最大動(dòng)負(fù)載 C mwFfLC 3? (16) 式中： L使用壽命。 ()m x x yF K F f F F G? ? ? ? ? （ 15） 式中： K考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù) K= 39。無沖擊取 1～ ，一般情況取 ～ ，有沖擊振動(dòng)取 ～ 。一般機(jī)床可取 h=10000h，數(shù)控機(jī)床可取 h=15000h； af —— 精度系數(shù)。若載荷是變化的且其時(shí)間分配明顯是周期性的，可取 max min2 3m FFF ?? （ 14） 式中： maxF 、 minF —— 絲杠的 最大、最小工作載（ N）； L—— 工作生命，單位為 610 轉(zhuǎn)。 滾珠絲杠的當(dāng)量動(dòng)載荷 mC 為 3mwm aF L fC f? （ 13） 式中 mF ———— 軸向平均載荷（ N）。 滑臺(tái)絲杠的選擇及校核 一、疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 [61922]、 滾動(dòng)絲杠應(yīng)根據(jù)額定動(dòng)載荷選用，其計(jì)算原理與軸承計(jì)算相同。 167。估算出來的電機(jī)軸轉(zhuǎn)矩是 110Nm.為了保證要求選擇稍大的電機(jī)，在這兒選擇西門子伺服電機(jī) 1FT61346SB7,額定功率 千瓦，額定轉(zhuǎn)矩 130Nm，額定電流是 45A，最大轉(zhuǎn)矩是 140Nm,最大電流是 48A。 刀盤軸伺服電機(jī)選擇 根據(jù)同類設(shè)計(jì)，能加工同樣尺寸弧齒錐齒輪的數(shù)控機(jī)床的電機(jī)功率大都河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 為 10 千瓦左右。額定轉(zhuǎn)速為 1500 轉(zhuǎn)。 搖臺(tái)伺服電機(jī)選擇 由于搖臺(tái)需要以到軸線為回轉(zhuǎn)中心做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ,設(shè)其速度為 1v ，可以根據(jù)同類 [1719]? 設(shè)計(jì)估算，設(shè)在最大載荷下最大運(yùn)動(dòng)速度約為 ,P≈=，選擇電機(jī)的功率應(yīng)該有較大的余量。 二、輸出轉(zhuǎn)矩高，包括高速下的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩能在很寬的范圍內(nèi)保持 較大的轉(zhuǎn)矩。 伺服電機(jī)選擇 167。 =，e= 由上可得，軸承所受的派生軸向力為： 0 . 4 1 6 9 8 2 6 7 9 2 . 8d B r BF e F N N? ? ? ? ? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 0. 4 60 54 24 21 .6d C r CF e F N N? ? ? ? ? 由分析知， dB a dCF F F?? （ 10） 其受力圖如圖 所示： 圖 軸承的受力分析 則知 C 軸承壓緊， B 軸承放松，所以 ? 7 3 7 1 .2a C d B a d CF F F F N? ? ? ? 由計(jì)算得： ?? eF ?? 所以由查機(jī)械設(shè)計(jì)表 135 得： 對(duì) B 軸承 X=1 Y=0 對(duì) C 軸承 X=