【正文】 為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅鑄造，而輪芯用灰鑄鐵 HT100制造。 （ 1）選擇蝸桿傳動(dòng)類型 根據(jù) GB/T10085— 1988 的推薦采用漸開(kāi)線蝸桿 （ 2）選擇材料 考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用 45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 45～ 55HRC。在動(dòng)力傳動(dòng)中，一般傳動(dòng)比 805??i ；在分度機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)中，傳動(dòng)比可達(dá) 300；若只傳遞 運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)比可達(dá) 1000。 （ 2） 手動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu) 1 2 3456 1— 進(jìn)給手輪 2— 緊定螺釘 3— 牙嵌式離合器 4— 蝸輪 5— 蝸桿 6— 彈簧 圖 32 橫向進(jìn)給手動(dòng)裝置 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 34 微量進(jìn)給裝置由蝸輪蝸桿傳動(dòng)。 第 3 章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 33 手動(dòng)進(jìn)給裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì)的橫向進(jìn)給系統(tǒng)中通過(guò)手輪裝置能夠?qū)崿F(xiàn)的最小進(jìn)給量為手輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) mm3 ， 通過(guò)上面計(jì)算知絲杠的導(dǎo)程為mm6 ，所以手動(dòng)裝置的降速比為 236??i ， 331?Z , 712?Z ?m 。 模數(shù) mmm ? 齒高 mmh ??? ??20? mmmZd ???? mmmZd ???? mmmhdd aa 75570211 ????? ? mmmhdd aa 1055100222 ????? ? mmdda 852 100702 21 ????? （ 1）按齒面疲勞強(qiáng)度校核 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 6001lim ?? 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 5502lim ?? 由公式（ 316）計(jì)算循環(huán)次數(shù) ? ? 911 ????????? hjLnN 第 3 章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 31 9912 ????? iNN 由《 機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè) 》圖 1019 查得，接觸疲勞壽命系數(shù) ?HNK ?HNK 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 10%，安全系數(shù) 1?S ? ? MP aMP aSK HHNH ???? ?? ? ? MP aMP aSK HHNH ???? ?? 彈性模量取 MPaZE ? 112 dTFt ? mmNmmNT ??????? 451 為了使機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，且金屬切削機(jī)床的齒輪傳動(dòng)，若傳遞的功率不大時(shí) d? 可小到 所以，取齒寬系數(shù) ?d? 由公式 1db d?? 計(jì)算得 mmb 20? ?i ?? KKKKK vA? 由《 機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè) 》表 102 查得，使用系數(shù) 1?AK 根據(jù) smndv 11 ?? ????? ? ， 7 級(jí)精度 由圖 10— 8 查得動(dòng)載荷系數(shù) ?vK 假設(shè) mNbFK tA 100? ，由表 10— 3 查得 ?? ?? FH KK 由表 104， 7 級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置 查得 ? ? bK ddH 322 ??????? ??? ? ? 322 ????????? ??HK 4 ?????? ?? HHvA KKKKK 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 32 ? ?12 41 HH MP a ?? ????? ?????? 所以，齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 材 料的選擇 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)制），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 電動(dòng)機(jī)的選擇 初選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Z232 型直流電動(dòng)機(jī)， 額定功率 ，額東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 定電流 A ，效率 76％ ，最高轉(zhuǎn)速 2021 ? ?minr ，額定轉(zhuǎn)速 1000? ?minr ，飛輪轉(zhuǎn)矩 22 NmGD ? 。 軸承要求的動(dòng)負(fù)荷可按公式計(jì)算 Pf KKKKfC n nNFnc 1?，考慮到機(jī)床特點(diǎn)，上式中系數(shù) 1K 、 NK 、 FK 、 nK 均取 1，進(jìn)給力的方向是可變的，軸承負(fù)荷可能是 mFP? ，也可能是mt FFP 21??。 第 3 章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 29 表 33 軸承參數(shù) 型號(hào) 0d (mm) D (mm) B (mm) 動(dòng)負(fù)載aC (N ) 預(yù)負(fù)荷 aoF (N ) 7603030TVP 30 72 19 34500 4300 軸承的預(yù)負(fù)荷不應(yīng)小于軸承最大載荷的 31 ，絲杠兩端固定，故軸承的最大載荷等于拉伸力 tF 加最大外載荷的一半。 （ 2）預(yù)拉伸力 tF 根據(jù)材料力學(xué)歐拉公式： NF t lAE 1122u39。 ul ul 等于工作臺(tái) 最大行程 )220( mm 加螺母長(zhǎng) 度 )128( mm 加兩端余程?hào)|北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 )24( mm mmlu 396224128220 ????? 支撐跨距 1L 應(yīng)略大于 ul ，取為 mmL 4501 ? 2 2229910crc Ldfn ? mmDdd w ?????? 查《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 ?f （兩端固定） mmL c 3352 396450242202128 ?????? m a x2332 min661837)10335( nrnrc ??? ???? ?? 兩端固定，絲杠一般不會(huì)受壓，故不需進(jìn)行壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 （ 1）溫升引起的伸長(zhǎng)量 t? 設(shè)溫升為 C? ，則螺紋部分伸長(zhǎng)量為 mtl utH ??? 6 ??????? 絲杠全長(zhǎng)的伸長(zhǎng)量 t? 為： mtLt ??? 61 ??????? 為此，絲杠的目標(biāo)行程可定為比公稱行程小 。 所以將參代入公式（ 37）得 NC a 10 36 ????????? 初 選 絲 杠 為 內(nèi) 循 環(huán) 浮 動(dòng) 反 向 器 雙 螺 母 墊 片 預(yù) 緊 滾 珠 絲 杠mmd 400 ? mmPh 6? ， 4?wD ， 5 列，型號(hào)為 FFZD4006，額定動(dòng)負(fù)載KNCa 26? ，大于算出的 aC 值。工作臺(tái)最大進(jìn)給速度m mv ? ，故絲杠導(dǎo)程應(yīng)為 mmPh 6? 。?f pF —— 背向磨削力，單位 N W —— 機(jī)床總重，單位 N 因此由前計(jì)算結(jié)果計(jì)算得 ? ? ? ? NWFfF pf 2 88 0 39。 （ 322） 式中， 39。 手動(dòng)裝置是個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，它與縱向進(jìn)給的聯(lián)結(jié)是依靠螺栓，并且為了安裝方便采用上下箱封裝。當(dāng)不需要手動(dòng)進(jìn)給時(shí)，手柄處的彈簧可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位的功能。 即， 212 ??ZZi ，取 351?Z ， ?m 7012 ??iZZ 分錐角： ??? rc ta n1 i?， ?????? ? 齒寬系數(shù)： ?R? 分度圓直徑： mmmZd ???? mmmZd ???? 外錐距： mmdR i n2 i n2 11 ????? ? 中錐距： ? ? ? ? mmRR Rm ??????? ? 齒寬： mmRb R ???? ? 齒輪中點(diǎn)分度圓直徑： 第 3 章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 25 ? ? ? ? mmddd Rmm ???????? ? 齒頂高： mmmhh aa ??? 齒根高： mmmhh ff ??? 頂 圓直徑： mmhddd aaa o o s2 11121 ????????? ? 齒根角： ????? 3121 ar c t gRhar c t g fff ?? 齒頂角： ????? 21 ar c tgRhar c tg aaa ?? 頂錐角： ????????? aaa ???? 根錐角： ????????? fff ???? 冠頂距： mmhdAAakk i i n2 11221 ???????? ? 進(jìn)行手動(dòng)進(jìn)給時(shí)將電機(jī)前的電磁離合器脫開(kāi)嚙合，并且牙嵌式離合器有一半固定，另一半可以隨時(shí)活動(dòng)使得離合器可以靈活的實(shí)現(xiàn)脫開(kāi)以及嚙合，半離合器的活 動(dòng)由緊固在離合器上的緊定螺釘進(jìn)行導(dǎo)向并且起到限位的作用。 手動(dòng)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算 縱向進(jìn)給傳動(dòng)的行程大，為了提高效率 所以在進(jìn)行手動(dòng)進(jìn)給的時(shí)候提高速 度，手輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)絲杠行程兩個(gè)導(dǎo)程即 20mm 。 （ 2） 按齒根彎曲強(qiáng)度校 核 由《 機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè) 》查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5001 ?? 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 3802 ?? 由圖 10— 18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK ?FNK 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ?S ， ? ? MP aMP aSK FEFNF ???? ?? （ 318） 第 3 章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 23 ? ? MP aMP aSK FEFNF ???? ?? 由 ???hb ， ??HK 查得 ??FK 計(jì)算載荷系數(shù) K ?????? ?? FFvA KKKKK 查取齒形系數(shù) 由表 105 查得 ?FaY ?FaY 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 105 查得 ?SaY ?SaY 齒根彎曲強(qiáng)度校核 由公式（ 313） 得 ? ?13111 1 FSaFaF M P abmYYdTK?? ??? ??????? 所以，滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。 模數(shù) mmm 2? 齒高 mmh ??? ??20? mmmZd 7035211 ???? mmmZd 9849222 ???? mmmhdd aa 74470211 ????? ? mmmhdd aa 102498222 ????? ? mmdda 842 98702 21 ????? 齒根危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件 ? ?FSaFatF bm YYKF ?? ?? （ 313） 式中， tF —— 圓周力，112 dTFt ? ，單位為 N 。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 材料的選擇 選擇小齒輪材料為 40Cr（ 調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬 度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 初選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y90S— 4 型異步電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)的選擇 縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的是工作臺(tái)的縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，它連續(xù)運(yùn)行，負(fù)載平衡，對(duì)于啟動(dòng)制動(dòng)沒(méi)有特殊要求，所以優(yōu)先選用三相異步電動(dòng)機(jī)。 軸承要求的動(dòng)負(fù)荷可按公式計(jì)算 Pf KKKKfC n nNFnc 1? （ 312） 考慮到 機(jī)床特點(diǎn)，上式中系數(shù) 1K 、 NK 、 FK 、 nK 均取 1，進(jìn)給力的方向是可變的軸承負(fù)荷可能是 mFP? ，也可能是mt FFP 21??。 軸承的選擇 根據(jù)《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 — 46 軸承型號(hào)采用 7603030TVP 300?d mm 72?D mm 19?B mm 動(dòng)負(fù)載 NCa 34500? ，預(yù)負(fù)荷NFao 4300? 表 32 軸承參數(shù) 型號(hào) 0d (mm) D (mm) B (mm) 動(dòng)負(fù)載aC ( N ) 預(yù)負(fù)荷aoF (N ) 7603030TVP 30 72 19 34500 4300 軸承的預(yù)負(fù)荷不應(yīng)小于軸承最大載荷的 31 ，絲杠兩端固定，故第 3 章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 19 軸承的最大載荷等于拉伸力 tF 加最大外載荷的一半。 防護(hù)和密封 絲杠防護(hù)套有伸縮套管式、折疊套管式和螺旋鋼帶保護(hù)套。主軸用的各種潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方式都可用于緊密滾珠絲杠。0 ???????? ? ??tF 、防護(hù)和密封 潤(rùn)滑滾珠絲杠必須潤(rùn)滑。 （ 2）預(yù)拉伸力 tF 根據(jù)學(xué)歐拉公式： u39。 ul ul 等于工作 臺(tái)最大 行程 )530( mm 加螺母 長(zhǎng)度 )193( mm 加兩端余 程)40( mm mmlu 803240193530 ????? 支撐跨距 1L 應(yīng)略大于 ul ，取為 mmL 8501 ?