内容发布更新时间 : 2024/12/26 1:35:01星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

机械工程及自动化专业课程设计

fH硬度系数 fH=1 fT温度系数 fT=1 fc接触系数 fc=0.81 fw负荷系数 fw=1.5 则动载荷有 2610Ts?1.5fw250?350KCa???1730N fHfTfc0.81?1?1F34、选择导轨 由动载荷可以选择导轨：钢球间隔保持器型LM滚动导轨 微型 SRS型。型号：SRS12MC1+1340LHM。导轨长1340mm，4个滑块，基本额定动载荷C=4000N，基本额定静载荷Co=3530N。 图3.2直线滚动导轨 3.2.2、螺旋丝杆的选择及校核

(1)螺旋丝杆初选

表格 B

计算项目 设计计算过程 计算结果 1、工作载荷F 通过查阅相关资料，工作载荷Fm是指丝杆副在驱动工作台时承受的轴向力，也叫做进给牵引力，它包括丝杆的走刀方式与移动体重力作用在导轨上的其他切削分力相关的摩擦力，因为选择的导轨为矩形截面，所以计算公式如下： F=202N F=KFL?f(FV?FC?G) 其中，FL、FV、FC分别为工作台进给方向载荷、垂直载

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荷和横向载荷；G为移动部件的重力；K和f分别为考虑颠覆力矩影响的试验参数和导轨的摩擦系数，取K=1.1，f=0.15. 则 F?1.1?50?0.15?100?9.8?202N 2、计算螺旋丝杆的动载荷 动载荷计算公式为Ca?3LfmF 66Ca?1680N 其中，L为丝杆的寿命系数，单位为1?10转，L=60nT/10 T为使用寿命时间，本设计中取T=12000h n为丝杆转速：n=v/p=600r/min 得L?60?600?12000/10?432 6fm为载荷系数，取fm=1.1 计算可得动载荷为 Ca?3432?1.1?202?1680N 3、选择螺旋类型 螺旋副的螺纹种类主要有梯形螺纹、锯齿形螺纹、圆螺纹、选用梯形螺矩形螺纹、三角形螺纹。结合受力情况和使用场合等多种纹 因素考虑，选用梯形螺纹。 （2）螺旋丝杆的计算校核 表格 C

计算项目 1、耐磨性 设计计算过程 （1）螺纹中径d2（mm） 计算结果 d2?12.44mm Fd2?0.8 ?ppF为轴向载荷， pp螺纹副许用压强，螺纹副的材料取钢对耐磨铸铁，得 pp=4.3MPa ?为螺母长度L与螺杆中径d2，选整体式螺母，故?=1.5 故 d2?0.8202?3.28mm 1.5?8

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（2）公称直径d和螺距P 根据上式计算出的d2按螺纹的标准基本尺寸系列选取 d?20mm,相应的d和P，经查表可以选出：公称直径：d=20mm；P?4mm, 螺距：p=4mm，取d2?d?0.5?P?18mm d2?18mm材料选择：丝杆材料40CrMn，轴颈处可局部热传动螺母采用ZCuSn10Zn2 （3）导程S 选取线数Z=1，因为螺距P=4mm，故导程S=Z?P=4mm （4）螺母高度H H=??d2=1.5?18=27mm （5）旋合圈数m m=H/P=27/4=6.75 （6）螺纹的工作高度 h?0.5P?0.5?4?2mm （7）工作压强p p?F202??0.26MPa?Pp ?d2hm3.14?18?2?6.75p?Pp=8，说明校核合格，设计正确。 2、验算自锁 （1）螺旋升角? ??arctan(P4)?arctan()?4.048? ?d23.14?18（2）当量摩擦角?T ???T，满足自锁条件 ?T?arctan(fcos?2) 通过查表，滑动摩擦系数（定期润滑）：f=0.10 牙型角?=30? 故 ?T?arctan(3、螺杆强度 0.10)?5.91? cos15?（1）螺杆传动的转矩T ?<[?]，校核合格，符合强度条件 T?0.5Fd2tan(???T)?0.5?202?18?tan(4.048??5.91?) ?319.2N?mm（2）当量应力?

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??3(T24F2)?() 0.2d13?d12其中d1?d?P?20?4?16mm 故 ??3(319.224?2022)?()?1.46MPa 0.2?1633.14?162（3）强度条件 螺杆材料为：45钢调质，查表得： 材料的屈服极限为?s?167~278MPa，选278MPa； 则螺杆的许用应力为[?]?故?<[?] 4、螺纹牙强度 （1）螺纹牙底宽度b 因为是梯形螺纹，故 ?s4?69.5MPa ??[?] b?0.65P?0.65?4?2.6mm （2）螺杆和螺母的抗剪强度 螺杆剪切应力为： ?b?[?b] 说明螺纹牙强度足够。 ??F202??1.55MPa ?d1bm3.14?16?2.6?1螺母剪切应力为： ??F202??1.23MPa ?dbm3.14?20?2.6?1螺杆许用剪切应力 [?]?0.6[?]?0.6?69.5?41.7MPa 螺母许用剪切应力[?]?40MPa 可见??[?]，校核通过。 （3）螺杆和螺母的抗弯强度 螺杆的弯曲应力： ?b?3Fh3?202?2??3.56MPa ?d1b2m3.14?16?2.62?1螺母的弯曲应力：

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?b?3Fh3?202?2??2.85MPa 22?dbm3.14?20?2.6?1螺杆许用弯曲应力[?b]?1.2[?]?83.4MPa 螺母许用弯曲应力[?b]?60MPa 可见?b?[?b]，校核通过。 综上所述，螺纹牙强度足够。 5、螺杆的稳定性 （1）柔度?? Fc>4,证明稳定F性合格. ?L???， i其中长度系数??0.5（两端固定），工作行程 L=1200mm，i?d1?4 4故????Li?0.5?1200?150>90 4(2)临界载荷Fc ?2EIa,其中E为螺杆材料的弹性模量,取 Fc?(?L)2E?2.07?105MPa,螺杆危险截面的轴惯性矩 Ia??d1464?3215.36mm4, 3.142?2.07?105?3215.36F??18228.7N2故c (0.5?1200)(3)稳定性判定 Fc?90.24?4 F说明稳定性合格.

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