普通車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、普通車床的數(shù)控化改造設(shè)計(jì)說(shuō)明書策1章緒論錯(cuò)誤!未定義書簽。1.1課題來(lái)源及研宄目的和意義錯(cuò)誤!未定義書簽。1.2普通車床數(shù)控化的現(xiàn)狀及趨勢(shì)錯(cuò)誤!未定義書簽。1.3普通車床的數(shù)控化改造方案分析錯(cuò)誤!未定義書簽。1.3.1機(jī)械結(jié)構(gòu)分析錯(cuò)誤!未定義書簽。1.3.2機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案和布局錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。第2章機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1滾珠絲杠的設(shè)計(jì)132.2滾珠絲杠副絲杠副傳動(dòng)法面截形，循環(huán)方式等的確定142.3滾珠絲杠的預(yù)緊15第3章車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算153.1 r步帶輪選擇163.2步進(jìn)電機(jī)選取與計(jì)算173. 2. 1橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中步進(jìn)電機(jī)的選用計(jì)算183.2.2縱向金給機(jī)構(gòu)中步

2、進(jìn)電機(jī)的選用計(jì)算193.3傳動(dòng)齒輪的選擇計(jì)算與校核203.3.1齒輪的選擇213.3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)223.3.3齒輪的校核233.4直線導(dǎo)軌的選擇243.4.1直線導(dǎo)軌的確定24第4章車床進(jìn)給系統(tǒng)各部件的選取及校核244.1聯(lián)軸器的選取254.2滾珠絲杠選取與校核264.3滾動(dòng)軸承的選取與計(jì)算24結(jié)論35參考文獻(xiàn)36致謝37第1章緒論1.1概述數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（computer numerical control machine tools）的簡(jiǎn)稱，是一種裝奮程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床主要組成有：程序 編制及程序載體、輸入裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和位置檢測(cè)裝置、輔助控制

3、裝置、機(jī)床本體數(shù)控機(jī)床需耍根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令，自動(dòng)完成對(duì)主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn) 給速度、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡以及其他機(jī)床輔助功能（如&動(dòng)換刀、&動(dòng)冷卻等）的控制。它必 須利用伺服進(jìn)給系統(tǒng)代替普通機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)，并可以通過(guò)主軸調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 軸自動(dòng)變速。因此，在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，數(shù)控機(jī)床主軸箱和進(jìn)給變速箱的結(jié)果一般 都非常簡(jiǎn)單；齒輪、軸類零件、軸承的數(shù)量大為減少；電動(dòng)機(jī)可以直接連接主 軸和滾珠絲杠，不用齒輪。在使用直線電動(dòng)機(jī)、電主軸的場(chǎng)合，甚至可以不用 絲杠、主軸箱。在操作上，它不像普通機(jī)床那祥，需要操作者通過(guò)手柄進(jìn)行調(diào) 整和變速，操作機(jī)構(gòu)比普通機(jī)床要簡(jiǎn)單的多，多機(jī)床甚至沒(méi)奮手動(dòng)機(jī)械操作機(jī) 構(gòu)。此外，由于

4、數(shù)控機(jī)床的大部分輔助動(dòng)作都可以通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的輔助功能（m功能）進(jìn) 行控制，因此常用的操作按鈕也比普通機(jī)床少，操作更方便、更簡(jiǎn)單。1.2普通車床數(shù)控化的現(xiàn)狀及趨勢(shì)從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)控車床給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的 變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操 作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提 高。數(shù)控車床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào) 廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需?？s短生產(chǎn)周期的急需零件以及耍求 100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控

5、車床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè) 發(fā)展的重要裝備。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā) 展的新吋期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備 發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控車床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù) 控車床的人量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控車床的應(yīng) 用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。為了應(yīng)對(duì)國(guó)際 金融危機(jī)，企業(yè)紛紛調(diào)整數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)政策，競(jìng)相發(fā)展高檔數(shù)控機(jī)床，以促進(jìn) 工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而目前我國(guó)處于裝備更新?lián)Q代的高峰期和工

6、業(yè)產(chǎn)業(yè)升 級(jí)的關(guān)鍵期，對(duì)數(shù)控機(jī)床尤其是高檔數(shù)控機(jī)床的需求，仍將維持30%以上的高 增長(zhǎng)水平，預(yù)計(jì)這一增長(zhǎng)速度仍將維持35年。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精 密、小批量、多品種的零件加工問(wèn)題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床， 代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)數(shù) 控機(jī)床的需求円益增長(zhǎng)，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床功能部件的創(chuàng)新升 級(jí)。a前我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵功能部件工業(yè)還不能滿足國(guó)內(nèi)需要，國(guó)內(nèi)數(shù)控 功能部件產(chǎn)業(yè)主要存在以卜問(wèn)題：適應(yīng)性和滿足度遠(yuǎn)達(dá)不到市場(chǎng)需求；我國(guó)數(shù) 控功能部件生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模??；核心零部量依靠進(jìn)u;缺乏高技術(shù)含量威脅產(chǎn) 業(yè)安全，機(jī)床行業(yè)高端化發(fā)展四

7、步曲。業(yè)內(nèi)人士表示，我國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以發(fā)展數(shù)控 機(jī)床為主導(dǎo)、主機(jī)為龍頭、完善配套為基礎(chǔ)，力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品從低 端到高端、從初級(jí)產(chǎn)品加工到高精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變。更有專家為機(jī)床行業(yè)高 端化發(fā)展提出了四方面觀點(diǎn)，為機(jī)床行業(yè)高端發(fā)展進(jìn)程盡微薄之力。一是積極落實(shí)“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國(guó)家科技專項(xiàng)，創(chuàng)造國(guó)內(nèi) 自主創(chuàng)新技術(shù)的大環(huán)境，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，企業(yè)為主題，以科研院校為根基，全 方位帶動(dòng)我國(guó)高新技術(shù)的創(chuàng)新。二是開(kāi)拓新的數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)或升級(jí)現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)，帶動(dòng)普通機(jī)床及 半自動(dòng)機(jī)床的升級(jí)改造和淘汰更新。極力拉動(dòng)國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的內(nèi)需，帶動(dòng)高端 機(jī)床產(chǎn)業(yè)的快速升級(jí)。三是緊抓

8、技術(shù)改造，促進(jìn)中高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化整體升級(jí)。充分利用國(guó)家技 術(shù)改造貼息等優(yōu)惠政策，圍繞重點(diǎn)，加強(qiáng)管理，提高資金投入產(chǎn)出比，打好根 基，為技術(shù)創(chuàng)新提供長(zhǎng)足發(fā)展。四是強(qiáng)化企業(yè)管理，節(jié)省成本提提高高效。數(shù)控機(jī)床企業(yè)要從內(nèi)部管理的強(qiáng) 化切入，開(kāi)展結(jié)木高效的行動(dòng)，維持資金流合理運(yùn)轉(zhuǎn)，人力資源的合理分配，避免勞民傷財(cái)，確保企業(yè)正常的運(yùn)營(yíng)。高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備專項(xiàng)將實(shí) 現(xiàn)自主創(chuàng)新能力顯著提高，掌握一大批具有&主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，總體技 術(shù)水平進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列；屆吋，主機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、功能部件“中檔規(guī)模化、 高檔產(chǎn)業(yè)化”將得以實(shí)現(xiàn)，我國(guó)將研制出一批a備國(guó)際先進(jìn)水平的關(guān)鍵裝備； 進(jìn)口量大的高速、精

9、密立臥式加工中心、數(shù)控車床等產(chǎn)品市場(chǎng)占有率將有明顯 提升。近年來(lái)，中國(guó)通過(guò)引進(jìn)技術(shù)、消化吸收和自主幵發(fā)數(shù)控系統(tǒng)，為數(shù)控機(jī)床 的產(chǎn)業(yè)化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。希望未來(lái)機(jī)床行業(yè)可以帶來(lái)更多最新設(shè)備和前沿技 術(shù)，以滿足制造業(yè)對(duì)高效加工日益增長(zhǎng)的需求。1.3普通車床的數(shù)控化改造方案分析1.3. 1機(jī)械結(jié)構(gòu)分析本課題是設(shè)計(jì)一種普通車床的數(shù)控化改造設(shè)備，此設(shè)備的工作臺(tái)可以在 x，y軸兩個(gè)方向自由移動(dòng)，由電動(dòng)機(jī)控制，人們只需啟動(dòng)和關(guān)閉開(kāi)關(guān)，即可實(shí) 現(xiàn)車床在任意位置的停止，可以實(shí)現(xiàn)將工件移動(dòng)到指定的位置，為加工提供方 便。由于為了普通車床數(shù)控化后可以實(shí)現(xiàn)多種方案，本課題采用車床的橫向進(jìn) 給機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿

10、的方式來(lái)帶動(dòng)工作臺(tái)的平移，現(xiàn)提供以下設(shè)工作臺(tái)圖1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿實(shí)現(xiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)方案此種方案為傳統(tǒng)的的進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，此種方案步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲桿通過(guò) 聯(lián)軸器固結(jié)，絲桿螺母裝在滾珠絲桿上面，保持滾珠絲桿與工作臺(tái)通過(guò)螺紋連 接，這種方法由于滾珠絲桿動(dòng)，從而帶動(dòng)絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的平 移，可以做x、y方向的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車床工作臺(tái)的快速進(jìn)給。此種方案結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)潔，造價(jià)低廉，定位精準(zhǔn)，可靠，符合此次設(shè)計(jì)的要求，因此此種方案雖然是 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，但切合實(shí)際，我們優(yōu)先考慮。1.3.2機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案和布局確定好設(shè)計(jì)方案后我們對(duì)整體方案進(jìn)行大體設(shè)計(jì)布局，整個(gè)傳動(dòng)裝置由電 動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，由于需要在任意

11、位置能停止,木次設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)我們采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)， 由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速很快，需要分配傳動(dòng)減速比，需要加減速器進(jìn)行減速， 經(jīng)過(guò)減速器出來(lái)后，通過(guò)聯(lián)軸器或者連接套，使步進(jìn)電機(jī)輸出軸與滾珠絲桿相鏈 接，而滾珠絲桿與滾珠螺母配合，滾珠螺母是與車床的橫向，縱向移動(dòng)工作臺(tái)通 過(guò)螺紋連接的，這樣，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，就帶動(dòng)滾筒絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，而滾珠絲桿的 轉(zhuǎn)動(dòng)乂帶動(dòng)與滾珠螺母固接的工作移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了工件在車床上面任意位置的 變化，從而實(shí)現(xiàn)了普通車床無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，直接通過(guò)按鈕代替繁雜的人力就能 夠解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)工件的快速進(jìn)給。具體結(jié)構(gòu)圖如下：步進(jìn)電機(jī)制楠 耕鋪 i料絨鯡機(jī)架橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖步進(jìn)電機(jī)f專動(dòng)m 滾

12、殊絲稈讀臺(tái)滾殊螺母機(jī)架縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖第2章機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1滾珠絲杠的設(shè)計(jì)(1) 傳動(dòng)效率高滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率高達(dá)90%98%,為傳統(tǒng)的滑動(dòng)絲杠系統(tǒng)的 24倍，能以較小的扭矩得到較大的推力，亦可由直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(運(yùn) 動(dòng)可逆)。(2) 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)為點(diǎn)接觸滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，工作中摩擦阻力小、靈敏 度高、動(dòng)時(shí)無(wú)顫動(dòng)、低速時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象，因此可精密地控制微量進(jìn)給。(3) 高精度滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)中溫升較小，并可預(yù)緊消除軸向間隙和對(duì)絲杠進(jìn) 行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱伸長(zhǎng)，因此可以獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精度。(4) 高耐用性鋼球滾動(dòng)接觸處均經(jīng)硬化(hrc5863)處理，并經(jīng)精密磨削，

13、 循環(huán)體系過(guò)程純屬滾動(dòng)，相對(duì)對(duì)磨損甚微,故具有較高的使用壽命和精度保持性。(5) 同步性好由于運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、反應(yīng)靈敏、無(wú)阻滯、無(wú)滑移，用幾套相同的滾珠 絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)同吋傳動(dòng)幾個(gè)相同的部件或裝置，可以獲得很好的同步效果。(6) 高可靠性與其它傳動(dòng)機(jī)械，液壓傳動(dòng)相比，滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)故障率很低，維修保養(yǎng)也較簡(jiǎn)單，只需進(jìn)行一般的潤(rùn)滑和防塵。在特殊場(chǎng)合可在無(wú)潤(rùn)滑狀態(tài)下 工作。一般來(lái)說(shuō)滾珠絲杠在工作中應(yīng)該預(yù)緊以提高絲杠的剛度，從而提高傳動(dòng)精 度，但在木機(jī)械系統(tǒng)中由于絲杠所承受的彎矩很小，所以我覺(jué)得沒(méi)必要進(jìn)行預(yù)緊, 所以安裝方式是一端固定一端游動(dòng)的形式。x軸向的工作臺(tái)與其上面所安裝的機(jī) 械結(jié)構(gòu)重力約10n,焊

14、槍在焊接時(shí)由于電流作用與工件之間的相互吸引力約2n。2.2滾珠絲杠副絲杠副傳動(dòng)法面截形，循環(huán)方式等的確定查機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，根據(jù)滾珠絲杠副螺紋滾道法面截形、參數(shù)和特點(diǎn) 的比較選擇如下：(1) 確定選擇螺紋滾道法面截形為單圓弧，參數(shù)公式見(jiàn)表8.2-11,接觸角為 a=45°。其特點(diǎn)是：磨削滾道的砂輪成形簡(jiǎn)便，可得到較高的加工精度。有較 高的接觸強(qiáng)度，但比值rs/£>lv小，運(yùn)行時(shí)摩擦損失增大。接觸角a隨初始間隙和(2) 單圓弧法面截形要求消除間隙和調(diào)整預(yù)緊必須采用雙螺母結(jié)構(gòu)。(3) 根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，選用內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式反向器，其特點(diǎn)是徑向尺寸小，循環(huán) 通道短，摩擦損失小，傳

15、動(dòng)效率高。2.3滾珠絲杠的預(yù)緊滾珠絲杠副除了對(duì)本身單一方向的傳動(dòng)精度有要求外，對(duì)艿軸向間隙也有 要求，以保證其反向傳動(dòng)的精度。我們通常采用雙螺母結(jié)構(gòu)預(yù)緊方式(圖3)is 3 雙瞇付結(jié)揉示.爸:ts 1-工作煤母 2絲杜 3-孫累：母4.堪片圖3雙螺母結(jié)構(gòu)預(yù)緊示意圖 雙螺母預(yù)緊的結(jié)構(gòu)通常有三種：1.墊片調(diào)隙式（圖4）圖4墊片調(diào)隙式調(diào)整方法：調(diào)整墊片厚度，使螺母產(chǎn)生軸向位移。為便于調(diào)整，墊片常制成剖分 式。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，剛度高；但調(diào)整不便，滾道有磨損時(shí)，不能隨時(shí)消 除間隙和預(yù)緊。適用于高剛度重載傳動(dòng)。2.螺紋調(diào)隙式（圖5）圖u螺紋調(diào)格式的滾珠絲杠螺母朗1、 7螺母 2退兩器3 鋼球4螺

16、桿s熱m6腳螺母圖5螺紋調(diào)隙式調(diào)整方式：調(diào)整端部的圓螺母，使螺母產(chǎn)生軸向位移。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便；但準(zhǔn)確性差，且易于松動(dòng)。用于剛度要 求不高或需隨吋調(diào)節(jié)預(yù)緊力的傳動(dòng)。3.齒差調(diào)隙式(圖6)圖6齒差調(diào)隙式調(diào)整方式：螺母1、2的凸緣上有外齒，分別與緊間在螺母座兩端的內(nèi)齒圈3、4 嚙合，其齒數(shù)風(fēng)別為z1和z2，且z2=z1+1。兩個(gè)螺母向相同方向同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，調(diào)整軸向位移量為：導(dǎo)程)。z/2特點(diǎn)：能夠精確地調(diào)整預(yù)緊力，但結(jié)構(gòu)尺寸較大，裝配調(diào)整比較復(fù)雜，宜用于高 精度的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)中將采用的是雙螺母內(nèi)循環(huán)墊片調(diào)整式滾動(dòng)螺旋副來(lái)消除間隙。墊片調(diào)整式有結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，裝卸方便，

17、剛度高的特點(diǎn)。第3章車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1同步帶輪選擇橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)同步輪傳動(dòng)中同步輪的選?。?1) 傳動(dòng)名義功率p_=0.5kw(2) 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 nl=1500r/ min,從動(dòng)輪=350r / min(3) 中心距a= 100mm左右(4) 工作情況，24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn).求設(shè)計(jì)功率p=k0 pm=0.4x2= 0.8kw,式中ko為載荷修正系數(shù) 由設(shè)計(jì)功率0.8kw和n=1500r/min,由杳得帶的型號(hào)為l型，對(duì)應(yīng)節(jié)距p=9.525mm(1) 選擇小帶輪齒數(shù)由小帶輪轉(zhuǎn)速n=1500r/min，l型帶，查表得小帶輪最小許用齒數(shù)zl = 14, 則大帶輪齒數(shù) z2=izl,其中 i=nl/n

18、2=1500/350=4. 286 z2=4. 286 x 14=60取標(biāo)準(zhǔn)帶輪齒敦=60(2) 確定帶輪節(jié)圖直徑 di=pbzl/h=42.736mmd2= pb z2/n=182mm(3) 確定同步帶的節(jié)線長(zhǎng)度l,l= 2acos ip (d2+dl ) / 2+h ( d2-dl)/ 180式中:it =sin-l (d2-dl)/2a=0. 218； 12. 6 (以 a= 100mm 代入)則 l=150.54 選 擇最接近計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn) 節(jié)線長(zhǎng)(見(jiàn)表4)l=160.20mm(4) 計(jì)算同步帶齒數(shù)z zb=lp/pb=l 60.20/9.525= 17(5) 傳動(dòng)中心距ri的計(jì)算 a=

19、pb( z2-z1) / 2zcos 0式中:inv =3. 1416inve=tge-0用逐步逼近法計(jì)算，0=1. 351 8(弧度) 代入上式得出a= 102.45與精確計(jì)算結(jié)果相似。最后測(cè)量裝置同步帶選用l型同步帶p= 9.525mmzb=17,l,= 150. 20ram b. = 25.4mm同步帶輪：zl=14, z2=60, di=pbzl/ji =42.736mmd2= pb z2/ = 182mm縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)同步輪傳動(dòng)中同步輪的選?。?) 傳動(dòng)名義功率p_=0.25kw(2) 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 nl=1500r/ min,從動(dòng)輪=350r / min(3) 中心距a=55mm左右(

20、4) 工作情況，24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn).求設(shè)計(jì)功率p=ko pm=0.3x2= 0.6kw,式中ko為載荷修正系數(shù)由設(shè)計(jì)功率0.6kw和n =1500r / min,由查得帶的型號(hào)為xl型，對(duì)應(yīng)節(jié)距p =5.08mm(1) 選擇小帶輪齒數(shù)由小帶輪轉(zhuǎn)速n=1500i7min，l型帶，查表得小帶輪最小許用齒數(shù)zl = 12,則大 帶輪齒數(shù) z2=izl,其中 i=nl/n2=1500/350=4. 286 z2=4. 286x12=51取標(biāo)準(zhǔn)帶輪齒敦=50(2) 確定帶輪節(jié)圓直徑 di=pbzlm=l9.414mmd2= pb z2/n =80.9mm(3) 確定同步帶的節(jié)線長(zhǎng)度l，l= 2acos * (

21、d2+dl ) / 2+ h * ( d2-dl) / 180式中:it =sin-l (d2-dl)/2a =0. 218； 12. 6 (以 a=100mm 代入)則 l =54.54 選 擇最接近計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn) 節(jié)線長(zhǎng)(見(jiàn)表4)l=55.20mm(4) 計(jì)算同步帶齒數(shù)z zb=lp/pb=55.20/5.08=ll(5) 俾動(dòng)中心距n的計(jì)算 a=pb( z2-z1) / 2zcos 0式中：inv =3. 1416 inv()=tg 0-0用逐步逼近法計(jì)算，()=1. 351 8(弧度)代入 上式得出a= 102.45與精確計(jì)算結(jié)果相似。最后測(cè)量裝置同步帶選用xl型同步帶p= 5.08mm

22、zb=11,l,= 55. 20ram b. = 9.5mm同步帶輪:zl=ll, z2=50, di=pbzl/n =19.4146mm d2= pb z2/ n 二80.9mm3.2步進(jìn)電機(jī)選取與計(jì): 3.2.1橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中步進(jìn)電機(jī)的選用計(jì)算1、各參數(shù)設(shè)定滑塊工作重量臺(tái)w=60n工作臺(tái)上最大承受重量為200n 滑塊與導(dǎo)軌貼塑板間摩擦系數(shù)"z=0.08 滑塊進(jìn)給速= 11000毫米/分滾珠絲桿導(dǎo)程lp=1.5毫米滾珠絲桿節(jié)圓直徑(名義直徑)4 = 12毫米絲桿總長(zhǎng)=320毫米定位精度0.001毫米2、確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)(1) 脈沖當(dāng)量的選擇，脈沖當(dāng)量：一個(gè)指令脈沖使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)

23、動(dòng)拖動(dòng)的移動(dòng) 距離c=0.01mm/p (輸入一個(gè)指令脈沖工作臺(tái)移動(dòng)0.01毫米)p。初選之相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角0.60 /1.20 ,當(dāng)三相六拍運(yùn)行吋，步距角£=0.60其每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)s=600 p/r步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿間的傳動(dòng)比i為1(2) 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算p1、空載時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩lf 2phj丁什二0.06倉(cāng)ij70 0.005 得!f 2咖=2蝕.14 0.8? 1=0.014n.m2、測(cè)量?jī)x工作時(shí)的轉(zhuǎn)矩丁 二g+ 圳 £l 2phsi|g + uwl tl =;得 2phsi =0.467n.m得電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩為(0.30.5) tl= (0.11520.1

24、92) n.m(3) 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算1、滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量js=_js=5.146x10-6 kgm22、滑塊的運(yùn)動(dòng)慣量s p得 jw=3.419xlo-7 kgm2換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量l2得幾=0.00035 kgm2(4) 初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)，根據(jù)tl= (0.11520.192) n.m和電動(dòng)機(jī)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=0.00035初步選定電動(dòng)型號(hào)為85byg3h358b反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。該電 動(dòng)機(jī)的最大靜扭距tmax=6.0n.m查表選用兩個(gè)85byg3h358b型步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)的有關(guān)參數(shù)見(jiàn)下表2.1:表2.1測(cè)量裝置步進(jìn)電機(jī)參數(shù)型號(hào)主要技術(shù)數(shù)據(jù)外形尺寸(mm)重量(n)步距角(

25、6;)最大靜轉(zhuǎn)矩(n cm)最高空載啟動(dòng)頻率(step/s)相數(shù)電壓(v)電流(a)外徑長(zhǎng)度軸徑85byg3h358b0.6-1.26.05003605.8859712351、各參數(shù)設(shè)定滑塊工作重量臺(tái)w=90n 工作臺(tái)上最大承受重量為400n 滑塊與導(dǎo)軌貼塑板間摩擦系數(shù)=0.08滑塊進(jìn)給速vl =11000毫米/分滾珠絲桿導(dǎo)程lp=1.5毫米滾珠絲桿節(jié)圓直徑(名義直徑)4=12毫米絲桿總長(zhǎng)£|=1000毫米定位精度0.001毫米確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)(1) 脈沖當(dāng)量的選擇，脈沖當(dāng)量：一個(gè)指令脈沖使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)拖動(dòng)的移動(dòng) 距離(lolmm/p (輸入一個(gè)指令脈沖工作臺(tái)移動(dòng)0.01毫米)

26、7。初選之相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角0.60/1.2，當(dāng)三相六拍運(yùn)行時(shí)，步距角£=0.60其每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)s=4600 p/r步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿間的傳動(dòng)比i為1(2) 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算|7|1、空載時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩_ 腳/u wtli =0.06創(chuàng) 70 0.005 得"2w=2觸.14 0.8? 1=0.025n.m2、測(cè)量?jī)x工作時(shí)的轉(zhuǎn)矩g+ uwl t.=2phsi_g+ uwltl =:得 2phsl =0.56n.m得電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩為(0.50.7) tl= (0.13520.232) n.m(3) 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 1、滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量plp js= 32js= 1

27、.6x10-5 kgm22、滑塊的運(yùn)動(dòng)慣量8 p得jw=5.7xl0-7 kgm2換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:兒=-l2-得幾=0.00035 kgm2；(4) 初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)，根據(jù)tl= (0.13520.232) n.m和電動(dòng)機(jī)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量人=0.00035初步選定電動(dòng)型號(hào)為110byg3h525反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。該電 動(dòng)機(jī)的最大靜扭距tmax=8.0n.m ;表2.2步進(jìn)電機(jī)參數(shù)型號(hào)主要技術(shù)數(shù)據(jù)外形尺寸(mm)重量(n)步距角c)最大靜轉(zhuǎn)矩(n - cm)最高空載啟動(dòng)頻率(step/s)相數(shù)電壓(v)電流(a)外徑長(zhǎng)度軸徑110byg3h5250.6-1.28.05003602.51

28、1012616503. 2.2橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中步進(jìn)電機(jī)的選用計(jì)算1、設(shè)計(jì)參數(shù)滑塊工作重量臺(tái)w=40n工作臺(tái)上最大承受重量為200n滑塊與異軌貼塑板間摩擦系數(shù)/77=0.08 滑塊進(jìn)給速vl = 11000毫米/分滾珠絲桿導(dǎo)程lp=1.5毫米滾珠絲桿節(jié)圓直徑（名義直徑）=12毫米絲桿總長(zhǎng)& =1000毫米定位精度0.001毫米，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：j pd4bp "32 +me2jg=4.99x10-2 kgm2;傳動(dòng)齒輪1的慣量為j=l/8md2+me2=0.05 kgm2;傳動(dòng)齒輪2的慣量為j=l/8md2+me2=0. 55 kgm2;總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 0.

29、049+0.05+0.55=0.649 kgm2;可得電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0.649kg、m2,初步選定電動(dòng)型號(hào)為110byg3h525反應(yīng)式 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。查表選用110byg3h525型步進(jìn)電機(jī)。表2.3電機(jī)參數(shù)型號(hào)主要技術(shù)數(shù)據(jù)外形尺寸（mm）重量n步距角（'）最大靜轉(zhuǎn)矩（n cm）最高空載啟動(dòng)頻率（step/s）相數(shù)電壓(v)電流(a)外徑長(zhǎng)度軸徑110byg3h5250.6/1.2124803603.511015020703.3傳動(dòng)齒輪選擇計(jì)算與校核3. 3. 1齒輪的選擇1）選擇小齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)），硬度為280hbs，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）， 硬度為240i1bs,二者材

30、料硬度差為40hbs。2）精度等級(jí)選用7級(jí)精度；3）小齒輪齒數(shù)zl=41，大齒輪齒數(shù)z2 = 74的；4) 齒輪模數(shù)都為3的直齒輪3. 3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過(guò)低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值(1)試選kt = 1.6 (2)選取區(qū)域系數(shù)zh = 2.433(3) 選取尺寬系數(shù)4>d=l(4) 查得 e a 1=0. 75, e a 2 = 0. 87，貝lj e a = e a 1+ e a 2=1. 62(5) 查得材料的彈性影響系數(shù)ze=189. 8mpa(6) 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限ohliml=600mp

31、a;大齒輪的解 除疲勞強(qiáng)度極限o hlim2 = 550mpa；(7) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)nl=60nljlh = 60x 192x 1 x (2x8x300x5) =3. 32x10e8 n2=nl/5 = 6. 64 x107(8) 查得接觸疲勞壽命系數(shù)khn1 = o. 95; khn2 = 0. 98(9) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)s=l，由得olll = =0. 95x600mpa=570mpa oh2 = =0. 98x550mpa=539mpa o h = o h 1 + o h 2/2 = 554. 5mpa 3. 3.3齒輪的校核根據(jù)以上所得：m=3,zl

32、=41,z2=74,兩齒輪材料均選用45,表面淬火，4855hrc。查得：=u7qmpa預(yù)期齒輪壽命5年，每天工作12小時(shí)，工作載荷為輕微沖擊，則n、=60朗 z = 60*1 *520*(5*300*12) = 5.616*108a(2 =1/ = 2.7216*108查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖，得:z,v1 = 0.96, zv2 =1.03yni = 0.92, yn2 = 0.98(1)驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度載荷系數(shù)，取k=l. 5查得：zh 二 2.5, zf =0.88, 二 189.8 接觸應(yīng)力為:2 kt u + lbd u= 189.8x2.5x0.88xxl.5x5.5647xl03v

33、 24x782<7wl =sz1170x0.96 _l25_1170x1.03 _l25-=898.56撤z=964.08ma驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度取 k=1.5查表:ffal=2.68,ym,=>.56,2= 2.46 = 1.68許用彎曲應(yīng)力:口廠limfmin彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取jfmin =1.25 則：= 2=257.6嫩/274.4紐z350x0.92-l25-350x0.98 l25-2000尺_(dá) 2000xl.5x5.5647x2.68xl.56 bm2z, _24x32x26=12 a2sm pao>2 = h =2,46x1,68 x 12.428

34、 = 12.2s5mpa h2.68x1.56由上述計(jì)算可知，均滿足要求3.4直線導(dǎo)軌的選擇3.4.1直線導(dǎo)軌的確定導(dǎo)軌主要根據(jù)導(dǎo)軌副之間的摩擦情況，導(dǎo)軌分為：(1) 滑動(dòng)導(dǎo)軌兩導(dǎo)軌之間為滑動(dòng)摩擦。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，剛度好，抗振性高，是機(jī) 床上最廣泛采用的。特點(diǎn)：導(dǎo)向精度高，不會(huì)出現(xiàn)間隙，能自動(dòng)補(bǔ)償磨損。一般選取三角形頂 角丫 =90°，重型機(jī)械采用大頂角y=110q120°。當(dāng)水平力大于垂直力，v 形導(dǎo)軌兩側(cè)受力不均勻時(shí)，采用不對(duì)稱v形導(dǎo)軌。直線導(dǎo)軌和圓導(dǎo)軌均可采用 承載能力大，制造方便。必須留有側(cè)向間隙。不能補(bǔ)償磨損。用鑲條調(diào)整吋， 會(huì)降低導(dǎo)向精度。需注意導(dǎo)軌的保護(hù)。

35、直線導(dǎo)軌和圓導(dǎo)軌均可采用尺寸緊湊， 適用于要求高度小、導(dǎo)軌層數(shù)多的場(chǎng)合?？蓸?gòu)成閉式導(dǎo)軌。用一根鑲條可以調(diào) 整各而的間隙。剛度比平而導(dǎo)軌小。制造簡(jiǎn)單，彎曲剛度小，主要用于受軸向 載荷的導(dǎo)軌。適用于同時(shí)作直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。(2) 滾動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是由導(dǎo)軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋 板等組成。當(dāng)導(dǎo)軌與滑塊作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼球就沿著導(dǎo)軌上的經(jīng)過(guò)淬硬和精密 磨削加工而成的四條滾道滾動(dòng)，在滑塊端部鋼球又通過(guò)返向裝置(返向器)進(jìn) 入返向孔后再進(jìn)入滾道，鋼球就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。返句器兩端 裝有防塵密封端蓋，可有效地防止灰塵、屑末進(jìn)入滑塊內(nèi)部。特點(diǎn)：滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌

36、之間放入適當(dāng)?shù)匿撉颍够瑝K與 導(dǎo)軌之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力，從而 獲得：動(dòng)、靜摩擦力之差很小，隨動(dòng)性極好，即驅(qū)動(dòng)信號(hào)與機(jī)械動(dòng)作滯后的 時(shí)間間隔極短，有益于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。驅(qū)動(dòng)功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一。與v型十字交叉滾 子導(dǎo)軌相比，摩擦阻力可下降約40倍。適應(yīng)高速直線運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高約10倍。能實(shí)現(xiàn)高定位 精度和重復(fù)定位精度。能實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙運(yùn)動(dòng)，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)剛度。成對(duì)使用導(dǎo)軌副時(shí)，具有“誤差均化效應(yīng)”，從而降低基礎(chǔ)件(導(dǎo)軌安裝 面)的加工精度要求，降低基礎(chǔ)件的機(jī)械制造成本與難度。導(dǎo)軌副滾道截面采 用合理比值的圓

37、弧溝槽，接觸應(yīng)力小，承接能力及剛度比平面與鋼球點(diǎn)接觸時(shí)大大提高，滾動(dòng)摩擦力比雙圓弧滾道有明顯降低。導(dǎo)軌采用表面硬化處理，使導(dǎo)軌具有良好的可校性；心部保持良好的機(jī)械性能。簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3第二版選取直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副系列，乂根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)耍求的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)初步選擇：(1) 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副選取四方向等載荷型(ggb型)，其特點(diǎn)是：垂直向上 內(nèi)t和左右水平額定載荷是等同的，額定載荷比較人，剛度高。(2) 尺汴規(guī)格初選45,其結(jié)構(gòu)形式選擇aa型。(3) 每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)為2。(6) 查出全自動(dòng)軸承磨床推薦的精度等級(jí)為3。(7) 導(dǎo)軌的材料為ht200.初步確定直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的型號(hào)為

38、ggb45aa1c12x3 選擇用南京工藝設(shè)備制造廠的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌如圖1"i i jb t7940.1 19991 ib'一4xm|x/2(/)bsv"2xtlxhatklllzl3dxdxh1plcc./kn_訪3426 16229mx103x66231282245259.51?4.6x7.6x 5.32060640m3.5/>xfl第4章車床進(jìn)給系統(tǒng)各部件的選取及校核4.1聯(lián)軸器的選取由以上條件可知，系統(tǒng)的工況在一定的條件，有以下公式:dmin = ao3 =1123p= 19.35 酮 v ni v 960輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑力2，為了使所

39、選的軸直徑&與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩査機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表14-1,由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取& = 13,則：tea = kat2=i. 3x49. 24=64012n. mm查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表14-4,選lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器其工稱轉(zhuǎn)矩為1250n. m,而電動(dòng)機(jī)軸的直徑為19圓所以聯(lián)軸器的孔徑不能太小。取力2=19圓，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度l=82mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為60mm。軸向滾動(dòng)絲杠副絲扛軸，選hl1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000 tv.mm，半聯(lián)軸器的孔徑:19mm,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度42rmn0徑向滾動(dòng)絲杠副絲杠軸

40、選lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000 njnm ,半聯(lián)軸器的孔徑19mm,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度42mmo4.2滾球絲桿的選取與校核（1）初始條件本設(shè)計(jì)的橫向進(jìn)給長(zhǎng)度大于縱向進(jìn)給結(jié)構(gòu)，只校核軸向進(jìn)給結(jié)構(gòu)用的絲杠 如下：由本設(shè)計(jì)要求可知，估算工作臺(tái)的重量和安裝在工作臺(tái)上面的電磁夾具給 絲杠的平均工作載荷fmmooon,最大軸向行程420畫，取用絲杠的工作長(zhǎng)度 為672mm,有效滾道長(zhǎng)度是500mm。兩支承間最大距離為：575mm平均轉(zhuǎn)速 100r/m使用壽命lh=15000h, ra為58-62hrc,要求傳動(dòng)精度±0. 03mm,螺桿材料 為：50mn,高、中頻加熱，表面淬火。

41、螺母材料為：crwmn ,整體淬火、低 溫冋火。返向器材料為：40cr,離子滲氮處理螺紋滾道法面截形為半圓弧，螺 母采用雙螺母墊片式預(yù)緊方式。（2）計(jì)算載荷（公式摘自機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版中冊(cè)滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算部分，下同）fc = kf kh klkm = 1.2xlxlx 4000 = 4800n（式 1）式中為載荷系數(shù)，為硬度系數(shù)，/q為短行程系數(shù)。參考機(jī)械零件 設(shè)計(jì)手冊(cè)表 18-18,表 18-19，表 18-20 取 a：f=1.2，kh=1, kl=1(3) 計(jì)算額定動(dòng)載荷 計(jì)算額定動(dòng)載荷公式c“ =，乂(式 2)"cv 1.67x10000其中nm為平均轉(zhuǎn)速，其中l(wèi)h=

42、15000h,取nw=100r/min,代入上式后計(jì)算 得 c。=21496. 42n(4) 根據(jù)必須的額定動(dòng)載荷c。選擇螺旋尺寸根據(jù)內(nèi)循環(huán)滾動(dòng)螺旋副結(jié)構(gòu)，查表8. 2-18機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，使選擇 規(guī)格的螺旋副接近或者稍大于ca,如下表1,表1螺旋尺寸表導(dǎo)程ph.|公稱直徑圈數(shù)x列g(shù)|螺紋升角|鋼球直徑dw/mm|動(dòng)載荀ca|靜載荷coa6321x2325?3.969（ 5/32）"）14750376006321x33*25'3.969（ 5/32廣）19600564506321x43*25'3.969（ 5/32廣）24000752506401x22m4'

43、3.969（ 5/32廣）16300471006401x32m4'3.969（ 5/32廣）21650706506401x42m4'3.969（ 5/32廣）26450942006501x22*1 v3.969（ 5/32廣）18050597006501x32*1 v3.969（ 5/32廣）24000895506501x42*1 r3.969（ 5/32廣）29350119400結(jié)合公稱直徑和公稱導(dǎo)程的優(yōu)先配合，綜合考慮選擇參數(shù)如下：查特征代號(hào)確定型號(hào)為n)40x6-3-3/全長(zhǎng)x螺紋長(zhǎng)度，其尺寸參數(shù)如下: 額定動(dòng)裁荷q=21650n,公稱直徑 4, =40 mm,公稱導(dǎo)程p

44、h = 6畫7,鋼球直徑久,=3.969 mm圈數(shù)x列數(shù)=1x3，螺紋升角(p = 2°44-基本額定靜載荷coa =70650n 滾道半徑 r = 0. 52 dw =2. 064mm偏心距 e = 0. 707x (r-£>u./2) =0. 0562mm絲杠螺紋內(nèi)徑d尸名+ 2e-2；? =35. 984mm (5)穩(wěn)定性驗(yàn)算因?yàn)榻z杠采用一端固定一端鉸支的安裝方式，查表18-7機(jī)械零件設(shè)計(jì)手 冊(cè)長(zhǎng)度系數(shù)/= 0.7，參照機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表2-10取安全系數(shù)s=3,因?yàn)槁輻U較 l<,絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷成為臨界載荷fcr (n)按下式計(jì)算：per

45、7ilelw(式3)式中e為絲杠材料的彈性模量，對(duì)于鋼，e=206gp。； 1為絲杠工作長(zhǎng)度(m),1=672腿；為絲杠危險(xiǎn)截面軸慣性矩(m4)(式4)_3.14x(o.o359)4 "6464=8. 149xl0-8m4又/ = 0.7可得：p (3.14)2x206x8.149xl09xl(t8 cr _(0.7x672xl03)2= 7.480x105/v安全系數(shù)弘 fcr/fn= 7.480><105 =187習(xí)=3(式 5)4ooo7v絲杠安全，不會(huì)失穩(wěn).(6)剛度驗(yàn)算按最不利的情況考慮，螺紋螺距因受軸向力引起的彈性變形與受轉(zhuǎn)矩引起的彈性變形方向是一致的。滾珠絲

46、杠在工作載荷f(n)和轉(zhuǎn)矩t (nm)共同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程變形量 lo (m)為馬：士pfeap2t2tigjc(式6)式屮,a為絲杠截面積，a=l/4/i4(m2);為絲杠的極慣性矩，人=兀6/|4/32(1!14);0為絲杠的切變模量,對(duì)鋼(=83.30?。；了 (nm)為轉(zhuǎn)矩。乂 t=f/n tan(/? + /l)(式 7)2式中，p為摩擦角，其正切值為摩擦系數(shù)；為平均工作載荷；可以查出螺旋副運(yùn)動(dòng)由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)時(shí)取參數(shù)摩擦系數(shù)tanp =0.0025，又 /=2°44,所以樣有下式:t=f,wj tan (/? + /)40,=4000xx 0.050247x1

47、o'32= 4.019337vm按最不利的情況計(jì)算，f=f .有ca r 4pf (yp2t al0 =t0 jted; 7t2gd4x6x4000xl0-316x6x0.001x6x0.001x4.01933=13.14x206x109x(0.0359)23.142 x 8.33x 109 x (0.0359)4=l812xl()-2 戸則每米螺紋距離上彈性變形量為pal1,812x0,016x0.0013.02(式8)ifij每米螺紋距離上彈性變形量的許用值見(jiàn)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)第二 p版中冊(cè)表18-17.通常耍求絲杠的導(dǎo)程誤差a£應(yīng)小于其傳動(dòng)精度的1/2,即al =3. 0

48、2 u所以絲杠的剛度是完全滿足要求的。 (7)效率驗(yàn)算tan ytan (/? 4- /)0.0477410.050247=95.01%合格(式9)綜上所校核，該絲杠是符合耍求的。同理，徑向傳動(dòng)的滾珠絲杠也好似符合要求的。4.3滾動(dòng)軸承的選取與計(jì)算 根據(jù)以上工況，如圖所示:1 2根據(jù)如圖選取深溝球軸承6006求當(dāng)量載荷p。fa=309.6nfrl = /lll.l2 + 1664.32 = 1668ac 錯(cuò)誤!未找到引用源。查表12-5得，6306軸承的cr=27kn, cor=15.2kn； 輕微沖擊，取fp=l.l因錯(cuò)誤!未找到引用源。，杳表可得，e=0.21.盡1因錯(cuò)誤!未找到引用源。，

49、故pi=fp錯(cuò)誤!未找到引用源。= 1834.8np2=fp錯(cuò)誤!未找到引用源。=2305.8n3.2計(jì)算軸承壽命lh己知球軸承s=3，因工作溫度小于120°c,取ft=l。 滿足壽命耍求。1 2另一端受力如圖所示，根據(jù)圖所選取深溝球軸承6206。3.3求當(dāng)量載荷p。錯(cuò)誤!未找到引用源。査表12-5可得，6210軸承的c0r=19.8kn, cr=27kn；輕微沖擊，取fp=1.2 pi=fp錯(cuò)誤!未找到引用源。=2135.2n p2=fp錯(cuò)誤!未找到引用源。=1277.7n(2)計(jì)算軸承壽命lh。已知球軸承s=3，因工作溫度小于120°c,取ft=l。(3)因轉(zhuǎn)速較低，此

50、處還需進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算 查表得 xo=o.6，yo=o.5, so=1.2p01= 0.6錯(cuò)誤!未找到引用源。，錯(cuò)誤!未找到引用源。胃=錯(cuò)誤!未找到引用源。=1779.3ncor/poi=11.13>so=1.2滿足壽命要求。軸向滾珠絲杠副絲杠軸的滾動(dòng)軸承電機(jī)傳動(dòng)部分，初步選擇的滾動(dòng)軸承為0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的推力球軸承51206。載荷水平面n垂直面v支反力ff湖= 1922.3/vfnvi = 52 a9nfnh2 = 2594.58w72 = 1103.69tv軸向力 f“=447.6n，e二0.31 ， y=1.9, x=0. 4則fr, = 1923n,fr2 = 2819fd

51、' =r r =5q6n2y2x1.9fri2819fdi -7427v2y2x1.9fa =f(n = 5067vfa2 =e/, +凡= 953.6nf(n5060.263 < efr,1923fai953.6=0.338 > ef,22819pr,：=fn =19237vpr, = xfr2 + yfa! = 0.4x2819 + 1.9x953.6 = 2939nlh =10a6< cr 60/7 k1qa6 xwalq,0.84xl0a6/l>u/60x436.36 i 2939 j 3故合格徑向滾珠絲杠副絲杠軸的滾動(dòng)軸承電機(jī)傳動(dòng)部分，初步選擇的滾動(dòng)軸

52、承為0基本 游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的推力球軸承52207。軸向力凡=197服,e二0.35 , v=1.7, x=0. 4載荷水平面11垂直面v支反力ffawi = 651.65nfavi = 216.13wfnh2 = 961nfnvi = 652.38/vfr.= 686.552 = 2072.4/vfr' 686.55rd i 二 201.93/v2y2x1.7fd2ft'2072.4=609.52v2y2x1.7f«i = e/2 + e, = 806.69/v f«2 = e/2 = 609.57v=809=l17> 色fn 686.55f,22072.40.294 < epr, = xfn + 論=0.4x 686.55 +1.7 x 806.69 = 16462vpr 2 = fr2 = 2072.47v結(jié)論通過(guò)本次設(shè)計(jì)普通車床的數(shù)控化改造，從中深刻掌握到數(shù)控車床橫向與縱 向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并繪制出裝配圖和零件圖。然后 在通過(guò)三維軟件autocad軟件進(jìn)行零件的二維建模和裝配圖的建模。綜上所述得到一下結(jié)論：(