双柱式机械式举升机设计机械类毕业设计讲解

1、Wft*H 行w M a " c "组awe , = m9 *Ta> 3 " 1 *，T 卅 " - T " “、T w' -*e o» * * 士 « y "oM im> - x a * w * r w * » e企> i a i'j面 'f dt * v"* * g z a 客",市a ,3研（Av - m , * d s ，1 « b - e * 4 Ba ，投*, nu市&“B ，+ ，- * * a 心 T *

2、71; ，* ./ r 0*理 »ov+1理.辽宁石油化工大学职业技术学院摘要双柱机械式汽车举升机，它包括两个框形举升柱，两个垂直滑动在该框形 举开柱上的升降滑架，两个托臂和两个轨道式托板，其特征在于所述框形举开 柱是由结构在下部的底板升底梁开矩形齿轮箱及矩齿轮箱两侧短边向上延伸 的方形导柱连接上部的横梁构成的整体；所述框形举升柱下面的矩形齿轮箱其 中一个是安装电动机的驱动箱；而所述升降滑架是由两个平行固定在其上的托 臂穿过所述轨道式托板上滑套的孔位相互连接。关键词 滑动螺旋副；导轨；丝杠；制动器；组合开关3目录摘要 I目录 II1绪论 11.1 前言 11.2 举升机概述 22升举

3、装置的总体设计 42.1 设计题目 42.2 设计方案 42.3 方案选择 42.4 实习考察 52.5 确定总设计计划 53机械传动系统 63.1 方案的拟定 63.2 在拟定机械传动系统方案时，应考虑以下原则 73.3 传动类型选择的依据 83.4 滑动螺旋传动的特点及计算 104滚动直线导轨套副 154.1 导轨的类型及其特点 154.2 导轨的设计要求 154.3 导轨的设计程序及内容 154.4 精密导轨的设计原则 154.5 导轨类型的选择原则 164.6 导轨材料与热处理 174.7 常用的淬火方法 184.8 滚动直线导轨副的结构与特点 184.9 定寿命计算 195丝杠同步转

4、动的链传动 215.1 滚子传动的设计 21a r 品>» r "« v rx n wa HM a " c " 组aw e , = m *»* 9 *Ta> 3 " 1 *，T 卅 " - T " “、T w' -*E o» * * « y <f"« ox - X f°4 »w* w * r w *» e 企> i A Irj 面 'F dt * v" * * g z a 客"

5、, 市a ,3 研（Av - m , * d s ，1 « b - e * 4 Ba ，投*, nu 市&“ B ，+ ，- * * a 心 T *« ，* ./ r 0* 理 »ov * 理企M e * p«s w 理辽宁石油化工大学职业技术学院5.2 滚子链传动的设计计算 225.3 滚子链的静强度计算 235.4 滚子链的使用寿命计算 245.5 滚子链链轮的基本参数和主要尺寸 276带传动及其有关计算 286.1 带传动 286.2 带和带传动的形式 286.3 V带传动 286.4 V 带传动的设计计算 296.5 基准宽度制V带传动的

6、设计计算 296.6 带传动的效率 326.7 V带带轮 336.9 带轮的技术要求 336.10 带轮的技术要求 346.11 V带传动的主要失效形式 347制动器的选择及其计算 367.1 制动器 367.2 制动器的分类、特点及应用 367.3 制动器的选择 367.4 制动器的性能参数及主要尺寸 378开关的选择 398.1 HZ5B-1型组合开关 398.2 LXJ6系列接近开关 399经济效益分析 40结论 42参考文献 43谢辞 44iiiA . * *X. x a * .10r. w ,* r w “.f 企> . A .一 *，F At * V" * .* g

7、 K U 客", 市S辽宁石油化工大学职业技术学院1绪论1.1 前言现代汽车工业随着科学技术的飞速发展而日新月异 ，新工艺、新材料、新 技术广泛运用，特别是电子技术、液压技术在汽车上应用，使当今的汽车是集 各种先进技术的大成，新颖别致的汽车时时翻新。而现代汽车的故障诊断不再 是眼看、耳听、手摸，汽车维修也不再是师傅带徒弟的一门手艺，而是利用各 种新技术的过程。随着汽车技术的快速发展，日益呈现出汽车维修的高科技特 征，与其同时汽车维修理念也不断更新。随着汽车技术的发展，维修设备也随之产生了质的变化。汽车保修设备的 生产，也不再是多以机具类为主。20世纪90年代以来，一批批先进的进口汽

8、车检测设备和仪器涌入国门。四轮定位仪、解码器、汽车专用示波器、汽车专 用电表、发动机分析仪、尾气测试仪及电脑动平衡机等 ，这些昔日人们十分陌 生的检测设备，已经成为现代维修企业的必备工具。而这些检测设备，本身就 是高科技化的产品，是电子检测技术、电脑技术的高级集成物。要熟练地操作 使用这些检测设备，技术人员需要经过严格的培训，并要掌握外语和电脑技 术，才能掌握正确的使用方法，充分发挥检测设备的各项功能。这种高科技化 的现代汽车检测设备，使现代汽车维修的科技含量大为提高。加入WTO寸中国汽车维修业的影响是巨大的。为了适应售后服务的要求,1Wft*H 行w M a " c "组

9、awe , = m9 *Ta> 3 " 1 *，T 卅 " - T " “、T w' -*e o» * * 士 « y "oM im> - x a * w * r w * » e企> i a i'j面 'f dt * v"* * g z a 客",市a ,3研(Av - m , * d s ，1 « b - e * 4 Ba ，投*, nu市&“B ，+ ，- * * a 心 T *« ，* ./ r 0*理 »ov+1理.辽

10、宁石油化工大学职业技术学院国外汽车维修业将相继进入中国市场，国外汽车维修业的介入给中国汽车维 修市场提供了 一个较为先进的高效的国际技术环境 ，对促进国内汽车维修业 的更新改造、加速汽车维修业技术进步的进程，将起到良好的推动作用。传统的汽车维修方式、维修制度以及经营模式必然被现代汽车维修方式所 代替。以往的汽车维修往往就维修谈维修，现代汽车维修是汽车销售、零件销 售、资讯及售后服务四位一体紧密结合。 汽车维修的新趋势是维修对象的高科 技化、维修设备现代化、维修咨询网络化、维修诊断专家化、维修管理电脑化 及服务对象的社会化。国外汽车维修企业以汽车服务贸易的形式进入国内市场 使我国汽车维修行业将面

11、临严峻形势，而在汽车维修企业发展要素中，起主 导作用的因素将是：管理、技术、装配和信息。倡导汽车维修行业的服务优质 化、品牌化、现代化，势在必行。1.2 举升机概述丝杆采用一次滚压成形，螺母使用高强度进口尼龙，既保证使用安全性和 坚固度，又使得更换方便；精心选材，并由专门设计工作室进行外观和技术设 计；通过链条传动，实现主副滑架同步运行。本产品适用于将自重小于3200kg的轿车、轻型旅行车、客货两用车、轻 型货车整车举升并固定到所需工作高度，进行多种维修、保养或清洗作业。表1-1举升机技术参数技术参数额定举升质量：3000kg最大举升高度：2000mm托盘距地面最低高度：160mm全行程上升时

12、间：W 4min全行程下降时间： 60S驱动方式：电机驱动、丝杆传递悬臂托举电机功率：3KW工作电压：380V控制电压：220V噪音：& 80dB ( A)外形尺寸：1400m由3160m由2556mm3辽宁石油化工大学职业技术学院2升举装置的总体设计2.1设计题目小轿车维修用开举装置的设计题目设计要求：(1)升举重量3000 kg。(2)升举高度距地面2m(3)升举速度3-4m/min。(4)轿车尺寸：1800 X 2600X 1600 ( mmi2.2 设计方案(1)拟定方案为齿条传动，采用以齿条为承载轨道进行同步开举。 机械能 转化率高，但承载较次。(2)拟定方案为滚珠丝杠传动，

13、采用以旋转运动转化为直线运动，平稳轻 便快捷，机械能转化率低。(3)拟定方案为滑动螺旋传动，采用以旋转运动转化为直线运动，平稳承 载能力强，机械能转化率低。2.3 方案选择根据题目要求和现实状况选用滑动螺旋传动为最佳，能够实现重载升举， 转化率低，易于控制，速度要求不是很高，平稳安全。2.4 实习考察实习考察过程中并未见到此种类型的维修用开举装置，见到的是以液压升 举为主的升举装置，从液压升举到丝杠升举的传动方式改变的实现非常困难， 同时发现两种不同开举的差异体现在立柱承受重载的大小不同，于是决心从液压到丝杠转换。2.5 确定总设计计划(1)首先确定丝杠能否承载近3吨重的开举载荷，结果不能。(

14、2)选用导轨类型，实现丝杠和导轨的同载升举。(3)设想丝杠和导轨同时开举承载的布局设置，实现升举的可行性。(4)对于平稳开举安全升举的控制方式进行设定和选择，决定用制动阀 限制丝杠的旋转，来实现开举的定位。(5)同步开举的实现选择，初步设想两种方案，一是通过蜗杆与丝杠来 实现同步旋转，二是通过链传动来实现丝杠的同步旋转，最后选用链传动。(6)电动机与丝杠实现动力传动的方案选择，一是通过链传动来实现， 二是通过带传动来实现，三是通过齿轮啮合来实现，最后选用带传动，噪声小, 靠摩擦传动传动效率高。(7)箱体选择。(8)限位安全的设定。(9)开关控制的选择.3机械传动系统3.1方案的拟定机械传动系统

15、的设计是一项比较复杂的工作，为了较好地完成此项任务， 不仅需要对各种传动机构的性能、运动、工作特点和适应场合等有较深入而全 面的了解，而且需要具备比较丰富的实际知识和设计经验.止匕外，机械传动系统的设计并无一成不变的模式可循，而是需要充分发挥设计者的创造能力.但 是，大体上都要经过以下一些步骤：(1)根据预期完成的生产任务，选定机器的工作原理和传动方案，两者紧 密相关.机器可以按不同的工作原理来完成同一生产任务， 因而其传动方案也 就不同.例如螺栓的螺纹可以用车削、攻螺纹或滚螺纹的方法来完成.即使采 用同一种工作原理，也可以拟定出几种不同的传动方案； 例如用展成法加工齿 轮，采用不同的刀具可以

16、分别用滚齿机或插齿机来完成，但这两种机床的传动方案完全不同.应从机械的工作性能、适应性、可靠性、先进性、工艺性和经 济性等多方面考虑，来拟定和评比各种传动方案，然后加以确认。根据机器的工作原理和传动方案，便可确定出机器所需要的执行构件的数 目、运动形式，以及它们之间的运动协调配合关系等要求. 对于多执行构件的 机器，如要求各执行构件在运动的时间的先后上和运动位置的安排上必须准确而协调的相互配合时，则应画出机械的工作循环图，它有直线式、圆周式和直 角坐标式三种。(2)确定个执行构件的运动参数和阻力， 并选定原动机的类型、运动参数 和功率等。(3)合理选择机构的类型，拟定机构的组合方案，绘制机械传

17、动的示意图。(4)根据执行构件和原动机的运动参数，以及各执行构件运动的协调配合 要求，确定各构件的运动参数和各构件的几何参数，按GB4460-1984机动示意图中的规定符号绘制机械传动系统的机构运动简图。(5)根据机器的生产阻力或原动机的额定转矩进行机械中力的计算(如确定各级传动轴传递的转矩和各零件所承受的载荷等)，作为零件承载能力计算 的依据。1.1 在分析计算的基础上，按确认的机械传动系统的机构运动简图， 绘制 机器的总装配图、零件图和部件图。1.2 在拟定机械传动系统方案时，应考虑以下原则(1)采用尽可能短的运动链，以利于降低成本、提高传动效率和传动精度。(2)应使机械有较高的效率，对单

18、流传动应提高每一传动环节的传动效 率，对分、汇流传动应提高功率大的功率流路线中各传动件的传动效率。(3)合理安排传动机构的顺序。转变运动形式的机构通常安排在运动链的 末端，靠近执行构件处，摩擦传动(带、机械无级变速器等)以及圆锥齿轮(大 7a r 品>» r "« v rx n wa HM a " c " 组aw e , = m *»* 9 *Ta> 3 " 1 *，T 卅 " - T " “、T w' -*E o» * * « y <f"«

19、; ox - X f°4 »w* w * r w *» e 企> i A Irj 面 'F dt * v" * * g z a 客", 市a ,3 研（Av - m , * d s ，1 « b - e * 4 Ba ，投*, nu 市&“ B ，+ ，- * * a 心 T *« ，* ./ r 0* 理 »ov * 理企M e * p«s w 理辽宁石油化工大学职业技术学院尺寸者难于制造)一般安排在传动的高速部位。(4)合理分配传动比。各种传动均有一个合理使用的单级传动比值, 一

20、般 不应超过；对于减速的多级传动，按照“前小后大”的原则分配传动比为有利， 但相邻两级传动比的差值不要太大。增速的多级传动亦遵循这一原则。(5)保证机械的安全运转。如无自锁性能的机构应设置制动器；为防止机 械过载损坏，应设置安全联轴器或有过载打滑的摩擦传动机构， 为防止无润滑 而运行，应设置连锁开关，保证机器工作前润滑系统先行工作等。1.3 传动类型选择的依据机械传动系统的两大基本任务是保证工作机实现预期的运动要求和传递 动力。如工作机是现有的机器，则传动系统的设计任务仅在于选择一合理的传 动，使动力机的输出与工作机的输入相匹配即可。如设计任务是实现执行构件 与动力机的匹配，则传动系统的设计就

21、比较复杂，需要分析执行构件的运动要 求：行程、速度、加速度、调速范围、实现位置要求、实现函数要求、实现轨 迹要求、实现急回要求、停歇要求、相互间的动作配合要求；以及动力要求： 力、转矩和功率等。在选定动力机后，根据运动和动力的要求来确定传动系统 方案并进行具体设计，这时，传动系统就可能包含连杆机构、凸轮机构和间歇 运动机构等。选择传动类型时，应综合考虑下列条件：根据滑动螺旋副的螺纹种类、特点和应用选用梯形螺纹(GB5796.15796.3-1986 )代号Tr,它的牙型角为30o,螺纹副的小径和大径处有相等的径向间隙，螺纹工艺好，牙根强度高，内外螺纹的对中性好，采用剖分式螺纹 可调整、消除轴向

22、间隙。但传动效率比矩形和锯齿型螺纹低。 它是螺旋传动中 最常用的一种。梯形螺纹牙型与基本尺寸牙型见表1-1其基本尺寸见GB/T5796.15796.3-1986。牙型角a = 300,螺纹副的小径和大径处有相等的 径向间隙，螺纹工艺性好，牙根强度高，内、外螺纹的对中性好，采用部分式 螺母可调整、消除轴向间隙。但传动效率比矩形和锯齿型较低。 它是螺旋传动 中最常用的一种。表3.3-1梯形螺型（mm）牙型图名称符号计算公式图3-1所示外螺纹大径d螺距P牙顶间隙acP2-56-1214-44ac0.250.51基本牙型高H1H1=0.5P外螺纹牙型高h3h3= H1+ ac内螺纹牙局H4H4=h3牙

23、顶局ZZ=H1/2外螺纹中径d2d2=d-2Z内螺纹中径D2D2=d-2Z外螺纹小径D3d3=d-2h3内螺纹小径D1D1=d-2H1内螺纹大径D4D4=d+2ac外螺纹牙顶圆角R1R1max=0.5ac内、外螺纹牙底圆角R2R2max=ac3.4滑动螺旋传动的特点及计算特点：螺旋传动主要由螺杆和螺母组成。 除自锁螺旋外，一般用来把螺旋 运动变成直线运动，也可把直线运动变成旋转运动，同时进行能量和力的传递， 或者调整零件间的相互位置。计算如下:11Wft*H 行w M a " c "组awe , = m9 *Ta> 3 " 1 *，T 卅 " -

24、T " “、T w' -*e o» * * 士 « y "oM im> - x a * w * r w * » e企> i a i'j面 'f dt * v"* * g z a 客",市a ,3研(Av - m , * d s ，1 « b - e * 4 Ba ，投*, nu市&“B ，+ ，- * * a 心 T *« ，* ./ r 0*理 »ov+1理.辽宁石油化工大学职业技术学院表3.4-2滑动螺旋传动的设计计算计算项目单位计算公式、参数选择

25、和说明实例计算结果耐 磨性螺杆中径d2mmd2=e -F式中？一螺纹形式寸 yp系数，梯形、巨型螺纹 ?=0.8.F 一轴 向(N)W一螺母长度L与螺杆中径d2之 比，部分式螺母为2.53.5 。P一 许用压强(Mp3见表6.1-14 (现代 机械传动手册)F=8000N已知d=44,（查 GB/T5796.3-1986）d2=38计算项目单位计算公式、参数选择和说明实例计算结果耐 磨性公称直径d 和螺距Pmm根据上式算出的d2按螺纹的标准基本尺寸系列选取相应的d和P得 d=44P=12螺纹导程PhmmPh=ZPZ 螺纹线数Ph=12Z=1螺纹旋合长度LmmL=W d2L=100¥=

26、2.63旋合圈数mm=L/P一般 me 1012m=8.33螺纹工作局度 H1(h)mm梯形螺纹H1=0.5PH1=6螺纹表面， 作压强PMpaP1FM2HlmP=1.68滑动速度 v=34m/min 由表 6.1-14 , p=5.68 校核 合格压强校合pwp验 算 项 目螺纹升角 入°入=arctan（Ph/ 兀 d2）入=5° 44,当量摩擦角T°=arctanfT fT=f/cos 3由表 6.1-12 , T=4° 455° 53取 3 T=5° 20,反行程自锁 条件入wT入=5° 44, >T=5

27、76; 20,不自锁螺 杆 强 度螺旋传动的 转矩TN m mT=0.5Fd2tan( X +(f)T)T=24270.27当量应力(TMpa(7=11.16 d3=31,4F ； J T 2圣3.3强度条件b W (T 式中(T -螺杆 材料的许用应力(Mpa),查表 6.1-15(r=68120 > b螺杆满足强度 条件计算项目单位计算公式、参数选择和说明实例计算结果螺纹牙强度螺纹牙底宽度 bmm梯形螺纹b=0.65pb=7.8男 切应力TMpa螺母：t =F/(d 兀 bm)T =0.89 < T =30 40强度条 件T T 弯 曲应力(T bMpa螺母：bb=3 (FH1

28、) /(d 兀 ml2)d b=2.06< (rb=4 060强度条 件(rb< crb° 和b b查表6.1-15 。因螺母的材料强度通常伸好螺杆，因此一般只校验螺母螺纹牙的强度。仅在螺杆与螺母材料相同时，才验算螺杆的螺纹牙强度螺纹牙强度足够螺 杆 的 稳 定 性柔度入r入r=Lw/i式中长度系 数，查表6.1-17Lw 一螺杆的最 大工作长度i螺杆危险截面的惯性半径(mm ,i=d3/4入 r=216.8 产0.7Lw=2400 i=7.75临界载何F0N入 r > 8590 时，F0=兀2EA/入r2未淬火钢,式中E一螺杆材料的弹性模量，钢材的 E=20700

29、0(Mpa)A一螺杆危险截面的面积(mr2) ,A=兀 d32/4F0=32757A=754.39稳定性的合格 条件F0/F>2.54如不满足，应增 大螺杆直径d3F0/F=4.1 > 2.54, 合格轴向载荷F使 每个螺纹导程 产生的变形量8 Fmm4FPh8 F=2pEd38 F=0.000615螺 杆 的 刚 度转矩T使每个 螺纹导程产生 的变形量8 TmmST=16詈式中合螺杆材斗的切变模量，钢的G=83000Mpa6 T=0.000074每个螺纹导程 的总变形量mm8=8 F± ST当轴向载荷F与 运动方向相反时取“ 十 ”号8 =0.000689单位长度变形

30、量4 = 8 /Ph精度要求小局的场合,尸（810） x 0.00001=0.000057 < 尸(56) X 0.00001 螺杆刚度合格计算项目单位计算公式、参数选择和说明实例计算结果螺 杆 的 横 向 振 动临界转速n0r/minn式种心1_ 一 1n_ 60 2? 1000E . 0（）2nL?pL一螺旋传动中主动件上 的转矩（N m）-支撑系数，查表6.1-17n0=653L=30001=3.927p 密度(kg/mm3 )对于 钢 p =0.0000078( kg/mm3)工作转速n的 校合nW 0.8 n0n=80< 645满足要求动 力 计 算驱动功率kwTnP=s

31、ee/ FV"CCC 41=0.985 4=0.57 P=0.9kw".001-八0.00000 1955071 r滑动螺旋副工作时主要承受转矩、轴向拉（压）力，设计时应根据工作情况，判定其实效形式，确定相应的计算准则13a r 品>» r "« v rx n wa HM a " c " 组aw e , = m *»* 9 *Ta> 3 " 1 *，T 卅 " - T " “、T w' -*E o» * * « y <f"

32、1; ox - X f°4 »w* w * r w *» e 企> i A Irj 面 'F dt * v" * * g z a 客", 市a ,3 研（Av - m , * d s ，1 « b - e * 4 Ba ，投*, nu 市&“ B ，+ ，- * * a 心 T *« ，* ./ r 0* 理 »ov * 理企M e * p«s w 理辽宁石油化工大学职业技术学院滑动螺旋副的主要实效形式是磨损，故螺杆的直径和螺母的高度通常是按 耐磨性计算确定的。传力较大或受冲击载荷的

33、传力螺旋， 应校核螺杆危险截面 的强度及螺母螺纹牙的剪切和弯曲强度。对精度要求较高的传动螺旋，应根据刚度确定或校核螺杆的直径。对长度比较大的受压螺杆，因其易产生侧向弯曲，需校核其稳定性。长径 比较大，转速又较高的螺杆，可能发生横向振动，应校核其临界转速。对有自锁要求的螺旋传动，要验算其能否满足自锁条件。15a r 品>» r "« v rx n wa HM a " c " 组aw e , = m *»* 9 *Ta> 3 " 1 *，T 卅 " - T " “、T w' -*E o&#

34、187; * * « y <f"« ox - X f°4 »w* w * r w *» e 企> i A Irj 面 'F dt * v" * * g z a 客", 市a ,3 研（Av - m , * d s ，1 « b - e * 4 Ba ，投*, nu 市&“ B ，+ ，- * * a 心 T *« ，* ./ r 0* 理 »ov * 理企M e * p«s w 理辽宁石油化工大学职业技术学院4滚动直线导轨套副4.1 导轨的类型及其

35、特点导轨按运动轨迹划分，可分为直线运动导轨和圆周运动导轨。4.2 导轨的设计要求(1)几何精度就是通常所说的导向精度，即运动的直线度或回转精度；(2)运动精度包括两方面的内容：一是运动的平稳性，二是定位精确；(3)具有足够的承载能力和刚度，使用寿命长；(4)结构简单、工艺性好、便于调整和维修；(5)具有良好的润滑和防护装置。4.3 导轨的设计程序及内容(1)根据工作条件、载荷特点，确定导轨的类型、截面形状和结构尺寸。(2) 进行导轨的力学计算，选择导轨材料、表面精加工和热处理方法以及 摩擦面硬度匹配。(3) 设计导轨的配合间隙和预加载荷调整机构。(4) 设计导轨的润滑系统及防护装置。(5)制定

36、导轨的精度和技术条件。4.4 精密导轨的设计原则对几何精度、运动精度和定位精度要求较高的导轨，在设计时还必须考虑 如下一些原则：使导轨系统能达到误差相互补偿的效果，必须满足下列三个条件：(1) 导轨间必须设计中间弹性环节，如使用滚动体、粘贴塑料、静压油 膜等。(2) 导轨间要有足够的预紧力，使接触的误差能进行补偿。预紧力不大 于使中间弹性体发生永久变形时的变形力。(3) 导轨要有较高的制造精度，要求导轨的制造误差小于中间弹性体的 变形量。4.5 导轨类型的选择原则(1) 精度互不干涉原则：导轨的各项精度制造和使用时互不影响才易得 到较高的精度。如矩形导轨的直线性与测面导轨的直线性在制造时互不影

37、响； 又如平一一V导轨的组合，上导轨的横向尺寸的变化不影响导轨的工作精度。(2) 静、动摩擦系数相接近的原则；例如选用滚动导轨或塑料导轨，由 于摩擦系数小且静、动摩擦系数相近，所以可获得很低的运动速度和很高的重 复定位精度。(3) 导轨能自动帖合的原则；要使导轨精度高，必须使相互结合的导轨 有自动帖合的性能。对水平位置工作的导轨，可以靠工作台的自重来贴合的性 能。对水平位置工作的导轨，可以靠工作台的自重来贴合；其他导轨靠附加的 弹簧力或者滚轮的压力使其铁合。(4) 移动的导轨在移动过程中,始终全部接触的原则：也就是固定的导 轨长，移动的导轨短。(5) 对水平安置的导轨，以下导轨为基准，上导轨为

38、弹性体的原则：以 长的固定不动的下导轨为刚性较强的刚体为基准，移动部件的上导轨为能具有一定变形的弹性体。(6) 能补偿因受力变形和受热变形的原则：例如龙门式机床的横梁导轨， 将中间部位制成凸形，以补偿主轴箱移动到中间位置时的弯曲变形。4.6 导轨材料与热处理(1)导轨材料的要求和匹配：用于导轨的材料应具有良好的耐磨性、 摩擦 系数小和动静摩擦系数差小。导轨副应尽量由不同材料组成，如果选用相同材 料，也应采用不同的热处理或不同的硬度。通常动导轨(短导轨)用较软耐磨 性底的材料，固定导轨(长导轨)用较硬和耐磨材料制造，材料匹配对耐磨性 影响见表4.6-1 :表4-1导轨材料匹配及其相对寿命导轨材料

39、及热处理相对寿命导轨材料及热处理相对寿命铸铁/铸铁1淬火铸铁/淬火铸铁4 一 5铸铁/淬火铸铁2L 3铸铁/镀铭铸铁3 4铸铁/淬火钢>2塑料/铸铁8(2)导轨材料与热处理导轨材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁,灰铸铁通常以HT200或HT300故固定导轨，以HT150或HT200做动导轨。(3)导轨的热处理一般重要的导轨，铸件粗加工后进行一次时效处理，高精度导轨铸件半精 加工后还需进行第二次时效处理。4.7 常用的淬火方法(1)高、中频淬火，淬硬层深度(1i_ 2)mm硬度(45. 50)HRC.(2)电接触加热自冷表面淬火，淬硬层深度 (0.2 I 0.25)mm,显微硬度600HM 左右。

40、这种淬火方法主要用于大型铸件导轨。4.8 滚动直线导轨副的结构与特点结构：滚动直线导轨副是由导轨、滑快、钢球、反向器、保持架、密封端盖及挡板等组成。当导轨与滑块作想对运动时，钢球沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加工而成的四条滚道滚动，在滑块端部钢球又通过反向器进入反向孔后再进入滚道，钢球就这样周而复始地进行滚动运动， 反向器两端装有防尘密封端盖，可有效地防止灰尘、屑末进入滑块内部。特点：(1)动静摩擦力之差很小、摩擦阻力小，随动性极好。驱动功率小，只相 当于普通机械的十分之一。(2)承载能力大，刚度高。导轨副滚道截面采用合理比值 .D为钢球直径) 的圆弧沟槽，因而承载能力及刚度比平面与钢球接触大

41、大提高。(3)能实现高速直线运动，具瞬时速度比滑动导轨提高10倍。(4)采用滚动直线导轨副可简化设计、制造和装配工作、保证质量、缩短19A . * *X. x a * .10r. w ,* r w “.f 企> . A .一 *，F At * V" * .* g K U 客", 市S辽宁石油化工大学职业技术学院时间、降低成本。导轨副具有“误差均化效应”从而降低基础件 (导轨安装面) 的加工精度，精铳或精刨即可满足要求4.9 定寿命计算滚动直线导轨副额定寿命的计算与滚动轴承基本相同L 二 f hf t f cf aCa kfw P式中L 一额定寿命(Km);Ca一额定动

42、载荷(kN);P 当量动载荷(kN);10e = 一 ,3z一导轨上滑块数；e一指数，当滚动体为滚珠时，e=3,当滚柱时，K 额定寿命单位(km),滚珠时，K = 50km ,滚柱时，K = 100km；f 一硬度指数h3.6f =滚道实际硬度(HRC )、h h <58；九一温度系数，查取0二1;f 一接触系数，查取f =1.00; ccf 精度系数，查取f =1.0; aaf 一载荷系数，查取f =1.8; wwF max受力最大的滑块所受的载荷(kN),计算方法见下表：21Wft*H 行w M a " c "组awe , = m9 *Ta> 3 "

43、; 1 *，T 卅 " - T " “、T w' -*e o» * * 士 « y "oM im> - x a * w * r w * » e企> i a i'j面 'f dt * v"* * g z a 客",市a ,3研（Av - m , * d s ，1 « b - e * 4 Ba ，投*, nu市&“B ，+ ，- * * a 心 T *« ，* ./ r 0*理 »ov+1理.辽宁石油化工大学职业技术学院表4-2工作条件fw无外部

44、冲击或振动的低速运动的场合，速度小于 15m/min1. 1.5无明显冲击或振动的中速运动场合，速度为15 ._ 60m/min1.5 L 2有外部冲击或振动的高速运动场合，速度大于60m/min2|. 3.523辽宁石油化工大学职业技术学院5丝杠同步转动的链传动5.1 滚子传动的设计国家标准GB/T 18150-2000滚子链传动选择指导，是链传动设计选择 标准，也是确保链条质量的标准，而且是对链条质量最低要求的标准。 此标准 等同采用ISO1082&链传动属于具有中间挠性件的啮合传动，它兼有齿轮传 动和带传动的一些特点。与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低， 链齿轮受力情

45、况较好，承载能力较大；有一定的缓冲和减振性能；中心距可大 而结构轻便。与摩擦型带传动相比，链传动的平均传动比准确；传动效率较高； 链条对轴的拉力较小；同样使用条件下，结构尺寸更为紧凑；止匕外，链条的磨 损伸长比较缓慢，张紧调节工作量较小，并且能在恶劣环境条件下工作。链传 动的主要缺点是：不能保持瞬时传动比恒定；工作时有噪声；磨损后易发生跳 齿，不适用于受空间限制要求中心距小以及急速反向传动的场合。链传动的应用范围极广。通常，中心距较大、多轴、平均传动比要求准确的传动，环境恶 劣的开式传动，低速重载传动，润滑良好的高低速传动等都可成功的采用链传 动。按用途不同，链条可分为：传动链、输送链和起重链

46、。在链条的生产与应 用中，传动用短节距精密滚子链（简称滚子链）占有最主要的地位。通常，链 传动的传动功率在100Kw以下，链速在15m/s以下。链传动的效率，对于一般传动，具值约为0.94-0.96 ;对于用循环压力供油润滑的高精度传动，具值约为 0.98。5.2 滚子链传动的设计计算设计链传动的已知条件：(1)主动和从动机械的类型；(2)主、从动轴的转速n1、n2 (r/min )和直径；(3)中心距要求和布置；环境条件。(5)所传递功率P(kw);表5.2-1滚子链传动的一般设计计算方法见下表项目符 号单位公式和参数选te说明链轮 齿数z1z2传动比 i= -n1 = -z2-n2z1z1

47、 = z2 =25为传动平稳，链速增 高时，应选较大的 z1 ,高速或受冲击载 荷的链传动，Z1至少 25齿，且链轮齿应淬 硬修正 功率PckwPc = pf f2 =1.98P-输入功率 f1-工况系数 f2 -主动链轮 齿数系数链条节距Pmm根据修正功率pc和链轮转速由图14.2-2或图14.2-3选用合理的节距Pp=38.1 n = 9，|r/min25Wft*H 行w M a " c "组awe , = m9 *Ta> 3 " 1 *，T 卅 " - T " “、T w' -*e o» * * 士 «

48、y "oM im> - x a * w * r w * » e企> i a i'j面 'f dt * v"* * g z a 客",市a ,3研（Av - m , * d s ，1 « b - e * 4 Ba ，投*, nu市&“B ，+ ，- * * a 心 T *« ，* ./ r 0*理 »ov+1理.辽宁石油化工大学职业技术学院初定 中心 距ao而ao=(3050)p脉动载荷无张紧时，a。< 25 p , a°max = 80p =3048首先考虑结构要求定中心距

49、a0,有张紧装置或托板时，a0可mmiV 4>4大于80 P ；对于中心aO0.2zi(i+1)p0.33z1(i- 1)p距不能调整的传动，a0min = 30 p节数X0X02%Zi + Z2=+ p2f3 = 0f3p+ - =185， a0X0圆整为整数X ,宜取偶 数，以避免 过度链节。X =186实际 链条 节数XX0圆整为X，链条长度为XpL = m =7.0866m1000实际 中心 距a,mma,=a- Da，Da = (0.0021 0.004)aD a应保证 链条松辿后合适的 垂度 0.01 ) f = L a<U 0.03J链速vm/sv =Wipz2n2

50、P_ .0_人= 0.14287；60 创100060 10005 v £ 0.6m/s低速传动5.3 滚子链的静强度计算在低速重载链传动中，链条的静强度占有主要地位，通常vY 0.6m/s视为 低速传动。如果低速链也按疲劳考虑，结果常经不经济。因为额定功率曲线上 各点其相应的条件性安全系数n大于820,比静强度安全系数为大。另外， 当进行有限寿命计算时，若要求的使用寿命过短，使用功率过高，则链条的静 强度验算也是比不可少的。链条的静强度计算公式为：刁nKaF + Fc+ Ff式中n 静强度安全系数Q 一链条极限拉伸载荷Ka 工况系数F 一有效拉力Fc 一离心力引起的拉力，其计算公式

51、Fc = qv2; q为链条每米的质量；v为链速；当v<4m/s时，Fc可忽略不计；Ff 一悬垂拉力，见图14.2-6 ,在Ff和Ff中选大者；n一许用安全系数，一般为48;如果按最大尖峰载荷Fmax来代替KaF进行计算，则可为36;对于速度较低、从动系统惯性较小、不太重要的传动或作 用力较低的确定比较准确，n可取较小的值。得 n=101 n05.4 滚子链的使用寿命计算当链传动的传动功率要求超过额定功率、链条的使用寿命要求小于15000h或者磨损伸长率Dp要求明显小于3%寸，有必要进行链条的使用寿命P计算。设P0为由式n =得到的功率值，Q刁nKaF +Fc+ Ff'107 1

52、B为由式T Wi 1'3.71KmP0KaP )工得到的功率值, 100P为要求传27递的功率。在不发生胶合的前提下对已知链传动进行疲劳寿命计算为Wft*H 行w M a " c "组awe , = m9 *Ta> 3 " 1 *，T 卅 " - T " “、T w' -*e o» * * 士 « y "oM im> - x a * w * r w * » e企> i a i'j面 'f dt * v"* * g z a 客",市a ,

53、3研（Av - m , * d s ，1 « b - e * 4 Ba ，投*, nu市&“B ，+ ，- * * a 心 T *« ，* ./ r 0*理 »ov+1理.辽宁石油化工大学职业技术学院廿 KaP c c'右,3P0Km73.7110 KmP0 Lp一初 KaP )100,., K p ,右 P0 £<P0KmT = 15000(KmP0 )2 LpKaP100式中T使用寿命Z1 一小链轮齿数n1一小链轮转数Km一多排链排系数,单排Km=1、双排Km=1.7、三排Km=2.5、四排Km=3.3；Ka 工况系数Lp 一链

54、长，以节数表小。滚子链的耐磨损工作能力计算当工作条件要求链条的磨损伸长率D2明显小于3%£者润滑条件不能符合规p定要求方式而有所恶化时，可按下式进行滚子链的磨损计算。链条的磨损使用 寿命与润滑条件、许用的磨损伸长律以及银链承压面上产生的滑摩功等因素有关。T =91500f*2c3旦.|组 式中I p J V i +1 _ p 1T一使用寿命Lp 一链长，以节数表小V一链数Z1 一小链轮齿数i 传动比Dp一许用磨损伸长率，按具体工作条件确定；PG 一磨损系数Q一节距系数Q齿数-速度系数pr 一钱链比压钱链比压按下式计算Pr = KAF+ Fc- Ff式中AKa 工况系数F 一有效拉力F

55、c一离心力引起的拉力F f 一悬垂拉力A一较链承压面积，A值等于滚子链销轴直径d2与套筒长度b2的乘积。当使用寿命T以确定时，T =91500曳小3 匕且_ |P 确定许用压力pr】，用式 < Pr 八 i +1 - P 1KaF + Fc+ Ffpr =-进行饺链的比压计算：Pr £ 3ar r5.5滚子链链轮的基本参数和主要尺寸表5-1滚子链链轮的基本参数和主要尺寸名称符号计算公式说明基 本 参 数链轮齿数z查表14.2-3配用链 条节距滚 子外径 排距P dr PtP=38.1 dr =22.23pt =0查表14.2-2主 要 尺 寸分度圆直径dP d = t0 =304.1800 sinz齿顶圆直径dadamax = d + 1.25p- dr =329.4J 1.6）damin =d +J 一一 Pdr =317.4 I z J齿根圆直径dfdf = d- dr = 281.77分度圆弦齿高hahamax 0.625 十|p0.5d =14Iz J最大齿根距离Lx1.900.，一，lx = d cos - dr