丝杆传动工作台

Henan Polytechnic University课程设计说明书设计题目： 丝杆传动工作台 学生学号： 3107040402 专业班级： 测 控 07-2 班 学生姓名： 张登攀 指导教师： 张登攀 目录第一章 概述1.1 课程设计目的.1.2 设计要求.1.3 注意事项.1.4 设计步骤.第二章 总体设计方案2.1 工作台的设计.2.2 导轨的设计.2.3 丝杆的设计.2.4 轴承的选择.2.5 联轴器的选择.2.6 电机的选择.2.7 减速器的选择.第三章 机械结构零部件设计3.1 工作台的设计.3.1.1 工作台尺寸及重量初步估计.3.1.2 工作台简图.3.2 导轨的设计.3.2.1 导轨材料和类型选择.3.2.2 导轨额定载荷的预算.3.2.3 导轨参数选择.3.2.4 滑动导轨的计算.3.2.5 导轨的润滑.3.3 丝杆的设计及计算.3.4 滚动轴承的选择及计算.3.5 联轴器的选择及计算.3.6 电机的选择.3.7 减速器的选型.第四章 机构润滑4.1 导轨的润滑.4.2 螺纹连接的润滑.4.3 滚动轴承的润滑.第五章 丝杠传动工作台的装配第六章 总结附：参考文献第一章 概述1.1 课程设计的目的“精密机械设计基础” 课程设计作为实践环节对于整个课程具有非常重要的意义。学生在这个环节中不仅是完成一项指定任务，更重要的是实际走过一个完整的设计过程。学生在课程设计中应该定位为设计者。设计者要进行方案筛选论证，要考虑装配关系，考虑结构工艺性，考虑选材。整个设计采用 AutoCAD 和 Solidworks 完成，从 3D 建模到 2D 图纸。我们要求每人拿出至少一张可用于加工的图纸。这样的图纸，仅仅图形表达正确是远远不够的。图纸的尺寸标注要合理，要有尺寸公差和形位公差，要正确选择材料，要有技术要求。总之，通过课程设计要使学生知道，设计过程包括那些步骤，能够投放生产的加工图纸是什么样子。其目的是：（1）具体应用、巩固加深和扩大课程及有关先修课程的理论知识、生产知识，了解精密机械设计的一般设计方法和步骤，培养学生的实际设计能力，为以后进行毕业设计打下基础；（2）掌握正确的设计思想。通过课程设计使同学掌握仪表的设计思路。机械产品设计，一般其主要过程为：（接受）设计任务（拟定）设计方案设计计算绘制装配图绘制零件图设计过程中需注意以下内容：1）满足使用要求（功能、可靠性及精度要求）2）注意工艺性（结构合理、简单，经济性，外观要求）3）熟悉有关规范、标准、手册设计中涉及到的零件材料、结构等，均需按照有关标准选择；零件的尺寸、公差等亦应符合相关标准；制图也要符合一定的规范。因此在课程设计过程中要求同学学习、掌握查阅标准及使用手册的能力。1.2 设计要求工作台水平行程如下表 1-1 所示，重复精度 0.05mm，承重1.5kg，运行速度 5mm/s设计内容：确定丝杠传动的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动参数；丝杠传动的设计计算；轴承、联轴器、润滑、联接件的选择及校核计算；绘制装配工作图；编写设计计算说明书。数据编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9水平行程（mm） 15 20 25 30 35 40 45 50 55数据编号 10 11 12 13 14 15 16 17 18水平行程（mm） 60 65 70 80 85 90 95 100 110表 1-11.3 注意事项（1） 在课程设计前，应认真研究题目，明确设计要求和已知条件，阅读参考资料，了解课程设计的内容；（2） 对设计方案及结构，设计小组应进行讨论和对比，以明确优、劣、正、误，取长补短，改进设计；（3） 在正式进行设计计算前与指导教师充分讨论设计方案，明确设计方案；（4） 设计方案确定后，将确定的结构方案用计算机绘成草图给指导教师审阅，审阅后可绘制正式的设计图纸；（5） 按规定编制设计计算说明书，将设计说明书和全部图纸交指导教师审查，经认可后方可呈交；1.4 设计步骤（1）丝杠传动工作台总体设计方案（2）工作台的设计（3）导轨的设计（4）丝杠的设计和校核计算（5）轴承的选型（6）联轴器的选型（7）电动机的选型（8）减速器的选型（9）润滑第二章 总体设计方案丝杠传动工作台总体设计方案的内容包括工作台尺寸设计、导轨设计、减速器的选择、联轴器和轴承的选择以及直流电机的选择。总体实物图如图 2-1 所示。图 2-12.1 工作台的尺寸设计由于所要承受的负载的重量较小，并且导轨的行程比较小，所以根据负载的重量可设计矩形工作台。2.2 导轨类型设计由于工作台的运动部件重量和工作载荷不大，故设计滑动直线导轨副，从而减小工作台的摩擦系数，提高运动稳定性。2.3 电机的选择根据负载的重量和工作台及零部件的重量较小，所以选用的电机的功率较小，可选用普通的直流电机，结合丝杠的转矩可选择所需的电机。2.4 减速器的选择因为工作台的水平行程比较小，丝杠的转速比较小，结合电机的转速较大，需选择传动比较大的减速器，又因为所需功率较小，则可选用同轴圆柱齿轮减速器。2.5 联轴器和轴承的选择根据所选用的电机的转轴的尺寸和减速器的蜗轮和蜗杆的尺寸，可以选择合适的联轴器。由于在转动过程中，所受的轴向力比较小，主要承受径向力，所以可选择角接触轴承。实物图如下图所示：结构件图如下图示：第三章 机械结构零部件设计3.1 工作台的设计3.1.1 工作台外形尺寸及重量初步估计工作台的相关参数设定为：材料：灰铸铁 HT200，密度 =7.0g/cm 3长度宽度厚度：50 6010+503510 2=30000+35000=65000mm 3工作台质量：m=V=7.065000 10 -6=0.455kg G=4.55N工作台最大载荷：F=15N3.1.2 工作台简图根据给定的有效行程，画出工作台简图。取两道轨的中心距为50mm，设计工作台简图如下：3.2 导轨的设计3.2.1 导轨材料和类型选择导轨类型的选择为滑动和滚动，在此我们选择滑动三角形导轨。导轨简图如图所示材料： 用于导轨的材料，应具有耐磨性好，摩擦因数小，并具有良好的加工和热处理性质。本设计导轨材料应选用 HT200，它具有较好的耐磨性，灰铸铁密度为 =7.0g/cm 3。此灰铸铁导轨的硬度一般为 180200HBW。为了提高导轨表面硬度，采用表明淬火工艺，表面硬度可达 55HRC，导轨的耐磨性可提高 13 倍。3.2.2 导轨额定载荷的预算 工作台重量 G=4.55N，工作台最大载荷 F=15N，因此导轨额定静载荷为 F 静=F+G=4.55+15=19.55N3.2.3 导轨参数选择 （单位mm）H 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 65 80 100 125H1 9 12 15 18 24 30 38 48 60 75 100h 7 9 11 13 17 22 27 34 43 53 68 85 105 130b 不大于 1.2 1.6 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25900 1.2 1.6 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25b1 12001.6 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32900 0.8 1 1.2 1.6 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12b2不小于12001.6 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20K 不小于 0.8 1 1.2 1.6 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12K1 不小于 1 1.2 1.6 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20=600 6.93 9.2411.55 13.86 18.48 23.0928.87B=900 12 16 20 24 32 40 50 64 80 100 130H1为推荐尺寸；B 仅供参考，允许使用不同宽度的棱面。表 3-2-1 导轨参数由表 3-1 可选用 H=8 H1=12 h=9 b 不大于 1.6=90 0 B=9.24mm导轨长度 L=150mm3.2.4 滑动导轨的计算根据导轨的初步尺寸和形状，以及受力情况，求出导轨面上的压力分布，然后算出导轨面上的平均比压和最高比压，其值低于使用经验所推荐的许用比压值。为了使导轨磨损均匀及提高工作寿命，导轨上的压力应尽可能平均，从表中可得，许用最大比压约为许用平均比压的二倍，因此在实际设计实验中，通常只计算平均比压。P=（P 2+G）/BL P(公斤/ 厘米 2)P 计算平均比压( 公斤/厘米 2)；P2垂直载荷（公斤） ；G导轨面所承受的总重量，包括工件和工作台的重量（公斤）；B导轨的水平投影宽度（厘米） ；L与工作台接触的导轨面总长度（厘米） ，对于圆周运动导轨，L= D，D为原型导轨的平均直径（厘米） ；p许用平均比压(公斤/厘米 2)，P=(1.5+0.455/2)/(0.9245)=0.384(公斤/厘米 2)如下表 3-2 所示：铸铁导轨的许用比压 (公斤/ 厘米 2)导轨种类 直线运动导轨 圆周运动导轨直径 D中等机床重型机床 磨床 D300环状工作台单导轨 双导轨主运动导轨平均比压 45 23 4 3 2 1.5最大比压 8 4进给运动导轨平均比压 1215 5 0.250.40最大比压 2530 10 0.500.80表 3-2-2注：i. 以固定切削规范工作的专用机床，逊于比压应减小 25%；ii. 钢对铸铁用表中允许值，钢对钢的允许比压应增加 2030%；iii. 聚四氯乙烯（P.T.F.E）为基材的塑料正常连续使用时平均比压小于3.5(公斤/厘米 2)；间断使用时允许达 17.5(公斤/厘米 2)；短暂使用时，最大可达 35(公斤/厘米 2)；iv. 锌合金 ZnAl10-5 导轨的平均比压可达 2(公斤/ 厘米 2)。查表得P=0.250.40p p则导轨尺寸设计合理3.2.5 导轨的润滑保证导轨的良好的润滑，是减少导轨的摩擦和磨损的另一个有效措施。这主要是乳化油的分子衣服在导轨接触面，次年工程厚度为 0.0050.008mm 的另一层极薄的油膜，从而阻止活减少导轨面间直接接触的缘故。选择导轨润滑油的主要原则是载荷越大、速度越低，则油的粘度应越大；垂直导轨的润滑油粘度，应比水平导轨的润滑油的粘度大些。在工作温度变化时，润滑油的粘度变化要小。润滑油应具有良好的润滑性能和足够的油膜强度，不侵蚀机件，油中的杂质应尽量少。对于精密机械中的导轨，应根据使用条件和性能特点来选择润滑油，常用的润滑油有机油、精密机床液压导轨油和变压器油等。还有少数精密导轨，选用润滑脂进行润滑。机床导轨的润滑方法：导轨类型 使用何种润滑 剂 润滑方法 备注L-AN 全损耗系统用油 油绳、油轮、油枪、压力循环 没有爬行的卧式机床普通的滑动导轨液压-导轨油 由液压系统供油 各类的磨床导轨和液压系 统采用同一种油油绳、油轮、油枪、压力循环 适用于有爬行现象的机床导轨油油雾 排除空气，并要求工作表 面没有切屑润滑脂 滑动面较短时用脂枪或压盖脂 杯注入到油槽里 适用于垂直导轨和偶尔有 慢速运动的导轨表 3-2-3因此由上表可知本设计选用机密机床导轨油润滑。3.3 丝杠的设计滑动螺旋的特点：结构简单，加工方便；易于实现逆行程自锁，工作安全可靠；摩擦阻力大，传动效率低；容易磨损，轴向刚度较差。 滚珠螺旋的特点：摩擦阻力小，传动效率高；磨损小、寿命长、工作可靠性好；具有运动的可逆性，应设防逆动装置；轴向刚度较高，抗冲击性能较差；结构复杂，加工制造较难；预紧后得到很高的定位精度（约达 5um/300）和重复定位精度（可达 12um） 。参照设计要求发现，滑动螺旋和滚动螺旋均可满足要求。拟选定滚动螺旋传动方式。滚动螺旋的工作原理如图 21 所示，丝杠 4 和螺母 1 的螺纹滚道间置有滚珠 2，当丝杠或螺母转动时，滚珠 2 沿螺纹滚道滚动，则丝杠与螺母之间相对运动时产生滚动摩擦，为防止滚珠从滚道中滚出，在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置 3，如图 2 一 la 所示的反向器和图 21b 所示的挡珠器，它们与螺纹滚道形成循环回路，使滚珠在螺母滚道内循环。(1)滚珠丝杆副的选用与校核计算导轨摩擦力Fu=u(m1+m2)g=6.615N 其中 m1 =3移动负载；m2 =1.5工作台质量和四个滑块质量；u=0.15导轨与支撑之间的摩擦系数u 查下表：常用材料的滑动摩擦系数静摩擦系数 us 动摩擦系数 u摩擦副材料无润滑 有润滑 无润滑 有润滑钢 -钢 0.15 0.10.12 0.1 0.050.1钢-青铜 0.10.15 0.150.18 0.07(2)轴向载荷 Fxmax 和等效轴向载荷 Fm 的计算Fxmax=kFx+u(Fz+G)+( m1+ m2)a=15.84N其中负载移动阻力系数 k=1.15 ; FX负载移动阻力；Fz= m2g; G= m1 g; a=v/t=5mm/s2; Fxmax=Fm=15.8N;(3)预设滚动丝杆基本参数螺纹公称直径d 0=10 ；导程P h=2.5；钢球直径D w=1.488mm;圈数列数ik=2.51；螺杆滚道曲率r s=0.52Dw;转速 n=V/Ph=120r/min;(4)计算动载荷 CaCa=khKFKHKlFm/kn=90.95N寿命系数 Kh =(Ln/500)1/3工作寿命 Lh 查下表：各类机械预期工作时间机械类型 Lh 备注普通机械普通机床数控机床精密机床测试机械航空机械50001000010000150002000020000150001000250（天）16（h）10（年）0.5（开机率）=20000由于是普通丝杆传动，选 Lh =15000h；又查表得：载荷系数载荷性质 无冲击平稳时 一般运行 有冲击和振动KF 1-1.2 1.2-1.5 1.5-2硬度系数硬度系数 大于等于 58 55 50KH 1.0 1.11 1.56精度系数精度系数 1、2、3 4、5 7KA 1.0 0.9 0.8由上表知：载荷系数 KF=1.2；动载荷硬度系数 KH=1.0;转速系数 Kn=（33.3/n） 1/3,其中 n 是丝杆转速；短行程系数 KL=1.0；寿命系数 Kh=（L h/500） 1/3。(5)螺旋导程角 =arctan P h/d 0= arctan0.417=4.6o（6）基本额定载荷校核 CaCa=fc（icosa） 0.7Z2/3Dwwtana=368.6Nfc= KFKHKA Fm=19.008其中 fc：与滚珠丝杆副滚道的几何形状制造精度和材料有关的系数载荷系数 KF=1.2；动载荷硬度系数 KH=1.0; 精度系数 KA=1.0; 一圈螺纹滚道内的钢球数量 Z=d 0/Dw；钢球滚到便面在接触点处的公法线与螺纹轴线的垂直线间的夹角 a=45 o由上可知：C a 大于 Ca（7）基本静载荷 Coa 计算Coa =KFKH F=6.6N*1.2=7.92NKH 静载荷硬度影响系数 取 KH =1.0；KF 载荷系数 取 KF =1.2;F 轴向载荷 取 F=6.6N;基本额定静载荷 Coa =focizDw2sina=5261N当 a=45 o时，r s/ Dw=0.52, foc=63.7Coa 小于 Coa，所以符合要求。（8）驱动转矩 TT=(F* d0/2)tan（+ ）=6.6*5* tan（+ ）=13.8N*mm螺纹公称直径d 0=10 ；螺旋导程角；当量摩擦角 ； 由旋动运动变为直线运动时tan =0.0025（9）当量应力 =（4F/d 22） 2+3(T/0.2 d23)2） 1/2=0.026Mpd2丝杆的螺纹底径，d 2= d0+2e-2rs=10+0.06-1.548=8.51mme滚到圆弧偏心距， e= rs-Dw/2=0.03mm（10）许用应力牌号 铸件预计抗拉强度铸件壁厚（mm）大于 小于等于抗拉强度 b（Mp）单铸试棒最小抗拉强度（Mp）用途举例HT1002.5102030102030401301009080100适于对强度无要求的零件（外罩、底板）HT1502.510203010203040175145130120150适于对强度要求不高的零件（机床底架、轴承座）HT2002.510203010203040220195170160200适用于对强度、耐磨性要求较高的零件（气缸、齿轮）由上表易知：铸铁抗拉强度最小为 100Mp，而且刚的抗拉强度较之更大，所以 小于，设计符合要求。（11）轴向载荷 F 产生的轴向变形量 F 滚珠丝杆常见的三种安装方式: 固定自由 固定支撑 固定固定选定，即固定固定 F=FLj（L-L j）/E*A*L=2.625*10 -3mm其中 Lj丝杆两支撑间距离， Lj=35mm；L丝杆计算长度， L=(35-25)/2+25=30mmE丝杆材料的弹性模量 查表可知：钢E=2.07*10 5(Mpa)A丝杆的计算截面积 A=（d 0-D） 2/4=70.85mm2（12）转矩 T 产生的轴向变形量 T T =（T* Lj *Ph）/2gI P=2.898*10-6mm其中 IP丝杆的计算截面积的极惯性矩IP=（d 0-D） 4/32=799.23426G丝杆材料切变模量钢：G=8.3*10 4（13）轴向载荷 F 使钢球与螺旋滚道间产生的轴向变形 a当 rs/Dw=0.52 时，且滚动螺杆两边有预紧，则： a=(0.3*10-3*KZF)/Z(D W*FP)1/3=5.664*10-5 mm参数如下：Z工作螺母中的钢球总数 Z=m*j*kZ一圈螺母中的钢球数 Z=(* d 0)/ DWFP预紧力 一般取 FP= Fmax/3KZ载荷分布不均匀系数 一般取 KZ=1.2（14）温升引起的轴向位移 a材料线膨胀系数 at（表内数值*10 -6/OC）温度范围（ OC）材料20 20-100 20-200 20-300工业用铜 （16.6-17.1） （17.1-17.2） 17.6黄铜 17.8 16.8 20.9碳钢 （10.6-12.2） （11.3-13） （12.1-13.5）铸铁 （8.7-11.1） （8.5-11.6） （10.1-12.2）镍铬合金 14.5由上表综合考虑取 at=11*10-6/OC t=attl o=1.1*10-6 mm其中 at线性膨胀系数 at=11*10-6/OCt丝杆温度 一般为 3-5 OCt =4 OClo螺纹有效长度 lo =25mm（15）丝杆轴向总变形量 = F+ T+ a+ t=2.625*10-3mm+2.898*10-6mm+5.664*10-5 mm+1.1*10-6 mm=2.686*10-3mm（16）丝杆的轴向刚度 K =F/=2457（17）刚度条件K 丝杆允许轴向刚度K 小于K =18*104 所以符合条件（18）重复定位度=F st/K =0.00269mm=2.69mK ：轴向刚度 F st：导轨间最大静摩擦力 小于=0.05mm=50m所以符合要求（19）滚珠丝杆副的许用转速 Dn值滚珠丝杆副的许用转速滚珠丝杆副的转速过高，会产生共振，影响正常运转，损坏机器。nmaxnc =（60a 2/2L c2）*（EIg/rA）1/2=fd2*107（r/min ）a：安全系数，a=0.8E：弹性模量，E=2.07*10 5MPaI：丝杆剖面最小惯性矩，I=d 22/64d2: 螺纹底径，mmg： 9.8N/Kgr： 材料比重，r=7.65*10 5N/mm3A： 螺纹底径面积，A=d 22/4 （mm 2）Lc： 计算许用转速 nc用的安装距离，mm固定固定安装方式中，L c为丝杆计算长度，指 F 和 T 作用处到固定轴承端的距离，L c=30mm，安装系数如下表所示：序号 安装方式 f Kz Kc1 固定-自由 1.875 3.4 0.25 2.52 固定-支撑 3.927 15.1 2 203 固定-固定 4.730 21.9 4 40滚珠丝杆副的 Dn值当滚珠丝杆精密等级为 15 级时：20710mm*r /min=10*2071=donmax70000mm*r/min （20）传动效率：由螺旋运动变为直线运动时，=tan/tan（+ ， ）=0.417/0.41994=99.3tan ， =0.0025 tan=0.417 ：螺纹升角3.4 滚动轴承的选则与校核选择轴承的类型与多种因素有关，通常根据下列几个因素：允许空间。载荷大小和方向。例如既有径向又有轴向联合载荷一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承，如径向载荷大，轴向载荷小，可选深沟球和外圈都有挡边的圆柱滚子轴承，如同时还存在轴或壳体变形大及安装对中性差，可选用推力调心滚子轴承。轴承工作转速。旋转精度。轴承的刚性。轴向游动。由上综合：本设计选用角接触球轴承初选轴承为 a=25o 的角接触球轴承。（1）径向外载荷 Fr： F r=（m 1+ m2）g=44.1N（2）轴向外载荷 Fa： F a=FXmax=15.84N（3）轴承支反力： R 1=R2=R=Fr/2=22.05N（4）轴承派生轴向力： 查表得：S 1=S2=S=0.7R=15.435N（5）轴承所受轴向载荷：因 S1+ FaS 2则 A2= S2+ Fb2= S1+ FA=15.435+15.84=31.275A1= S1=15.435N附表：基本尺寸/mm 基本额定载荷/KN极线转速/r*min-1安装尺寸/mmd D B Cr Cor 脂 油 damin Damax ramax26 8 4.92 2.25 19000 28000 12.4 23.6 0.326 8 4.75 2.12 19000 28000 12.4 23.6 0.330 9 5.82 2.95 18000 26000 15 25 0.61030 9 5.58 2.82 18000 26000 15 25 0.6（6）计算轴承所受当量载荷 Pr因轴承工作时有冲击，查表载荷系数为 fp=1.4因 A1/R1=0.7e=0.68 A2/R2=1.42e=0.68且 A2A1 P r=P2=fp（xR 2+ yA1）=1.4(0.4122.05+0.8115.435)=1.4(9.225+12.502)=30.42N（7）基本额定动载荷 CC=(Prfh/ft)*(60nL,n/106)1/2=983.2NL,h: 轴承预期计算寿命，L ,h=15000h,Fh： 寿命指数，当 L,n=15000h 时，f h=3.11Ft： 温度系数，f t =1.0工作温度/ L,h=15000h 且 CTT 为丝杆最大转矩联轴器选择合格。附表：许用转速 轴孔直径 d（H7） 轴孔长度公称转矩Tn铁 钢 铁 钢 Y型J、J1型D D1转动惯量J 重量型号/N*m /r*min-1 /mm /kg* m2 /kg10、11 25 2212、14 32 27YL1YLD1 10 800 13000 16、18、19 42 30 71 53 0.0018 0.9412、14 32 2716、18、19 42 30YL2YLD2 16720012000 20 20、22 52 38 80 64 0.0035 1.503.6 电机的选择与校核常用的电机有：YR 系列（ IP23）绕线转子三相异步电动机、YH系列高转差率三相异步电动机、YC 系列电容启动异步电动机。YR 系列电动机：转子采用绕线型绕组，使电动机能在较小的启动电流下提供较大的转矩，并能在一定范围内调速。冷却方式为IC01， B 级绝缘。适用于不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所，如压缩机、卷扬机、拔丝机等。YH 系列为 Y 系列（IP44）：转差率高，启动转矩大，启动电流小，机械特性软，能承受冲击负荷。电动机转子采用高电阻铝合金制造。冷却方式为 IC0141，B 级绝缘。适用于传动转动惯量较大和冲击负荷以及反转次数较多的金属加工机床。YC 系列电动机：其体积小，重量轻，结构简单，运行可靠，维修方便。两个端盖式轴承。E 级绝缘，防护等级 IP44，冷却方式机座 号 63 以上位 IC0141,56 以下为 IC0041。广泛应用在机械传动设备上，如小型机床，冶金、化工、纺织、医疗器械及日用品电器。其基本参数如下：传动比 i=12.5 导程 L0=2.5mm 丝杆直径 d=10mm 驱动负载质量 m=4.5kg 丝杆平移速度 v=0.005m/s 加速度 a=0.005m/s =0.15 g=9.8N/kg外负载力计算：F w=mgf=4.41N惯性负载力 ：F j=ma=0.0225N折算到电动机轴上的负载力矩为：Tm=(1/i)(l0/2)(F w+Fj)=0.00014Nm 折算到电动机轴上的转动惯量：Jm， =(1/i2)(l0/2) 2m=410-9kgm2电动机轴的转速：n=i(v/l0)=1500r/min电动机的功率计算因为重力负载在任何速度下都是相同的，属 于在峰值力矩下，以峰值转速不断驱动的负载，则电动机的功率为：Pm（1.52.5）Tc pnlp /其中，= 1* 2* 36* 42* 5=0.64 1 丝杆传动效率 2 凸缘联轴器传动效率 3 滚子轴承传动效率 4 精度为 8 级的齿轮传动效率 5 刚性联轴器的传动效率 附表：类别 传动型式 效率 类别 传动型式 效率 很好跑和的 6 级精度和 7 级精度齿轮传动（稀油润滑）0.980.99 润滑不良 0.948 级精度的一半齿轮传动（稀油润滑） 0.97 润滑正常 0.979 级精度的齿轮传动（稀油润滑） 0.96 润滑特好 0.98加工齿的开式齿轮传动（干油润滑）0.940.96滑动轴承 液体摩擦 0.99球轴承（稀油润滑） 0.99圆柱齿轮传动铸造齿的开式齿轮传动0.900.93滚动轴承 滚子轴承（稀油 润滑） 0.98浮动联轴器 0.970.99 滑动丝杠 0.30.6齿轮联轴器 0.99丝杠传动 滚动丝杠 0.850.95联轴器弹性联轴器 0.990.995 则 Pm=（20.00014225）/0.64=0.069W综上所述，查机械设计手册表 17-1-97 可得：代 号机座 铁芯 极数 功率/W转速r/min效率/功率因数COS堵转转矩额定转矩堵转电流/A声功率级dB（A）1 2 16 35 12 2 25 3000 40 0.90 0.6 1.2 651 4 10 24 0.8452 4 16 1500 33 0.85 0.55 1 601 2 40 47 1.52 2 60 3000 53 0.90 0.5 2 651 4 25 38 1.2502 4 40 1500 45 0.85 0.55 1.5 703.7 减速器的选择与校核减速器种类繁多，可分为：圆柱齿轮减速器、圆锥、圆锥-圆柱齿轮减速器、蜗杆、齿轮-蜗杆减速器、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、谐波齿轮减速器、三环减速器等。常用的圆柱齿轮减速 器又可分为单级、两级、三级。特点及应用：圆柱齿轮减速器两级展开式是两级减速器中最简单 万向联轴器（a3 0）0.970.98万向联轴器（a3 0）0.950.97梅花接轴 0.970.98液力联轴器(在设计点)0.950.98 的一种。齿轮相对于轴承位置不对称，当轴产生弯曲变形时，载荷 在齿宽上分布不均匀，因此，轴应设计得具有较大的刚度，并尽量使高速级齿轮远离输入端。高速级可制成斜齿，低速级可制成直齿。相对于分流式讲，用于载荷较平稳的场合。经查阅分析优先选择圆柱齿轮减速器两级展开式。又知，丝杆传动需要的最大功率：Pm=（20.00014225）/0.64=0.069W丝杆传动需要的最大转矩： T=(F* d0/2)tan（+ ）=6.6*5* tan（+ ）=13.8N*mm最终确定减速器基本参数如下：公称传动比 i=12.5 输入转速 n1=1500 r/min 输出转速 n2=120 r/min 功率 P=1.06kw转矩 T=72.5Nm通过以上数据对比，减速器符合要求。附表：公称传动比 i输入转速 n/rmin功率、转矩 中心矩 a/mm50 60 80 100 125 140 155额定输入功率 P1/kw 额定输出转矩 T2/Nm1500 P1T21.1566.52.081223.542106.5538411.166614.586719.0113.81000 P1T20.92791.681452.892535.374669.2381912.2108016.1142.910750 P1T20.8911.481702.562964.785498.2997411.0129114.71730500 P1T20.611041.161972.053523.876606.8111879.07158012.22126300 P1T20.421170.812251.464142.817895.0814576.8519679.3326671500 P1T21.0672.51.941333.302295.834059.9470613.092117.1121.11000 P1T20.8484.51.561582.682744.774898.2286210.9114214.51519750 P1T20.73971.361822.373214.245747.3610219.76135413.11817500 P1T20.551101.052091.873763.416876.0212408.04165410.8222912.5300 P1 0.37 0.72 1.31 2.46 4.45 6.02 8.22 第四章 机构的润滑4.1 导轨的润滑 按滑动速度和平均压力来选择粘度 下表是按照导轨滑动速度和平均压力来选择其润滑油的粘度。其中的粘度和国标 GB/T7632-1987机床用润滑剂的选用中所推荐的两种导轨油 L-G68、L-G150 和两种导轨-液压油 L-HG32 与 L-H68 的粘度相当。按滑动速度和平均压力来选择其粘度（40）(单位： mm 2/s)滑动速度（mm/min）比压/MPa0.01 0.1 1 10 100 10000.050.1 N68 N68 N68 N68 N32 N320.20.4N150 或220N150 或220N150或 220N150 或220 N68 N68表 4-1-1S=LB=50*10=500mm2式中：S导轨和工作台支柱接触面积L工作台支柱长度B导轨宽度P=F 静 /S=19.55N/510-4 =3.91104Pa=0.039MpaT2 120 232 429 805 1492 2019 2754F 静 导轨额定静载荷V=5mm/s=300mm/min由以上计算及表可知导轨的润滑油选择 N324.2 螺纹联接的润滑螺纹联接由螺纹紧固件或被联接件的螺纹部分构成，如螺钉、螺栓、螺母与管件螺纹连接等。通常要求能圆滑地旋紧、松开并兼有自锁作用，有的还要求紧密性，对所加润滑剂要求不高，但长期固定放置会阴环境介质如潮湿、受热等影响而变质，使金属腐蚀，因此要求有一定防锈性能，可使用粘度（40）为 2040mm2/s 的防锈润滑油。管件螺纹联接用润滑组合物的组成及性质组成物名称及含量（质量分数）改进丝扣脂 硅酸丝扣脂 成品性质 指标基础脂（%） 36.02.5 20.50.5 锥入度 25,工作后/0.01mm(NLG1 号 1) 310340硅组合物（%） 12.90.3 -18l 冷却后 最低 200- 滴点/ 最低 87.8硅油（%） - 2.60.2 蒸发量（100,24h） （质量分数，%） 最低 2.0石墨（%） 18.01.0 18.01.0分油量（镍锥，24h ，65.6）(质量分数，%) 最大5.0铅