【正文】 面的傳動還有電機直連式，在此選擇了帶傳動的方式，帶傳動簡單，而且效率高，選擇的傳動比 i=2 （ 4）小帶輪齒數(shù) 1Z 根據(jù)帶型 XL 和小帶輪的轉速 1n ，由表查得小帶輪的最小齒數(shù) minZ =12，此處取1Z =12，則大帶輪的齒數(shù) 2Z = 1iZ? =24 （ 5）小帶輪的節(jié)圓直徑 1d , mmPZd B ???? ?? （ 314） 查表得其外徑 1ad = 1d 2δ== 其中 2δ 為節(jié)根距 （ 6）大帶輪節(jié)圓直徑 2d mmpzd b 2 ???? ?? （ 315） 查表得其外徑 ?222 ?? dda =—= （ 7）帶傳動速度 v 11 ??? （ 316） 確定帶輪的中心距 （ 1）初定軸間距 0a 查機械設計手冊得 ? ?21021 2)( ddadd ???? 同時根據(jù)對銑床產(chǎn)品的測繪和設計經(jīng)驗初定 0a =100mm （ 2）帶長及其齒數(shù)的確定 ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 19 ? ? ? ?02122100 422 a ddddaL ????? ? （ 317） =200＋ ＋ = 查表應選用帶長代號為 150 的 L 型同步帶，其節(jié)線長度 pL =，節(jié)線長上的齒數(shù) z=40 （ 3）實際軸間距 a，所設計的結構的軸間距可調(diào)整 mmLLaa p 1 6 2 0 32 6 7 7 43 8 11 0 02 00 ??????? （ 318） 確定帶輪的尺寸 （ 1）小帶輪嚙合齒數(shù)的確定 ? ? ? ? 2122 11 ??????? ??? ????????? ??? e ntzzzpze ntz bm ?? （ 319） （ 2）帶寬 sb 0505 pkpbbzd? （ 320） 其中： 50b —帶的基本寬度由表 查得： 表 帶的基本寬度 帶型 ＸＬ Ｌ H bs0/mm 當 mz ?6 時 zk =1，當 mz =5 時 zk =，當 mz =4 時 zk =，此處取 zk = 則 1 .1 45 1 .52 5 .4 1 60 .8 0 .7b m m? ? ?? （ 321） 至此 X 向帶輪的設計已經(jīng)完成，根據(jù)上面的計算數(shù)據(jù)，取標準寬度帶號為 075 的 L型帶，其帶寬 5b =，則帶輪的寬度 fb =。 Y 向帶輪也取標準帶寬代號為 075 的 L 型帶。 驅(qū)動電機的選擇 縱向步進電機的選擇計算 （ 1）計算工作臺、絲杠、以及帶輪折算到電機軸上的慣量 dJ ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 20 根據(jù)《機電一體化系統(tǒng)設計》所提供的計算公式 [11]： dJ=1J+ PG 2x[]JJ sg2 ?? ? ?（ ）（ ）（ ）2/ 2i （ 322） 式中： dJ折算到電機軸的慣量（ ） 1J、2J大小帶輪的慣量（ ） sJ 絲杠的慣量（ ） xG 縱向工作臺及夾具重量（ N）為 2156N P絲杠螺距（ cm）， P=6mm 帶輪及絲杠轉動慣量的計算：由于有些傳動件（帶輪、絲杠等）的轉動慣量不易精確計算，可將其等效成圓柱體來計算。 圓柱體的轉動慣量可依據(jù)公式： J= 432dl?? （ 323） 式中： ρ材料密度（ Kg/ 3cm ），對鋼取為 510? Kg/ 3cm ； d 圓柱體直徑（ cm）（對于帶輪、絲杠等就是等效直徑）； l 圓柱體長度（ cm）（對于帶輪絲杠等就是其等效齒寬或長度）。 則 J1= 432dl?? = 2Kg cm? J2= 4l32d?? = 2Kg cm? JS= 4l32d?? = 2Kg cm? 則可算得： Jd =J1 + PG 2x[]JJ sg2 ?? ? ?（ ）（ ）（ ）2/ 2i = 2Kg cm? （ 324） （ 2）慣量匹配驗算 由 [12] 《機電傳動控制》初選二相混合式步進電機 86BYG350AH0201。 ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 21 其示意圖如圖 35 所示： 圖 35 混合式步進電動機 其轉子的轉動慣量： MJ = 2?Kgcm 轉動系統(tǒng)與步進電機的慣量匹配條件： ＜ dMJJ ＜ 1 （ 325） 而 ＜ dMJJ =＜ 1 所以慣量是匹配的。 （ 3）負載轉矩計算及最大靜轉矩選擇 計算快速空載啟動時所需力矩 M起 ，依據(jù)公式： M起 =Mmax + fM + [13]M0 （ 326） 式中： M起 ：為快速空載啟動力矩（ ）； Mmax ： 空載啟動時折算到電動機軸上的最大加速力矩（ ）； Mf ： 折算到電機軸上的摩擦力矩（ ）； M0 ： 由于絲杠預緊時折算到電機軸上的附加摩擦力矩（ ）。 又： Mmax =J? xε （ 327） 式中： J? ：為慣量和； J? = MJ + dJ = ； ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 22 ε—為電機最大角加速度（ rad/ 2S ）； 又 ε= max602nta? 其中：maxn= max360V bp ??=521r/min，則 ε= rad/2s 故 Mmax =J? xε= 又因為 fM = 002FLi?? （ 328） 式中： 0F 導軌的摩擦力（ N）； ?傳動鏈效率，一般可取 — 先取為 ； 又 0F = ( + )GFfN Xf 又： FfN 垂直方向的切削力（ N） ； f 導軌摩擦系數(shù)， f=； GX 縱向工作臺及夾具質(zhì)量（ N）為 2156N 則： 0F = 故： fM = 002FLi??= 又： M0 = FLP0 0 2(1 )02i ??? ? （ 329） 式中： 0FP 滾珠絲杠的預加載荷， 0? 滾珠絲杠預緊時的傳動效率為 95% 故 M0 = FLP0 0 2(1 )02i ??? ? = M起 =Mmax + fM +M0 = （ 4）快速進給時所需力矩 M快 依據(jù)公式 M快 = fM +M0 =+= （ 330） （ 5）最大切削負載時所需力矩 M切 = fM +M0 + tM （ 331） ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 23 式中： tM 折算到電機軸上的切削負載力矩 又： tM = f02FLi?? （ 332） 式中 fF 進給方向最大切削力（ N）為 tM = f02FLi?? =； M切 = fM +M0 + tM = 最大靜轉矩選擇： 依據(jù)文獻 [14]《機械設計基礎課程設計》上有： 1 ） 對 于 在 最 大 切 削 力 下 工 作 時 所 需 要 電 機 最 大 靜 轉 矩fmax1M =M切 /= 2）對于空載啟動時所需要的電機最大靜轉矩為： fmax2M = M起 /= 由以上可知以計算的 fmax1M 恒大于 fmax2M ，所以就以 fmax1M 作為選取步進電機最大靜轉矩的依據(jù)。而初選的步進電機為 86BYG350AH0201，他的最大靜轉矩為＞ fmax1M 所以初選的步進電機型號符合要求。 由于 Y 方向與 X 方向的要求相差不多，可以選用同樣的絲杠，導軌，電機經(jīng)過以上計算，選用的部件如表 ： 表 本設計選用的部件 滾珠絲杠螺母副 直線滾動導軌副 混合式步進電機 X方向 HJGDA45A滾動導軌 86BYG350AH0201 Y方向 HJGDA45A滾動導軌 86BYG350AH0201 其它零部件的確定 軸承的選擇 是選擇軸承最主要的依據(jù)，通常應根據(jù)載荷的大小、方向和性質(zhì)選擇軸承。 ⑴ 載荷大小 一般情況下，滾子軸承由于是線接觸，承載能力大，適于承受較大載荷；球軸承由于是點接觸，承載能力小，適用于輕、中等載荷。各種軸承承受載荷能力一般以額定載荷比表示。 ⑵ 載荷方向 純徑向力作用，宜選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承，也可考慮選用調(diào)心軸承。純軸向載荷作用，選用推力球軸承或推力滾子軸承。徑向載荷和軸向……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 24 載荷聯(lián)合作用時，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。這兩種軸承隨接觸角的增大 ,承受軸向載荷的能力提高。若徑向載荷較大而軸向 載荷較小時，也可選用深溝球軸承和內(nèi)、外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承。若軸向載荷較大而徑向載荷較小時，可選用推力角接觸球軸承、推力圓錐滾子軸承。 ⑶ 載荷性質(zhì) 有沖擊載荷時，宜選用滾子軸承。 一般摩擦力矩小、發(fā)熱量小的軸承高速性能好。球軸承比滾子軸承有較高的極限轉速，故高速時應優(yōu)先考慮選用球軸承。徑向載荷小時，選用深溝球軸承；徑向載荷大時，選用圓柱滾子軸承。對聯(lián)合載荷，載荷小時，選用角接觸球軸承；載荷大時，選用圓錐滾子軸承或圓柱滾子軸承與角接觸球軸承組合。在相同內(nèi)徑時，外徑越小，滾動 體越輕越小，運轉時滾動體作用在外圈上的離心力也越小，因此更適于較高轉速下工作。在一定條件下，工作轉速較高時，宜選用直徑系列為 8， 9， 0， 1 的軸承。保持架的材料與結構對軸承轉速影響很大。實體保持架比沖壓保持架允許的轉速高。高速重載的軸承需驗算其極限轉速。 一般機械工作時，因機械摩擦或工作介質(zhì)的關系而使軸發(fā)熱，從而有熱脹冷縮產(chǎn)生。在選擇軸承結構類型時，應使其軸有軸向游動的可能性。因此，常在軸的某一端選用一內(nèi)圈或一外圈無擋邊的圓柱滾子軸承或滾針軸承，以適應由于熱脹冷縮而引起軸的伸長或縮短。 當軸兩端軸承孔同軸性差（制造誤差或安裝誤差所致）或軸的剛度小，變形較大，以及多支點軸，均要求軸承調(diào)心性好，這時應選用調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。 在機械設計中，一般都是先確定軸的尺寸，然后根據(jù)軸的尺寸來 確定軸承的尺寸。小軸選用球軸承，大軸選用滾子軸承；在內(nèi)徑尺寸（即軸尺寸）已確定，若徑向尺寸受限，可選用滾針軸承或直徑系列為 8， 9， 0 的軸承；若寬度尺寸受限，可選用寬度系列為 8， 0 的軸承。 對于軸承使用壽命一般都難以等同主機使用壽命，在實際使用中軸承作為易損件 要經(jīng)常裝拆。因此，在選用軸承結構類型時應要求裝拆方便?？煞蛛x型的接觸球軸承、圓柱滾子軸承。圓錐滾子軸承、推力軸承和內(nèi)圈為錐孔、帶緊定套或退卸套的調(diào)心滾子軸承、調(diào)心球軸承等均具有裝拆方便性能。 滾珠絲杠主要承受軸向載荷，他的徑向載荷主要是絲杠的自重，因此，對滾珠絲杠的軸向精度和剛度要求較高。此外滾珠絲杠的正確安裝及其支撐的結構剛度也不容忽視。滾珠絲杠兩端常用支撐形式有三種： 一端固定一端自由的支撐形式。結構簡單軸向剛度低，適用于短絲杠和垂直絲杠。 一端固定一端浮動的支撐形式。結構復雜，適用于較長絲杠和臥式絲杠 。 兩端固定的支撐形式，需要軸承無間隙，但結構復雜。 為了提高支承的軸向剛度，選擇適當?shù)臐L動軸承是十分重要的。本設計使用的滾珠……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 25 絲杠較短，故此設計采用接觸角為 60176。的角接觸球軸承和深溝球軸承，組成一端固定和一端浮動的形式。 60176。角接觸球軸承型號為 7305AC，深溝球軸承型號為 6305。其具體參數(shù)如表 所示： 表 所選軸承的參數(shù) 軸承內(nèi)徑 d 外徑 D 寬度 B 額定動負荷 額定靜負荷 7305AC 25 62 17 6