【正文】 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。n 為絲杠轉(zhuǎn)速（ r/min） ,n= 。v 為最大切削力條件下的進給速度（ m/min） ,可取最高進給速度的 1/2~1/3。 =12mm；fm 為運轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，因為此時是有沖擊振動，所以取 fm=。 =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，相應的額定動載荷 Ca 不得小于最大動載荷 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?？紤]到簡易經(jīng)濟改裝，所以采用外循環(huán)。 =8mm,dm=63mm,λ =2186。圈數(shù) ? 列數(shù) ? 1 (3) 縱向滾珠絲杠的校核 1)傳動效率計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率為 ? η =tgλ /tg(λ +φ )=tg2186。/tg(2186。+10180。 1絲杠的拉壓變形量 δ 1 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 11 δ 1=? FmL / EA (37) =? ? 2280 / ? 10? π ? ()178。 3)壓桿穩(wěn)定性驗算 滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細長桿，若軸向工作負載過大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱 向屈曲，即失穩(wěn)。 I 為截面慣性矩，對絲杠圓截面 I=π d14 /64（ mm4 ） (d1 為絲杠的底徑 )； L 為絲杠的最大工作長度（ mm） 。 表 ： 方式 兩端端自由 一端固定一端自由 兩端固定 兩端簡支 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 12 Fz 由 kF =fzπ 2 EI/L 2 且 fz= ， E= ? 10 4 Mpa ， I=π d14 /64 4mm , L=2800mm 為絲杠的長度 由于 I =π d14 /64 =π ()4 /64 =? /64=517903mm4 kF =2? ? ? 10 4 ? 517903/(2800)2 =727959 kN =727959/1857 =3924 所以絲杠很穩(wěn)定?？v =1106? 1/2 / 5 =L=60nt/106 =1106? ? 15000 /106 = C =3L fm? Fm=? ? = ?初選滾珠絲杠型號為 :CD50 其基本參數(shù)為 Dw = ， λ =2176。 L。 11180。 11180。)=93% 2)剛度驗算 1絲杠的拉壓變形量 δ 1=177。 ? 320/? 104 ? π ? 25178。 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級精度絲杠允許的螺距誤差為 ,故所選絲杠合格。 由任務書中可知縱向和橫向的脈沖當量分別為： 縱向 橫向 為減少減速機構(gòu)的體積設定中心距 A=(z1+z2)m/2= 其中 m= z1+z2=90(齒 ) 則以橫向脈沖計算為例 i=z1/z2=45/45 時，則脈沖當量為 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 14 i=z1/z2=40/50 時，則脈沖當量為 i=z1/z2=30/60 時，則脈沖當量為 因此縱向與橫向的減速機構(gòu)可以相同，為了降低成本將橫縱減速器結(jié)構(gòu)設置為一樣。 綜上可知：縱向與橫向可用一種減速機構(gòu)。 ．減速器箱體尺寸 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 15 a= ? 下箱體壁厚 ? ? =+3≥ 8 則 ? =8 上箱蓋壁厚 1? 1? =+3≥ 8 則 1? =8 地角螺釘數(shù)目 n 由于 a≤ 250mm n=4 地角螺釘直徑 df=+12 取 df=M8 齒輪端面與內(nèi)箱壁最小距離 ? 2=? =8mm 減速齒輪 第一 對齒 n45 與 n45 嚙合 計算公式為： 1D = 0D =(D2+D1) L=(~)d 一般取 l=b C= 但是不小于 10 R= N= mn 為模數(shù) ? 。 =（ ） = l == c=? = r= = n=? = 為了更好得使輸入軸與輸出軸嚙合且因 D1=〉 d=18 的原因會導致齒輪的剛度下降，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)。 =(5740)= l =? 25=30mm c=? 30=10mm r==5mm n=? = 第二對齒 n=40 與 n=50 嚙合 則輸出齒輪 d=25mm 1D ==40mm 2D =da2mn2? 。 == ? 。 =(D2+D1)=(40+)= d。 減速器簡圖 圖 33 減速器簡圖 軸承的選擇 ．選型 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（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，則其型號為：， 深溝 球軸承型號 d D B 額定動負荷 C 額定靜負荷 C。 極限轉(zhuǎn)速（脂潤滑） 1000805 25 37 7 2900N 2020N 15000r/min 校核 由于減速器軸的軸向載荷是經(jīng)過 60 度推力軸承才輸入減速器的所以軸向載荷 Fa 很小徑向載荷基本也是由于安裝方面誤差所導致 所以也很小。 軸承蓋的設計 悶蓋 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 20 計算公式： 圖 35 悶蓋 D0=D+(2~)d3+2S2 （ 313） 2D = 0D +(~3)d3 4D =(~)D d。 +(~3)d3 4D =(~)D d。軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞步剝落擴展跡象前院運轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時數(shù)稱為軸承壽命（指的是兩個套 圈間的相對轉(zhuǎn)數(shù)或相對轉(zhuǎn)速）。對一個具體軸承很難預知其確切壽命，但是一批軸承則服從一定的概率分布規(guī)律，用數(shù)理統(tǒng)計的方法處理數(shù)據(jù)可分析計算一定可靠度 R或失效概率 n下的軸承壽命。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)運轉(zhuǎn)條件下的壽命，以符號 L10(r)或 L10h(h)表示。 標準中規(guī)定將基本額定壽命一百萬轉(zhuǎn)（ 106 r）時軸承所能承受的恒定載荷取為基本額定動載荷 C?；绢~定動載荷大，軸承抗疲勞的承載能力相應較強。對推力軸承，軸向基本額定動載荷 Ca是指中心軸向載荷。在當量動載荷作用下，軸承壽命與實際聯(lián)合載荷下軸承的壽命相同。 1 0 1 2 2 當量動載荷式中 Fr為徑向載荷， N； Fa為軸向載荷， N； X， Y分別為徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)，可由上表查出。試驗證明，軸承 Fa/Fr≤ e 或 Fa/Fre 時其 X,Y 值是不同的。深溝球軸承和角接觸球軸承的 e 值隨 Fa/Cor的增大而增大。 ? =0176。而 ? =90176。 由于機械工作時常具有 振動和沖擊，為此，軸承的當量動載荷應按下式計算： P=fd(XFr+Yfa) 沖擊載荷系數(shù) fd 由表 選取 表 ： 載荷性質(zhì) 機器舉例 fd 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 24 平穩(wěn)運轉(zhuǎn)或輕微沖擊 電機，水泵，通風機，汽輪機 ~1.2 中等沖擊 車輛，機床，起重機，冶金設備，內(nèi)燃機 ~1.8 強大沖擊 破碎機，軋鋼機，振動篩，工程機械， 石油鉆機 ~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)系曲線如圖，其曲線方程為： P? L10=常數(shù) 式中 ： P當量 動載荷， N。? 壽命指數(shù)，球軸承 ? =3，滾子軸承 ? =10/3。由此可列出當軸承的當量動載荷為 P 時以轉(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 ,可求出以小時數(shù)為單位的基本額定壽命 L10h= n60106 ?)(PC = n16670 ?)(PC h 應取 L10h≥ Lh. L’ h 為軸承的預期壽命。 若已知軸承的當量動載荷 P和預期使用壽命 L’ h，則可按下式求得相應的計算額定動載荷 C’ ,它與所選用軸承型號的 C 值必須滿足下式要求： C≥ p? ,16670nlhN (313) 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 25 表 滾動軸承預期使用壽命的薦用值 使用條件 預期使用壽命 h 不經(jīng)常使用的儀器和設備 短期或間斷使用的機械，中斷使用不致引起嚴重后果，如手動 機械，農(nóng)用機械，裝配吊車，自動送料裝置 間斷使用的機械，中斷使用將引起嚴重后果，如發(fā)電站輔助設備，流水作業(yè)的傳動裝置，帶式運輸機，車間吊車 每天 8 小時工作的機械，但經(jīng)常不是滿載荷使用，如電機，一般齒輪裝置，壓碎機，起重機和一般機械 每天 8 小時工作，滿載荷使用，如機床，木材加工機械，工程機械，印刷機械，分離機，離心機 24 小時連續(xù)工作的機械，如壓縮機，泵， 電機，軋機齒輪裝置， 紡織機械 24 小時連續(xù)工作的機械，中斷使用將引起嚴重后果，如纖維機械，造紙機械，電站主要設備，給排水設備，礦用泵，礦用通風機 300~3000 3000~8000 8000~12020 10000~25000 20200~30000 40000~50000 ? 100000 由上表查得為 20200 小時 則額定動載荷 C’ =?1662039。 4 步進電機的選擇 26 4 步進電機的選擇 縱向步進電機的選擇 確定系統(tǒng)的脈沖當量 脈沖當量是指一個進給脈沖使機床執(zhí)行部件產(chǎn)生的進給量，它是衡量數(shù)控機床加工精度的一個基本技術(shù)參數(shù)。 ，因此選用的脈沖當量為 ~ 。步距角 θ b 及減速比 i 與脈沖當量 δ p 和絲杠導程 L0 有關(guān)。 初選電機型號為 :90BYG5502 具體參數(shù)如表 所示： 表 ： 縱向電機 步距角 相數(shù) 驅(qū)動電壓 電流 90BYG5502 5 50V 3A 靜轉(zhuǎn)矩 空載起動頻率 空載運行頻率 轉(zhuǎn)動慣量 重量