一、滾珠絲杠副計(jì)算托盤物品質(zhì)量=1.4??，滑臺(tái)質(zhì)量=10??，最快速度=20±0.05????，使用壽命??=15000?，絲杠副的工作載荷：=+=1.4+10=11.4N（1）絲杠副的設(shè)計(jì)計(jì)算：滾動(dòng)絲杠摩擦系數(shù)：=0.009滾動(dòng)絲杠摩擦力：????=????×??=11.4×0.009=0.1026??設(shè)：讓螺母在0.1秒內(nèi)加速到0.017m/s由=+即0.017=0+??×0.1；??=0.017??m/s2牽引力：????=????=11.4×0.017/9.8=0.02??總工作負(fù)載：F=+=11.4+0.02=11.42N設(shè)傳動(dòng)效率：=92%=F/=11.42/0.92=12.41N軸向載荷計(jì)算公式：=式中數(shù)，按下表查得，取=1.1表3-2.載荷性質(zhì)無沖擊平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)一般運(yùn)動(dòng)有沖擊和振動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)1~1.21.2~1.51.5~2.5=1.0表3-3滾道實(shí)際硬度HRC≥58555045401.01.111.562.43.85精度系數(shù)，按下表查得，取精度系數(shù)C、DE、FGH1.01.11.251.43求得載荷????=????????????????=1.1×1.0×1.0×12.41=13.651????（2）根據(jù)壽命條件計(jì)算額定動(dòng)載荷??初選導(dǎo)程??=1????，可得????=??/??=1×60/1=60??/??????，初選電機(jī)轉(zhuǎn)速nm=1440r/min。==13.651=148.73N（3）根據(jù)壽命條件計(jì)算額定動(dòng)載荷選擇絲杠副尺寸，由查THK絲杠標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)得如下規(guī)格考慮各種因素，初選MDK1002-3滾珠絲杠副，其中：公稱直徑，導(dǎo)程：螺旋角：滾珠直徑：，圈數(shù)：3螺紋滾道半徑：R=0.52=偏心距：=0.050mm絲杠底徑：絲杠橫截面積：（4）穩(wěn)定性驗(yàn)算假設(shè)絲杠較短，用單推-單推式支撐方式式中實(shí)際承受荷載的能力，N；絲杠的彈性模量，對(duì)于鋼=210GPa；絲杠危險(xiǎn)截面的軸慣性轉(zhuǎn)矩，壓桿穩(wěn)定的支承系數(shù)（單推-單推式為1）取絲杠長：，絲杠是安全的不會(huì)失穩(wěn)。（5）剛度驗(yàn)算：滾珠絲杠在工作負(fù)載F(N)和轉(zhuǎn)矩T(Nm)共同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程的變形量為：式中A絲杠的截面積，絲杠底徑的抗彎截面慣性矩；E鋼的彈性模量，對(duì)于鋼E=210GPa；“+”號(hào)用于拉伸時(shí)，“-”號(hào)用于壓縮時(shí)扭矩(N.cm),，其中為摩擦角，這里取，即按最不利的情況，即取F=絲杠在工作長度上的彈性變形所引起的導(dǎo)程誤差為MDK1002-3二、步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)選擇4.1確定最高轉(zhuǎn)速快速行程的電機(jī)轉(zhuǎn)速必須嚴(yán)格限制在電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速之內(nèi)式中：--電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速（r/min）;--快速行程中電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）;--工作臺(tái)快速行程速度（m/min）;-i=1;-絲杠的導(dǎo)程（mm);根據(jù)已知條件：=1m/min，P=2mm，i=1則快速行程中的電機(jī)轉(zhuǎn)速所選電機(jī)最高轉(zhuǎn)速即可。4.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)換到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載慣量應(yīng)限制在2.5倍的電動(dòng)機(jī)慣量之內(nèi)（若超過則調(diào)整范圍將減小，時(shí)間常數(shù)將增加）。(匹配條件）式中：--電動(dòng)機(jī)慣量（kg·m2）--轉(zhuǎn)換到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載慣量（kg·m2）(1)計(jì)算折算到滾珠絲杠的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量式中：--滾珠絲杠的質(zhì)量，=根據(jù)已知條件：材料密度，滾珠絲杠的公稱直徑，絲杠的工作長度L=0.02m,所以，帶入（2）計(jì)算折算到滾珠絲杠上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量因?yàn)闊o齒輪傳動(dòng)，所以.因?yàn)?所以驗(yàn)算電機(jī)的選擇合理性4.3確定電動(dòng)機(jī)的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩4.3.1快速空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩為電動(dòng)機(jī)所用的加速時(shí)間4.3.2移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)上摩擦轉(zhuǎn)矩滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩--預(yù)緊力4.3.3等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩所以根據(jù)計(jì)算的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩，選步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為STM2832B。步距角；相數(shù)：2相；分配方式：2相4拍。三、齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1.選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）選小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度217～286HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為197～286HBS。（2）一般工作機(jī)器，選用8級(jí)精度。（3）選齒輪齒數(shù)Z1=20，（4）壓力角a=20°。2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由式試算小齒輪分度圓直徑，即d1）確定公式中的各參數(shù)值。①試選載荷系數(shù)KHt=1.3②計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T③選取齒寬系數(shù)jd=1。④由圖查取區(qū)域系數(shù)ZH=2.5。⑤查表得材料的彈性影響系數(shù)Z⑥計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Z端面壓力角：αα端面重合度：ε重合度系數(shù)：Z⑦計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力[sH]查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為sHlim1=600MPa、sHlim2=550MPa。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：NN查取接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1=0.92、KHN2=0.94。取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1，得：σσ取[sH1]和[sH2]中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即σ2）試算小齒輪分度圓直徑d（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度vV=②齒寬bb=2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KH①由表查得使用系數(shù)KA=1。②根據(jù)v=0.31m/s、8級(jí)精度，由圖查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.02。③齒輪的圓周力FK查表得齒間載荷分配系數(shù)K④由表用插值法查得8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐對(duì)稱布置時(shí)，K則載荷系數(shù)為：K=3）可得按實(shí)際載荷系數(shù)算的的分度圓直徑：d及相應(yīng)的齒輪模數(shù)：m=模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值m=1.25mm。3.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑d（2）計(jì)算中心距a=（3）計(jì)算齒輪寬度b=4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（1）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件σ1）確定公式中各參數(shù)值①計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)YεY②由齒數(shù)，查圖得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)YY③計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KF由表查得齒間載荷分配系數(shù)K根據(jù)KHβ=1.345，結(jié)合b/h=11.2，則載荷系數(shù)為K=④計(jì)算齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力[sF]查得小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞極限分別為sFlim1=500MPa、sFlim2=380MPa。由圖查取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.89、KFN2