数控线切割机床运丝装置的设计毕业论文（DOC64页）ggla.docx

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1、 本科毕业论文X XX 大大 学学数控线切切割机床床运丝装装置的设设计目录目录I前言11 数控控电火花花线切割割加工的的基本介介绍31.1 数控电电火花线线切割加加工31.1.1电火火花线切切割起源源31.1.2 数数控电火火花线切切割加工工原理331.1.3 数数控电火火花线切切割正常常加工必必须具备备的条件件41.1.4 数数控电火火花线切切割加工工的特点点51.1.5 数数控电火火花线切切割的应应用范围围51.2 数控电电火花线线切割加加工机床床的特点点61.2.1数控控电火花花线切割割加工机机床的分分类61.2.2 数控电电火花线线切割加加工机床床的基本本组成662 机床床主要参参数的

2、确确定92.1 机床床的主要要技术参参数92.2 确定定储丝筒筒基本尺尺寸1002.3 传动动比的确确定1002.4电电动机的的选择1102.5 传动装装置的运运动参数数设计1123齿轮副副的设计计计算1154 轴的的设计计计算及校校核2334.1 第轴的设设计及校校核2334.2 第轴的设设计及校校核2994.3传传动螺纹纹副的设设计及校校核3555 轴承承寿命校校核4775.1 第轴上轴轴承的校校荷4775. 22 第轴轴上上轴承的的校荷4486 键的的强度校校核5006.1 联轴器器处键的的强度校校荷5006.2 储丝筒筒端盖与与轴联接接处键的的校荷5516.3 第轴与小小齿轮联联接处键

3、键的校核核526.4 第根轴上上键的校校核5337 储丝丝筒的结结构设计计54结束语558致谢599参考文献献6172前 言毕业设计计是学生生学完大大学教学学计划所所规定的的全部基基础课和和专业课课后，综综合运用用所学的的知识，与与实践相相结合的的重要实实践性教教学环节节。它是是四年大大学学习习的一个个总结，是是我们结结束学生生时代，踏踏入社会会，走上上工作岗岗位的必必由之路路，是对对我们工工作能力力的一次次综合性性检验。1.毕业业设计的的目的（1）巩巩固、扩扩大、深深化我们们以前所所学的基基础和专专业知识识；（2）培培养我们们综合分分析、理理论联系系实际的的能力；(3) 培养我我们调查查研究

4、、正正确熟练练运用国国家标准准、规范范、手册册等工具具书的能能力；(4) 锻炼进进行设计计计算、数数据处理理、编写写技术文文件、绘绘图等独独立工作作能力。总之，通通过毕业业设计让让我们建建立正确确的设计计思想，初初步掌握握解决本本专业工工程技术术问题的的方法和和手段，从从而使我我们受到到一次工工程师的的基本训训练。2、毕业业设计的的主要内内容和要要求（1）调调查使用用部门对对机床的的具体要要求，现现在使用用的加工工方法；收集并并分析国国内外同同类型机机床的先先进技术术、发展展趋势以以及有关关的科技技动向；调查制制造厂的的设备、生生产能力力和技术术经验等等。 （2）数数控电火火花线切切割机床床运

5、丝装装置的设设计主要要是设计计储丝筒筒、传动动轴、支支撑板、传传动齿轮轮及传动动螺纹螺螺母副，确确定各部部分的相相互关系系；拟订订总体设设计方案案，根据据总体设设计方案案，选择择通用部部件，并并绘制装装配图和和各零件件的零件件图；（3）进进行运动动计算和和动力计计算；（4）其其他零部部件的设设计和选选择；（5）编编制设计计技术说说明书一一份。1 数控控电火花花线切割割加工的的基本介介绍1.1 数控电电火花线线切割加加工1.1.1 电电火花线线切割起起源电火花线线切割加加工WCCEDMM(Wiire Cutt EDDM)是是在上世世纪500年代末末期由前前苏联发发展起来来的一种种特种加加工技术术

6、，它用用直径在在0.00800.3mmm的钼钼丝、钨钨丝或铜铜丝做电电极，靠靠脉冲性火花放放电蚀除除金属，使使材料切切割成型型，故称称为电火火花线切切割。电电火花线线切割加加工是电电火花加加工的一一个分支支，是一一种直接接利用电电能和热热能进行行加工的的工艺方方法。由由于在线线切割加加工过程程中，工工件和电电极丝的的相对运运动是由由数字信信号控制制实现的的，故又又称为数数控电火火花线切切割加工工，简称称线切割割加工。电电火花线线切割主主要用来来加工形形状复杂杂的模具具、细小小精密零零件和能能够导电电的一些些高硬度度材料。电电火花线线切割加加工具有有加工精精度高、加加工余量量小、生产周周期短、制

7、制造成本本低等优优点，已已在生产产中获得得广泛的的应用。目目前线切切割机床床已占电电加工机机床的660%以以上。1.1.2 数数控电火火花线切切割加工工原理电火花线线切割加加工原理理如图111所所示，工工具电极极（钼丝丝或铜丝丝）接直直流脉冲冲电源的的负极，工工件接直直流脉冲冲电源的的正极，当当工具电电极和工工件的距距离在一一定范围围内时，产产生脉冲冲性火花花放电，对对工件进进行切割割。火花花放电能能够切割割工件的的主要原原因是：正负电电极在绝绝缘工作作液中靠靠近时，由由于正负负电极的的微观表表面是凹凹凸不平平的，电电极间的的电场分分布并不不均匀，离离得最近近的凸点点处的电电场强度度最高，两两

8、极间介介质先被被击穿，形形成放电电通道，同同时电流流迅速上上升。在在强大的的电场力力作用下下，通道道内的负负电子以以很高的的速度奔奔向阳极极（正极极），正正离子也也以高速速奔向阴阴极（负负极）。负负电子和和正离子子在高速速运动时时互相碰碰撞，阳阳极和阴阴极表面面分别受受到电子子流和离离子流的的强烈轰轰击，使使两电极极间隙内内的微小小通道中中瞬时产产生高温温，通道道中心温温度达到到500001100000度，瞬瞬时产生生的高温温由于来来不及扩扩散，使使局部金金属材料料熔化甚甚至少量量金属气气化，同同时在工工件和电电极之间间的部分分绝缘工工作液也也产生气气化，气气化后的的金属蒸蒸汽和工工作液迅迅速

9、膨胀胀并产生生爆炸，使使得熔化化和气化化后的金金属材料料从金属属表面抛抛离出来来而达到到切割的的目的。 图图111 电火火花线切切割加工工原理图图1.1.3 数数控电火火花线切切割正常常加工必必须具备备的条件件（1）工工具电极极与工件件的被加加工表面面之间必必须保持持一定量量的间隙隙，间隙隙的大小小由加工工电压、脉脉冲电流流大小，脉脉冲间隙隙等电规规准来决决定，间间隙大小小一般在在几十微微米之间间。如果果间隙小小于或大大于这个个距离，都都不能进进行火花花放电。间间隙过小小，正负负极容易易短路，不不能产生生火花放放电；间间隙过大大，极间间电压不不易击穿穿介质，也也不能产产生火花花放电。（2）在在

10、切割工工件时，必必须在绝绝缘工作作液中进进行。常常用的绝绝缘工作作液有煤煤油、皂皂化液、去去离子水水等，用用的工作作液不一一样，在在相同的的电规准准下，加加工的速速度和表表面精度度也不尽尽相同。用用绝缘性性工作液液主要有有以下几几个作用用：利于于产生脉脉冲性的的火花放放电；排排除间隙隙内电蚀蚀产物；起冷却却电极的的作用。（3）采采用脉冲冲电源，火火花放电电必须是是脉冲性性、间歇歇性的。（4）被被加工材材料必须须导电。只只有导电电材料才才能产生生火花放放电，导导电材料料一般为为金属材材料和半半导体非非金属材材料等。1.1.4 数数控电火火花线切切割加工工的特点点 接利利用线状状的电极极丝作为为电

11、极，不不需要像像电火花花成型加加工的成成型工具具电极，可可节约电电极设计计和制造造费用，缩缩短了生生产准备备时间。 可以以加工用用传统切切削加工工方法难难以加工工的微细细异形孔孔、窄缝缝和形状状复杂的的零件。 利用用电蚀原原理加工工，电极极丝与工工件不直直接接触触，两者者之间的的作用力力很小，因因而工件件的变形形很小，电电极丝、夹夹具不需需要太高高的强度度。 传统统的车、铣铣、钻加加工中，刀刀具硬度度必须比比工件硬硬度大，而而数控电电火花线线切割机机床的电电极丝材材料不必必比工件件材料硬硬，所以以可以加加工硬度度很高或或很脆，用用一般切切削加工工方法难难以加工工或无法法加工的的材料。在在加工中

12、中作为刀刀具的电电极丝无无须刃磨磨，可以以节省辅辅助时间间和刀具具费用。 直接接利用电电、热能能进行加加工，可可以方便便地对影影响加工工精度的的加工参参数进行行调整，有有利于加加工精度度的提高高，便于于实现加加工过程程的自动动化控制制。 电极极丝是不不断移动动的，单单位长度度损耗少少，特别别是慢走走丝线切切割加工工时，电电极丝一一次性使使用，故故加工精精度高（可可达2.55m） 采用用线切割割加工冲冲模时，可可实现凸凸、凹模模一次加加工成形形。1.1.5 数数控电火火花线切切割的应应用范围围电火花线线切割加加工由于于具有诸诸多优势势，主要要应用在在以下几几个方面面：（1）广广泛应用用于冲压压模

13、具的的加工。（2）加加工微细细异形孔孔、任意意曲线窄窄缝和复复杂形状状的工件件。（3）加加工镶拼拼型腔模模、拉丝丝模、粉粉末冶金金模、波波纹板成成型模。（4）加加工样板板尺和成成型刀具具。（5）加加工硬质质合金和和切割薄薄片材料料。（6）加加工凸轮轮和特殊殊齿轮。（7）加加工半导导体材料料以及稀稀有、贵贵重金属属材料的的割断。（8）适适合于小小批量、多多品种零零件的加加工，减减少模具具制作费费用，缩缩短生产产周期。1.2 数控电电火花线线切割加加工机床床的特点点1.2.1数控控电火花花线切割割加工机机床的分分类1）数数控电火火花线切切割加工工简述电火花线线切割加加工是电电火花加加工的一一个分支

14、支，是一一种直接接利用电电能和热热能进行行加工的的工艺方方法，它它用一根根移动着着的导线线（电极极丝）作作为工具具电极对对工件进进行切割割，故称称线切割割加工。线线切割加加工中，工工件和电电极丝的的相对运运动是由由数字控控制实现现的，故故又称为为数控电电火花线线切割加加工，简简称线切切割加工工。2）数数控电火火花线切切割加工工机床的的分类（1）按按走丝速速度分：可分为为慢速走走丝方式式和高速速走丝方方式线切切割机床床。（2）按按加工特特点分：可分为为大、中中、小型型以及普普通直壁壁切割型型与锥度度切割型型线切割割机床。（3）按按脉冲电电源形式式分：可可分为电源源、晶体体管电源源、分组组脉冲电电

15、源及自自适应控控制电源源线切割割机床。1.2.2 数控电电火花线线切割加加工机床床的基本本组成数控电火火花线切切割加工工机床可可分为机机床主机机和控制制台两大大部分。图133 快走走丝线切切割机床床主机1)控控制台控制台中中装有控控制系统统和自动动编程系系统，能能在控制制台中进进行自动动编程和和对机床床坐标工工作台的的运动进进行数字字控制。2)机机床主机机机床主机机主要包包括坐标标工作台台、运丝丝机构、丝丝架、冷冷却系统统和床身身五个部部分。图图6-11为快走走丝线切切割机床床主机示示意图。（1）坐坐标工作作台 它用来来装夹被被加工的的工件，其其运动分分别由两两个步进进电机控控制。（2）运运丝

16、机构构 它它用来控控制电极极丝与工工件之间间产生相相对运动动。（3）丝丝架 它与运运丝机构构一起构构成电极极丝的运运动系统统。它的的功能主主要是对对电极丝丝起支撑撑作用，并并使电极极丝工作作部分与与工作台台平面保保持一定定的几何何角度，以以满足各各种工件件（如带带锥工件件）加工工的需要要。（4）冷冷却系统统 它它用来提提供有一一定绝缘缘性能的的工作介介质工作液液，同时时可对工工件和电电极丝进进行冷却却。2 机床床主要参参数的确确定本机床利利用电极极丝作为为工具，在在控制机机控制下下，按规规定轨迹迹对工件件进行切切割加工工。适合合加工高高精度，高高硬度，高高韧性的的金属模模具，样样板及形形状复杂

17、杂的零件件。广泛泛用于电电子仪器器，精密密机械，轻轻工，军军工等部部门。2.1 机床床的主要要技术参参数工作台横横向行程程250mmm工作台纵纵向行程程320mmm加工最大大厚度300mmm加工最大大锥度6/1000mmm工作台最最大承载载重量120kkg加工最大大宽度320mmm加工最大大长度500mmm加工表面面粗糙度度Ra最高材料料去处率率100电极丝直直径范围围0.1550.25mmm工作液乳化液供电电源源380VV,三相相，500Hz功耗1.5KKW机床外形形尺寸（长宽宽高）150001055014550mmm机床重量量12000Kg2.2 确定定储丝筒筒基本尺尺寸确定走储储丝筒直直

18、径:走丝速度度一般在在 712mm/s。确定储丝丝筒直径径，选择择电动机机转速nn=14400rr/miin.由可知当时得：当时得：所以选择择储丝筒筒直径应应在955.51633.8之之间为了满足足加工要要求，设设计时储储丝筒的的直径假假设D=1300mm,则走丝丝速度为为V=99.522m/ss。2.3 传动动比的确确定令储丝筒筒每转一一转时其其轴向移移动距离离s=00.255mm. 丝杠杠的导程程取p=3mmm。从储储丝筒到到丝杠经经过两级级直齿圆圆柱齿轮轮变速，由由于机构构传动载载荷较小小，故为为了设计计简单，加加工方便便，两级级齿轮的的传动比比取值相相等，记记为，则则，由于于，即可得i

19、=0.229。线线切割机机床所用用的钼丝丝的直径径应小于于s，否否则，走走丝时会会产生叠叠丝现象象而导致致断丝。2.4电电动机的的选择确定运丝丝机构所所需的功功率，运丝机机构的工工作原理理是电动动机通过过弹性连连轴器带带动长轴轴转动，长长轴中间间装有储储丝筒另另一端是是齿轮传传动，通通过齿轮轮副传递递到第二二根轴，第第二根轴轴同样通通过齿轮轮副将运运动传递递到丝杠杠，将螺螺母固定定到工作作台上面面，丝杠杠与螺母母配合，从从而驱动动整个运运丝机构构在导轨轨上运动动。驱动动运丝机机构对于于丝杠需需要的驱驱动力记记为F，则则电动机机所需要要的功率率为其中总效率率，电动动机的效效率, 0.70;滚动动

20、轴承的的效率, =00.999;滑动动轴承的的效率,=0.97;齿轮轮传动的的效率,=0.99;连轴轴器的效效率，0.999；则，丝杠的线线速度，力，则电动机机的功率率为转速为，型号为 YYS71124 三三相交流流异步电电动机电动机的的基本参参数为功率：3370WW 电电压：频率：550Hzz 电电流：效率：00.700 转转速：功率因数数：0.72 重量：6.88Kg工作制：S1 绝缘等等级：BB级防护等级级：IPP55 冷冷却方式式：ICC4111环境温度度：2.5 传动装装置的运运动参数数设计从与电动动机相连连接的高高速轴到到低速轴轴算起，各各轴依次次命名为为轴，轴，轴。1各轴轴转速计

21、计算第轴转转速 第轴转转速 第轴转转速 式中 nn电动动机转速速第轴到第第轴传动动比第轴第轴传动动比2各轴轴功率计计算第轴功功率 第轴功功率 第轴功功率 式中 电动动机的效效率, 0.70;滚动动轴承的的效率, =00.999;滑动动轴承的的效率,=0.97;齿轮轮传动的的效率,=0.99;连轴轴器的效效率，0.999；3各轴轴扭矩计计算第轴扭扭矩第轴扭扭矩第轴扭扭矩将以上计计算数据据列表轴 号号转 速速n输出功率率P（W）输出扭矩矩T传动比效率轴24641680010666轴2305396634440933轴2225179661.77344409333齿轮副副的设计计计算为防止走走丝电动动机

22、换向向装置失失灵，导导致丝杠杠副和齿齿轮副损损坏，在在齿轮副副中，可可选用尼尼龙轮代代替部分分金属齿齿轮。这这不但可可在电动动机换向向装置失失灵时，由由于尼龙龙轮先损损坏，保保护丝杠杠副和走走丝电动动机，还还可以减减少振动动和噪声声。塑料齿轮轮的设计计计算和和校核与与金属齿齿轮不同同，所以以没有标标准的参参数化设设计，根根据装置置所需传传动比和和加工要要求合理理设计或或选择其其他产品品，通过过校核检检查其性性能。2 基于于刘易斯斯公式的的疲劳强强度设计计刘易斯公公式的基基本思路路是假设设一个齿齿尖承受受所有法法向负荷荷这样一一种严重重的情况况，并据据此来考考虑齿根根处所产产生的最最大弯曲曲应力

23、。但但齿形系系数一般般使用节节点附近近的值。啮合率。虽虽说刘易易斯公式式是在假假定所有有的负荷荷都施加加在一个个齿尖上上来计算算齿根强强度的，但但实际上上啮合的的轮齿不不止一个个，压力力角为220度的的标准齿齿正齿轮轮的啮合合率在11和2之之间。如如齿数为为20和和30的的齿轮啮啮合率约约为1.6。换换言之，在在一对齿齿开始啮啮合的瞬瞬间，另另一对齿齿已在前前一个法法向节距距处啮合合，因此此在随后后的0.6个法法向节距距内有两两对齿啮啮合，而而在此后后的0.4个法法向节距距内只有有一对齿齿啮合。因因此，考考虑到把把在齿尖尖承受所所有法向向负荷时时所得出出的值yy用作齿齿形系数数会大大大超过安安

24、全侧，于于是设计计时采用用节距附附近承受受负载是是的值yy啮合合率越大大则越有有利于轮轮齿强度度，因此此对于传传动齿轮轮来说，应应重点考考虑增加加其啮合合率。此外，如如果压力力角变小小，则啮啮合率增增大，齿轮承受受的切向向负荷、传传递扭矩矩根据刘易易斯公式式，正齿齿轮的轮轮齿上所所承受的的切向负负荷P和和传递扭扭矩T分分别用（11）（22）来表表示（1）（2）其中P：轮齿齿上的切切向负荷荷（N）T：扭矩矩（N*mm）：弯曲应应力（MMpa）b: 齿齿宽（mmm）m： 模模数 （mmm）d： 节节圆直径径（mmm）y： 节点附附近的齿齿形系数数“模数mm基准”（见表表11）Z： 齿齿数表3-11

25、 齿形形系数yy“模数数m基准准”（节点点附近加加载时的的值）（2）最最大容许许弯曲应应力齿轮的容容许弯曲曲应力会会因各种种运行条条件以及及轮齿的的大小（模模数）而而变化，图图1-11中给出出了从标标准条件件下的试试验中得得出，与与各种模模数相对对应的最最大容许许弯曲应应力，如如果运行行条件与与之不同同，则可可根据（33）式来来修正其中 ：给定定运转条条件下的的最大容容许弯曲曲应力(Mpa) : 从从图1-1中求求出的标标准条件件下的 M900最大容容许弯曲曲应力（MMpa） :使使用状况况系数（表表1-22） ：速度度修正系系数（图图1-22） ：温度度修正系系数。 工作温温度高时时必须修修

26、正温度度。由于于轮齿的的弯曲强强度与静静态弯曲曲强度间间存在良良好的相相关性，因因此可用用弯曲强强度-温温度的关关系来修修正。例例如，当当温度为为80时，用用图1-3可得得出 ： 润滑滑系数 无润润滑时=0.88： 对象象材质系系数对金属时时=1对时 =0.88： 材料料强度修修正系数数(表11-3)也就是要要对用（33）式求求出的容容许弯曲曲应力和和用（11）或（22）式求求出的发发生应力力比较：则不可可则可以以 表3-22 使用用状态系系数表3-33 材料料强度修修正系数数图3-11 标准准试验条条件下的的M900齿轮的的最大容容许弯曲曲应力图1-11给出了了齿轮中中经常使使用的模模数范围

27、围0.88-2.即使模模数低于于0.88，使用用模数为为0.88的齿轮轮会更加加安全，因因此不会会出现问问题。此此外，图图1-11所示的的曲线考考虑到偏偏差因素素。图3-22 速度度修正系系数Kvv图3-33 非强强化弯曲曲强度与与温度的的关系按照图中中所示的的传动方方案，选选用直齿齿圆柱齿齿轮传动动。选小齿轮轮齿数ZZ1=336,大大齿轮齿齿数Z2=uuZ1=3.44436=1233.844，取ZZ2=1124。齿轮几何何参数 计算算公式齿顶高齿根高齿顶圆直直径齿根圆直直径齿距p p=m分度圆直直径d d=mz塑料齿轮轮模数的的选择可可采用下下面的公公式:m 模数数 mmma 设计计中心距距

28、 mmm 两啮合合齿轮的的齿数 aa取966mm 则则根据公公式 压压力角选选择=200（2） 计算小小齿轮传传递的扭扭矩（3） 由表11077（机机械设计计第七七版）选选取齿宽宽系数。2） 计计算（1） 试算小小齿轮分分度圆直直径，代代入中较较小的值值（2） 计算圆圆周速度度v。图3-44 小齿齿轮零件件图图3-55 大齿齿轮零件件图 4 轴的的设计计计算及校校核4.1 第轴的设设计及校校核1 轴上上的各参参数功率转速转矩2 求作作用在齿齿轮上的的力由齿轮设设计部分分知小齿齿轮的分分度圆直直径为，可以求得得，。3 初步步确定轴轴的最小小直径先按式（11522）初步步估算轴轴的最小小直径。根据

29、表11533取A=1122,于是是得由于轴较较长，并并且轴上上装有储储丝筒直直径较大大，最小小直径处处需要与与连轴器相相配合，另另外轴上上开有键键槽，查查表选取取键的类类型及其其尺寸为普通平平建5520mmm选取连轴轴器为弹弹性柱销销连轴器器，与轴轴配合的的尺寸取，长度度为。图411 第一一根轴的的装配方方案4轴的的结构设设计 1） 定轴上上零件的的装配方方案如图所示示 2) 确定轴轴的各段段直径和和长度 (11) 为为了满足足半联轴轴器的轴轴向定位位要求，-段右端需要制出一轴肩肩，故取取段的直直径，段的长长度首先要要考虑到到在不需需要拆卸卸联轴器器的情况况下能够够将轴承承盖取下下查看轴轴承。

30、因因此取。（2）初初步选择择滚动轴轴承。因因为轴承承仅承受受径向力力的作用用，但是是由于轴较较长，并并且轴的的直径较较小，储储丝筒在在高速运运转下要要求平稳稳，无不不正常震震动。储储丝筒外外圆振摆摆应小于于0.003mmm，反向向间隙应应小于00.055mm，轴轴向窜动动应彻底底消失。故故在，段各安装一一对调心心球轴承承，型号号为D3362004 GGB2776，基基本尺寸寸为dDT1174012mmm，故故，而。（3）轴轴承采用用轴肩定定位，轴轴，段的直直径除了了轴向定位轴承承外还要要装配储储丝筒，因因此，段需需要安装装储丝筒筒端盖，周周向采用用普通平平键定位位，键的的基本尺尺寸为：。（4）

31、储储丝筒的的轴肩定定位，段段对储丝丝筒器轴轴肩定位位的作用用，因此其直直径取。长长度根据据储丝筒筒的长度度确定。（5）轴轴段安放放齿轮，同同时在齿齿轮与轴轴承之间间采用套套筒进行轴向定定位，由由于齿轮轮与箱体体壁最小小间距为为6mmm，齿轮轮采用普普通平键进进行径向向定位，键键的尺寸寸为：，轴上各尺尺寸为，。（6）齿齿轮右端端采用螺螺母进行行轴向定定位，螺纹的的螺矩为为1mmm。（7）段段为方形形，其边边长为110mmm，轴向向长度为为13mmm，主要是为为了装钼钼丝时用用手轮搅搅动方便便而设计计。3）确定定轴上圆圆角和倒倒角尺寸寸轴端及各各轴肩倒倒角均取取1。圆角角半径见见零件图图示。4）求

32、轴轴上的载载荷 首首先根据据轴的结结构图做做出轴的的计算简简图，图422 第一一根轴的的受力分分析由图分析析各支点点处的受受力状况况：由前已知知：转矩在垂直面面内对BB点取矩矩可得：式中，。将这些数数值代入入上式课课求得。又由，可得。则在垂直直面内BB，C，DD点处的的弯矩分分别为；。计算水平平面内各各量对B点取取矩可得由可得，表示其其方向与与图示假假设方向向相反。则在水平平面内BB，C，DD点处的的弯矩。如图所示示轴上AE点各各处的扭扭矩均相相等，。可知D点点处弯矩矩最大，其其值为。从轴的结结构图以以及弯矩矩和扭矩矩图可以以看出截截面D是是轴的危危险截面面。现将计算算出的截截面D处处的，及列

33、于下下表载荷水平面HH垂直面VV支反力FF弯矩M总弯矩扭矩T5）按弯弯扭合成成应力校校荷轴的的强度进行校荷荷时，通通常只校校荷轴上上承受最最大弯矩矩和扭矩矩的截面面（即危险截面面C）的的强度。根根据式11555及表中中的数据据，并取取，轴的计计算应力力前已选定定轴的材材料为445钢，调调质处理理由表11511查得。因此，故故安全。4.2 第轴的设设计及校校核1轴上上的各参参数，以以下各量量均为第第二根轴轴的输出出参数：功率转速转矩2求作作用在齿齿轮上的的力由齿轮设设计部分分知大齿齿轮的分分度圆直直径为可以求得得大齿轮轮上的受受力状况况：同样右端端销齿轮轮上受力力状况为为：3初步步确定轴轴的最小

34、小直径先按式（11522）初步步估算轴轴的最小小直径。根据表11533取A=1122,于是是得，轴上最小小直径处处是螺纹纹连接，其其作用是是对齿轮轮起到轴轴向定位位的作用则，长长度用两两个螺母母紧固。4轴的的结构设设计1） 拟拟定轴上上零件的的装配方方案如图所示示图433 第第二根轴轴的零件件图2) 确确定轴的的各段直直径和长长度(1) 对于轴轴由以下下几种装装配方案案：其一，传传统的传传动方案案，由于于轴的长长度较小小，可以以将轴的的左端利用用滑动轴轴承紧固固在箱体体上，为为了增加加轴的传传动平稳稳性，可以增加加轴承的的数量，在在轴段安安放两个个调心球球轴承，同同时在箱体壁壁上开处处直径的的

35、孔，为为了轴承承的拆卸卸方便，轴轴承外圈与与箱体壁壁的配合合采用过过盈配合合。 轴轴上齿轮轮采用普普通平键键联接固固定在轴轴上，右右端同样样采用螺螺母轴向向定位，由由于第二二级齿轮轮传动的的齿轮同同时对轴轴由着支支撑的作作用这种种方案的的缺点是是轴的平平稳性能能不够好好，成本本较高。其二，将将轴固定定在箱体体壁上，同同时在箱箱体壁上上开出直直径为的孔，一一边轴的的拆卸方方便，轴轴上需要要安放齿齿轮，同同时齿轮要作作高速旋旋转，同同样又有有两种方方案：a. 轴与齿轮轮间采用用滚动轴轴承联接接，但是是由于齿齿轮的轮轮毂长度较大，对对于每个个轮毂上上需要安安放两个个滚动轴轴承，其其缺点是是成本较较大

36、安放放与拆卸卸麻烦。b. 轴与齿轮轮间采用用滑动轴轴承配合合，即能能满足传传动的要要求，又节约成成本，轴轴瓦的材材料可以以选用铸铸造青铜铜，因为为铸造青青铜主要用于高高速，重重载的轴轴承，同同时可以以承受较较大的冲冲击，其其成分为为。对比以上上装配方方案，在在同样能能够满足足使用要要求，同同时又经经济，装配与拆拆卸方便便的原则则，可知知第二种种装配方方案种的的滑动轴轴承联接更好。以下就采采用此方方案进行行计算确确定轴的的各参数数。（2）轴轴与段需要要安放滑滑动轴承承，滑动动轴承的的轴瓦与与齿轮装装配，根根据齿轮轮的轮毂毂直径及及其轮毂毂长度同同时要考考虑到轴轴向定位位的稳定定性，确确定与段的尺

37、尺寸，这这两个轴轴段需要装滑滑动轴承承，加工工精度要要求较高高，表面面粗糙度度要达到到1.66。（3） 大齿轮轮左端采采用轴肩肩定位，轴轴肩高度度要求，取取，则，段段长度由由装配后后确定，要要保证齿齿轮与箱箱体壁的的间距，取取。（4）段段根据材材料力学学及强度度计算可可以确定定基本尺尺寸，。（5） 确定轴轴上圆角角及倒角角尺寸，参照表11522，各倒倒角及圆圆角见标标准零件件图。5求轴轴上的载载荷首先根据据轴的结结构图作作出轴的的计算简简图，再再根据轴轴的计算算简图作出轴的的弯矩和和扭矩图图图444 第第二根轴轴的受力力分析由图分析析各支点点处的受受力状况况：由前已知知：转矩，根据力的的合成定

38、定理计算算出A点点处的支支反力在水平面面内，带入数值值可以求求得3466.1NN，在垂直面面内，带入数值值得，方向向向下，由图课知知B处弯弯矩最大大，现计计算B处处的弯矩矩和扭矩矩水平面内内，在垂直面面内，BC间间扭矩为为。从轴的结结构图以以及弯矩矩和扭矩矩图可以以看出截截面B是是轴的危危险截面面现将计算算出的截截面B处的，及列于下下表载荷水平面HH垂直面VV力F弯矩M总弯矩扭矩T5）按弯弯扭合成成应力校校荷轴的的强度进行校荷荷时，通通常只校校荷轴上上承受最最大弯矩矩和扭矩矩的截面面（即危险截面面B）的的强度。根根据式11555及表中中的数据据，并取取，轴的计计算应力力。前已选定定轴的材材料为

39、445钢，调调质处理理由表11511查得。因此，故故安全。4.3传传动螺纹纹副的设设计及校校核1第轴是丝丝杠，丝丝杠通过过与螺母母连接带带动整个个储丝机机构在导导轨上面面做直线线运动，现现对其进进行设计计。螺旋传动动是利用用螺杆和和螺母组组成的螺螺旋副来来实现传传动要求求的。它它主要用用于将回回转运动动变为直直线运动动将直线线运动变变为回转转运动，同同时传递递运动或或动力。 1、特点点 优点：工工作平稳稳，传动动精度高高，易于于自锁，良良好的减减速性能能.缺点：相相对滑动动大，磨磨损大，效效率低2、传动动形式： a)螺螺杆转螺螺母移 b)螺螺杆又转转又移（螺螺母固定定）用得多多 c) 螺母转转

40、螺杆移移 d) 螺螺母又转转又移（螺螺杆固定定）用得少少3、分类类按其用途途，还可可分为传传动螺旋旋、传导导螺旋和和调整螺螺旋三种种类型按照摩擦擦性质分分：滑动动螺旋 滚动螺螺旋 静静压螺旋旋（后两两种结构构复杂，用用于结构构复杂，精精度高的的重要传传动中，一一般用滑滑动）连接螺纹纹牙型有有三种：矩形、梯梯形、锯锯齿形螺螺纹。本次设计计运丝装装置螺纹纹传动形形式选择择滑动螺螺旋传动动，螺母母固定、螺螺杆转动动并移动动。一、 滑动螺旋旋的结构构螺旋传动动的结构构主要是是指螺杆杆、螺母母的固定定和支撑撑的结构构形式。螺螺旋传动动的工作作刚度与与精度等等和支撑撑结构有有直接关关系，当当螺杆短短而粗且

41、且垂直布布置时，如如起重及及加压装装置的传传力螺旋旋，可以以利用螺螺母本身身作为支支撑。当当螺杆细细长且水水平布置置时，如如机床的的传导螺螺旋（丝丝杠）等等，应在在螺杆两两端或中中间附加加支撑，以以提高螺螺杆的工工作刚度度。螺杆杆的支撑撑结构与与轴的支支撑结构构基本相相同。此此外，对对于轴向向尺寸较较大的螺螺杆，应应采用对对接的组组合结构构代替整整体结构构，以减减少制造造工艺上上的困难难。螺母的结结构有整整体螺母母、组合合螺母和和剖分螺螺母等形形式。整整体螺母母结构简简单，但但有磨损损产生的的轴向间间隙不能能补偿，只只适合在在精度要要求较低低的螺旋旋中使用用。对于于经常双双向传动动的传导导螺旋

42、，为为了消除除轴向间间隙和补补偿旋合合螺纹的的磨损，避避免反向向传动时时的空行行程，常常采用组组合螺母母或剖分分螺母。滑动螺旋旋采用的的螺纹类类型有矩矩形、梯梯形、锯锯齿形。其其中以梯梯形和锯锯齿形螺螺纹应用用最广。螺螺杆常用用右旋螺螺纹，只只有在某某些特殊殊场合才才使用左左旋螺纹纹。对于于传导螺螺纹，为为了提高高其传动动效率及及直线运运动速度度，可采采用多线线螺纹（线线数n=344，甚至至多大66）。二、 滑滑动螺旋旋：构造造简单、传传动比大大，承载载能力高高，加工工方便、传传动平稳稳、工作作可靠、易易于自锁锁缺 点 ：磨损损快、寿寿命短，低低速时有有爬行现现象（滑滑移），摩摩擦损耗耗大，传

43、传动效率率低（330440%）传传动精度度低三、 螺杆和螺螺母的材材料螺杆材料料要有足足够的强强度和耐耐磨性。螺螺母材料料除要有有足够的的强度外外，还要要求在与与螺杆材材料配合合时摩擦擦系数小小和耐磨磨。考虑走丝丝装置传传动性能能，螺杆杆材料选选择400Cr 经过热热处理。螺母采用用铸铁制制造，内内孔浇注注巴氏合合金。螺纹基本本知识螺纹几何何参数(1) 大径dd(2) 小径 dd1(3) 中径dd2(4) 螺距P(5) 导程SS = nPP(6) 螺纹升升角(7) 牙型角角牙侧角角Pd1d2dS图4-11 螺纹纹牙形图图四、滑动动螺旋传传动的工工作能力力分析失效形式式与计算算准则主要失效效 螺

44、螺纹的磨磨损耐磨性计计算确定定：螺杆杆直径dd2、螺螺母高度度 HH传力较大大时：螺螺杆强度度校核 、螺纹纹牙强度度校核要求自锁锁时：校校核自锁锁条件受压细长长螺杆;校核稳稳定性四、 滑动螺旋旋传动的的设计计计算滑动螺旋旋工作时时，主要要承受转转矩及轴轴向拉力力（或压压力）的的作用，同同时在螺螺杆和螺螺母的旋旋合螺纹纹间有较较大的相相对滑动动。其失失效形式式主要是是螺纹磨磨损。因因此，滑滑动螺旋旋的基本本尺寸（即即螺杆直直径和螺螺母高度度），通通常是根根据耐磨磨性条件件确定的的。对于于受力较较大的传传力螺旋旋，还应应校核螺螺杆危险险截面以以及螺母母螺纹牙牙的强度度，以防防止发生生塑形变变形和断断裂；对对于精密密的传导导螺旋应应校核螺螺杆的刚刚度（螺螺杆的直直径应根根据刚度度条件确确定）