摩擦式光杠傳動的畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　2013屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）</p><p>　　論文題目：摩擦式光杠傳動的設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本課題主要針對一種摩擦式光杠傳動系統(tǒng)。本系統(tǒng)與傳統(tǒng)的光杠與絲桿傳動系統(tǒng)有本質(zhì)上的區(qū)別，本系統(tǒng)中采用的光杠沒有鍵槽及螺紋、采用的軸承也與傳統(tǒng)的軸承有很大區(qū)別，該軸承的內(nèi)圈成V

2、字型。其工作過程主要依靠光杠與光杠上軸承之間的摩擦力來實現(xiàn)周向運動向軸向運動的轉(zhuǎn)換。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：光杠傳動，V字型軸承，摩擦式光杠，滾珠絲杠</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The main topic on a friction type light bars drive syste

3、m, this system and the traditional light bars and wire rod drive system are different in nature, the system used a light bar no keyway and thread, the bearings and the traditional bearings have great difference, and the

4、inner rings of the bearings V fonts. The working process is mainly rely on the light bars and light bars on bearing friction force between a circumferential motion to realize the axial movement of the</p><p>

5、;　　Key words: light bars drive ， V type bearing ，F(xiàn)riction type light bars</p><p>　　Ball screw</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1. 引言5</b></p><p&

6、gt;　　1.1 滾珠絲杠5</p><p>　　1.1.1 滾珠絲杠傳動原理5</p><p>　　1.1.2 滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)和原理5</p><p>　　1.1.3 滾珠絲杠螺母副的特點是5</p><p>　　1.1.4 滾珠絲杠在實際應(yīng)用中的實例圖片展示6</p><p>　　1.2. 普通絲杠

7、（滑動）傳動6</p><p>　　1.2.1 滑動絲杠傳動副原理6</p><p>　　1.2.2 滑動絲杠傳動原理和結(jié)構(gòu)圖6</p><p>　　1.2.3 滑動絲杠副的傳動特點7</p><p>　　1.2.4 滑動絲杠副在實際應(yīng)用的實例圖片7</p><p>　　2. 傳動方案的設(shè)計7<

8、/p><p>　　2.1 傳動方案的總體結(jié)構(gòu)7</p><p>　　2.2 傳動系統(tǒng)各個部分的選擇8</p><p>　　2.2.1 電動機的選擇8</p><p>　　2.2.2 減速器傳動比的分配9</p><p>　　2.2.3 光杠傳動部分的整體結(jié)構(gòu)10</p><p>

9、　　3. 光杠傳動原理、實際工作過程及校核計算11</p><p>　　3.1 光杠部分的工作原理11</p><p>　　3.2 光杠表面上橢圓曲線沿軸向移動分析12</p><p>　　3.3 機構(gòu)裝配關(guān)系與傳動原理12</p><p>　　3.4 光杠特殊軸承14</p><p>　　3.5

10、 光杠傳動部分實際工作過程15</p><p>　　3.6 該光杠傳動系統(tǒng)的特點18</p><p>　　3.7 軸及軸承校核18</p><p>　　3.7.1 基本額定壽命和基本額定動載荷18</p><p>　　3.7.2 軸強度校核20</p><p>　　4. 設(shè)計總結(jié)22</p&

11、gt;<p><b>　　5. 致謝22</b></p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p><b>　　1. 引言</b></p><p>　　絲杠的應(yīng)用是將旋轉(zhuǎn)運動通過絲杠螺母副轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，其主要形式有普通的絲杠傳動，滾珠絲杠傳動，可獲得很高的精度和平穩(wěn)

12、的運動。</p><p><b>　　1.1 滾珠絲杠</b></p><p>　　1.1.1 滾珠絲杠傳動原理</p><p>　　滾珠絲杠的功能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，或?qū)⒅本€運動化為旋轉(zhuǎn)運動。旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動原理是：在絲杠（螺母）旋轉(zhuǎn)的時候，螺母是封閉循環(huán)，絲杠是開放循環(huán)，在循環(huán)的過程中，螺母（絲杠）是固定在設(shè)備上，螺母就會沿著

13、絲杠的滾道向一個產(chǎn)生相對運動，在運動的同時就會帶動部件產(chǎn)生運動。將直線運動化為旋轉(zhuǎn)運動則是逆向理解。滾珠絲杠副的構(gòu)造傳統(tǒng)分為內(nèi)循環(huán)構(gòu)造（以圓形反向器和橢圓形反向器為代表）和外循環(huán)構(gòu)造兩種。這兩種構(gòu)造也是最罕用的構(gòu)造。這兩種構(gòu)造性能沒有實質(zhì)差別，只是內(nèi)循環(huán)構(gòu)造安裝銜接尺寸?。煌庋h(huán)構(gòu)造安裝銜接尺寸大。目前，滾珠絲杠副的構(gòu)造已有10多種，但對比罕用的重要有：內(nèi)循環(huán)構(gòu)造；外循環(huán)構(gòu)造；端蓋構(gòu)造；蓋板構(gòu)造</p><p>

14、　　1.1.2 滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)和原理</p><p>　　滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)有內(nèi)循環(huán)與外循環(huán)兩種方式。</p><p>　　圖1—1內(nèi)循環(huán)式 圖1—2外循環(huán)式</p><p>　　1.1.3 滾珠絲杠螺母副的特點是</p><p>　　滾珠絲杠螺母副的傳動特點是：傳動效率高，一般為η

15、=0.92—0.98:；傳動靈敏，摩擦力小，不容易產(chǎn)生爬行；使用壽命長：具有可逆性，不僅可以將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，亦可將直線運動變成旋轉(zhuǎn)運動；軸向運動精度高，施加預(yù)緊力后，可消除軸向間隙，反向時無空行程；但是制造成本高，不能自鎖，垂直安裝時需要平衡裝置。</p><p>　　1.1.4 滾珠絲杠在實際應(yīng)用中的實例圖片展示

16、 </p><p>　　圖1—3 圖1—4</p><p>　　1.2. 普通（滑動）絲杠傳動</p><p>　　1.2.1 滑動絲杠傳動副原理</p><p>　　滑動絲杠傳動原理基本上與滾珠絲杠傳動原理一樣，都是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，或者將直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動?；瑒?/p>

17、絲杠傳動副與滾珠絲杠傳動副不同的是，滾珠絲杠傳動副利用滾子將摩擦形式轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦，而滑動絲杠傳動副是利用絲杠螺紋與螺母的直接的接觸的滑動摩擦來傳遞運動的。</p><p>　　1.2.2 滑動絲杠傳動原理和結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖1—5滑動絲杠傳動原理</p><p>　　1.2.3 滑動絲杠副的傳動特點</p><p>　　結(jié)構(gòu)

18、簡單、制造容易，由于滑動絲杠副為一般的絲杠制造容易、螺母所組成，故其結(jié)構(gòu)簡單、，減速傳動比大，摩Fw力大、螺母只移動一個導(dǎo)程，而導(dǎo)程可以杠副可以得到很大的減速比。傳動效率低滑動絲杠副的工作面為滑動摩擦，故其摩擦阻力大，傳動效率低。具有自鎖性，當(dāng)使其螺旋升角小于摩擦角時，鎖性。運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，則可以使滑動絲杠副具有自由于絲杠與螺母的嚙合是連續(xù)的，而且同時嗆金多。所以其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無噪聲。但低速或微調(diào)時可能出現(xiàn)爬行。</p><

19、p>　　1.2.4 滑動絲杠副在實際應(yīng)用的實例圖片</p><p>　　圖1—6 普通絲杠 圖1—7普通絲杠</p><p>　　2. 傳動方案的設(shè)計</p><p>　　傳統(tǒng)的滾珠絲杠和滑動絲杠傳動，雖然也能實現(xiàn)周向運動向軸向運動的轉(zhuǎn)變，但是它要實現(xiàn)往復(fù)直線運動就必須要改變絲杠的轉(zhuǎn)向，而且不能實現(xiàn)無級調(diào)

20、速。本文主要介紹一種靠摩擦力傳動的光杠傳動方案，它不僅能實現(xiàn)無極調(diào)速，而且不用改變光杠的轉(zhuǎn)向就能實現(xiàn)往復(fù)直線運動。</p><p>　　2.1 傳動方案的總體結(jié)構(gòu)</p><p>　　本套傳動方案主要這個部分組成：電機，減速器，一套新型的摩擦式光杠傳動，只要有這幾個部分組成。其中電機通過V帶傳動到減速器，然后由減速器通過鏈傳動到光杠軸。</p><p><b&

21、gt;　　圖2—1傳動系統(tǒng)</b></p><p>　　2.2 傳動系統(tǒng)各個部分的選擇</p><p>　　2.2.1 電動機的選擇</p><p>　　電動機的功率選擇合適與否，對電動機的正常工作和經(jīng)濟性都有影響。功率選得過小不能保證工作機正常工作，或使用電動機因超載而過早損壞；功率選得過大則電動機的價格高能力得不到充分發(fā)揮，而且因電動機經(jīng)常不滿

22、載運行，其效率和功率因數(shù)都較低而造成能自的浪費。對于載荷比較穩(wěn)定、長期運轉(zhuǎn)的機械，通常按照電動機的額定功率選擇</p><p>　　電動機所需輸出的功率P0(kW)由下式計算</p><p><b>　　式2—1</b></p><p>　　式中， 為工作機所需的功率；η為從電動機到工作機的總效率。</p><p>　　

23、工作機所需的功率由工作機的工作阻力F(N)和運行速度v(m/s)或工作轉(zhuǎn)矩T(N·m)和轉(zhuǎn)速n(r/min)確定</p><p>　　=Fv/1000 式2—2</p><p>　　或             

24、  = Tn/9550                 式2—3</p><p>　　由光杠的傳動直徑D，以及收線盤的直徑D1及轉(zhuǎn)速30r/min，得：</p><p>　　n=πD1

25、3;n／πd</p><p>　　=（3.14×600×30）／（3.14×60）</p><p><b>　　=300r/min</b></p><p>　　其中 Tn =1.2×105</p><p>　　查表得齒輪嚙合效率η1=0.97，V帶傳動效率η2=0.96，滾動軸承

26、效率η3=0.99，鏈傳動效率η4=0.96?？傂师?lt;/p><p>　　η=η1*η1*η2*η3 *η3 *η3*η4</p><p>　　=0.97×0.97×0.96×0.99×0.99×0.99×0.96</p><p><b>　　=0.8414</b></p>

27、;<p>　　由以上計算的，電機的有效功率Pω</p><p>　　Pω = Tn /9550 式2—4 </p><p><b>　　=3.77kw</b></p><p>　　由以上可得，電機的輸出功率為P0：</p><p><b&

28、gt;　　式2—5</b></p><p>　　=3.77/0.8414</p><p><b>　　=4.48kw</b></p><p>　　因載荷平穩(wěn)，電動機連續(xù)運轉(zhuǎn)，所以電動機的額定功率Pe應(yīng)略大于所需功率P0。查電動機產(chǎn)品樣本，取Pe=5.5kW。</p><p><b>　　電動機轉(zhuǎn)速的

29、確定：</b></p><p>　　其中帶傳動的傳動比ι=1，齒輪的傳動比ι=6</p><p>　　因此得電動機的轉(zhuǎn)速為n0</p><p>　　n0 =300×6</p><p><b>　　=1800r</b></p><p>　　在上述轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的常用同步轉(zhuǎn)速有15

30、00r／min。查電動機產(chǎn)品樣本取，選取Y132s一4型電動機，其額定功率Pe=5.5kW，滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r／min。</p><p>　　2.2.2 減速器傳動比的分配</p><p>　　在機械行業(yè)中，減速器是一種常用可靠地機械傳動裝置。它廣泛應(yīng)用于各種機器的傳動系統(tǒng)，而雙級圓柱齒輪減速器是減速器中最常有的一種類型，在本文當(dāng)中減速器采用的就是雙級圓柱齒輪減速器。</p&

31、gt;<p>　　a.各級傳動比應(yīng)盡量在推薦范圍內(nèi)選取</p><p>　　b.應(yīng)使傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，重量輕。</p><p>　　c.應(yīng)使各傳動件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理，避免干涉和碰撞。</p><p>　　d.等強度原則要求兩級傳動許用轉(zhuǎn)矩相等</p><p>　　e.在等強度的基礎(chǔ)上同時考慮潤滑原則，即保證兩級傳動的被

32、動齒輪浸油</p><p>　　深度應(yīng)近于相等；對于各軸線在同一水平面的減速器，其兩級傳動的被動齒輪直徑應(yīng)近于相等。這樣就可得到同時滿足等強度原則和潤滑原則</p><p>　　綜合以上幾點及傳動比的計算式得出兩級減速器傳動比ι分別為：</p><p>　　ι=2 ι=3</p><p>　　2.2.3 光杠傳動部分的整體結(jié)

33、構(gòu)</p><p>　　圖2—2 光杠傳動部分外觀結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖2—3光杠傳動部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　3. 光杠傳動原理、實際工作過程及校核計算</p><p>　　本文主要研究的是光杠傳動部分，因此在傳動原理及校核計算方面主要談?wù)摰氖枪飧懿糠值膫鲃釉砑靶：擞嬎恪?lt;/p><p>　　3.1

34、 光杠部分的工作原理</p><p>　　圖3—1光杠傳動部分結(jié)構(gòu)</p><p>　　該機構(gòu)主要有光杠，軸承，以及簡單的箱體組成。</p><p>　　3.2 光杠表面上橢圓曲線沿軸向移動分析</p><p>　　圖3—2軸向移動分析</p><p>　　當(dāng)表面刻有螺旋線的絲杠其位置軸向固定，而做周向旋轉(zhuǎn)時，其螺

35、旋線會沿軸向移動（這使得與其配合的螺母被推動沿軸向移動），上圖中，某時刻，軸前表面上有一橢圓曲線在正垂面a位置處。a與軸心線交點坐標(biāo)為χ0，當(dāng)軸轉(zhuǎn)過一角度如45度時，該曲線在軸的新錢表面上的部分處于正垂面a’位置。a’與軸心線交點坐標(biāo)為χ1，則對新，舊前表面說，新前表面上的曲線位置（a’）較原前表面上曲線位置（在a），沿軸向前移了一段距離|χ —χ0 |。</p><p>　　從圖上可以看到，新前表面上的曲線已不

36、再是平面曲線。這是因為橢圓不是螺旋線，所以新前表面上曲線已不再是平行于原前表面上曲線的橢圓。此處a’位置只是移動后曲線的近似位置。但這并不影響橢圓隨軸旋轉(zhuǎn)時軸向移動的作用。</p><p>　　3.3 機構(gòu)裝配關(guān)系與傳動原理</p><p>　　根據(jù)上面分析把內(nèi)環(huán)內(nèi)徑比光杠直徑稍大些的滾珠軸承（軸承內(nèi)孔是V字型）。其母線與軸線傾斜一定角度α=74度，然后傾斜安裝在與光杠配合，傾斜角也為7

37、4度，當(dāng)在這種裝置的對稱一側(cè)施加壓力則內(nèi)環(huán)內(nèi)孔受壓一側(cè)與光杠表面緊密接觸。由于內(nèi)環(huán)的彈性變形，使得受壓內(nèi)側(cè)錐面表面的交線圓變成橢圓，而內(nèi)環(huán)另一側(cè)面則與軸不接觸。</p><p>　　圖3—3光杠與軸承機構(gòu)裝配關(guān)系</p><p>　　當(dāng)軸傳動時，由p力產(chǎn)生摩擦力帶動內(nèi)環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動，軸上橢圓帶動內(nèi)錐面交線橢圓沿軸向移動。與此同時，內(nèi)環(huán)相對外環(huán)在滾道內(nèi)轉(zhuǎn)動，由滾珠推動外環(huán)沿光杠軸線作軸向移動。由

38、于外環(huán)通過軸承套與螺母座連接在一起，從而實現(xiàn)了螺母座的軸向移動。</p><p>　　被壓力P作用與軸表面緊密接觸，并被軸帶動旋轉(zhuǎn)和軸向移動受壓部分的內(nèi)環(huán)，有著絲杠表面螺旋線能推動螺母前進的相同的功能，所以我們可以形象地稱其為“工作螺旋線”。</p><p>　　這里需要說明的是，只能在對稱方向的一側(cè)施加壓力，而不是在傾斜軸承的上下方施加壓力，以在軸表面形成單一方面的“工作螺旋線”。否則如

39、對稱兩側(cè)同時接觸，在同軸承在一側(cè)受力，而兩端的軸承則應(yīng)在另一側(cè)受力。內(nèi)環(huán)非受壓一側(cè)不與相應(yīng)軸表面接觸螺旋，只是被受壓側(cè)帶動被動地隨其移動。當(dāng)受壓側(cè)內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)到不受壓側(cè)時，不再成為“工作螺旋線”，只是在該側(cè)做“螺旋換向”當(dāng)其再轉(zhuǎn)到受壓一側(cè)時，由于軸承的軸向移動，又稱為下一位置的“工作螺旋線”。如此周而復(fù)始，使得一個軸承移動到任何位置時，總會形成新位置的“工作螺旋線”，實現(xiàn)了在所需軸向范圍內(nèi)移動。這種性質(zhì)與單圈內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)的滾珠絲杠的傳動原理是一

40、樣的。</p><p>　　還需要說明的是，如前所述，由于表面橢圓的移動，氣新位置不再是與原位置平行的橢圓，所以其帶動內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)并將其軸向送進時，軸表面與內(nèi)環(huán)接觸表面產(chǎn)生了一定程度的相對滑動。在下圖中可以看到，橢圓由弧AB移動到弧A’B’</p><p>　　時，軸向移動最大距離處事橢圓中部個點，為越靠近軸上、下處則移動較短。</p><p>　　圖3—4軸承內(nèi)環(huán)沿光

41、杠表面軸向移動分析</p><p>　　（弧AB為軸表面上與受壓內(nèi)環(huán)接觸的橢圓，其中1—4點隨軸轉(zhuǎn)過45度時，成為弧A’B’的1’—4’點。弧A1B1為內(nèi)環(huán)表面上原先處于弧AB位置上的內(nèi)錐面交線，當(dāng)軸轉(zhuǎn)過45度時，軸向移動至新位置。）</p><p>　　由于內(nèi)環(huán)是不可分離的，且外環(huán)被螺母座固定在其中，所以軸承的移動是平行的。于是軸表面的橢圓，相對于內(nèi)環(huán)錐面交線，在帶動其旋轉(zhuǎn)時發(fā)生圓周方向

42、的相對滑動，這種滑動有超前，也有滯后。綜合結(jié)果，使內(nèi)環(huán)的軸向移動量小于軸表面上最大移動處的軸向位移量。</p><p>　　這也就說明了，為何光杠轉(zhuǎn)動一周時，實際移動距離小于按螺旋轉(zhuǎn)動時，螺距的計算值πDtgα的原因（此處D為光杠直徑）。不過這種誤差屬于原理性誤差，其值是確定的。如果壓力P足夠大，被傳動的阻力在一定范圍內(nèi)時，除了這種相對滑動量外，光杠與軸承內(nèi)環(huán)之間不會再有其他打滑現(xiàn)象了。因此這種機構(gòu)是可以實現(xiàn)定比

43、傳動的。</p><p>　　為了增加傳動力，用多只軸承傳動。每只軸承傾斜方向在軸表面上形成的“工作螺旋線”方向必須是同向的。當(dāng)軸正轉(zhuǎn)時，所以軸承同時產(chǎn)生一個方向的傳動力，反轉(zhuǎn)時，同時產(chǎn)生另一個方向的傳動力。為了使軸和導(dǎo)軌受力均勻。機構(gòu)運動平穩(wěn)，采用多個軸承左右配置。 </p><p>　　3.4 光杠特殊軸承</p><p>　　在光杠傳動部分中，軸承是個非常

44、重要的零件，是傳動部分的核心零件。而且此軸承在實際工作中需要在心軸上來回運動，為了不劃傷心軸，因此要求軸承的內(nèi)孔頂尖處為圓弧并且與兩側(cè)的傾斜面圓滑過渡。以下為特殊軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。</p><p><b>　　圖3—5軸承結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　圖3—6軸承結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　3.5 光杠

45、傳動部分實際工作過程</p><p>　　該光杠傳動部分與傳統(tǒng)的絲杠、光杠傳動的目的都一樣，都是為了實現(xiàn)周向運動向軸向運動的轉(zhuǎn)變，然而它與普通的傳動方式是不一樣的。普通的絲杠以及光杠傳動，傳統(tǒng)的絲杠傳動都是利用一個絲杠螺母副就能實現(xiàn)周向運動向軸向運動的轉(zhuǎn)變，而傳動的光杠一般都是利用軸上鍵槽等來實現(xiàn)周向軸向運動的轉(zhuǎn)變，然而此光杠傳動系統(tǒng)則是利用軸上零件與軸外表面之間的摩擦力來實現(xiàn)周向運動向軸向運動的轉(zhuǎn)變。</

46、p><p>　　之所以能靠軸上零件與軸之間的摩擦力來實現(xiàn)周向運動向軸向運動的轉(zhuǎn)變與軸上零件的裝配關(guān)系有很大聯(lián)系，軸承與軸的轉(zhuǎn)配關(guān)系見下圖。</p><p><b>　　圖3—7靜止位置</b></p><p><b>　　圖3—8工作位置</b></p><p>　　上面介紹了此傳動系統(tǒng)的中的特殊零件軸

47、承，其軸承的內(nèi)圈與傳統(tǒng)的軸承內(nèi)圈的最大區(qū)別就是，此系統(tǒng)中采用的軸承內(nèi)圈為V字型，正是此V字型軸承才能實現(xiàn)運動的轉(zhuǎn)變，</p><p>　　在安裝的過程一定要保持軸承與心軸之間有一定的夾角，此夾角的大小為軸承V角的一般，這樣剛好能保證軸承與心軸之間有足夠的摩擦力，恰恰是因為軸承的傾斜安裝，使得軸承內(nèi)圈與軸的接觸部分形成了螺旋線，這樣就使得心軸在轉(zhuǎn)動的過程中依靠心軸與軸承之間的摩擦力和心軸與軸承之間形成的螺旋線從而來

48、推動軸承在心軸上的左右移動，其原理如下圖所示：</p><p><b>　　圖3—9工作原理</b></p><p>　　假設(shè)中間的長桿還未釘死，可以在支架內(nèi)轉(zhuǎn)動。用右手在右端順時針擰動桿件（如同擰緊一顆螺釘），則一號掛環(huán)幾乎在原地隨桿的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，而2號、3號掛環(huán)將在一邊隨著桿轉(zhuǎn)動并向左端前移。傾斜的越厲害則左移的速度越快。</p><p>

49、　　而此傳動系統(tǒng)中的工作就是利用這個原理（摩擦副）。而此系統(tǒng)用的是軸承內(nèi)圈，但是其內(nèi)圈的內(nèi)徑不是直的，而是圓弧，正如這個掛環(huán)。</p><p>　　圖3—10軸承與軸承套配合</p><p>　　圖3—11軸承套與箱體裝配</p><p>　　通過軸承套與箱體的固定來帶動箱體在軸線上做往復(fù)直線運動，當(dāng)外箱移動到一端的時候，通過箱體下?lián)Q向壁上碰輪碰到定位塊，來迫使換向

50、壁改變方向，從而帶動軸承套改變與軸承夾角，從而改變軸承與心軸的夾角，使得螺旋線的方向發(fā)生改變，從來實現(xiàn)來回往復(fù)直線運動。其箱體的受力平衡是通過心軸后端導(dǎo)軌來實現(xiàn)的。</p><p><b>　　圖3—12整體結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　3.6 該光杠傳動系統(tǒng)的特點</p><p>　　此傳動機構(gòu)主要用于排線器上，從主機拉出來的線經(jīng)過排線

51、器頂部導(dǎo)輪，（筒）纏繞在收線盤上，光杠的動力最好由收線軸傳給，其速比可根據(jù)用戶需求自行配比，一般應(yīng)在1：1—1：5范圍內(nèi)。光杠排線器的動力也可單獨設(shè)計，特殊情況下，也可使排線器帶動收線盤運動，從主機放出的線不動，</p><p>　　排線器帶動線纜行走到收線盤邊緣時換向壁上碰輪碰到定位塊實現(xiàn)瞬間換向，時間不超過一秒。適用于1200轉(zhuǎn)/分高速工作場合，滿足于往復(fù)運動極為頻繁的場合。</p><p

52、>　　無級調(diào)節(jié)：收線軸帶動排線器旋轉(zhuǎn)，根據(jù)所盤線徑大小，只需調(diào)動節(jié)距調(diào)節(jié)器即可得到所盤線節(jié)距，達到盤線均勻，無游動間隙。</p><p>　　瞬時換向：根據(jù)排線開檔的大小，只需調(diào)整換向撞塊的位置，當(dāng)換向碰輪移動到換向點時，即使換向，換向時間不越過一秒。</p><p>　　高速排線：排線器光杠最大線速度可達3米/秒，適用于速度為2米/秒以內(nèi)</p><p>　

53、　結(jié)構(gòu)新穎：箱體采用兩開箱式，便于裝配，精度高，推力調(diào)整沒有獨特裝置，易于調(diào)節(jié)推力大小。</p><p>　　3.7 軸及軸承校核</p><p>　　3.7.1 基本額定壽命和基本額定動載荷</p><p>　　所謂軸承壽命，對于單個滾動軸承來說，是指其中一個套圈或滾動體材料首次出現(xiàn)疲勞點蝕之前，一套圈相對于另一套圈所能運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)。</p>&l

54、t;p><b>　　表3—1</b></p><p>　　由于對同一批軸承(結(jié)構(gòu)、尺寸、材料、熱處理以及加工等完全相同)，在完全相同的工作條件下進行壽命實驗，滾動軸承的疲勞壽命是相當(dāng)離散的，所以只能用基本額定壽命作為選擇軸承的標(biāo)準(zhǔn)?；绢~定壽命：是指一批相同的軸承，在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中90%的軸承在發(fā)生疲勞點蝕以前能運轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)(以轉(zhuǎn)為單位)或在一定轉(zhuǎn)速下所能運轉(zhuǎn)的總工作小時數(shù)?；?/p>

55、額定動載荷C：當(dāng)軸承的基本額定壽命為轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的載荷值?；绢~定動載荷，對向心軸承，指的是純徑向載荷，并稱為徑向基本額定動載荷，用表示；對推力軸承，指的是純軸向載荷，并稱為軸向基本額定動載荷，用表示；對角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，指的是使套圈間只產(chǎn)生純徑向位移的載荷的徑向分量。不同型號的軸承有不同的基本額定動載荷值，它表征了不同型號軸承承載能力的大小。</p><p><b>　　表3—2<

56、;/b></p><p><b>　　該曲線公式表示為：</b></p><p>　　1. 預(yù)期壽命=19200小時</p><p>　　2. 當(dāng)量動載荷，取</p><p>　　因為，所以只需校核載荷大的壽命</p><p>　　3. 基本額定動載荷</p><p>

57、;　　取 取，則=36.4KN</p><p><b>　　軸6308的</b></p><p>　　=40.8KN＞C1可知合格 </p><p>　　3.7.2 軸強度校核</p><p><b>　　圖3—13心軸結(jié)構(gòu)</b></p><p>　?。?) 判斷危

58、險截面</p><p>　　因為本系統(tǒng)中采用的軸沒有任何的鍵槽和軸肩等改變軸直徑的，所以不會因為應(yīng)力集中來影響軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕地確定的。</p><p>　　因為該軸屬于細(xì)長軸類，因此主要校核該軸的抗彎強度，及抗扭強度。</p><p>　　截面上的扭曲T為 </p><p>　　T=960000 N

59、·mm 式3—1 </p><p>　　截面上的彎曲應(yīng)力 </p><p><b>　　式3—2</b></p><p>　　=133561/27463 MPa</p><p>　　=4.86 MPa </p><p>　　截面上

60、的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 </p><p><b>　　式3—3 </b></p><p>　　=960000/54928 MPa</p><p>　　=17.48 MPa</p><p>　　由手冊可得軸的材料的沒敏性系數(shù)為 </p><p>　　， </p><

61、;p><b>　　有效應(yīng)力集中系數(shù)為</b></p><p><b>　　式3—4</b></p><p>　　=1+0.82×（2.0-1）</p><p><b>　　=1.82</b></p><p><b>　　式3—5</b>&l

62、t;/p><p>　　=1+0.85×（1.31-1）</p><p><b>　　=1.26</b></p><p>　　由手冊可得尺寸系數(shù)；扭轉(zhuǎn)系數(shù).</p><p>　　軸安磨削加工，由手冊得表面質(zhì)量系數(shù)為 </p><p>　　又由手冊得材料特性系數(shù) </p><

63、;p>　　ψσ=0.1~0.2, 　　取ψσ=0.1</p><p>　　ψτ=0.05~0.1, 　取ψτ=0.05</p><p>　　于是，計算安全系數(shù)Sca值，按公式則得</p><p><b>　　式3—6</b></p><p>　　=275/（2.80×4.86+0.1×0）<

64、;/p><p><b>　　=20.01</b></p><p><b>　　式3—7</b></p><p>　　=155/（1.62×8.74+0.05×8.74）</p><p><b>　　=10.62</b></p><p>&

65、lt;b>　　式3—8</b></p><p><b>　　故可知其安全。</b></p><p>　　故該軸在截面的強度也是足夠的。因為該系統(tǒng)無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性。因此該軸的強度符合要求。</p><p><b>　　4. 設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　

66、本設(shè)計采用滾動摩擦副光杠傳動機構(gòu)，它包括光杠軸，深溝球軸承，依靠軸承內(nèi)圈的特殊結(jié)構(gòu)，以及軸承和光杠軸之間的特殊配合關(guān)系，從而來實現(xiàn)力的傳遞，把光杠的周向轉(zhuǎn)動通過軸承傳遞到機箱，從而實現(xiàn)了周向力向軸向力的轉(zhuǎn)變?？梢蕴娲鷤鹘y(tǒng)的光杠傳動機構(gòu)（如機床進給系統(tǒng)中的光杠傳動機構(gòu)），不僅可以提高傳動效率，而且可以延長光杠傳動系統(tǒng)的使用壽命，并可在一定程度上替代滾珠花鍵傳動機構(gòu)；其中的光杠傳動系統(tǒng)不會出現(xiàn)卡死或卡阻現(xiàn)象，而且能夠?qū)崿F(xiàn)在往復(fù)運動的轉(zhuǎn)變過程

67、，不需要改變光杠軸的轉(zhuǎn)向。</p><p><b>　　5. 致謝</b></p><p>　　本設(shè)計在牛老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下也已完成，從課題的選擇、方案論證到具體設(shè)計和調(diào)試，無不凝聚著牛老師的心血和汗水，在五年本科的學(xué)習(xí)和生活期間，也始終著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向牛艾青老師表示深深的感謝和崇高的敬意。</p><p&g

68、t;　　正所謂不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利的完成，在此向河南科技學(xué)院、機電學(xué)院的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們對我這幾年的悉心栽培。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　?。?］羅宗澤

69、 羅圣國 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 高等教育出版社 2007 </p><p>　?。?］陸國明 光杠—滾珠軸承傳動原理探索 機械工業(yè)出版社 1991</p><p>　?。?］劉長豐 沈慶平 光杠—滾珠軸承傳動原理分析 高等教育出版社 1995</p><p>　　［4］賈亞洲 金屬切削機床概論 機械工業(yè)出版社 2007</p>

70、<p>　?。?］周開勤 機械零件手冊 高等教育出版社 2009 </p><p>　?。?］成大先 機械設(shè)計手冊 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 </p><p>　?。?］濮良貴 紀(jì)名剛 機械設(shè)計 高等教育出版社 2009</p><p>　?。?］陳宏鈞. 金屬切削技術(shù)基礎(chǔ)手冊. 機械工業(yè)出版社，2006</p><p&