X-Y數(shù)控運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)設(shè)計(jì)[答辯畢業(yè)論文資料]

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）x-y數(shù)控運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（論文）題目：x-y數(shù)控運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)設(shè)計(jì)學(xué) 院名 稱：專業(yè)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指 導(dǎo) 教 師：2013年 月曰x-y數(shù)控工作臺(tái)是許多機(jī)電一體化設(shè)備的基本部件，如數(shù)控車床的縱一橫向 進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、數(shù)控銑床和數(shù)控鉆床的x-y工作臺(tái)、激光加工設(shè)備的工作臺(tái)、電子元 件表面貼裝設(shè)備等。模塊化的x-y數(shù)控工作臺(tái)，通常由導(dǎo)軌座、移動(dòng)滑塊、工作、 滾珠絲杠螺母副，以及伺服電動(dòng)機(jī)等部件構(gòu)成。其中伺服電動(dòng)機(jī)做執(zhí)行元件用來(lái) 驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母帶動(dòng)滑塊和工作平臺(tái)在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，完成工作臺(tái)在 x、y方向的直線移動(dòng)。導(dǎo)軌副、滾珠絲杠螺母副和伺服電動(dòng)機(jī)等均以標(biāo)準(zhǔn)化， 由專門廠家生產(chǎn)

2、，設(shè)計(jì)時(shí)只需根據(jù)工作載荷選取即可。關(guān)鍵詞：x-y數(shù)控工作臺(tái)；設(shè)計(jì)；過(guò)程；功能abstractx-y nc worktable is a fundamental part of many electromechanical integration equipment, such as cnc lathe longitudinal and transverse feed mechanism, cnc milling machine and cnc drilling machine of the x-y table，laser processing equipment for working tab

3、le，electronic element surface mount equipment etc. x-y nc worktable module, usually by the rail seat, move the slider, work，ball screw pair, and a servo motor and other components. the servo motor to drive the ball screw actuator，a ball screw nut drives the slide block and the working platform motio

4、n on the guide rail，straight mobile work station in x， y direction. guide，ball screw and servo motor arc based on standard, by the specialized manufacturers， only when the design work load to select.keywords: x-y nc worktable ;design ;process function摘要*iiabstractilla錄iv1$ 雜11 1 fijt j u a±a 11

5、.2x-y數(shù)控運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)應(yīng)用第2章x-y數(shù)控運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)設(shè)計(jì)要求2.1設(shè)計(jì)主要要求22.2綜合作業(yè)內(nèi)容2第 3 早 x*y 數(shù)jhl動(dòng) i:作 ii 械系統(tǒng)計(jì)3.1脈沖當(dāng)量選擇3.2工作臺(tái)外形尺寸及重量估算 3.3滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選擇.3.4滾珠絲杠副的載荷汁算3.52 一 千' "v | .n83.6穩(wěn)定性驗(yàn)算83.6剛度驗(yàn)算83.7滾珠絲杠精度等級(jí)確定93.8滾動(dòng)導(dǎo)軌副的防護(hù)113.9直線動(dòng)導(dǎo)軌田ij的計(jì)算、選擇113.10電機(jī)至絲杠之間齒輪減速傳動(dòng)設(shè)計(jì)133.11等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算（不計(jì)傳動(dòng)效率）163.12電機(jī)的計(jì)算選型173.13聯(lián)軸器選擇17*吉i侖18sc 192

6、0參考文獻(xiàn)第1章緒論1.1課題研究意義制造業(yè)是國(guó)家重要的基礎(chǔ)工業(yè)之一，制造業(yè)的基礎(chǔ)是是眾多機(jī)械制造的母機(jī)，它的 發(fā)展水平，與制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造精度有著直接關(guān)系，關(guān)系到國(guó)家機(jī)械工業(yè)以至整 個(gè)制造業(yè)的發(fā)展水平.是先進(jìn)制造技術(shù)的基木單元載體，機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量、更新速度、 對(duì)市場(chǎng)的應(yīng)變能力、生產(chǎn)效率等在很大程度上取決于的效能。因此，制造業(yè)對(duì)于一個(gè)國(guó) 家經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的作用我國(guó)是世界上產(chǎn)量最多的國(guó)家.根據(jù)德國(guó)工業(yè)協(xié)會(huì)(vd w )2000年統(tǒng)計(jì)資料，在主要的生產(chǎn)國(guó)家中，中國(guó)排名為世界第五位。但是在國(guó)際市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)中仍處于較低水平：即使在w內(nèi)市場(chǎng)也面臨著嚴(yán)峻的形勢(shì)：一方面國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)各類 產(chǎn)品有著大量

7、的需求，而另一方而卻有不少國(guó)產(chǎn)滯銷積壓，國(guó)外產(chǎn)品充斥市場(chǎng)。1.2 x-丫數(shù)控運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域 的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向 機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、 生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生y巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了 “機(jī)電一體 化”為特征的發(fā)展階段。x-y數(shù)控工作臺(tái)是許多機(jī)電一體化設(shè)備的基木部件，如數(shù)控車床的縱一橫向進(jìn)刀機(jī) 構(gòu)、數(shù)控銑床和數(shù)控鉆床的x-y工作臺(tái)、激光加工設(shè)備的工作臺(tái)、電子元件表面貼裝設(shè) 備等。模塊化的x-y

8、數(shù)控工作臺(tái)，通常由導(dǎo)軌座、移動(dòng)滑塊、工作、滾珠絲杠螺母副， 以及伺服電動(dòng)機(jī)等部件構(gòu)成。其屮伺服電動(dòng)機(jī)做執(zhí)行元件用來(lái)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，滾珠絲杠 螺母帶動(dòng)滑塊和工作平臺(tái)在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，完成工作臺(tái)在x、y方向的直線移動(dòng)。導(dǎo)軌副、 滾珠絲杠螺母副和伺服電動(dòng)機(jī)等均以標(biāo)準(zhǔn)化，由專門廠家生產(chǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)只需根據(jù)工作載 荷選取即可?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)需要，可以選取用標(biāo)準(zhǔn)的工作控制計(jì)算機(jī)，也可以設(shè)計(jì)專用 的微機(jī)控制系統(tǒng)。第2章x-y數(shù)控運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)設(shè)計(jì)要求2.1設(shè)計(jì)主要要求1、設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)x/y向數(shù)控運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)2、數(shù)控運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力源采用交流伺服電機(jī).但所選電機(jī)必須與該電機(jī)生產(chǎn)廠所列技術(shù)數(shù)據(jù) 一致3、工作臺(tái)尺寸 450x350mm （

9、x/y）4、工作臺(tái)（x/y）工作行徑400/3005、脈沖當(dāng)量x/y 0.004mm/脈沖6、x向最高工作進(jìn)給速度200mm/min7、x向最高空載快進(jìn)速度300mm/min8、工件最大重量（包括夾具）為400kg9、工作壽命每天8小時(shí)，連續(xù)工作5年，250/年10、進(jìn)給機(jī)械系統(tǒng)均采用滾動(dòng)絲杠和滾動(dòng)導(dǎo)軌副2.2綜合作業(yè)內(nèi)容1、數(shù)控十字工作臺(tái)裝配圖一張（提供打印并簽名）2、設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（主要內(nèi)容1電機(jī)選型計(jì)算（脈沖當(dāng)量2滾動(dòng)絲杠選型與計(jì)算3滾 動(dòng)導(dǎo)軌選型計(jì)算數(shù)控運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1脈沖當(dāng)量選擇脈沖當(dāng)量5p是一個(gè)進(jìn)給指令時(shí)工作臺(tái)的位移量，應(yīng)小于等于工作臺(tái)的位置精度，由 t脈沖當(dāng)s x/y

10、 0.004mm/脈沖由己知設(shè)計(jì)參數(shù)初定脈沖當(dāng)量s =0.004mm/p3.2工作臺(tái)外形尺寸及重量估算t i r-）1 +唐）vif13-1工作臺(tái)簡(jiǎn)圖已知題設(shè)要求：工作臺(tái)尺寸450x350mm （x/y）取x向?qū)к壷武撉虻腻木酁?50mm，y向?qū)к壷武撉虻腻木酁?30mm，設(shè)計(jì) 工作臺(tái)簡(jiǎn)圖如下：x向拖板（上拖板）尺寸：長(zhǎng)寬 高 350x230x50重量.按重量=體積x材料比重估算= 350x230x50x10'3x7.8x10_2 -314n y向拖板（下拖板）尺寸：350x230x50= 350x230x50x10-3x7.8x10-2 -314n 上導(dǎo)軌座（連電機(jī)）重量：(

11、220x 140x38 +2x155xx82)x7.8xlo2xio-3 +1.1x10-107 (n)夾具及工件重量：400kg約4000n。x-y工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)部分的總重量：約4735n。3.3滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選擇根據(jù)給定的工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件的總重量及負(fù)載和估算的和計(jì)算導(dǎo)軌的靜安全系數(shù)l=co/p,式中：c0為導(dǎo)軌的基本靜額定載荷;工作載荷p=0.5（f2+w）； &=1.03.0（般運(yùn) 行狀況），3.05.0 （運(yùn)動(dòng)時(shí)受沖擊、振動(dòng)）。根據(jù)計(jì)算結(jié)來(lái)查有關(guān)資料初選導(dǎo)軌：因系統(tǒng)受中等沖擊，因此取= 4735（7v）co= fslx,y 心=0.5(fz+dpx = 0.5（fz +wv） =

12、 0.5（4735 + 314） = 2524.5（7v） py = 0.5（fz +wy） = 0.5（4735 + 314）= 2524.5（a） cox = fslpx =4x2524.5 = 10098（77）c0y = fslpy = 4x2524.5 = 10098（7v）根據(jù)計(jì)算額定靜裁荷初選導(dǎo)軌：（1）、導(dǎo)軌型式：圓形截ifif滾珠導(dǎo)軌 、導(dǎo)軌長(zhǎng)度.絲紅有效行程巾3表5-4查得le=20 mm 已知工作臺(tái)尺寸450x350mm （x/y）已知工作臺(tái)（x/y）工作行徑400/300上導(dǎo)軌（x向）取動(dòng)導(dǎo)軌長(zhǎng)度lb = 450動(dòng)導(dǎo)軌行程/ = 400l = lb + /+20 = 4

13、50 + 400+20=870下導(dǎo)軌（y向）取動(dòng)導(dǎo)軌長(zhǎng)度/ = 350動(dòng)導(dǎo)軌行程 lh = 300支承導(dǎo)軌長(zhǎng)度l = lb + /+20 = 350 + 300+20=670選擇導(dǎo)軌的型號(hào)：gta16、直線滾動(dòng)軸承的選型、直線滾動(dòng)軸承的選型 上導(dǎo)軌gx =4000+314=4314(/7) 下導(dǎo)軌的gy =4735(27)由于本系統(tǒng)負(fù)載相對(duì)較小，查表后得出lm10uuop型直線滾動(dòng)軸承的額定動(dòng)載荷為， 大于實(shí)際動(dòng)負(fù)載;但考慮到經(jīng)濟(jì)性等因素最后選擇lm16uuop型直線滾動(dòng)軸承。 并采用雙排兩列4個(gè)直線滾動(dòng)軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)平臺(tái)的支撐。(4)、滾動(dòng)導(dǎo)軌剛度及預(yù)緊方法當(dāng)工作臺(tái)往復(fù)移動(dòng)時(shí)，工作臺(tái)壓在兩端

14、滾動(dòng)體上的壓力會(huì)發(fā)生變化，受力人的滾動(dòng)體變 形大，受力小的滾動(dòng)體變形小。當(dāng)導(dǎo)軌在位置i時(shí)，兩端滾動(dòng)體受力相等，工作 臺(tái)保持水平；當(dāng)導(dǎo)軌移動(dòng)到位置ii或iii時(shí)，兩端滾動(dòng)體受力不相等，變形不一致, 使工作臺(tái)傾斜。角，由此造成誤差。此外，滾動(dòng)體支承工作臺(tái)，若工作臺(tái)剛度 差，則在自重和載荷作用下產(chǎn)生彈性變形，會(huì)使工作臺(tái)下凹(有時(shí)還可能出現(xiàn)波 浪形)，影響導(dǎo)軌的精度。3.4滾珠絲杠副的載荷計(jì)算(1) .滾珠循環(huán)方式由樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉w、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 表5-1查得，選擇外循環(huán)插管式(2) .軸

15、向間隙預(yù)緊方式預(yù)緊目的在于消除滾珠螺旋傳動(dòng)的間隙，避免間隙引起的空程，從而提高傳動(dòng)精度.由樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉w、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 表5-2查得，采用雙螺母墊片預(yù)緊方式。2)滾珠絲杠副直徑和基本導(dǎo)程系列由樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指異書工作負(fù)載是指機(jī)床工作時(shí)，實(shí)際作用在滾珠絲桿上的軸向壓力，他的數(shù)值用進(jìn)給牽 引力的實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算。選定導(dǎo)軌為滑動(dòng)導(dǎo)軌，取摩擦系數(shù)為0.03, k為顛覆力矩

16、影 響系數(shù)，一般取1.11.5，本課題中取1.3。、最大動(dòng)負(fù)載q的計(jì)算q=沉 fjhp式中：為載荷系數(shù)，中等沖擊時(shí)為1.21.5; a為硬度系數(shù),hrc彡58時(shí)為1.0。查表得系數(shù) = 1，幾=、壽命值：z 6 0 nt l = :1 06查表得使用壽命時(shí)間t=5x250x8=10000h,初選絲杠螺距得絲杠轉(zhuǎn)速1000vmax1000x300x104(x向最高空載快進(jìn)速度300mm/min)rrh ,60x75x10000.所以 l =;= 45106x向絲杠牽引力px=a4fgx（4 當(dāng)量摩擦系數(shù)）= 1.414x0.01x4314 = 61(/v)y向絲杠牽引力py=la4fgy一一當(dāng)量

17、摩擦系數(shù))py =1.4144gr = 1.414x0.01x4735 = 67(n)所以最大動(dòng)負(fù)荷x 向qx =v45xlxlx61 = 216.97（n）y 向qy =v45xlxlx67 = 238.31（n）根據(jù)使用情況選擇滾球絲杠螺母的結(jié)構(gòu)形式，并根裾最人動(dòng)載荷的數(shù)值可選擇滾珠絲杠的型號(hào)為: cm系列滾珠絲桿副，其型號(hào)為：cm2005-5。其基本參數(shù)如下：7 of 18滾珠絲杠副詳細(xì)參數(shù)說(shuō)明cm系列滾珠絲扛副（滾珠外循環(huán)插管埋入式反向器單螺母）銓杠代號(hào)公稱直徑基本導(dǎo)程諡杠外徑tt杠底徑循環(huán)敷額定栽m度n/ym鰾母安裝尺寸油杯孔doph(1,山n動(dòng)蒙萑（,靜ft荷kdlbd,d,010

18、2hmcm2004-2.520419.517.302.56017134393706639ii40535.8106m6cm2oo4-520419.5i7j059775268796996655ii40535.h106m6cm2oo5-2.520519.516.762.57417153313767040ii45565.8106m6cm2oo5-520519.516.76514205382447307062ii45565)106m6cm200w.520619.516.572.58007162573787044ii45565.8106m6cm2006-520619.516.575130073251574

19、07064ii45565)106m6cm2 504-2.525424.522.302.56638168263807639ii50635.8106m6cm2 504-525424.522.3051078533652too7656ii5063106m6cm2 505-2.525524.521.572.59023207934107640ii50635.8106m6cm2 505-525524.521.57514658415877737662ii50635.8106m6其額走動(dòng)載荷為14205n足夠用.滾珠循環(huán)方式為外循環(huán)螺旋槽式，預(yù)緊方式采用雙螺母螺紋預(yù)緊形式.滾珠絲杠螺母副的幾何參數(shù)的計(jì)算如下表名

20、稱計(jì)算公式結(jié)果公稱直徑20mm螺距r5 nun接觸角夕45°鋼球直徑4. 175mm螺紋滾道法向半徑r 0.52dh1. 651mm偏心距e = (r-dh-i-2)sin/30. 04489mm螺紋升角/ty= urctg兀4°33'螺桿外徑dd = do-(o.2o.25)db19.365mm螺桿內(nèi)徑4dx = d0 + 2e 2/i16. 788mm螺桿接觸直徑4d2=dq- dh cos /317.755mm螺母螺紋外徑d = d( 2e + 2r24. 212mm螺母內(nèi)徑(外循環(huán))md' =d0 +(0.2 0.255)420. 7mm3.5傳動(dòng)效

21、率計(jì)算絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為:n = - tg(n)式巾：沙二10，力摩擦角；z7 =-r為絲杠螺旋升角4°33'(4°33' + 10')0.963.6穩(wěn)定性驗(yàn)算絲杠兩端采用止推軸承時(shí)不需要穩(wěn)定性驗(yàn)算。3.6剛度驗(yàn)算滾珠絲杠受工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量為：/，(cm)1 esy向所受牽引力大，故用y向參數(shù)計(jì)算:1252.6217v zo = 0.5cm£ = 20.6xl06(/v/cm2)s = nr2 = 3.14()2= 2a4cm2a£, =± 1251s，.5 =6.12x10 一6 cm120.6x106x2

22、.14絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略不計(jì)。導(dǎo)程變形總誤差為a = al,= 6.12x 1 o'6 g = 12.24xlo-4 =12.24wm < ae 級(jí)精度絲杠允許的3.7滾珠絲杠精度等級(jí)確定(1) .絲杠有效行程由樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程 專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表5-4查得le=20 mm導(dǎo)軌總長(zhǎng) lu=210+120+20=350mm 所以絲杠總長(zhǎng) lv =350-20=330mm(2) .精度等級(jí)根據(jù)有效行程內(nèi)的平均行程允許偏差 ep=0.01/300x350xl

23、03=11.7查樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表5-5得：精度等級(jí)為t34) 滾珠絲杠副支承形式選擇滾珠絲杠主要承受軸向載荷，應(yīng)選用運(yùn)轉(zhuǎn)精度高，軸向剛度高、摩擦力距小的滾動(dòng)軸承. 滾珠絲杠副的支承主要約束絲杠的軸向串動(dòng)，其次是徑向約束。由樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 書表5-6査得，采用一端固定一端游動(dòng)(f-s)支承形式.5) 滾珠絲杠副的選擇高速或較高轉(zhuǎn)速情況按額定動(dòng)負(fù)荷c之caj選擇滾珠絲杠副caj=(fefw)/(fhftfafk)x (60lhne)/( 106)1/3式屮caj-滾珠絲杠副的計(jì)算軸向動(dòng)

24、負(fù)荷(n)fe-絲杠軸向當(dāng)量負(fù)荷(n),取進(jìn)給抗力和摩檫力之和的一半.fe=(120+0.06xl20)/2=63.6nne絲杠當(dāng)量轉(zhuǎn)速(r/min). nc=250r/min.u-絲杠工作壽命(h).查考樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工 程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工 程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表5-7得lh=15000 h.ft-溫度系數(shù).查樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課 程設(shè)計(jì)指導(dǎo)樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課 程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表5-8,得ft=0.70.fa-精度系數(shù).查樓應(yīng)侯

25、、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課 程設(shè)計(jì)指導(dǎo)樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課 程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表5-9得fa=1.0fw-負(fù)載性質(zhì)系數(shù).查2表5-10得么=0.95fh-硬度系數(shù).查2表5-11得fh=1.0fk-可靠性系數(shù).査2表5-12得fk=0.21.計(jì)算得caj=2.5n表3-1-1各類機(jī)械預(yù)期工作時(shí)間lh機(jī)械類型u（小時(shí)）備注齊通機(jī)械5000-10000普通機(jī)床ioooo-201xx)數(shù)控機(jī)床200u0lb=25o(7x )x16(4)精密機(jī)床20000xl0(年)x0.5(幵機(jī)率測(cè)示機(jī)尿15000航空機(jī)械1000表3-1-2精度系數(shù)fa

26、祜度等級(jí)1，2，34，571()1.00.90.80.7表3-1-3可靠性系數(shù)fk可靠性909596979899fclo0.620.530.440.330.21表3-1-4負(fù)載性質(zhì)系數(shù)fw負(fù)荷性質(zhì)無(wú)沖擊（很平穩(wěn)）較微沖擊作t/沖ik或報(bào)動(dòng)fw卜1.21.2,1.51.526）滾珠絲杠副校核（1）.臨界壓縮負(fù)荷對(duì)于一端軸向閬定受壓縮的滾珠絲杠，應(yīng)進(jìn)行壓杠穩(wěn)定性校核計(jì) 算.不發(fā)生失穩(wěn)的最人壓縮負(fù)荷稱為臨界壓縮負(fù)荷，用fn表示 fn=3.4xlolo（fid24hlo2） xk,式中l(wèi)e-最長(zhǎng)受壓長(zhǎng)度.取400 mm fr-絲杠支承方式系數(shù)，f-s取2 d2-絲杠螺紋底徑，查43-32取17.6 m

27、m kj安全系數(shù)，取1/3fn=13593n>fnlax(2) .臨界轉(zhuǎn)速 ncr=9910(f22d2)/lc2式中f2-絲杠支承方式系數(shù)，f-s取3.927.lc -臨時(shí)轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度.le =0.5m. d2-絲杠螺紋底徑，取17.6mmncr= 10758.9r/min>nmax 取，同時(shí)驗(yàn)算絲杠另一個(gè)臨界值 d()n=20x833=7500 < 70000(3) .軸承選擇校核由2表6-1選擇深溝球軸承6201，由2表6-6選角接觸球軸承7001ac.校核(略)3.8滾動(dòng)導(dǎo)軌副的防護(hù)(1) .滾珠絲杠副的防護(hù)裝置，采用專業(yè)生產(chǎn)的伸縮式螺旋彈簧鋼套管。(2) .滾珠絲杠

28、副的密封滾珠絲杠副兩端的密封圈如裝配閣所示.材料為四氟乙烯，這種接觸式密封須防止松動(dòng)而產(chǎn)生附加阻力。(3) .滾珠絲杠副的潤(rùn)滑潤(rùn)滑劑用鋰基潤(rùn)滑劑。3.9直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算、選擇根據(jù)給定的工作載荷匕和估算的和wy計(jì)算導(dǎo)軌的靜安全系數(shù)7sl=co/p,式中：cq 為導(dǎo)軌的基本靜額定載荷，kn;工作載荷p=0.5(fz+w); /sl = l.(f3.0(般運(yùn)行狀況)， 3.ct5.0 (運(yùn)動(dòng)時(shí)受沖擊、振動(dòng))。根據(jù)計(jì)算結(jié)果査有關(guān)資料初選導(dǎo)軌：(1) 選br直線滾動(dòng)導(dǎo)軌導(dǎo)軌，e級(jí)精度.查得，fh=l，ft=l，fe=0.81，fa=l，fw=l.(2) 工作壽命每天8小時(shí)，連續(xù)工作5年，250/年，

29、額定壽命為：lh=5x250><8=10000 h，每分鐘往復(fù)次數(shù) nz=8l=(21snz60lh)/(103)=(2x0.31x8x60x38400)/(103)=11428km計(jì)算四滑塊的載荷，工作臺(tái)及其物重約為4000n計(jì)算需要的動(dòng)載荷c。p=110/4=27.5nca=( fwp)-(fh ft fc fa)x(l/50)1/3=208n由樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國(guó)、胡利永等編.機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表3-20中選用ly15al直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副，其ca=606n，coa=745n.基本參數(shù)如下：導(dǎo)軌的額定動(dòng)載荷cn = 17500n如何選用 interchange

30、abilitynoticeuna*l11嘯一j- 11人七jl1檜查組合離h足否相間2檢資組合褰u2)足否相同3檢斉滑®ifl合長(zhǎng)度，丄足否與旁物友1千涉4檢費(fèi)滑座金厲本體l足否接近5拾番滑塊上之孔數(shù)及孔路什是否相閡6檢費(fèi)滑軌之寬是否相同7檢査漘軌之孔距(f)是否相mq檢s滑軌之孔尺寸進(jìn)否可使用相同的閎定蟪絲1 to2 to3 to4 to 5.to6 to7 to8 tocheck the mounting height(h) check ihe mounting width(w) chock the length of block(l)checkcheckcheckcheckch

31、eckthe block* s body si:e<l)the hole dia and pitches on the block(bxj)the width of the rail(w1)the pitch of the rail(f)the hole dia and size of the raihdxdxh)線性滑軌br系列型號(hào)m(關(guān))滑座尺1 brbloci(mm)modelno.hww2elbxjmqxll1油孔o(hù)il holet1nw1h1fdxdxhbrh 15a2447b4 66638x30m5x8403*4 35151480a 5x75x5 38rh 20a306321

32、 5577 853x40msxd48 8m6x|56520io60«x9 5x8 5brh 20al92 463 4iobrh 25a3623 578857x4557m6x|56523607xnxdbrh 25alr u110 1iw q a 179 1 brh 30a90o10972x52mi0xt272ua乂會(huì)78526909x14x12brh 30alw 19131 394 3raw brh 35atoo3395119m 1a v 180ma v會(huì)865xa29809x14x12brh 35al144 8q八 o*m iu * 1 j105 8two八 |8rh 45a1203

33、7 5111482f nn 'z o am *> z 1 之105mo 雪| 20x17brh 45alou1,173i uu m129 8mo a |iubrh 55a14043 51 cno傭 t a * ckc12111134412018x23x20brh 55alruip205 1110 99m i*!156 1mo 11依據(jù)使用速度r (m/min)和初選導(dǎo)軌的基木動(dòng)額定載荷cw (kn)驗(yàn)算導(dǎo)軌的工作壽 命ln:額定行程長(zhǎng)度壽命：ts=尺(ff = = = 500fr = l，zv = 2，/c = 0.81，/w = 1， k = - =

34、50dots = at(-)3 = 50(lxlf81 1755o°o0)3 = 142409.58hn導(dǎo)軌的額定工作時(shí)間壽命：nn _ g x1031h 2lonrsxio?2ln142409.58x10th w 2x0.6x4x60導(dǎo)軌的工作壽命足夠.= 494477/z>r = 15000/z(3) 滾動(dòng)導(dǎo)軌間隙調(diào)整預(yù)緊可以明顯提高滾動(dòng)導(dǎo)軌的剛度，預(yù)緊采用過(guò)盈配合，裝配吋，滾動(dòng)體、滾道及導(dǎo)軌 之間有一定的過(guò)盈量。(4) 潤(rùn)滑與防護(hù)潤(rùn)滑:采用脂潤(rùn)滑，使用方便，但應(yīng)注意防塵。防護(hù)裝置的功能主要是防止灰塵、切屑、冷卻液進(jìn)入導(dǎo)軌，以提高導(dǎo)軌壽命。 防護(hù)方式用蓋板式。3.10電機(jī)至

35、絲杠之間齒輪減速傳動(dòng)設(shè)計(jì)1) .選定齒輪精度、材料、齒數(shù)及螺旋角(1) .選精度為7級(jí)(2) .選小齒輪為40cr (調(diào)質(zhì))，硬度為280hbs,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度 為240hbs,兩者硬度差為40hbs(3) .選擇齒數(shù) zl=24, z2=zlxi=24xl.25 = 30(4) .選取螺旋角，初選p=14°2) .a)、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)dlt>=2ktxtlx (u+1) x(zhze)2/odxeaxuxah2(1 /3)(1) .試選kt=1.6,(由1表10-6)得材料彈性影響系數(shù)ze=189.8mpal/2(2) .(由1圖10-30得)選取區(qū)

36、域系數(shù)zh=2.433,(由1表10-7)選取齒寬系數(shù)(dd=0.3,(3) .(由1圖 10-26)查得 sal =0.78, sa2 =0.8,則 sa=sal+sa2 =1.58(4) .應(yīng)力循環(huán)系數(shù)取j=l己知v=1.0m/min,滾珠絲杠的基木導(dǎo)程p=5mm，則nmax=( vmax/s) x (a/3 60°)=(1000/0.004) x(0.36/360)=250 r/min所以 nl=60njlh=60x250xl x(2x8x300x 15)=1.08x109 n2=nl/i= 1.08x109/1.25 = 8.64x108(5) .(由1圖10-19)查得接觸

37、疲勞壽命系數(shù)khnl=0.86，khn2=0.87(6) .(由1圖10-21d)査得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限cyhliml=600mpa 人齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限ohlim2=550mpa(7) .計(jì)算疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力，取安全系數(shù)s=1crh 1 = khn1 xghliml/s=0.86x600/l = 516mpaah2 = khn2xahlim2/s=0.87x550/l=478.5mpaah= (ohl+ah2) /2 =497.25mpa(8) .計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩tl=9.55xl06px/nx=77.9n.mm b)、計(jì)算(1) .試算小齒輪分度圓直徑dlt>=2ktxt

38、lx (u+1) x(zhze)2/<pdx8axuxah2(l/3)=2x1.6x77.9x2.25/ (0.3x1.58x1.25) x (2.433x189.8/494.25) 2 (1/3)=9.38mm(2) .計(jì)算圓周速度 v=jidltnl/(60xl000) = 0.123 m/s(3) .計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mnt，b=oddlt=0.3x9.38=2.81mm mnt=d 1 tcosp/z 1 =9.3 8 x cos 14°/24=0.3 8mm h=2.25mnt=2.25><0.38mm = 0.855mmb/h=2.81/0.855=

39、3.3(4) .計(jì)算縱向重合度邙= 0.318x(ddxzlxtanp=0.318x0.3x24xtanl4o=0.57(5) .計(jì)算載荷系數(shù)k，斉1表10-2,得使用系數(shù)ka=1.25,根據(jù)v=0.123m/s，7級(jí)精度， 由書圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)kv=1.01,(由書表10-4)查得khp的計(jì)算公式： khp= 1.12+0.18(1 +0.67<dd2)od2+0.23 x 10-3 xb = 1.14由 b/h=3.3,(由書圖 10-13)查得 kfp=1.o8,由(1表 10-3)查得 kha=kfa=1.2,故載荷系 數(shù) k=kakvkhakhp=1.25x 1.01x1

40、.2x1.08=1.6362(6) .按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 dl=dlt(k/kt)(l/3)=9.38x (1.6362/1.6) (1/3) =9.45mm(7) .計(jì)算模數(shù) mn=d 1 xcosp/z 1 =9.45xcos 14724=0.382mm3) 、a).按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)mn>=(2ktlypcos2p/(ddz12sa)x(yfaysa/af)(l/3)(1) .計(jì)算載荷系數(shù)，k=kaxkvxkfaxkfp=l.25x 1.01 x 1.2x 1.04=1.6263(2) .根據(jù)縱向重合度邙=0.57,由(1圖10-28)查得螺旋角影響系數(shù)yp=0

41、.87(3) .計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) zvl=zl/cos3p=24/cos314°=26.27zv2=z2/cos3p=30/cos314°=32.8(4) .由(1表 10-5)査出，yfal=2.592，ysal=1.596，yfa2=2.49，ysa2=1.629,因?yàn)?書圖10-20c)小齒輪彎曲極限強(qiáng)度ofel=500mpa，大齒輪ofe2 = 380mpa，(書圖10-18)得彎曲疲勞壽命系數(shù)kfnl=0.85kfn2=0.88,取安全系數(shù)s=l.l gf 1 = kfn1 xgfel/s=386.36mpa af2 = kfn2xqfe1 /s=304mpa(5)

42、.計(jì)算大、小齒輪 yfalysal/<yfl、yfa2 ysa2/of2 并加以比較 yfal ysal/afl=2.592xl.596/386.36=0.0107yfa2 ysa2/af2=2.49xl .629/304=0.013取大齒輪數(shù)據(jù)b).設(shè)計(jì)計(jì)算 mn>= (2kt 1 ypcos2p/odz 12sa)x (yfaysa/af) (1/3)= 2xl.6263x77.9x0.0133x(cosl4°)2/ (0.3x242x1.58) (1/3)=0.23mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得法面模數(shù)mn大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算得 法面模數(shù)，取nan

43、= 2mni,己可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接 觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得的分度圓直徑dl=48mm，來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有z1 =d 1 cosp/mn=48xcos 1472=23.28,取 zl=24，則 z2 = ixzl = 1.25><24 = 30 4.幾何尺寸計(jì)算(1) .中心距 a=(zl+z2)mn/(2><cosp)=(24+30)x2/ (2><cosl4°) =55.65 mm 所以圓整為 56 mm(2) .按圓整后的中心距修正螺旋角 p=arccos(z 1 +z2)mn/2a=arccos(24+30)

44、x2/(2x56) =15.395°,因p值改變不多，故參數(shù)sa、kp、zh等不必修正(3) .計(jì)算大、小齒輪分度圓直徑 dl=zlmn/cosp=24x2/cos 15.359°=49.78 mm d2=z2mn/cosp=30x2/cos 15.359° =62.22 mm(4) .計(jì)算齒輪寬度b=oddl=0.3x49.78= 14.934mm所以取b2=15mm，為易于補(bǔ)償齒輪軸 向位置誤差，應(yīng)使小齒輪寬度人于人齒輪寬度，所以小齒輪約為bl=16mm3.11等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算(不計(jì)傳動(dòng)效率)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 lfoup) /32= ji 44x 1.4x7.

45、85x 10 3 / 32 =0. 276x 104 kg. m2式中鋼密度 p =7. 85x 10 3 kg/cm3同理，大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量jg2=0. 498x io'4 kg. m2查設(shè)計(jì)手冊(cè)初選滾珠絲杠cdm2005-3,得到d0=20 mm , 1=430 mm滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 js=( d04l p ) /32:n (2)4x 43x7. 85x 10-3 / 32 x io-4 kg. m2=0. 53x 10 4 kg. m2工作重物為12kg丄=(w/g) x (tsl> / 2 jt ) 2 +i2 =12x (0. 5/2jt) 2 +2. l2x10'4 kg. m2 =1. 71x10-6 kg. m2 因此,折算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量j。je= j,i+ j<+(+i2 =0. 807 x 10-4 kg. m23.12電機(jī)的計(jì)算選型查設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(4-7)(4-9)可知:mt=(fx+pfy) tsp/(27nii)= (180+0.06x14o)xo.oo5/(2 兀 x0.8><2.1 )=0.089n.mm(= (fftsp)/(27rni)= (pw tsp)/(27crii)=(0.06x 12x10x0.005)/ (27rx0.8x2.1)=0.00341n.m 上述式屮n絲杠預(yù)緊時(shí)