王冲 毕业设计 打印版(6)

东北电力大学本科毕业设计论文 比公称行程小0.0310.85mm。丝杠在安装时，进行预拉伸，伸长量为

0.033mm。

（2）预拉伸力Ft 根据学欧拉公式：

Ft??0'AElu' （3-11）

3.3?10?2???4 Ft?6.润滑、防护和密封

?0AElu?0.03142?2.1?10110.803?6680 N润滑滚珠丝杠必须润滑。滚珠轴承用的各种润滑剂原则上都可

用。主轴用的各种润滑剂和润滑方式都可用于紧密滚珠丝杠。一般情况下采用锂基润滑脂，高速和需要严格控制温升时，可用汽轮机油，循环润滑或喷雾润滑。

防护和密封 丝杠防护套有伸缩套管式、折叠套管式和螺旋钢带保护套。后者有专业厂生产，应用较大。

3.1.3轴承的选择

根据《实用机床设计手册》表3.7—46 轴承型号采用7603030TVP d0?30mm D?72mm B?19mm 动负载Ca?34500N，预负荷

Fao?4300N

表3-2 轴承参数

型号 7603030TVP 1.预负荷

d0(mm) 30 D(mm) 72 B(mm) 19 动负载Ca(N) 预负荷Fao(N) 34500 4300 轴承的预负荷不应小于轴承最大载荷的1，丝杠两端固定，故

3-18-

第3章 进给机构设计计算 轴承的最大载荷等于拉伸力Ft加最大外载荷的一半。

1F?Ft?Fmax?6680?371?7050N，故符合要求。

22.疲劳寿命计算

轴承要求的动负荷可按公式计算

fKKKKCc?nF1NnP （3-12）

fn考虑到机床特点，上式中系数K1、KN、KF、Kn均取1，进给力的方向是可变的轴承负荷可能是P?Fm，也可能是

P?Ft?1Fm。 2两者机会均等，故取其平均值P?Ft，当量转速nm?90rmin，故

fn??Cc?1003100??0.718，如寿命为3nc3?901500h，则

fh?3.11，

3.11?6680?28935N，可以看出Cc?28935N?34500N所以轴承可0.718用。

3.1.4电动机的选择

纵向进给运动实现的是工作台的纵向往复运动，它连续运行，负载平衡，对于启动制动没有特殊要求，所以优先选用三相异步电动机。并且采用变频调速方式[26]。

初选电动机型号为Y90S—4型异步电动机。其主要参数：额定功率为PN?1.1KW，效率??78%，额定电流IN?2.7A，功率因数

cos??0.78，额定转矩TN?2.2Nm，额定转速nN?1400rmin，转动惯量

J?0.0021kgm2。

-19-

东北电力大学本科毕业设计论文 3.1.5减速机构的设计与计算

1.基本尺寸的计算

材料的选择

选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。传动

1400比i??1.4

1000取小齿轮齿数Z1?35 Z2?Z1i?49。

模数m?2mm 齿高h?2.25?2?4.5mm ??20?

d1?mZ1?2?35?70mm d2?mZ2?2?49?98mm

? da1?d1?2mha?70?4?74mm

? da2?d2?2mhmm a?98?4?102d?d270?98??84mm a?1222.强度校核计算

齿根危险截面的弯曲强度条件

KFYY?F?tFaSa???F? （3-13）

bm式中，Ft——圆周力，Ft?2T1d1，单位为N。

K——载荷系数，K?KAKvKH?KH?，

YFa——齿形系数，可由《机械设计使用手册》查得 YSa——应力校正系数

齿面接触疲劳强度计算

?H?2.5ZEKFti?1????H? （3-14） bd1i-20-

第3章 进给机构设计计算 式中，ZE——弹性影响系数，单位为MPa2 i——传动比

??H?——齿轮的许用应力

1??H??KN?lim （3-15）

S式中，KN——寿命系数

?li—m—齿轮的疲劳极限 S——疲劳强度安全系数

（1）按齿轮接触疲劳强度校核

按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ?Hlim1?600MPa 大齿轮的接触疲劳强度极限 ?Hlim2?550MPa 计算循环次数

N1?60n1jLh （3-16）

式中，n1——齿轮转速，单位为r

min j——齿轮每转一圈时，同一齿面啮合的次数 Lh——齿轮的工作寿命，单位h

由公式（3—16）计算得

N1?60n1jLh?60?1400?1?2?8?300?15??6.05?109

N16.05?109??4.32?109 N2?i1.4由《机械设计使用手册》查得，接触疲劳寿命系数

KHN1?0.90 KHN2?0.95

计算接触疲劳许用应力

取失效概率为10%，安全系数S?1

??H?1?KHN1?Hlim1?0.90?600MPa?540MPa （3-17）

SK? ??H?2?HN2Hlim2?0.95?550MPa?522.5MPa

S.5MPa 取弹性模量ZE?189由电动机的参数知 T1?2.2N?m?2.2?103N?mm 由上述计算得齿轮的分度圆直径为

d1?70mm

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东北电力大学本科毕业设计论文 为了使机床结构紧凑，且金属切削机床的齿轮传动，若传递的功率不大时?d可小到0.2所以，取齿宽系数?d?0.28

由公式b??dd1计算得 b?20mm

i?1.4

K?KAKvK?K?

由《机械设计使用手册》查得，使用系数KA?1

?d1n13.14?70?1400??5.129m，7级精度 根据v?s60?100060?1000查得动载荷系数 Kv?1.12

KF假设At?100N，由《机械设计使用手册》查得KH??KF??1.2

bm由表10-4，7级精度小齿轮相对支撑非对称布置 查得KH??1.12?0.18?1?0.6?d?d?0.23?10?3b

?2?2KH??1.12?0.18?1?0.6?0.320.282?0.23?10?3?20?1.145 K?KAKvKH?KH??1?1.2?1.12?1.145?1.54

1.54?2?2.2?1031.4?1?H1?2.5?189.8???475.1MPa???H?1

1.420?702所以，齿面接触疲劳强度满足要求。

（2）按齿根弯曲强度校核

由《机械设计使用手册》查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限

?FE1?500MPa 大齿轮的弯曲疲劳强度极限 ?FE2?380MPa 由图10—18查得弯曲疲劳寿命系数

KFN2?0.85 KFN2?0.88

??计算弯曲疲劳许用应力

取弯曲疲劳安全系数S?1.4，

K?0.85?500MPa?303.57MPa （3-18） ??F?1?FN1FE1?S1.4-22-

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