CK6140數(shù)控臥式車床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

第2章CK6140數(shù)控臥式車床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)縱向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)主要由縱向滑板和縱向滾珠絲杠組成。其縱向滑板安裝在床身的導(dǎo)軌上，它可以沿床身導(dǎo)軌縱向移動(dòng)。導(dǎo)軌的截面形狀是三角形導(dǎo)軌和平面導(dǎo)軌的組合。在滑動(dòng)導(dǎo)軌上圖一層特殊的塑料層，動(dòng)靜摩擦系數(shù)相接近，摩擦系數(shù)小。為了防止由于切削力作用而使滑板顛覆，縱向滑板的前后裝有壓板，壓板與床身接觸部分的表面上也涂有塑料層。在滑板導(dǎo)軌部分的端面上裝有橡膠擋板，它用鋼板和螺釘固定，當(dāng)縱向滑板運(yùn)動(dòng)時(shí)，將床身導(dǎo)軌表面上的切屑、灰塵物刮掉，不使雜物進(jìn)入到導(dǎo)軌表面之間，以減少導(dǎo)軌的磨損。2.1ck6140數(shù)控臥式車床結(jié)構(gòu)通用機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。機(jī)床本體數(shù)控車床由于切削用量大、連續(xù)加工發(fā)熱量大等因素對(duì)加工精度有一定影響，加工中又是自動(dòng)控制，不能像在普通車床那樣由人工進(jìn)行調(diào)整、補(bǔ)償，所以其設(shè)計(jì)要求比普通機(jī)床更嚴(yán)格，制造要求更精密，采用了許多新結(jié)構(gòu)，以加強(qiáng)剛性、減小熱變形、提高加工精度。(2)數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，主要包括微處理器CPU存儲(chǔ)器、局部總線、外圍邏輯電路以及與數(shù)控系統(tǒng)的其他組成部分聯(lián)系的各種接口等。數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)完全由軟件處理輸入信息，可處理邏輯電路難以處理的復(fù)雜信息，使數(shù)字控制系統(tǒng)的性能大大提高。(3)輸入/輸出設(shè)備鍵盤(pán)、磁盤(pán)機(jī)等是數(shù)控機(jī)床的典型輸入設(shè)備。除此以外，還可以用串聯(lián)通信的方式輸入。(4)伺服單元伺服單元是數(shù)控裝置和機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它將來(lái)自數(shù)控裝置的微弱指令信號(hào)放大成控制驅(qū)動(dòng)裝置的大功率信號(hào)。根據(jù)接受指令的不同，伺服單元有數(shù)字式和模擬式之分，而模擬伺服單元按電源種類又可分為直流伺服和交流伺服。（5）驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)過(guò)發(fā)大的指令信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床主軸、刀架、工作臺(tái)等精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出圖紙所要求的零件和伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等。伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置合稱為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動(dòng)力裝置，數(shù)控裝置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)踐。所以伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。從某種意義上說(shuō)，數(shù)控機(jī)床功能的強(qiáng)弱主要取決于數(shù)控裝置，而數(shù)控機(jī)床性能的好壞主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)最大的工件回轉(zhuǎn)直徑D（mm是400;刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑D1大于或等于200;主軸通孔直徑d要大于或等于36;主軸頭號(hào)（JB2521-79）是6;最大工件長(zhǎng)度L是750?2000;主軸轉(zhuǎn)速范圍是：32?1600;級(jí)數(shù)范圍是：18;縱向進(jìn)給量mm/r0.03?2.5;主電機(jī)功率（kw）是5.5?10。ck6140數(shù)控臥式車床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)需要改動(dòng)的主要部分有掛輪架、進(jìn)給箱、溜板、刀架等改造方案不是唯一的。以下是其中的一種方案：掛輪架系統(tǒng)：原有掛輪架全部拆除，在原掛輪主動(dòng)軸處安裝光電脈沖發(fā)生器。進(jìn)給箱部分：原有進(jìn)給箱全部拆除，在該處安裝縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)與齒輪減速箱，齒輪箱連接滾珠絲杠，滾珠絲杠的另一端支承座安裝在車床尾座端原來(lái)裝軸承座的部分。溜板箱部分：將原有滾珠絲杠的螺母拆除，改裝滾珠絲杠螺母副、將進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)與齒輪減速箱組裝安裝在溜板后部并與滾珠絲杠相連。刀架：拆除原刀架，改裝自動(dòng)回轉(zhuǎn)四方刀架總成。對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的要求總體方案設(shè)計(jì)應(yīng)考慮機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的類型，計(jì)算機(jī)的選擇，以及傳動(dòng)方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇等。普通車床數(shù)控化改造后應(yīng)具有定位、縱向和橫向的直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)功能，還要求能暫停，進(jìn)行循環(huán)加工和螺紋加工等，因此，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)選連續(xù)控制系統(tǒng)。車床數(shù)控化改裝后屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，在保證一定加工精度的前提下應(yīng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中除了CPU外卜，還包括擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、I/O接口電路；包括能輸入加工程序和控制命令的鍵盤(pán)，能顯示加工數(shù)據(jù)和機(jī)床狀態(tài)信息的顯示器，包括光電隔離電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，此外，系統(tǒng)中還應(yīng)包括螺紋加工中用的光電脈沖發(fā)生器和其他輔助電路。縱向進(jìn)給是套獨(dú)立的傳動(dòng)鏈，它們由步進(jìn)電機(jī)、齒輪副、絲杠螺母副組成，其傳動(dòng)比應(yīng)滿足機(jī)床所要求的分辨率。為了保證進(jìn)給伺服系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小、傳動(dòng)效率高的滾珠絲杠螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)，以提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機(jī)構(gòu)。采用貼塑導(dǎo)軌，以減小導(dǎo)軌的摩擦力。進(jìn)給系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)一般由驅(qū)動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)元件、機(jī)械傳動(dòng)部件、執(zhí)行元件和檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動(dòng)控制單元和驅(qū)動(dòng)元件組成伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械傳動(dòng)部件和執(zhí)行元件組成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，檢測(cè)元件與反饋電路組成檢測(cè)裝置，亦稱檢測(cè)系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)裝置和器件具有高壽命、高剛度、無(wú)間隙、高靈敏度和低摩擦阻力等特點(diǎn)。目前，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中常用的機(jī)械傳動(dòng)裝置有以下幾種：滾珠絲杠副、靜壓蝸桿、蝸母一條、預(yù)加載荷雙齒輪齒條及直線電動(dòng)機(jī)。滾珠絲杠副是在絲杠和螺母之間以滾珠為滾動(dòng)體的螺旋傳動(dòng)元件。滾珠絲杠副有多種結(jié)構(gòu)型式。按滾珠循環(huán)方式分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩大類。外循環(huán)回珠器用插管式的較多，內(nèi)循環(huán)回珠器用腰形槽嵌塊式的較多。按螺紋軌道的截面形狀分為單圓弧和雙圓弧兩種截形。由于雙圓弧截形軸向剛度大于單圓弧截形，因此目前普遍采用雙圓弧截形的絲杠。按預(yù)加負(fù)載形式分，可分為單螺母無(wú)預(yù)緊、單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊、單螺母加大鋼球徑向預(yù)緊、雙螺母墊片預(yù)緊、雙螺母差齒預(yù)緊、雙螺母螺紋預(yù)緊。數(shù)控機(jī)床上常用雙螺母墊片式預(yù)緊，其預(yù)緊力一般為軸向載荷的 1/3。滾珠絲杠副與滑動(dòng)絲杠螺母副比較有很多優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高、靈敏度高、傳動(dòng)平穩(wěn)：磨損小、壽命長(zhǎng)；可消除軸向間隙，提高軸向剛度等。滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)廣泛應(yīng)用于中小型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)。在重型數(shù)控機(jī)床的短行程進(jìn)給系統(tǒng)中也常被采用。第3章縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)3.1.1減速系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)減速器的要求是：制動(dòng)迅速、平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、維修和調(diào)整方便。本次設(shè)計(jì)采用一級(jí)齒輪傳動(dòng)減速。傳動(dòng)方案擬定單級(jí)圓柱齒輪減速器.工作條件：使用年限5年，工作為一班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。.假設(shè)滾珠絲桿圓周力F=2200N；電動(dòng)機(jī)選擇.電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇：選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆，無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械。(2).電動(dòng)機(jī)容量選擇：電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：式(1):Pd=PW/na(KW)(3-1)由式(2):P滬FV/1000(KW)(3-2)因此Pd=FV/1000na(KW)由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為：n總=nlXn23Xn3Xn4Xq5 (3-3)式中：n1、n2、n3、n4、n5分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和卷筒的傳動(dòng)效率。取nl=0.96,耳2=0.98,n3=0.97,耳4=0.97則: n總=0.96x0.983X0.97x0.99x0.96=0.83所以：電機(jī)所需的工作功率：Pd=FV/1000n總=(2200 X1.7)/(1000X0.83)=4.5(kw).確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾珠絲杠工作轉(zhuǎn)速為：n滾珠絲杠=60X1000-V/(n?D) (3-4)=(60 X1000X1.7)/(420?n)=77.3r/min根據(jù)手冊(cè)P7表1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍I'=3?6。則傳動(dòng)比理論范圍為：Ia'=6?24。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為N 'd=I'aXn滾珠絲杠 (3-5)=(16?24)X77.3=463.8 ?1855.2r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有： 750、1000和1500r/min根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由相關(guān)手冊(cè)查出三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)： (如下表)電動(dòng)機(jī)型號(hào)表3-1方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)電動(dòng)機(jī)重量N參考價(jià)格傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速、卄+［、，滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)減速器1Y132S-45.515001440650120018.63.55.322Y132M2-65.51000960800150012.422.84.443Y160M2-85.5750720124021009.312.53.72綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格、減速器傳動(dòng)比，可見(jiàn)第2方案比較適合。此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6。確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配級(jí)傳動(dòng)比：由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n（1）.可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為：3-6)ia=nm/n=nm/n 3-6)=960/77.3=12.42總傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比的乘積（2）.各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比：根據(jù)指導(dǎo)書(shū)P7表1,取i0=2.8因?yàn)椋?ia=ioXi所以： i=ia/iO=12.42/2.=4.44傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì)：將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為I軸，U軸等等i0,i1,為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比n01,n12,…… 為相鄰兩軸的傳動(dòng)效率PI，PU，為各軸的輸入功率 （KW）Tn,Tn,…… 為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （N?0）nI,nU,為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （r/min）可按電動(dòng)機(jī)軸至工作運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算,得到各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù).運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算.計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)數(shù)：I軸：ni=n』io=960/2.8=342.86 (r/min)n軸：nn=ni/i1=324.86/4.44=77.22r/min

滾珠絲杠：nm=nn.計(jì)算各軸的功率：I軸：PI=PdXn01=PdXn1=4.5 X0.96=4.32(KVyn軸：Pn=PiXn12=PiXn2Xn3=4.32X0.98X0.97=4.11 (KW)滾珠絲杠：P皿=Pn?n23=Pn?n2?n4=4.11 X0.98X0.99=4.07(KW)計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩為：3-8)Td=9550?Pd/nm=9550X3-8)=44.77N?mI軸：Ti=Td?i0?n01=Td-i0?n1

=44.77X2.8X0.96=120.33N?mn軸：Tn=Ti?i1?n12=Ti?i1?n2?n4=120.33 X4.44X0.98X0.99=518.34N滾珠絲杠輸入軸轉(zhuǎn)矩：Tm=Tn?n2?n4=502.90N ?m計(jì)算各軸的輸出功率：由于i?n軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率:故：P'i=PiXn軸承=4.32X0.98=4.23KWP'n=PnXn軸承=4.23X0.98=4.02KW計(jì)算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩：由于i?n軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：貝U：T'i=TiXn軸承=120.33X0.98=117.92N?mT' n=TnXn軸承=518.34X=518.34X0.98=507.9綜合以上數(shù)據(jù)，得表如下：表3-2功率表軸名效率p(Kvy轉(zhuǎn)矩t(n?m轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比i效率n輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸4.544.779602.80.96I軸 '4.324.23120.33117.92342.864.440.95I軸 ，4.114.02518.34507.9777.221.000.97卷筒軸 ，4.073.99502.90492.8477.223.1.6聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)類型選擇由于兩軸相對(duì)位移很小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)緩沖要求不高，故選用彈性柱銷聯(lián)。載荷計(jì)算計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KAXTII=1.3X518.34=673.84Nm,其中KA為工況系數(shù)，由課本表14-1得KA=1.3型號(hào)選擇根據(jù)TC,軸徑d,軸的轉(zhuǎn)速n,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014—2003，選用LXZ2型彈性柱銷聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩[T]=1250Nm,許用轉(zhuǎn)速[n]=3750r/m，故符合要求。3.1.7齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：選定齒輪傳動(dòng)類型、材料、熱處理方式、精度等級(jí)。小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪的材料為 45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS大齒輪選用45號(hào)鋼正火，齒面硬度為200HBS齒輪精度初選8級(jí)初選主要參數(shù)PC=20，u=4.5Z2=Z1?u=20X4.5=90

取書(shū)a=0.3，則書(shū)d=0.5?(i+1)?=0.675按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算小齒輪分度圓直徑di>2kT,u1Wdu2ZeZh乙(3-17)確定各參數(shù)值載荷系數(shù)查課本表6-6取K=1.2小齒輪名義轉(zhuǎn)矩(3-18)Ti=9.55X106XP/n1=9.55X106X(3-18)=1.18 X105N?mm材料彈性影響系數(shù)由課本表6-7ZE=189.8..MPa區(qū)域系數(shù)ZH=2.5重合度系數(shù)(3-19)￡t=1.88-3.2 ?(1/Z1+1/Z2(3-19)=1.88-3.2X(1/20+1/90)=1.88-3.2X(1/20+1/90)=1.69存0.77許用應(yīng)力查課本圖6-21(許用應(yīng)力查課本圖6-21(a)[bHlim1】610MPa[bhlim2]560MPa查表6-8按一般可靠要求取SH=1bHlim1

"STbHlim2610MPa(3-20bHlim1

"STbHlim2610MPa(3-20)560MPa(3-21)取兩式計(jì)算中的較小值，即[bH]=560Mpa32kT；u1ZeZh乙2=52.82mm2=52.82mmc；21.21.181054.51189.82.50.77c3 1 45 560—確定模數(shù)m=d1/Z1>52.82/20=2.641取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值m=3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算升空Ly升空LyfsY 校核bd1m(3-22)式中式中1)小輪分度圓直徑d1=m?Z=3X20=60mm齒輪嚙合寬度b=Wd-d1=1.0X60=60mm復(fù)合齒輪系數(shù)YFS1=4.38YFS2=3.95重合度系數(shù)丫&=0.25+0.75/￡t=0.25+0.75/1.69=0.6938許用應(yīng)力查圖6-22(a)(TFlim仁245MPa cFlim2=220Mpa查表6-8，取SF=1.25貝U[cF!1空也竺196MPaSF 1.25°"flim2Sf220°"flim2Sf2201.25176MPa計(jì)算大小齒輪的計(jì)算大小齒輪的Yfs并進(jìn)行比較CF4.381960.022343.950.022444.381960.022343.950.02244丫FS1 丫FS1 <YFS2[CFJ取較大值代入公式進(jìn)行計(jì)算則有°"f22KT1bd°"f22KT1bd1m21.21.18105~~606033.950.6938=71.86<[cF]2故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求幾何尺寸計(jì)算d 1=m-Z=3X20=60mmd 2=m?Z1=3X90=270mma=m-(Z1+Z2)=3X(20+90)/2=165mmb=60mmb2=60取小齒輪寬度b仁65mm驗(yàn)算初選精度等級(jí)是否合適齒輪圓周速度v=n-d1-n〃(60X1000)=3.14 X60X342.86/(60X1000)=1.08m/s對(duì)照表6-5可知選擇8級(jí)精度合適。3.1.8軸的設(shè)計(jì)（1）齒輪軸的設(shè)計(jì)1）確定軸上零件的定位和固定方式 （如圖）圖3-2軸上零件的定位和固定方式1,5—滾動(dòng)軸承2—軸3—齒輪軸的輪齒段 4—套筒6—密封蓋7—軸端擋圈8—軸承端蓋9—帶輪10—鍵按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS軸的輸入功率為Pi=4.32KW轉(zhuǎn)速為ni=342.86r/min根據(jù)課本P205(13-2)式，并查表13-2，取c=1151 fd>上1153〔4.32 26.76mmA \342.86確定軸各段直徑和長(zhǎng)度從大帶輪開(kāi)始右起第一段，由于帶輪與軸通過(guò)鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%取口二①30mm又帶輪的寬度B=(Z-1)-e+2-f= (3-1)x18+2X8=52mm則第一段長(zhǎng)度I1=60mm右起第二段直徑取^二①38mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求和箱體的厚度， 取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為30mm則取第二段的長(zhǎng)度12=70mm右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6208型軸承，其尺寸為dxDxB=40x80x18,那么該段的直徑為口二①40mm長(zhǎng)度為13=20mm右起第四段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取C4=O48mm長(zhǎng)度取14=10mm右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為①66mm分度圓直徑為①60mm齒輪的寬度為65mm貝此段的直徑為。二①66mm長(zhǎng)度為l5=65mm60右起第六段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取口二①48mm長(zhǎng)度取16=10mm右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為 。二①40mm長(zhǎng)度17=18mm求齒輪上作用力的大小、方向小齒輪分度圓直徑：d1=60mm作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1=1.18x105N-mm3） 求圓周力:FtFt=2T2/d2=2X1.18X105/60=1966.67N4） 求徑向力:FrFr=Ft?tana=1966.67Xtan200=628.20NFt,Fr的方向如下圖所示5） 軸長(zhǎng)支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。水平面的支反力：R=Rb=Ft/2=983.33N垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則 Fa=0那么R=Rb'=FrX62/124=314.1N6） 畫(huà)彎矩圖右起第四段剖面C處的彎矩：水平面的彎矩：M=PAX62=60.97Nm垂直面的彎矩：=Mb'=RAX62=19.47Nm合成彎矩：2222MC1MC2..Me MC1 60.97 19.47 64.0Nm7） 畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖：T=FtXd1/2=59.0Nm8） 畫(huà)當(dāng)量彎矩圖因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，a=0.6可得右起第四段剖面C處的當(dāng)量彎矩：MeC2.MC22 （aT）2 73.14Nm9） 判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度①.右起第四段剖面C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面C為危險(xiǎn)截面。已知Mec2=73.14Nm,由課本表13-1有:[c-1]=60Mpa貝U:ere=MeC2/W=MM（0.1 ?D4a）=73.14X1000/（0.1X443）=8.59Nm<[c-1]②.右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面：Md(aT)2 0.65935.4Nm(Te=MD/W=MD/(0.1?D13)3=35.4X1000/(0.1X30)=13.11Nm<[c-1]所以確定的尺寸是安全的。3.1.9箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)窺視孔和窺視孔蓋在減速器上部可以看到傳動(dòng)零件嚙合處要開(kāi)窺視孔，以便檢查齒面接觸斑點(diǎn)和赤側(cè)間隙，了解嚙合情況。潤(rùn)滑油也由此注入機(jī)體內(nèi)。窺視孔上有蓋板，以防止污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)和潤(rùn)滑油飛濺出來(lái)。放油螺塞減速器底部設(shè)有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞賭注。油標(biāo)油標(biāo)用來(lái)檢查油面高度，以保證有正常的油量。油標(biāo)有各種結(jié)構(gòu)類型，有的已定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件。通氣器減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，使機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤(rùn)滑油從縫隙向外滲漏。所以多在機(jī)蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器， 使機(jī)體內(nèi)熱漲氣自由逸出，達(dá)到集體內(nèi)外氣壓相等，提高機(jī)體有縫隙處的密封性能。啟蓋螺釘機(jī)蓋與機(jī)座結(jié)合面上常涂有水玻璃或密封膠， 聯(lián)結(jié)后結(jié)合較緊，不易分開(kāi)。為便于取蓋，在機(jī)蓋凸緣上常裝有一至二個(gè)啟蓋螺釘，在啟蓋時(shí)，可先擰動(dòng)此螺釘頂起機(jī)蓋。在軸承端蓋上也可以安裝啟蓋螺釘，便于拆卸端蓋。對(duì)于需作軸向調(diào)整的套環(huán)，如裝上二個(gè)啟蓋螺釘，將便于調(diào)整。定位銷 為了保證軸承座孔的安裝精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)結(jié)后，鏜孔之前裝上兩個(gè)定位銷，孔位置盡量遠(yuǎn)些。如機(jī)體結(jié)構(gòu)是對(duì)的，銷孔位置不應(yīng)該對(duì)稱布置。調(diào)整墊片調(diào)整墊片由多片很薄的軟金屬制成，用一調(diào)整軸承間隙。有的墊片還要起調(diào)整傳動(dòng)零件軸向位置的作用。環(huán)首螺釘、吊環(huán)和吊鉤在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊環(huán)或吊鉤，用以搬運(yùn)或拆卸機(jī)蓋。密圭寸裝置 在伸出軸與端蓋之間有間隙，必須安裝密圭寸件，以防止漏油和污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。密封件多為標(biāo)準(zhǔn)件，其密封效果相差很大，應(yīng)根據(jù)具體情況選用。箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇如下表：3-3名稱1符號(hào)尺寸(mm

機(jī)座壁厚8機(jī)蓋壁厚PS1\8機(jī)座凸緣厚度b12機(jī)蓋凸緣厚度b112機(jī)座底凸緣厚度b2201地腳螺釘直徑df20地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d116機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d212聯(lián)軸器螺栓d2的間距l(xiāng)160軸承端蓋螺釘直徑da10窺視孔蓋螺釘直徑d4I*定位銷直徑d8df,d1,d2至外機(jī)壁距離C26,22,18df,d2至凸緣邊緣距離b：24,16軸承旁凸臺(tái)半徑R124,16凸臺(tái)高度h根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)外機(jī)壁至軸承座端面距離1160,44大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離△112齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離[△2：10機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m,m27,7軸承端蓋外徑D90,105軸承端蓋凸緣厚度t10軸承旁聯(lián)接螺栓距離S盡量靠近，以Md和Md互不干涉為準(zhǔn)，一般s=D3.1.10鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)輸入軸與大帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接此段軸徑di=30mm,li=50mm查手冊(cè)得，選用C型平鍵，得：A鍵8X7GB1096-79L=li-b=50-8=42mmT=44.77N?mh=7mm根據(jù)課本P243(10-5)式得(Tp=4?T/(d?h?L)=4 X44.77X1000/(30X7X42)=20.30Mpa<[ (TR](110Mpa)輸入軸與齒輪1聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d2=44mmb=63mmT=120.33N?m查手冊(cè)選A型平鍵GB1096-79

B鍵12X8GB1096-79l=l2-b=62-12=50mmh=8mmerp=4?TI/(d?h?l)=4X120.33X1000/(44X8X50)=27.34Mpa<[ep](110Mpa)輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d3=60mmL3=58mmTn=518.34Nm查手冊(cè)P51選用A型平鍵鍵18X11GB1096-79l=L3-b=60-18=42mmh=11mmep=4?Tn/(d?h?l)=4X518.34X1000/(60X11X42)=74.80Mpa<[ep](110Mpa)3.1.11滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命Lh5X365X8=14600小時(shí)（1）輸入軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=628.20N2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值C'1第LhC'1第Lh)；1.2628.20(60342.861 106114600)；5048.38N35048.38N3）選擇軸承型號(hào)查課本表11-5，選擇6208軸承Cr=29.5KN由課本式11-3有Lh朋）Lh朋）106 (129500)360342.86(1.262.82。)291313314600???預(yù)期壽命足夠??????預(yù)期壽命足夠???此軸承合格（2）輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P因該軸承在此工作條件下只受到 Fr徑向力作用，所以P=Fr=1369.61N2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值C'60n1Lh)1.21369.611C'60n1Lh)1.21369.611(6077.22106114600)6696.63N選擇軸承型號(hào)查課本表11-5，選擇6211軸承Cr=43.2KN由課本式11-3有匹(fC)60n(匹(fC)60n(7dP)1066077.22143200)31.21369.61)391954514600???預(yù)期壽命足夠???此軸承合格3.1.12密封和潤(rùn)滑的設(shè)計(jì)(1)密封由于選用的電動(dòng)機(jī)為低速，常溫，常壓的電動(dòng)機(jī)則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙， 達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又可以將潤(rùn)滑油自行刮下反復(fù)自行潤(rùn)滑。(2)潤(rùn)滑1)對(duì)于齒輪來(lái)說(shuō)，由于傳動(dòng)件的的圓周速度 vv12m/s,采用浸油潤(rùn)滑，因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤(rùn)滑油，用以潤(rùn)滑和散熱。同時(shí)為了避免油攪動(dòng)時(shí)泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH不應(yīng)小于30~50mm對(duì)于單級(jí)減速器，浸油深度為一個(gè)齒全高，這樣就可以決定所需油量，單級(jí)傳動(dòng),每傳遞1KW需油量3V0=0.35~0.7m。2).對(duì)于滾動(dòng)軸承來(lái)說(shuō)，由于傳動(dòng)件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。這樣不僅密封簡(jiǎn)單，不宜流失，同時(shí)也能形成將滑動(dòng)表面完全分開(kāi)的一層薄膜。3.2滾珠絲杠螺母副設(shè)計(jì)3.2.1滾珠絲桿螺母副類型選擇滾珠絲杠螺母副的制造精度要求高，加工工藝比較復(fù)雜。都是由專業(yè)工廠按系列化進(jìn)行生產(chǎn)。因此在進(jìn)行設(shè)備改造時(shí)，要按廠家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。選擇合適以后再?zèng)Q定被改造設(shè)備的其他相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)和尺寸。.主要種類滾珠絲桿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)與圈數(shù)、預(yù)緊方式。鋼珠在絲桿與螺母之間的滾動(dòng)是一個(gè)循環(huán)閉路。根據(jù)回珠方式可分兩類:內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)。本次設(shè)計(jì)中根據(jù)應(yīng)用的需要選：外循環(huán)。鋼珠每一個(gè)循環(huán)閉路稱為列。每個(gè)滾珠循環(huán)閉路內(nèi)所含導(dǎo)程數(shù)稱為圈數(shù)。外循環(huán)滾珠絲桿副的每個(gè)螺母有1列2.5圈，1列3.5圈，2列1.5圈，2列2.5圈等，種類很多。本次設(shè)計(jì)中采用的是外循環(huán)2列3.5圈。為了消除間隙和提高滾珠絲桿副的剛度， 可以預(yù)加載荷，使它在過(guò)盈的條件下工作，稱為預(yù)緊。常用的滾珠絲桿副預(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)緊等。預(yù)緊后的剛度可提高到為無(wú)預(yù)緊時(shí)的 2倍。但是，預(yù)加載荷過(guò)大，將使壽命下降和摩擦力矩加大。通常，滾珠絲桿在出廠時(shí)，就已經(jīng)由制造廠調(diào)好預(yù)加載荷，并且預(yù)加載荷往往與絲桿副的額定動(dòng)載荷有一定的比例關(guān)系。本次設(shè)計(jì)中的采用的是墊片式預(yù)緊，調(diào)整方法一調(diào)整墊片厚度，使螺母產(chǎn)生軸向位移。這種方法結(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）.參數(shù)及代號(hào)1） 滾珠絲桿副的主要參數(shù).公稱直徑d1，公稱直徑即滾珠絲桿的名義直徑，d1越大，承載能力和剛度越大。數(shù)控機(jī)床常用進(jìn)給絲桿的公稱直徑d1為①30mm至①80mm本次設(shè)計(jì)中選用的公稱直徑為①40mm.基本導(dǎo)程（螺距）丨0。絲桿相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn)2八rad時(shí)，螺母的軸向位移，基本導(dǎo)程也稱為螺距。它按承載能力選取，并與進(jìn)給系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量的要求有關(guān)。本次設(shè)計(jì)中的導(dǎo)程lo=6mm.精度等級(jí)。滾珠絲桿副按其使用范圍及要求分為7個(gè)精度等級(jí)，即1,2,3,4,5,7,及10七個(gè)精度等級(jí)，1級(jí)精度最高，其余依次逐級(jí)降低，一般選取4級(jí)?7級(jí)，數(shù)控車床及精密機(jī)械可選用2級(jí)?3級(jí)。滾珠絲桿副的精度直接影響定位精度、承載能力和接觸剛度，因此它是滾珠絲桿副的重要質(zhì)量指標(biāo)，選用時(shí)要予以注意。本次所設(shè)計(jì)的機(jī)床是數(shù)控機(jī)床，所以選用的精度等級(jí)還是很高的，是3級(jí)。2） 滾珠絲桿副代號(hào)的標(biāo)注本次設(shè)計(jì)中所選用的滾珠絲桿副的特征代號(hào)見(jiàn)下表：表 3-4號(hào)序 特 征代 號(hào)

1鋼球外循環(huán)插官式C循環(huán)方式2預(yù)緊方式雙螺母墊片式D3結(jié)構(gòu)特征導(dǎo)珠桿埋入式M4螺紋方向右旋5負(fù)荷鋼球3.53.5圈數(shù)6類型傳動(dòng)滾珠絲桿副（與旋轉(zhuǎn)角度無(wú)關(guān)，用于傳遞動(dòng)力的滾珠絲桿副）T7精度33等級(jí)322縱向滾珠絲杠螺母副的型號(hào)選擇校與核步驟(1)最大工作荷載計(jì)算滾珠絲杠的工作載荷Fm是指滾珠絲杠副的在驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)時(shí)滾珠絲杠所承受的軸向力，也叫做進(jìn)給牽引力。它包括滾珠絲杠受到的抗力及與移動(dòng)體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。由于原普通Ck6140車床的縱向?qū)к壥侨切螌?dǎo)軌，則用公式3-1計(jì)算工作載荷的大小。Fm=KFL+f'(Fv+G) (3-23)車削抗力分析車削外圓時(shí)的切削抗力有Fx、Fy、Fz，主切削力和主切削速度方向一致垂直向下，是計(jì)算機(jī)床主軸電機(jī)切削功率的主要依據(jù)。切深抗力 Fy與縱向進(jìn)給垂直，影響加工精度或已加工表面質(zhì)量。進(jìn)給抗力Fx與進(jìn)給方向平行且相反指向，設(shè)計(jì)或校核進(jìn)給系統(tǒng)是要用它?？v切外圓時(shí)，車床的主切削力Fz可以用下式計(jì)算：Fz=CFzaPXFzfyFzVnFzKFz (3-24)=5360(N)由Fz:Fx:Fy=1:0.25:0.4 (3-25)得Fx=1340(N)Fy=2144(N)作用在進(jìn)給托板上的載荷可以按下式求出：托板上的載荷(進(jìn)給方向) F仁Fx=1340(N)托板上的載荷(垂直方向) Fv=Fz=5360(N)托板上的橫向載荷 Fc=Fy=2144(N)因此，最大工作載荷 Fm=KFL+f '(Fv+G)=1.15 X1340+0.04X(5360+90X9.8)=1790.68(N)對(duì)于三角形導(dǎo)軌K=1.15,f'=0.03?0.05,選f'=0.04(因?yàn)槭琴N塑導(dǎo)軌)，G是縱向、橫向溜板箱和刀架的重量，選縱向、橫向溜板箱的重量為75kg,刀架重量為15kg.(2)最大動(dòng)載荷C的計(jì)算滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)額定動(dòng)載荷Ca選用，可用式3-4計(jì)算：C=錯(cuò)誤!未找到引用源。fmm(3-26)L為工作壽命，單位為10r,L=60nt/10;n為絲杠轉(zhuǎn)速(r/min),n=1000v／L0;v為在最大切削力下的進(jìn)給速度(m／min),L0是絲杠的基本導(dǎo)程，取最高進(jìn)給速度的1/2?1/3;查資料得L°=12mm;fm為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，因有沖擊振動(dòng)，所以取fm=1.5.V縱向=1.59mm/rX1400r/min=2226mm/minn縱向=v縱向x1/2/Lq=2226X1/2/12=92.75r/minL=60nt/10 6=60X92.75x15000/106=83.5則C=4、37X1.5X1790.68=11740(N)選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應(yīng)的額定動(dòng)載荷 ca>最大載荷c；因此有Ca>C=11740N初選滾珠絲杠為：外循環(huán)，因?yàn)閮?nèi)循環(huán)較外循環(huán)絲杠貴，并且較難安裝?？紤]到簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)改裝，所以采用外循環(huán)。因此初選滾珠絲杠的型號(hào)為型cD63X8-3.5-E型，主要參數(shù)為Dw=4.763mm,Lo=8mm,dm=63mrm2o19'，圈數(shù)x列數(shù)3.5x1( 3 )縱向滾珠絲杠的校核1)傳動(dòng)效率計(jì)算滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為nn=tg入/tg(入+?)=tg2°19'/tg(2°19'+10')=92% (3-27)2）剛度驗(yàn)算.絲杠的拉升（壓縮）變形量S1(3-28)S1=(3-28)= ±1790.68X2280/20.6X10XnX(31.5)=0.0064mm.滾珠與螺紋滾道接觸變形量S2采用有預(yù)緊的公式，在這里 Fyj=1/3Fm=1/3X1790.68=597NZ= ndm/Dw=3.14X63/4.763=41.53Z 刀=41.53X3.5X仁145.36絲杠的總變形量S=S1+S2=0.0064+0.0028=0.0092mm<0.015mm查表知E級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差為w0.015mm故所選絲杠合格.壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算滾珠絲杠通若所受軸向工作負(fù)載過(guò)大，將使絲杠失去穩(wěn)定性而產(chǎn)生縱向彎曲。這時(shí)的臨界載荷為FkFk=fz 2EI/L2 （3-29）式中：E為絲杠材料彈性模量，對(duì)鋼E=20.6X104MpaI為截面慣性矩，對(duì)絲杠圓截面1=ndl4/64（mm4）（dl為絲杠的底徑）；L為絲杠的最大工作長(zhǎng)度（mr）fz為絲杠的支撐方式系數(shù)由表3-5查得。表3-5支撐方式系數(shù)方式兩端端自由一端固疋一端自由兩端固定兩端簡(jiǎn)支Fz0.252.04.01.0

由Fk=fzn2EI/L2 且fz==2.0, E=20.6X104Mpa, I=ndl4/64mm,L=2800mn為絲杠的長(zhǎng)度由于I=ndl4/64=n(63-5.953)4/64=3.14X57.0474/64=519614mmFk=2X3.142X20.6X104X519614/28002=276276Nk=276276/1875=149>>4所以絲杠很穩(wěn)定。3.2.3齒輪有關(guān)計(jì)算1.縱向齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算（1）.有關(guān)齒輪計(jì)算，由前面的條件可知：工作臺(tái)重量：W=80kgf=800N根據(jù)圖紙粗略計(jì)算）滾珠絲杠的導(dǎo)程:Lo=12mm步距角： a=0.75°/step脈沖當(dāng)量： Sp=0.01mm/step快速進(jìn)給速度：Vmax=2m/min所以,變速箱內(nèi)齒輪的傳動(dòng)比i=2.5 （3-30）齒輪的有關(guān)參數(shù)選取如下Z1Z1=32,Z 2=40模數(shù)m=2mm齒寬b=20mm齒寬b=20mm壓力角a=20°齒輪的直徑d 齒輪的直徑d 1=mz1=2X32=64mmd 2=mz1=2X40=80mm*d a2=d1+2ha=68mm*d a2=d2+2ha=84mm兩齒輪的中心矩a=72mm（2）.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算工作臺(tái)質(zhì)量折算到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：2J1=0.467kg.cm2對(duì)材料為鋼的圓柱形零件,其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可按下式估算：-4 4 2J=7.8 X10DL kg.cm3-31）式中D---圓柱形零件的直徑,cm

L---零件的軸向長(zhǎng)度L---零件的軸向長(zhǎng)度，cm所以,絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：Ji=7.8X10-4+九=7.8X10-4X3.24X140.3=11.475kg.cm齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：Jz1=7.8X 10-4 X6.44X2=2.617 kg.cm2Jz1=7.8X10-4X84x2=6.39kg.cm2電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，可忽略。因此，折算到步進(jìn)電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=(Js+Jz2)+Jz1+J1=(11.475+6.39)+2.617+0.467=5.942kg.cm2=59.42N.cnf (3-31)表3-6滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量絲杠名義直徑/mm導(dǎo)程/mm1m長(zhǎng)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg.cm2絲杠名義直徑/mm導(dǎo)程/mm1m長(zhǎng)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg.cm22040.94501035.7650.841231.982552.2460881.5862.001078.023054.911274.9664.47708157.353559.2610150.4768.7212145.1388.3010263.498040516.2912255.84615.459010420.31815.1812392.7545626.1310012649.56824.5416615.161022.6320562.4450639.75120201233.93

837.64241144.60(3)所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩M=Mamax+Mf+Mo最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩M=Mat+Mf+Mo+Mt快速進(jìn)給時(shí)所需力矩M=Mf+Mo式中，Mamax---空載啟動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的加速度力矩Ma--- 折算到電動(dòng)機(jī)軸上的加速度力矩；Mf--- 折算到電動(dòng)機(jī)軸上的摩擦力矩；Mo--- 由絲杠預(yù)緊所引起，折算到電動(dòng)機(jī)軸上的附加摩擦力矩Mat—切削時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的加速力矩；Mt---折算到電動(dòng)機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩；Ma=(d/9.6T)-4X10N.m(3-32)式中,J--- 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,kg.cmn--- 絲杠轉(zhuǎn)速,r/minT--- 時(shí)間常數(shù),s當(dāng)n=nmax時(shí) Ma=Mimaxnma=416.7r/minMam=2.49N.m當(dāng)n=nt時(shí),Ma=natnt=24.88r/min(3-33)IMt(3-33)式中f'---導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)nt--- 切削加工時(shí)的轉(zhuǎn)速，r/min;w--- 移動(dòng)不見(jiàn)的重量，N;Lo--- 絲杠導(dǎo)程，cm;傳動(dòng)比;傳動(dòng)比;n---傳動(dòng)效率。當(dāng)n=0.8f'=0.16時(shí),Mf=12.23N.cmM式中no---絲杠未預(yù)緊時(shí)的效率,取0.9F O---預(yù)加載荷,一般為最大軸向載荷的1/3,即FP/3則Mo=8.108N.cmMt=128N.cm所以,快速空載啟動(dòng)所需力矩M=Mamax+Mf+Mo=103+12.23+8.108=123.338N.cm （3-34）切削時(shí)所需力矩M=Mat+Mf+Mo+Mt=6.16+12.23+8.108+128=151.42N.c （3-35）快速進(jìn)給時(shí)所需力矩M=Mf+Mo=12.23+8.108=20.338N.cm (3-36)由以上分析計(jì)算可知：所需最大力矩 Mamax發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí)Mmax=123.338N.cm3.2.4繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)的機(jī)械裝配圖在完成滾珠絲杠螺母副和步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算選型,完成齒輪傳動(dòng)比計(jì)算后可以繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)的機(jī)械裝配圖。在繪制機(jī)械裝配圖時(shí),應(yīng)該從總體上考慮伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)與原機(jī)床的聯(lián)系和機(jī)床布局情況。(1)了解原機(jī)床的詳細(xì)結(jié)構(gòu),從有關(guān)資料中查閱床身、縱溜板、橫溜板、刀架等的結(jié)構(gòu)尺寸。(2)根據(jù)載荷支承形式和特點(diǎn)來(lái)確定絲杠兩端支承軸承的型號(hào)、軸承的調(diào)節(jié)方式、軸承座的結(jié)構(gòu)、軸承預(yù)緊、確定齒輪軸支承軸承的型號(hào)。(3)減速齒輪的參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算,確定齒輪側(cè)隙的調(diào)整方法,在滿足裝配工藝的前提下,合理設(shè)計(jì)齒輪箱結(jié)構(gòu)(4)考慮各部位間的調(diào)整方法、聯(lián)接、定位。例如，保證絲杠與機(jī)床導(dǎo)軌平行，應(yīng)保證絲杠兩端支承與滾珠絲杠螺母同軸，考慮螺母座。軸承座在安裝面上的定位與聯(lián)接齒輪箱在安裝面上的定位，步進(jìn)電機(jī)在齒輪箱上的定位與聯(lián)接等。(5)考慮密封、防護(hù)、安全、潤(rùn)滑等問(wèn)題。例如，絲杠螺母的潤(rùn)滑、防塵、防鐵屑、軸承的密封和潤(rùn)滑、齒輪的密封和潤(rùn)滑、行程限位裝置等。(6)在進(jìn)行各零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要特別注意裝配的工藝性，考慮正確的裝配順序，保證安裝、調(diào)試和拆卸的方便。此外，注意繪制裝配圖時(shí)的要求。例如，制圖標(biāo)準(zhǔn)、主要的中心距、中心高、視圖位置的布置及圖形畫(huà)法要求、聯(lián)系尺寸和輪廓尺寸的標(biāo)準(zhǔn)、重要配合的標(biāo)注、裝配技術(shù)要求、標(biāo)題欄要求等。導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌導(dǎo)軌質(zhì)量對(duì)機(jī)床剛度，加工精度和使用壽命具有很大的影響，作為機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，不同類型的機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的要求不同，數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌比普通機(jī)床的導(dǎo)軌要求要高。且希望其高速進(jìn)給時(shí)不發(fā)生振動(dòng)，低速進(jìn)給時(shí)不出現(xiàn)爬行，靈敏度高。耐磨性好，可在重載下長(zhǎng)期連續(xù)工作，精度保持性好等，這是機(jī)床制造廠設(shè)計(jì)機(jī)床和機(jī)床用戶選用機(jī)床時(shí)必須考慮的問(wèn)題。滑動(dòng)導(dǎo)軌在機(jī)床上應(yīng)用的歷史最為久遠(yuǎn)，至今在各類機(jī)床產(chǎn)品上廣為應(yīng)用，尤其是普通機(jī)床，它往往采用鑄鐵件和鑲鋼導(dǎo)軌制成。為了提高導(dǎo)軌的耐磨壽命和精度，一般對(duì)導(dǎo)軌表面進(jìn)行表面淬火及磨削加工，現(xiàn)代機(jī)床尤其是數(shù)控機(jī)床常用塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌。塑料導(dǎo)軌具有磨擦因數(shù)低，且動(dòng)、靜磨擦因數(shù)差值小，減振性好，具有良好的阻尼性，耐磨性好，有自潤(rùn)滑作用，塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌有鑄鐵表面淬火--塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌和鑲鋼--塑料導(dǎo)軌。塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌常用在導(dǎo)軌副的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上，與之相配的金屬導(dǎo)軌采用鑄鐵或鋼制材料。塑料導(dǎo)軌分為注塑導(dǎo)軌和貼塑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上的塑料常用環(huán)氧樹(shù)脂耐磨涂料和聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶。注塑導(dǎo)軌。導(dǎo)軌注塑或抗磨涂料層的材料是以環(huán)氧樹(shù)脂和二硫化鉬為基體，加入增塑劑，混合成膏狀為一組，固化劑為另一組分的雙組分塑料。這種涂料附著力強(qiáng)，具有良好的可加工性，可經(jīng)車、銑、刨、鉆、磨削和刮削加工。也有良好的磨擦性和耐磨性，而且抗壓強(qiáng)度比聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶要高，固化時(shí)體積不收縮，尺寸穩(wěn)定。特別是可在調(diào)整好固定導(dǎo)軌和