【溫馨提示】 dwg后綴的文件為CAD圖，可編輯，無(wú)水印，高清圖，，壓縮包內(nèi)文檔可直接點(diǎn)開(kāi)預(yù)覽，需要原稿請(qǐng)自助充值下載，請(qǐng)見(jiàn)壓縮包內(nèi)的文件及預(yù)覽，所見(jiàn)才能所得，請(qǐng)細(xì)心查看有疑問(wèn)可以咨詢QQ：414951605或1304139763
分 類 號(hào)
密 級(jí)
寧寧波大紅鷹學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
圓鋼棒料剪切機(jī)
所在學(xué)院
機(jī)械與電氣工程學(xué)院
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
12機(jī)自x班
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
2016 年 3 月 31 日
誠(chéng) 信 承 諾
我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫(xiě)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）《圓鋼棒料剪切機(jī)》均系本人獨(dú)立完成，沒(méi)有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。
承諾人（簽名）：
2016 年 3 月 31 日
摘 要
本文設(shè)計(jì)的題目是圓鋼棒料剪切機(jī)的機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。圓鋼棒料截?cái)鄼C(jī)是通過(guò)皮帶傳動(dòng)的帶輪，通過(guò)帶輪傳動(dòng)，通過(guò)切割裝置下降后，能夠逐漸碰到圓鋼棒料上面，當(dāng)他們拉達(dá)到極限開(kāi)關(guān)位置時(shí)，限位開(kāi)關(guān)會(huì)再開(kāi)關(guān)打它會(huì)監(jiān)測(cè)控制轉(zhuǎn)移到停止信號(hào)。在這種情況下，停止轉(zhuǎn)動(dòng)牽引系統(tǒng)和聚焦系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，兩個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)切斷系統(tǒng)和輸送設(shè)備開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。當(dāng)需要關(guān)閉操作時(shí)，關(guān)閉移動(dòng)方向時(shí)刀具接觸圓鋼棒料的刀片將被運(yùn)動(dòng)，直至截止。
本文件的內(nèi)容：
（1）圓鋼棒料切斷裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
（2）圓鋼棒料截?cái)嗟脑O(shè)備性能分析。
（3）選擇發(fā)動(dòng)機(jī)。
（4）圓鋼棒料截?cái)鄼C(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行元件及機(jī)架設(shè)計(jì)。
（5）設(shè)計(jì)元件計(jì)算分析及校核。
（6）制出總裝，部裝圖及零件圖。
關(guān)鍵詞：圓鋼棒料剪切機(jī);聯(lián)軸器;滾珠絲杠
VII
Abstract
This design is reinforced truncated device design. Reinforced guillotine is a motor via a belt drive, driven pull rolls, reinforced by pulling straight into the transfer roller bar straightening after falling into the feeder, when it reaches the limit switch position, it will touch the limit switch, and then the trip switch It will signal the control system transfers control to stop the motor. In this case, the traction system and straightening system motor stops rotating, the two motors are driven by screw cut-off system and the tool begins to turn. Steel screw driven stage to close the direction of movement when the tool touches the wheel of reinforced steel will be cut until the cut-off.
Contents of this paper:
(1) overall structural design of reinforced cut-off device.
(2) Reinforced truncated equipment performance analysis.
(3) Select the motor.
(4) Reinforced truncated equipment rack design and execution unit.
(5) Calculation of design parts design analysis and verification.
(6) to draw the whole assembly drawings and assembly drawings important component part drawing and design components.
Keywords: reinforced cut-off device; coupling; ball screw
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
目 錄 V
1引言 1
1.1 圓鋼棒料剪切機(jī)特點(diǎn) 1
1.3 圓鋼棒料剪切機(jī)分類 1
1.4 圓鋼棒料剪切機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.5 本課題研究的內(nèi)容及方法 3
1.5.1 主要的研究?jī)?nèi)容 3
1.5.2 設(shè)計(jì)要求 3
1.5.3 關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題 4
2 圓鋼棒料剪切機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5
2.1設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù) 5
4.1圓鋼棒料需用力計(jì)算 5
4.2圓鋼棒料截?cái)嘈栌霉β视?jì)算 5
2.2 同步帶傳動(dòng)計(jì)算 6
2.2.1 同步帶計(jì)算選型 6
2.2.2 同步帶的主要參數(shù)（結(jié)構(gòu)部分） 9
2.2.3 同步帶的設(shè)計(jì) 11
2.2.4 同步帶輪的設(shè)計(jì) 12
2.3 夾緊裝置設(shè)計(jì) 13
3 X結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì) 15
3.1 X向滾珠絲桿副的選擇 16
3.1.1導(dǎo)程確定 16
3.1.2確定絲桿的等效轉(zhuǎn)速 16
3.1.3估計(jì)工作臺(tái)質(zhì)量及負(fù)重 16
3.1.4確定絲桿的等效負(fù)載 16
3.1.5確定絲桿所受的最大動(dòng)載荷 17
3.1.6精度的選擇 18
3.1.7選擇滾珠絲桿型號(hào) 18
3.2校核 19
3.2.1 臨界壓縮負(fù)荷驗(yàn)證 19
3.2.2臨界轉(zhuǎn)速驗(yàn)證 20
3.2.3絲桿拉壓振動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率 21
3.3電機(jī)的選擇 21
3.3.1電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 22
3.3.2電機(jī)扭矩計(jì)算 23
4 Y向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
4.1 Y軸滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算、選擇 25
4.2 滾珠絲杠計(jì)算、選擇 26
4.3 步進(jìn)電機(jī)慣性負(fù)載的計(jì)算 29
5 截?cái)嘞到y(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 32
5.1 截?cái)嘞到y(tǒng)主軸的基本要求 32
5.1.1 旋轉(zhuǎn)精度 32
5.1.2 剛度 32
5.1.3 抗振性 33
5.1.4 溫升和熱變形 33
5.1.5 耐磨性 34
5.2 主軸組件的布局 34
5.3 主軸結(jié)構(gòu)的初步擬定 34
5.4 主軸的材料與熱處理 34
5.5 主軸的技術(shù)要求 35
5.6 主軸直徑的選擇 35
5.7 主軸前后軸承的選擇 36
5.8 軸承的選型及校核 37
5.9 主軸前端懸伸量 38
5.10 主軸支承跨距 38
5.11 主軸結(jié)構(gòu)圖 39
5.12 主軸的校核 39
5.13 軸承壽命校核 42
5.14 主軸組件的潤(rùn)滑和密封 42
5.15主軸組件中相關(guān)部件 44
結(jié)論 46
參考文獻(xiàn) 47
致 謝 48
1 引言
1引言
1.1 圓鋼棒料剪切機(jī)特點(diǎn)
該裝置包括全自動(dòng)和半自動(dòng)圓鋼棒料剪切機(jī)。自動(dòng)截?cái)嘌b置也被稱為電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能通過(guò)電動(dòng)機(jī)控制刀切割，實(shí)現(xiàn)抗剪圓鋼棒料的效果。半自動(dòng)手動(dòng)控制被切斷，因此，削鋼操作。目前比較封閉歸液壓圓鋼棒料液壓切斷裝置分為兩大類充電和攜帶式。
便攜式圓鋼棒料剪切機(jī) 便攜式圓鋼棒料剪切機(jī)
1.3 圓鋼棒料剪切機(jī)分類
截?cái)喔鞣N普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，熱軋鋼，扁鋼，方鋼。
截?cái)鄨A鋼：材質(zhì)是Q235-A，直徑：Φ6-Φ40mm
截?cái)啾怃撟畲笠?guī)格： 70x15mm
截?cái)喾戒摚翰馁|(zhì)是Q235-A，最大規(guī)格： 32x32mm
截?cái)嘟卿撟畲笠?guī)格： 50x50mm
1.4 圓鋼棒料剪切機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
在國(guó)內(nèi)外截?cái)嘌b置比較：Altech接線縮短意味著容易復(fù)制，而不是原因增加了利潤(rùn)，所以基本上維持現(xiàn)狀的制造商幾十年來(lái)，不愉快的發(fā)展，與國(guó)外的同事比較特別是在以下幾個(gè)方面的差距。
1）外國(guó)切斷裝置偏心軸偏心較大，如日本垂直切斷裝置偏心24毫米，而國(guó)內(nèi)通常是17毫米。顯然和材料，小齒輪結(jié)構(gòu)，但帶來(lái)的困擾用戶，易于管理。因?yàn)槿绻钶d切小料一大截，刀具路徑的變化并沒(méi)有改變床單，有時(shí)需要轉(zhuǎn)危為安。
2）外國(guó)機(jī)架截止裝置被焊接鋼結(jié)構(gòu)，零件的加工精度，特別是優(yōu)良的粗糙度，熱處理，從而使截止裝置承受過(guò)度的應(yīng)力，疲勞破壞，磨損等多個(gè)制造的機(jī)器。
3）國(guó)內(nèi)截止裝置葉片設(shè)計(jì)不合理，一個(gè)單一的螺栓，刀片厚度足夠薄，40型和50葉片型厚度17毫米國(guó)內(nèi)外是雙螺栓，25?27毫米厚，使得刀片力和外國(guó)壽命等性能比國(guó)內(nèi)好的方面。
4）國(guó)內(nèi)每分鐘砍切意味著更少。中國(guó)是一般的28至31倍的國(guó)外15?20倍，比最高的高效率高30倍。
5）外國(guó)的模式一般采用半開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，齒輪，油脂潤(rùn)滑，曲軸，連桿軸承，紅色座椅切割機(jī)，捻軸承手頭加潤(rùn)滑油。國(guó)內(nèi)的模型結(jié)構(gòu)全開(kāi)，全關(guān)，半開(kāi)半閉3種潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，并重點(diǎn)對(duì)兩種飛濺潤(rùn)滑。
6）國(guó)內(nèi)邊界品位家電的外觀，整體表現(xiàn)不理想;國(guó)外廠商一般都是規(guī)?；a(chǎn)，愿意的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行投資，以提供一個(gè)自動(dòng)化程度較高，質(zhì)量保證過(guò)程的完整體系。尤其是外觀質(zhì)量卓越，覆蓋時(shí)間戳工藝成型，噴漆烤漆處理，色彩搭配科學(xué)合理，不在外面哪里焊縫，毛刺，銳邊，非常明亮，干凈。盡管一些國(guó)內(nèi)廠商歷史較長(zhǎng)，但不成規(guī)模，加上設(shè)備老化，加工體力打，經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)流程一致的系統(tǒng)數(shù)十年，因此產(chǎn)生粗糙的外觀質(zhì)量，感知是壞的。
在國(guó)內(nèi)外截?cái)鄬?duì)比裝置：作為高科技手段截?cái)嗳菀讖?fù)制，不為利潤(rùn)增加的原因，所以各廠家基本保持了幾十年的現(xiàn)狀，不愉快的發(fā)展，與國(guó)外同行相比尤其，在以下幾個(gè)方面的差距。
1）外國(guó)切斷裝置偏心軸偏心較大，如日本垂直切斷裝置偏心24毫米，而國(guó)內(nèi)通常是17毫米。顯然和材料，小齒輪結(jié)構(gòu)，但帶來(lái)的困擾用戶，易于管理。因?yàn)槿绻钶d切小料一大截，刀具路徑的變化并沒(méi)有改變床單，有時(shí)需要轉(zhuǎn)危為安。
2）外國(guó)機(jī)架截止裝置被焊接鋼結(jié)構(gòu)，零件的加工精度，特別是優(yōu)良的粗糙度，熱處理，從而使截止裝置承受過(guò)度的應(yīng)力，疲勞破壞，磨損等多個(gè)制造的機(jī)器。
3）國(guó)內(nèi)截止裝置葉片設(shè)計(jì)不合理，一個(gè)單一的螺栓，刀片厚度足夠薄，40型和50葉片型厚度17毫米國(guó)內(nèi)外是雙螺栓，25?27毫米厚，使得刀片力和外國(guó)壽命等性能比國(guó)內(nèi)好的方面。
4）國(guó)內(nèi)每分鐘砍切意味著更少。中國(guó)是一般的28至31倍的國(guó)外15?20倍，比最高的高效率高30倍。
5）外國(guó)的模式一般采用半開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，齒輪，油脂潤(rùn)滑，曲軸，連桿軸承，紅色座椅切割機(jī)，捻軸承手頭加潤(rùn)滑油。國(guó)內(nèi)的模型結(jié)構(gòu)全開(kāi)，全關(guān)，半開(kāi)半閉3種潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，并重點(diǎn)對(duì)兩種飛濺潤(rùn)滑。
6）國(guó)內(nèi)邊界品位家電的外觀，整體表現(xiàn)不理想;國(guó)外廠商一般都是規(guī)模化生產(chǎn)，愿意的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行投資，以提供一個(gè)自動(dòng)化程度較高，質(zhì)量保證過(guò)程的完整體系。尤其是外觀質(zhì)量卓越，覆蓋時(shí)間戳工藝成型，噴漆烤漆處理，色彩搭配科學(xué)合理，不在外面哪里焊縫，毛刺，銳邊，非常明亮，干凈。雖然國(guó)內(nèi)一些生產(chǎn)企業(yè)和部分生產(chǎn)歷史悠久，但不成規(guī)模，加上設(shè)備老化，加工體力打，經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)流程一致的系統(tǒng)十年，外觀粗糙的質(zhì)量，感覺(jué)不好。
1.5 本課題研究的內(nèi)容及方法
1.5.1 主要的研究?jī)?nèi)容
現(xiàn)在坐鎮(zhèn)主場(chǎng)切削鋼大量的設(shè)計(jì)信息理論和切割設(shè)備文件和相關(guān)的知識(shí)和國(guó)外，考慮到截?cái)噤摰慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)切割設(shè)備，工作任務(wù)具體特點(diǎn)和推廣使用鋼切割設(shè)備切，采用了一些切割助劑分析固定切斷和生產(chǎn)過(guò)程中，切割設(shè)備自動(dòng)化的目的。
為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，內(nèi)容這里介紹如下：
1根據(jù)部位的環(huán)境要求的特性，并提高本身被固定在裝置中，鋼圓棒的整體設(shè)計(jì)封閉剪切設(shè)備。
2出設(shè)備的全面性能參數(shù)切割線，根據(jù)靜態(tài)分析引擎確定的實(shí)際情況的初始模型。
3與切割機(jī)構(gòu)的應(yīng)用程序開(kāi)始，以完成鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的各部分;
4大部分審計(jì)的強(qiáng)度和剛度的完成。
1.5.2 設(shè)計(jì)要求
1按功能來(lái)實(shí)現(xiàn)提出加強(qiáng)設(shè)備截短總體設(shè)計(jì);
2，完成圓鋼棒料截短器件結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì);
3，通過(guò)相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，完整的發(fā)動(dòng)機(jī)選擇;
4，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完后，制成各裝配圖及重要零件圖。
1.5.3 關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題
1方案比較;
2機(jī)箱整體設(shè)計(jì);
3機(jī)制設(shè)計(jì);
4強(qiáng)度校核 .
47
2 圓鋼棒料剪切機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2 圓鋼棒料剪切機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)
主要技術(shù)要求：
1. 剪切直徑為20-50mm的碳素鋼和低合金鋼棒料；
2. 每分鐘能剪切30次以上；
3. 設(shè)計(jì)壽命10年。
2.2 圓鋼棒料需用力計(jì)算
看資料就知道,圓鋼棒料的許用剪應(yīng)力公式是帕,設(shè)最大值142帕。因切斷的剛筋粗度公式是mm。
然本切斷機(jī)最小截?cái)嗔绞牵?
設(shè)截?cái)鄼C(jī)Q=22000N。
2.3 圓鋼棒料截?cái)嘈栌霉β视?jì)算
截?cái)嗵幍墓β蔖：W
傳動(dòng)時(shí)，帶傳動(dòng)效率值η= 0.94~0.97； 減速器效率值η= 0.96~0.99； 滾動(dòng)軸承之傳動(dòng)效率值η= 0.94~0.98； 滑動(dòng)軸承效率值
看上面式子結(jié)果：總傳動(dòng)效率算式
η= 0.94×0.96×0.98×0.81=0.72
看得出來(lái)：電機(jī)功率最低時(shí)是 kw
檢查手冊(cè)并選擇發(fā)動(dòng)機(jī)操作環(huán)境和馬達(dá)的類型：Y系列封閉感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，代號(hào)5IK60GN-S2 HV28-2200R20S2-G1，2.2千瓦的輸出功率，輸出速度56R/分鐘。
齒輪電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)的這種選擇裝置。檢查SEW減速電機(jī)規(guī)格表，使用下面的齒輪減速電機(jī)。
表2.2 選電動(dòng)機(jī)的參數(shù)
電機(jī)額定功率Pm/kW
輸出轉(zhuǎn)速
na/[r/min]
輸出扭矩
Ma/N·m
減速機(jī)
速比i
輸出軸許用徑向載荷FRa/N
使用系數(shù)
SEW-fB
減速機(jī)
型號(hào)
電機(jī)
型號(hào)
重量/kg
2.2
56
47
22.5
2870
1.55
DT71D4
SF37
14
這在一定程度上型電動(dòng)機(jī)的當(dāng)時(shí)對(duì)機(jī)器輸送帶的工件，起始功率比使用其大正常此時(shí)功率和減速電機(jī)的本身就是一個(gè)在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)一定功率過(guò)剩因數(shù)駕駛員利用率的程度。
切斷選擇金剛石砂輪刀具的刀具片50的能力，以及在規(guī)格是mm，設(shè)定切斷刀具片是TL-001型，選棕剛玉材質(zhì)，粒度是20#。
2.4 同步帶傳動(dòng)計(jì)算
2.4.1 同步帶計(jì)算選型
使用功率是按照用于功率的名稱的共同需要確定，負(fù)載，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和的時(shí)間和其他因素的期間，每天的工作性質(zhì)的性質(zhì)，通過(guò)以下表達(dá)式：
式子里， —名義功率
—工作情況系數(shù)，據(jù)下表預(yù)設(shè)=1.7；
表2.3工作情況系數(shù)
1） 設(shè)定帶型以及節(jié)距
按照傳動(dòng)功率Pd'以及小帶輪的轉(zhuǎn)速n1，從下圖來(lái)設(shè)定帶型以及節(jié)距。里面Pd=3.74kw，n1=56rpm。見(jiàn)2.2圖
圖2.2 同步帶選型
預(yù)設(shè)同步帶型是H：，節(jié)距Pb=8.00mm
1） 設(shè)定小帶輪齒數(shù)z1，z2
找出小帶輪最小齒數(shù)值是14。
實(shí)際齒數(shù)應(yīng)比14大，
預(yù)設(shè)z1=34，因此，大帶輪齒數(shù)式子：z2=i×z1=1×z1=34。
算得z1=34，z2=34。
① 設(shè)定帶輪的節(jié)圓直徑d1和d2
小帶輪節(jié)圓直徑：d1=Pbz1/π=8.00×34/3.14≈86.53mm
大帶輪節(jié)圓直徑：d2=Pbz2/π=8.00×34/3.14≈86.53mm
② 驗(yàn)證帶速v
從式子，v=πd1n1/60000得出以下式子，
s﹤vmax=40m/s,里面vmax=40m/s
a) 設(shè)定帶長(zhǎng)以及中心矩
從相關(guān)書(shū)目找出
所以有：
現(xiàn)在預(yù)設(shè)軸間間距224mm
10、同步帶帶長(zhǎng)及其齒數(shù)設(shè)定
=()
=
=719.7mm
11、帶輪嚙合齒數(shù)計(jì)算
即=17。
12、基本額定功率的計(jì)算
，查下表2-4可以知道=2100.85N，m=0.448kg/m。
因此同步帶的基準(zhǔn)額定功率是
==0.21KW
表2-4 基準(zhǔn)寬度同步帶的許用工作壓力和單位長(zhǎng)度的質(zhì)量
13、計(jì)算作用在軸上力
=
=71.6N
2.4.2 同步帶的主要參數(shù)（結(jié)構(gòu)部分）
1、同步帶的節(jié)線長(zhǎng)度
當(dāng)工作頻帶，這是與中心線長(zhǎng)度嚙合應(yīng)保持不變，所以命名為帶齒距線的中心線，和場(chǎng)線作為帶，這被稱為節(jié)距線長(zhǎng)度的標(biāo)稱長(zhǎng)度的周邊。在帶傳動(dòng)中，帶節(jié)線長(zhǎng)度是一個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)中央傳輸距離被定時(shí)到節(jié)線的長(zhǎng)度過(guò)大，過(guò)小，這將是用于與牙齒和齒，因此，正常嚙合的標(biāo)準(zhǔn)帶已梯形齒帶長(zhǎng)度，差值內(nèi)的不同向后指定公共，它要求生產(chǎn)帶磁力線的長(zhǎng)度都必須訂明限度的偏差范圍（見(jiàn)表2-5）。
表2-5 帶節(jié)線長(zhǎng)度表
2、帶的節(jié)距Pb
如圖2-3所示，是兩個(gè)齒對(duì)應(yīng)點(diǎn)沿上延伸所得的度量字段鄰近所述同步帶的帶節(jié)線。與高度的大小決定了帶齒皮帶的每個(gè)部分和帶尺寸，間距的尺寸，帶的各部分的尺寸越大，具有較高的承載能力一起。所以，用一個(gè)音調(diào)帶是最重要的參數(shù)。瀝青帶系統(tǒng)尊貴系列在皮帶車(chē)型不同的地方。在行業(yè)中，與通過(guò)模具刺進(jìn)行檢查。標(biāo)準(zhǔn)梯形齒同步帶的齒大小表2-6。
3，在帶齒根的寬度
輪廓的齒和齒根的側(cè)面的齒形輪廓是在s中帶的齒根寬度之間的交叉點(diǎn)。皮帶的齒根寬度，齒剪，防能力增強(qiáng)，可以將形成相應(yīng)較大裁荷。
圖2-3 帶的標(biāo)準(zhǔn)尺寸
表2-6 梯形齒標(biāo)準(zhǔn)同步帶的齒形尺寸
4、帶的齒根圓角
帶齒齒根回角半徑rr的大小與帶齒工作時(shí)齒根應(yīng)力集中程度有關(guān)t齒根圓角半徑大，可減少齒的應(yīng)力集中，帶的承載能力得到提高。但是齒根回角半徑也不宜過(guò)大，過(guò)大則使帶齒與輪齒嚙合時(shí)的有效接觸面積城小，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選適當(dāng)?shù)臄?shù)值。
5、帶齒齒頂圓角半徑八
帶齒齒項(xiàng)圓角半徑八的大小將影響到帶齒與輪齒嚙合時(shí)會(huì)否產(chǎn)生于沙。由于在同步帶傳動(dòng)中，帶齒與帶輪齒的嚙合是用于非共扼齒廓的一種嵌合。因此在帶齒進(jìn)入或退出嚙合時(shí)，帶齒齒頂和輪齒的頂部拐角必然會(huì)超于重疊，而產(chǎn)生干涉，從而引起帶齒的磨損。因此為使帶齒能順利地進(jìn)入和退出嚙合，減少帶齒頂部的磨損，宜采用較大的齒頂圓角半徑。但與齒根圓角半徑一樣，齒頂圓角半徑也不宜過(guò)大，否則亦會(huì)減少帶齒與輪齒問(wèn)的有效接觸面積。
6、齒形角
梯形齒形角與天的大小，與牙齒和牙齒上接合的影響更大。拍拍網(wǎng)齒形角太小，齒縱向橫截面是在傳輸?shù)臅r(shí)間大致矩形是不嵌入在溝槽易引起干擾光滑帶齒。但齒角過(guò)大時(shí)，它會(huì)容易滑動(dòng)的齒的頂部，以產(chǎn)生帶齒齒槽齒跳躍現(xiàn)象.
2.4.3 同步帶的設(shè)計(jì)
我選梯形帶。尺寸見(jiàn)2-7。梯形帶圖見(jiàn)圖2-4。
表2-7 同步帶尺寸
型號(hào)
節(jié)距
齒形角
齒根厚
齒高
齒根圓角半徑
齒頂圓半徑
H
8
40。
6.12
4.3
1.02
1.02
圖2-4 同步帶
2.4.4 同步帶輪的設(shè)計(jì)
同步帶輪設(shè)計(jì)要求：
1、確保帶齒能順利地嚙入與嚙出
以便利與嚙合驅(qū)動(dòng)器的非共調(diào)節(jié)，因此，與牙齒和牙齒的角落較少的干擾帶齒嚙合的齒在頂部滑動(dòng)或與齒輪食道實(shí)施。
2，必須齒廊曲線齒接合，以減少失真，能夠獲得大的接觸面，以改善其在選探針齒的承載能力，所述齒廓曲線，應(yīng)用牙咬入或脫離與變形制成，摩擦損失，并保證與帶齒均勻接觸，是一個(gè)很大的表面積，以使齒輪能承受較大的負(fù)荷。
3，有良好的加了工藝性
處理好同步帶輪可以減少儀器的數(shù)量，作為一個(gè)成員，它可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本咬牙切齒。
4，具有合理的齒形角
齒形角齒滑輪是重要機(jī)械和幾何參數(shù)，一個(gè)大的壓力角利于平穩(wěn)和帶齒嚙咬，但很容易地確定以使爬以產(chǎn)生齒輪和跳齒現(xiàn)象，并且齒角過(guò)小，可以用牙齒造成干擾的牙齒，導(dǎo)致牙齒使用合理的齒形角接觸。
設(shè)計(jì)結(jié)果同步帶輪
用滑輪梯形齒，如圖2-5所示圖形。
圖2-5 同步帶輪
2.5 夾緊裝置設(shè)計(jì)
不僅用于切割準(zhǔn)確地把握根據(jù)各站接收到的信號(hào)的運(yùn)動(dòng)的夾緊機(jī)構(gòu)，并在移動(dòng)鐵棒，刀和終端在切割過(guò)程切斷所以鑄棒同步。
夾緊部分由機(jī)器人驅(qū)動(dòng)而到達(dá)端子筒和放松。本節(jié)的兩個(gè)可行性是：首先，由機(jī)器人還負(fù)責(zé)鑄造兩個(gè)桿的夾緊，按要求切為一塊的夾緊。第二是使用兩個(gè)機(jī)器人，每個(gè)機(jī)器人負(fù)責(zé)夾緊鑄造的門(mén)閂。第一種情況，通過(guò)一個(gè)兩缸和三個(gè)氣缸的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)鑄棒夾具。第二個(gè)方案，每個(gè)機(jī)器人兩個(gè)氣缸則要達(dá)到兩個(gè)鑄棒夾?？紤]到最初的設(shè)計(jì)工作量小，安裝方便，操作簡(jiǎn)單，所以第一個(gè)優(yōu)先方案。
圖2-6 夾緊部分原理圖
在夾緊的圖2-6，夾緊缸所示部分原則上，機(jī)器人能夠擰緊或松開(kāi)夾緊工件時(shí)，活塞移動(dòng)到右側(cè)，機(jī)器人夾持工件，當(dāng)活塞移動(dòng)到左側(cè)，放松工作操縱器。氣缸，以便于在桌子橫向移動(dòng)的運(yùn)行中，機(jī)器人可以被控制，以便在工件夾緊到左邊或右邊，其結(jié)果是剪輯切割工件。行走過(guò)程中縱向作用完成完成切割過(guò)程中，按表，使其返回到起始位置。整個(gè)工作過(guò)程由PLC控制執(zhí)行實(shí)現(xiàn)。
3 X結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì)
3 X結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì)
表 3-1滾珠絲桿副支承
支承方式
簡(jiǎn)圖
特點(diǎn)
一端固定一端自由
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，盡可能調(diào)整螺絲臨界速度和穩(wěn)定性支柱層設(shè)計(jì)。這種植物的容量小，端部的軸向剛度，只適用于短絲桿。
一端固定一端游動(dòng)
需要對(duì)螺母和支承確保結(jié)束同軸，從而使結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，更難處理，并且螺桿軸向剛度相同欄中小于臨界速度和螺桿的擴(kuò)展空間的長(zhǎng)度的穩(wěn)定性更高的兩端，這種安裝方法通常在一個(gè)較長(zhǎng)的螺釘時(shí)，高速的場(chǎng)合，在大的力的增加，角接觸球軸承的數(shù)量，使用高速的是不經(jīng)濟(jì)的推力球軸承代替角接觸球軸承。
兩端固定
只有無(wú)軸承空隙，軸向剛度螺旋一端固定四倍。在正常情況下，也不會(huì)在壓力下，不存在桿的穩(wěn)定性的螺釘，固有頻率是比固定端更高?？梢灶A(yù)先拉伸之后預(yù)拉伸和熱膨脹的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)和過(guò)程更加困難可以減少下垂螺釘?shù)闹亓窟m合的場(chǎng)合的剛性和精度要求位移這樣的裝置。。
3.1 X向滾珠絲桿副的選擇
滾珠螺桿是絲桿，螺母和滾珠組合物的機(jī)構(gòu)。它的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化直線運(yùn)動(dòng)。螺絲和螺母球之間使?jié)L動(dòng)元件當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)球滾動(dòng)。
點(diǎn)ˉx允許300毫米，具有最快處理速度18米/分，錠子50公斤的質(zhì)量中，表80公斤的質(zhì)量，運(yùn)動(dòng)部件30千克的質(zhì)量，300毫米表的最大行程最大行程。
3.1.1導(dǎo)程確定
馬達(dá)和螺桿通過(guò)耦合連接，使得比i= 1時(shí)，選擇電機(jī)Y系列異步電動(dòng)機(jī)的最大速度，即絲杠的導(dǎo)程式子如下
取Ph=12mm
3.1.2確定絲桿的等效轉(zhuǎn)速
基本公式
最大進(jìn)給速度時(shí)絲桿的轉(zhuǎn)速
最小進(jìn)給速度時(shí)絲桿的轉(zhuǎn)速
絲桿的等效轉(zhuǎn)速 式式子里，設(shè)定，因此
3.1.3估計(jì)工作臺(tái)質(zhì)量及負(fù)重
工作臺(tái)重量
移動(dòng)部件重量
3.1.4確定絲桿的等效負(fù)載
工作負(fù)載是指機(jī)器工作時(shí)的軸向力球的實(shí)際作用，并與數(shù)值人工喂養(yǎng)牽引失去他的實(shí)驗(yàn)。選擇用于滑動(dòng)導(dǎo)軌，摩擦系數(shù)取為0.03，K顛覆性力矩影響系數(shù)，一般取1.1-1.5，此問(wèn)題是采取1.3，螺釘?shù)膹?qiáng)度:
它的等效載荷式子如下（設(shè)定，）
3.1.5確定絲桿所受的最大動(dòng)載荷
fw-負(fù)載性質(zhì)系數(shù)，設(shè)定fw =1.2
ft-溫度系數(shù)，設(shè)定ft=1
fh-硬度系數(shù)，設(shè)定fh =1
fa-精度系數(shù)，設(shè)定fa =1
fk可靠性系數(shù)（，設(shè)定fk =1
Fm-等效負(fù)載
nz-等效轉(zhuǎn)速
Th -工作壽命，取絲桿的工作壽命是15000h
由上式計(jì)算得Car=17300N
表3-2-1 各類機(jī)械預(yù)期工作時(shí)間Lh
表3-2-2精度系數(shù)fa
表3-2-3可靠性系數(shù)fk
表3-2-4負(fù)載性質(zhì)系數(shù)fw
3.1.6精度的選擇
精密滾珠絲杠將由電機(jī)的定位精度的影響，精密滾珠絲杠參數(shù)，鉛誤差精密機(jī)床的定位是最明顯的。通常在300中風(fēng)低于目標(biāo)量的任何變化的調(diào)節(jié)螺釘?shù)某醪皆O(shè)計(jì)設(shè)置在最后的控制精度決定1/3?1/2位置值。中，X軸滾珠的選擇螺桿精度等級(jí)1?3（1極其準(zhǔn)確），Z軸級(jí)2-5，考慮到要求的精確度和經(jīng)濟(jì)的選擇的X軸Y軸的精度等級(jí)3級(jí)中，Z -as4。
3.1.7選擇滾珠絲桿型號(hào)
計(jì)算得出Ca=Car=17.3KN,
則Coa=(2~3)Fm=（34.6~51.9）KN
公稱直徑Ph=12mm
選FFZD型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)返向器，雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲桿副，絲桿的型號(hào)為FFZD4010—3。
公稱直徑 d0=40mm 絲桿外徑d1=39.5mm 鋼球直徑dw=7.144mm 絲桿底徑d2=34.3mm 圈數(shù)=3圈 Ca=30KN Coa=66.3KN 剛度kc=973N/μm.
3.2校核
定位精度滾珠絲杠和振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，扭轉(zhuǎn)自然頻率的扭轉(zhuǎn)剛性的張力和壓縮剛性的軸向拉伸和壓縮系統(tǒng)。滾珠絲杠張力和勁度壓縮螺釘系統(tǒng)正的軸向載荷有它自己的張力和壓縮剛性KS，交替內(nèi)部螺旋軌道接觸剛度KC，由接觸剛度嘉，螺母殼體剛度Kn的支承，不同的支撐組件可以計(jì)算出來(lái)。
3.2.1 臨界壓縮負(fù)荷驗(yàn)證
上螺絲剛性螺釘支持模式是非常大的，與載體的方法的一個(gè)端部固定端。臨界壓力負(fù)荷使用下面的計(jì)算：
式子里，E-材料的彈性模量E鋼=2.1X1011（N/m2）
LO--最大受壓長(zhǎng)度（m）
K1--安全系數(shù)，設(shè)值1.3
Fmax--最大軸向工作負(fù)荷（N）
f1--絲桿支撐方式系數(shù)：設(shè)值15.1
I-絲桿最小截面慣性距（m4）
式子里，do-是絲桿公稱直徑（mm）
dw--滾珠直徑（mm），
絲桿螺紋不封閉長(zhǎng)度Lu=工作臺(tái)最大行程+螺母長(zhǎng)度+兩端余量
Lu=300+148+20X2=488mm
支撐距離LO應(yīng)該大于絲桿螺紋部分長(zhǎng)度Lu，預(yù)設(shè)LO=620mm
代到公式得出Fca=5.8X108N
可見(jiàn)Fca＞Fmax，臨界壓縮負(fù)荷滿足要求。
3.2.2臨界轉(zhuǎn)速驗(yàn)證
要求絲杠的最高轉(zhuǎn)速：
式子里，：A-絲桿最小截面：A=
--絲杠內(nèi)徑，；
P---材料密度，p=7.85*103(Kg/m)
---臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度，單位為，本設(shè)計(jì)中該值為=148/2+300+(620-488)/2=440mm
-----安全系數(shù)，設(shè)值0.8
fZ-----絲杠支承系數(shù)，雙推-簡(jiǎn)支方式時(shí)設(shè)值18.9
經(jīng)計(jì)算，算出= 6.3*104，值大于絲杠臨界轉(zhuǎn)速，滿足要求。
3.2.3絲桿拉壓振動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率
絲杠系統(tǒng)的軸向拉壓系統(tǒng)剛度Ke的計(jì)算公式
式子里， A—絲杠最小橫截面，；
螺母座剛度KH=1000N/μm。
L植分別為750mm和100mm。
算出：
式子里， Ke —滾珠絲杠副的拉壓系統(tǒng)剛度(N/μm)；
KH—螺母座的剛度(N/μm)；KH=1000 N/μm
Kc—絲杠副內(nèi)滾道的接觸剛度(N/μm)；
KS—絲杠本身的拉壓剛度(N/μm)；
KB—軸承的接觸剛度(N/μm)。
算出絲杠的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率遠(yuǎn)大于1500r/min，能滿足要求。
3.3電機(jī)的選擇
步進(jìn)電機(jī)是一個(gè)有能力的數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成電磁執(zhí)行器旋轉(zhuǎn)或線性增量運(yùn)動(dòng)。角步驟步進(jìn)電機(jī)軸的每一個(gè)輸入脈沖。旋轉(zhuǎn)電機(jī)總角度成正比的脈沖的輸入數(shù)，相應(yīng)的速度取決于輸入脈沖的頻率。步進(jìn)電機(jī)具有低慣量，定位精度高，無(wú)累積的錯(cuò)誤檢查和簡(jiǎn)單，它被廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化。當(dāng)選擇一個(gè)步進(jìn)電機(jī)必須首先確保步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率時(shí)，也考慮到增加的慣性，負(fù)載轉(zhuǎn)矩，以及工作環(huán)境和其他因素。
3.3.1電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
a、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
上式子里，d—直徑,絲桿外徑d=39.5mm
L—長(zhǎng)度=1m
P—鋼的密度=7800
算出
b、X向直線運(yùn)動(dòng)件向絲桿折算的慣量
上式子里，：M—質(zhì)量 X向直線運(yùn)動(dòng)件M=160kg
P—絲桿螺距（m）P=0.001m
算出
c、聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
查表得
因此
3.3.2電機(jī)扭矩計(jì)算
a、折算至電機(jī)軸上的最大加速力矩
上式子里，：
J=0.0028kg/m2
ta—加速時(shí)間 KS—系統(tǒng)增量，設(shè)15s-1,則ta=0.2s
算出
b、折算至電機(jī)軸上的摩擦力矩
上式子里，：F0—導(dǎo)軌摩擦力，F(xiàn)0=Mf，而f=摩擦系數(shù)為0.02，F(xiàn)0=Mgf=32N
P—絲桿螺距（m）P=0.001m
η—傳動(dòng)效率，η=0.90
I—傳動(dòng)比，I=1
算出
c、折算由絲桿預(yù)緊引起的附加摩擦力矩
上式子里，P0—滾珠絲桿預(yù)加載荷≈1500N
η0—滾珠絲桿未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率值0.9
經(jīng)計(jì)算的T0=0.05N·M
所需的最大扭矩
根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，我選電機(jī)型號(hào)為SIEMENS的IFT5066，其額定轉(zhuǎn)矩為6.7。
4 Y結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì)
4 Y向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 Y軸滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算、選擇
初選導(dǎo)軌：
由于系統(tǒng)受中等沖擊,設(shè)值
按算出的額定靜載荷初選導(dǎo)軌，我選擇漢機(jī)江機(jī)床廠HJG-D系列滾動(dòng)直線導(dǎo)軌,選型HJG-D25
基本參數(shù)如下表4-1:
表4-1 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌HJG-D25型基本參數(shù)
額定載荷/N
靜態(tài)力矩/N*M
滑座重量
導(dǎo)軌重量
導(dǎo)軌長(zhǎng)度
動(dòng)載荷
靜載荷
L
(mm)
17500
26000
198
198
288
0.60
3.1
760
滑座個(gè)數(shù)
單向行程長(zhǎng)度
每分鐘往復(fù)次數(shù)
M
4
0.6
4
導(dǎo)軌的額定動(dòng)載荷N，
依速度v（m/min）及基本動(dòng)額定載荷 ，(kN)驗(yàn)算導(dǎo)軌的工作壽命Ln：
額定行程長(zhǎng)度壽命:
導(dǎo)軌的額定工作時(shí)間壽命:
導(dǎo)軌的工作壽命足夠.
4.2 滾珠絲杠計(jì)算、選擇
初選絲杠材質(zhì)：CrWMn鋼，HRC58~60，導(dǎo)程：l0=5mm
強(qiáng)度計(jì)算：
絲杠軸向力：(N)
式子里面：K=1.15，滾動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)是f=0.003~0005；車(chē)削外圓的時(shí)候：Fx=(0.1~0.6)Fz，F(xiàn)y=(0.15~0.7)Fz，預(yù)設(shè)Fx=0.5Fz，F(xiàn)y=0.6Fz計(jì)算。
設(shè)值f=0.004,算出:
壽命值是，絲杠轉(zhuǎn)速(r/min)
最大動(dòng)載荷：
式子里，fW是載荷系數(shù)，中等沖擊時(shí)為1.2~1.5；fH是硬度系數(shù)，HRC≥58時(shí)為1.0。
從表中找出等沖擊時(shí)公式，算出:
選擇使用的基礎(chǔ)上的滾珠螺母的結(jié)構(gòu)，并根據(jù)最大動(dòng)態(tài)負(fù)載滾珠絲杠替代模型的值：CM系列滾珠絲杠，CM2005-5型。
基本參數(shù)如下：
表4-2 滾珠絲杠CM2005-5型基本參數(shù)
額定動(dòng)載荷是14205N> 足夠用.使用外循環(huán)螺旋槽式,使用雙螺母螺紋預(yù)緊形式.
滾珠絲杠螺母副的幾何參數(shù)的計(jì)算如下表：
表4-3 滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù)
名稱
計(jì)算公式
結(jié)果
公稱直徑
――
20mm
螺距
――
５mm
接觸角
――
鋼球直徑
――
3.175mm
螺紋滾道法向半徑
1.651mm
偏心距
0.04489mm
螺紋升角
螺桿外徑
19.365mm
螺桿內(nèi)徑
16.788mm
螺桿接觸直徑
17.755mm
螺母螺紋外徑
23.212mm
螺母內(nèi)徑（外循環(huán)）
20.7mm
（1） 傳動(dòng)效率計(jì)算
絲杠螺母副的傳動(dòng)效率值：
式子里，：φ=10’，摩擦角；γ絲杠螺旋升角。
（2） 穩(wěn)定性驗(yàn)算
絲杠兩端采用止推軸承時(shí)不需要穩(wěn)定性驗(yàn)算。
（3） 剛度驗(yàn)算
滾珠絲杠受工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量為：(cm)
Y向所受牽引力大,故用Y向參數(shù)計(jì)算
導(dǎo)程變化量很小，可不計(jì)。導(dǎo)程變形總誤差Δ公式
E級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差[ Δ]=15μm/m。
4.3 步進(jìn)電機(jī)慣性負(fù)載的計(jì)算
從等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算公式，有：
（1）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算
折算到步進(jìn)電機(jī)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：
式子里，：折算到電機(jī)軸上的慣性負(fù)載；步進(jìn)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；齒輪１的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；
齒輪２的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；Ｍ移動(dòng)部件的質(zhì)量。
對(duì)鋼材料的圓柱零件可以按照下式進(jìn)行估算：
式子里，圓柱零件直徑，圓柱零件的長(zhǎng)度。
所以有：
電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，可以忽略，所以有：
步進(jìn)電機(jī)的選用
(１）步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)力矩的計(jì)算
電機(jī)所做的功與負(fù)載力所做的功有如下的關(guān)系：
式子里，為電機(jī)轉(zhuǎn)角，Ｓ為移動(dòng)部件的相應(yīng)位移，為機(jī)械傳動(dòng)的效率。若取，算出Ｓ＝，且。所以：
式子里，：移動(dòng)部件負(fù)載（N），G移動(dòng)部件質(zhì)量（N），與重力方向一致的作用在移動(dòng)部件上的負(fù)載力（N），導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，步進(jìn)電機(jī)的步距角（rad）,T電機(jī)軸負(fù)載力矩（N.cm）。
設(shè)值=0.3（淬火鋼滾珠導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)），＝０.8，==279.23Ｎ。設(shè)Ｇ＝1200Ｎ，所以有：
啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：
取系數(shù)為０.３，則：
對(duì)于工作方式為三相６拍的步進(jìn)電機(jī)：
(２） 步進(jìn)電機(jī)的最高工作頻率
電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩要足夠大,找出兩個(gè)90BF001型三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī).電機(jī)有關(guān)參數(shù)如下:
表4-4 90BF001型三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)參數(shù)
型號(hào)
主要技術(shù)參數(shù)
相數(shù)
步距角
電壓
(V)
相電流
(A)
最大靜轉(zhuǎn)矩
(n.m)
空載啟動(dòng)頻率
空載運(yùn)行頻率
分配方式
90BF001
4
0.9
80
7
3.92
2000
8000
4相8拍
外形尺寸(mm)
重量
kg
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
Kg.m
外直徑
長(zhǎng)度
軸直徑
90
145
9
4.5
1764
5 截?cái)嘞到y(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算
5 截?cái)嘞到y(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算
主軸部件是理事會(huì)的一個(gè)特殊的成員，它的功能是支持和促進(jìn)工具，表面形成的運(yùn)動(dòng)，而且運(yùn)動(dòng)和傳遞扭矩的旋轉(zhuǎn)截?cái)嗟挚骨邢髁万?qū)動(dòng)力負(fù)載。通過(guò)主軸單元上的一個(gè)特殊的加工質(zhì)量和生產(chǎn)力有直接影響的執(zhí)行，所以它是特別重要的組成部分。
主軸和相同的一般的一點(diǎn)是，施加力都傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩傳遞，應(yīng)確保致動(dòng)器的正常運(yùn)行和被支撐工件，但攜帶灰燼直接切削力，還能獲得工件或工具表面浮子運(yùn)動(dòng)的形式，使主軸更高的要求。
5.1 截?cái)嘞到y(tǒng)主軸的基本要求
5.1.1 旋轉(zhuǎn)精度
精度是指主軸手動(dòng)或低速的旋轉(zhuǎn)軸無(wú)負(fù)載，主軸間隙和軸向間隙面的徑向定位表面和搖擺值。圖5-1：用實(shí)線的曲線表示旋轉(zhuǎn)的理想軸線，虛線，有效樞軸軸線。當(dāng)工作軸旋轉(zhuǎn)速度，主軸旋轉(zhuǎn)軸在空間中的漂移是運(yùn)動(dòng)精度。
回轉(zhuǎn)精度主軸單元取決于主要部件（軸，軸承和軸承座等），制造精度和組裝精度的調(diào)整，設(shè)計(jì)精度還依賴于速度，性能和軸承的潤(rùn)滑和主軸動(dòng)力學(xué)的軸組件。各類常見(jiàn)的特殊主軸的旋轉(zhuǎn)精度是準(zhǔn)確的特殊標(biāo)準(zhǔn)，特別是主軸精度的特定成員的工件精度決定。
圖5-1 主軸的旋轉(zhuǎn)誤差
5.1.2 剛度
主軸剛度大會(huì)?指的是能力，當(dāng)受到外部負(fù)載，如圖5-2所示在K = F / Y，剛度相互Y /?F簡(jiǎn)稱為符合抗變形。軸組件的剛性，是軸，軸承和軸承座的剛性，這直接影響旋轉(zhuǎn)組件的軸線的精確度的擴(kuò)展圖。顯然，心軸組件的較高的剛度，因?yàn)檩^小的后變形力，缺乏剛性的必須是在操作中精確地，前部軸的彈性變形直接影響工件的精度，在傳輸質(zhì)量，主軸驅(qū)動(dòng)裝置的變形劣化接合條件軸承和側(cè)壓，造成遠(yuǎn)這些部件的磨損，壽命短，在光滑工件主軸方面將根據(jù)功率和功率傳輸?shù)刃Ч淖兓?，由于過(guò)度的強(qiáng)迫振動(dòng)，而且容易自切削振動(dòng)，使得工件的穩(wěn)定性。
圖5-2 主軸組件靜剛度
軸組件的剛度是綜合剛度，影響主軸組件剛度的因素很多，主要有：主軸的結(jié)構(gòu)尺寸、軸承的類型及其配置型式、軸承的間隙大小、傳動(dòng)件的布置方式、主軸組件的制造與裝配質(zhì)量等。
5.1.3 抗振性
主軸單元集成剛度，許多因素軸的剛性組件包括：主軸大小，類型和制造和裝配構(gòu)造型軸承間隙尺寸，傳動(dòng)齒輪，主軸組件等的安置質(zhì)量的結(jié)構(gòu)。
主軸單元的振動(dòng)是指對(duì)受迫振動(dòng)和通過(guò)自振動(dòng)的阻力，并保持穩(wěn)定的操作的能力。在切割過(guò)程中，主軸組件不僅靜載荷的效果，而且還受到?jīng)_擊應(yīng)力和交流負(fù)載的動(dòng)作，從而使振動(dòng)的軸線。如果主軸總成的振動(dòng)性較差，在工作中振動(dòng)非常敏感，從而影響降低表面質(zhì)量，耐用性和機(jī)床主軸軸承的壽命，同時(shí)也生產(chǎn)聲環(huán)境。隨著特殊精度高，效率高對(duì)抗的要求越來(lái)越高的振動(dòng)方向發(fā)展。
振動(dòng)的主軸單元時(shí)，主要考慮通過(guò)對(duì)強(qiáng)迫振動(dòng)和自振能力電阻的大小的評(píng)價(jià)。
5.1.4 溫升和熱變形
主軸組件工作時(shí)因各種相對(duì)運(yùn)動(dòng)處的摩擦和攪油等而發(fā)熱，產(chǎn)生了溫升，溫升使主軸組件的形狀和位置發(fā)生畸變，稱為熱變形。熱變形應(yīng)以主軸組件運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后各部分位置的變化來(lái)度量。
5.1.5 耐磨性
主軸組件的耐磨損性是保留其原始長(zhǎng)期精確度，即保留的精度的能力。因此每個(gè)主軸單元滑動(dòng)面，包括主軸支撐表面的端部，錐孔，與軸頸表面的滑動(dòng)軸承，移動(dòng)主軸套筒外表面具有很高的硬度，以提供性耐磨性。
5.2 主軸組件的布局
主軸組件的設(shè)計(jì)中，我們必須確保的基本要求，如上所述，并且因此保持全球，并考慮到軸組件的布局。
與前部和后部，??以及兩個(gè)支持之前，中，后三個(gè)支持兩個(gè)經(jīng)過(guò)特殊主軸，第一個(gè)是更頻繁。兩個(gè)軸承主軸軸承類型的配置包括的主軸轉(zhuǎn)速，載荷能力，剛度和精度要求設(shè)計(jì)主要是基于主軸軸承的選擇，組合和配置，并考慮設(shè)置較低的供應(yīng)，經(jīng)濟(jì)等具體情況。
5.3 主軸結(jié)構(gòu)的初步擬定
主軸結(jié)構(gòu)主要由主軸工具，夾具，傳動(dòng)件，如軸承和密封件，數(shù)量，位置和安裝定位方法的類型來(lái)確定，同時(shí)還考慮到加工和裝配過(guò)程，通常安裝在特殊與在軸多種組分，以滿足硬度和足夠的壓力水平的要求，并便于組裝的，主軸設(shè)計(jì)往往臺(tái)階從前面雜志降序順序播放車(chē)軸直徑。主軸中空或?qū)嵭?，這取決于特定的類型。主軸的設(shè)計(jì)，也被設(shè)計(jì)為在同一時(shí)間的前提下的剛度要求，設(shè)計(jì)成空心軸滿足畢業(yè)，為了固定工具手柄。
這意味著，在主軸鼻主軸端。它的形狀將取決于在夾具或工具的形狀的特定類型的安裝，并保證裝置或工具進(jìn)行安裝，可靠，準(zhǔn)確定位，操作簡(jiǎn)單，并可以通過(guò)一定的轉(zhuǎn)矩。
5.4 主軸的材料與熱處理
主軸材料主要取決于剛度，負(fù)荷特性，耐磨損性和熱變形，以及其他因素。
當(dāng)主軸軸承，滾動(dòng)軸承，軸頸無(wú)法淬硬，而是提高接觸剛度，敲防止碰撞損壞雜志配合面，鋼軸頸45仍然是很多的高頻淬火處理（HRC48?54）的。表5.2中關(guān)于45鋼主軸熱處理如下：
表5.2 使用滾動(dòng)軸承的45鋼主軸熱處理等參數(shù)
工 作 條 件
使 用 機(jī) 床
材 料 牌 號(hào)
熱 處 理
硬 度
常 用
代 用
輕中負(fù)載
車(chē)、鉆、銑、磨床主軸
45
50
調(diào)質(zhì)
HB220～250
輕中負(fù)載局部要求高硬度
磨床的截?cái)嗟毒咻S
45
50
高頻淬火
HRC52～58
輕中負(fù)載PV≤40（N·m/cm·s）
車(chē)、鉆、銑、磨床的主軸
45
50
淬火回火高頻淬火
HRC42～50
HRC52～58
設(shè)計(jì)碳鋼的選擇（45鋼）。作為光的結(jié)果，穿適中的工作量，并且它需要局部高硬度，因此，利用高頻的淬火熱處理，HRC52?58。
5.5 主軸的技術(shù)要求
精密主軸直接影響主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。主軸和軸承，齒輪和相連的其它部件相關(guān)的剛性接觸，所述接觸表面部分的形狀更精確地說(shuō)，下表面粗糙度，接觸變形由力較小的后，這是接觸剛度越高表面幾何形狀和表面粗糙度的錯(cuò)誤。因此，主軸的設(shè)計(jì)必須作出一定的技術(shù)要求。
5.6 主軸直徑的選擇
軸徑在主軸單元的剛性的顯著影響，前軸變形和位移主軸變形的直徑較大的較小的自支撐，即，所述軸組件的剛度越高。
情況特殊，查上表，預(yù)設(shè)D1= D2=30。
表5-3 主軸前軸頸直徑D1的選擇
機(jī)床
機(jī)床功率 （千瓦）
1.47～2.5
2.6～3.6
3.7～5.5
5.6～7.3
7.4～11
11～14.7
車(chē)床
60～80
70～90
70～105
95～130
110～145
140～165
銑床
50～90
60～90
60～95
75～100
90～105
100～115
外圓磨床
—
50～90
55～70
70～80
75～90
75～100
5.7 主軸前后軸承的選擇
按選擇原則，預(yù)設(shè)主軸前支承新型號(hào)是7206C， 接觸角是 15°的角接觸球軸承。
圖5-6 軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)及安裝尺寸
5.8 軸承的選型及校核
當(dāng)選擇軸承的類型，我們必須先看看負(fù)載軸的規(guī)模，方向和速度。在一般情況下，廉價(jià)的球軸承中，當(dāng)負(fù)載為低，是優(yōu)選的。滾子軸承的承載能力比滾珠軸承大，并能承受沖擊負(fù)荷，因而重載或振動(dòng)載荷，當(dāng)沖擊載荷，你應(yīng)該考慮的課題軸承的選擇。但要注意輥對(duì)角線斜敏感。
C—額定動(dòng)載荷值，N；
P—當(dāng)量動(dòng)載荷，N；
fh—壽命因數(shù)；1
fn—速度因數(shù)；0.822
fm—力矩載荷因數(shù)，該值若小就選1.5，右大就選2；
fd—沖擊載荷因數(shù)；1.5
fT—溫度因數(shù)；1
CT—軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定動(dòng)載荷，N；
找出相關(guān)引用書(shū)目中表格6-2-8至6-2-12，設(shè)值，fh=1；fn=0.822；fm=1.5；fd=1.5；fT=1。
假設(shè)軸承僅承徑向載荷，當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算式子就是：
P=XFr+YFa
找出相關(guān)引用書(shū)目中表格6-2-18，取，X=1，Y=0；
所以，P=Fr=1128N。公式：
校對(duì)軸承的額定靜載荷。額定靜載荷的式子是：
式子里，：
—基本額定靜載荷計(jì)算值，N;
—當(dāng)量靜載荷，N；
—安全因數(shù)
—軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定靜載荷，N。
找出相關(guān)引用書(shū)目中表格6-2-14了解到，對(duì)于深溝球軸承，其當(dāng)量靜載荷等值徑向載荷。
找出相關(guān)引用書(shū)目中表格6-2-14了解到，安全系數(shù)是
則軸承的基本額定靜載荷為：
從以上式子看出，預(yù)設(shè)的軸承符合要求。
5.9 主軸前端懸伸量
為了提高主軸組件的剛度，選擇時(shí)可以的減少懸伸量a。
初算時(shí)，見(jiàn)表5-4所示：
表5-4 主軸的懸伸量與直徑之比
類型
機(jī) 床 和 主 軸 的 類 型
a/ D1
Ⅰ
通用和精密車(chē)床，自動(dòng)車(chē)床和短主軸端銑床，用滾動(dòng)軸承支承，適用于高精度和普通精度要求
0.6～1.5
Ⅱ
中等長(zhǎng)度和較長(zhǎng)主軸端的車(chē)床和銑床，懸伸量不太長(zhǎng)（不是細(xì)長(zhǎng)）的精密鏜床和內(nèi)圓磨，用滾動(dòng)和滑動(dòng)軸承支承，適用于絕大部分普通生產(chǎn)的要求
1.25～2.5
Ⅲ
孔加工特殊，專用加工細(xì)長(zhǎng)深孔的特殊，由加工技術(shù)決定需要有長(zhǎng)的懸伸刀桿或主軸可移動(dòng)，由于切削較重而不適用于有高精度要求的特殊
>2.5
根據(jù)上表，設(shè)計(jì)是Ⅱ型，因此設(shè)值a/ D1為1.25～2.5，就是：
a=（1.25～2.5）D1=（1.25～2.5）×30=37.5～75
預(yù)設(shè)a=45。
5.10 主軸支承跨距
本節(jié)是說(shuō)主軸前后支承反力作用點(diǎn)的距離。
設(shè)L≤2.5a為宜。合理跨距式子如下：
L≤2.5a=2.5×120=300
初取L=280。
5.11 主軸結(jié)構(gòu)圖
按所有上面的式子分析出，主軸結(jié)構(gòu)可初做如圖5-7所示：
圖5-7 主軸結(jié)構(gòu)圖
5.12 主軸的校核
主軸因受力影響，而變形是很小的，這將允許基本因素的變形的大小確定主軸的尺寸，從而使主軸的剛度的計(jì)算監(jiān)視一般中心線聚焦的情況下的基礎(chǔ)上是不一樣的。通常主軸剛性足夠的需求，能滿足強(qiáng)度的要求。兩個(gè)軸承主軸，當(dāng)每個(gè)僅支持單個(gè)或雙列滾動(dòng)軸承或兩個(gè)單列球軸承，主軸單元可以簡(jiǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)支梁，如圖5-8，如果前者支持兩個(gè)或更多的軸承，可視為無(wú)失真的前主軸軸承可以簡(jiǎn)化為梁的固定端，在圖5-9所示：
圖5-8 主軸組件簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁
圖5-9 主軸組件簡(jiǎn)化為固定端梁
前支承選雙列角接觸球軸承作為支承，就判定主軸無(wú)變形，如上面簡(jiǎn)圖2-9所示。
（a） 主軸的前端部撓度
（b） 主軸在前軸承處的傾角
（c） 在安裝帶輪處的傾角
E取為，
，
小帶輪計(jì)算式子：
分成垂直分力 ，水平分力
從式子
算出
主軸載荷圖見(jiàn)下圖5-10：
圖5-10 主軸受力圖
計(jì)算（在垂直平面）
,,
，，
，，
計(jì)算（在水平面）
,,
，，
，，
合成：
5.13 軸承壽命校核
36206C角接觸球軸承,ε=3；P=XFr+YFaX=1，Y=0。
對(duì)Ⅱ軸受力分析
圖5-11 軸承受力圖
預(yù)期的使用壽命 [L10h]=15000h
L10h=×=×=h≥[L10h]=15000h
軸承壽命滿足要求。
5.14 主軸組件的潤(rùn)滑和密封
減少潤(rùn)滑摩擦，較低的溫度上升的作用，并與抗磨損和異物以防止腐蝕的密封劑的軸承保護(hù)。潤(rùn)滑劑和決定軸承的類型，速度和負(fù)載。如果你選擇得到適合，降低軸承的工作溫度，延長(zhǎng)使用壽命。
滾動(dòng)軸承可以用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。測(cè)試表明，在較低的速度下，油脂比溫度的潤(rùn)滑劑更低。主軸的設(shè)計(jì)由脂肪所支持。在上述主軸的主軸安裝，以防止使用的潤(rùn)滑油泄漏的同時(shí)，應(yīng)用油脂潤(rùn)滑。
油脂，那就要補(bǔ)脂的注意不要過(guò)量，是軸承填補(bǔ)的空間，否則會(huì)造成過(guò)多的熱量，油脂和熔體流動(dòng)惡化潤(rùn)滑。
密封和潤(rùn)滑車(chē)軸總成也。閥桿密封不好，潤(rùn)滑劑流出，造成浪費(fèi)，加速零件的磨損，而且還影響了機(jī)器的環(huán)境和外觀。
1主軸組件密封劑的功能
密封劑功能的位置是：防止從主軸單元和傳輸機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑劑的泄漏避免浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境的保護(hù)，以防止對(duì)在外部的冷卻液和碎片（例如，灰塵，污垢，濕氣和芯片等）元件，以減少腐蝕和機(jī)械部件的磨損，延長(zhǎng)使用壽命。
如圖2所示，主軸組件密封要求
主軸要求組裝密封裝置如下：在一定的壓力和溫度下具有良好的密封，裝置形成摩擦由密封必須盡可能地小，摩擦系數(shù)應(yīng)該是穩(wěn)定的，耐腐蝕，耐磨損，使用壽命長(zhǎng)，之后磨損，在一定程度上，它可以自動(dòng)補(bǔ)償，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便。具體軸組件和傳動(dòng)部件，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇有效和經(jīng)濟(jì)的密封裝置。
3，主軸密封型
鍵入主軸密封劑，有以下幾種：接觸裝置具有一個(gè)彈性密封元件;杯（蓋章）密封裝置;石墨與金屬接觸密封元件意味著旋轉(zhuǎn)環(huán)和螺旋溝槽密封劑，環(huán)形間隙型油溝槽和迷宮式密封裝置;垂直軸密封裝置。
4.選擇密封裝置的軸組件
潤(rùn)滑劑的化學(xué)和物理性質(zhì)的性質(zhì);;主軸單元結(jié)構(gòu);連接主軸裝配生產(chǎn)線的工作溫度的頸主軸轉(zhuǎn)速，周?chē)橘|(zhì)的情況：在密封的選擇應(yīng)考慮以下具體主軸單元的操作條件的特點(diǎn)，主要目標(biāo)和其他密封裝置。
考慮到這些因素，支援前線的主軸線，以更好地避免外界灰塵等雜物的瓦礫結(jié)束，所以考慮一個(gè)迷宮式密封，這是一個(gè)長(zhǎng)期的，曲折的道路，在0.3mm以下的徑向尺寸，填寫(xiě)中的脂肪，不大于1.5mm的軸向尺寸。
從相關(guān)手冊(cè)表格7-17上，如圖5-11結(jié)構(gòu)參數(shù)可用迷宮密封裝置的選擇：
圖5-12 迷宮式密封裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)
里面，
d=50，D=70，e=1
5.15主軸組件中相關(guān)部件
5.15.1 軸肩擋圈
擋圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)同2-12圖：
圖5-13 軸肩擋圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)
其中，
D=95，d=80，H=6
5.15.2圓螺母
圓螺母結(jié)構(gòu)圖5-14所示：
圖5-14 圓螺母（GB812-88）
里面，鎖緊靠主軸后支承一邊的推力球軸承用的圓螺母，
D×p=M80×2，d=115，d=103，m=15，h=10.36，h=10，t=4.75，t=4，C=1.5，C=1
鎖緊兩推力球軸承內(nèi)的套筒用的圓螺母，
D×p=M72×2，d=105，d=93，m=15，h=10.36，h=10，t=4.75，t=4，C=1.5，C=1
5.15.3主軸用套筒及其鎖緊部分
彈