畢業(yè)設(shè)計（論文）CK6163型數(shù)控車床設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計說明書 目錄1機(jī)床主傳動系統(tǒng)設(shè)計31.1主要技術(shù)參數(shù)41.2 主傳動系統(tǒng)設(shè)計滿足的基本要求51.3主傳動系統(tǒng)傳動方式的選擇51.4運(yùn)動設(shè)計61.4.1 已知條件61.4.2 結(jié)構(gòu)分析式71.4.3 擬定轉(zhuǎn)速圖71.4.4 確定轉(zhuǎn)速圖,81.4.5 確定各變速組傳動副齒數(shù)91.4.6 繪制傳動系統(tǒng)圖102 齒輪傳動設(shè)計102.1漸開線直齒輪設(shè)計182.1.1 選擇齒輪材料及精度等級102.1.2模數(shù)的確定102.1.3 校核齒輪102.2斜齒輪設(shè)計122.2.1選擇齒輪材料及精度等級122.2.2確定設(shè)計準(zhǔn)則132.2.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計143. 主軸傳動設(shè)計153.1確定主軸最小

2、直徑153.1.1選擇軸的材料,確定許用應(yīng)力153.1.2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑153.2主軸最佳跨距的確定163.3主軸剛度的校核174. 帶傳動設(shè)計185. 滾珠螺母絲杠205.1、 滾珠絲杠副的種類與結(jié)構(gòu)205.2、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)參數(shù)275.3、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)22總結(jié)23參考書本24緒 論ck6163型數(shù)控車床，是車床中應(yīng)用最廣泛、最典型的一種數(shù)控車床。該機(jī)床是開環(huán)式的數(shù)字控制車床。能進(jìn)行內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、圓柱螺紋和圓錐螺紋等加工。機(jī)床主軸的起動、停止和變速，縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動的行程和速度，刀具的變換和冷卻，都可以自動控制。并具有直線、錐度、直螺紋和錐螺紋等自動循環(huán)功能。在

3、該機(jī)床中采用液壓卡盤、液壓尾座、快換刀架和機(jī)床外對刀裝置。該機(jī)床使用于加工形狀復(fù)雜的中小批量的零件。數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。世界各國信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在高精尖數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。目前高速加工中心進(jìn)給速度最高可達(dá)80m/min，

4、空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國cincinnati公司的hypermach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3小時，在普通銑床加工需8小時。由于機(jī)構(gòu)各組件分工的專業(yè)化，在專業(yè)主軸廠的開發(fā)下，主軸高速化日益普及。過去只用于汽車工業(yè)高速化的機(jī)種（每分鐘1.5萬轉(zhuǎn)以上的機(jī)種），現(xiàn)在已成為必備的機(jī)械產(chǎn)品要件。 在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)床的

5、加工精度已由10m提高到5m，精密級加工中心則從35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01m)。對機(jī)床高速及精密化要求的提高導(dǎo)致了對加工工件制造速度的要求提高。同時，由于產(chǎn)品競爭激烈，產(chǎn)品生命周期快速縮短，模具的快速加工已成為縮短產(chǎn)品開發(fā)時間必須具備的條件。對制造速度的要求致使加工模具的機(jī)床朝著高效能專業(yè)化機(jī)種發(fā)展。 數(shù)控機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品?，F(xiàn)在可以用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)，不但可縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間，還可以提高產(chǎn)品的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性。美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進(jìn)行開放

6、式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(omac、osaca、osec)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計劃和技術(shù)規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的onc數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。我國裝備制造業(yè)所存在的許多問題中，最基本的是技術(shù)開發(fā)力量不強(qiáng)和制造水平低這兩個問題。過去我國為了發(fā)展裝備工業(yè)，縮小與國際先進(jìn)水平的差距，主要通過技術(shù)引進(jìn)和對企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造等手段，取得一定的成效。至今技術(shù)引進(jìn)仍是我國裝備制造業(yè)解決技術(shù)來源的主要手段?！?。本次畢業(yè)設(shè)計ck6163型數(shù)控車床，機(jī)床的研制、開發(fā)、生產(chǎn)直至出廠都由我們自己完成。根據(jù)大學(xué)所學(xué)

7、的課程和理論，結(jié)合現(xiàn)有的參數(shù)，查閱圖書館的資料，畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師的幫助，完成ck6163數(shù)控車床主軸箱的設(shè)計。 設(shè)計者的水平有限，設(shè)計中難免有錯誤和不足之處，希望老師批評指正。1 機(jī)床主傳動系設(shè)計1.1 主要技術(shù)參數(shù)工件最大回轉(zhuǎn)直徑 630mm工件最大長度 1500mm主軸孔徑 80mm主軸前端孔錐度 公制100號主軸轉(zhuǎn)速范圍（16級） 321000轉(zhuǎn)/分 刀架縱進(jìn)給和螺紋的螺距范圍 0.0120.47毫米 刀架橫向進(jìn)給量范圍（在直徑上）0.0120.47毫米 刀架縱向與橫向進(jìn)給的脈沖當(dāng)量 0.01毫米 刀架快速移動速度： 縱向 3.6米/分橫向 1.8米/分 尾座頂尖套筒直徑 100毫米 尾

8、座頂尖套液壓最大行程 80毫米 尾座頂尖手動最大形成 250毫米 尾座頂尖套端孔錐度 莫氏5號 數(shù)控裝置座標(biāo)數(shù) 2 插補(bǔ)運(yùn)算原理 逐點(diǎn)比較 數(shù)據(jù)輸入方式 增量值和絕對值單用或混合使用 紙帶標(biāo)準(zhǔn) eia標(biāo)準(zhǔn) 紙帶代碼 iso 單程序段最大指令值： 直線 10485.75毫米 圓弧 5242.87毫米 脈沖當(dāng)量： z軸（縱向） 0.01毫米/脈沖 x軸（橫向，在直徑上） 0.01毫米/脈沖1.2 主傳動系統(tǒng)設(shè)計滿足的基本要求機(jī)床主傳動系因機(jī)床的類型、性能、規(guī)格尺寸等因素的不同，應(yīng)滿足的要求也不一樣。設(shè)計機(jī)床主傳動系是最基本的原則就是以最經(jīng)濟(jì)、合理的方式滿足既定的要求。在設(shè)計時應(yīng)結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)行具體

9、分析。一般應(yīng)滿足下述基本要求：1.滿足機(jī)床使用性能的要求。首先應(yīng)滿足機(jī)床的運(yùn)動特性，如機(jī)床的主軸有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級數(shù)（對與主傳動為直線運(yùn)動的機(jī)床，則有足夠的每分鐘雙行程數(shù)范圍及變速級數(shù)）。傳動設(shè)計合理，操縱方便、靈活、迅速、安全可靠等。2.滿足機(jī)床傳遞動力要求。主電動機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)能提供和傳遞足夠的功率和轉(zhuǎn)矩，具有較高的傳動效率。3.滿足機(jī)床工作性能的要求。主傳動中所有零件要有足夠的剛度、精度、和抗震性、熱變形特性穩(wěn)定。4.滿足產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)濟(jì)性的要求。傳動鏈盡可能簡短，零件數(shù)目要少，以便于接生材料，降低成本。5.調(diào)整維修方便，結(jié)構(gòu)簡單、合理，便于加工和裝配。防護(hù)性能好，使用壽命長。1.3 主

10、傳動系傳動方式的選擇主傳動系一般由動力源、變速裝置及執(zhí)行件，以及開停、換向和制動機(jī)構(gòu)等部件組成。動力源給執(zhí)行件提供動力，并使用其得到一定的運(yùn)動速度和方向；變速裝置傳動動力以及變換運(yùn)動速度；執(zhí)行件執(zhí)行機(jī)床所需的運(yùn)動，完成旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動。1.3.1 主傳動系選擇按驅(qū)動主傳動的電動機(jī)類型可分為交流電動機(jī)驅(qū)動和直流電動機(jī)驅(qū)動。本次設(shè)計采用交流電動機(jī)驅(qū)動.變速的連續(xù)性可以分為分級變速傳動和無級變速傳動,本次設(shè)計采用無級變速傳動.1.3.2 傳動方式的選擇本次設(shè)計采用分離傳動方式：主傳動系中的大部分的傳動和變速機(jī)構(gòu)裝在遠(yuǎn)離主軸的單獨(dú)變速箱中，然后通過帶傳動將運(yùn)動傳到主軸箱。1.4 運(yùn)動設(shè)計1.4.1 已知

11、條件 已知主軸最低轉(zhuǎn)速nmin為32r/min,最高轉(zhuǎn)速nmax為1000r/min，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍為 rn=nmax/nmin=31.25 取rn=32確定公比 選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比為1.25求出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)z z=lgrn/lg+1= lg32/lg1.25+1=16.53 取z=16 21.4.2 結(jié)構(gòu)分析式確定結(jié)構(gòu)式： 16=2222 16=224 16=242根據(jù)擬定轉(zhuǎn)速圖的原則篩選結(jié)構(gòu)式1.極限傳動比、極限變速范圍原則；2.確定傳動順序及傳動副數(shù)的原則“前多后少”的原則；3.確定傳動順序與擴(kuò)大順序相一致的原則“前密后疏” 的原則 4.確定最小傳動比的原則“前慢后快”（降速），“前快

12、后慢”（升速）的原則。經(jīng)整理得：16=212224281.4.3 擬定轉(zhuǎn)速圖（1）選定電動機(jī)一般金屬切削機(jī)床的驅(qū)動，如無特殊性能要求，多采用y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(jī)。y系列電動機(jī)高效、節(jié)能、起動轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動小、運(yùn)行安全可靠。根據(jù)機(jī)床所需功率選擇y160m-4，其同步轉(zhuǎn)速為1460r/min。（2）分配總降速傳動比總降速傳動比為uii=nmin/nd=32/14600.0213,nmin為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否需要增加定比傳動副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動比。然后，將總降速傳動比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最

13、小傳動比。（3）確定各級轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖由 z = 16 確定各級轉(zhuǎn)速：1000、800、630、500、400、315、250、200、160、135、100、80、63、40、32r/min。本設(shè)計有四種傳動機(jī)構(gòu)，四段無級變速： （1）iv v vi vii viii （2）iv v vii viii（3）iv vi vii viii （下?lián)懿孀螅?）iv vi vii viii （下?lián)懿嬗遥?先來確定iv軸的轉(zhuǎn)速nmax=1450130/18640/3236/36190/304=791 取nmax=800nmin=145032/4032/40190/304=405 取 nmin=400

14、根據(jù)轉(zhuǎn)速圖跟結(jié)構(gòu)式，可確定iv軸的轉(zhuǎn)速為400、500、630、800r/min 確定軸v的轉(zhuǎn)速因為iv軸跟v軸是1：1傳遞，所以v軸的轉(zhuǎn)速等同iv軸轉(zhuǎn)速。400、500、630、800r/min。確定軸vi的轉(zhuǎn)速由軸iv傳遞到軸vi可以得到四級轉(zhuǎn)速：400、500、630、800r/min由軸v傳遞到軸vi可以得到四級轉(zhuǎn)速：40024/60=16050024/60=200 63024/60=252 取n=250 80024/60=320取n=315所以vi軸的轉(zhuǎn)速確定為160、200、250、315、400、500、630、800r/min確定軸vii的轉(zhuǎn)速由軸iv經(jīng)軸v直接傳遞到軸vii可

15、以得到四級轉(zhuǎn)速：400、500、630、800r/min由軸iv經(jīng)軸vi傳遞到軸vii可以得到八級轉(zhuǎn)速：80024/60=160 63024/60=125 50024/60=100 40024/60=80 （80060/24=2000 3060/24=1575 n=1600 50060/24=1250 40060/24=1000）由軸iv經(jīng)軸v傳遞到軸vi再傳遞到軸vii可以得到四級轉(zhuǎn)速：31524/60=160 25024/60=100 20024/60=80 16024/60=63確定vii軸的轉(zhuǎn)速為：2000、1600、1250、1000、800、630、500、400、315、250、

16、200、160、135、100、80、63r/min1.4.4 確定轉(zhuǎn)速圖圖1.1 轉(zhuǎn)速圖1.4.5 確定各變速組傳動副齒數(shù)軸iv-v: 時：64、66、68、70、72、74、76、84時：64、66、68、70、72、74、76、84可取84,于是可得軸iv齒數(shù)為：42于是 可得軸v上的齒輪齒數(shù)為：42軸v-vi: ， 時：69、72、73、76、77、80、81、84、87可取 84，于是可得軸v上齒輪的齒數(shù)為：24于是 ，得軸vi上齒輪的齒數(shù)為：60軸vi-軸vii:時： 72、75、78、81、84、87、89、90可取 84.得軸vi齒輪齒數(shù)為24；由得vii軸齒輪齒數(shù)為60軸vi

17、i-軸viii：時：72、75、78、81、84、87、89、90可取 90.得軸vii齒輪齒數(shù)為30；由得viii軸齒輪齒數(shù)為60根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖： 圖1.2 傳動系統(tǒng)圖2 齒輪傳動設(shè)計2.1 漸開線直齒輪設(shè)計2.1.1 選擇齒輪材料及精度等級:因為是1:1傳遞,所以兩齒輪材料選擇一致:齒輪選用合金鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250hbs；選8級精度，要求齒面粗糙度ra3.26.32.1.2 模數(shù)的確定：在iv軸上42齒數(shù)的齒輪最容易受損，所以應(yīng)以42齒數(shù)齒輪位代表進(jìn)行模數(shù)計算，因為 m1.262.1 5查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表10.11“載荷系數(shù) k”得：k=1.2因為 =

18、9.552.2 5 式子中p為主動軸的傳輸功率n為從動軸的的轉(zhuǎn)數(shù)iv軸的計算轉(zhuǎn)速為：=400r/min則有 =9.552.3 5 =9.550.3n查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表11.19得=1查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表10.13“標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的齒形系數(shù)”得：當(dāng)z=42時 所對應(yīng)的外齒輪齒形系數(shù)=2.41查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表10.14“標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)”得：當(dāng)z=42時 所對應(yīng)的外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)=1.67查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)圖11.24得：=210 mpa查圖11.25得: yn=1 查表11.9得sf=1.3 因為=yn/sf所以=1=161經(jīng)整理得：m1.26 m4.27 取m=4.于是軸iv齒輪的直徑為 因為是

19、漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪,所以v軸齒輪的模數(shù)也為m=4. 2.1.3 校核齒輪按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核:如果 yf ys，則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：齒形系數(shù)yf查表11.12得 yf=2.41應(yīng)力修正系數(shù)ys查表11.13得 ys=1.67許用彎曲應(yīng)力由圖11.24查得 =210 mpa由表11.9查得 sf=1.3由圖11.25查得 yn=1由式 yf ys可得=1=161 mpa故 yf ys=2.411.67 =28 mpa齒根彎曲強(qiáng)度校核合格.驗算齒輪的圓周速度5m/s查表11.21可知,選8級精度是合適的.2.2 斜齒輪設(shè)計2.2.1 選擇齒輪材料及精度等級:按表11.8選擇齒輪的材料為

20、小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250hbs；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170210hbs；選8級精度，要求齒面粗糙度ra3.26.32.2.2 確定設(shè)計準(zhǔn)則由于為閉式齒輪傳動,且兩齒輪均為齒面硬度hbs小于等于350的軟齒面,齒面點(diǎn)蝕是最主要的失效形式.應(yīng)選按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計計算,確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸,然后再按彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根的彎曲強(qiáng)度2.2.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù):轉(zhuǎn)矩=9.55 2.3=9.551.9n載荷系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表10.11“載荷系數(shù) k”得：k=1.1齒數(shù)z1,螺旋角和齒寬系數(shù)小齒輪齒數(shù)取為30，大齒輪齒數(shù)是60 初選螺旋角=15

21、彈性系數(shù)ze由表11.11查得ze=189.8許用接觸應(yīng)力查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)由圖11.23查得=560mpa =530mpa由表11.9查得 sh=1n1=60njlh=60631105240=7.86107n2= n1/i=3.93107查圖11.26得zn1=zn2=1由=zn/sh可得1=zn1/sh=560mpa 2=zn2/sh=562mpa故153mmmn= = mm=4.92mm由表11. 3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)為m=4.5確定中心距a螺旋角a= = mm=209.64mm取中心距a=210mm主要尺寸計算= = =139.762mm= = =278.52mmb=1139=139mm取=140

22、mm, =135mm按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：(1)當(dāng)量齒數(shù) = = =33.28=2=66.76(2)齒形系數(shù)yf查表11.12得yf1=2.54 yf2=2.30(3)應(yīng)力修正系數(shù)ys查表11.13得ys1=1.63 ys2=1.73(4)許用彎曲應(yīng)力由圖11.24查得=210mpa =190mpa由表11.9查得sf=1.3由圖11.25查得yn1= yn2=1由式=yn/sf可得1=yn/sf=162mpa2=yn/sf=146mpa故 yfys=116mpa1= =111mpa2齒根彎曲強(qiáng)度校核合格.驗算齒輪的圓周速度 10m/s由表11.21可知,選8級精度是合適的

23、.3 主軸傳動設(shè)計3.1 確定主軸最小直徑3.1.1 選擇軸的材料,確定許用應(yīng)力由已知條件可知此主軸箱傳遞的功率屬中小功率,對材料無特殊的要求,故選45號鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)一書中表16.1查得強(qiáng)度極限=637mpa,再由表16.3得許用彎曲應(yīng)力=60mpa.3.1.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑由式c=118=87考慮到主軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器,會有鍵槽存在.故需要將估算直徑加大.設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑=110mm.3.2主軸最佳跨距的確定630mm車床，p=13kw.求軸承剛度考慮機(jī)械效率主軸最大輸出轉(zhuǎn)距床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的60%,取50%即315,切削力 背向力 故總的

24、作用力 次力作用于頂在頂尖間的工件上主軸尾架各承受一半,故主軸軸端受力為 先假設(shè) 前后支撐分別為根據(jù) 。3.3主軸剛度的校核前支承為雙列圓柱滾子軸承，后支承為雙列圓柱滾子軸承當(dāng)量外徑主軸剛度：由于故根據(jù)式（10-8）對于機(jī)床的剛度要求，取阻尼比當(dāng)v=50m/min,s=0.1mm/r時,取 計算 可以看出，該機(jī)床主軸是合格的.4 帶傳動設(shè)計電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min,傳遞功率p=13kw,傳動比i=1.6，1確定計算功率 取1.1，則2選取v帶型 根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計算功率，選b型帶。3確定帶輪直徑和驗算帶速 查表小帶輪基準(zhǔn)直徑, 驗算帶速成 其中 -小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min； -小帶輪直

25、徑，mm； ,合適4確定帶傳動的中心距和帶的基準(zhǔn)長度 設(shè)中心距為,則 055（）a2（） 于是 357.2a988,初取中心距為400mm。 帶長 查表取相近的基準(zhǔn)長度，。 帶傳動實際中心距5驗算小帶輪的包角 一般小帶輪的包角不應(yīng)小于。 。合適。6確定帶的根數(shù) 其中： -時傳遞功率的增量； -按小輪包角，查得的包角系數(shù)； -長度系數(shù)； 為避免v型帶工作時各根帶受力嚴(yán)重不均勻，限制根數(shù)不大于10。 7計算帶的張緊力 其中： -帶的傳動功率,kw； v-帶速,m/s； q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=0.17kg/m。 v = 1440r/min = 9.42m/s。 8計算作用在軸上的壓軸力

26、5.滾珠螺母絲杠5.1、 滾珠絲杠副的種類與結(jié)構(gòu) 滾珠絲杠螺母副：是回轉(zhuǎn)運(yùn)動與直線運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中一般采用滾珠絲杠副來改善摩擦特性。工作原理是：當(dāng)絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)時，兩者發(fā)生軸向位移，而滾珠則可沿5.1.1內(nèi)循環(huán)式內(nèi)循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠表面保持接觸。如圖3。在螺母的側(cè)面孔內(nèi)，裝有接通相鄰滾道的反向器，利用反向器引導(dǎo)滾珠越過絲杠的螺紋頂部進(jìn)入相鄰滾道，形成一個循環(huán)回路。一般在同一螺母上裝有24個反向器，并沿螺母圓周均勻分布。 優(yōu)缺點(diǎn)：滾珠循環(huán)的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸也較小，但制造精度要求高。圖3 內(nèi)循環(huán)示意圖 1凸鍵 2、3反向鍵5

27、.1.2外循環(huán)式 外循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)反向時，離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外做循環(huán)運(yùn)動。如圖4，（a）為螺旋槽式外循環(huán)（b）為插管式外循環(huán)。優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、但徑向尺寸大，且彎管兩端耐磨性和抗沖擊性差。圖4 外循環(huán)示意圖（a）螺旋槽式：1套筒；2螺母；3滾珠；4擋珠器；5絲杠（b）插管式：1彎管；2壓板；3絲杠；4滾珠；5滾道5.2、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)參數(shù) 滾珠絲杠副的主要參數(shù)有：公稱直徑d、導(dǎo)程l和接觸角。 1）公稱直徑d：是指滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時包絡(luò)滾珠球心的圓柱直徑。它與承載能力直接有關(guān)，常用范圍為3080 mm，一般大于絲杠長度的1/35/30。 2）導(dǎo)程l：

28、導(dǎo)程的大小要根據(jù)機(jī)床加工精度的要求確定，精度高時，導(dǎo)程小一些；精度低時，導(dǎo)程大些。但導(dǎo)程取小后，滾珠直徑將取小，使?jié)L珠絲杠副的承載能力下降；若滾珠直徑不變，導(dǎo)程取小后，螺旋升角也小，傳動效率將下降。因此，一般地，導(dǎo)程數(shù)值的確定原則是：在滿足加工精度的條件下盡可能取得大一些。5.3、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1）摩擦因素小，傳動效率高。滾珠絲杠副的傳動效率可達(dá)0.920.96，比常規(guī)的絲杠螺母副提高34倍。因此，功率消耗只相當(dāng)于常規(guī)絲杠的1/41/3。2）可預(yù)緊消隙。給予適當(dāng)預(yù)緊，可消除絲杠和螺母的間隙，反向運(yùn)動時無死區(qū)，定位精度高，剛度好。3）運(yùn)動平穩(wěn)，低速時不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，傳動精度高。4）運(yùn)動

29、具有可逆性。可以從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動，也可以從直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，即絲杠和螺母均可以作為主動件。5）磨損小，使用壽命長。6）所需傳動轉(zhuǎn)矩小。7）制造工藝復(fù)雜。滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度要求也高，故制造成本高。8）不能自鎖。特別是對于垂直絲杠，由于處于重慣性力的作用，常需添加輔助制動裝置。5.4、滾珠絲杠副的安裝支撐方式 為提高傳動剛度，滾珠絲杠合理的支撐結(jié)構(gòu)及正確的安裝很重要一般采用高剛度的止推軸承支撐結(jié)構(gòu)，以提高滾珠絲杠的軸向承載能力。 圖5 （a）一端裝止推軸承（固定-自由式）。其承載能力小，軸向剛度低，僅適用于短絲杠，如用于數(shù)控機(jī)床的調(diào)整環(huán)節(jié)或升降臺式數(shù)控機(jī)

30、床的垂直坐標(biāo)中。 （b）一端裝止推軸承，另一端裝深溝球軸承（固定-支承式）。當(dāng)滾珠絲杠較長時，一端裝止推軸承固定，另一端由深溝球軸承支承。為了減小絲杠熱變的影響，止推軸承的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離熱源（如液壓馬達(dá)）。 （c）兩端裝止推軸承。將止推軸承裝在滾珠絲杠的兩端，并施加預(yù)緊拉力，有助于提高傳動剛度。但這種安裝方式對熱伸長較為敏感。 （d）兩端裝雙重止推軸承及深溝球軸承（固定-固定式）。為了提高剛度，絲杠兩端采用雙重支承，如止推軸承和深溝球軸承，并施加預(yù)緊拉力。這種結(jié)構(gòu)形式，可使絲杠的熱變形能轉(zhuǎn)化為止推軸承的預(yù)緊力。結(jié) 論 此次畢業(yè)設(shè)計是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設(shè)計。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。通過