【正文】 有準(zhǔn)確的一致性，這就是所謂同步性好。在特殊使用場(chǎng)合，可在無(wú)潤(rùn)滑的狀態(tài)下正常工作。滾珠絲杠副的類別主要從三個(gè)方面考慮：循環(huán)方式、循環(huán)列數(shù)和圈數(shù)、預(yù)緊方式。根據(jù)回珠方式，可分為兩類：內(nèi)循環(huán)，回珠器處在螺母之內(nèi)；外循環(huán)，插管式回珠器位于螺母之外。預(yù)緊后的剛度可提高大批為無(wú)預(yù)緊時(shí)的二倍。通常，滾珠絲杠在出廠時(shí)，就已經(jīng)由制造廠調(diào)好預(yù)加載荷，并且預(yù)加載荷往往與絲杠副的餓額 定動(dòng)載有一定的比例關(guān)系常用的滾珠絲杠副的預(yù)緊方法有：雙螺母墊片式預(yù)緊、雙螺母螺紋式預(yù)緊、雙螺母齒差式預(yù)緊。因此滾珠絲杠副的軸向精度和剛度要求較高。設(shè)計(jì)中滾珠絲桿的兩端布置結(jié)構(gòu)形式如圖 33： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 滾珠絲杠副的安裝 此形式是兩端固定，兩端均裝有軸承固定，并經(jīng)調(diào)整預(yù)緊。 滾珠絲杠副的保護(hù) 滾珠絲杠副如果在滾道上落入了藏物，或使用不凈的潤(rùn)滑油，不僅會(huì)防礙滾珠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而且使磨損急劇增加。對(duì)于暴露在外面的絲杠一般采用螺旋鋼帶、伸縮套筒及折疊式防護(hù)罩，以防止塵埃和磨粒粘附到絲杠表面。還出現(xiàn)了一種鋼帶纏卷式絲杠防護(hù)裝置。 （ 2）基本導(dǎo)程（螺距） 0L 絲杠相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn) ?2 rad 時(shí)，螺母的軸向位移。 （ 3）精度等級(jí) 滾珠絲杠副按其使用范圍 及要求分為 7個(gè)等級(jí)，即 1， 2， 3， 4， 5，7，及 10 七個(gè)精度等級(jí)， 1 級(jí)等級(jí)最高，其余依次減低，一般選用 4級(jí) ~7級(jí)，數(shù)控機(jī)床及精密機(jī)械可選用 2級(jí) ~3 級(jí)。 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)計(jì)算 由設(shè)計(jì)的尺寸和材質(zhì)選取可計(jì)算出 Y 向傳動(dòng)滾珠絲杠要帶動(dòng)重量為 100=980N 的重物做水平直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，則平均工作載荷 Fm=1/3Mg=980/3=326N。平均轉(zhuǎn)速 nm=200r/min,使用壽命 Lh=15000h。 滾珠絲杠副導(dǎo)程為 Ph≥ vmax/ nmax （ ） =800/200 =4 ㎜ （ 2）當(dāng)最動(dòng)載荷 Fm 滾珠絲杠最大軸向?yàn)?Fa＝ 500； FW— 載荷性質(zhì)系數(shù)，取為 1； ｆ — 摩擦系數(shù)，取為 。 =cahsmwffPLFf 3 () =1 175(300/4) 1/3/( ) ＝ FW— 載荷性質(zhì)系數(shù)，取為 I； FA— 精度系數(shù)，取為 ； FC— 可靠性系數(shù)，取為 ； FE— 預(yù)加載荷系數(shù)，取為 。 =FE?FMAX () 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 = = 取 Cam39。 =(1/3～ 1/4)重復(fù)定位精度 () =1/3 = ? m≤（ 1/4～ 1/5）定位精度 () =（ 1/4） = 取 ? m39。 (6)確定滾珠絲杠副規(guī)格代號(hào) 按上述估算的 Ph,Cam及 d2m值從《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 12130～表 12133 中，選出合適的規(guī)格代號(hào)及有關(guān)安裝，聯(lián)接尺寸，并使 d2≥ d2m,Ca≥ Cam,但不宜過(guò)大，以免增加起動(dòng)慣量幾何結(jié)構(gòu)尺寸得絲杠副數(shù)據(jù)： 公稱直徑： d0= ㎜ 導(dǎo)程： P＝ 4 ㎜ 螺旋角： 入 ＝ 205 滾珠直徑： Dw= ㎜ 絲杠底徑： d2=25 ㎜ 額定動(dòng)載荷： Ca= 選擇與之接近的 20203型號(hào)的滾珠絲杠副進(jìn)行校核，此絲杠副有關(guān)數(shù)據(jù)為： 公稱直徑： d0=25 ㎜ 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 導(dǎo)程： P＝ 4 ㎜ 螺旋角： 2055 滾珠直徑： Dn= 絲杠底徑： d2= ㎜ 額定動(dòng)載荷： Ca=9610N (7)其它尺寸 由尺寸公求計(jì)算滾道半徑： R＝ Dw= = ㎜ 偏心距： e=(RDw/2)= ()= 絲杠內(nèi)徑： d1=d0+2e2R =(25+2 )= ㎜ (8)穩(wěn)定性驗(yàn)算 由于一端軸向固定的絲杠在工作時(shí)可能會(huì)發(fā)生失穩(wěn)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算，其安全系數(shù) s,其值應(yīng)大于絲杠副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)允許安全系數(shù) [S],查表 [S]=～ 臨界載荷 Fcr(N)按下式計(jì)算 : 22)( lEIaFcr ??? () (E=206GP， l=290mm， 2?? ) Ia為絲杠危險(xiǎn)載面的軸慣性矩（ m4） 644dIa ?? = 74 101 1 )2 1 7 ( ???? m 則 62792 )( ??? ??????F c r 安全系數(shù) S＝ FmFcr/ [S]故絲杠安全不會(huì)失穩(wěn)。 ? =2 則 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 m i n/)( 22 rn cr ?? ??? ncr足夠大，故不會(huì)發(fā)生共振。 絲杠極慣性矩 Jc＝ 3221d? 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 （ 11）效率驗(yàn)算 滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率為 0 39。 0 39。 故型號(hào) 20203的滾珠絲杠副各項(xiàng)性能均符合要求。所以 Z 軸需要具有自鎖功能。使其保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 絲杠螺母的效率計(jì)算： %)(/)(/ ?????????? tgtgrtgt g r v?? 滾動(dòng)軸承壽命校核 軸承額定壽命為 hL 39。 F 2d = 300+ = F 1a = F 2d = F 2a = F ae + F 1d =300+ = F 2a = F 1d = 取其中較大者，則 F 1a =， F 2a =。 h 所以該軸承壽命滿足要求，可 以選用 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 第 4 章 自動(dòng)涂膠機(jī)輔助設(shè)計(jì) 工件的夾具設(shè)計(jì) 要求對(duì)工件進(jìn)行定位夾緊設(shè)計(jì)。圖 是方案一；圖 是方案二。但是設(shè)計(jì)中要求定心、對(duì)中夾緊才能保證涂膠的位置準(zhǔn)確。并且定位和夾緊這兩種作用是在工件被夾緊的過(guò)程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)的，夾具上與工件定位基準(zhǔn)相接處的元件，既是定位元件，也是夾緊元件。故此我在設(shè)計(jì)中選擇了一個(gè)定位基準(zhǔn)是固定的，利用斜楔的斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)夾緊工件。并且斜楔夾緊機(jī)構(gòu)自鎖性能好。然后進(jìn)行自動(dòng)夾緊。 V 型塊以二斜面與工件的外圓面接觸起定位作用。即 V 型塊也起了定心的作用。而工件的本身有凸緣與平面的夾具體相接觸。而圍繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)的自由度根據(jù)設(shè)計(jì)要求可以不用限制。氣動(dòng)原理圖見(jiàn) 43. 圖 氣動(dòng)原理圖 1氣源 2分水濾氣器 3減壓閥 4油霧器 9壓力表 6換向閥 7調(diào)速閥 8氣缸 此氣動(dòng)夾緊系統(tǒng)由氣源、氣缸、油霧器、減壓閥、單向閥、換向閥、調(diào)速閥、壓黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 力表等元件組成。 －－－ 將氣源送來(lái)的壓縮空氣壓力，減至氣動(dòng)夾緊裝置所要求的工作壓力。防止氣源供氣中斷或壓力突 降而使夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)。 －－－ 調(diào)節(jié)壓縮空氣進(jìn)入氣缸的流量，以控制活塞的移動(dòng)速度。 氣動(dòng)夾緊具有以下特點(diǎn)： 因?yàn)闅庠磯毫梢钥刂?。這就有利于縮短輔助時(shí)間。 利用氣動(dòng)夾緊后，操作只需轉(zhuǎn)動(dòng)換向閥手柄，而不象手動(dòng)夾緊那樣費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因而大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。工件是以底面、側(cè)面和端面在夾具的底面、定位 V 形塊和支承釘上定位的。當(dāng)活塞桿退回時(shí)，斜楔便退出，實(shí)現(xiàn)松夾操作。圖中 Q 是施加在斜楔上的作用力， J 是斜楔受到工件的夾緊反力， F1 是斜楔直面（即夾緊工作面）與工件被夾壓面的摩擦阻力（等于 Jtg 1? ）， J 與 F1的合力為 P。由圖可得出 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 （ a） (b) 圖 斜楔的受力情況 Q=Jtg(a+ 2? )+Jtg 1? () J= Ntgatg Q 12 )( ?? ?? () 式中 J－－－斜楔產(chǎn)生的夾緊力， N Q－－－施加于斜楔上的作用力， N a－－－斜楔傾角 1? －－－斜楔與工件的摩擦 角 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 2? －－－斜楔與斜導(dǎo)板間的摩擦角 一般取 1? ＝ 2? ＝ 60；為了增加行程 a 角盡量選擇大的 a＝ 012 。 斜楔夾緊后應(yīng)能自鎖，圖 表示作用力消失后斜楔保持自鎖的情況，當(dāng)作用力消失后，由于 N 力的水平分力的影響，斜楔企圖按照虛線箭頭方向退出，此時(shí)系統(tǒng)的摩擦阻力若能克服使斜楔退出的作用力，即能保持自鎖狀態(tài)。 N和 F2的合力為 R。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 一般 1? ＝ 2? ＝ 60，則 a≤ 120。 由于斜楔的夾緊作用是依靠斜楔的軸向移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，夾緊行程 S 和相應(yīng)斜楔軸向移動(dòng)距離 L 有如下關(guān)系： S＝ Ltga () S＝ 200 ＝ 42mm 由式可知：要增大斜楔的夾緊行程就應(yīng)相應(yīng)增加 L 或 a。因此斜楔的夾緊行程是較小的。工件的定位面雖然是外圓柱面，但定位基準(zhǔn)是外圓軸線。當(dāng)一批工件外圓在 V 型塊上定位時(shí)，由于外圓直徑的變化引起定位基準(zhǔn)相對(duì)于理論圓軸線發(fā)生位置變化 ? E 如圖 。由圖得 圖 V型塊定位外圓時(shí)的定位誤差分析計(jì)算 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 E? =2aSinOO??＝222minmaxaSindd ?＝22)( aSindT () 若以理論圓圓心為基點(diǎn)，則 24)(2 aSindTE ???? () 因?yàn)槔碚搱A是一個(gè)直徑為常量的圓，所以在定位誤差分析計(jì)算中常常省略它而直接計(jì)算出外圓直徑為最大和最小時(shí)引起的 E? . 氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的計(jì)算 氣源壓力應(yīng)考慮供氣系統(tǒng)管道的沿程壓力損失和局部壓力損失 ,氣源壓力應(yīng)高于設(shè)備中最高工作壓力的 20%左右 ,并以此壓力來(lái)選空壓機(jī) .也可以根據(jù)氣缸的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)來(lái)確定其使用壓力范圍 .設(shè)計(jì)中采用國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的氣缸 .氣缸類型 :雙作用氣缸 . 表 10Y1V LB50N800SAY 氣缸經(jīng)查表數(shù)據(jù) 缸徑 最短行程 最大行程 使用壓力范圍 耐壓力 使用速度范圍 50mm 37mm 800mm 50500 MPa ① 雙作用氣缸輸出壓力 FPU=()D2P () = 106=250N FPU───汽缸輸出壓力 N； D───汽缸的內(nèi)徑 。盡量選用標(biāo)準(zhǔn) 鋼管或鋁合金管。選 。故符合要求。 活塞杠計(jì)算長(zhǎng)徑比 L/D≤ 10 時(shí)，一般按強(qiáng)度條件計(jì)算活塞桿直徑，可按照直桿的抗壓強(qiáng)度條件計(jì)算公式來(lái)計(jì)算活塞桿直徑： d≥PPUF??4 =PPUF? () L——— 活塞桿的計(jì)算長(zhǎng)度 m； d——— 氣缸的活塞桿直徑； p?——— 鋼筒材料的許用應(yīng)力，p?= nb? ； b? ——— 缸筒材料抗拉強(qiáng)度 Pa ； n——— 安全系數(shù)， n=68。 d≥ 610157 8250??≥ ；所以當(dāng) d取 25mm 時(shí)，則 L≤ 250mm，故 L取 150mm。 f= 108 Pa a——— 系數(shù) a=50001 ； A——— 活塞桿橫截面面積 m2 A= 42d? ； 所以 FPU≤kKnF = 4? 經(jīng)驗(yàn)算推力 FPU=250N 小于kKnF 。 而細(xì)長(zhǎng)桿 L/K＜ 85 m 時(shí) ， L= ???????? ? 14PUk FnfAmad () =125mm。因?yàn)槟z棒的夾持嚴(yán)格要求對(duì)心，以保證涂膠軌跡的準(zhǔn)確。兩個(gè) V 形塊由手輪控制帶動(dòng)左、右螺紋的螺桿作等速相向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)中夾緊。因?yàn)閺澅塾胸Q直向下的載荷，所以以下對(duì)其進(jìn)行了校核計(jì)算 [15]。 F = Nmg ??? NFFs ??? M P arFsAFs 3 4 ???? ??? () MPa75][ ?? ][???? d=12mm 完全可以符合要求。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 本章小結(jié) 首先確定夾緊機(jī)構(gòu)方案，選用斜楔夾緊機(jī)構(gòu)； 然后確定定位方案，定位元件選用 V型塊； 選用氣動(dòng)方案對(duì)工件進(jìn)行迅速夾緊