二維交流伺服數(shù)控控制工作臺機械系統(tǒng)設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計（論文） 二維交流伺服數(shù)控控制工作臺機械系統(tǒng)設(shè)計 THEMECHANICALSYSTEMDESIGNOF TWO-DIMENSIONALEXCHANGESERVONUMERICAL CONTROLCONTROLWORKTABLE 學(xué)生姓名 學(xué)院名稱機電工程學(xué)院 專業(yè)名稱機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標

2、注。 本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 論文作者簽名：日期：年月日 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書 本人完全了解徐州工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學(xué)院所擁有。 徐州工程學(xué)院有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學(xué)院可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容， 可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 論文作者簽名：導(dǎo)師簽名： 日期：年月日日期：年月日摘要 隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，以提

3、高產(chǎn)品加工的生產(chǎn)效率為主的高度自動化和以提高ch 產(chǎn)品的質(zhì)量為主的精密化成為現(xiàn)代機械加工技術(shù)發(fā)展的兩個主要方向。人們對航空機、數(shù)控機床、精密儀器和儀表以及各種精密機械設(shè)備提出了越來越高的精度要求，X-Y作臺是 這些設(shè)備實現(xiàn)高精密加工的核心部件，對于提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量起著尤為重要作用。 本設(shè)計通過伺服系統(tǒng)控制伺服電機經(jīng)過數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)包括絲杠螺母副及其支承部件等， 即將伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動傳遞為工作臺或刀架的進給運動的整個機械傳動鏈。對整個機械傳動鏈進行了系統(tǒng)的設(shè)計，涉及到伺服電機的選型，滾珠絲杠副的選型、強度校核及其生產(chǎn)設(shè)計中應(yīng)注意的問題，連接伺服電機和滾珠絲杠副的聯(lián)軸器的選型與校核，支承

4、件軸承的設(shè)計，導(dǎo)軌及機架的設(shè)計。通過對工作臺機械傳動鏈的系統(tǒng)設(shè)計以期滿足機床進給系統(tǒng)的定位精度和靜動態(tài)性能，從而確保機床的加工精度。 關(guān)鍵詞X-Y工作臺；伺服系統(tǒng)；數(shù)控機床Abstract Withthedevelopmentofmoderninformationtechniques,thehighautomationwiththemainpurposeofimprovingtheproductionefficiencyofproductprocessandtheaccuracywiththeaccuracywiththemainaimofimprovingthequalityofproduc

5、thavebeenbecomingthetwomajordirectionsofthemoderntechniqueofmechanicalprocess.Peopleontheairmachines,CNCmachinetools,precisioninstrumentsandmetersandallkindsofsophisticatedmachineryandequipmentraisedhigherandhigherprecision,XYforTaiwanisthatthesehigh-precisionmachiningequipmenttoachievethecorecompon

6、ents,forimprovingthequalityofprocessedproductsplayIsparticularlyimportantrole. TheservosystemdesignedtocontroltheservomotortothetransmissionsystemintotheNCmachinetools,includingscrewandnutbearingcomponentssuchasvice,isabouttoservomotorforthetransferofrotatingturretofthetableorfeedtheentirecampaignme

7、chanicaltransmissionchain.Theentiremechanicaltransmissionchainforthesystemdesign,servomotorrelatedtotheselection,theselectionofballscrews,checkingstrengthandproductiondesignshouldpayattentiontotheproblemofconnectingtheservomotorandtheballscrewoftheaxisTheSelectionandVerification,bearingpiecesbearing

8、thedesign,railandrackdesign.Throughthetablemechanicaltransmissionchainsystemdesigntomeetthemachineintothesystemtothepositioningaccuracyandstaticanddynamicperformance,soastoensuretheaccuracyofprocessingmachine. KeywordsXYtable;servosystem;CNCmachinetools目錄 1緒論1 1.1 數(shù)控工作臺概述1 1.1.1 概念1 1.1.2 數(shù)控工作臺分類1 1

9、.1.3 數(shù)控工作臺組成1 1.2 課題的背景2 1.3 總體方案設(shè)計2 2交流伺服電動機4 4.1 交流伺服電動機概述4 4.2 交流伺服電動機的選型6 3絲杠的選型及計算7 7.1 絲杠的介紹7 7.1.1 絲杠螺母機構(gòu)基本傳動形式7 7.1.2 滾珠絲杠副的組成及特點8 7.1.3 滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)形式8 7.2 絲杠的選型9 7.3 絲杠的校核9 7.4 絲杠設(shè)計中應(yīng)注意的問題11 4聯(lián)軸器的選擇13 2.1 聯(lián)軸器的初步計算13 2 選擇聯(lián)軸器13 2 聯(lián)軸器較核14 5軸承的選用及潤滑16 滾動軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計16 精度16 配合16 軸承材料選擇17 軸承的型號選擇：17 深溝球軸承的

10、選擇與計算17 角接觸球軸承的選擇17 軸承的潤滑18 6導(dǎo)軌的選型及計算19 8.1 初選導(dǎo)軌型號及估算導(dǎo)軌長度20 8.2 計算滾動導(dǎo)軌副的距離額定壽命20 8.3 導(dǎo)軌材料與熱處理22 8.4 導(dǎo)軌的技術(shù)要求23 8.4.1 表面粗糙度23 8.4.2 幾何精度24 8.5 導(dǎo)軌設(shè)計和使用注意事項24 7機架的設(shè)計25 機架設(shè)計的技術(shù)要求25 機架設(shè)計的一般要求26 機架材料的選擇27 8伺服驅(qū)動部分28 接口28 人機接口28 機電接口28 伺服系統(tǒng)28 伺服系統(tǒng)的特點28 伺服系統(tǒng)的組成29 變頻器30 控制系統(tǒng)30 結(jié)論31 致謝32 參考文獻33 附錄341 緒論 數(shù)控工作臺概述

11、 概念 X-Y數(shù)控工作臺是指能分別沿著X向和Y向移動的工作臺。數(shù)控機床的加工系統(tǒng)、立體倉庫中堆垛機的平面移動系統(tǒng)、平面繪圖儀的繪圖系統(tǒng)等，盡管 結(jié)構(gòu)和功能各不相同，但基本原理相同。機電一體化系統(tǒng)是將機械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)結(jié)合而形成的一個有機整體。在中小形企業(yè)中，由于產(chǎn)品更新?lián)Q代頻繁，且大都是一些適應(yīng)市場的單件，小批零件，若由數(shù)控機床來解決這些零件的加工精度和自動化問題，因成本高，而不現(xiàn)實。為此，數(shù)控工作臺，作為工裝與通用機床（立銃，立霞，鉆等）陪用，以解決單件，小批。小尺寸復(fù)雜零件的孔，槽及凸輪等精度加工問題，具有一定的靈活性，通用性和經(jīng)濟性。 數(shù)控工作臺分類 X-Y工作臺的機電一體化系統(tǒng)可以設(shè)

12、計為開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)三種。開環(huán)的伺服系統(tǒng)采用步進電機驅(qū)動，系統(tǒng)中不設(shè)置傳感與檢測設(shè)備，半閉環(huán)的伺服系統(tǒng)中一般采用交流或直流伺服電機驅(qū)動，并在電機輸出軸端設(shè)置傳感與檢測設(shè)備；閉環(huán)的伺服系統(tǒng)中也是采用交流或直流伺服電機驅(qū)動，但檢測與傳感設(shè) 備設(shè)置在工作臺末端。 數(shù)控工作臺組成 數(shù)控交流伺服X-Y工作臺系統(tǒng)是由控制計算機部分、伺服驅(qū)動部分、機械傳動部分及檢測部分組成，采用閉環(huán)控制方式，其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。 檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng) 圖 1-1 檢測系統(tǒng) 本系統(tǒng)控制計算機為PC486機型，主要處理以下事務(wù)：鍵盤分析，輸入數(shù)控指令，完成數(shù)據(jù)處理工作，將處理后的有效指令輸送到伺服驅(qū)動部分，接收并處理來

13、自光電編碼器的反饋數(shù)據(jù)，進行控制算法的運算工作，動態(tài)顯示機械工作臺運動狀況。 伺服驅(qū)動部分主要由數(shù)字伺服控制板（一塊）、伺服驅(qū)動電路（兩套）及交流伺服電機（兩個）組成。與電機同軸裝有測速發(fā)電機和光電編碼器，傳動執(zhí)行機構(gòu)（進給系統(tǒng)）由聯(lián)軸器、滾珠絲杠螺母副和數(shù)控工作臺組成，由交流伺服電機驅(qū)動。 課題的背景 X-Y工作臺的機械主體部份直線導(dǎo)軌和滾珠絲桿，聯(lián)軸器，工作臺面。電氣部份的關(guān)聯(lián)性及傳動裝置的保護性，X軸及Y軸兩端配有高質(zhì)量的緩沖器，同時可選配在工作臺的兩端配有限位檢測開關(guān)，部份工作臺的配有原點檢測開，并可提供光電編碼裝置以適于閉環(huán)控制，原點開關(guān)的位置可以大距離的調(diào)節(jié)。工作臺可廣泛用于焊接，

14、點膠，打孔，包裝，取料等各類精密位置控制設(shè)備的應(yīng)用，開發(fā)，以及高等院校相關(guān)專業(yè)的機電傳動控制、機械工程控制基礎(chǔ)以及數(shù)控技術(shù)等課程的教學(xué)實踐。 總體方案設(shè)計 設(shè)計一臺微機控制XY兩坐標工作臺，采取PLC控制，控制方式采用交流伺服、運動控制器和PC機（閉環(huán)控制）。 X-Y工作臺的機械主體部分直線導(dǎo)軌和滾珠絲杠，聯(lián)軸器，工作臺面。電氣 部分的關(guān)聯(lián)性及傳動裝置的保護性，X軸及Y軸兩端配有高質(zhì)量的緩沖器，同時可選配在工作臺的兩端配有限位檢測開關(guān)，部分工作臺的配有原點檢測開光，并提供光電編碼裝置以適于閉環(huán)控制，原點開關(guān)的位置可以打距離的調(diào)節(jié)。工作臺可廣泛用于焊接，點膠，打孔，包裝，取料等各類精密位置控制設(shè)

15、備的應(yīng)用。 其他參數(shù)見表1-1 伺服驅(qū)動部分伺服驅(qū)動部分 機械傳動機械傳動 部分部分 表 1-1 設(shè)計參數(shù) 脈沖當(dāng)量 mm/step 定位精度 Mm 取人移動速度 m/s 工作臺尺 寸 mm 進給抗 力 N 工作臺行程 mm 臺面最大物重質(zhì)量 kg X Y 0.001 0.005 0.1 300*350 800 420 500 100 （一）機械系統(tǒng)設(shè)計 1）傳動機構(gòu)采用滾珠絲杠副 2）導(dǎo)向機構(gòu)采用滾動直線導(dǎo)軌； 3）執(zhí)行機構(gòu)采用交流伺服電動機 （二）伺服驅(qū)動部分設(shè)計 1）接口設(shè)計 2）伺服系統(tǒng)設(shè)計 3）控制系統(tǒng)設(shè)計2 交流伺服電動機 交流伺服電動機概述 交流伺服電動機廣泛用于機電一體化設(shè)備及

16、自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件， 用于將輸入的交流控制信號快速的轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度輸出。對交流伺服電動機的一般性能要求是： 1）良好的可控性，單向供電時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象； 2）運行穩(wěn)定性好，在較寬的速度范圍內(nèi)均勻穩(wěn)定運行； 3）響應(yīng)速度快，控制信號發(fā)生時，電動機能快速跟隨變化。 交流伺服電動機的分類、特點及使用范圍見下表2-1 表 2-1 交流伺服電動機的分類、特點及使用范圍 代號 結(jié)構(gòu)特點 性能特點 使用范圍 籠型交流伺服電動機 SL 轉(zhuǎn)子與定子結(jié)構(gòu)與一般籠型異步電動機相似，但轉(zhuǎn)子一般為兩相，且細而長,籠可用鋁、紫銅、黃銅制成 勵磁電流較小，體積較小，機械強度較局，低速運轉(zhuǎn)時不夠平滑，有抖動現(xiàn)

17、象 廣泛運用于小功率自動控制系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)和計算裝置中 非磁性杯型交流 SK 用非磁性金屬 轉(zhuǎn)動慣量小，運 用于要求運行平 伺服電動機 ADP 鋁、黃銅等制成杯形轉(zhuǎn)子，杯的內(nèi)外由內(nèi)外定于構(gòu)成磁路 轉(zhuǎn)平滑、無抖動現(xiàn)象，勵磁電流和體積較大 滑的系統(tǒng)，如自動裝置和計算裝置等 FANUC 交流伺服 電動機 FANUC 轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速低，機械特性線性度女？，低速性能良好，可直接與絲杠連接 用于數(shù)控機床驅(qū)動或其他驅(qū)動系統(tǒng) 低速交流伺服電 SD 轉(zhuǎn)子、定子結(jié)構(gòu) 體積小，重量輕， 廣泛應(yīng)用于自動 動機 SA 與籠型交流伺服 力能指標高，性 裝置和計算技術(shù) ND 電動機相同，另外機兄中裝啟齒輪減速裝置 能好，輸出

18、轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)矩大 裝置中作驅(qū)動、 執(zhí)行或控制元件 兩相交流伺服電動機的主要特性見下表2-2 表 2-2 兩相交流伺服電動機的主要特性 特性 含義 特性 含義 空載始動電壓 Uso 在額定勵磁電壓卜，使轉(zhuǎn)子在任意位置開始空載連續(xù)轉(zhuǎn)動的最小控制電壓。 以額定控制電壓的百分比表示。Uso 越小，系統(tǒng)的/、靈敏區(qū)域越小 堵轉(zhuǎn)特性非線性度 kd 在額定勵磁電壓卜，實際堵轉(zhuǎn)特性的最大轉(zhuǎn)矩偏差（Tdn）max與ar=1時的堵轉(zhuǎn)矩Tdo之比值的百分數(shù) 機械特性非線性度 km 在額定勵磁電壓卜，任意控制電壓是的實際機械與線性機械特性在T=Td/2 時的轉(zhuǎn)速差與空載轉(zhuǎn)速 n0 之比的百分數(shù)。Kmf 口本表以下兩欄中

19、的 kc、kd 越小，伺服電動機的性能越接近線性， 系統(tǒng)的動態(tài)誤差就越小. 機電時間常數(shù) TJ 在空載和額定電壓下，加以階躍的額定控制電壓，電動機由靜止上升到空載轉(zhuǎn)速的 63.2%時所需時間（以上略去了相對來說比較小的電磁時間常數(shù)）。TJ 越小，對信號響應(yīng)越快 調(diào)節(jié)特性非線性度 kv 在額定勵磁電壓卜，當(dāng)ae=0.7 時，實際調(diào)節(jié)特性與線性調(diào)節(jié)特性的轉(zhuǎn)速偏差與空載轉(zhuǎn)速之比的百分數(shù) 表 2-3 伺服電動機的額定值 額定值 符號 單位 說明 額定勵磁電壓 Uj V 額定運行時勵磁繞組 上所加的電壓 額定電壓 Uk V 額定運行時控制繞組 上所加的電壓 額定頻率 Hz 電動機所用電源的頻率 堵轉(zhuǎn)勵磁

20、電流 Ij A 定子繞組加上額定電壓，輸出轉(zhuǎn)速為零時的勵磁繞組電流 堵轉(zhuǎn)控制電流 Ik A 定子繞組加上額定電壓，輸出轉(zhuǎn)速為零時的控制繞組電流。 仝載轉(zhuǎn)速 n0 r/min 定子繞組加上額定電壓后，電動機不帶任何負載時的轉(zhuǎn)速 續(xù)表 2-3 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 Td N.m 定子繞組加上額定電壓，輸出轉(zhuǎn)速為零時的輸出轉(zhuǎn)矩 額定輸出功率 P2 W 取大輸出功率 交流伺服電動機的選型 此畢業(yè)設(shè)計為畢業(yè)答辯通過的優(yōu)秀畢業(yè)論文，完整說明書和全套設(shè)計圖紙請此畢業(yè)設(shè)計為畢業(yè)答辯通過的優(yōu)秀畢業(yè)論文，完整說明書和全套設(shè)計圖紙請加扣扣：加扣扣：3257841604 .dwgiMt“AD圖形51KB1haiBii-iiBii

21、nn1-naini-HBiMrwirir ：b工仔臺17778 AutoCAD圖施 DWG11E0郎 Y底座，ixg AutoCAD的形 62KE 二維交流伺服數(shù)控控 制工作臺機播系統(tǒng).一 MicrosoftWord文檔 立工作臺1778dw經(jīng)AutoCAD圖也1,120KB 工作臺.dy AutoCAD圖非 93KB 港珠世扛副.加g AutoCAD圖/ 53KB 3 絲杠的選型及計算 3.1絲杠的介紹 3.1.1絲杠螺母機構(gòu)基本傳動形式 絲杠螺母機構(gòu)又稱螺旋傳動機構(gòu)。 它主要用來將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動或?qū)⒅本€運動變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，有以傳遞能量為主的（如螺旋壓力機），也有以傳遞運動為主的（如工作

22、臺的進給絲杠）。 絲杠螺母機構(gòu)有滑動摩擦和滾動摩擦之分?；瑒咏z杠螺母機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，制造成本低，具有自鎖功能。但其摩擦阻力大，傳動效率低（30%40%。滾動絲杠螺母機構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜制造成本高。但其最大優(yōu)點是摩擦阻力小，傳動效率高（92%98%,因此選用滾動絲杠螺母機構(gòu)。 根據(jù)工作臺運動情況， 應(yīng)選擇絲杠傳動螺母移動的形式， 該傳動形式需要限制螺母的轉(zhuǎn)動，故需導(dǎo)向裝置。具特點是結(jié)構(gòu)緊湊，絲杠剛性較好，適用于工作行程較大的場合。 滾珠絲杠副的組成及特點 滾珠絲杠副是一種新型螺旋傳動機構(gòu)， 具具有螺旋槽的絲杠與螺母之間裝有中間傳動元件一滾珠。滾珠絲杠螺母機構(gòu)由絲杠，螺母，滾珠，和反向器等四部

23、分組成。當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)動時，帶動滾珠沿螺紋滾道滾動，為防止?jié)L珠從滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有滾珠回程引導(dǎo)裝置構(gòu)成滾珠的循環(huán)返回通道，從而形成 滾珠流動的閉合通路。 滾珠絲杠副與滑動絲杠副相比，除上述優(yōu)點外，還具有軸向剛度高，運動平穩(wěn)，傳動精度高，不易磨損，使用壽命長等優(yōu)點。但由于不能自鎖，具有傳動的可逆性，在用做升降傳動機構(gòu)時，需要采取制動等措施。 滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)形式 按照用途和制造工藝的不同， 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)形式很多。 一股， 根據(jù)鋼球的循環(huán)形式，消除軸向間隙和調(diào)整預(yù)緊的方法以及螺紋滾道法向截面形狀的不同，將其區(qū)分成不同的結(jié)構(gòu)形式進行研究。 1）鋼球循環(huán)方式 按鋼球返回時是否脫離絲杠表面

24、可分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩大類，見表3-11。 若鋼球在循環(huán)過程中，始終與絲杠表面保持接觸，稱內(nèi)循環(huán)；否則，稱外循環(huán)。通常，把在同一螺母上所具有的循環(huán)回路的數(shù)目，稱為鋼球的列數(shù)，常用的有24列。而把每一循環(huán)回路中鋼球所經(jīng)過的螺紋滾道圈數(shù)（導(dǎo)程數(shù)）稱為工作圈。 表 3-1 鋼球的循環(huán)方式 類別 形式 特點 內(nèi)循環(huán) 優(yōu)點：返回通道短，一個循環(huán)只有一圈鋼球，流暢性好，摩 擦損失小，效率高，徑向尺寸 小，剛性好 缺點：返向器鋼球返回通道的曲面加工復(fù)雜 外循環(huán) 端蓋式 優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)緊湊， 工藝性好缺點：循環(huán)回路長，流暢性差，鋼球通過短槽時易卡住 螺旋槽式 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，承載能力大 缺點：鋼球流暢

25、性較差，擋珠器較易磨損 -PT， 抽官式 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，鋼球的流暢性好，應(yīng)用較廣缺點：凸出式的插管凸出于螺母外部，徑向尺寸較大 2）消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方式 滾珠絲杠副中的間隙對傳動精度影響較大。當(dāng)精度要求不高時，可采用單螺母，并對絲杠和螺母進行選配，或進行預(yù)緊以減小配合間隙。當(dāng)精度要求較高時，常采用雙螺母，通過調(diào)整兩個螺母間的軸向位置，以消除軸向間隙，并進行預(yù)緊,提高傳動的定位精度、重復(fù)定位精度及軸向剛度。預(yù)緊力一般約取最大軸向載荷 的1/3。表3-2為幾種常用的消除間隙和調(diào)整預(yù)緊的方式。 表 3-2 消除間隙和調(diào)整預(yù)緊的方式 結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，剛度高，但不易實現(xiàn)精確調(diào)整，螺

26、紋滾道有磨損時，不能隨時消除間隙和預(yù)緊。適用于重載傳動和一般精度要求的場合 結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便。但容易松動,不夠準確。一般用于剛度要求不高及需要隨時調(diào)整預(yù)緊力的場合 3）螺紋滾道法向截型 螺紋滾道法向截型（或稱滾道型面），是指通過滾珠中心的螺旋線的法向平面與絲杠或螺母滾道型面的交線的形狀。 絲杠的選型 絲杠的校核 壽命計算：類型 墊片 母式 齒A 一調(diào)整精度較高,要求加較小時，所需齒數(shù)較多，結(jié)構(gòu)尺寸較大，且齒圈的模數(shù) m 較小, 聯(lián)接剛度較差，適用于高精度傳動場合 KhKFKHKL Coe=FHLF=5810.4；8850 Kn 滿足壽命要求。 式中F軸向載荷，取F=800N; Kh

27、壽命系數(shù)，Kh=g/500)1/3=3.1072 Lh工彳壽命，取Lh=15000 KF載荷系數(shù)，取KF=1.2 KH動載荷硬度影響系數(shù)，取KH=1.0 KL短行程系數(shù)，取KL=1.0 Kn轉(zhuǎn)速系數(shù)，取Kn=0.5107 靜載荷條件計算： C a=KFKHF=960二24700 滿足條件 螺母長度72mm,Ph=4mm,余程為10mm X方向螺紋長度L。=420300210=740mm 取支撐跨矩11=760mm 絲杠全長最大為780mm Y方向螺紋長度： L=500+350+20=870mm 取支撐跨矩： 11=890mm 絲杠全長最大為910mm F-F支撐方式的絲杠不受壓縮力作用，不校核

28、壓桿穩(wěn)定性 絲杠彎曲振動臨界轉(zhuǎn)速 ncr 查表%=4.73, d2=d0-1.2Dw=20-1.22.381=17.14mm=0.01714m 300_780-740 LC=42010=600mm=0.6m 22 ncr=99104.7320.017214=10570.1r/min250r/minci2 0.6 -30f；EIK=9910f K29910f2 ：L2 2d2,Lc2 預(yù)拉深量：取溫升 3.5oc 螺紋深長量： 、tu=atJu=2.5510-63.50.74=6.6045um 絲杠的全長深長量： 、tu=2.5510與3.50.78=6.9615um 取預(yù)拉伸量： （ 、=4.

29、5um 預(yù)拉伸力： _6二2_11 4.5100.0171422.110 800 4二 301.01NN 0.743 所選絲杠預(yù)拉伸力滿足要求 3.4絲杠設(shè)計中應(yīng)注意的問題 絲杠由于其精度要求高，制造比較復(fù)雜，所以在設(shè)計過程中應(yīng)注意如下問題： 1）受力合理 為了保證定位精度，除考慮絲杠剛度外，還應(yīng)在結(jié)構(gòu)布置上盡可能使螺母和絲杠同樣受拉或受壓，以使兩者軸向變形方向一致，減少螺母與絲杠之間的導(dǎo)程變形量之差。此外，滾珠螺旋傳動應(yīng)盡量避免承受徑向載荷，以免使絲杠彎曲，若絲杠上有齒輪等產(chǎn)生徑向載荷的元件，則應(yīng)使其盡可能靠近絲杠，螺母所受的傾覆力矩，力求部件移動阻力的合力通過絲杠軸線。 2）防止逆轉(zhuǎn) 滾珠

30、螺旋傳動反行程不能自鎖，為了使螺旋傳動受軸向力后不發(fā)生逆轉(zhuǎn)，應(yīng)設(shè)置防止逆轉(zhuǎn)的裝置： 采用本身不能逆?zhèn)鲃拥碾娨好}沖馬達或步進電動機等驅(qū)動元件。 采用可自鎖的蝸桿傳動等作中間傳動機構(gòu)。 采用電磁或液壓制動器，或選用本身帶制動器的電動機。 采用能鎖住某一方向傳動的超越離合器。 3）安全裝置 垂直安裝的滾珠螺旋傳動，容易發(fā)生螺母從絲杠螺紋滾道上脫出而造成事故，因此，、AE Ft二 1-0 在設(shè)計時應(yīng)考慮設(shè)置防止螺母脫出的安全裝置，如限位擋塊或安全制動器等。 4）控制升溫 設(shè)計時應(yīng)注意時滾珠絲杠傳動遠離熱源，并采用油浴，氣冷等方法減小溫升，以減少絲杠的熱變形；或在安裝時對絲杠進行預(yù)拉伸，以抵消運行時因發(fā)

31、熱后引起的絲杠伸長。 5）密封與潤滑 為防止塵埃和污物進入螺紋滾道，妨礙鋼球運轉(zhuǎn)的流暢性并且加速鋼球與滾道的磨損，設(shè)計中必須考慮防護設(shè)施與密封。如在螺母兩端加密封圈或采用伸縮套，防塵罩等。止匕外，還應(yīng)注意合理潤滑，以延長滾珠螺旋傳動的使用壽命，保持起優(yōu)良的傳動性能。一般可用抗高壓的高粘度潤滑劑進行脂潤滑或滴油，浸油，飛濺潤滑。要求高的某些數(shù)控機床或特高速運轉(zhuǎn)情況，可用噴霧潤滑。當(dāng)在高溫或其它惡劣條件下時，可用固體潤滑劑潤滑。4 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器是聯(lián)結(jié)兩軸或軸和回轉(zhuǎn)件，在傳遞運動和動力過程中一同回轉(zhuǎn)而不脫開的一種裝置。此外,聯(lián)軸器還可能具有補償兩軸相對位移，緩沖和減振以及安全防護等功能。 4

32、.1聯(lián)軸器的初步計算 選擇聯(lián)軸器 在選擇標準聯(lián)軸器時應(yīng)根據(jù)使用要求和工作條件，如承載能力，轉(zhuǎn)速,兩軸相對位移，緩沖吸振以及裝拆，維修更換易損元件等綜合分析來確定。具體選擇時可順序考慮以下幾點。 1）原動機和工作機的機械特性。原動機的類型不同，其載荷性質(zhì)差異很大，有的平穩(wěn)，有的沖擊甚至強烈沖擊或振動。這將直接影響聯(lián)軸器類型的選擇，是選型的首要依據(jù)之一。對于載荷平穩(wěn)的，則可選用剛性聯(lián)軸器，否則直選用彈性聯(lián)軸器。 2）聯(lián)軸器連接的軸系及其運轉(zhuǎn)情況。對于聯(lián)接軸系的質(zhì)量大，轉(zhuǎn)動慣量大，而又經(jīng)常起動，變速或反轉(zhuǎn)的，則應(yīng)考慮選用能承受較大瞬時過載，并能緩沖吸振的彈性聯(lián)軸器。 3）工作機的轉(zhuǎn)速高低，對于需告訴

33、運轉(zhuǎn)的兩軸連接，應(yīng)考慮選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)具有高平衡精度特性，以消除離心力而產(chǎn)生的振動和躁聲，增加相關(guān)元件的磨損和發(fā)熱而降低傳動質(zhì)量和使用壽命。其中膜片聯(lián)軸器對高速運轉(zhuǎn)適應(yīng)性較大。 4）聯(lián)軸器的對中和對中保持程度，保持良好的對中是使運轉(zhuǎn)正常的前提，防止產(chǎn)生過大附加載荷及其他不良工況。 5）聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及工作特性，聯(lián)軸器的外形尺寸，安裝，拆卸所需的空間大小和難易程度以及對維護的要求等都應(yīng)與連接機組的具體配置位置和要求相適應(yīng)。 6）聯(lián)軸器的可靠性，使用壽命和工作環(huán)境。 7）聯(lián)軸器的制造，安裝和維護的成本，在滿足使用要求的條件下，應(yīng)使選擇的聯(lián)軸器成本低，不需維護以降低經(jīng)常費用。 由絲杠的軸徑和Tc選取聯(lián)

34、軸器：由表4-1聯(lián)軸器的性能比較后選用圓錐銷套筒聯(lián)軸器： 表 4-1 聯(lián)軸器的性能比較 類 別 聯(lián)軸器名稱 轉(zhuǎn)矩范圍 N.mm 軸徑范 圍 mm 最高轉(zhuǎn)速 r/min 特點及應(yīng)用說明 固定式 套筒聯(lián)軸器(見圖) 圓錐銷34000 平鍵 715000半圓鍵 8450 花鍵15012500 4100 20100 1035 25102 一般小于等 200250 結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，徑向尺寸小，成本低。但裝拆時需沿軸向移動較大的距離。而且只能連接兩軸直徑相同的圓柱形， 軸伸一般用于工作平穩(wěn)的功率傳動軸系。 剛性 凸緣聯(lián)軸器 (GB/T58432003) 1020000 10180 130002300

35、結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，裝拆方便，剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大， 但不能吸收沖擊。當(dāng)兩軸對中精度較低時，將引起較大的附加載荷， 適用于工作平穩(wěn)的一般傳動， 高速傳動時需要后局的對中和制造精度。 套 筒 夾殼聯(lián)軸器 (HG5-213-1965) 859000 30110 900380 裝拆方便， 不需沿軸向移動兩軸，但平衡困難，而且兩軸徑必須是相同的圓柱形。僅適用于低速傳動的水平或垂直軸系， 以傳遞平穩(wěn)載荷為宜。 聯(lián)軸器 緊箍夾殼聯(lián)軸器 18012500 30110 900380 其特點和使用性能與夾殼聯(lián)軸器相似，但外形簡單，平衡條件有所改善， 夾緊力大， 很適宜用于徑向夾緊力大的場合。 由絲杠的軸

36、徑和Tc選取聯(lián)軸器： 表 4-2 初取 d=12mmB 勺圓錐銷套筒聯(lián)軸器(mm) d 公稱轉(zhuǎn)矩 (N.m) D L l C 圓錐銷(2個) 12 7.5 22 40 8 0.5 4M22 4.1.2聯(lián)軸器較核 考慮動載荷及過載，取聯(lián)軸器工作情況系數(shù)K=1.5 計算轉(zhuǎn)矩Tc=KT K工作情況系數(shù) P輸出功率（kw） T理論轉(zhuǎn)矩N.m Tc計算轉(zhuǎn)矩N.m n工作轉(zhuǎn)速r/min 計算轉(zhuǎn)矩； 0.1 Tc=1.59550=5.73Nm 250 Tc=KT=5.73NmTn cn 所選聯(lián)軸器合適。 銷的抗剪強度計算: 3一 411.4610Nmm -ZT2 二 512 成立，銷材料為45號鋼4T 二d

37、2D =48.7MPa 二 U-80100Mpa 5 軸承的選用及潤滑 選擇滾動軸承類型時應(yīng)考慮多種因素的影響，如軸承所受負荷的大小，方向及性質(zhì)：軸向固定形式，調(diào)心性能要求，剛度要求，轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境，經(jīng)濟性和其他要求。概括起來有以下選擇原則： 1）轉(zhuǎn)速較高，負荷不大，而旋轉(zhuǎn)精度要求較高時，宜用球軸承。如000,6000型； 2）轉(zhuǎn)速較低，負荷較大或有沖擊負荷時，宜用角接觸球軸承。如2000型， 3000型； 3）當(dāng)徑向負荷和軸向負荷都比較大時，宜用角接觸球軸承。如36000型，46000型，66000型。 滾動軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計2 精度 各種機電一體化機械的滾動軸系的精度一般根據(jù)該機械的功能要求和檢

38、驗標準有所規(guī)定，如精密級加工中心主軸軸系的端部徑向跳動和軸向竄動，據(jù)此來 選擇主軸和軸承的精度。 滾動軸承白精度分B,C,D,E,G五級。B級最高，G級為普通級。選擇精度時主要根據(jù)載荷方向。僅受徑向載荷的深溝球軸承，主要根據(jù)內(nèi)外圈的徑向跳動然后考慮其他因素的影響。 配合 滾動軸承內(nèi)外圈往往是薄壁件，受相配的軸徑箱體孔的精度和配合性質(zhì)影響很大。配合性質(zhì)和配合面的精度合適，不致影響軸承精度；反之則旋轉(zhuǎn)精度下降，引起振動和噪聲配合性質(zhì)和配合面的精度合適不致影響軸承精度；反之則旋轉(zhuǎn)精 度下降，引起振動和噪聲。配合性質(zhì)和配合面的精度還影響軸承的承載能力和預(yù)緊狀態(tài)。 滾動軸承外圈和箱體孔的配合采用基軸制。

39、內(nèi)圈孔與軸徑的配合采用基孔 制，但作為基準的軸承孔的公差帶位于以公稱直徑為零線的下方。這樣在采用相 同配合的情況下，軸承孔與軸徑的配合更緊些。 滾動軸承的配合的選擇參照GB-275-93,滾動軸承與軸和外殼的配合國家標準。對于G,E級精度軸承配合的鋼，鑄鐵制軸的軸徑規(guī)定17種公差帶；對鋼，鑄鐵制箱體孔規(guī)定16種公差帶。 軸承配合性質(zhì)的選擇，要考慮下列工作條件： 1）負荷類型：承受始終在軸承套圈滾道的某一局部，作用的局部負荷的套圈，配合應(yīng)相對松些。承受依次在軸承套圈的整個滾道上作用的循環(huán)負荷的套圈，配 合應(yīng)相對緊些。負荷越大，配合的過盈量應(yīng)大寫些。承受沖擊振動負荷比承受平穩(wěn)負荷的配合應(yīng)更緊些。

40、2）轉(zhuǎn)速 一般轉(zhuǎn)速越高，發(fā)熱越大，軸承與運動件的配合應(yīng)緊些，與靜止件的配合可松些。 3）軸承的游隙和預(yù)緊 軸承具有基本游隙，配合的過盈量應(yīng)適中。軸承預(yù)緊，配合的過盈量應(yīng)減小。 軸承的軸向限位分無軸向負荷，單軸向負荷，雙軸向負荷。深溝球軸承只要把軸承內(nèi)圈用軸用擋圈或軸肩螺母限位在軸上即可。雙向短圓柱滾子軸承的內(nèi)外圈雙向定位，內(nèi)圈小端單向定位。 軸承材料選擇 不銹鋼軸承用鋼9Cr18,9Cr18Mo用于耐蝕，耐高、低溫及微型的和在水蒸氣、海水、蒸儲水及硝酸等腐蝕介質(zhì)中使用的軸承，如潛水泵部件中軸承、石油、 化工機械的軸承以及腐蝕性能有很大影響的測量儀器的微型軸承；用于特殊條件 下的軸承，例如化工工

41、業(yè)、食品工業(yè)、船舶工業(yè)等要求耐蝕環(huán)境下的工作軸承；主要由馬氏體型高碳鋼不銹鋼9Cr18,耐高溫下不銹鋼軸承Cr14M04耐腐蝕性要求較高是采用奧氏體性不銹鋼1Cr18Ni9Ti這類鋼沒有軸承專用標準，選擇時要注意軸承的性能要求，可參考GB3086-82高碳銘不銹軸承鋼耐腐蝕軸承。 無內(nèi)圈和外圈時，軸和外殼的滾道表面應(yīng)淬火處理（硬度HRC58-64淬硬層深度0.6-1mm）,表面粗糙度Ra0.32Nm,（一般精度、高精度的Ra80mm。 軸承的型號選擇： 深溝球軸承的選擇與計算 角接觸球軸承的選擇 初選角接觸球軸承（單列） 表 5-2 代號7202AC3數(shù)據(jù)見表5-24 角接觸球軸承的數(shù)據(jù) d(

42、mm) D(mm) B(mm) d, Jamin( mm) Damax( mm) ramax( mm) d2(m m) D2(m m) min(m m) Cr(k N) C Cor(k N) 15 32 9 17.4 29.6 0.3 20.4 26.6 0.3 6.25 3.42 這里的角接觸球成對安裝，具特點可以承受徑向為主的較大徑向、軸向聯(lián)合 載荷。 對所選軸承進行校核 基本額定動載荷： Crv=2 -7Cr=20.78350=13564.6N 取滾動軸承當(dāng)量動載荷X的值：X=1,Y=0.92 當(dāng)量動載荷 P=fd(XFrYFa)=1.2(18000.92200)=1180N 軸承組壽命

43、： 16670Cr.1667013564.63 (r)=() nP2501180 軸承的預(yù)期壽命取L20h=25000h 計算額定動載荷 故所選軸承滿足壽命及強度要求。 軸承的潤滑 為使軸承正常運轉(zhuǎn)，避免零件表面直接接觸，減少軸承內(nèi)部的摩擦及磨損，提高軸承性能，延長軸承的使用壽命，必須對軸承進行潤滑。軸承使用中，選擇合適的潤滑方式十分重要，軸承的潤滑分為脂潤滑，油潤滑和固體潤滑。 脂潤滑的優(yōu)點是軸承座， 密封結(jié)構(gòu)及潤滑結(jié)構(gòu)設(shè)施簡單， 維護保養(yǎng)容易， 潤滑不易泄露，有一定的防水、氣、灰塵和其它有害雜質(zhì)浸入軸承的能力，本機構(gòu)轉(zhuǎn)速不高，故選用潤滑脂，型號為鈣基潤滑脂(GB491-1987。L10h

44、=36297.5h =8508.7N二篇 一、 .Cr 325000250 :16670 6 與軌的選型及計算 按結(jié)構(gòu)特點和摩擦特性劃分的導(dǎo)軌類型見表6-15,各類導(dǎo)軌的主要特點及 應(yīng)用列于表中。 表 6-1 導(dǎo)軌類型特點及應(yīng)用 導(dǎo)軌舊 主要特點 應(yīng)用 導(dǎo)軌類型 主要特點 應(yīng)用 滑動導(dǎo)軌 1,結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便。2,未形成完全液體摩擦?xí)r低速易爬行 3,磨損大壽命低，運動精度不穩(wěn)定 普通機床，冶 金 設(shè) 備上 應(yīng) 用 普遍 滾動導(dǎo)軌 1,運動靈敏度局，低速運動平穩(wěn)性好，定位精度高。2,精度保持性好，磨損少，壽命長。3,剛性和抗振性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高，要求良好的保護 廣泛用于各類精密機床，數(shù)控

45、機床，紡織機械等 塑料導(dǎo)軌 1,動導(dǎo)軌表面貼塑料軟帶等與鑄鐵或鋼導(dǎo)軌搭配， 摩擦系數(shù)小， 且動靜摩擦系數(shù)搭配，不易爬行，抗摩擦性能好。2,貼塑上 2 簡單。3,剛度較低， 耐熱性差容易蠕變 主 要 應(yīng) 用與 收 型 機床 壓 強 不大 的 導(dǎo) 軌應(yīng) 用 日 益廣泛 動壓導(dǎo)軌 1,速度高 (90m/min600m/min),形成液體摩擦 2,阻尼 大，抗陣性好 3,結(jié)構(gòu)簡單,/、需復(fù)雜供油系統(tǒng)，使用維護方便 4,油膜 厚度隨載荷與速度而變化。影響加工精度，低速重載易出現(xiàn)導(dǎo)軌面接觸 主要用語速度高，精度要求一 M 的機床主運動導(dǎo)軌 鑲鋼，鑲金屬導(dǎo)軌 1,在支撐導(dǎo)軌上鑲裝有一定硬度的不鋼板或鋼帶，

46、提高導(dǎo)軌耐磨性， 改善摩擦或滿足焊接床身結(jié)構(gòu)需要。2,在動導(dǎo)軌上鑲有青銅只類的金屬 鑲 鋼 導(dǎo) 軌工藝復(fù)雜，成本高。 常用 于 重 型機床如立 靜壓導(dǎo)軌 1,摩擦系數(shù)很小，驅(qū)動力小。2,低速運動平穩(wěn)性好3,承載能力大,剛性，吸陣性好 4,需野-套液壓裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整困難 各種大型，重型機床，精密機床，數(shù) 防止咬合磨損，提局耐磨性，運動平穩(wěn)精度高 車， 龍門銃床的導(dǎo)軌上 控機床的工作 6.1初選導(dǎo)軌型號及估算導(dǎo)軌長度 X方向初選導(dǎo)軌型號為 GGB20BAL2P12x940-46具體數(shù)據(jù)見機械設(shè)計手冊9-149Y方向初選導(dǎo)軌型號為GGB20AAL2Pl2父10904 導(dǎo)軌的運動條件為常溫，平穩(wěn)

47、，無沖擊和震動 為何選用滾動直線導(dǎo)軌副： 1）滾動直線導(dǎo)軌副動靜摩擦力之差很小，摩擦阻力小，隨動性極好。有利于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。驅(qū)動功率小，只相當(dāng)普通機械的十分之一。 2）承載能力大，剛度高。 3）能實現(xiàn)高速直線運動，起瞬時速度比滑動導(dǎo)軌提高10倍。 4）采用滾動直線導(dǎo)軌副可簡化設(shè)計，制造和裝配工作，保證質(zhì)量，縮短時問，降低成本。 導(dǎo)軌的長度： 由于導(dǎo)軌長度影響工作臺的工作精度和高度，一般可根據(jù)滑塊導(dǎo)向部分的長 度來確定導(dǎo)軌長度。 其公式為： L=H+S隹1-S1-S2 由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm 其中 L導(dǎo)軌長度 H一滑塊的導(dǎo)向面長度 S一滑塊行程 l

48、一封閉高度調(diào)節(jié)量 S1一滑塊到上死點時，滑塊露出導(dǎo)軌部分的長度 S2一滑塊到下死點時，滑塊露出導(dǎo)軌部分的長度 計算滾動導(dǎo)軌副的距離額定壽命 X方向的導(dǎo)軌計算 X方向初選導(dǎo)軌型號為 GGB20BAL2P12M940-4,查表9.3-73川得， 這種導(dǎo)軌的額定動，靜載荷分別為Ca=13.6kN,Coa=20.3kN。 4個滑塊的載荷按表9.3-48序號1的載荷計算式計算。 其中工作臺的最大重量為： G=10OX9.8=980N F1=F2=F3=F4=1/4（G1+F=250N 1）滾動導(dǎo)軌的額定壽命計算公式6為： L=（fhftfcfaCa/fwPc）&K=27166km 式中L額定壽命

49、（kmD； Ca額定動載荷（KN； P當(dāng)量動載荷（KN; Fmax受力最大滑塊所受的載荷（KNJ）; Z導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)； 6一一指數(shù)，當(dāng)導(dǎo)軌體為滾珠時，名=3;當(dāng)為滾柱時名=10/3; K額定壽命單位（KM,滾珠時，K=50KM滾柱時，K=100KM fh硬度系數(shù)； fh（滾道實際硬度（HRC）。 由于產(chǎn)品技術(shù)要求規(guī)定，滾道硬度不得低于58HRC故通?？扇h=1 ft溫度系數(shù)，查表6-27,得0二1 表 6-2 溫度系數(shù) ,、0八 工作溫度/C 100 100150 150200 200250 ft 1 0.90 0.73 0.60 fc接觸系數(shù)，查表6-3;得二1 表 6-3 接觸系數(shù) 每

50、根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù) 1 2 3 4 5 fc 1.00 0.81 0.72 0.66 0.61 fa精度系數(shù)，查表6-4;取fa=1.5 表 6-4 精度系數(shù) 工作條件 fa 無外部沖擊或振動的低速運動的場合，速度小于 15m/min 11.5 無明顯沖擊或振動的場合，速度為 1560m/min 1.52 有外部沖擊或同速運動的場合，速度大于 60m/min 23.5 fw載荷系數(shù)，查表6-5;得，w=1 表 6-5 載荷系數(shù) 精度等級 2 3 4 5 fw 1.0 1.0 0.9 0.9 則L=27166Km 2）壽命時間的計算 當(dāng)行程長度一定，以h為單位的額定壽命為: L103 Lh= 2L

51、a160 式中Lh壽命時間（h） L額定壽命（km） La行程長度（nj） 02每分鐘往返次數(shù) 則Lh-30592.3h 工況為：每天開機6個小時，每年300個工作日，則預(yù)計壽命年限為:Lh=30592.3/300X6=16.9年 同理求出Y方向滾動導(dǎo)軌副的距離額定壽命： L=26340.1km Lh=25230h=14年 導(dǎo)軌材料與熱處理 機床滑動導(dǎo)軌常用材料主要是灰鑄鐵和耐磨鑄鐵。 灰鑄鐵通常以HT200或HT300做固定導(dǎo)軌，以HT150或HT200故動導(dǎo)軌。 JB/T3997-1994標準對普通灰鑄鐵導(dǎo)軌的硬度要求如表6-610所示 表 6-6 灰鑄鐵導(dǎo)軌硬度要求 硬度要求（HBS）

52、硬度小均勻性（HBS） 導(dǎo)軌長度/mm 導(dǎo)軌鑄件重 量/t 不低于 小局十 導(dǎo)軌長度/mm 硬度差不超 過 2500 - 190 255 2500 3 180 241 2500 35 5 175 241 由幾何件連接的導(dǎo)軌 45 10 165 241 常用耐磨鑄鐵與普通鑄鐵耐磨性比較見表6-78 表 6-7 常用耐磨鑄鐵 耐磨性高于普通鑄鐵倍數(shù)2716610” 30592.3h 20.74160 耐磨鑄鐵名稱 磷銅鈦耐磨鑄鐵 1.52 高磷耐磨鑄鐵 1 鈕鈦耐磨鑄鐵 12 稀土鑄鐵 1 銘電目耐磨鑄鐵 1 導(dǎo)軌熱處理：一般重要的導(dǎo)軌，鑄件粗加工后進行一次時效處理，高精度導(dǎo)軌鑄件半精加工后還需進

53、行第二次時效處理。 常用導(dǎo)軌淬火方法有： 1)中頻淬火，淬硬層深度(12)mm硬度(4550)HRC 2)接觸加熱自冷表面淬火，淬硬深度(0.20.25)mm,顯微硬度600H%右這種淬火方法主要用于大型鑄件導(dǎo)軌。 導(dǎo)軌的技術(shù)要求 6.4.1表面粗糙度 1)刮研導(dǎo)軌刮研導(dǎo)軌具有接觸好、變形小、可以存油、外觀美等特點，但 勞動強度大、生產(chǎn)率低。主要用于高精度導(dǎo)軌。 刮研導(dǎo)軌軌面每25mme25mms積內(nèi)的接觸點數(shù)不得少于表6-8網(wǎng)的規(guī)定。 表 6-8 刮研導(dǎo)軌面 25mrrX25mnrJ 接觸點數(shù) 機床類別 滑動導(dǎo)軌 移置導(dǎo)軌 鑲條、壓板滑動面 每條導(dǎo)軌寬度/mm 250 250 100 100

54、 出級和出級以上 20 16 16 12 12 IV 級 16 12 12 10 10 V 級 10 8 8 6 6 2)導(dǎo)軌生產(chǎn)率高，是加工淬硬導(dǎo)軌唯一方法，磨削導(dǎo)軌表面粗糙度應(yīng)達到 的要求，見表6-910。接觸面要求見表6-1010。 表 6-9 磨削導(dǎo)軌表面粗糙度 Ra 機床色 動導(dǎo)軌 固定導(dǎo)軌 中小型 自 重型 中小型 自 重型 出級和出級以上 0.2 0.4(0.1 0.2) 0.4 0.8(0.2 0.4) 0.8(0.4) 0.1 0.2(0.05 0.1) 0.2 0.4(0.1 0.2) 0.4(0.2) IV 級 0.4(0.2) 1.6(0.8) 1.6(0.8) 0.2

55、(0.1) 0.4(0.2) 0.8(0.4) V 級 0.8(0.4) 1.6(0.8) 1.6(0.8) 0.4(0.2) 0.8(0.4) 1.6(0.8) 注:1.滑動速度大于 0.5時,粗糙度應(yīng)降低一級(括號內(nèi)數(shù)值) 2.淬硬導(dǎo)軌的表面粗糙度應(yīng)降低一級（括號內(nèi)數(shù)值）。 表 6-10 磨削導(dǎo)軌表面的接觸指標（） 機床類型 滑（滾）動導(dǎo)軌 移置導(dǎo)軌 全長上 全寬上 全長上 全寬上 出級和出級以上 80 70 70 50 IV級 75 60 65 45 V級 70 50 60 40 注：1.寬度接觸達到要求后，方能作長度的評定。 2.鑲條按相配導(dǎo)軌接觸指標檢驗。 6.4.2幾何精度 導(dǎo)軌的

56、幾何精度主要是指導(dǎo)軌的直線度和導(dǎo)軌間的平行度，垂直度等。具體 相關(guān)的幾何精度參閱有關(guān)機械的精度標準。本機構(gòu)導(dǎo)軌精度取3級。 導(dǎo)軌設(shè)計和使用注意事項 正確合理地設(shè)計和使用滾動直線導(dǎo)軌副， 可以提高耐用度和精度保持性， 減少維修和保養(yǎng)時間。為此，應(yīng)注意如下事項： 1）盡量避免力矩和偏心載荷的作用滾動直線導(dǎo)軌副樣本中給出的額定動，靜載荷，都是在各個滾珠受載均勻的理想狀態(tài)下算出的。因此,必須十分注意避免力矩載荷和偏心載荷。否則，一部分滾珠承受的載荷，有可能超過計算Ca值時確定的許用接觸應(yīng)力，導(dǎo)致過早的疲勞破壞或產(chǎn)生壓痕并出現(xiàn)振動，噪聲，降低移動精度等現(xiàn)象。 2）提高剛度，減少振動適當(dāng)預(yù)緊可以提高剛度，

57、均化滾動體的受力從而提高壽命，并在一定程度上提高阻尼。但是預(yù)緊力過大會增加導(dǎo)軌副的摩擦阻力， 增加發(fā)熱，降低使用壽命。因此預(yù)緊力有其最佳值。 滾動支承的阻尼較小， 因此要盡可能使它承受恒定的載荷。 有過大的振動和沖擊載荷的場合不宜應(yīng)用直線滾動導(dǎo)軌副。為了減少振動，可以在移動的工作臺上加裝減振裝置。條件許可時可安裝鎖緊裝置，加工時把不移動的工作臺固定。 3）降低加速度的影響直線滾動導(dǎo)軌副的移動速度可以高達600m/min。起動和停止時，將產(chǎn)生一個力矩，使部分滾動體受載過大，造成破壞。因此，如果加速度較大，應(yīng)采取以下措施：減輕被移動物體的質(zhì)量，降低物體的重心，采取多級制動以降低加速度，在啟動和制動

58、時，增加阻尼裝置等。 4）導(dǎo)軌防護 固定保護：利用導(dǎo)軌中移動件倆端的延長物保護導(dǎo)軌。 刮屑板：利用毛氈或耐油橡膠制成與導(dǎo)軌形狀相吻合的刮條，使之刮走落在導(dǎo)軌上的灰塵，切屑等。 5）注意潤滑和防塵滾動導(dǎo)軌通常采用鈉基潤滑脂潤滑。如果使用油潤滑。應(yīng)盡可能采用高拈度的潤滑油。如果與其他機構(gòu)同統(tǒng)一供油，則需附加濾油器。在油進入導(dǎo)軌前再經(jīng)一道精細的過濾。 為了防止異物浸入和潤滑油瀉出，產(chǎn)品出廠時滑塊座兩端均裝有耐橡膠密封墊。 7 機架的設(shè)計 7.1機架設(shè)計的技術(shù)要求 機座工作臺傳動系統(tǒng)中的主要功能是支撐固定聯(lián)接或作相對運動的部件或零件，以保證零部件之間的相互位置或相對運動精度。為完成以上功能，支撐件一方

59、面不僅尺寸和自身重量較大，而且不論是靜載荷還是交變載荷，最后往往都傳到支撐件上，從而使支撐件受力復(fù)雜；另一方面，在上支座有很多安裝零部件的加工面和運動部件的導(dǎo)向面，這些面本身的精度和相互位置精度要求都較高。為此，在設(shè)計支座時，需要滿足靜剛度，抗振性，熱穩(wěn)定性和工藝性等方面的技術(shù)要求11。 1）靜剛度 支座承受靜載荷后產(chǎn)生靜變形，二者之比稱為靜剛度。其倒數(shù)稱為靜柔度，設(shè)計時要保證受到零支座部件和工件的重力，慣性力，工作力，夾緊力等靜載荷后，只產(chǎn)生機械的功能所允許的靜變形。 支座的靜剛度包括：自身剛度，局部剛度和接觸剛度。自身剛度指的是本支座身受拉，壓，扭，彎等載荷后產(chǎn)生的變形，其中扭轉(zhuǎn)變形和彎曲

60、變形一般是主要的。局部剛度指的是載荷集中的局部范圍產(chǎn)生的變形。如在支座上由于結(jié)構(gòu)需要局部突出的導(dǎo)軌，這樣剛度較弱的局部，受力后產(chǎn)生較大的局部變形。接觸剛度是指在兩個接觸面之間的變形。兩接觸面微觀不平，真正接觸到的只是一些高點。壓強小時，接觸的高點少，接觸剛度較低。壓強變大，實際接觸面積增大，接觸剛度提高。因此，接觸剛度一般是非線性的。在近代機械中，接觸剛度的影響往往大于自身剛度和局部剛度的影響，有時要占總剛度的80%進行工作臺支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡量減少接觸面的數(shù)量，提高接觸面的接觸剛度。 確定支撐件的剛度，有計算法和實驗法兩種。計算法是在設(shè)計圖紙的過程中，根據(jù)零件尺寸和預(yù)定的工作載荷，計算支座的剛度。