數(shù)控線切割機(jī)床運(yùn)絲裝置的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文X X 大 學(xué)數(shù)控線切割機(jī)床運(yùn)絲裝置的設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文I 目錄目錄目錄 .I前前 言言.11 數(shù)控電火花線切割加工的基本介紹數(shù)控電火花線切割加工的基本介紹.3 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文II1.1 數(shù)控電火花線切割加工.31.1.1 電火花線切割起源.31.1.2 數(shù)控電火花線切割加工原理.31.1.3 數(shù)控電火花線切割正常加工必須具備的條件.41.1.4 數(shù)控電火花線切割加工的特點(diǎn).51.1.5 數(shù)控電火花線切割的應(yīng)用范圍.51.2 數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的特點(diǎn).61.2.1 數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的分類.61.2.2 數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的基本

2、組成.62 機(jī)床主要參數(shù)的確定機(jī)床主要參數(shù)的確定.92.1 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù).92.2 確定儲(chǔ)絲筒基本尺寸.102.3 傳動(dòng)比的確定.102.4 電動(dòng)機(jī)的選擇.102.5 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì).123 齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算.154 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核.234.1 第軸的設(shè)計(jì)及校核.234.2 第軸的設(shè)計(jì)及校核.294.3 傳動(dòng)螺紋副的設(shè)計(jì)及校核.355 軸承壽命校核軸承壽命校核.475.1 第軸上軸承的校荷.475. 2 第軸軸上軸承的校荷 .486 鍵的強(qiáng)度校核鍵的強(qiáng)度校核.506.1 聯(lián)軸器處鍵的強(qiáng)度校荷.506.2 儲(chǔ)絲筒端蓋與軸聯(lián)接處鍵的校荷.516.

3、3 第軸與小齒輪聯(lián)接處鍵的校核.526.4 第根軸上鍵的校核.537 儲(chǔ)絲筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)儲(chǔ)絲筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).54結(jié)束語結(jié)束語.58致致 謝謝.59參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).61 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文0前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)完大學(xué)教學(xué)計(jì)劃所規(guī)定的全部基礎(chǔ)課和專業(yè)課后，綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，與實(shí)踐相結(jié)合的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。它是四年大學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)，是我們結(jié)束學(xué)生時(shí)代，踏入社會(huì)，走上工作崗位的必由之路，是對(duì)我們工作能力的一次綜合性檢驗(yàn)。 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的（1）鞏固、擴(kuò)大、深化我們以前所學(xué)的基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)；（2）培養(yǎng)我們綜合分析、理論聯(lián)系實(shí)際的能力；(3) 培養(yǎng)我們調(diào)查研究、正確熟練運(yùn)用國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手

4、冊(cè)等工具書的能力；(4) 鍛煉進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(shù)文件、繪圖等獨(dú)立工作能力?？傊?，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們建立正確的設(shè)計(jì)思想，初步掌握解決本專業(yè)工程技術(shù)問題的方法和手段，從而使我們受到一次工程師的基本訓(xùn)練。2、畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求 （1）調(diào)查使用部門對(duì)機(jī)床的具體要求，現(xiàn)在使用的加工方法；收集并分析國內(nèi)外同類型機(jī)床的先進(jìn)技術(shù)、發(fā)展趨勢以及有關(guān)的科技動(dòng)向；調(diào)查制造廠的設(shè)備、生產(chǎn)能力和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)等。 （2）數(shù)控電火花線切割機(jī)床運(yùn)絲裝置的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)儲(chǔ)絲筒、傳動(dòng)軸、支撐板、傳動(dòng)齒輪及傳動(dòng)螺紋螺母副，確定各部分的相互關(guān)系；擬訂總體設(shè)計(jì)方案，根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，選擇通用部件，并繪制裝配圖和各零件的

5、零件圖；（3）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)計(jì)算和動(dòng)力計(jì)算； 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文1（4）其他零部件的設(shè)計(jì)和選擇；（5）編制設(shè)計(jì)技術(shù)說明書一份。 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文21 數(shù)控電火花線切割加工的基本介紹1.1 數(shù)控電火花線切割加工1.1.1 電火花線切割起源電火花線切割加工 WCEDM(Wire Cut EDM)是在上世紀(jì) 50 年代末期由前蘇聯(lián)發(fā)展起來的一種特種加工技術(shù)，它用直徑在 0.080.3mm 的鉬絲、鎢絲或銅絲做電極，靠脈沖性火花放電蝕除金屬，使材料切割成型，故稱為電火花線切割。電火花線切割加工是電火花加工的一個(gè)分支，是一種直接利用電能和熱能進(jìn)行加工的工藝方法。由于在線切割加工過程中，工件和電極

6、絲的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是由數(shù)字信號(hào)控制實(shí)現(xiàn)的，故又稱為數(shù)控電火花線切割加工，簡稱線切割加工。電火花線切割主要用來加工形狀復(fù)雜的模具、細(xì)小精密零件和能夠?qū)щ姷囊恍└哂捕炔牧?。電火花線切割加工具有加工精度高、加工余量小、生產(chǎn)周期短、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用。目前線切割機(jī)床已占電加工機(jī)床的 60%以上。1.1.2 數(shù)控電火花線切割加工原理電火花線切割加工原理如圖 11 所示，工具電極（鉬絲或銅絲）接直流脈沖電源的負(fù)極，工件接直流脈沖電源的正極，當(dāng)工具電極和工件的距離在一定范圍內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生脈沖性火花放電，對(duì)工件進(jìn)行切割?；鸹ǚ烹娔軌蚯懈罟ぜ闹饕蚴牵赫?fù)電極在絕緣工作液中靠近時(shí)，由于正負(fù)電極

7、的微觀表面是凹凸不平的，電極間的電場分布并不均勻，離得最近的凸點(diǎn)處的電場強(qiáng)度最高，兩極間介質(zhì)先被擊穿，形成放電通道，同時(shí)電流迅速上升。在強(qiáng)大的電場力作用下，通道內(nèi)的負(fù)電子以很高的速度奔向陽極（正極），正離子也以高速奔向陰極（負(fù)極）。負(fù)電子和正離子在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)互相碰撞，陽極和陰極表面分別受到電子流和 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文3離子流的強(qiáng)烈轟擊，使兩電極間隙內(nèi)的微小通道中瞬時(shí)產(chǎn)生高溫，通道中心溫度達(dá)到 500010000 度，瞬時(shí)產(chǎn)生的高溫由于來不及擴(kuò)散，使局部金屬材料熔化甚至少量金屬氣化，同時(shí)在工件和電極之間的部分絕緣工作液也產(chǎn)生氣化，氣化后的金屬蒸汽和工作液迅速膨脹并產(chǎn)生爆炸，使得熔化和氣化后

8、的金屬材料從金屬表面拋離出來而達(dá)到切割的目的。導(dǎo)導(dǎo)電電塊塊上上導(dǎo)導(dǎo)輪輪下下導(dǎo)導(dǎo)輪輪電電極極絲絲工工件件脈脈沖沖電電源源 - -電電脈脈沖沖電電儲(chǔ)儲(chǔ)絲絲筒筒 圖 11 電火花線切割加工原理圖1.1.3 數(shù)控電火花線切割正常加工必須具備的條件（1）工具電極與工件的被加工表面之間必須保持一定量的間隙，間隙的大小由加工電壓 、脈沖電流大小，脈沖間隙等電規(guī)準(zhǔn)來決定，間隙大小一般在幾十微米之間。如果間隙小于或大于這個(gè)距離，都不能進(jìn)行火花放電。間隙過小，正負(fù)極容易短路，不能產(chǎn)生火花放電；間隙過大，極間電壓不易擊穿介質(zhì)，也不能產(chǎn)生火花放電。（2）在切割工件時(shí)，必須在絕緣工作液中進(jìn)行。常用的絕緣工作液有煤油、皂

9、化液、去離子水等，用的工作液不一樣，在相同的電規(guī)準(zhǔn)下，加工的速度和表面精度也不盡相同。用絕緣性工作液主要有以下幾個(gè)作用：利于產(chǎn)生脈沖性的火花放電；排除間隙內(nèi)電蝕產(chǎn)物；起冷卻電極的作用。 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文4（3）采用脈沖電源，火花放電必須是脈沖性、間歇性的。（4）被加工材料必須導(dǎo)電。只有導(dǎo)電材料才能產(chǎn)生火花放電，導(dǎo)電材料一般為金屬材料和半導(dǎo)體非金屬材料等。1.1.4 數(shù)控電火花線切割加工的特點(diǎn) 接利用線狀的電極絲作為電極，不需要像電火花成型加工的成型工具電極，可節(jié)約電極設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。 可以加工用傳統(tǒng)切削加工方法難以加工的微細(xì)異形孔、窄縫和形狀復(fù)雜的零件。 利用電蝕原

10、理加工，電極絲與工件不直接接觸，兩者之間的作用力很小，因而工件的變形很小，電極絲、夾具不需要太高的強(qiáng)度。 傳統(tǒng)的車、銑、鉆加工中，刀具硬度必須比工件硬度大，而數(shù)控電火花線切割機(jī)床的電極絲材料不必比工件材料硬，所以可以加工硬度很高或很脆，用一般切削加工方法難以加工或無法加工的材料。在加工中作為刀具的電極絲無須刃磨，可以節(jié)省輔助時(shí)間和刀具費(fèi)用。 直接利用電、熱能進(jìn)行加工，可以方便地對(duì)影響加工精度的加工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，有利于加工精度的提高，便于實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)化控制。 電極絲是不斷移動(dòng)的，單位長度損耗少，特別是慢走絲線切割加工時(shí)，電極絲一次性使用，故加工精度高（可達(dá)2.5m） 采用線切割加工沖模時(shí)，

11、可實(shí)現(xiàn)凸、凹模一次加工成形。1.1.5 數(shù)控電火花線切割的應(yīng)用范圍電火花線切割加工由于具有諸多優(yōu)勢，主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：（1）廣泛應(yīng)用于沖壓模具的加工。（2）加工微細(xì)異形孔、任意曲線窄縫和復(fù)雜形狀的工件。（3）加工鑲拼型腔模、拉絲模、粉末冶金模、波紋板成型模。 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文5（4）加工樣板尺和成型刀具。（5）加工硬質(zhì)合金和切割薄片材料。（6）加工凸輪和特殊齒輪。（7）加工半導(dǎo)體材料以及稀有、貴重金屬材料的割斷。（8）適合于小批量、多品種零件的加工，減少模具制作費(fèi)用，縮短生產(chǎn)周期。1.2 數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的特點(diǎn)1.2.1 數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的分類1）數(shù)控電火花線切割

12、加工簡述電火花線切割加工是電火花加工的一個(gè)分支，是一種直接利用電能和熱能進(jìn)行加工的工藝方法，它用一根移動(dòng)著的導(dǎo)線（電極絲）作為工具電極對(duì)工件進(jìn)行切割，故稱線切割加工。線切割加工中，工件和電極絲的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是由數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)的，故又稱為數(shù)控電火花線切割加工，簡稱線切割加工。2）數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的分類（1）按走絲速度分：可分為慢速走絲方式和高速走絲方式線切割機(jī)床。（2）按加工特點(diǎn)分：可分為大、中、小型以及普通直壁切割型與錐度切割型線切割機(jī)床。（3）按脈沖電源形式分：可分為電源、晶體管電源、分組脈沖電源及自適應(yīng)控制電源線切割機(jī)床。1.2.2 數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的基本組成數(shù)控電火花線切割加工

13、機(jī)床可分為機(jī)床主機(jī)和控制臺(tái)兩大部分。 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文61)控制臺(tái)控制臺(tái)中裝有控制系統(tǒng)和自動(dòng)編程系統(tǒng)，能在控制臺(tái)中進(jìn)行自動(dòng)編程和對(duì)機(jī)床坐標(biāo)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)字控制。2)機(jī)床主機(jī) 機(jī)床主機(jī)主要包括坐標(biāo)工作臺(tái)、運(yùn)絲機(jī)構(gòu)、絲架、冷卻系統(tǒng)和床身五個(gè)部分。圖 6-1 為快走絲線切割機(jī)床主機(jī)示意圖。（1）坐標(biāo)工作臺(tái) 它用來裝夾被加工的工件，其運(yùn)動(dòng)分別由兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制。（2）運(yùn)絲機(jī)構(gòu) 它用來控制電極絲與工件之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（3）絲架 它與運(yùn)絲機(jī)構(gòu)一起構(gòu)成電極絲的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。它的功能主要是對(duì)電極絲起支撐作用，并使電極絲工作部分與工作臺(tái)平面保持一定的幾何角度，以滿足各種工件（如帶錐工件）加工的需要。（

14、4）冷卻系統(tǒng) 它用來提供有一定絕緣性能的工作介質(zhì)工作圖 13 快走絲線切割機(jī)床主機(jī) 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文7液，同時(shí)可對(duì)工件和電極絲進(jìn)行冷卻。 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文82 機(jī)床主要參數(shù)的確定 本機(jī)床利用電極絲作為工具，在控制機(jī)控制下，按規(guī)定軌跡對(duì)工件進(jìn)行切割加工。適合加工高精度，高硬度，高韌性的金屬模具，樣板及形狀復(fù)雜的零件。廣泛用于電子儀器，精密機(jī)械，輕工，軍工等部門。2.1 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)工作臺(tái)橫向行程250mm工作臺(tái)縱向行程320mm加工最大厚度300mm加工最大錐度6/100mm工作臺(tái)最大承載重量120kg加工最大寬度320mm加工最大長度500mm加工表面粗糙度Ra2.5 m

15、最高材料去處率100電極絲直徑范圍0.150.25mm工作液乳化液供電電源380V,三相，50Hz功耗1.5KW機(jī)床外形尺寸（長寬高）150010501450mm機(jī)床重量1200Kg 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文92.2 確定儲(chǔ)絲筒基本尺寸確定走儲(chǔ)絲筒直徑:走絲速度一般在 712m/s。確定儲(chǔ)絲筒直徑，選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1400r/min.由可知1000 60Dnv當(dāng)時(shí)得：7/vm s1000 601000 60 795.53.14 1400vDmmn當(dāng)時(shí)得：12/vm s1000 601000 60 12163.83.14 1400vDmmn所以選擇儲(chǔ)絲筒直徑應(yīng)在 95.5163.8 之間為了

16、滿足加工要求，設(shè)計(jì)時(shí)儲(chǔ)絲筒的直徑假設(shè) D=130mm,則走絲速度為V=9.52m/s。2.3 傳動(dòng)比的確定令儲(chǔ)絲筒每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)其軸向移動(dòng)距離 s=0.25mm. 絲杠的導(dǎo)程取p=3mm。從儲(chǔ)絲筒到絲杠經(jīng)過兩級(jí)直齒圓柱齒輪變速，由于機(jī)構(gòu)傳動(dòng)載荷較小，故為了設(shè)計(jì)簡單，加工方便，兩級(jí)齒輪的傳動(dòng)比取值相等，記為 ，則，由于，即i12iii12siip2p is可得 i=0.29。線切割機(jī)床所用的鉬絲的直徑應(yīng)小于 s，否則，走絲時(shí)會(huì)產(chǎn)生疊絲現(xiàn)象而導(dǎo)致斷絲。2.4 電動(dòng)機(jī)的選擇確定運(yùn)絲機(jī)構(gòu)所需的功率 ，運(yùn)絲機(jī)構(gòu)的工作原理是電動(dòng)機(jī)通過彈P 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文10性連軸器帶動(dòng)長軸轉(zhuǎn)動(dòng)，長軸中間裝有儲(chǔ)絲筒另

17、一端是齒輪傳動(dòng)，通過齒輪副傳遞到第二根軸，第二根軸同樣通過齒輪副將運(yùn)動(dòng)傳遞到絲杠，將螺母固定到工作臺(tái)上面，絲杠與螺母配合，從而驅(qū)動(dòng)整個(gè)運(yùn)絲機(jī)構(gòu)在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)運(yùn)絲機(jī)構(gòu)對(duì)于絲杠需要的驅(qū)動(dòng)力記為 F，則電動(dòng)機(jī)所需要的功率為1000Fvp其中總效率，62212345 電動(dòng)機(jī)的效率, 0.70;11滾動(dòng)軸承的效率, =0.99;22滑動(dòng)軸承的效率, =0.97;33齒輪傳動(dòng)的效率, =0.99;44連軸器的效率，0.99；55則，62262212340.70 0.990.970.990.990.5897 絲杠的線速度，8.167mvs力，27.5FN則電動(dòng)機(jī)的功率為27.5 8.167 100037

18、010001000 0.5897F vpW轉(zhuǎn)速為，1400minrn 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文11型號(hào)為 YS7124 三相交流異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)為功率：370W 電壓：220380V頻率：50Hz 電流：1.941.12A效率：0.70 轉(zhuǎn)速：1400minr功率因數(shù)：0.72 重量：6.8Kg工作制：S1 絕緣等級(jí)：B 級(jí)防護(hù)等級(jí)：IP55 冷卻方式：IC411環(huán)境溫度：40 C2.5 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)從與電動(dòng)機(jī)相連接的高速軸到低速軸算起，各軸依次命名為軸，軸，軸。1各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算第軸轉(zhuǎn)速 11400 /minnnr第軸轉(zhuǎn)速 1211400407 /min3.44nnri第軸轉(zhuǎn)

19、速 232407118.3 /min3.44nnri式中 n電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 第軸到第軸傳動(dòng)比1i 第軸第軸傳動(dòng)比2i2各軸功率計(jì)算 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文12第軸功率 441152370 0.7 0.99 0.99246.4ppWW 第軸功率 222134246.4 0.970.99230ppWW第軸功率 223224230 0.990.99222.5ppWW式中 電動(dòng)機(jī)的效率, 0.70;11滾動(dòng)軸承的效率, =0.99;22滑動(dòng)軸承的效率, =0.97;33齒輪傳動(dòng)的效率, =0.99;44連軸器的效率，0.99；553各軸扭矩計(jì)算第軸扭矩111246.49550955016801400pT

20、N mmn第軸扭矩222230955095505396407pTN mmn第軸扭矩333222.59550955017961.7118.3pTN mmn將以上計(jì)算數(shù)據(jù)列表 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文13軸 號(hào)轉(zhuǎn) 速n( /min)r輸出功率P（W）輸出扭矩T()N mm傳動(dòng)比i效率軸1400246416801066軸4072305396344093軸118.3222517961.7344093 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文143 齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算為防止走絲電動(dòng)機(jī)換向裝置失靈，導(dǎo)致絲杠副和齒輪副損壞，在齒輪副中，可選用尼龍輪代替部分金屬齒輪。這不但可在電動(dòng)機(jī)換向裝置失靈時(shí)，由于尼龍輪先損壞，保護(hù)絲杠副

21、和走絲電動(dòng)機(jī)，還可以減少振動(dòng)和噪聲。塑料齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核與金屬齒輪不同，所以沒有標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)，根據(jù)裝置所需傳動(dòng)比和加工要求合理設(shè)計(jì)或選擇其他產(chǎn)品，通過校核檢查其性能。2 基于劉易斯公式的疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)劉易斯公式的基本思路是假設(shè)一個(gè)齒尖承受所有法向負(fù)荷這樣一種嚴(yán)重的情況，并據(jù)此來考慮齒根處所產(chǎn)生的最大彎曲應(yīng)力。但齒形系數(shù)一般使用節(jié)點(diǎn)附近的值。嚙合率。雖說劉易斯公式是在假定所有的負(fù)荷都施加在一個(gè)齒尖上來計(jì)算齒根強(qiáng)度的，但實(shí)際上嚙合的輪齒不止一個(gè)，壓力角為 20 度的標(biāo)準(zhǔn)齒正齒輪的嚙合率在 1 和 2 之間。如齒數(shù)為 20 和 30 的齒輪嚙合率約為 1.6。換言之，在一對(duì)齒開始嚙合的瞬間，另

22、一對(duì)齒已在前一個(gè)法向節(jié)距處嚙合，因此在隨后的 0.6 個(gè)法向節(jié)距內(nèi)有兩對(duì)齒嚙合，而在此后的 0.4 個(gè)法向節(jié)距內(nèi)只有一對(duì)齒嚙合。因此，考慮到把在齒尖承受所有法向負(fù)荷時(shí)所得出的值 y 用作齒形系數(shù)會(huì)大大超過安全側(cè)，于是設(shè)計(jì)時(shí)采用節(jié)距附近承受負(fù)載是的值 y嚙合率越大則越有利于輪齒強(qiáng)度，因此對(duì)于傳動(dòng)齒輪來說，應(yīng)重點(diǎn)考慮增加其嚙合率。此外，如果壓力角變小，則嚙合率增大，齒輪承受的切向負(fù)荷、傳遞扭矩根據(jù)劉易斯公式，正齒輪的輪齒上所承受的切向負(fù)荷 P 和傳遞扭矩 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文15T 分別用（1）（2）來表示 （1）ymbb （2）20002ydbb其中P：輪齒上的切向負(fù)荷（N）T：扭矩（N*m

23、m）：彎曲應(yīng)力（Mpa）bb: 齒寬（mm）m： 模數(shù) （mm）d： 節(jié)圓直徑（mm）y： 節(jié)點(diǎn)附近的齒形系數(shù)“模數(shù) m 基準(zhǔn)”（見表 11）Z： 齒數(shù)表 3-1 齒形系數(shù) y“模數(shù) m 基準(zhǔn)”（節(jié)點(diǎn)附近加載時(shí)的值） 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文16（2）最大容許彎曲應(yīng)力sgmltvbbfCKKKKK齒輪的容許彎曲應(yīng)力會(huì)因各種運(yùn)行條件以及輪齒的大小TMDuracon（模數(shù)）而變化，圖 1-1 中給出了從標(biāo)準(zhǔn)條件下的試驗(yàn)中得出，與各種模數(shù)相對(duì)應(yīng)的最大容許彎曲應(yīng)力，如果運(yùn)行條件與之不同，則可根據(jù)（3）式來修正 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文17其中 ：給定運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的最大容許彎曲應(yīng)力(Mpa)bf : 從圖

24、 1-1 中求出的標(biāo)準(zhǔn)條件下的 M90 最大容bTMDuracon許彎曲應(yīng)力（Mpa） :使用狀況系數(shù)（表 1-2）sC ：速度修正系數(shù)（圖 1-2）VK ：溫度修正系數(shù)。 工作溫度高時(shí)必須修正溫度。由于輪TK齒的彎曲強(qiáng)度與靜態(tài)彎曲強(qiáng)度間存在良好的相關(guān)性，因此可用彎曲強(qiáng)度-溫度的關(guān)系來修正。例如，當(dāng)溫度為 80時(shí)，用圖 1-3 可得出 5 . 09246TK ： 潤滑系數(shù)LK 無潤滑時(shí)=0.8LK ： 對(duì)象材質(zhì)系數(shù)MK 對(duì)金屬時(shí)=1TMDuraconMK對(duì)時(shí) =0.8TMDuraconTMDuraconMK ： 材料強(qiáng)度修正系數(shù)(表 1-3)GK也就是要對(duì)用（3）式求出的容許彎曲應(yīng)力和用（1）

25、或（2）式bf求出的發(fā)生應(yīng)力比較：則不可bbbf則可以 bbf表 3-2 使用狀態(tài)系數(shù) 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文18表 3-3 材料強(qiáng)度修正系數(shù)圖 3-1 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下的M90 齒輪的最大容許彎曲應(yīng)力TMDuracon 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文19圖 1-1 給出了齒輪中經(jīng)常使用的模數(shù)范圍 0.8-2.即使模TMDuracon數(shù)低于 0.8，使用模數(shù)為 0.8 的齒輪會(huì)更加安全，因此不會(huì)出現(xiàn)問題。此外，圖 1-1 所示的曲線考慮到偏差因素。圖 3-2 速度修正系數(shù) Kv圖 3-3 非強(qiáng)化彎曲強(qiáng)度與溫度的關(guān)系TMDuracon 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文20按照?qǐng)D中所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒

26、輪傳動(dòng)。選小齒輪齒數(shù) Z1=36,大齒輪齒數(shù)Z2=uZ1=3.4436=123.84，取 Z2=124。齒輪幾何參數(shù) 計(jì)算公式齒頂高 ahmhhaa#齒根高 fhmchhaf)(#齒頂圓直徑 admhzdaa)2(#齒根圓直徑 fdmchzdaf)22(3#齒距 p p=m分度圓直徑 d d=mz塑料齒輪模數(shù)的選擇可采用下面的公式:212zzamm 模數(shù) mma 設(shè)計(jì)中心距 mm 兩嚙合齒輪的齒數(shù)21Z、Z a 取 96mm 則根據(jù)公式2 . 112436962m 壓力角選擇 =20（2） 計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩51115395.5 1095.5 10259 101400176.1pTnN mm

27、 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文21（3） 由表 107（機(jī)械設(shè)計(jì)第七版）選取齒寬系數(shù)。0.4d2） 計(jì)算（1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值1tdH（2） 計(jì)算圓周速度 v。1139.2 14002.8760 100060 1000td nmvsA3.23.2R圖 3-4 小齒輪零件圖0.022 AA圖 3-5 大齒輪零件圖 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文224 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核4.1 第軸的設(shè)計(jì)及校核1 軸上的各參數(shù)功率411524370 0.7 0.99 0.99246.4ppWW 轉(zhuǎn)速11400 /minnnr轉(zhuǎn)矩1119550246.4955014001680pTnN mm2 求作用在

28、齒輪上的力由齒輪設(shè)計(jì)部分知小齒輪的分度圓直徑為，1134 134dz mmmmm可以求得，1122 168098.834tTFNd。tan2098.8 0.36436rtFFNN3 初步確定軸的最小直徑先按式（152）初步估算軸的最小直徑。根據(jù)表 153 取 A=112,于是得3133min1246.4 101126.31400pdAmmmmn 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文23由于軸較長，并且軸上裝有儲(chǔ)絲筒直徑較大，最小直徑處需要與連軸器相配合，另外軸上開有鍵槽，查表選取鍵的類型及其尺寸為普通平建5520mm:BHL選取連軸器為彈性柱銷連軸器，與軸配合的尺寸取，長度為。11dmm25Lmm 圖 4

29、1 第一根軸的裝配方案4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 定軸上零件的裝配方案如圖所示 2) 確定軸的各段直徑和長度 (1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，-段右端需要制出一軸肩，故取段的直徑，段的長15dmm-度首先要考慮到在不需要拆卸聯(lián)軸器的情況下能夠?qū)⑤S承蓋取下查看軸承。因此取。15.5Lmm（2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因?yàn)檩S承僅承受徑向力的作用，但是由于軸較長，并且軸的直徑較小，儲(chǔ)絲筒在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下要求平穩(wěn)，無不正常震動(dòng)。儲(chǔ)絲筒外圓振擺應(yīng)小于 0.03mm，反向間隙應(yīng)小于 0.05mm，軸向竄動(dòng)應(yīng)徹底消失。故在，段- 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文24各安裝一對(duì)調(diào)心球軸承，型號(hào)為 D36204 GB276，基

30、本尺寸為dDT174012mm，故，17dmm-d而。22LLmm-（3）軸承采用軸肩定位，軸，段的直徑除了軸向-定位軸承外還要裝配儲(chǔ)絲筒，因此，20ddmm-，段需要安裝儲(chǔ)絲筒端蓋，周向42.5Lmm-37.5Lmm-采用普通平鍵定位，鍵的基本尺寸為：。6 6 12BHLmm （4）儲(chǔ)絲筒的軸肩定位，段對(duì)儲(chǔ)絲筒器軸肩定位的作用，-因此其直徑取。長度根據(jù)儲(chǔ)絲筒的長度確定26dmm-。205Lmm-（5）軸段安放齒輪，同時(shí)在齒輪與軸承之間采用套筒進(jìn)-行軸向定位，由于齒輪與箱體壁最小間距為 6mm，齒輪采用普通平鍵進(jìn)行徑向定位，鍵的尺寸為：，6 6 15BHLmm 軸上各尺寸為，。15dmm-30

31、Lmm-（6）齒輪右端采用螺母進(jìn)行軸向定位，21Lmm-，螺紋的螺矩為 1mm。14dmm-（7）段為方形，其邊長為 10mm，軸向長度為 13mm，-主要是為了裝鉬絲時(shí)用手輪攪動(dòng)方便而設(shè)計(jì)。3）確定軸上圓角和倒角尺寸軸端及各軸肩倒角均取 1。圓角半徑見零件圖示。454）求軸上的載荷 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文25 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖， (g)扭矩圖(g)扭矩圖McaT(f)合成彎矩圖(e)水平面彎矩圖M(d)水平面受力圖(c)垂直面彎矩圖(b)垂直面受力圖軸承(a)示意圖T軸承ACBDEL1L2L3GGFnv1Fnv2Fr1Fnh1Fnh2Ft1MvMh圖 42 第一根軸的受力

32、分析由圖分析各支點(diǎn)處的受力狀況：由前已知：轉(zhuǎn)矩111246.49550955016801400pTN mmn 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文261122 168098.834tTFNdtan2098.8 0.36436rtFFNN在垂直面內(nèi)對(duì) B 點(diǎn)取矩可得：22223()2nvrLGFLFLL式中，152Lmm2307Lmm，。331.5Lmm100GN將這些數(shù)值代入上式課求得。239.7nvFN又由，可得。12nvnvrGFFF124.3nvFN則在垂直面內(nèi) B，C，D 點(diǎn)處的彎矩分別為；0vbM2130724.3373022vcnvLMFN mm。336 31.51134vdrMFLN mm計(jì)

33、算水平面內(nèi)各量對(duì) B 點(diǎn)取矩2223()nhtFLFLL可得2108.9nhFN由可得12nhnhtFFF 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文27，2398.8 31.53112htMFLN mm，表示其方向與圖示假設(shè)方向相反。110.1nhFN 則在水平面內(nèi) B，C，D 點(diǎn)處的彎矩。10,hM2398.8 31.53112htMFLN mm如圖所示軸上 AE 點(diǎn)各處的扭矩均相等，。111246.49550955016801400pTN mmn可知 D 點(diǎn)處彎矩最大，其值為。2222222113431123312vhMMMN mm從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 D 是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的

34、截面 D 處的，及列于下表2vM2hM2M載荷水平面 H垂直面 V支反力 F2108.9nhFN239.7nvFN彎矩 M3112hdMN mm1134vdMN mm總彎矩2223312vdhdMMMN mm扭矩 T11680TN mm5）按彎扭合成應(yīng)力校荷軸的強(qiáng)度進(jìn)行校荷時(shí)，通常只校荷軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文28危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)度。根據(jù)式 155 及表中的數(shù)據(jù)，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力0.6222222()3312(0.6 1680)0.1 3429.9caMTWMPaMPa前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理由表 151 查得。因此，故安全。160MPa1c

35、a4.2 第軸的設(shè)計(jì)及校核1軸上的各參數(shù)，以下各量均為第二根軸的輸出參數(shù)：功率222134246.4 0.970.99230ppWW轉(zhuǎn)速1211400407 /min3.44nnri轉(zhuǎn)矩222230955095505396407pTN mmn2求作用在齒輪上的力由齒輪設(shè)計(jì)部分知大齒輪的分度圓直徑為22117 1117dz mmmmm可以求得大齒輪上的受力狀況：12222 168028.7117tTFNd22tan2028.7 0.36410.5rtFFNN同樣右端銷齒輪上受力狀況為： 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文2923322 5396317.434tTFNd33tan20317.4 0.3641

36、15.5rtFFNN3初步確定軸的最小直徑先按式（152）初步估算軸的最小直徑。根據(jù)表 153 取 A=112,于是得，3233min2230 101129.25407pdAmmmmn軸上最小直徑處是螺紋連接，其作用是對(duì)齒輪起到軸向定位的作用則，長度用兩個(gè)螺母緊固。9.5dmm-13.5Lmm-4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 擬定軸上零件的裝配方案如圖所示 圖 43 第二根軸的零件圖2) 確定軸的各段直徑和長度(1) 對(duì)于軸由以下幾種裝配方案： 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文30其一，傳統(tǒng)的傳動(dòng)方案，由于軸的長度較小，可以將軸的左端利用滑動(dòng)軸承緊固在箱體上，為了增加軸的傳動(dòng)平穩(wěn)性，可以增加軸承的數(shù)量，在軸段安放

37、兩個(gè)調(diào)心球軸承，同時(shí)-在箱體壁上開處直徑的孔，為了軸承的拆卸方便，軸6dmm承外圈與箱體壁的配合采用過盈配合。 軸上齒輪采用普通平鍵聯(lián)接固定在軸上，右端同樣采用螺母軸向定位，由于第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的齒輪同時(shí)對(duì)軸由著支撐的作用這種方案的缺點(diǎn)是軸的平穩(wěn)性能不夠好，成本較高。其二，將軸固定在箱體壁上，同時(shí)在箱體壁上開出直徑為的孔，一邊軸的拆卸方便，軸上需要安放齒輪，同時(shí)6dmm齒輪要作高速旋轉(zhuǎn)，同樣又有兩種方案：a. 軸與齒輪間采用滾動(dòng)軸承聯(lián)接，但是由于齒輪的輪轂長度較大，對(duì)于每個(gè)輪轂上需要安放兩個(gè)滾動(dòng)軸承，其缺點(diǎn)是成本較大安放與拆卸麻煩。b. 軸與齒輪間采用滑動(dòng)軸承配合，即能滿足傳動(dòng)的要求，又節(jié)約成本

38、，軸瓦的材料可以選用鑄造青銅，因?yàn)殍T造青銅主要用于高速，重載的軸承，同時(shí)可以承受較大的沖擊，其成分為。b30ZCuP對(duì)比以上裝配方案，在同樣能夠滿足使用要求，同時(shí)又經(jīng)濟(jì)，裝配與拆卸方便的原則，可知第二種裝配方案種的滑動(dòng)軸承聯(lián)接更好。以下就采用此方案進(jìn)行計(jì)算確定軸的各參數(shù)。（2）軸與段需要安放滑動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承的軸瓦與齒輪裝-配，根據(jù)齒輪的輪轂直徑及其輪轂長度同時(shí)要考慮到軸向定位的穩(wěn)定性，確定與段的尺寸，-11dmm- 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文31，這兩個(gè)軸段17Lmm-11dmm-17Lmm-需要裝滑動(dòng)軸承，加工精度要求較高，表面粗糙度要達(dá)到 1.6。（3） 大齒輪左端采用軸肩定位，軸肩高度要

39、求，取0.07hd，則，段長度由裝配后確定，要保證齒輪4dmm22dmm-與箱體壁的間距，取。5.5lmm5.5Lmm-（4）段根據(jù)材料力學(xué)及強(qiáng)度計(jì)算可以確定基本尺寸-，。18dmm-14.5Lmm-（5） 確定軸上圓角及倒角尺寸，參照表 152，各倒角及圓角見標(biāo)準(zhǔn)零件圖。5求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖，再根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩和扭矩圖 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文32 L1L2Ft3Fnv1Fnh1Ft2Fr2Fr3Fnv1Fr3Fr2MvFnh1Ft2Ft3MhMTMca(g)扭矩圖(g)扭矩圖(f)合成彎矩圖(e)水平面彎矩圖(d)水平面受力圖(c)垂直面彎矩圖(b)

40、垂直面受力圖(a)示意圖圖 44 第二根軸的受力分析由圖分析各支點(diǎn)處的受力狀況：由前已知：轉(zhuǎn)矩，222230955095505396407pTN mmn，12222 168028.7117tTFNd，22tan2028.7 0.36410.5rtFFNN 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文33，23322 5396317.434tTFNd，33tan20317.4 0.364115.5rtFFNN根據(jù)力的合成定理計(jì)算出 A 點(diǎn)處的支反力在水平面內(nèi)，231ttnhFFF帶入數(shù)值可以求得346.1N，1nhF在垂直面內(nèi)，231rrnvFFF帶入數(shù)值得，方向向下，1105nvFN由圖課知 B 處彎矩最大，現(xiàn)計(jì)

41、算 B 處的彎矩和扭矩水平面內(nèi)，11346.1 227614.2hnhMF LN mmN mm在垂直面內(nèi)，11105 222310vnvMF LN mmN mmBC 間扭矩為。222230955095505396407pTN mmn從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 B 是軸的危險(xiǎn)截面現(xiàn)將計(jì)算出的截面 B B 處的，及列于下表vMhMM 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文34載荷水平面 H垂直面 V力 F228.7tFN210.5rFN彎矩 M7614.2hMN mm2310vMN mm總彎矩227956.9vhMMMN mm扭矩 T25396TN mm 5）按彎扭合成應(yīng)力校荷軸的強(qiáng)度進(jìn)行校荷時(shí)，

42、通常只校荷軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 B）的強(qiáng)度。根據(jù)式 155 及表中的數(shù)據(jù)，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力0.6。22222()7956.9(0.6 5396)0.1 1176.27caMTWMPaMPa前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理由表 151 查得。因此，故安全。160MPa1ca4.3 傳動(dòng)螺紋副的設(shè)計(jì)及校核1第軸是絲杠，絲杠通過與螺母連接帶動(dòng)整個(gè)儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)在導(dǎo)軌上面做直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文351、特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：工作平穩(wěn)

43、，傳動(dòng)精度高，易于自鎖，良好的減速性能.缺點(diǎn)：相對(duì)滑動(dòng)大，磨損大，效率低2、傳動(dòng)形式： a)螺桿轉(zhuǎn)螺母移 b)螺桿又轉(zhuǎn)又移（螺母固定）用得多 c) 螺母轉(zhuǎn)螺桿移 d) 螺母又轉(zhuǎn)又移（螺桿固定）用得少3、分類按其用途，還可分為傳動(dòng)螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋三種類型按照摩擦性質(zhì)分：滑動(dòng)螺旋 滾動(dòng)螺旋 靜壓螺旋（后兩種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度高的重要傳動(dòng)中，一般用滑動(dòng)）連接螺紋牙型有三種：矩形、梯形、鋸齒形螺紋。本次設(shè)計(jì)運(yùn)絲裝置螺紋傳動(dòng)形式選擇滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)，螺母固定、螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)。一、滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)主要是指螺桿、螺母的固定和支撐的結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動(dòng)的工作剛度與精度等和支撐結(jié)構(gòu)有直接

44、關(guān)系，當(dāng)螺桿短而粗且垂直布置時(shí)，如起重及加壓裝置的傳力螺旋，可以利用螺母本身作為支撐。當(dāng)螺桿細(xì)長且水平布置時(shí)，如機(jī)床的傳導(dǎo)螺旋（絲杠）等，應(yīng)在螺桿兩端或中間附加支撐，以提高螺桿的工作剛度。螺桿的支撐結(jié)構(gòu)與軸的支撐結(jié)構(gòu)基本相同。此外，對(duì)于軸向尺寸較大的螺桿，應(yīng)采用對(duì)接的組合結(jié)構(gòu)代替整體結(jié)構(gòu)，以減少制造工藝上的困難。螺母的結(jié)構(gòu)有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。整 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文36體螺母結(jié)構(gòu)簡單，但有磨損產(chǎn)生的軸向間隙不能補(bǔ)償，只適合在精度要求較低的螺旋中使用。對(duì)于經(jīng)常雙向傳動(dòng)的傳導(dǎo)螺旋，為了消除軸向間隙和補(bǔ)償旋合螺紋的磨損，避免反向傳動(dòng)時(shí)的空行程，常采用組合螺母或剖分螺母?；瑒?dòng)螺旋

45、采用的螺紋類型有矩形、梯形、鋸齒形。其中以梯形和鋸齒形螺紋應(yīng)用最廣。螺桿常用右旋螺紋，只有在某些特殊場合才使用左旋螺紋。對(duì)于傳導(dǎo)螺紋，為了提高其傳動(dòng)效率及直線運(yùn)動(dòng)速度，可采用多線螺紋（線數(shù) n=34，甚至多大 6）。二、 滑動(dòng)螺旋：構(gòu)造簡單、傳動(dòng)比大，承載能力高，加工方便、傳動(dòng)平穩(wěn)、工作可靠、易于自鎖缺 點(diǎn) ：磨損快、壽命短，低速時(shí)有爬行現(xiàn)象（滑移），摩擦損耗大，傳動(dòng)效率低（3040%）傳動(dòng)精度低三、螺桿和螺母的材料螺桿材料要有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。螺母材料除要有足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿材料配合時(shí)摩擦系數(shù)小和耐磨?？紤]走絲裝置傳動(dòng)性能，螺桿材料選擇 40Cr 經(jīng)過熱處理。螺母采用鑄鐵制造，內(nèi)

46、孔澆注巴氏合金。螺紋基本知識(shí)螺紋幾何參數(shù)(1) 大徑 d(2) 小徑 d1(3) 中徑 d2(4) 螺距 P(5) 導(dǎo)程 S S = nP 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文37(6) 螺紋升角 2dnPtg(7) 牙型角 牙側(cè)角 d1d2dS圖 4-1 螺紋牙形圖四、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的工作能力分析失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則主要失效 螺紋的磨損耐磨性計(jì)算確定：螺桿直徑 d2、螺母高度 H傳力較大時(shí)： 螺桿強(qiáng)度校核 、螺紋牙強(qiáng)度校核要求自鎖時(shí)：校核自鎖條件受壓細(xì)長螺桿; 校核穩(wěn)定性四、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算滑動(dòng)螺旋工作時(shí)，主要承受轉(zhuǎn)矩及軸向拉力（或壓力）的作用，同時(shí)在P 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文38螺桿和螺母的旋合螺

47、紋間有較大的相對(duì)滑動(dòng)。其失效形式主要是螺紋磨損。因此，滑動(dòng)螺旋的基本尺寸（即螺桿直徑和螺母高度），通常是根據(jù)耐磨性條件確定的。對(duì)于受力較大的傳力螺旋，還應(yīng)校核螺桿危險(xiǎn)截面以及螺母螺紋牙的強(qiáng)度，以防止發(fā)生塑形變形和斷裂；對(duì)于精密的傳導(dǎo)螺旋應(yīng)校核螺桿的剛度（螺桿的直徑應(yīng)根據(jù)剛度條件確定），以免受力后由于螺距的變化引起傳動(dòng)精度降低；對(duì)于長徑比很大的螺桿，應(yīng)校核其穩(wěn)定性，以防止螺桿受力后失穩(wěn)；對(duì)于高速的長螺桿還應(yīng)校核其臨界轉(zhuǎn)速，以防止產(chǎn)生過度的橫向振動(dòng)等。1、耐磨性計(jì)算 滑動(dòng)螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動(dòng)速度，螺紋表面粗糙度以及潤滑狀態(tài)等因素有關(guān)，其中最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大螺旋副

48、間越容易形成過度磨損。因此，滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的壓力 p，使其小于材料的許用壓力p。 假設(shè)作用于螺桿的軸向力為 F(單位為 N)，螺紋的承壓面積為A（單位為 mm2）螺紋中徑為 d2（單位為 mm）螺紋工作高度為 h（單位為mm），螺紋螺距為 P（單位為 mm），螺母高度為 H（單位為 mm），螺紋工作圈數(shù)為，則螺紋工作面上的耐磨性條件為PHu PhHdFPhzdFp22圖 4-2 梯形螺紋傳動(dòng)副尺寸圖 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文39令，則 代入上式整理后可得2dH2dH phFPd2對(duì)于矩形和梯形螺紋，h=0.5P，則 pFd8 . 02對(duì)于 30鋸齒形螺紋，h=0.

49、75P，則 pFd65. 02螺母高度 2dH設(shè)計(jì)軸上的各參數(shù)，以下各量為螺桿的輸出參數(shù)：功率，223224230 0.990.99222.5ppWW轉(zhuǎn)速，232407118.3 /min3.44nnri轉(zhuǎn)矩。333222.59550955017961.7118.3pTN mmn2求作用在齒輪上的力根據(jù)作用力與反作用力定理可以知道 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文40，233322 5396317.434ttTFFNd。333tan20317.4 0.364115.5rrtFFFNN3初步確定軸的最小直徑，先按式（152）初步估算軸的最小直徑。根據(jù)表 153 取 A=112,于是得，3333min32

50、22.5 1011213.8118.3pdAmmmmn軸上最小直徑處是裝配齒輪，為了增加傳動(dòng)的穩(wěn)定性取，齒輪左端用套筒進(jìn)行軸肩定位，15dmm-根據(jù)裝配要求求得。44.5Lmm-查表梯形螺紋基本尺寸（GB5796.386）可知：螺桿螺距 P=0.2mm公稱直徑 d=18mm中徑 d2=17mm小徑 d3=15.5mm4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 擬定軸上零件的裝配方案如圖所示 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文41 45圖 43 第三根軸的零件圖2) 確定軸的各段直徑和長度（1）軸的段安裝軸承，由于軸承的寬度較小，選用兩個(gè)-軸承并放，以增加絲杠傳動(dòng)的穩(wěn)定性，所以段的基本參-數(shù)由所選的軸承尺寸確定。，。17dmm-

51、24Lmm-（2）軸承左端才用軸肩定位，軸肩高度不能超過軸承的內(nèi)圈的高度，通過計(jì)算取，長度尺寸取。22dmm-10Lmm-（3）段的作用是起從絲杠羅紋到軸肩的過渡作用，基本-尺寸參數(shù)為。17,5dmm Lmm-（4）軸段是絲杠螺紋，目的是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。-長度由儲(chǔ)絲筒的行程有關(guān)，取，螺紋的基本參數(shù)為-309Lmm-M183。左端開有螺紋孔，用螺釘固定以檔圈防止絲杠越程導(dǎo)致絲杠與螺母脫節(jié)。（5）確定軸上圓角和倒角見零件圖示。 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文425.求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖，再根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩和扭矩圖： Ft3Fr3(g)扭矩圖(g)扭矩圖(f

52、)合成彎矩圖(e)水平面彎矩圖(d)水平面受力圖(c)垂直面彎矩圖(b)垂直面受力圖(a)示意圖Fnh1Fnv1Fnh2Fnv1L1L2Fnv1Fnv1Fnh2Fnh1MvMhMTMcaFr3Ft3圖 44 第三根軸的受力分析由圖分析各支點(diǎn)處的受力狀況： 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文43由于螺母支撐點(diǎn)的位置在行程范圍內(nèi)變化，在校荷時(shí)只需要取最危險(xiǎn)的位置，在此處應(yīng)該是在螺母與絲杠最左端接觸時(shí)，在此情況下進(jìn)行校荷，由前已知：轉(zhuǎn)矩333222.59550955017961.7118.3pTN mmn23322 5396317.434tTFNd33tan20317.4 0.364115.5rtFFNN在水

53、平面內(nèi)對(duì) A 點(diǎn)取矩，31221()tnhFLLFL式中，1285LN246.5LN代入上式可得，2369.1nhFN又 123nhnhtFFF可得 表示方向與假設(shè)方向相反。151.7nhFN 水平面內(nèi)的彎矩為1151.7 28514759hnhMFLN mmN mm在垂直面內(nèi)對(duì) A 點(diǎn)取矩，31221()rnvFLLFL代入各值可得 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文442134.3nvFN又123nvnvrFFF可得，與假設(shè)方向相反118.8nvFN 則 1118.8 2855370vnvMFLN mmN mmAB，BC 間扭矩均為333222.59550955017961.7118.3pTN mm

54、n從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 B 是軸的危險(xiǎn)截面現(xiàn)將計(jì)算出的截面 B B 處的，及列于下表vMhMM載荷水平面 H垂直面 V力 F2369.1nhFN2134.3nvFN彎矩 M14759hMN mm5370vMN mm總彎矩2215705vhMMMN mm扭矩 T317961TN mm5）按彎扭合成應(yīng)力校荷軸的強(qiáng)度進(jìn)行校荷時(shí)，通常只校荷軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 B）的強(qiáng)度。根據(jù)式 155 及表中的數(shù)據(jù)，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力0.6 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文4522222()15705(0.6 17961)0.1 11713.9caMTWMPaMPa前已選定軸的材料為

55、 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理由表 151 查得。因此，故安全。160MPa1ca 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文465 軸承壽命校核5.1 第軸上軸承的校荷兩端均采用雙軸承聯(lián)接軸承類型：深溝球軸承，軸承代號(hào)：6203標(biāo)稱尺寸： 17 22 40dDLmm在校荷時(shí)每個(gè)軸承所承受的載荷是支撐點(diǎn)處載荷的一半計(jì)算，壽命計(jì)算： hPCnLh601061）滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷： YAXRP 其中：X、Y 分別為徑向、軸向載荷系數(shù)。 因?yàn)檩S承只受純徑向載荷。則 RPr2）參照前面軸的計(jì)算可知： 左軸承： 1112224.310.126nvnhpFFNNP261 右軸承： 2222239.7108.9115.9nvnhpF

56、FNNP9 .1151 3）載荷系數(shù)：查表“載荷系數(shù)”（按中等沖擊）得 Pf2 . 1Pf 2 . 1Pf4）轉(zhuǎn)速： min1440rn 5）壽命指數(shù)： 3 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文476）額定動(dòng)載荷：查表知 C7.36K 左軸承： 156275312h262 . 11036. 7114006010336hL 右軸承： hLh17642499 .1152 . 1736011400601036 由此可知：該軸承符合要求符合要求5. 2 第軸軸上軸承的校荷兩端均采用雙軸承聯(lián)接軸承類型：深溝球軸承，軸承代號(hào)：6203 標(biāo)稱尺寸：17 22 40dDLmm在校荷時(shí)每個(gè)軸承所承受的載荷是支撐點(diǎn)處載荷的一

57、半計(jì)算，壽命計(jì)算： hPCnLh601061）滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷： YAXRP 其中：X、Y 分別為徑向、軸向載荷系數(shù)。 因?yàn)檩S承只受純徑向載荷。則 RPr2）參照前面軸的計(jì)算可知： 32222369.1134.3392.7nvnhpFFNNP261 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文483）載荷系數(shù)：查表“載荷系數(shù)”（按中等沖擊）得 Pf2 . 1Pf4）轉(zhuǎn)速： min3 .118rn 5）壽命指數(shù)： 36）額定動(dòng)載荷：查表知 C7.36KN 536748h7 .3922 . 11036. 713 .1186010336hL 由此可知：該軸承符合要求符合要求 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文496 鍵的強(qiáng)度

58、校核鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用要求和工作條件來選擇：鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來取定。對(duì)于常見的材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接），其主要失效形式是工作面被壓潰。除非有嚴(yán)重過載，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷，因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校荷計(jì)算。校荷方法：假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵的強(qiáng)度條件為3210ppTkld式中：T傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為；N m鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，單位為 mm；k0.5kh鍵的工作長度，單位為 mm，圓頭平鍵，平頭llLb平鍵，這里的 L 為鍵的公稱長度，單位為 mm；lLb 為鍵的

59、寬度，單位為 mm；鍵，軸輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，單位p 為；MPa6.1 聯(lián)軸器處鍵的強(qiáng)度校荷選擇類型：單圓頭普通平鍵基本尺寸：4 4 22b hLmm 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文50；0.50.5 42khmm；222202blLmm；11dmm1519550370 0.7 0.99955014001749pTnN mm 代入上式得332102 1.749 102 20 117.95110ppTkldMPaMPa鍵的強(qiáng)度能溝滿足要求。6.2 儲(chǔ)絲筒端蓋與軸聯(lián)接處鍵的校荷選擇類型：圓頭普通平鍵基本尺寸：；6 6 12b hLmm ；0.50.5 63khmm；1266lLbmm；20

60、dmm2152129550370 0.7 0.99 0.99955014001714pTnN mm 本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文51代入上式得332102 1.714 103 6 209.5110ppTkldMPaMPa 鍵的強(qiáng)度能溝滿足要求。6.3 第軸與小齒輪聯(lián)接處鍵的校核選擇類型：圓頭普通平鍵基本尺寸：；6 6 14b hLmm ；0.50.5 63khmm；1468lLbmm；14dmm4152149550370 0.7 0.99 0.99955014001679pTnN mm 代入上式得332102 1.679 103 8 1410110ppTkldMPaMPa 鍵的強(qiáng)度能溝滿足要求。