絲桿傳動(dòng)工作臺(tái)設(shè)計(jì)

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程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目： 絲桿傳動(dòng)工作臺(tái) 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 測(cè) 控 08 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師： 張登攀 目錄 第一章 概述 ????????????????? 1 程設(shè)計(jì)目的 ? ????????????? 1 計(jì)要求 ???????????????? 2 意事項(xiàng) ???????????????? 2 計(jì)步驟 ???????????????? 3 第二章 機(jī)械結(jié)構(gòu) 總體與 零部件設(shè)計(jì) ???????? 4 體設(shè)計(jì)方案 ????????????? ? 4 作臺(tái)的設(shè)計(jì) ????????????? ? 5 作臺(tái)尺寸及重量 ??? ?? ???? 5 作臺(tái)簡(jiǎn)圖 ???????????? 6 軌的設(shè)計(jì) ?????????????? ? 6 軌材料和類(lèi)型選擇 ???????? 6 軌額定載荷的預(yù)算 ???????? 7 軌參數(shù)選擇 ??????????? 7 動(dòng)導(dǎo)軌的計(jì)算 ?????????? 8 軌的潤(rùn)滑 ???????????? 9 桿的設(shè)計(jì)及計(jì)算 ??????????? ? 10 動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 ????????? ? 18 軸器的選擇及計(jì)算 ?????????? ? 21 機(jī)的選擇 ?????????????? ? 22 速器的選型 ????????????? ? 24 第三章 機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑 ???????????????? 26 導(dǎo)軌的潤(rùn)滑 ??? ??????????? 26 螺紋連接的潤(rùn)滑 ???????????? 27 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 ???????????? 27 第四章 絲杠傳動(dòng)工作臺(tái)的裝配 ?????????? 29 第五章 總結(jié) ?????????????????? 30 附： 參考文獻(xiàn) ?????????????????? 1 第一章 概述 程設(shè)計(jì)的目的 “精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)” 課程設(shè)計(jì)作為實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)于整個(gè)課程具有非常重要的意義。學(xué)生在這個(gè)環(huán)節(jié)中不僅是完成一項(xiàng)指定任務(wù)，更重要的是實(shí)際走過(guò)一個(gè)完整的設(shè)計(jì)過(guò)程。學(xué)生在課程設(shè) 計(jì)中應(yīng)該定位為設(shè)計(jì)者。設(shè)計(jì)者要進(jìn)行方案篩選論證，要考慮裝配關(guān)系，考慮結(jié)構(gòu)工藝性，考慮選材。整個(gè)設(shè)計(jì)采用 成，從 3D 圖紙。我們要求每人拿出至少一張可用于加工的圖紙。這樣的圖紙，僅僅圖形表達(dá)正確是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。圖紙的尺寸標(biāo)注要合理，要有尺寸公差和形位公差，要正確選擇材料，要有技術(shù)要求?？傊?，通過(guò)課程設(shè)計(jì)要使學(xué)生知道，設(shè)計(jì)過(guò)程包括那些步驟，能夠投放生產(chǎn)的加工圖紙是什么樣子。其目的是： （ 1）具體應(yīng)用、鞏固加深和擴(kuò)大課程及有關(guān)先修課程的理論知識(shí)、生產(chǎn)知識(shí)，了解精密機(jī)械設(shè)計(jì) 的一般設(shè)計(jì)方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力，為以后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ) 。 （ 2）掌握正確的設(shè)計(jì)思想。通過(guò)課程設(shè)計(jì)使同學(xué)掌握儀表的設(shè)計(jì)思路。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，一般其主要過(guò)程為： （接受）設(shè)計(jì)任務(wù)－（擬定）設(shè)計(jì)方案－設(shè)計(jì)計(jì)算－繪制裝配圖－繪制零件圖 設(shè)計(jì)過(guò)程中需注意以下內(nèi)容： 1）滿(mǎn)足使用要求（功能、可靠性及精度要求） 2）注意工藝性（結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性，外觀要求） 3）熟悉有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè) 2 設(shè)計(jì)中涉及到的零件材料、結(jié)構(gòu)等，均需按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇；零件的尺寸、公差等亦應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；制圖也要符合一 定的規(guī)范。因此在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中要求同學(xué)學(xué)習(xí)、掌握查閱標(biāo)準(zhǔn)及使用手冊(cè)的能力。 計(jì)要求 工作臺(tái)水平行程如下表 1示，重復(fù)精度 重 行速度 5mm/s 設(shè)計(jì)內(nèi)容：確定絲杠傳動(dòng)的總體設(shè)計(jì)方案；選擇電動(dòng)機(jī)；計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；絲杠傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算；軸承、聯(lián)軸器、潤(rùn)滑、聯(lián)接件的選擇及校核計(jì)算；繪制裝配工作圖；編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。 數(shù)據(jù)編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 水平行程（ 15 20 25 30 35 40 45 50 55 數(shù)據(jù)編號(hào) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 水平行程（ 60 65 70 80 85 90 95 100 110 表 1意事項(xiàng) （ 1） 在課程設(shè)計(jì)前，應(yīng)認(rèn)真研究題目，明確設(shè)計(jì)要求和已知條件，閱讀參考資料，了解課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容； （ 2） 對(duì)設(shè)計(jì)方案及結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)小組應(yīng)進(jìn)行討論和對(duì)比，以明確優(yōu)、劣、正、誤，取長(zhǎng)補(bǔ)短，改進(jìn)設(shè)計(jì)； （ 3） 在正式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算前與指導(dǎo)教師充分討論設(shè)計(jì)方案，明確設(shè)計(jì)方案； （ 4） 設(shè)計(jì)方案確定后，將確定的結(jié)構(gòu)方案用計(jì)算機(jī)繪成草圖給指導(dǎo)教師審閱，審閱后可繪制正式的設(shè)計(jì)圖紙； 3 （ 5） 按規(guī)定編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，將 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和全部圖紙交指導(dǎo)教師審查，經(jīng)認(rèn)可后方可呈交； 計(jì)步驟 （ 1）絲杠傳動(dòng)工作臺(tái)總體設(shè)計(jì)方案 （ 2）工作臺(tái)的設(shè)計(jì) （ 3）導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) （ 4）絲杠的設(shè)計(jì)和校核計(jì)算 （ 5） 軸承的選型 （ 6） 聯(lián)軸器的選型 （ 7） 電動(dòng)機(jī)的選型 （ 8） 減速器的選型 （ 9） 機(jī)構(gòu) 潤(rùn)滑 4 第二章 機(jī)械結(jié)構(gòu)總體與零部件設(shè)計(jì) 體設(shè)計(jì)方案 絲杠傳動(dòng)工作臺(tái)總體設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容包括工作臺(tái)尺寸設(shè)計(jì)、導(dǎo)軌設(shè)計(jì)、減速器的選擇、聯(lián)軸器和軸承的選擇以及直流電機(jī)的選擇。總體實(shí)物圖如圖 2示。 圖 2 工作臺(tái)的尺寸設(shè)計(jì) 由于所要承受的負(fù)載的重量較小，并且導(dǎo)軌的行程比較小，所以根據(jù)負(fù)載的重量可設(shè)計(jì)矩形工作臺(tái)。 軌類(lèi)型設(shè)計(jì) 由于工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)部件重量和工作載荷不大，故設(shè)計(jì)滑動(dòng)直線導(dǎo)軌副，從而減小工作臺(tái)的摩擦系數(shù)，提高運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。 機(jī)的選擇 根據(jù)負(fù)載和工作臺(tái)及零部件的重量較小，所以選用的電機(jī)的功率較小，可選用普通的直流電機(jī)，結(jié)合絲杠的轉(zhuǎn)矩可選擇所需的電機(jī)。 5 速器的選擇 因?yàn)楣ぷ髋_(tái)的水平行程比較小，絲杠的轉(zhuǎn)速比較小，結(jié)合電機(jī)的轉(zhuǎn)速較大，需選擇傳動(dòng)比較大的減速器，又因?yàn)樗韫β?較小，則可選用同軸圓柱齒輪減速器。 軸器和軸承的選擇 根據(jù)所選用的電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的尺寸和減速器的蝸輪和蝸桿的尺寸，可以選擇合適的聯(lián)軸器。由于在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，所受的軸向力比較小，主要承受徑向力，所以可選擇角接觸軸承。 實(shí)物圖如下圖 2 結(jié)構(gòu)件圖如圖 2： 作臺(tái)的設(shè)計(jì) 工作臺(tái)的相關(guān)參數(shù)設(shè)定為： 材料：灰鑄鐵 度ρ =度 ╳ 寬度 ╳ 厚度： 50╳ 60╳ 10+50╳ 35╳ 10╳ 2=30000+35000=65000作臺(tái)質(zhì)量： m=ρ V=65000╳ 10 G=作臺(tái) 最大載荷： F=15N 6 根據(jù)給定的有效行程，畫(huà)出工作臺(tái)簡(jiǎn)圖。取兩道軌的中心距為50計(jì)工作臺(tái)簡(jiǎn)圖如 2 軌的設(shè)計(jì) 滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)件與承導(dǎo)件直接接觸，優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、接觸剛度大，缺點(diǎn)：摩擦阻力大、磨損快、低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。 在此我們選擇滑動(dòng)三角形導(dǎo)軌。導(dǎo)軌簡(jiǎn)圖如圖 2示 7 材料： 用于導(dǎo)軌的材料，應(yīng)具有耐磨性好，摩擦因數(shù)小，并具有良好的加工和熱處理性質(zhì)。本設(shè)計(jì)導(dǎo)軌材料應(yīng)選用 具有較好的耐磨性，灰鑄鐵密度為ρ =灰鑄鐵導(dǎo)軌的硬度一般為 180~200了提高導(dǎo)軌表面硬度，采用表明淬火工藝，表面硬度可達(dá) 55軌的耐磨性可提高 1~3 倍。 工作臺(tái)重量 G=作臺(tái)最大載荷 F=15N，因此導(dǎo)軌額定靜載荷為 F 靜 =F+G=5=導(dǎo)軌參數(shù)選擇 （ 單位 H 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 65 80 100 125 12 15 18 24 30 38 48 60 75 100 h 7 9 11 13 17 22 27 34 43 53 68 85 105 130 大于 4 5 6 8 10 12 16 20 25 8 ≤ 900 4 5 6 8 10 12 16 20 25 α ≤ 1200 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 小 于 α ≤ 900 4 5 6 8 10 12 α ≤ 1200 4 5 6 8 10 12 16 20 4 5 6 8 10 12 1 4 5 6 8 10 12 16 20 B α = 600 α = 900 12 16 20 24 32 40 50 64 80 100 130 為推薦尺寸； B—— 僅供參考，允許使用不同寬度的棱面。 表 3軌參數(shù) 由表 3H=8 2 h=9 α =600 B= 滑塊長(zhǎng)度 導(dǎo)軌長(zhǎng)度 L≥ =H’ +L’ +=130H’ 行程 L’ 工作臺(tái)長(zhǎng)度 當(dāng) H’ ≤400， L≥ +L’ 根據(jù)導(dǎo)軌的初步尺寸和形狀，以及受力情況，求出導(dǎo)軌面上的壓力分布，然后算出導(dǎo)軌面上的平均比壓和最高比壓，其值低于 使用經(jīng)驗(yàn)所推薦的許用比壓值。 為了使導(dǎo)軌磨損均勻及提高工作壽命，導(dǎo)軌上的壓力應(yīng)盡可能平均，從表中可得，許用最大比壓約為許用平均比壓的二倍，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，通常只計(jì)算平均比壓。 P′ =[（ ） / [P′ ](公斤 /厘米 2) P′ —— 計(jì)算平均比壓 (公斤 /厘米 2)； 垂直載荷（公斤）； 9 G—— 導(dǎo)軌面所承受的總重量，包括工件和工作臺(tái)的重量（公斤）； B—— 導(dǎo)軌的水平投影寬度（厘米）； L—— 與工作臺(tái)接觸的導(dǎo)軌面總長(zhǎng)度（厘米），對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，L=π D′， D′為原型導(dǎo)軌的平均直徑（厘米）； [p]—— 許用平均比壓 (公斤 /厘米 2)， P′ =[(2]/(5)=斤 /厘米 2) 如下表 3示： 鑄鐵導(dǎo)軌的許用比壓 (公斤 /厘米 2) 導(dǎo)軌種類(lèi) 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌直徑 D 中等機(jī) 床 重型機(jī) 床 磨床 狀工 作臺(tái) 單導(dǎo)軌 雙導(dǎo)軌 主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 平均比壓 4~5 2~3 4 3 2 大比 壓 8 4 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 平均比壓 12~15 5 最大比 壓 25~30 10 表 3表得 [P′ ]= p′≤ [p′ ] 則導(dǎo)軌尺寸設(shè)計(jì)合理 保證導(dǎo)軌的良好的潤(rùn)滑，是減少導(dǎo)軌的摩擦和磨損的另一個(gè)有效措施。這主要是乳化油的分子 依附 在導(dǎo)軌接觸面，從而阻止活減少導(dǎo)軌面間直接接觸的緣故。 選擇導(dǎo)軌潤(rùn)滑油的主要原則是載荷越大、速度越低，則油的粘度應(yīng)越大；垂直導(dǎo)軌的潤(rùn)滑油粘度，應(yīng)比水平導(dǎo)軌的潤(rùn)滑油的粘度大些。在工作溫度變化時(shí)，潤(rùn)滑油的粘度變化要小。潤(rùn)滑油應(yīng)具有良好的潤(rùn) 10 滑性能和 足夠的油膜強(qiáng)度，不侵蝕機(jī)件，油中的雜質(zhì)應(yīng)盡量少。 對(duì)于精密機(jī)械中的導(dǎo)軌，應(yīng)根據(jù)使用條件和性能特點(diǎn)來(lái)選擇潤(rùn)滑油 。 機(jī)床導(dǎo)軌的潤(rùn)滑方法： 導(dǎo)軌類(lèi)型 使用何種潤(rùn)滑 劑 潤(rùn)滑方法 備注 普通的滑動(dòng)導(dǎo)軌 油繩、油輪、油槍、壓力循環(huán) 沒(méi)有爬行的臥式機(jī)床 液壓 由液壓系統(tǒng)供油 各類(lèi)的磨床導(dǎo)軌和液壓系 統(tǒng)采用同一種油 導(dǎo)軌油 油繩、油輪、油槍、壓力循環(huán) 適用于有爬行現(xiàn)象的機(jī)床 油霧 排除空氣，并要求工作表面 沒(méi)有切屑 潤(rùn)滑脂 滑動(dòng)面較短時(shí)用脂槍或壓蓋脂 杯注入到油槽里 適用于垂直導(dǎo) 軌和偶爾有慢速運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌 表 3此由上表可知本設(shè)計(jì)選用 精 密機(jī)床導(dǎo)軌油潤(rùn)滑。 杠的設(shè)計(jì) 滑動(dòng)螺旋的特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便；②易于實(shí)現(xiàn)逆行程自鎖，工作安全可靠；③摩擦阻力大，傳動(dòng)效率低；④容易磨損，軸向剛度較差。 滾珠螺旋的特點(diǎn)：①摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高；②磨損小、壽命長(zhǎng)、工作可靠性好；③具有運(yùn)動(dòng)的可逆性，應(yīng)設(shè)防逆動(dòng)裝置；④軸向剛度較高，抗沖擊性能較差；⑤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造較難；⑥預(yù)緊后得到很高的定位精度（約達(dá) 500 ㎜）和重復(fù)定位精度（可達(dá)1~2 參照設(shè)計(jì)要 求發(fā)現(xiàn)，滑動(dòng)螺旋和滾動(dòng)螺旋均可滿(mǎn)足要求。擬選定 11 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)方式。 滾動(dòng)螺旋的工 作原理如圖 2示，絲杠 4 和螺母 1 的螺紋滾道間置有滾珠 2，當(dāng)絲杠或螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾珠 2 沿螺紋滾道滾動(dòng)，則絲杠與螺母之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦，為防止?jié)L珠從滾道中滾出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有回程引導(dǎo)裝置 3，如圖 2示的反向器和圖 2示的擋珠器，它們與螺紋滾道形成循環(huán)回路，使?jié)L珠在螺母滾道內(nèi)循環(huán)。 (1)滾珠絲桿副的選用與校核計(jì)算 導(dǎo)軌摩擦力 Fu=u(m1+m2)g= 其中 —— 移 動(dòng)負(fù)載 ； —— 工作臺(tái)質(zhì)量和滑塊質(zhì)量 ； u= 導(dǎo)軌與支撐之間的摩擦系數(shù) u 查下表： 常用材料的滑動(dòng)摩擦系數(shù) 摩擦副材料 靜摩擦系數(shù) 摩擦系數(shù) u 無(wú)潤(rùn)滑 有潤(rùn)滑 無(wú)潤(rùn)滑 有潤(rùn)滑 鋼 2)軸向載荷 12 u()+( m2)a=中負(fù)載移動(dòng)阻力系數(shù) k= 負(fù)載移動(dòng)阻力； G= m1 g; a=v/t=5mm/ m=(3)預(yù)設(shè)滾動(dòng)絲桿基本參數(shù) 螺紋公稱(chēng)直徑 —— 0 ㎜ ； 導(dǎo)程 —— 鋼球直徑 —— 圈數(shù)3列數(shù) —— i3 k=1； 螺桿滾道曲率 —— w; 轉(zhuǎn)速 n=V/20r/(4)計(jì)算動(dòng)載荷 =Fm/命系數(shù) (00)1/3 工作壽命 各類(lèi)機(jī)械預(yù)期工作時(shí)間 機(jī)械類(lèi)型 注 普通機(jī)械 普通機(jī)床 數(shù)控機(jī)床 精密機(jī)床 測(cè)試機(jī)械 航空機(jī)械 5000～ 10000 10000～ 15000 20000 20000 15000 1000 250（天）3 16（ h）3 10（年）3 機(jī)率） =20000 由于是普通絲桿傳動(dòng)，選 15000h； 又查表得： 載荷系數(shù) 載荷性質(zhì) 無(wú)沖擊平穩(wěn)時(shí) 一般運(yùn)行 有沖擊和振動(dòng) 13 度系數(shù) 硬度系數(shù) 大于等于 58 55 50 度系數(shù) 精度系數(shù) 1、 2、 3 4、 5 7 上表知： 載荷系數(shù) 載荷硬度系數(shù) 轉(zhuǎn)速系數(shù) 33.3/n） 1/3,其中 n 是絲桿轉(zhuǎn)速； 短行程系數(shù) (5)螺旋導(dǎo)程角λ λ =h/л 6） 基本額定載荷校核 a= 中 與滾珠絲桿副滾道的幾何形狀制造精度和材料有關(guān)的系數(shù)一圈螺紋滾道內(nèi)的鋼球數(shù)量 Z=л w； 鋼球滾到便面在接觸點(diǎn)處的公法線與螺紋軸線的垂直線間的夾角 a=45 o 由上可知： a′ （ 7） 基本靜載荷 計(jì)算 =2 F= —— 軸向載荷 取 F=基本額定靜載荷 261N 當(dāng) a=45 小于 以符合要求。 14 （ 8） 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T T=(F* ) +ρ ′ ） =* +ρ ′ ） =量摩擦角 —— ρ ′ ； 由旋動(dòng)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)時(shí) = 9） 當(dāng)量應(yīng)力? ? =（（ 4F/л 2+3(T/0.2 ） 1/2=0+ e 滾到圓弧偏心距， e= = 10） 許用應(yīng)力 [? ] 牌號(hào) 鑄件預(yù)計(jì)抗拉強(qiáng)度 單鑄試棒最小抗拉強(qiáng)度（ 用途舉例 鑄件壁厚（ 抗拉強(qiáng)度 ? b≥ （ 大于 小于等于 0 20 30 10 20 30 40 130 100 90 80 100 適于對(duì)強(qiáng)度無(wú)要求的零件（外罩、底板） 0 20 30 10 20 30 40 175 145 130 120 150 適于對(duì)強(qiáng)度要求不高的零件（機(jī)床底架、軸承座） 0 20 30 10 20 30 40 220 195 170 160 200 適用于對(duì)強(qiáng)度、耐磨性要求較高的零件（氣缸、齒輪） 由上表易知：鑄鐵抗拉強(qiáng)度最小為 100且剛的抗拉強(qiáng)度較之更大，所以?小于 [? ]，設(shè)計(jì)符合要求。 （ 11） 軸向載荷 F 滾珠絲桿常見(jiàn)的三種安裝方式 : 15 ① 固定 —— 自由 ② 固定 —— 支撐 ③ 固定 —— 固定 選定③，即固定 —— 固定 δ F=*A*L=0中 絲桿兩支撐間距離， 5 L—— 絲桿計(jì)算長(zhǎng)度， L=[(352]+25=30—— 絲桿材料的彈性模量 查表可知： 鋼 —— E=05(A—— 絲桿的計(jì)算截面積 A=л（ 2/4= 12）轉(zhuǎn)矩 T 產(chǎn)生的軸向變形量δ T δ T =（ T* *10中 絲桿的計(jì)算截面積的極慣性矩 （ 4/32=16 G—— 絲桿材料切變模量 鋼： G=04 （ 13） 軸向載荷 a 當(dāng) w=，且滾動(dòng)螺桿兩邊有預(yù)緊，則： δ a=(0△ Z(P)1/3=0-5 數(shù)如下： △ Z—— 工作螺母中的鋼球總數(shù) △ Z=m*j*k Z—— 一圈螺母中的鋼球數(shù) Z=(Л * P—— 預(yù)緊力 一般取 載荷分布不均勻系數(shù) 一般取 14） 溫升引起的軸向位移 δ a 材料線膨脹系數(shù) 內(nèi)數(shù)值 *10C） 材料 溫度范圍（ 20 2000業(yè)用銅 （ （ 銅 鋼 （ （ （ 鑄鐵 （ （ （ 鎳鉻合金 由上表綜合考慮取 1*10C δ t=0-6 中 線性膨脹系數(shù) 1*10C 17 △ t—— 絲桿溫度 一般為 3 t =4 OC 螺紋有效長(zhǎng)度 25 15） 絲桿軸向總變形量 δ δ =δ F+δ T+δ a+δ t=000-5 0-6 0 16） 絲桿的軸向剛度 F/δ =2457 （ 17） 剛度條件 [— 絲桿允許軸向剛度 于 [=18*104 所以符合條件 （ 18） 重復(fù)定位度△ =± δ =δ ：軸向剛度 軌間最大靜摩擦力 △ 小于 [△ ]=0μm 所以符合要 求 （ 19） 滾珠絲桿副的許用轉(zhuǎn)速 ①滾珠絲桿副的許用轉(zhuǎn)速 滾珠絲桿副的轉(zhuǎn)速過(guò)高，會(huì)產(chǎn)生共振，影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)，損壞機(jī)器。 （ 60） *（ 1/2=07（ r/ a：安全系數(shù)， a=：彈性模量， E=05：絲桿剖面最小慣性矩， I=π 4 螺紋底徑， 18 g： g r： 材料比重， r=05N/： 螺紋底徑面積， A=π （ 計(jì)算許用轉(zhuǎn)速 定 — 固定安裝方式中， F 和 T 作用處到固定軸承端的距離， 0裝系數(shù)如下表所示： 序號(hào) 安裝方式 λ f c 1 固定 固定 20 3 固定 40 ②滾珠絲桿副的 當(dāng)滾珠絲桿精密等級(jí)為 1～ 5 級(jí)時(shí)： 20710mm*r /0*2071=70000mm*r/（ 20） 傳動(dòng)效率：由螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)時(shí)， η = +ρ ， ） = = λ：螺紋升角 動(dòng)軸承的選則與校核 選擇軸承的類(lèi)型與多種因素有關(guān)，通常根據(jù)下列幾個(gè)因素： ①允許空間。②載荷大小和方向。例如既有徑向又有軸向聯(lián)合載荷一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，如徑向載荷大，軸向載荷小，可選深溝球和外圈都有擋邊 的圓柱滾子軸承，如同時(shí)還存在軸或殼體變形大及安裝對(duì)中性差，可選用推力調(diào)心滾子軸承。③軸承工 19 作轉(zhuǎn)速。④旋轉(zhuǎn)精度。⑤軸承的剛性。⑥軸向游動(dòng)。 由上綜合：本設(shè)計(jì)選用角接觸球軸承 初選軸承為 a=25 （ 1） 徑向外載荷 g= 2） 軸向外載荷 3） 軸承支反力： 2=R== 4） 軸承派生軸向力： 查表得： 2=S= 5） 軸承所 受軸向載荷：因 表： 基本尺寸 /本額定 載荷 /線轉(zhuǎn)速/r*裝尺寸 /mm d D B 油 da a ra 0 26 8 9000 28000 6 8 9000 28000 0 9 8000 26000 15 25 0 9 8000 26000 15 25 6） 計(jì)算軸承所受當(dāng)量載荷 軸承工作時(shí)有沖擊，∴查表載荷系數(shù)為 1=0.7>e= 2=e= 1 ∴ 2== 7） 基本額定動(dòng)載荷 C C=((60nL,n/106)1/2=,h: 軸承預(yù)期計(jì)算壽命， L,h=15000h, 20 壽命指數(shù)，當(dāng) L,n=15000t： 溫度系數(shù)， 8） 根據(jù)基本額定載荷 C，查找機(jī)械手冊(cè)表 5選 7000角接觸軸承。 基本參數(shù)（尺寸）： d=10 D=26=8 a=裝尺寸 ( 3.6 本額定動(dòng)載荷 靜載荷 算壽命 h=(106/60n)(r)104h ∴ ,h=15000h 且 為絲桿最大轉(zhuǎn)矩 ∴聯(lián)軸器選擇合格。 附表： 型號(hào) 公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩用轉(zhuǎn)速 軸孔直徑 d（ 軸孔長(zhǎng)度 D 動(dòng) 慣量 J 重量 鐵 鋼 鐵 鋼 J、*m /r*0 800 13000 10、 11 25 22 71 53 2、 14 32 27 16、 18、 19 42 30 22 機(jī)的選擇與校核 常用的電機(jī)有 ： 列（ 線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)、 列電動(dòng)機(jī) ： 其體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維修方便。兩個(gè)端蓋式軸承。 E 級(jí)絕緣，防護(hù)等級(jí) 卻方式機(jī)座 號(hào) 63以上位 6以下為 泛應(yīng)用在機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備上，如小型機(jī)床，冶金、化工、紡織、醫(yī)療器械及日用品電器。 因此選用此電機(jī)， 其基本參數(shù)如下： 傳動(dòng)比 i= 導(dǎo)程 絲桿直徑 d=10 驅(qū)動(dòng)負(fù)載質(zhì)量 m= 絲桿平移速度 v=s 加速度 a= μ = g= 外負(fù)載力計(jì)算： Fw=性負(fù)載力 ： Fj=算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩為： 1/i)2 (π )2 (j)=m ②折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： =(1/ (π )22 m=10電動(dòng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速： n=i2 (v/1500r/電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算≈因?yàn)橹亓ω?fù)載在任何速度下都是相同的，屬 于在峰值力矩下，以峰值轉(zhuǎn)速不斷驅(qū)動(dòng)的負(fù)載，則電動(dòng)機(jī)的功率 23 為： η 其中，η =η 1*η 2*η 36*η 42*η 5= 1 絲桿傳動(dòng)效率 η 2 凸緣聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 η 3 滾子軸承傳動(dòng)效率 η 4 精度為 8 級(jí)的齒輪傳動(dòng)效 η 5 剛性聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率 附表： 類(lèi)別 傳動(dòng)型式 效率η 類(lèi)別 傳動(dòng)型式 效率η 圓 柱 齒 輪 傳 動(dòng) 很好跑和的 6級(jí)精度和 7級(jí)精度齒輪傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑） 動(dòng) 軸 承 潤(rùn)滑不良 級(jí)精度的一半齒輪傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑） 滑正常 級(jí)精度的齒輪傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑） 滑特好 工齒的開(kāi)式齒輪傳動(dòng)（干油潤(rùn)滑） 體摩擦 造齒的開(kāi)式齒輪傳動(dòng) 動(dòng)軸承 球軸承（稀油潤(rùn)滑） 子軸承（稀油潤(rùn)滑） 軸 器 浮動(dòng)聯(lián)軸器 杠傳動(dòng) 滑動(dòng)絲杠 輪聯(lián)軸器 動(dòng)絲杠 性聯(lián)軸器 萬(wàn)向聯(lián)軸器（ a≤ 30） 萬(wàn)向聯(lián)軸器（ a>30） 梅花接軸 液力聯(lián)軸器 (在設(shè)計(jì)點(diǎn) ) 24 則 23 2π 3 25） /上所述，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 17得： 代 號(hào) 功率 /W 轉(zhuǎn)速r/率/％ 功率因數(shù) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 堵轉(zhuǎn)電流/A 聲功率級(jí)A） 機(jī)座 鐵芯 極數(shù) 45 1 2 16 3000 35 65 2 2 25 40 4 10 1500 24 0 2 4 16 33 1 50 1 2 40 3000 47 5 2 2 60 53 2 1 4 25 1500 38 0 2 4 40 45 速器的選擇與校核 減速器種類(lèi)繁多，圓柱齒輪減速器兩級(jí)展開(kāi)式是兩級(jí)減速器中最簡(jiǎn)單的一種。齒輪相對(duì)于軸承位置不對(duì)稱(chēng)，當(dāng)軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，載荷在齒寬上分布不均勻，因此，軸應(yīng)設(shè)計(jì)得具有較大的剛度，并盡量使高速級(jí)齒輪遠(yuǎn)離輸入端。高速級(jí)可制成斜齒，低速級(jí)可制成直齒。相對(duì)于分流式講 ，用于載荷較平穩(wěn)的場(chǎng)合。 所以 優(yōu)先選擇圓柱齒輪減速器兩級(jí)展開(kāi)式。 又知，絲桿傳動(dòng)需要的最大功率： 23 2π 3 25） /25 絲桿傳動(dòng)需要的最大轉(zhuǎn)矩： T=(F* ) +ρ ′ ） =* +ρ ′ ） =終確定減速器基本參數(shù)如下： 公稱(chēng)傳動(dòng)比 i= 輸入轉(zhuǎn)速 500 r/ 輸出轉(zhuǎn)速 20 r/ 功率 P= 轉(zhuǎn)矩 T=m 通過(guò)以上數(shù)據(jù)對(duì)比，減速器符合要求。 附表： 公稱(chēng)傳動(dòng)比 i 輸入轉(zhuǎn)速 n/r2 率、轉(zhuǎn)矩 中心矩 a/0 60 80 100 125 140 155 額定輸入功率 P1/ 額定輸出轉(zhuǎn)矩 2 m 10 1500 2 22 10 84 66 67 000 2 9 45 53 66 19 080 50 2 1 70 96 49 74 291 730 500 2 04 97 52 60 187 580 126 300 2 17 25 14 89 457 967 667 500 2 33 29 05 06 21 000 2 58 74 89 62 142 519 750 2 7 82 21 74 021 354 817 500 2 10 09 76 87 240 654 229 300 2 20 32 29 05 492 019 754 26 第 三 章 機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑 按滑動(dòng)速度和平均壓力來(lái)選擇粘度 。 下表是按照導(dǎo)軌滑動(dòng)速度和平均壓力來(lái)選擇其潤(rùn)滑油的粘度。其中的粘度和國(guó)標(biāo) 7632床用潤(rùn)滑劑的選用》中所推薦的 兩種導(dǎo)軌油 兩種導(dǎo)軌 按滑動(dòng)速度和平均壓力來(lái)選擇其粘度（ 40°） (單位： s) 滑動(dòng)速度（ mm/ 比壓 / 10 100 1000 68 68 32 150或220 150 或220 68 4=L2 B=50*10=500中： S—— 導(dǎo)軌和工作臺(tái)支柱接觸面積 L—— 工作臺(tái)支柱長(zhǎng)度 B—— 導(dǎo)軌寬度 P=F 靜 /S=3 10104 靜 —— 導(dǎo)軌額定靜載荷 V=5mm/s=300mm/以上計(jì)算及表可知導(dǎo)軌的潤(rùn)滑油選擇 27 螺紋聯(lián)接由螺紋緊固件或被聯(lián)接件的螺紋部分構(gòu)成，如螺釘、螺栓、螺母與管件螺紋連接等。通常要求能圓滑地旋緊、松開(kāi)并兼有自鎖作用，有的還要求緊密性，對(duì)所加潤(rùn)滑劑要求不高，但長(zhǎng)期固定放置會(huì)陰環(huán)境介質(zhì)如潮濕、受熱等影響而變質(zhì)，使金屬腐蝕，因此要求有一定防銹性能，可使用粘度（ 40°）為 20— 40 管件螺紋聯(lián)接用潤(rùn)滑組合物的組成及性質(zhì) 組成物名稱(chēng)及含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 改進(jìn)絲扣脂 硅酸絲扣脂 成品性質(zhì) 指標(biāo) 基礎(chǔ)脂（ %） 錐入度 25℃ ,工作后/) 310— 340 硅組合物（ %） 18℃ 最低 200 - 滴點(diǎn) /℃ 最低 油（ %） - 發(fā)量（ 100℃ ,24h）（質(zhì)量分?jǐn)?shù)， %） 最低 墨（ %） 油量（鎳錐， 24h ， (質(zhì)量分?jǐn)?shù)， %) 最大 粉（ %） 06 放氣量（ ,120h） /粉（ %） 漂溶量 最大 薄片粉（ %） 刷性 用 表 4滾動(dòng)軸承的參數(shù)： n－主軸轉(zhuǎn)速（ r/;d 軸承內(nèi)徑（ 承內(nèi)外徑平均值（ T－軸承工作溫度（℃）； p－軸承承受的載荷（ 。 28 已知 及 T，求其潤(rùn)滑油粘度。 按照 /溫度推薦的油粘度 (r/潤(rùn)滑油粘度 /(s)() A 0～ 30℃ B 30～ 60℃ C 60～ 90℃ D 90～ 120℃ 1000 10000～ 25000 25000～ 60000 60000～ 75000 75000～ 100000 100000～ 250000 250000以上 60 35 35 20 20 9 9 115 95 70 60 60 35 35 360 270 270 220 160 115 95 750 550 550 360 360 270 270 表 4知 dn=d2 n=83 200=1600r/根據(jù)上表可以選擇潤(rùn)滑油的粘度為 60 滾動(dòng)軸承用潤(rùn)滑油的種類(lèi)、牌號(hào)的選擇 軸承工作溫度 /℃ 速度系數(shù)（ (r/普通載荷 適用粘度（ 40℃）/( s) 選用油名稱(chēng)、牌號(hào) 0～ 60 15000 以下 32～ 70 損耗系統(tǒng)用油 輪機(jī)油 15000～ 75000 32～ 50 75000～ 150000 15～ 32 150000～ 300000 9～ 12 承油 表 4表 4油的粘度可得選擇潤(rùn)滑油的名稱(chēng)及牌號(hào)為 : 損耗系統(tǒng)用油 29 第 四 章 絲桿傳動(dòng)工作臺(tái)裝配 圖 30 第 五 章 總結(jié) 三周的課程設(shè)計(jì)使我深深的體會(huì)到團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性，剛開(kāi)始時(shí)分了組， 參考文獻(xiàn) 1、 成大先主編 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版 2 卷） 化學(xué)工業(yè)出版社 2、 成大先主編 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) （第五版 3 卷） 化學(xué)工業(yè)出版社 3、黃華梁、彭文生 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 基礎(chǔ) （第 四 版） 高等教育出版社 4、 裘祖榮主編 機(jī)密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 5、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 件版）