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、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　目錄I</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　1 數(shù)控電火花線切割加工的基本介紹3</p><p>　　1.1 數(shù)控電火花線切割加工3</p>&l

2、t;p>　　1.1.1 電火花線切割起源3</p><p>　　1.1.2 數(shù)控電火花線切割加工原理3</p><p>　　1.1.3 數(shù)控電火花線切割正常加工必須具備的條件4</p><p>　　1.1.4 數(shù)控電火花線切割加工的特點(diǎn)5</p><p>　　1.1.5 數(shù)控電火花線切割的應(yīng)用范圍5</p>&l

3、t;p>　　1.2 數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的特點(diǎn)6</p><p>　　1.2.1數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的分類6</p><p>　　1.2.2 數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的基本組成6</p><p>　　2 機(jī)床主要參數(shù)的確定9</p><p>　　2.1 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)9</p><p>

4、　　2.2 確定儲(chǔ)絲筒基本尺寸10</p><p>　　2.3 傳動(dòng)比的確定10</p><p>　　2.4電動(dòng)機(jī)的選擇10</p><p>　　2.5 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)12</p><p>　　3齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算15</p><p>　　4 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核23</p><

5、p>　　4.1 第Ⅰ軸的設(shè)計(jì)及校核23</p><p>　　4.2 第Ⅱ軸的設(shè)計(jì)及校核29</p><p>　　4.3傳動(dòng)螺紋副的設(shè)計(jì)及校核35</p><p>　　5 軸承壽命校核47</p><p>　　5.1 第Ⅰ軸上軸承的校荷47</p><p>　　5. 2 第Ⅲ軸軸上軸承的校荷48<

6、/p><p>　　6 鍵的強(qiáng)度校核50</p><p>　　6.1 聯(lián)軸器處鍵的強(qiáng)度校荷50</p><p>　　6.2 儲(chǔ)絲筒端蓋與軸聯(lián)接處鍵的校荷51</p><p>　　6.3 第Ⅰ軸與小齒輪聯(lián)接處鍵的校核52</p><p>　　6.4 第Ⅲ根軸上鍵的校核53</p><p>　　

7、7 儲(chǔ)絲筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)54</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)58</b></p><p><b>　　致 謝59</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)61</b></p><p><b>　　前 言</b></p><

8、p>　　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)。</p><p><b>　　1.畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　?。?）鞏固、擴(kuò)大、深化我們以前所學(xué)的基礎(chǔ)和專業(yè)知

9、識(shí)；</p><p>　　（2）培養(yǎng)我們綜合分析、理論聯(lián)系實(shí)際的能力；</p><p>　　(3) 培養(yǎng)我們調(diào)查研究、正確熟練運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)等工具書(shū)的能力；</p><p>　　(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。</p><p>　　總之，通過(guò)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

10、程技術(shù)問(wèn)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。</p><p>　　2、畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求</p><p>　　（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(guó)內(nèi)外同類型機(jī)床的先進(jìn)技術(shù)、發(fā)展趨勢(shì)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。</p><p>　?。?）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)

11、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零件圖；</p><p>　?。?）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)計(jì)算和動(dòng)力計(jì)算；</p><p>　?。?）其他零部件的設(shè)計(jì)和選擇；</p><p>　?。?）編制設(shè)計(jì)技術(shù)說(shuō)明書(shū)一份。</p><p>　　1 數(shù)控電火花線

12、切割加工的基本介紹</p><p>　　1.1 數(shù)控電火花線切割加工</p><p>　　1.1.1 電火花線切割起源</p><p>　　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(lái)的一種特種加工技術(shù)，它用直徑在0.08～0.3mm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

13、。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(guò)程中，工件和電極絲的相對(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(jiǎn)稱線切割加工。電火花線切割主要用來(lái)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。</p&g

14、t;<p>　　1.1.2 數(shù)控電火花線切割加工原理</p><p>　　電火花線切割加工原理如圖1－1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)電極的微觀表面是凹凸不平的，電極間的電場(chǎng)分布并不均勻，離得最近的凸點(diǎn)處的電場(chǎng)

15、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(chǎng)力作用下，通道內(nèi)的負(fù)電子以很高的速度奔向陽(yáng)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(yáng)極和陰極表面分別受到電子流和離子流的強(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5000－10000度，瞬時(shí)產(chǎn)生的高溫由于來(lái)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

16、化后的金屬蒸汽和工作液迅速膨脹并產(chǎn)生爆炸，使得熔化和氣化后的金屬材料從金屬表面拋離出來(lái)而達(dá)到切割的目的。</p><p>　　圖1－1 電火花線切割加工原理圖</p><p>　　1.1.3 數(shù)控電火花線切割正常加工必須具備的條件</p><p>　?。?）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(lái)決

17、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(guò)小，正負(fù)極容易短路，不能產(chǎn)生火花放電；間隙過(guò)大，極間電壓不易擊穿介質(zhì)，也不能產(chǎn)生火花放電。</p><p>　　（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

18、除間隙內(nèi)電蝕產(chǎn)物；起冷卻電極的作用。</p><p>　?。?）采用脈沖電源，火花放電必須是脈沖性、間歇性的。</p><p>　?。?）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。</p><p>　　1.1.4 數(shù)控電火花線切割加工的特點(diǎn)</p><p>　　⑴ 接利用線狀的電極絲作為電極

19、，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。</p><p>　?、?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。</p><p>　　⑶ 利用電蝕原理加工，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。</p><p>　　⑷ 傳統(tǒng)的車、銑、鉆加工

20、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(wú)法加工的材料。在加工中作為刀具的電極絲無(wú)須刃磨，可以節(jié)省輔助時(shí)間和刀具費(fèi)用。</p><p>　?、?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(guò)程的自動(dòng)化控制。</p><p>　?、?電

21、極絲是不斷移動(dòng)的，單位長(zhǎng)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)±2.5μm）</p><p>　?、?采用線切割加工沖模時(shí)，可實(shí)現(xiàn)凸、凹模一次加工成形。</p><p>　　1.1.5 數(shù)控電火花線切割的應(yīng)用范圍</p><p>　　電火花線切割加工由于具有諸多優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：</p><

22、p>　　（1）廣泛應(yīng)用于沖壓模具的加工。</p><p>　?。?）加工微細(xì)異形孔、任意曲線窄縫和復(fù)雜形狀的工件。</p><p>　　（3）加工鑲拼型腔模、拉絲模、粉末冶金模、波紋板成型模。</p><p>　　（4）加工樣板尺和成型刀具。</p><p>　?。?）加工硬質(zhì)合金和切割薄片材料。</p><p>

23、;　　（6）加工凸輪和特殊齒輪。</p><p>　?。?）加工半導(dǎo)體材料以及稀有、貴重金屬材料的割斷。</p><p>　?。?）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。</p><p>　　1.2 數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的特點(diǎn)</p><p>　　1.2.1數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的分類</p>&

24、lt;p>　　1）．?dāng)?shù)控電火花線切割加工簡(jiǎn)述</p><p>　　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(jiǎn)稱線切割加工。</p><p>　　2）．?dāng)?shù)控電火花線切割加工機(jī)床的分類&

25、lt;/p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）按脈沖電源形式分：可分為ＲＣ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。</p><p>　　1.2.2 數(shù)控電火

26、花線切割加工機(jī)床的基本組成</p><p>　　數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床可分為機(jī)床主機(jī)和控制臺(tái)兩大部分。</p><p>　　圖1－3 快走絲線切割機(jī)床主機(jī)</p><p><b>　　1)．控制臺(tái)</b></p><p>　　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

27、制。</p><p>　　2)．機(jī)床主機(jī) </p><p>　　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。</p><p>　　（1）坐標(biāo)工作臺(tái) 它用來(lái)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。</p><p>　?。?）運(yùn)絲機(jī)構(gòu) 它用來(lái)控制電極

28、絲與工件之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）冷卻系統(tǒng) 它用來(lái)提供有一定絕緣性能的工作介質(zhì)——工作液，同時(shí)可對(duì)工件和電極絲進(jìn)行冷卻。</p><p>　　2 機(jī)

29、床主要參數(shù)的確定</p><p>　　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。</p><p>　　2.1 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　2.2 確定儲(chǔ)絲筒基本尺寸</p><p><

30、;b>　　確定走儲(chǔ)絲筒直徑:</b></p><p>　　走絲速度一般在 7－12m/s。</p><p>　　確定儲(chǔ)絲筒直徑，選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1400r/min.</p><p><b>　　由可知</b></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)得：</b></p>&

31、lt;p><b>　　當(dāng)時(shí)得：</b></p><p>　　所以選擇儲(chǔ)絲筒直徑應(yīng)在95.5~163.8之間</p><p>　　為了滿足加工要求，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。</p><p>　　2.3 傳動(dòng)比的確定</p><p>　　令儲(chǔ)絲筒每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)其軸向移動(dòng)距離s

32、=0.25mm. 絲杠的導(dǎo)程取p=3mm。從儲(chǔ)絲筒到絲杠經(jīng)過(guò)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(jiǎn)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</p><p>　　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。</p><p><b>　　2.4電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p>&

33、lt;p>　　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(guò)彈性連軸器帶動(dòng)長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，長(zhǎng)軸中間裝有儲(chǔ)絲筒另一端是齒輪傳動(dòng)，通過(guò)齒輪副傳遞到第二根軸，第二根軸同樣通過(guò)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</p><p><b>　　其中——總效率，</b>&

34、lt;/p><p>　　——電動(dòng)機(jī)的效率, ＝0.70;</p><p>　　——滾動(dòng)軸承的效率, =0.99;</p><p>　　——滑動(dòng)軸承的效率, =0.97;</p><p>　　——齒輪傳動(dòng)的效率, =0.99;</p><p>　　——連軸器的效率，＝0.99；</p><p><

35、;b>　　則，</b></p><p><b>　　絲杠的線速度，</b></p><p><b>　　力，</b></p><p><b>　　則電動(dòng)機(jī)的功率為</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)速為，</b></p>

36、<p>　　型號(hào)為 YS7124 三相交流異步電動(dòng)機(jī)</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)為</b></p><p>　　功率：370W 電壓：</p><p>　　頻率：50Hz 電流：</p><p>　　效率：0.70 轉(zhuǎn)速：</p>

37、<p>　　功率因數(shù)：0.72 重量：6.8Kg</p><p>　　工作制：S1 絕緣等級(jí)：B級(jí)</p><p>　　防護(hù)等級(jí)：IP55 冷卻方式：IC411</p><p><b>　　環(huán)境溫度：</b></p><p>　　2.5 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)</p>&

38、lt;p>　　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Ⅰ軸，Ⅱ軸，Ⅲ軸。</p><p><b>　　1．各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算</b></p><p><b>　　第Ⅰ軸轉(zhuǎn)速 </b></p><p><b>　　第Ⅱ軸轉(zhuǎn)速 </b></p><p><b&

39、gt;　　第Ⅲ軸轉(zhuǎn)速 </b></p><p>　　式中 n——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p>　　——第Ⅰ軸到第Ⅱ軸傳動(dòng)比</p><p>　　——第Ⅱ軸第Ⅲ軸傳動(dòng)比</p><p><b>　　2．各軸功率計(jì)算</b></p><p><b>　　第Ⅰ軸功率 </b&

40、gt;</p><p><b>　　第Ⅱ軸功率 </b></p><p><b>　　第Ⅲ軸功率 </b></p><p>　　式中 ——電動(dòng)機(jī)的效率, ＝0.70;</p><p>　　——滾動(dòng)軸承的效率, =0.99;</p><p>　　——滑動(dòng)軸承的效率, =0.

41、97;</p><p>　　——齒輪傳動(dòng)的效率, =0.99;</p><p>　　——連軸器的效率，＝0.99；</p><p><b>　　3．各軸扭矩計(jì)算</b></p><p><b>　　第Ⅰ軸扭矩</b></p><p><b>　　第Ⅱ軸扭矩</

42、b></p><p><b>　　第Ⅲ軸扭矩</b></p><p><b>　　將以上計(jì)算數(shù)據(jù)列表</b></p><p><b>　　3齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　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

43、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)絲杠副和走絲電動(dòng)機(jī)，還可以減少振動(dòng)和噪聲。</p><p>　　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(méi)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(guò)校核檢查其性能。</p><p>　　2 基于劉易斯公式的疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　劉易斯公式的基本思路是假設(shè)

44、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(lái)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。</p><p>　　嚙合率。雖說(shuō)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(lái)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(kāi)始嚙合的瞬間，另一對(duì)齒已在前一個(gè)法向節(jié)距處嚙合，因此在隨后的0.

45、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(guò)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(lái)說(shuō)，應(yīng)重點(diǎn)考慮增加其嚙合率。</p><p>　　此外，如果壓力角變小，則嚙合率增大，</p><p>　　齒輪承受的切向負(fù)荷、傳遞扭矩</p&g

46、t;<p>　　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T分別用（1）（2）來(lái)表示</p><p><b>　　…………（1）</b></p><p><b>　　…………（2）</b></p><p><b>　　其中</b></p><p>

47、　　P：輪齒上的切向負(fù)荷（N）</p><p>　　T：扭矩（N*mm）</p><p>　　：彎曲應(yīng)力（Mpa）</p><p><b>　　b: 齒寬（mm）</b></p><p>　　m： 模數(shù) （mm）</p><p>　　d： 節(jié)圓直徑（mm）</p><p>

48、　　y＇： 節(jié)點(diǎn)附近的齒形系數(shù)“模數(shù)m基準(zhǔn)”（見(jiàn)表1—1）</p><p><b>　　Z： 齒數(shù)</b></p><p>　　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）</p><p>　?。?）最大容許彎曲應(yīng)力</p><p>　　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?。?shù)）而變化，圖1-

49、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(lái)修正</p><p><b>　　其中</b></p><p>　?。航o定運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的最大容許彎曲應(yīng)力(Mpa)</p><p>　　: 從圖1-1中求出的標(biāo)準(zhǔn)條件下的 M90最大容許彎曲應(yīng)力（Mpa）</p><

50、p>　　:使用狀況系數(shù)（表1-2）</p><p>　?。核俣刃拚禂?shù)（圖1-2）</p><p>　　：溫度修正系數(shù)。 工作溫度高時(shí)必須修正溫度。由于輪齒的彎曲強(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(lái)修正。例如，當(dāng)溫度為80℃時(shí)，用圖1-3可得出 </p><p><b>　?。?潤(rùn)滑系數(shù)</b></p

51、><p><b>　　無(wú)潤(rùn)滑時(shí)=0.8</b></p><p><b>　?。?對(duì)象材質(zhì)系數(shù)</b></p><p><b>　　對(duì)金屬時(shí)=1</b></p><p><b>　　對(duì)時(shí) =0.8</b></p><p>　?。?材料強(qiáng)度

52、修正系數(shù)(表1-3)</p><p>　　也就是要對(duì)用（3）式求出的容許彎曲應(yīng)力和用（1）或（2）式求出的發(fā)生應(yīng)力比較：>則不可</p><p><b>　　<則可以 </b></p><p>　　表3-2 使用狀態(tài)系數(shù)</p><p>　　表3-3 材料強(qiáng)度修正系數(shù)</p><p>

53、　　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</p><p>　　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(wèn)題。此外，圖1-1所示的曲線考慮到偏差因素。</p><p>　　圖3-2 速度修正系數(shù)Kv</p><p>　　圖3-3 非強(qiáng)化彎曲強(qiáng)度與溫度的關(guān)系</p>

54、<p>　　按照?qǐng)D中所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　選小齒輪齒數(shù)Z1=36,大齒輪齒數(shù)</p><p>　　Z2=uZ1=3.44×36=123.84，取Z2=124。</p><p>　　齒輪幾何參數(shù) 計(jì)算公式</p><p>　　齒頂高

55、 </p><p>　　齒根高 </p><p>　　齒頂圓直徑 </p><p>　　齒根圓直徑 </p><p>　　齒距p p=лm</p><p>　　分度圓直徑d d=mz&l

56、t;/p><p>　　塑料齒輪模數(shù)的選擇可采用下面的公式:</p><p><b>　　m 模數(shù) mm</b></p><p>　　a 設(shè)計(jì)中心距 mm</p><p><b>　　兩嚙合齒輪的齒數(shù)</b></p><p><b>　　a取96mm </b>

57、</p><p><b>　　則根據(jù)公式</b></p><p>　　壓力角選擇α=20°</p><p>　　（2） 計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩</p><p>　?。?） 由表10－7（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版）選取齒寬系數(shù)。</p><p><b>　　2） 計(jì)算</b>

58、</p><p>　?。?） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值</p><p>　　（2） 計(jì)算圓周速度v</p><p><b>　　。</b></p><p>　　圖3-4 小齒輪零件圖</p><p>　　圖3-5 大齒輪零件圖 </p><p>　　4 軸的設(shè)計(jì)

59、計(jì)算及校核</p><p>　　4.1 第Ⅰ軸的設(shè)計(jì)及校核</p><p><b>　　1 軸上的各參數(shù)</b></p><p><b>　　功率</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩</b&

60、gt;</p><p>　　2 求作用在齒輪上的力</p><p>　　由齒輪設(shè)計(jì)部分知小齒輪的分度圓直徑為</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　可以求得</b></p><p><b>　　，</b></p>

61、<p><b>　　。</b></p><p>　　3 初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先按式（15－2）初步估算軸的最小直徑。</p><p>　　根據(jù)表15－3取A=112,于是得</p><p>　　由于軸較長(zhǎng)，并且軸上裝有儲(chǔ)絲筒直徑較大，最小直徑處需要與</p><p&

62、gt;　　連軸器相配合，另外軸上開(kāi)有鍵槽，查表選取鍵的類型及其尺寸</p><p>　　為普通平建5×5×20mm</p><p>　　選取連軸器為彈性柱銷連軸器，與軸配合的尺寸</p><p><b>　　取，長(zhǎng)度為。</b></p><p>　　圖4—1 第一根軸的裝配方案</p>

63、<p><b>　　4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1） 定軸上零件的裝配方案</p><p><b>　　如圖所示</b></p><p>　　2) 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　(1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端需要制</p>

64、<p>　　出一軸肩，故取段的直徑，段的長(zhǎng)</p><p>　　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。</p><p>　?。?）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</p><p>　　由于軸較長(zhǎng)，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(wú)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

65、于0.05mm，軸向竄動(dòng)應(yīng)徹底消失。故在，段</p><p>　　各安裝一對(duì)調(diào)心球軸承，型號(hào)為D36204 GB276，基本尺寸為</p><p>　　d×D×T＝17×40×12mm，故，</p><p><b>　　而。</b></p><p>　?。?）軸承采用軸肩定位，軸，

66、段的直徑除了軸向</p><p>　　定位軸承外還要裝配儲(chǔ)絲筒，因此，</p><p>　　，，段需要安裝儲(chǔ)絲筒端蓋，周向采用普通平鍵定位，鍵的基本尺寸為：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　（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，</p><p>　　因此其

67、直徑取。長(zhǎng)度根據(jù)儲(chǔ)絲筒的長(zhǎng)度確定</p><p><b>　　。</b></p><p>　?。?）軸段安放齒輪，同時(shí)在齒輪與軸承之間采用套筒進(jìn)</p><p>　　行軸向定位，由于齒輪與箱體壁最小間距為6mm，齒輪采用普</p><p>　　通平鍵進(jìn)行徑向定位，鍵的尺寸為：，</p><p>&

68、lt;b>　　軸上各尺寸為，。</b></p><p>　　（6）齒輪右端采用螺母進(jìn)行軸向定位，</p><p>　　，螺紋的螺矩為1mm。</p><p>　?。?）段為方形，其邊長(zhǎng)為10mm，軸向長(zhǎng)度為13mm，</p><p>　　主要是為了裝鉬絲時(shí)用手輪攪動(dòng)方便而設(shè)計(jì)。</p><p>　　3

69、）確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　軸端及各軸肩倒角均取1×。圓角半徑見(jiàn)零件圖示。</p><p><b>　　4）求軸上的載荷</b></p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，</p><p>　　圖4—2 第一根軸的受力分析</p><p>　　由圖分析各支

70、點(diǎn)處的受力狀況：</p><p><b>　　由前已知：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　在垂直面內(nèi)對(duì)B點(diǎn)取矩可得：</p><p><b>　　式中，，</b></p><p><b>　　，。</

71、b></p><p>　　將這些數(shù)值代入上式課求得</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　又由</b></p><p><b>　　，可得。</b></p><p>　　則在垂直面內(nèi)B，C，D點(diǎn)處的彎矩分別為</

72、p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　計(jì)算水平面內(nèi)各量</b></p><p><b>　　對(duì)B點(diǎn)取矩</b></p><p><b>　　可得</b&g

73、t;</p><p><b>　　由可得</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　，表示其方向與圖示假設(shè)方向相反。</p><p>　　則在水平面內(nèi)B，C，D點(diǎn)處的彎矩</p><p><b>　　。</b></p>

74、;<p><b>　　如圖所示</b></p><p>　　軸上A－E點(diǎn)各處的扭矩均相等，</p><p><b>　　。</b></p><p>　　可知D點(diǎn)處彎矩最大，其值為</p><p><b>　　。</b></p><p>　　

75、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。</p><p>　　現(xiàn)將計(jì)算出的截面D處的，及列于下表</p><p>　　5）按彎扭合成應(yīng)力校荷軸的強(qiáng)度</p><p>　　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</p><p>　　危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)式15－5及表中的數(shù)據(jù)，并取</p>&l

76、t;p><b>　　，軸的計(jì)算應(yīng)力</b></p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理由表15－1查得</p><p><b>　　。因此，故安全。</b></p><p>　　4.2 第Ⅱ軸的設(shè)計(jì)及校核</p><p>　　1．軸上的各參數(shù)，以下各量均為第二根軸的輸出參數(shù)：<

77、;/p><p><b>　　功率</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　2．求作用在齒輪上的力</p><p>　　由齒輪設(shè)計(jì)部分知大齒輪的分度圓直徑為</p><

78、p>　　可以求得大齒輪上的受力狀況：</p><p>　　同樣右端銷齒輪上受力狀況為：</p><p>　　3．初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先按式（15－2）初步估算軸的最小直徑。</p><p>　　根據(jù)表15－3取A=112,于是得</p><p><b>　　，</b>&

79、lt;/p><p>　　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</p><p>　　作用則，長(zhǎng)度用兩個(gè)螺母緊固。</p><p><b>　　4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1） 擬定軸上零件的裝配方案</p><p><b>　　如圖所示</b>&

80、lt;/p><p>　　圖4—3 第二根軸的零件圖</p><p>　　2) 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　(1) 對(duì)于軸Ⅱ由以下幾種裝配方案：</p><p>　　其一，傳統(tǒng)的傳動(dòng)方案，由于軸的長(zhǎng)度較小，可以將軸的</p><p>　　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，</p&g

81、t;<p>　　可以增加軸承的數(shù)量，在軸段安放兩個(gè)調(diào)心球軸承，同時(shí)</p><p>　　在箱體壁上開(kāi)處直徑的孔，為了軸承的拆卸方便，軸</p><p>　　承外圈與箱體壁的配合采用過(guò)盈配合。</p><p>　　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

82、，成本較高。</p><p>　　其二，將軸固定在箱體壁上，同時(shí)在箱體壁上開(kāi)出直徑為</p><p>　　的孔，一邊軸的拆卸方便，軸上需要安放齒輪，同時(shí)</p><p>　　齒輪要作高速旋轉(zhuǎn)，同樣又有兩種方案：</p><p>　　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(zhǎng)</p><p>　　度較大，對(duì)于每個(gè)輪

83、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。</p><p>　　軸與齒輪間采用滑動(dòng)軸承配合，即能滿足傳動(dòng)的要求，</p><p>　　又節(jié)約成本，軸瓦的材料可以選用鑄造青銅，因?yàn)殍T造青銅主</p><p>　　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。</p><p>　　對(duì)比以上裝配方案，在同樣能夠滿足使用要

84、求，同時(shí)又經(jīng)濟(jì)，</p><p>　　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)</p><p><b>　　接更好。</b></p><p>　　以下就采用此方案進(jìn)行計(jì)算確定軸的各參數(shù)。</p><p>　?。?）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(zhǎng)度同時(shí)要考慮到軸

85、向定位的穩(wěn)定性，確定與段的尺寸，，</p><p><b>　　，，，這兩個(gè)軸段</b></p><p>　　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。</p><p>　?。?） 大齒輪左端采用軸肩定位，軸肩高度要求，取</p><p>　　，則，段長(zhǎng)度由裝配后確定，要保證齒輪與箱體壁的間距，取。<

86、;/p><p>　　（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</p><p><b>　　，。</b></p><p>　?。?） 確定軸上圓角及倒角尺寸，</p><p>　　參照表15－2，各倒角及圓角見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)零件圖。</p><p><b>　　5．求軸上的載荷</b>

87、</p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，再根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　作出軸的彎矩和扭矩圖</p><p>　　圖4—4 第二根軸的受力分析</p><p>　　由圖分析各支點(diǎn)處的受力狀況：</p><p><b>　　由前已知：</b></p><

88、;p><b>　　轉(zhuǎn)矩，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p&

89、gt;　　根據(jù)力的合成定理計(jì)算出A點(diǎn)處的支反力</p><p><b>　　在水平面內(nèi)，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　帶入數(shù)值可以求得</b></p><p><b>　　＝346.1N，</b></p

90、><p><b>　　在垂直面內(nèi)，</b></p><p><b>　　帶入數(shù)值得</b></p><p><b>　　，方向向下，</b></p><p>　　由圖課知B處彎矩最大，現(xiàn)計(jì)算B處的彎矩和扭矩</p><p><b>　　水平面內(nèi)，，

91、</b></p><p><b>　　在垂直面內(nèi)，，</b></p><p><b>　　B—C間扭矩為</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　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</p><p&

92、gt;　　現(xiàn)將計(jì)算出的截面B處的，及列于下表</p><p>　　5）按彎扭合成應(yīng)力校荷軸的強(qiáng)度</p><p>　　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</p><p>　　危險(xiǎn)截面B）的強(qiáng)度。根據(jù)式15－5及表中的數(shù)據(jù)，并取</p><p><b>　　，軸的計(jì)算應(yīng)力</b></p>

93、<p><b>　　。</b></p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理由表15－1查得</p><p><b>　　。因此，故安全。</b></p><p>　　4.3傳動(dòng)螺紋副的設(shè)計(jì)及校核</p><p>　　1．第Ⅲ軸是絲杠，絲杠通過(guò)與螺母連接帶動(dòng)整個(gè)儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)在導(dǎo)軌上面

94、做直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來(lái)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。 </p><p><b>　　1、特點(diǎn) </b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：工作平穩(wěn)，傳動(dòng)精度高，易于自鎖，良好的減速性能.</p><p>

95、;　　缺點(diǎn)：相對(duì)滑動(dòng)大，磨損大，效率低</p><p><b>　　2、傳動(dòng)形式：</b></p><p>　　a)螺桿轉(zhuǎn)螺母移 </p><p>　　b)螺桿又轉(zhuǎn)又移（螺母固定）——用得多</p><p>　　c) 螺母轉(zhuǎn)螺桿移 </p><p>　　d) 螺母又轉(zhuǎn)又移（螺桿固定

96、）——用得少</p><p><b>　　3、分類</b></p><p>　　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</p><p>　　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)）</p><p>　　連接螺紋牙型有三種：矩形、梯形、鋸齒

97、形螺紋。</p><p>　　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)。</p><p><b>　　滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　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

98、本身作為支撐。當(dāng)螺桿細(xì)長(zhǎng)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。</p><p>　　螺母的結(jié)構(gòu)有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。整體螺母結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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

99、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。</p><p>　　滑動(dòng)螺旋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(chǎng)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=3~4，甚至多大6）。</p><p>　　二、 滑動(dòng)螺旋：構(gòu)造簡(jiǎn)單、傳動(dòng)

100、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</p><p>　　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（30~40%）傳動(dòng)精度低</p><p><b>　　螺桿和螺母的材料</b></p><p>　　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)

101、小和耐磨。</p><p>　　考慮走絲裝置傳動(dòng)性能，螺桿材料選擇40Cr 經(jīng)過(guò)熱處理。</p><p>　　螺母采用鑄鐵制造，內(nèi)孔澆注巴氏合金。</p><p><b>　　螺紋基本知識(shí)</b></p><p><b>　　螺紋幾何參數(shù)</b></p><p><b&

102、gt;　　(1) 大徑d</b></p><p><b>　　(2) 小徑 d1</b></p><p><b>　　(3) 中徑d2</b></p><p><b>　　(4) 螺距P</b></p><p>　　(5) 導(dǎo)程S S = nP</p>

103、<p>　　(6) 螺紋升角ψ </p><p>　　(7) 牙型角α 牙側(cè)角β </p><p>　　圖4-1 螺紋牙形圖</p><p>　　四、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的工作能力分析</p><p><b>　　失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則</b></p><p>　　主要失效 ——

104、 螺紋的磨損</p><p>　　耐磨性計(jì)算確定：螺桿直徑 d2、螺母高度 H</p><p>　　傳力較大時(shí)： 螺桿強(qiáng)度校核 、螺紋牙強(qiáng)度校核</p><p>　　要求自鎖時(shí)：校核自鎖條件</p><p>　　受壓細(xì)長(zhǎng)螺桿; 校核穩(wěn)定性</p><p>　　滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><

105、p>　　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)在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對(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(zhǎng)徑比很大的螺

106、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(zhǎng)螺桿還應(yīng)校核其臨界轉(zhuǎn)速，以防止產(chǎn)生過(guò)度的橫向振動(dòng)等。</p><p><b>　　1、耐磨性計(jì)算</b></p><p>　　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(rùn)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，壓力越大螺旋副間越容易形成過(guò)度磨損。因此，滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限

107、制螺紋工作面上的壓力p，使其小于材料的許用壓力[p]。</p><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</p><p>　　圖4-2 梯形螺紋傳動(dòng)副尺寸圖</p><

108、;p>　　令，則 代入上式整理后可得</p><p>　　對(duì)于矩形和梯形螺紋，h=0.5P，則</p><p>　　對(duì)于30°鋸齒形螺紋，h=0.75P，則 </p><p><b>　　螺母高度 </b></p><p>　　設(shè)計(jì)軸上的各參數(shù)，以下各量為螺桿的輸出參數(shù)：</p>&

109、lt;p><b>　　功率，</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)速，</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩。</b></p><p>　　2．求作用在齒輪上的力</p><p>　　根據(jù)作用力與反作用力定理可以知道</p><p><

110、b>　　，</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　3．初步確定軸的最小直徑，</p><p>　　先按式（15－2）初步估算軸的最小直徑。</p><p>　　根據(jù)表15－3取A=112,于是得</p><p><b>　　，</b&

111、gt;</p><p>　　軸上最小直徑處是裝配齒輪，為了增加傳動(dòng)的穩(wěn)定性</p><p>　　取，齒輪左端用套筒進(jìn)行軸肩定位，</p><p><b>　　根據(jù)裝配要求求得。</b></p><p>　　查表《梯形螺紋基本尺寸（GB5796.3—86）》可知：</p><p>　　螺桿螺距P=0

112、.2mm</p><p>　　公稱直徑d=18mm</p><p><b>　　中徑d2=17mm</b></p><p>　　小徑d3=15.5mm</p><p><b>　　4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1） 擬定軸上零件的裝配方案</p>

113、<p><b>　　如圖所示</b></p><p>　　圖4—3 第三根軸的零件圖</p><p>　　2) 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　（1）軸的段安裝軸承，由于軸承的寬度較小，選用兩個(gè)</p><p>　　軸承并放，以增加絲杠傳動(dòng)的穩(wěn)定性，所以段的基本參</p><p

114、>　　數(shù)由所選的軸承尺寸確定。，。</p><p>　?。?）軸承左端才用軸肩定位，軸肩高度不能超過(guò)軸承的內(nèi)圈的</p><p>　　高度，通過(guò)計(jì)算取，長(zhǎng)度尺寸取。</p><p>　?。?）段的作用是起從絲杠羅紋到軸肩的過(guò)渡作用，基本</p><p><b>　　尺寸參數(shù)為。</b></p><

115、;p>　?。?）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(zhǎng)度由儲(chǔ)絲筒的行程有關(guān)，取，螺紋的基本參數(shù)為M18×3。左端開(kāi)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)。</p><p>　　（5）確定軸上圓角和倒角</p><p><b>　　見(jiàn)零件圖示。</b></p><p><b>　　5.求軸上

116、的載荷</b></p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，再根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　作出軸的彎矩和扭矩圖：</p><p>　　圖4—4 第三根軸的受力分析</p><p>　　由圖分析各支點(diǎn)處的受力狀況：</p><p>　　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

117、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：</p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　在水平面內(nèi)對(duì)A點(diǎn)取矩，</p><p><b>　　式中，</b></p><p><b>　　代入上式可得</b></p

118、><p><b>　　，</b></p><p><b>　　又 </b></p><p>　　可得 表示方向與假設(shè)方向相反。</p><p><b>　　水平面內(nèi)的彎矩為</b></p><p>　　在垂直面內(nèi)對(duì)A點(diǎn)取矩，</p>&

119、lt;p><b>　　代入各值可得</b></p><p><b>　　又</b></p><p>　　可得，與假設(shè)方向相反</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　A—B，B—C間扭矩均為</p><p>　　從軸的結(jié)構(gòu)圖

120、以及彎矩和扭矩圖可以看出截面B是軸的危險(xiǎn)截面</p><p>　　現(xiàn)將計(jì)算出的截面B處的，及列于下表</p><p>　　5）按彎扭合成應(yīng)力校荷軸的強(qiáng)度</p><p>　　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</p><p>　　危險(xiǎn)截面B）的強(qiáng)度。根據(jù)式15－5及表中的數(shù)據(jù)，并取</p><p>

121、<b>　　，軸的計(jì)算應(yīng)力</b></p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理由表15－1查得</p><p><b>　　。因此，故安全。</b></p><p><b>　　5 軸承壽命校核</b></p><p>　　5.1 第Ⅰ軸上軸承的校荷</p&g

122、t;<p>　　兩端均采用雙軸承聯(lián)接</p><p>　　軸承類型：深溝球軸承，</p><p><b>　　軸承代號(hào)：6203</b></p><p><b>　　標(biāo)稱尺寸： </b></p><p>　　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，</p>

123、<p><b>　　壽命計(jì)算：</b></p><p><b>　　h</b></p><p>　　滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷：</p><p>　　其中：X、Y分別為徑向、軸向載荷系數(shù)。</p><p>　　因?yàn)檩S承只受純徑向載荷。則</p><p>　　參照前面軸的

124、計(jì)算可知：</p><p>　　左軸承： </p><p>　　右軸承： </p><p>　　3）載荷系數(shù)：查表“載荷系數(shù)”（按中等沖擊）得 </p><p>　　4）轉(zhuǎn)速： </p&g

125、t;<p><b>　　5）壽命指數(shù)： </b></p><p>　　6）額定動(dòng)載荷：查表知</p><p><b>　　C＝7.36K</b></p><p><b>　　左軸承：</b></p><p><b>　　右軸承：</b>&l

126、t;/p><p>　　由此可知：該軸承符合要求符合要求</p><p>　　5. 2 第Ⅲ軸軸上軸承的校荷</p><p>　　兩端均采用雙軸承聯(lián)接</p><p>　　軸承類型：深溝球軸承，</p><p>　　軸承代號(hào)：6203 </p><p><b>　　標(biāo)稱尺寸：</b&g

127、t;</p><p>　　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，</p><p><b>　　壽命計(jì)算：</b></p><p><b>　　h</b></p><p>　　滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷：</p><p>　　其中：X、Y分別為徑向、軸向載荷系數(shù)。&l

128、t;/p><p>　　因?yàn)檩S承只受純徑向載荷。則</p><p>　　參照前面軸的計(jì)算可知：</p><p>　　3）載荷系數(shù)：查表“載荷系數(shù)”（按中等沖擊）得 </p><p><b>　　4）轉(zhuǎn)速： </b></p><p>　　5）壽命指數(shù)：

129、 </p><p>　　6）額定動(dòng)載荷：查表知</p><p><b>　　C＝7.36KN</b></p><p>　　由此可知：該軸承符合要求符合要求</p><p><b>　　6 鍵的強(qiáng)度校核</b></p><p>　　鍵的選擇包括類型

130、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(lái)選擇：鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來(lái)取定。對(duì)于常見(jiàn)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(guò)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。</p><p><b>　　校荷方法：</b></p><p>　

131、　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</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　T——傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為；</p><p>　　——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，單位為mm；</p><p>　　——鍵的工作長(zhǎng)度，單位為mm，圓頭平鍵，平頭</p><p>　　

132、平鍵，這里的L為鍵的公稱長(zhǎng)度，單位為mm；</p><p>　　b為鍵的寬度，單位為mm；</p><p>　　——鍵，軸輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，單位</p><p><b>　　為；</b></p><p>　　6.1 聯(lián)軸器處鍵的強(qiáng)度校荷</p><p>　　選擇類型：?jiǎn)螆A頭普通平鍵

133、</p><p><b>　　基本尺寸：</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　代入上式得</b&

134、gt;</p><p>　　鍵的強(qiáng)度能溝滿足要求。</p><p>　　6.2 儲(chǔ)絲筒端蓋與軸聯(lián)接處鍵的校荷</p><p>　　選擇類型：圓頭普通平鍵</p><p><b>　　基本尺寸：；</b></p><p><b>　??；</b></p><p

135、><b>　??；</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　代入上式得</b></p><p>　　鍵的強(qiáng)度能溝滿足要求。</p><p>　　6.3 第Ⅰ軸與小齒輪聯(lián)接處鍵的校核</p><p>　　選擇類型：圓