立式鉆削中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)word版

如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！立式鉆削中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第1章緒論1.1數(shù)控機(jī)床的概念數(shù)字控制是利用數(shù)字化信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)以及加工過程進(jìn)行控制的一種方法，簡稱數(shù)控(NumericalControl,NC).數(shù)控機(jī)床是指采用了數(shù)控技術(shù)控制的機(jī)床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床，也可稱作NC機(jī)床。由于現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的，因此，數(shù)控機(jī)床又稱CNC機(jī)床。1.2數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、程序載體、輸入輸出裝置、強(qiáng)電控制裝置、輔助裝置、和機(jī)床主體組成。輸入數(shù)控裝置的程序指令記錄在信息載體上，由程序讀入裝置接收，或由數(shù)控裝置的鍵盤直接手動(dòng)輸入。1.3數(shù)控技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢我國的機(jī)床制造工業(yè)完全是在解放后建立起來的，現(xiàn)在，我國的機(jī)床工業(yè)已經(jīng)從無到有，從小到大的成長起來了，形成了比較完整的機(jī)床體系。目前我國的機(jī)床產(chǎn)量不斷的上升，完全的可以滿足社會(huì)的需求，并有大量的機(jī)床出口，但是我國的機(jī)床技術(shù)水平和世界現(xiàn)進(jìn)的水平還有一定的差距，主要表現(xiàn)在生產(chǎn)率低，壽命短和質(zhì)量不穩(wěn)定，此外在掌握某些重型機(jī)床，精度高的機(jī)床及數(shù)控機(jī)床方面，還需要進(jìn)一步的努力，我國想達(dá)到發(fā)達(dá)的水平就必須發(fā)奮圖強(qiáng)，努力的工作，還需做進(jìn)一步的努力，深入廣泛的開展科學(xué)的研究技術(shù)的革命，要善于吸取國外的先進(jìn)技術(shù)，并和自己的創(chuàng)新結(jié)合起來，以加快我們的發(fā)展速度，把我國的機(jī)床事業(yè)推向輝煌。隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。大地推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，但是結(jié)合我國的國情普遍機(jī)床仍占有很突出的地位，普通車床的萬能性大，它適用加工各種軸類，套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)面，如外圓柱面，圓錐面，環(huán)槽類如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！及成型回轉(zhuǎn)表面；車削端面及加工各類常用的公制，英制，模數(shù)制和節(jié)制螺紋；在普通車床上還能作鉆孔，擴(kuò)孔，鉸孔，滾花等工作。用處很廣，考慮到我國的勞動(dòng)力眾多，和一些企業(yè)的資金和技術(shù)能力普通機(jī)床還是很有市場的，普通機(jī)床按照它們的萬能程度分為(1)專門化機(jī)床，這類機(jī)床重要用于加工不同尺寸的一類或幾類零件的特定工序。(2)通用機(jī)床，這種機(jī)床的加工范圍廣，在這種機(jī)床上可以加工各種零件的不同工序，例如普通車床，臥式車床，萬能升降臺(tái)銑床等，都屬于通用機(jī)床，通用機(jī)床由于萬能性較大，它的結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，通用機(jī)床主要適用于單量小批生產(chǎn)。(3)專用機(jī)床，這類機(jī)床是加工某一種零件的特定工序，例如：加工汽車后橋蓋的組合鏜床，機(jī)床主軸箱專用鏜床等等，都是專用機(jī)床，專用機(jī)床是根據(jù)工藝要求專門設(shè)計(jì)的，它的生產(chǎn)率比較高，機(jī)床的自動(dòng)化的程度往往也比較高，所以專用機(jī)床主要用于成批及大量生產(chǎn)[1-3]。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著它的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。當(dāng)前世界上數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢：(1)高速度高精度化速度和精度是數(shù)控系統(tǒng)地兩個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。對于數(shù)控系統(tǒng)，高速度化，首先是要求計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)在讀入加工指令數(shù)據(jù)后，能高速度處理并計(jì)算出伺服電機(jī)的位移量，并要求伺服電機(jī)高速度的作出反應(yīng)；其次，要是下生產(chǎn)系統(tǒng)的高速度化，必須使主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給率、刀具交換、托盤交換等各種關(guān)鍵部件實(shí)現(xiàn)高速度化。提高數(shù)控機(jī)床的加工精度，一般是通過減少數(shù)控系統(tǒng)的誤差和采用補(bǔ)償技術(shù)來達(dá)到。在減少數(shù)控系統(tǒng)誤差方面，一般采取三種方法：eq\o\ac(○,1)提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率，以微小程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給；eq\o\ac(○,2)提高位置檢測精度；eq\o\ac(○,3)位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非線性控制。在采用補(bǔ)償技術(shù)方面，除采用間隙補(bǔ)償、絲杠螺距補(bǔ)償和刀具補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)外，還可以采用熱變形補(bǔ)償技術(shù)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！[4]。(2)多功能化一機(jī)多能的數(shù)控系統(tǒng)，可以最大限度的提高設(shè)備的利用率。數(shù)控加工中心（MachiningCenter-MC）便是一種能實(shí)現(xiàn)多工序加工的數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控系統(tǒng)控制的機(jī)床，一般配有機(jī)械手和刀具庫（可存放16~100把刀具）。工件一經(jīng)裝夾，數(shù)控系統(tǒng)就能控制機(jī)床自動(dòng)的更換刀具，連續(xù)對工件的各個(gè)加工面完成銑削、鉸孔、擴(kuò)孔及攻螺紋等多工序加工，從而可以避免多次裝夾所造成的定位誤差。這樣減少了設(shè)備臺(tái)數(shù)、工件夾具和操作人員，節(jié)省了占地面積和輔助時(shí)間。為了提高效率，新型數(shù)控機(jī)床在控制系統(tǒng)和機(jī)床結(jié)構(gòu)上也有所改革。例如，采取多系統(tǒng)混合控制方式，用不同的切削方式（車、鉆、銑、攻螺紋等）同事加工零件的不同部件等?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)控制軸數(shù)多達(dá)15軸，同事聯(lián)動(dòng)的軸數(shù)已達(dá)到6軸[5]。(3)智能化數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用高技術(shù)的重要目標(biāo)是這能化。智能化技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(a)引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù)引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù)（AdaptiveControl-AC）的目的是要求在隨機(jī)的加工過程中，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)加工過程中所測得的工作特征、狀態(tài)，按照給定的評價(jià)指標(biāo)自動(dòng)校正自身的工作參數(shù)，以達(dá)到或接近最佳的工作狀態(tài)。通常數(shù)控機(jī)床是按照預(yù)先編好的程序進(jìn)行控制，但隨機(jī)因素，如毛坯余量和硬度的不均勻、刀具的磨損等難以預(yù)測。為了確保質(zhì)量，勢必在編程時(shí)采用較保守的切削用量，從而降低了加工效率。AC系統(tǒng)可對機(jī)床主軸轉(zhuǎn)矩、切削力、切削溫度、刀具磨損等參數(shù)值進(jìn)行自動(dòng)測量，并由CPU進(jìn)行比較運(yùn)算后發(fā)出修改主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量大小的信號(hào)，確保AC處于最佳切削用量狀態(tài)，從而在保證質(zhì)量條件下使加工成本最低或生產(chǎn)率最高[6]。（b）附加人機(jī)械化自動(dòng)編程功能建立切削用量專家系統(tǒng)和示數(shù)系統(tǒng)，從而達(dá)到提高編程效率和降低對編程人員技術(shù)水平的要求。（c）具有設(shè)備故障診斷功能如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！數(shù)控系統(tǒng)出了故障，控制系統(tǒng)能夠進(jìn)行自診斷，并自動(dòng)采取排除故障的措施，以適應(yīng)長時(shí)間無人操作環(huán)境的要求。(4)小型化蓬勃發(fā)展的機(jī)電一體化設(shè)備，對CNC系統(tǒng)提出了小型化的要求，體積小型化便于將機(jī)、電裝置糅合為一體。日本新開發(fā)的FS16和FS18都采用了三維安裝方法，使電子元器件得以高精度的安裝，縮小了新型TFT彩色液晶薄型顯示器，使CNC系統(tǒng)進(jìn)一步小型化，這樣可更方便地將它們裝到機(jī)械設(shè)備上[7]。1.4設(shè)計(jì)的目的與意義在機(jī)床加工中鉆床的加工工作量在總制造工作量中占有很大的比量。鉆床為孔加工機(jī)床，按其機(jī)構(gòu)形式不同可以分為搖臂鉆床、立式鉆床、臥式鉆床、深孔鉆床、多軸鉆床等。主要用來進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲等。長期以來我國的機(jī)械制造工業(yè)中孔類加工多數(shù)由傳統(tǒng)鉆床來完成，但是傳統(tǒng)的鉆床在大批生產(chǎn)時(shí)存在許多的不足之處：(1)自動(dòng)化程度不高，難以進(jìn)行大批量生產(chǎn)；(2)工作效率低，且工人的工作環(huán)境惡劣；(3)占用人力較多，操作固定不交易出錯(cuò)；(4)精度不高，工件裝夾費(fèi)時(shí)；(5)加工產(chǎn)品質(zhì)量不高。再生產(chǎn)過程中，手動(dòng)的操作、繁瑣的裝夾、大量生產(chǎn)力的投入和單一的生產(chǎn)流程導(dǎo)致了鉆床加工的自動(dòng)化程度低、生產(chǎn)效率低、共作環(huán)境惡劣和產(chǎn)品質(zhì)量不高，因此，我們需要解決的問題在于如何實(shí)現(xiàn)鉆削加工的自動(dòng)化、減少生產(chǎn)力的投入生產(chǎn)和與其他工藝流程相結(jié)合同時(shí)也要考慮經(jīng)濟(jì)問題[7]。針對以上傳統(tǒng)鉆床的不足之處及生產(chǎn)中存在的問題，我們有必要在傳統(tǒng)鉆床的基礎(chǔ)上研究出新型數(shù)控鉆床——立式鉆銷中心。通過對傳統(tǒng)鉆床手動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)及傳動(dòng)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，假如新技術(shù)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，降低勞動(dòng)強(qiáng)度及工作量。鉆銷中心具有自動(dòng)換刀功能，可減少工件在機(jī)床上的兩次安裝，提高加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。鉆銷中心適用于機(jī)械制造各行業(yè)中的中小型零件的孔、平面加工，并可加工平面凸輪如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！[8]。第2章總體設(shè)計(jì)方案的確定2.1設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)從角度入手，主要對主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過分析，確定出主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括以下三部分，并對其提出設(shè)計(jì)方案，方案如下：1.傳動(dòng)系統(tǒng)主軸的調(diào)速取消了齒輪變速機(jī)構(gòu)，而是由交流電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)，且主軸與電機(jī)軸之間采用帶傳動(dòng)。主軸上的傳動(dòng)件，主要有齒輪和帶。齒輪能夠傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，是一般機(jī)床常用的傳動(dòng)副。但其線速度不能太高，傳動(dòng)也不夠平穩(wěn)。對于較高速主軸，用帶傳動(dòng)可以使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。本次設(shè)計(jì)采用多楔帶傳動(dòng)。多楔帶兼有V平帶和V帶的優(yōu)點(diǎn)：柔性好，摩擦力大，能傳遞的功率大，并解決了多根V帶長短不一使各帶受力不均的問題。多楔帶主要用于傳遞功率較大而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合，傳動(dòng)比可達(dá)10，帶速可達(dá)40m/s.本次設(shè)計(jì)最高轉(zhuǎn)速為3000r/min，為較高速的傳動(dòng)，故選擇多楔帶傳動(dòng)合適[9]。主軸上的傳動(dòng)件，主要由齒輪和帶。齒輪能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，是一般機(jī)床常用的傳動(dòng)副。缺點(diǎn)是線速度不能太高，傳動(dòng)也不夠平穩(wěn)。通常，線速度V≤12-15m/s。為使主軸運(yùn)行平穩(wěn)，可采用斜齒輪。螺旋傾角一般不宜超過15°-20°，以免引起有太大的軸向分力。主軸上盡量不要有華裔齒輪或其它活裝零件（如離合器），以免因軸頸與活裝零件孔間有間隙而引起震振動(dòng)。齒輪與主軸最好用圓錐配合。較高速的主軸，用帶傳動(dòng)可使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。在帶傳動(dòng)中，常用的有平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)等。平帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)最簡單，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的情況下應(yīng)用較多。常用的平帶有帆布芯平帶、編織平帶（棉織、毛織和縫合棉布帶）、棉綸片復(fù)合平帶等數(shù)種。其中以帆布如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！芯平帶應(yīng)用最廣，它的規(guī)格可查閱國家標(biāo)準(zhǔn)或手冊。在一般的機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的是V帶傳動(dòng)。V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，V槽只和輪槽的兩個(gè)側(cè)面接觸，即以兩側(cè)面為工作面。根據(jù)槽面摩擦的原理，在同樣的張緊力下，V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力，這是V帶傳動(dòng)性能上的最主要優(yōu)點(diǎn)。再加上V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊，以及V帶多以標(biāo)準(zhǔn)化并能大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因而V帶傳動(dòng)的應(yīng)用比平帶傳動(dòng)廣泛的多。多楔角兼有V平帶和V帶的優(yōu)點(diǎn)：柔性好，摩擦力大，能傳遞的功率大，并解決了多根V帶長短不一而使各帶受力不均的問題。多楔角主要由于傳遞功率較大而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合，傳動(dòng)比可達(dá)10，帶速可達(dá)40m/s.傳動(dòng)帶易拉長和磨損，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意能調(diào)解中心距；磨損后易于更換；有可靠的防護(hù)裝置以及防止與油接觸受侵蝕。當(dāng)線速度v≤30m/s時(shí)，可用V形帶、多楔角或同步齒形帶；v＞30m/s時(shí)，可用橡膠或皮革平帶；v＞35m/s時(shí)，可用絲（天然絲、滌綸絲）織呆由于本設(shè)計(jì)為較高速主軸，線速度v≤30m/s，故選用多楔角運(yùn)動(dòng)[10]。2.主軸進(jìn)給系統(tǒng)傳統(tǒng)的鉆床主軸進(jìn)給系統(tǒng)主要由主軸、主軸套筒、主軸套筒箱套、齒輪齒條和軸承等組成。主軸在加工時(shí)即要做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也要做軸向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。機(jī)床的主軸被安裝在主軸的套筒內(nèi)，套筒安置在主軸箱體孔的箱套內(nèi)，主軸上側(cè)由花鍵連接。機(jī)床加工時(shí)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由花鍵傳入，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則有齒輪通過齒條帶動(dòng)套筒在箱套內(nèi)運(yùn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)中采用了半閉環(huán)控制系統(tǒng)，半閉環(huán)系統(tǒng)的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度略低，但是其結(jié)構(gòu)簡單而且調(diào)整方便。3.夾緊系統(tǒng)傳統(tǒng)鉆床的夾緊主要是手工操作，由夾具夾緊工件。為了便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，主軸內(nèi)部刀具的自動(dòng)加緊，則采用了碟形彈簧與氣壓傳動(dòng)技術(shù)。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！2.2方案的可行性分析2.2.1采用本文提出的設(shè)計(jì)方案，所設(shè)計(jì)出的鉆銷中心具有如下特點(diǎn)：(1)自動(dòng)化程度較高鉆銷中心不僅具有一般數(shù)控鉆床的自動(dòng)加工功能，而且裝有轉(zhuǎn)塔式刀庫，可以自動(dòng)更換刀具，進(jìn)行多工序加工。由于采用了半閉環(huán)、連續(xù)輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)，可進(jìn)行輪廓控制的銑削工序。當(dāng)配有工業(yè)機(jī)器人時(shí)，尚可自動(dòng)裝卸工件，實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)。(2)加工效率高為了適應(yīng)各種材料、各種尺寸的零件加工，采用了寬調(diào)速電機(jī)，使主軸調(diào)速范圍寬，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)3000r/min。適合進(jìn)行高速切削，以減少加工時(shí)的切削時(shí)間。機(jī)床快速定位速度也較高，工作臺(tái)X向和Y向快速進(jìn)給速度可達(dá)15r/min.主軸箱垂直上下（Z向）快速進(jìn)給速度可達(dá)10r/min.自動(dòng)換刀時(shí)間一般為5s，可縮短加工的輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。(3)維修方便在主機(jī)上沒有齒輪傳動(dòng)、沒有液壓傳動(dòng)，應(yīng)用了高壽命的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌及滾珠絲杠螺母副，是日常維修大大簡單化，維修方便。使用此中機(jī)電一體化設(shè)備，可減少工件在機(jī)床建的兩次安裝，提高加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本[11]。2.2.21.軸承配置為適應(yīng)高崗度要求，前、后支撐都采用了圓錐滾子軸承，背靠背安裝，前面兩個(gè)軸承大口朝向主軸前端，后一個(gè)軸承大口朝向主軸尾端。2.自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)由機(jī)械傳動(dòng)改為氣壓傳動(dòng)氣壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)相比具有動(dòng)作迅速，調(diào)節(jié)方便，維護(hù)簡單，不存在介質(zhì)變質(zhì)以及補(bǔ)充等問題。氣壓傳動(dòng)以空氣為工作介質(zhì)，綠色環(huán)保。氣動(dòng)元件結(jié)構(gòu)簡單、成本低、壽命長，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化[12]。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！第3章鉆削中心主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.11.主軸平均直徑主軸前支承軸徑，根據(jù)機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率來確定。已知鉆削中心主電動(dòng)機(jī)功率為5.5kW。查《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》圖3-30，選取前支承軸徑，后支承軸徑。主軸當(dāng)前平均直徑。2.主軸內(nèi)孔直徑主軸的內(nèi)孔直徑用于通過刀具夾緊裝置固定刀具﹑傳動(dòng)氣動(dòng)或液壓卡盤等。主軸內(nèi)孔直徑越大，主軸部件相對重量也越輕。主軸孔徑大小主要受主軸剛度制約。主軸孔徑與主軸直徑之比，小于0.5是空心主軸的剛度幾乎與實(shí)心主軸剛度相當(dāng)?？紤]碟形彈簧的設(shè)計(jì)取。校核壁厚。所以，取合適。3.主軸前端懸伸量的選擇主軸懸伸量是指主軸前支承徑向反力作用點(diǎn)到主軸前端受力作用點(diǎn)之間的距離，見圖2-1。無論從理論分析還是從實(shí)際測試的結(jié)果來看，主軸懸伸量值愈小愈能提高主軸部件的剛度。因此，確定主軸懸伸量的原則是在滿足機(jī)構(gòu)要求的前提下，盡可能取小值。查《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表3-8。實(shí)際取。4.主軸合理跨距的選擇如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！主軸前支承點(diǎn)至主軸后支承點(diǎn)之間的距離稱為跨距，見圖3-1。圖3-1主軸支承跨距及懸伸量主軸組件的支承跨距對主軸本身剛度和對支承剛度有很大的影響。根據(jù)《數(shù)控加工中心設(shè)計(jì)》所介紹如下經(jīng)驗(yàn)公式(3-1)式中—?jiǎng)偠戎?，其下限?精密機(jī)床值為；—主軸平均外徑，單位；—主軸平均內(nèi)徑，即中空主軸平均內(nèi)徑，單位；—主軸軸承支承跨距，單位。則有：計(jì)算得：，考慮到實(shí)際結(jié)構(gòu)，取。3.1.2加工中心主軸的軸端用于安裝夾具和刀具。要求夾具和刀具在軸端定位精度高、定位剛度高、裝卸方便，同時(shí)使主軸的懸伸長度短。短錐法蘭結(jié)構(gòu)有很高的定位精度，主軸的懸伸長度短，大大提高了主軸的剛度。查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》卷3表6.1-36，查得主軸端部結(jié)構(gòu)以及主要尺寸如表3-1：如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！表3-1主軸端部結(jié)構(gòu)尺寸693927mm147mm12825mm主軸端部有四個(gè)螺紋孔是用來裝端銑刀的，另外有兩個(gè)端面鍵是用來固定刀的周向的轉(zhuǎn)動(dòng)，具體結(jié)構(gòu)如圖3-2[15]。圖3-2主軸端部結(jié)構(gòu)3.1.3主軸內(nèi)部刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是加工中心必不可少的機(jī)構(gòu)。加工中心自動(dòng)換刀，所以，主軸系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)松開和夾緊刀具的功能。刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)安裝在主軸內(nèi)部，本設(shè)計(jì)采用如圖3-3所示的刀桿拉緊機(jī)構(gòu)。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！1.刀柄2.鋼球3.拉桿圖3-3刀桿拉緊機(jī)構(gòu)1.鋼球2.拉桿3.碟形彈簧4.滑塊5.螺母6.汽缸7.活塞桿8.行程開關(guān)圖3-4刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)示意圖刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)安裝在主軸的內(nèi)部，如圖3-4所示，刀柄由兩個(gè)鋼球夾持，碟形彈簧3通過滑塊4、螺母5，在拉桿2上的鋼球1作用下，將刀柄拉緊。當(dāng)換刀時(shí)，要求松開刀柄，此時(shí)將主軸上端汽缸的上腔通壓縮空氣，活塞桿7及拉桿向下移動(dòng)，同時(shí)壓縮碟形彈簧，當(dāng)拉桿下移到使刀具松開的位置，刀具即可由機(jī)械手更換。待新刀裝入后，汽缸上腔停止供氣，活塞桿在圓柱螺旋彈簧力的作用下上移，在碟形彈簧作用下拉桿帶動(dòng)鋼球上移，重新將刀柄拉緊?；钊麠U移動(dòng)的兩個(gè)極限位置分別設(shè)有行程開關(guān)8，作為刀具夾緊和松開的信號(hào)。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！3.1.41.主軸剛度驗(yàn)算(1)計(jì)算當(dāng)量直徑圖3-5主軸尺寸示意圖主軸尺寸示意圖，如圖3-5所示；其中當(dāng)量直徑由此計(jì)算可得：(2)剛度計(jì)算主軸前懸伸部分較粗，剛度較高，其變形可以忽略不計(jì)。后懸伸部分不影響剛度，也可不計(jì)。如主軸前端作用一外載荷，則主軸前端撓度為：如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！(3-2)式中—外載荷，單位；—前懸伸，等于外載荷作用點(diǎn)至支承點(diǎn)間的距離，單位mm；—跨距，等于前后支撐點(diǎn)間的距離，單位mm；—彈性模量，鋼為,單位；—截面慣性矩，,單位：mm；—主軸的外徑和孔徑，單位。圖3-6主軸受力示意圖將及之值代入上式可得如果，則孔的影響可以忽略，即彎曲剛度如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！所以，當(dāng)時(shí)，則N/μm本設(shè)計(jì)：;，所以N/μm2.主軸扭轉(zhuǎn)剛度驗(yàn)算對鉆床等以扭轉(zhuǎn)變形為主的主軸，還要驗(yàn)算其扭轉(zhuǎn)剛度。通常要求其扭轉(zhuǎn)角在（20～25）的長度內(nèi)不超過，即：(3-3)式中—主軸傳遞最大扭矩，單位；—計(jì)算長度，取，單位。；；—剪切彈性模量，鋼料為8.1N/cm；—截面極慣性矩，對于圓截面，單位為；—主軸當(dāng)量直徑，。代入上式得：故滿足扭轉(zhuǎn)剛度的要求。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！3.主軸臨界轉(zhuǎn)速驗(yàn)算查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·軸及其連接》表5-1-47：一階臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式如3-4式，計(jì)算示意圖如圖3（3-4）式中—外伸端第個(gè)圓盤重力，；本設(shè)計(jì)中，外伸端圓盤為帶輪，其重力估算如下：—軸的重力，；對實(shí)心鋼軸，；對空心鋼軸應(yīng)乘以。本軸為空心軸，由前面計(jì)算知：則有：；—空心軸內(nèi)徑與外徑之比，；—軸的全長，；—支撐跨距，；—外伸端第個(gè)圓盤至支承間的距離，;—臨界系數(shù)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！—外伸端長度與軸長之比，；當(dāng)時(shí)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·軸及其聯(lián)接》表5-1-49圖3-7臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算示意圖將以上數(shù)據(jù)代入（3-1）式可得：，,對于剛性軸，滿足臨界轉(zhuǎn)速條件。3.1.5評價(jià)和考慮主軸主要尺寸參數(shù)的依據(jù)是主軸的剛度、結(jié)構(gòu)工藝性和主軸組件的工藝適用范圍。主軸材料的選擇主要根據(jù)剛度、載荷特點(diǎn)、耐磨性、熱處理變形大小等因素確定。主軸的剛度與材料彈性模量有關(guān)，鋼的如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！值較大（左右），所以主軸材料首先考慮鋼料。值得注意的是鋼的彈性模量E的數(shù)值與鋼的種類和熱處理方式無關(guān)，即不論是普通鋼或合金鋼，其彈性模量基本相同。因此在選擇鋼料時(shí)應(yīng)首先選用價(jià)格便宜的中碳鋼（如45鋼），只有在載荷特別重和有較大的沖擊時(shí)，或者精密機(jī)床主軸需要減小熱處理后的變形時(shí)，或者軸向移動(dòng)的主軸需要保證其耐磨性時(shí)，才考慮選用合金鋼。當(dāng)主軸軸承采用滾動(dòng)軸承時(shí)，軸頸可以不淬硬，但為了提高接觸剛度，防止敲碰損傷軸頸的配合表面，不少45鋼主軸軸頸仍進(jìn)行高頻淬火（48～54HRC）[9]。當(dāng)采用滑動(dòng)軸承時(shí)，為減少磨損，軸頸表面必須有很高的硬度。因此，通常在軸頸處進(jìn)行高頻淬火；對大直徑主軸（Φ350～400mm）也可用火焰淬火來提高表面硬度；對于受較大沖擊的主軸，可用15或20號(hào)鋼，并在軸頸表面滲碳、淬火及回火。主軸材料常采用的有45號(hào)鋼、GCr15等，需經(jīng)滲氮和感應(yīng)加熱淬火。由于本次設(shè)計(jì)主軸承受載荷為中重載荷，所以材料選用45號(hào)鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。3.2主軸傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)3.2.1主軸上的傳動(dòng)件，主要有齒輪和帶。齒輪能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，是一般機(jī)床常用的傳動(dòng)副。缺點(diǎn)是線速度不能太高，傳動(dòng)也不夠平穩(wěn)。通常，線速度。為使主軸運(yùn)行平穩(wěn)，可采用斜齒輪。螺旋傾角一般不宜超過，以免引起有太大的軸向分力。主軸上盡量不要有滑移齒輪或其它活裝零件（如離合器），以免因軸頸與活裝零件孔間有間隙而引起振動(dòng)。齒輪與主軸最好用圓錐配合。較高速的主軸，用帶傳動(dòng)可使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。在帶傳動(dòng)中，常用的有平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)等。平帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)最簡單，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的情況下應(yīng)用較多。常用的平帶有帆布芯平帶、編織平帶（棉織、毛織和縫合棉布帶）、錦綸片復(fù)合平帶等數(shù)種。其中以帆布芯平帶應(yīng)用最廣，它的規(guī)格可查閱國家標(biāo)準(zhǔn)或手冊。在一般機(jī)械傳動(dòng)中，應(yīng)用最廣泛的是V帶傳動(dòng)。V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！V帶只和輪槽的兩個(gè)側(cè)面接觸，即以兩側(cè)面為工作面。根據(jù)槽面摩擦的原理，在同樣的張緊力下，V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力，這是V帶傳動(dòng)性能上的最主要優(yōu)點(diǎn)。再加上V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊，以及V帶多已標(biāo)準(zhǔn)化并能大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因而V帶傳動(dòng)的應(yīng)用比平帶傳動(dòng)廣泛得多。多楔帶兼有V平帶和V帶的優(yōu)點(diǎn)：柔性好，摩擦力大，能傳遞的功率大，并解決了多根V帶長短不一而使各帶受力不均的問題。多楔帶主要用于傳遞功率較大而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合，傳動(dòng)比可達(dá)10，帶速可達(dá)40m/s。傳動(dòng)帶易拉長和磨損，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意能調(diào)節(jié)中心距；磨損后易于更換；有可靠的防護(hù)裝置以防止與油接觸受侵蝕。當(dāng)線速度時(shí)，可用V形帶、多楔帶或同步齒形帶；時(shí)，可用橡膠或皮革平帶；時(shí)，可用絲（天然絲、錦綸絲或滌綸絲）織帶。由于本設(shè)計(jì)為較高速主軸，線速度，故選用多楔帶傳動(dòng)。3.2.2基本設(shè)計(jì)參數(shù)：由設(shè)計(jì)要求kW；本次設(shè)計(jì)選用傳動(dòng)比為1。1.設(shè)計(jì)功率kW查《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊》[13]5.1-17，。工況系數(shù)。2.帶型的選擇根據(jù)所算的設(shè)計(jì)功率，查《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊》[13]表5.1-20，選用PJ型多楔帶。3.小帶輪直徑的確定根據(jù)帶型與設(shè)計(jì)功率，查《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊》[13]表5.1-78，小帶輪節(jié)圓直徑。4.大帶輪基準(zhǔn)直徑的確定根據(jù)帶型與設(shè)計(jì)功率，查《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊》[13]如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！查《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊》[13]，可知通常按《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊》[13]表5.1-18圓整得：。5.帶速的計(jì)算（3-5），查《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊》[13]表5.1-67，進(jìn)行動(dòng)平衡。6.初定中心距（3-6）取。7.所需基準(zhǔn)長度（3-7）查《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊》[13]表5.1-70選取近似值8.實(shí)際中心距如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！（3-8）9.小帶輪包角10.楔數(shù)Z（3-9）式中—工作情況系數(shù)，查表5.1-17，；—傳遞的功率kW；—每楔的基本額定功率，查表5.1-77～5.1－81:kW；—當(dāng)i=1時(shí)，；—彎曲影響系數(shù)，查表5.1－75，；—傳動(dòng)比系數(shù)，查表5.1－76，；—小帶輪轉(zhuǎn)速，；—小輪包角系數(shù)，見圖5.1－6，=1.0；—帶長系數(shù)，見表5.1－74，。計(jì)算得：，取。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！3.2.31.多楔帶帶輪的參數(shù)多楔帶的帶輪常采用HT200制造，當(dāng)帶速超過30m/s時(shí)，常采用35或45號(hào)鋼制造。查《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊》[13]表5.1-82，具體參數(shù)見表3-2表3-2帶輪參數(shù)表帶型槽間距實(shí)際槽深輪槽角最小邊距PJ2.34+01帶型最小槽頂圓角半徑最大槽根圓角半徑節(jié)線差帶輪寬度PJ00115帶輪寬度帶輪示意圖如圖3-8所示。圖3-8帶輪示意圖2.多楔帶的選擇查《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊》表5.1-69，可得多楔帶參數(shù)，具體見表3-3。表3-3多楔帶參數(shù)表帶型節(jié)距帶高計(jì)算齒高楔角楔根楔頂如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！PJ24340°00寬度mm。3.2.4查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》卷3表6.1-5，主軸采用帶傳動(dòng)時(shí)，為了便于更換帶和防止皮帶沾油，帶輪通常裝在主軸后支承外側(cè)。如圖3-9所示。1.帶輪2.多楔帶3.主軸圖3-9傳動(dòng)件位置示意圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，主電動(dòng)機(jī)功率為5.5kW，～3000r/min。查《數(shù)控機(jī)床機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》[14]表4-17，選取交流變頻調(diào)速電機(jī)，其基本參數(shù)如表3-4。表3-4電機(jī)參數(shù)表型號(hào)極數(shù)額定功率額定電流同步轉(zhuǎn)速YTPS132S-445.5kW18A180-3000r/min查表4－18，其外形安裝尺寸如下表3-5。表3-5電機(jī)安裝尺寸參數(shù)表如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！機(jī)座號(hào) 90L32mm50mm20mm7mm340mm180mm具體外形如圖3-10所示。圖3-10電機(jī)外形尺寸圖3.3主軸軸承3.3.1主軸軸承是主軸組件的重要組成部分，它的類型、結(jié)構(gòu)、配置、精度、安裝、調(diào)整、潤滑和冷卻都直接影響了主軸組件的工作性能。常用的主軸軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承的摩擦力小，可以預(yù)緊，潤滑維護(hù)簡單，能在一定的轉(zhuǎn)速和載荷變動(dòng)范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。滾動(dòng)軸承由專業(yè)化工廠生產(chǎn)，選購維修方便。但與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承的噪聲大，滾動(dòng)體數(shù)目有限，剛度是變化的，抗震性略差并且對轉(zhuǎn)速有很大限制。加工中心主軸組件在可能條件下，盡量使用滾動(dòng)軸承，特別是大多數(shù)立式主軸和主軸裝在套筒內(nèi)能夠做軸向移動(dòng)的主軸。本次設(shè)計(jì)選用圓錐滾子軸承。查《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表3.8-52選用型號(hào)為32016的圓錐滾子軸承，其基本參數(shù)表3-6。表3-6軸承基本參數(shù)表如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！極限轉(zhuǎn)速（油潤滑）80mm125mm27mm140kN220kN3800前支承軸承壽命校核軸承壽命（3-10）式中—對滾動(dòng)軸承；—滾動(dòng)軸承額定動(dòng)負(fù)荷,查《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表3.8-52，kN；—軸承轉(zhuǎn)速,根據(jù)設(shè)計(jì)要求：r/min；此處；—當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，。對鉆削中心整體以及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，可知滾動(dòng)軸承在此處主要承受軸向負(fù)荷。徑向負(fù)荷極小.對軸向負(fù)荷進(jìn)行估算：N取=2000N（3-11）式中—軸承所受徑向負(fù)荷；—軸承所受軸向負(fù)荷；—徑向系數(shù)；—軸向系數(shù)。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！查《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表3.8-50：選取，（3-12）,kN將以上數(shù)據(jù)代入軸承壽命計(jì)算公式可得：h一般精密機(jī)床軸承壽命為；所以，選用該軸承滿足要求。后支承軸承所受力比前支承軸承力小，后支承軸承不必校驗(yàn)。3.3.21.主軸軸承安裝位置根據(jù)對設(shè)計(jì)要求和已選軸承分析，為適應(yīng)高剛度要求，前支承采用兩個(gè)超精密級(jí)圓錐滾子軸承的組合方式，且因軸承精度較高，能保證高的回轉(zhuǎn)精度。前后支承都采用了圓錐滾子軸承，背靠背安裝，前面兩個(gè)軸承小口朝向主軸前端，后一個(gè)軸承小口朝向主軸尾部。前支承既承受徑向載荷，又承受兩個(gè)方向的軸向載荷。后支承為圓錐滾子軸承，也是背靠背安裝。后支承僅承受徑向載荷，故可以不必進(jìn)行校核。軸承的組合形式，根據(jù)載荷大小和剛度設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，具體組合形式見圖3-11。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！圖3-11軸承配置示意圖2.主軸軸承的精度配置在加工中心上，主軸軸承精度一般有三種B﹑C﹑D級(jí)。對于精密級(jí)主軸，前支承常采用B級(jí)軸承，后支承常采用C級(jí)軸承。普通精度級(jí)主軸前支承常采用C級(jí)軸承，后支承采用D級(jí)軸承。本設(shè)計(jì)采用前支承C級(jí)軸承，后支承采用D級(jí)軸承。3.3.3如圖3-9所示，本設(shè)計(jì)采用隔套調(diào)整的方法。采用兩個(gè)隔套調(diào)整，通過改變兩個(gè)調(diào)整套的寬度差達(dá)到調(diào)整軸承間隙的目的。這種調(diào)整方法不必拆卸軸承，預(yù)緊力的大小全憑操作人員的經(jīng)驗(yàn)確定。因軸承精度高，能保證較高的回轉(zhuǎn)精度，軸承的預(yù)緊采用修磨內(nèi)圈的方式。隔套的選?。翰椤秾?shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表1.8－7,查得內(nèi)隔套,材料為HT150，具體參數(shù)參考表3-7，結(jié)構(gòu)圖如圖3-12所示。表3-7內(nèi)隔套基本參數(shù)表型號(hào)平行度A80mm95mm05～120mm如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！圖3-12隔套示意圖3.3.41.潤滑方式的選擇主軸組件的潤滑密封是加工中心使用和維護(hù)過程中值得重視的兩個(gè)問題。良好的潤滑效果可以減低摩擦﹑降低軸承的工作溫度。密封不僅要防止灰塵和切削液進(jìn)入，還要防止?jié)櫥偷男孤?。潤滑劑和潤滑方式?jīng)Q定于軸承的類型﹑速度和工作負(fù)荷。如果選擇的合適，可以降低軸承的工作溫度和延長使用壽命。以往加工中心主軸軸承的潤滑方式，大多采用油脂封入式潤滑方式。但這種潤滑方式的轉(zhuǎn)速有一定的限度，為了適應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速向高速化發(fā)展的需要，相繼開發(fā)了新型潤滑和冷卻方式。在加工中心上，主軸軸承的潤滑方式主要有：油脂潤滑﹑油液潤滑﹑油液循環(huán)潤滑﹑油霧潤滑﹑油氣潤滑等方式。滾動(dòng)軸承的潤滑基于彈性流體動(dòng)力潤滑方式。滾動(dòng)體和滾道接觸處壓強(qiáng)很高，會(huì)產(chǎn)生接觸變形。接觸區(qū)是一小塊面積的接觸，而不是一條線或一個(gè)點(diǎn)的接觸。潤滑劑在高壓下被壓縮，黏度急劇升高。瞬時(shí)局部高黏度的油可以在接觸區(qū)形成油膜，把滾動(dòng)體和滾道分隔開。滾動(dòng)體滾道的接觸面積小，所以需要的潤滑劑也很少。滾動(dòng)軸承可以用潤滑脂或潤滑油潤滑。在速度較低時(shí)，用潤滑脂比用潤滑油溫升低；速度較高時(shí)，用潤滑油較好。本次設(shè)計(jì)主軸轉(zhuǎn)速較高，所以選用油潤滑。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！主軸軸承速度較高時(shí)，宜采用油潤滑。它不僅摩擦阻力消，冷卻效果好，還具有沖洗作用。滾動(dòng)軸承的潤滑所需油量是很少的，約每分鐘1～5滴。油量增加，則因攪拌作用而使油溫升高；油量若再增加，則冷卻作用逐漸超過了攪拌作用，溫升將下降，但耗能卻加大了。常用油的粘度（40％）為12～13。油滑方式較多，為選取合適的油潤滑方式，查《專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表3-13，利用值選取。為軸承的平均直徑，即（外徑+內(nèi)徑）/2；為軸的轉(zhuǎn)速。=615000查表3-13，圓錐滾子軸承在=615000時(shí)，應(yīng)選取油氣潤滑方式。2.油氣潤滑工作原理其工作原理如圖3-13所示。一路經(jīng)氣閥進(jìn)入注油器，定時(shí)器定時(shí)打開氣閥，壓縮空氣把一股油注入油氣混合室，與經(jīng)節(jié)流閥來的另一路壓縮空氣混合，進(jìn)入塑料管道。塑料管道孔徑約為1.如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！圖3-13油氣潤滑工作原理圖3.4碟形彈簧的設(shè)計(jì)3.4.1普通麻花鉆每一切割刃都產(chǎn)生切向切削抗力、徑向切削抗力與軸向切削抗力。這些分力合成即為鉆削力。當(dāng)左右切削刃對稱時(shí)，徑向抗力相平衡。切向抗力形成鉆削扭矩，它消耗了切削功率。所有切削刃上軸向抗力之和形成了鉆頭上的軸向力，如圖3-14所示：鉆削時(shí)，工作臺(tái)載荷主要是垂直進(jìn)給方向，其大小與鉆削軸向力相同，方向相反。當(dāng)鉆削工作臺(tái)不做垂直進(jìn)給時(shí)，是工作臺(tái)的靜壓垂直載荷；當(dāng)工作臺(tái)作垂直進(jìn)給時(shí)，是工作臺(tái)垂直抗力。查《數(shù)控機(jī)床機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》[1-3]表2-2，當(dāng)最大鉆孔直徑為20mm時(shí)，采用高速鋼鉆頭，最大軸向力N鉆削中心具有一定的銑削能力，故鉆削力的分解可以參照銑削力的分解，查《數(shù)控機(jī)床機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》得：如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！縱向切削力橫向切削力垂直切削力故切向切削抗力=8240N對鋼球進(jìn)行受力分析，如圖3-15，對鋼球所受合力進(jìn)行估算:圖3-14鉆削力分解圖圖3-15鋼球受力分析圖3.4.21.彈簧所受載荷的估算靜載荷(3-13)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！式中—彈簧所承受的重力；—刀具重力;故動(dòng)載荷2.彈簧的選擇與計(jì)算(1)彈簧的選擇已知條件：靜載荷為500N時(shí)，變形量為5mm，導(dǎo)桿最大直徑25mm。根據(jù)導(dǎo)桿尺寸，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·彈簧·起重運(yùn)輸件·五金件》[23]表7-6-3，選取＝25.4mm時(shí)的碟形彈簧參數(shù)如表3表3-8彈簧參數(shù)表B系列50mm252mm1Ⅱ或ⅢB系列34760N11140Mpa(2)彈簧的計(jì)算①壓平彈簧時(shí)的載荷的計(jì)算B系列，對合組合(3-14)其中：,;,《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·彈簧·起重運(yùn)輸件·五金件》表如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！7-6-5得：則5194N②的計(jì)算因是對合組合，單個(gè)彈簧載荷，。③的計(jì)算查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·彈簧·起重運(yùn)輸件·五金件》圖7-6-2查得B系列，及時(shí)，，則。④對合組合片數(shù)的計(jì)算，取片數(shù)為20片。⑤未受載荷時(shí)的自由高度的計(jì)算⑥受載荷時(shí)的高度的計(jì)算⑦碟形彈簧壓平時(shí)的最大應(yīng)力如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！==-990N小于60Si2MnA的屈服點(diǎn)，本彈簧符合設(shè)計(jì)要求。⑧彈簧剛度的計(jì)算3.4.3已知,；(1)計(jì)算及和=5194N，。(2)計(jì)算和根據(jù)已知數(shù)據(jù)算，根據(jù)及和，從圖7-6-0查出如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！＝0.18，，代入求出＝0.252，＝0.35；(3)確定疲勞破壞關(guān)鍵部位為Ⅱ處并計(jì)算和應(yīng)力幅查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·彈簧·起重運(yùn)輸件·五金件》表7-6-3上確定疲勞關(guān)部位，并計(jì)算和應(yīng)力幅。(3-15)式中代入上式，時(shí)=281.2MPa=時(shí)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！=387.6MPa=應(yīng)力幅。(4)校驗(yàn)持久壽命范圍根據(jù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·彈簧·起重運(yùn)輸件·五金件》圖7-6-5查得N≥2×?xí)r的MPa應(yīng)力幅：MPa>所以此碟形彈簧能持久工作。3.5氣缸的設(shè)計(jì)3.5.11.氣缸的選擇查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·氣壓傳動(dòng)》[20]表22-1-16，選擇單作用活塞式彈簧復(fù)位氣缸，工作原理圖如圖3-16所示。圖3-16氣缸工作原理圖如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！其工作原理為壓縮空氣驅(qū)動(dòng)活塞向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，復(fù)位靠彈簧力彈簧起背壓作用，輸出力隨行程而變化，適用于短行程。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·氣壓傳動(dòng)》表22-1-56：（3-16）式中—?dú)飧纵敵鐾屏?=N—碟形彈簧剛度,；—?dú)飧變?nèi)徑，；—?dú)飧坠ぷ鲏毫?，選??；—彈簧力，。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·氣壓傳動(dòng)》表22-1-64，選取,壁厚，一般氣缸缸筒壁厚與外徑之比所以。將以上數(shù)據(jù)代（3-2）式得：。2.圓柱螺旋彈簧的計(jì)算(1)最小載荷P1，進(jìn)行估算(2)最大工作載荷N(3)工作行程查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·氣壓傳動(dòng)》表22-1-69，選取。(4)彈簧類別本設(shè)計(jì)中彈簧在一天中受載次數(shù)N，次，故彈簧端部并緊、磨如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！平，支承圈為一圈。(5)彈簧材料查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·彈簧·起重運(yùn)輸件·五金件》表2-3-5，選擇材料為65Mn。(6)初算彈簧剛度N/mm(3-17)(7)工作極限載荷的確定因是Ⅲ類載荷,，故＝2621.3N。(8)彈簧材料直徑d及彈簧中徑D與有關(guān)參數(shù)的確定根據(jù)條件從《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·彈簧·起重運(yùn)輸件·五金件》表7-2-19得，見表3-9。表3-9彈簧參數(shù)表12mm85mm4189N12333N/mm(9)有效圈數(shù)的計(jì)算，按表7-2-10取標(biāo)準(zhǔn)值。(10)總?cè)?shù)的確定(11)彈簧剛度的計(jì)算=N/mm如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！(12)工作極限載荷下變形量的計(jì)算mm(13)節(jié)距的計(jì)算mm(14)自由高度的確定；按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·彈簧·起重運(yùn)輸件·五金件》表7-2-12取標(biāo)準(zhǔn)值，。(15)彈簧外徑的確定(16)彈簧內(nèi)徑確定(17)最小載荷時(shí)的高度確定(18)最大載荷時(shí)的高度確定mm(19)實(shí)際工作行程的確定mm如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！(20)高徑比的計(jì)算，不必進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，此彈簧能夠滿足設(shè)計(jì)要求。3.5.21.壓力控制回路概述壓力控制回路是對系統(tǒng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制的回路。在氣動(dòng)控制系統(tǒng)中，進(jìn)行壓力控制主要有兩種。第一是控制一次壓力，提高氣動(dòng)系統(tǒng)工作的安全性。第二是控制二次壓力，給氣動(dòng)裝置提供穩(wěn)定的工作壓力，這樣才能充分發(fā)揮元件的功能和性能。2.一次壓力控制回路圖3-17所示為一次壓力控制回路。此回路主要用于把空氣壓縮機(jī)的輸出壓力控制在一定的壓力范圍內(nèi)。因?yàn)橄到y(tǒng)中壓力過高，除了會(huì)增加壓縮空氣輸送過程中的壓力損失和泄漏以外，還會(huì)使管道或元件破裂而發(fā)生危險(xiǎn)。因此，壓力應(yīng)始終控制在系統(tǒng)的額定值以下。1－溢流閥2－空氣壓縮機(jī)3－單向閥4－氣罐5－電觸點(diǎn)式壓力計(jì)6－氣源調(diào)節(jié)裝置圖3-17一次壓力控制回路該回路中常用外控性溢流閥1保持供氣壓力基本恒定和用電觸點(diǎn)式壓力計(jì)5來控制空氣壓縮機(jī)2的轉(zhuǎn)、停，使氣罐4內(nèi)的壓力保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。一般情況下，空氣壓縮機(jī)的出口壓力為如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！0.8Mpa左右。3.二次壓力控制回路圖3-18所示為二次壓力控制回路。此回路的主要作用是對氣動(dòng)裝置的氣源入口處壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，提供穩(wěn)定地工作壓力。該回路一般由空氣過濾器、減壓閥和油霧器組成，通常稱為氣動(dòng)調(diào)節(jié)裝置（氣動(dòng)三聯(lián)件）。其中，過濾器除去壓縮空氣中的灰塵、水分等雜質(zhì)；減壓閥調(diào)節(jié)壓力并使其穩(wěn)定；油霧器使清潔的潤滑油霧化后注入空氣流中，對需要潤滑的部件進(jìn)行潤滑。a)詳圖b)簡圖1－空氣過濾器2－減壓閥3－壓力計(jì)4－油霧器圖3-18二次壓力控制回路4.控制回路的選擇通過對以上兩種回路的分析結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際需要，應(yīng)選用二次壓力控制回路。二次壓力控制回路能夠提供穩(wěn)定的工作壓力，應(yīng)用于氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)非常的合適[25]。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！第4章主軸進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1概述4.1.1如圖4-1所示，伺服進(jìn)給系統(tǒng)是一個(gè)雙閉環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)是速度環(huán)，外環(huán)是位置環(huán)。速度環(huán)中可以采用測速發(fā)電機(jī)、脈沖編碼器等作為速度反饋的檢測裝置。速度控制單元是一個(gè)獨(dú)立的單元部件，它由速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、功率驅(qū)動(dòng)放大器等各部分組成。位置環(huán)是由CNC裝置中的位置控制模塊、速度控制單元、位置檢測及反饋控制等各部分組成。位置控制主要是對機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)進(jìn)行控制。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！圖4-1伺服進(jìn)給系統(tǒng)組成示意圖4.1.加工中心伺服系統(tǒng)一般為閉環(huán)或半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。（1）閉環(huán)伺服系統(tǒng)如圖4-2所示是典型的閉環(huán)伺服系統(tǒng)，它由伺服電動(dòng)機(jī)、檢測裝置、比較電路、伺服放大系統(tǒng)等部分組成。閉環(huán)伺服系統(tǒng)根據(jù)來自檢測裝置的反饋信號(hào)與指令信號(hào)比較的結(jié)果進(jìn)行速度和位置的控制。這種系統(tǒng)通常是直接從安裝在工作臺(tái)等移動(dòng)部件上的檢測裝置中取得反饋信號(hào)，閉環(huán)系統(tǒng)可以消除機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的全部誤差，控制精度較高，因此適用于高精度或大型加工中心控制。由于采用了位置檢測反饋裝置，所以閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置精度主要取決于檢測裝置的精度。閉環(huán)伺服系統(tǒng)的定為精度一般可達(dá)±0.01～0.005mm圖4-2閉環(huán)伺服系統(tǒng)的工作原理（2）半閉環(huán)伺服系統(tǒng)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)如圖4-3所示。檢測元件被安裝在伺服電動(dòng)機(jī)軸或滾珠絲杠等中間傳動(dòng)件上，間接測量執(zhí)行部件位置。半閉環(huán)系統(tǒng)只能補(bǔ)償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部分元件的誤差，因此，半閉環(huán)系統(tǒng)的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度要低一些，但是它的結(jié)構(gòu)與調(diào)試都比較簡單如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！。圖4-3半閉環(huán)伺服系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)通過直接測量工作臺(tái)等移動(dòng)部件的位移從而實(shí)現(xiàn)精度高的反饋控制。但這種測量裝置的安裝及調(diào)整都比較復(fù)雜且不易保養(yǎng)。相比之下，半閉環(huán)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)角測量就比較容易實(shí)現(xiàn)，但由于后繼傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差的影響，測量補(bǔ)償精度比閉環(huán)系統(tǒng)差。通過對以上兩種系統(tǒng)的分析比較，并結(jié)合本次設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，應(yīng)選用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單而且調(diào)整方便，精度較高，適合與本次設(shè)計(jì)。4.2進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1Z向工作行程350mm；工作進(jìn)給速度1～1000mm/min；快速進(jìn)給速度為10m/min；最大鉆孔直徑20mm；4.2.查《數(shù)控機(jī)床機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表2-2，當(dāng)最大鉆孔直徑為20mm時(shí)，采用高速鋼鉆頭，最大軸向力如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！N鉆削中心具有一定的銑削能力，故鉆削力的分解可以參照銑削力的分解，查《銑工工藝學(xué)》中級(jí)本得：縱向切削力橫向切削力垂直切削力故計(jì)算可得：N,=211.57N，=8240N；4.2.1.滾珠絲杠導(dǎo)程的確定在本設(shè)計(jì)中，電機(jī)和絲杠直接相連，傳動(dòng)比為1，即。查《數(shù)控機(jī)床機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表4-16，選擇FB-35電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，最大轉(zhuǎn)矩，則絲杠的導(dǎo)程為：2.確定絲杠等效轉(zhuǎn)速最大進(jìn)給時(shí)，絲杠的轉(zhuǎn)速為r/min;最慢進(jìn)給時(shí)，絲杠的轉(zhuǎn)速為r/min,則得到絲杠的等效轉(zhuǎn)速（估算）為：r/min如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！3.確定絲杠的等效負(fù)載工作負(fù)載是指機(jī)床工作時(shí)，實(shí)際作用在滾珠絲杠上的軸向壓力，它的數(shù)值可用進(jìn)給牽引力的試驗(yàn)公式計(jì)算。選定導(dǎo)軌為滾動(dòng)導(dǎo)軌，而一般情況下，滑動(dòng)塑料導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)為0.04，則絲杠所受最大牽引力為式中—為主軸箱的重力，估算N—為顛覆力矩影響系數(shù)，；計(jì)算得：N而絲杠最小工作負(fù)載荷為：N故其等效負(fù)載可按下式計(jì)算（估算）N4.確定絲杠所受最大動(dòng)載荷(4-1)式中—額定壽命，=15000h;—絲杠軸向當(dāng)量負(fù)荷；—絲杠當(dāng)量轉(zhuǎn)速，；—負(fù)載性質(zhì)系數(shù)，=1.3;如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！—溫度系數(shù)，；—可靠性系數(shù)，=1;—硬度系數(shù)，=1;—精度系數(shù)，=1。代入上式，計(jì)算可得：kN查《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表3-7-26，選用內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)反向器雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲杠副，型號(hào)為FFZ8010，絲杠公稱直徑，基本導(dǎo)程為，其額定動(dòng)負(fù)荷為65kN（），額定靜負(fù)荷為，4列，絲杠螺母副的接觸剛度為m，絲杠大徑為，螺母長度為，取絲杠精度為1級(jí)。5.臨界壓縮負(fù)荷確定絲杠螺紋部分地長度,等于工作臺(tái)最大行程（）加上螺母長度（）加兩端余程（）。即。支承跨距應(yīng)略大于，取。絲杠全長為861mm。臨界壓縮負(fù)荷為(4-2)式中—材料的彈性模量，；—絲杠最小截面慣性矩，如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！；—最大受壓長度，按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)??；—安全系數(shù)，；—最大軸向工作載荷，;—絲杠支承方式系數(shù)，查《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表3.7-37，；N>=9188N可見遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于，滿足要求。4.2.1.臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算(4-3)式中—絲杠最小橫截面：；—臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長度，取=m;—安全系數(shù)，一般取；—材料密度，；如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！—絲杠支承方式系數(shù)，查《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表3.7－37，取。將以上數(shù)據(jù)代入上式，則r/min本設(shè)計(jì)絲杠采用一端固定，另一端游動(dòng)的支承方式，固定端選用一對角接觸球軸承，背靠背安裝，查《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表3.8－50可得其參數(shù)如表4-1。表4-1角接觸球軸承參數(shù)表型號(hào)7015AC75mm115mm20mm46.8kN44.2kN游動(dòng)端選用深溝球軸承，查《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表3.8-44可得其參數(shù)如表4-2所示。表4-2深溝球軸承參數(shù)表型號(hào)621470mm125mm24mm60.8kN45.0kN2.扭轉(zhuǎn)剛度校核N由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》得，平移物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！；絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；；絲杠扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率為顯然，絲杠的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于，所以能滿足要求。3.絲杠壓桿穩(wěn)定性校核細(xì)長絲杠在受壓縮負(fù)荷時(shí)，不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的最大壓縮載荷為臨界載荷：（N）(4-4)式中—絲杠公稱直徑，；—滾珠絲杠鋼球直徑，；—絲杠最大受壓長度，根據(jù)結(jié)構(gòu)分析，；—絲杠支承方式系數(shù)，。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！如不慎侵犯了你的權(quán)益，請聯(lián)系我們告知！計(jì)算得，kN。。由于非常大，正常壓縮載荷不可能超過，所以絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。4.2.5在本設(shè)計(jì)中，選定伺服系統(tǒng)為半閉環(huán)伺服系統(tǒng)，并選取絲杠精度為1級(jí)精度。本設(shè)計(jì)采用旋轉(zhuǎn)型測量裝置—脈沖編碼器。4.2.61.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算與加速度計(jì)算根據(jù)結(jié)構(gòu)圖計(jì)算各部分折算至絲杠軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，見3.慣量匹配原則：本設(shè)計(jì)采用日本FANUC公司生產(chǎn)的電機(jī)FB－35的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為。全部轉(zhuǎn)動(dòng)慣量滿足