普通立式鉆床數(shù)控化進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),普通,立式,鉆床,數(shù)控,進(jìn)給,機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)
普通立式鉆床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)說明書
目 錄
第1章 緒 論 1
1.1 課題來源及研究目的和意義 1
1.2 普通立式鉆床數(shù)控化的現(xiàn)狀及趨勢(shì) 1
1.3 普通立式鉆床數(shù)控化進(jìn)給機(jī)構(gòu)的方案分析 5
1.3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)分析 5
1.3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案和布局 6
第2章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10
2.1滾珠絲杠的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………13
2.2滾珠絲杠副絲杠副傳動(dòng)法面截形，循環(huán)方式等的確定……………………….14
2.3滾珠絲杠的預(yù)緊…………………………………………………………………15
2.4滾珠絲杠選取與校核……………………………………………………………17
3 滾動(dòng)軸承的選取與計(jì)算…………………………………………………………..20
3.1 軸向滾珠絲杠軸和徑向滾珠絲杠軸受力分析……………………………….20
3.2 計(jì)算軸承壽命………………………………………………………………….22
3.3當(dāng)量載荷…………………………………………………..................................23
4步進(jìn)電機(jī)的選取及設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………..26
4.1轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算……………………………………………………………………26
4.2將負(fù)載質(zhì)量換算成電機(jī)輸出軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量…………………………………27
4.3計(jì)算電機(jī)輸出的總力矩……………………………………………………….27
4.4負(fù)載起動(dòng)頻率估算…………………………………………………………….27
5 聯(lián)軸器的選取……………………………………………………………………28
6 齒輪減速器的選取………………………………………………………………28
7 進(jìn)給系統(tǒng)精度校核……………………………………………………………….33
7.1支承滾珠絲杠軸承的變形………………………………………………………33
7.2支承滾珠絲杠軸承的軸向變形…………………………………………………34
結(jié) 論 25
參 考 文 獻(xiàn) 26
致 謝 27
第1章 緒 論
1.1 概述
立式鉆床設(shè)備用途用于機(jī)械加工中的鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪平面、鉆沉頭孔和鏜孔及攻螺紋。而數(shù)控鉆床主要用于鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲等加工。在汽車、機(jī)車、造船、航空航天、工程機(jī)械行業(yè)；尤其對(duì)于超長型疊板，縱梁、結(jié)構(gòu)鋼、管型件等多孔系零件。相對(duì)于普通立式鉆床而言，數(shù)控鉆床具有定位精度高，加工精度高，高效率，能夠減少人工，等等普通立式鉆床無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)越性。
1.2 普通鉆床數(shù)控化（數(shù)控鉆床）的現(xiàn)狀及趨勢(shì)
從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控鉆床給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。數(shù)控鉆床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控鉆床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。進(jìn)入21世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)與國際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控鉆床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控鉆床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控鉆床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。為了應(yīng)對(duì)國際金融危機(jī)，企業(yè)紛紛調(diào)整數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)政策，競(jìng)相發(fā)展高檔數(shù)控機(jī)床，以促進(jìn)工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而目前我國處于裝備更新?lián)Q代的高峰期和工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵期，對(duì)數(shù)控機(jī)床尤其是高檔數(shù)控機(jī)床的需求，仍將維持30%以上的高增長水平，預(yù)計(jì)這一增長速度仍將維持35年。
數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。
國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的需求日益增長，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床功能部件的創(chuàng)新升級(jí)。目前我國高檔數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵功能部件工業(yè)還不能滿足國內(nèi)需要，國內(nèi)數(shù)控功能部件產(chǎn)業(yè)主要存在以下問題：適應(yīng)性和滿足度遠(yuǎn)達(dá)不到市場(chǎng)需求；我國數(shù)控功能部件生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模小；核心零部件大量依靠進(jìn)口；缺乏高技術(shù)含量威脅產(chǎn)業(yè)安全。
機(jī)床行業(yè)高端化發(fā)展四步曲
業(yè)內(nèi)人士表示，我國機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以發(fā)展數(shù)控機(jī)床為主導(dǎo)、主機(jī)為龍頭、完善配套為基礎(chǔ)，力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品從低端到高端、從初級(jí)產(chǎn)品加工到高精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變。更有專家為機(jī)床行業(yè)高端化發(fā)展提出了四方面觀點(diǎn)，為機(jī)床行業(yè)高端發(fā)展進(jìn)程盡微薄之力。
一是積極落實(shí)“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技專項(xiàng)，創(chuàng)造國內(nèi)自主創(chuàng)新技術(shù)的大環(huán)境，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，企業(yè)為主題，以科研院校為根基，全方位帶動(dòng)我國高新技術(shù)的創(chuàng)新。
二是開拓新的數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)或升級(jí)現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)，帶動(dòng)普通機(jī)床及半自動(dòng)機(jī)床的升級(jí)改造和淘汰更新。極力拉動(dòng)國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的內(nèi)需，帶動(dòng)高端機(jī)床產(chǎn)業(yè)的快速升級(jí)。
三是緊抓技術(shù)改造，促進(jìn)中高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化整體升級(jí)。充分利用國家技術(shù)改造貼息等優(yōu)惠政策，圍繞重點(diǎn)，加強(qiáng)管理，提高資金投入產(chǎn)出比，打好根基，為技術(shù)創(chuàng)新提供長足發(fā)展。
四是強(qiáng)化企業(yè)管理，節(jié)省成本提提高高效。數(shù)控機(jī)床企業(yè)要從內(nèi)部管理的強(qiáng)化切入，開展結(jié)本高效的行動(dòng)，維持資金流合理運(yùn)轉(zhuǎn)，人力資源的合理分配，避免勞民傷財(cái)，確保企業(yè)正常的運(yùn)營。
展望未來
高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備專項(xiàng)將實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新能力顯著提高，掌握一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，總體技術(shù)水平進(jìn)入國際先進(jìn)行列；屆時(shí)，主機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、功能部件“中檔規(guī)模化、高檔產(chǎn)業(yè)化”將得以實(shí)現(xiàn)，我國將研制出一批具備國際先進(jìn)水平的關(guān)鍵裝備；進(jìn)口量大的高速、精密立臥式加工中心、數(shù)控車床等產(chǎn)品市場(chǎng)占有率將有明顯提升。
近年來，中國通過引進(jìn)技術(shù)、消化吸收和自主開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)，為數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)業(yè)化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。希望未來機(jī)床行業(yè)可以帶來更多最新設(shè)備和前沿技術(shù)，以滿足制造業(yè)對(duì)高效加工日益增長的需求。
1.3 普通鉆床數(shù)控化進(jìn)給機(jī)構(gòu)的方案分析
1.3.1機(jī)械結(jié)構(gòu)分析
本課題是設(shè)計(jì)一種普通立式鉆床數(shù)控化進(jìn)給的機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)的工作臺(tái)可以在X,Y軸兩個(gè)方向自由移動(dòng)，由電動(dòng)機(jī)控制，人們只需啟動(dòng)和關(guān)閉開關(guān)，即可實(shí)現(xiàn)病床在任意位置的停止，可以實(shí)現(xiàn)將工件移動(dòng)到指定的位置，為加工提供方便。
由于為了進(jìn)給機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)多種方案，本課題升降裝置采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿的方式來帶動(dòng)工作臺(tái)的平移，現(xiàn)提供以下設(shè)計(jì)方案：
步進(jìn)電機(jī)
工作臺(tái)
滾滾絲桿
聯(lián)軸器
圖1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿進(jìn)給機(jī)構(gòu)方案1
此種方案為傳統(tǒng)的的進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，此種方案步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲桿通過聯(lián)軸器固結(jié)，絲桿螺母裝在滾珠絲桿上面，保持滾珠絲桿與工作臺(tái)通過螺紋連接，，這種方法由于滾珠絲桿動(dòng)，從而帶動(dòng)絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的平移，可以做X、Y方向的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)鉆床工作臺(tái)的快速進(jìn)給。此種方案結(jié)構(gòu)簡潔，造價(jià)低廉，定位精準(zhǔn)，可靠，符合此次設(shè)計(jì)的要求，因此此種方案雖然是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，但切合實(shí)際，我們優(yōu)先考慮。
1.3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案和布局
確定好設(shè)計(jì)方案后我們對(duì)整體方案進(jìn)行大體設(shè)計(jì)布局，整個(gè)傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，由于需要在任意位置能停止，本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)我們采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速很快，需要分配傳動(dòng)減速比，需要加減速器進(jìn)行減速，經(jīng)過減速器出來后為了能與齒輪傳動(dòng)軸連接，我們?cè)偌由贤綆鲃?dòng)，使得傳動(dòng)更加平穩(wěn)快速，經(jīng)過傳動(dòng)軸后，齒輪就和傳動(dòng)軸連接，連接的齒條我們做成圓柱形狀，其上頂端是法蘭形狀，四個(gè)齒條頂端法蘭狀和頂端連接盤相連接，醫(yī)療床就和連接盤相連接。在齒輪齒條和傳動(dòng)軸連接部位，為了保證傳動(dòng)平穩(wěn)，我們還需設(shè)計(jì)軸承座。在整個(gè)裝置下部由方管架支撐，在方管架四個(gè)地腳采用萬向腳輪，可以任意方向移動(dòng)。
滾珠螺母
桿
滾珠螺母
桿
進(jìn)給機(jī)構(gòu)安裝架
橫向滾珠絲桿
桿
雙面齒條齒輪
小同步帶輪
步進(jìn)電機(jī)+減速器
方管底架
萬向腳輪
圖3 進(jìn)給機(jī)構(gòu)大體布局圖
第2章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2 滾珠絲杠的設(shè)計(jì)
2.1滾珠絲杠的設(shè)計(jì)
（1）傳動(dòng)效率高
滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率高達(dá)90%～98%，為傳統(tǒng)的滑動(dòng)絲杠系統(tǒng)的2～4倍，能以較小的扭矩得到較大的推力，亦可由直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)可逆）。
（2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)
滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)為點(diǎn)接觸滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，工作中摩擦阻力小、靈敏度高、動(dòng)時(shí)無顫動(dòng)、低速時(shí)無爬行現(xiàn)象，因此可精密地控制微量進(jìn)給。
（3）高精度
滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)中溫升較小，并可預(yù)緊消除軸向間隙和對(duì)絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱伸長，因此可以獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精度。
（4）高耐用性
鋼球滾動(dòng)接觸處均經(jīng)硬化（HRC58～63）處理，并經(jīng)精密磨削，循環(huán)體系過程純屬滾動(dòng)，相對(duì)對(duì)磨損甚微，故具有較高的使用壽命和精度保持性。
（5）同步性好
由于運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、反應(yīng)靈敏、無阻滯、無滑移，用幾套相同的滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的部件或裝置，可以獲得很好的同步效果。
（6）高可靠性
與其它傳動(dòng)機(jī)械，液壓傳動(dòng)相比，滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)故障率很低，維修保養(yǎng)也較簡單，只需進(jìn)行一般的潤滑和防塵。在特殊場(chǎng)合可在無潤滑狀態(tài)下工
一般來說滾珠絲杠在工作中應(yīng)該預(yù)緊以提高絲杠的剛度，從而提高傳動(dòng)精度，但在本機(jī)械系統(tǒng)中由于絲杠所承受的彎矩很小，所以我覺得沒必要進(jìn)行預(yù)緊，所以安裝方式是一端固定一端游動(dòng)的形式。X軸向的工作臺(tái)與其上面所安裝的機(jī)械結(jié)構(gòu)重力約10N，焊槍在焊接時(shí)由于電流作用與工件之間的相互吸引力約2N。
2.2滾珠絲杠副絲杠副傳動(dòng)法面截形，循環(huán)方式等的確定
查《機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，根據(jù)滾珠絲杠副螺紋滾道法面截形、參數(shù)和特點(diǎn)的比較選擇如下：
（1）確定選擇螺紋滾道法面截形為單圓弧，參數(shù)公式見表8.2-11，接觸角為=45°。其特點(diǎn)是：磨削滾道的砂輪成形簡便，可得到較高的加工精度。有較高的接觸強(qiáng)度，但比值/小，運(yùn)行時(shí)摩擦損失增大。接觸角α隨初始間隙和軸向載荷的大小變化，為保證α=，必須嚴(yán)格控制徑向間隙。圖示如圖2
圖2 單圓弧法面截形
（2）單圓弧法面截形要求消除間隙和調(diào)整預(yù)緊必須采用雙螺母結(jié)構(gòu)。
（3）根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，選用內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式反向器，其特點(diǎn)是徑向尺寸小，循環(huán)通道短，摩擦損失小，傳動(dòng)效率高。
2.3 滾珠絲杠的預(yù)緊
滾珠絲杠副除了對(duì)本身單一方向的傳動(dòng)精度有要求外，對(duì)其軸向間隙也有要求，以保證其反向傳動(dòng)的精度。我們通常采用雙螺母結(jié)構(gòu)預(yù)緊方式（圖3）
圖3 雙螺母結(jié)構(gòu)預(yù)緊示意圖
雙螺母預(yù)緊的結(jié)構(gòu)通常有三種：
1.墊片調(diào)隙式(圖4)
圖4 墊片調(diào)隙式
調(diào)整方法：調(diào)整墊片厚度，使螺母產(chǎn)生軸向位移。為便于調(diào)整，墊片常制成剖分式。
特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，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.螺紋調(diào)隙式(圖5)
圖5 螺紋調(diào)隙式
調(diào)整方式：調(diào)整端部的圓螺母，使螺母產(chǎn)生軸向位移。
特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便；但準(zhǔn)確性差，且易于松動(dòng)。用于剛度要求不高或需隨時(shí)調(diào)節(jié)預(yù)緊力的傳動(dòng)。
3.齒差調(diào)隙式(圖6)
圖6 齒差調(diào)隙式
調(diào)整方式：螺母1、2的凸緣上有外齒，分別與緊固在螺母座兩端的內(nèi)齒圈3、4嚙合，其齒數(shù)風(fēng)別為Z1和Z2，且Z2=Z1+1。兩個(gè)螺母向相同方向同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，調(diào)整軸向位移量為：(Ph—導(dǎo)程)。
特點(diǎn)：能夠精確地調(diào)整預(yù)緊力，但結(jié)構(gòu)尺寸較大，裝配調(diào)整比較復(fù)雜，宜用于高精度的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
本設(shè)計(jì)中將采用的是雙螺母內(nèi)循環(huán)墊片調(diào)整式滾動(dòng)螺旋副來消除間隙。
墊片調(diào)整式有結(jié)構(gòu)比較簡單，裝卸方便，剛度高的特點(diǎn)。
2.4滾珠絲杠選取與校核
（1） 初始條件
本設(shè)計(jì)的軸向進(jìn)給長度大于徑向進(jìn)給結(jié)構(gòu)，只校核軸向進(jìn)給結(jié)構(gòu)用的絲杠如下：
由本設(shè)計(jì)要求可知，估算工作臺(tái)的重量和安裝在工作臺(tái)上面的電磁夾具給絲杠的平均工作載荷Fm=4000N，最大軸向行程420 mm，取用絲杠的工作長度為672mm，有效滾道長度是500mm。 兩支承間最大距離為：575mm平均轉(zhuǎn)速100r/m使用壽命Lh=15000h,Ra為58-62HRC,要求傳動(dòng)精度±0.03mm，螺桿材料為：50Mn， 高、中頻加熱,表面淬火。螺母材料為：CrWMn ，整體淬火、低溫回火。返向器材料為：40Cr，離子滲氮處理螺紋滾道法面截形為半圓弧，螺母采用雙螺母墊片式預(yù)緊方式。
（2） 計(jì)算載荷
（公式摘自《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版中冊(cè)滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算部分，下同）
= （式1）
式中為載荷系數(shù)，K為硬度系數(shù)，為短行程系數(shù)。參考《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表18-18，表18-19，表18-20取=1.2，K=1，=1
（3） 計(jì)算額定動(dòng)載荷
計(jì)算額定動(dòng)載荷公式
（式2）
其中n為平均轉(zhuǎn)速，其中Lh=15000h，取n=100r/min,代入上式后計(jì)算得C=21496.42N
（4） 根據(jù)必須的額定動(dòng)載荷C選擇螺旋尺寸
根據(jù)內(nèi)循環(huán)滾動(dòng)螺旋副結(jié)構(gòu)，查表8.2-18《機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，使選擇規(guī)格的螺旋副C接近 C 或者稍大于C，如下表1，
表1 螺旋尺寸表
結(jié)合公稱直徑和公稱導(dǎo)程的優(yōu)先配合，綜合考慮選擇參數(shù)如下：
查特征代號(hào)確定型號(hào)為 FD406-3-3/全長螺紋長度，其尺寸參數(shù)如下：
額定動(dòng)載荷
公稱直徑
公稱導(dǎo)程
鋼球直徑 mm
圈數(shù)列數(shù)=13,
螺紋升角 =
基本額定靜載荷 =70650N
滾道半徑R = 0.52 =2.064mm
偏心距e = 0.707x（R-/2）=0.0562mm
絲杠螺紋內(nèi)徑d==35.984mm
（5）穩(wěn)定性驗(yàn)算
因?yàn)榻z杠采用一端固定一端鉸支的安裝方式，查表18-7《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》長度系數(shù)，
參照《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表2-10取安全系數(shù)[S]=3，因?yàn)槁輻U較長，絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷成為臨界載荷F（N）按下式計(jì)算：
F= （式3）
式中E為絲杠材料的彈性模量，對(duì)于鋼，E=206GP；l為絲杠工作長度（m），l=672mm；為絲杠危險(xiǎn)截面軸慣性矩（m）;
== （式4）
=8.14910m
又
可得：
安全系數(shù)S= F/= （式5）
絲杠安全,不會(huì)失穩(wěn).
（6） 剛度驗(yàn)算
按最不利的情況考慮，螺紋螺距因受軸向力引起的彈性變形與受轉(zhuǎn)矩引起的彈性變形方向是一致的。
滾珠絲杠在工作載荷F(N)和轉(zhuǎn)矩T(Nm)共同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程變形量 (m)為
= （式6）
式中,A為絲杠截面積,A=1/4;為絲杠的極慣性矩,=/32(m);G為絲杠的切變模量,對(duì)鋼G=83.3GP;T（Nm）為轉(zhuǎn)矩。
又T=F （式7）
式中，為摩擦角，其正切值為摩擦系數(shù)；為平均工作載荷；可以查出螺旋副運(yùn)動(dòng)由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)時(shí)取參數(shù)摩擦系數(shù)tan=0.0025，又=，所以樣有下式：
T=F
按最不利的情況計(jì)算，F(xiàn)=F有
則每米螺紋距離上彈性變形量為
（式8）
而每米螺紋距離上彈性變形量的許用值見《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版中冊(cè)表18-17.
通常要求絲杠的導(dǎo)程誤差應(yīng)小于其傳動(dòng)精度的1/2，即
=3.02μm/m<1/2()=1/2 10μm/m
所以絲杠的剛度是完全滿足要求的。
（7） 效率驗(yàn)算
合格 （式9）
綜上所校核，該絲杠是符合要求的。
同理，徑向傳動(dòng)的滾珠絲杠也好似符合要求的。
3 滾動(dòng)軸承的選取與計(jì)算
3.1 軸向滾珠絲杠軸和徑向滾珠絲杠軸受力分析
軸向滾珠絲杠軸和徑向滾珠絲杠軸一端受力 如圖
根據(jù)如圖選取深溝球軸承6006
求當(dāng)量載荷P。
FA=309.6N
Fr1=111.12+1664.32=1668N
Fr2=831.62+1924.52=2096.2N
查表12-5可得，6306軸承的Cr=27kN，C0r=15.2kN；輕微沖擊，取fP=1.1
因FAC0r=309.615200=0.020，查表可得，e=0.21.
因FAFr1=0.18
收藏