買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 床橫向伺服進(jìn)給單元改造設(shè)計 摘 要 本次設(shè)計主要是針對 床的橫向進(jìn)給伺服系統(tǒng)改造。機(jī)械部分采用步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠，然后再通過滾珠螺母副來動工作臺運(yùn)作。電器部分采用 8051 單片機(jī)來對步進(jìn)電動機(jī)進(jìn)行適時有效的控制，同時為了 便于人機(jī)對話，通過輸 入程序來更好的解決形狀復(fù)雜 、精密、難加工的問題。 這次設(shè)計可以準(zhǔn)確地實現(xiàn)規(guī)定 的動作、自動化程度較高、能靈活迅速的適應(yīng)加工零件的 更變。將原機(jī)床中橫向裝置改裝成由步進(jìn)電動進(jìn)驅(qū)動，包括刀架的自動換刀改裝，根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量選擇與之相匹配的步進(jìn)電 動機(jī)（包括刀活功率），采用微機(jī)完成數(shù)據(jù)處理和運(yùn)動控制，具有簡單的接口電路設(shè)計，選擇驅(qū)動電器，設(shè)計通用接口以及 關(guān)鍵字 ： 車床 ； 步進(jìn)電動機(jī) ； 單片機(jī) ； 人機(jī)對話 ； 精密 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 is 616 to 051 to to to of to a by to of a PU 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 緒 論 . I 第一章 部分改造的設(shè)計及計算 . 1 題的來源與意義及總體方案的確定 . 1 題的來源與意義： . 1 體方案的確定： . 1 珠絲杠副的計算和選型 . 3 定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 . 3 削力計算 . 3 動效率 . 6 進(jìn)電動機(jī)的選擇 . 8 動比的計算 . 8 動慣量的計算 . 9 輪設(shè)計及強(qiáng)度校核計算 . 14 定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù) . 14 照齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 . 14 核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 . 17 的設(shè)計（中間軸）及校核 . 18 擇軸的材料 . 18 步估算軸的最小直徑 . 19 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 18 彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 . 19 確校核軸的疲勞強(qiáng)度 . 23 動軸承的選擇和計算 . 28 聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核（即中間軸） . 30 齒輪 2與軸的鍵聯(lián)接 . 30 和軸的鍵聯(lián)接 . 31 第二章 橫向伺服進(jìn)給單元電氣控制部分設(shè)計 . 32 氣控制系統(tǒng)方案的確定 . 32 進(jìn)電動機(jī)與絲杠的聯(lián)接 . 33 051單片機(jī)的選擇 . 33 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 步進(jìn)電動機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計 . 34 沖分配器 . 35 隔離電路 . 38 進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路 . 39 255可編程控制芯片的擴(kuò)展 . 40 助電路的設(shè)計 . 43 051單片機(jī)的時鐘電路 . 43 位電路 . 43 界報警電路 . 44 作面板設(shè)計的簡要介紹 . 45 制機(jī)床電氣控制電路原理圖 . 45 結(jié) 論 . 46 參考文獻(xiàn) . 46 致 謝 . 47 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 I 緒 論 隨著我國生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步，在機(jī)械制造業(yè)中，數(shù)控機(jī)床越來越受到企業(yè)的歡迎。企業(yè)一方面投入大量資金購買數(shù)控車床，另一方面更新改造現(xiàn)有普通機(jī)床，通過 為普通機(jī)床添加數(shù)控裝置，將普通機(jī)床改造成數(shù)控機(jī)床，這是許多中小型企業(yè)面臨的重要技改措施。 數(shù)控機(jī)床能夠適應(yīng)市場對產(chǎn)品多樣化 、高精度的要求。因此得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但是，商品化的數(shù)控機(jī)床價格高，一致于推 廣應(yīng)用受到限制，而我國又現(xiàn)存有大量的普通機(jī)床，利用較先進(jìn)的數(shù)控 系統(tǒng)，對現(xiàn)有普通機(jī)床進(jìn)行技術(shù)改造，對提高我國機(jī)械行業(yè)的數(shù)控加工技術(shù)具有 更重要意義。數(shù)控機(jī)床是衡量一個國家機(jī)械制造業(yè)水平的重要指標(biāo)。根據(jù)我國機(jī)床擁有量大，生產(chǎn) 規(guī)模小的具體國情，將普通機(jī)床通過數(shù)控化改造為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床是我國機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造的這樣目標(biāo)。但從我國目前機(jī)械工業(yè)制造水平與發(fā)達(dá)國家相比差距較大， 而且從目前企業(yè)所面臨的情況看，因數(shù)控機(jī)床價格較貴，一次性投資較大，使企業(yè)心有余而力不足。 因此，我國作為機(jī)床大國。對普通機(jī)床數(shù)控化改造作為一種 良好的有效途徑。這樣機(jī)床改造花費(fèi)少，改造設(shè)計針對性強(qiáng)、時間短，改造設(shè)計后的機(jī)床大多能夠克服機(jī)床的缺點和存在的問題，生產(chǎn)效率高。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 1 第一章 機(jī)械部分改造的設(shè)計及計算 題的來源與意義及總體方案的確定 題的來源與意義： 社會發(fā)展的今天，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展非常迅速突出，普通機(jī)床已越來越不能滿足現(xiàn)代加工工藝及提高勞動生產(chǎn)率的要求。如果設(shè)備全部更新?lián)Q代不僅資金投入大，成本太高，而且原有設(shè)備的閑置又將造成極大浪費(fèi)。所以最簡易經(jīng)濟(jì)的辦法就 是進(jìn)行數(shù)控化改造。數(shù)控機(jī)床作為機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，在機(jī) 械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，很好的解決了現(xiàn)代機(jī)械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量小、多變零件的加工問題，且能穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量，大幅度地提高生產(chǎn)效率。但從我國目前機(jī)械工業(yè)制造水平與發(fā)達(dá)國家相比差距較大，而且從目前企業(yè)所面臨的情況看，因數(shù)控機(jī)床價格較貴，一次性投資較大，使企業(yè)心有余而力不足。因此，我國作為機(jī)床大國。對普通機(jī)床數(shù)控化改造作為一種良好的有效途徑。這樣機(jī)床改造花費(fèi)少，改造設(shè)計 針對性強(qiáng)、時間短，改造設(shè)計后的機(jī)床大多能夠克服機(jī)床的缺點和存在的問題，生產(chǎn)效率高。 體方案的確定： 根據(jù)改造設(shè)計內(nèi)容 確定方案。有設(shè)計內(nèi)容可知，該 用微機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)來完成數(shù)據(jù)的處理運(yùn)動控制。由此可見改造設(shè)計以后的車床具有一定的數(shù)控機(jī)床功能和特點，大大提高了車床的數(shù)控化程度和生產(chǎn)效率，是一種經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)床。翻閱查看 身最大工件回轉(zhuǎn)直徑 320工工件最大長度 750要用于加工中小型類零件。根據(jù)我們的設(shè)計內(nèi)容要求參考數(shù)控機(jī)床的改造設(shè)計經(jīng)驗，我們設(shè)計確定如圖 11所示總體改造方案。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 2 圖 1 1總體改造方案 圖 1 2 該方案中以步進(jìn)電動機(jī)作為驅(qū)動元件，采用開環(huán)伺服控制，無檢測反饋機(jī)構(gòu)，具有結(jié)簡單，使用維護(hù)方便，可靠性高，制造成本低等一系列的優(yōu)點。 從設(shè)計題目中可知，我們改造設(shè)計的是基于 以針對橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行如下改造： 拆除原機(jī)床進(jìn)給箱的安裝孔和銷孔安裝齒輪箱， 拆除原絲杠安裝滾珠絲杠并仍然安裝在原絲杠的位置，兩端采用原固定方式，這樣可以減小裝配現(xiàn) 場，并由于滾珠絲杠的摩擦系數(shù)小于原絲杠，從而是橫向進(jìn)給整體的剛性提高，優(yōu)勝于以前的， 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用二級齒輪減速，并用雙片齒輪銷齒法消除間隙。 其余部分的改造設(shè)計盡量按照原機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)布局基本不變，盡量減少改裝的部位，以降低生產(chǎn)成本，節(jié)約改造生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 3 珠絲杠副的計算和選型 進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的計算與選型的內(nèi)容包括 :運(yùn)動參數(shù)、動力參數(shù)的計算、傳動比的分配、轉(zhuǎn)動慣量、等效轉(zhuǎn)矩等計算 圖 1 3進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的計算 定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 脈沖當(dāng)量是指一個進(jìn)給脈沖使車床執(zhí)行部件產(chǎn)生的進(jìn)給量 ,它是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個基本技術(shù)參數(shù) 對于經(jīng)濟(jì)車床來說橫向采用的脈沖當(dāng)量為 沖 削力計算 在進(jìn)給系統(tǒng)的傳動的計算過程中 ,選用步進(jìn)電動機(jī)時都需要用到切削力 (機(jī)床的主要負(fù)載 ),則可用公式計算出車床切削力 最大切削功率 (或轉(zhuǎn)矩 ) =P 主 式中 P 主 . 主 =8 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 4 . 取 = 則 P 切 =(8 .4 削功率應(yīng)按在各種加工情況下經(jīng)常遇到的最大切削力 (或轉(zhuǎn)矩 )和最大切削速度 (或轉(zhuǎn)矩 )來計算 ,即 : P 主 = 310- /60 式中 主切削力 ( N ) 最大切削速度 (m/按用硬質(zhì)合金刀具半精車鋼件是的 速度取=100m/= 60 310 /100 = 3840( N ) 在一般情況外圓車削時 , =( =(取 = = = = 珠絲杠副的選擇和性能驗算 ,橫向進(jìn)給為綜合型導(dǎo)軌 ,由公式可 得絲杠軸向進(jìn)行切削 ,其中 k= f = = k f (W) 式中 切削分力 ( N ) W 移動部件的重量 ( N ) f 導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù) ,隨導(dǎo)軌型式不同而不同 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 5 K 考慮顛覆力矩影響的實驗系數(shù) 即 (3840+200)N=大切削力下的進(jìn)給速度 取最高進(jìn)給速度的 1/2 1/5,取為 1/杠導(dǎo)程選取 6絲杠轉(zhuǎn)速為 : n = 10000L = 1000 2/6 = 杠使用的壽命時間取為 T = 15000h,則絲杠的計算壽命 L = 60610 = 60 15000/ 610 = 300 ( 610 ) 根據(jù)工作負(fù)載 壽命 L,按公式計算滾珠絲杠副承受 的最大的動載荷 = 1 3L mF 3300 2220N 由當(dāng)量載荷 從手冊或樣本的滾珠絲杠系列表中初選滾珠絲杠的型號和有關(guān)參數(shù) d 和導(dǎo)程 0L 應(yīng)用優(yōu)先組合，同時還需要滿足數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)對導(dǎo)承的要求。同時還受最大靜載荷的影響和限制 ，因當(dāng)滾珠絲杠在靜態(tài)或低速 (n 10r/況下工作時，滾珠絲杠副的破壞形式主要是滾珠與滾道型面在接觸點上產(chǎn)生塑性變形，當(dāng)塑性變形超過一定限度就會使?jié)L珠絲杠副無法正常工作。一般允許其塑性變形量不超過滾珠直徑的萬分之一。此時的軸向負(fù)載 為額定靜載荷。選用時應(yīng)將相應(yīng)的滾珠絲杠的額定靜載荷 足以下條件： f 式中 滾珠絲杠的最大軸向工作載荷； 靜態(tài)安全系數(shù)。一般 1 2,有沖擊時 2 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 6 由 照表查出該滾珠絲 杠型號為 1列 3圈，其額定動負(fù)載為 24000N，強(qiáng)度足夠應(yīng)，精度選用 5級，其幾何參數(shù)如下： 公稱直徑 0d =50承 0L =6紋升角 v= 0d =211 繭 鋼球直徑為 桿內(nèi)徑為 滾道半徑 R=心距為： e=2） =） =310 桿內(nèi)徑： 1d = 0d +20 2 310 傳動效率 滾動絲杠副的傳動效率可用下式計算。 =r+ ） 式中 r 絲杠的螺旋升角 摩擦角。滾珠絲 杠副的滾動摩擦系數(shù)因數(shù) f=擦角約等于 10 即 =1 /11 +10 ) 向進(jìn)給滾珠絲扛支承方式如前圖所示，支承間距 L=400杠螺母及軸承均進(jìn)行了預(yù)緊，預(yù)緊力的最大軸向負(fù)載荷的 1/3，絲杠的變形量計算如下： 滾珠絲杠截面積按絲杠螺紋的底徑確定 A=/4 作載荷 起導(dǎo)程 0L 的變化量 0L 可用下式計算 0L = L /6/20 104 410 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 7 式中 E 絲杠材料的彈性模量，對鋼 E=1011N/ 2m 則絲杠的拉伸或壓縮變形量 1 ： 1 = 0L / 0L L =410 /6 1500=210 于兩端均采用角接觸球軸承，且絲杠又進(jìn)行了預(yù)緊故其拉壓剛度可比一端固定的絲杠提高 4倍。 其實際變形量為 1 =1/41 =210 珠與螺紋通道間接觸變形 2 = 23 Z =中 軸向工作載荷（ N）； 預(yù)緊力（ N） 滾珠直徑（ Z 滾珠數(shù)量， Z =Z j 外循環(huán)時 Z= 0d / 內(nèi)循環(huán)時 Z 0d / 3 0d 滾珠絲杠公稱直徑（ 因絲杠加有預(yù)緊力；且預(yù)緊力為軸向最大負(fù)載的 1/3時 , 2 可減少一半，因此實際變形量為： 2 =210 承滾珠絲杠的軸承為 8209型推力球軸承，幾何參數(shù)為 1d =45動體直徑 動體數(shù)量 20軸承的軸向接觸變形 3 為： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 8 3 =式中 軸承所受軸向載荷（ N）； Q z 軸承的滾動體數(shù)目； 軸承的滾動體直徑；即 3 =0 =意：此公式 單位為 施加預(yù)緊力故實際變形量 3 =1/23 =1/2 據(jù)以上計算總變形量為： = 1 +2 +3 =（ 級精度絲杠允許邏輯誤差為 27m/m ，故剛度足夠。 因為滾珠絲杠的兩端都采用推力球軸承并預(yù)緊，因此不會產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，故不需要作穩(wěn)定性校核。 進(jìn)電動機(jī)的選擇 動比的計算 根據(jù)給定的橫向進(jìn)給的脈沖當(dāng)量 珠絲杠導(dǎo)程 0L =6可計算出傳動比 i： =360/ 0L 式中 脈沖當(dāng)量（ ）； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 9 0L 滾珠絲杠導(dǎo)程（ 步進(jìn)電機(jī)步距角（ ）； 減速齒輪考慮到結(jié)構(gòu)上的原因，不使大齒輪直徑太大，以免影響到橫向溜板的有效行程故采用兩級齒輪降速，根據(jù)傳動比，即 i=360/ 0L 選齒輪 8， 6， 4， 0 一級降速傳動比為 級降速傳動比為 選步進(jìn) 電動機(jī)型為 150為進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳遞功率不大 ,一般選模數(shù)取 m=1 2，本次設(shè)計選用 m=2。 動慣量的計算 選擇步進(jìn)電動機(jī)時 ,必須根據(jù)機(jī)械傳動裝置及負(fù)載折算到電動機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量 ,分別計算各種情況下所需要的力矩 ,再根據(jù)步進(jìn)電動機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩和啟動運(yùn)行頻率特性選擇合適的步進(jìn)電動機(jī) ,負(fù)載慣量是驅(qū)動系統(tǒng)的主要參數(shù)之一 ,它對選擇步進(jìn)電動機(jī) ,設(shè)計傳動比 等都有十分重要的意義 ,如果該慣量與電動機(jī)的匹配不當(dāng) ,系統(tǒng)就得不到快速反應(yīng) ,甚至失效 . 8,6,4,0齒輪 1, 2, 3, 4Z Z Z Z 的轉(zhuǎn)動慣量 1 2 3 4, , ,J J J J 。 341 1 1 1032J d L = 334 107 . 8 / ( 5 . 6 ) 3 . 5 32k g c m c m c m =342 2 2 1032J d L = 334 107 . 8 / ( 1 1 . 2 ) 3 32k g c m c m c m 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 10 =343 3 3 1032J d L =344 4 4 1032J d L = 334 107 . 8 / ( 3 ) 3 32k g c m c m c m =絲杠的轉(zhuǎn)動慣量可以從表中查得負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量 22131 2 3 4242222 8 62 . 6 5 3 8 3 6 . 1 4 8 1 0 4 2 2 7 0 . 1 8 6 1 5 . 9 0 . 4 1 7 . 5 2 25 6 2 J J J 216Z（ ） （ ）即 滿足慣量匹配要求。 而慣量 J 由伺附電動機(jī)的慣量 和進(jìn)給系統(tǒng)慣量 組成 1 0 1 7 . 5 2 2 2 7 . 5 2 2 J 伺附電動機(jī)的慣量 進(jìn)給系統(tǒng)慣量 負(fù)載轉(zhuǎn)矩計算及最大靜轉(zhuǎn)矩選擇： 機(jī)床在不同的情況下，其所需要的轉(zhuǎn)矩不同，下面分別進(jìn)行計算 快速空載啟動是所需要的轉(zhuǎn)矩為 m a x 0 M M 起 式中： M 起 快速空載啟動力矩 空載啟動折算到電動機(jī)上的加 速力矩 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 11 折算到電動機(jī)軸上的摩擦力矩 0M 由于絲杠加緊時折算到電動機(jī)軸上的附加力矩 將已知數(shù)據(jù)代入 m a 0 0 0 . 7 5 8333 6 0 0 . 0 0 5 3 6 0 m i r 2m a xm a x 2 1060 式中 J 傳動系統(tǒng)折算到電動機(jī)軸上的等效的轉(zhuǎn)動慣量 運(yùn)動部件從停止啟動加速到最大快進(jìn)速度所需要的時間 電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)速 2m a x 2 8 3 32 7 . 5 2 2 1 0 6 9 4 . 4 2 8 0 . 0 2 5 3 c m 折算到電動機(jī)軸上的摩擦力矩 002F i 式中 0F 導(dǎo)軌的摩擦力 0 cF f F W 垂直方向的切削力 W 運(yùn)動部件的總重量 f 導(dǎo)軌的摩擦系數(shù) i 齒輪降速比 傳動鏈總效率，一般取 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 12 000 . 1 6 3 8 4 0 2 0 0 0 . 6 3 0 . 8 72 2 0 . 8 2 . 5 附加力矩： 2000012 i 式中： 0 滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷前一般取 0L 滾珠絲杠導(dǎo)程 0 滾珠絲杠擰緊時的效 率一般大于 是： m a x 0 7 3 0 . 4 2 4 M M 起 快速移動時需要的力矩： 0 3 5 . 9 9 6 M 快 最大切削負(fù)載時所需要的力矩： 0 1 2 4 . 0 4 M M 切 從以上計算可以看出三種工況下以快速空載啟動所需要的力矩最大，依次作為出選電動機(jī)的依據(jù)。 對于工作方式與五相十拍的步進(jìn)電動機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩： m a x 7 . 6 80 . 9 5 1j m 起 從相關(guān)資料可以查出 150需要考慮電動機(jī)啟動矩頻特性和運(yùn)行它。 步進(jìn)電動機(jī)的空載啟動頻率： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 13 m a xm a x 1000 6 6 6 6 . 760 Z m a xm a x 1000 6 6 6 6 . 760 Z 由相關(guān)資料知道 150800行頻率為 8000下圖（ a)可以看出步進(jìn)電動機(jī)啟動是頻率為 2500不能滿足機(jī)床所需。直接使用回產(chǎn)生失步現(xiàn)象，所以必須采取升降速度控制（可以用軟件實現(xiàn)）將啟動頻率降到 1000動扭矩可以增高到 588 。然后在電路上再采用高低壓驅(qū)動電路，可以將步進(jìn)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 擴(kuò)大一倍左右。 當(dāng)快速運(yùn)動和切削進(jìn)給時，由 150b)知道電動機(jī)可以滿足要求。根據(jù)上述計算綜合考慮，橫向進(jìn)給系統(tǒng)采用 150（ a)步進(jìn)電動機(jī)啟動頻率 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 14 （ b) 步進(jìn)電動機(jī)矩頻特性 圖 1 4步進(jìn)電動機(jī)的啟動頻率和矩頻特性 零件的設(shè)計計算，傳動軸的初步計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計，支撐方式和部件的選擇計算 . 輪設(shè)計及強(qiáng)度校核計算 定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù) 該傳動方案選用直齒圓柱齒輪傳動 所以齒輪選 8 級精度；齒輪材料選 用價格便宜并且硬度合適的材料；齒輪 材料為 45#鋼 (調(diào)質(zhì) )； 齒輪 5鋼 (?；?)。 根據(jù)傳動比選取小齒輪 0 因齒面硬度小于 350閉式傳動 ,所以按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 ,然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 . 照齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 2131 12 . 3 2 5 1K T 由公式 確定公式中各參數(shù)的值 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 15 選擇載荷系數(shù) 51 9 . 5 5 1 0 1 1 9 2 3 . 1 6 m 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 查表選擇齒寬系數(shù) 查表得出彈性影響系數(shù) 1 8 9 p a l i m 1 l i m 3 l i m 4l i m 2590470H H p aM p a 由表 查出 F t F a s 由公式確定公 由表查出壽命系數(shù) 1 2 3 4 1H N H N H N H K K 計算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 ,取失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1. 由公式 l i K S 可得 1 3 4 590H H H M p a 2 470H M p a 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 16 計算小齒輪分度圓直徑 2131 12 . 3 2 5 1K T 計算圓周速度 11 2 . 2 56 0 1 0 0 0d t n mV s 計算載荷系數(shù) . 根據(jù) 1 查表 因為是直齒圓柱齒輪 ,取同時由表查 得 1 ， 1 . 1 2 1 . 2 5 所以載荷系數(shù) 1 1 . 0 4 1 1 . 0 2 1 . 1 K K K 按實際的載荷系數(shù)校正所計算的分度圓直徑 3311 1 . 15 1 4 81 . 3kd d t m 計算模數(shù) ： 取模數(shù) 1 2m 根據(jù)綜合因素的 考慮及傳遞的力矩不大 ,故選用： 112 8 2 5 6 , 2d m m m 1 1 48 2 24 d m= z 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 17 計算分度圓直徑： 1 2 8 2 5 6 ,d m m 2 5 6 2 1 1 2d m m 3 2 4 2 4 8 ,d m m 4 3 0 2 6 0d m m 計算中心距： 1 2 3 4128 4 , 5 422d d d 計算齒輪寬度： 11 0 . 8 5 6 4 4db d m m 由于傳遞振動不大， 核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 式中各個參數(shù)值 ,計算圓周力： 112 2 1 1 9 2 3 . 1 6 4 2 5 . 8 2 756T TF d 查取應(yīng)力校正系數(shù)： 112 . 8 0 , 1 . 5 5 .F a S 222 . 4 0 , 1 . 6 7F a S 332 . 8 0 , 1 . 5 5 .F a S 442 . 6 2 , 1 . 5 9F a S 計算載荷系數(shù)： 1 1 . 0 4 1 1 . 2 5 1 . 3 K K K 查取彎曲 強(qiáng)度極限及壽命系數(shù)： 查表得： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 18 l i m 1 l i m 2 l i m 3 l i m 44 5 0 , 3 9 0 , 4 5 0 , 4 5 0F F F FM p a M p a M p a M p a 查表知道； 1 2 3 4 1F N F N F N F K K 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 ,取彎曲疲勞安全系數(shù)： 由公式： K S 所以 1 l i m 11 3 4 3 2 1 . 4 3F N F K M p 2 l i m 22 390 2 7 8 . 5 71 . 4F N M p 校核計算： 1 11 . 3 4 2 5 . 8 2 7 2 . 8 0 1 . 5 5 4 4 . 4 9 12 7 2F FM p a 221121 22 4 0 1 . 6 74 4 . 4 9 1 4 1 . 0 8 72 . 8 0 1 . 5 5s a F S a F p 3 34 1 . 9 2F F 4 44 0 . 2 3 7F F 的設(shè)計（中間軸）及校核 擇軸的材料 選取 45鋼，調(diào)制硬度 30，強(qiáng)度極限 B =650服極限 S =360曲疲勞極限買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 19 1 =300切疲勞極限 1 =155稱循環(huán)變應(yīng)力時的許用應(yīng)力 -1 b =60 初步估算軸的最小直徑 取 0A =110，得： d 0A 23 21103 15于采用步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動，選用 150的軸徑 d 為 18了配合二級齒輪傳動，在此選擇最小軸徑為 15于受力均勻，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝。 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由軸的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求選取軸承孔的軸徑 d=15選軸承型號 6202 的深溝球軸承，齒輪 軸處軸孔 d=25肩直徑 d=35的結(jié)構(gòu)如附圖 兩軸承支點間的距離為 L=2T + 1 + 3B + 3 +u+ 1 +2T 式中 T 軸承的寬度，查表可知 6205軸承 T=11 齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離，查表可知取 1 =8B 齒輪 3的齒寬， 3B =32 齒輪 2與齒輪 3輪轂端面間的距離，取 3 =8 齒輪 2的輪轂長度， L=（ d B,u=34入以上各數(shù)值得 L=11+8+27+34+8+6輪 3的對稱線與左軸承支點的距離為： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 20 1L =2T + 1 + 32B =+7輪 3的對稱線與齒輪 2的對稱線間的距離 為： 2L = 32B + 3 +2u =+17=輪 2的對稱線與右軸承支點間的距離為： 3L =2u + 1 +2T =17+8+ 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 繪軸的計算簡圖 軸的計算簡圖如圖 1-5(a) 所示 計算作用軸上的力 大齒輪 2受力分析 圓周力 2222 2 2 2 4 7 0 8192 =向力 2 2tF =0 =齒輪 3受力分析 圓周力 3 232 2 2 2 4 7 0 848 =向力 3 3 20tF 20文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 21 計算支反力： 水平面 =0 96- 3 y =0 = 2 3 直面 =0 96- 3 69+ 2 y =0 3 2 彎矩圖 水平面彎矩圖 (b) - - 32=直面彎矩圖 (c) 1 27= 32=成彎矩 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 22 22C H C = 22( 2 1 7 4 3 . 1 ) 6 3 6 0 . 0 4 =M = 22C H D = 22( 1 6 2 3 3 . 0 1 5 ) ( 1 1 5 . 9 ) =扭矩圖 (d) 2T =計算彎矩圖圖 (e) 考慮減速器的剎車和啟動，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的切應(yīng)力應(yīng)按脈動循環(huán)變化，故 取 a=： 1 12 2212() = 222 2 3 9 3 . 9 2 ( 0 . 6 2 2 4 7 0 . 5 8 8 ) = 222() = 221 6 2 3 3 . 4 2 ( 0 . 6 2 2 4 7 0 . 5 8 8 ) =彎扭合成應(yīng)力校核周 6的強(qiáng)度 由計算彎矩圖可知， 處的計算應(yīng)力為： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 頁 23 = 2 5 =1b =60安全 確校核軸的疲