螺旋传动工作台设计计算说明书

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1、设计计算说明书课题：螺旋传动工作台时间：2009年6月目录一、设计任务1二、总体设计方案2三、各零件设计方案33.1丝杆螺纹的设计与校核33.2螺母及配合制的设计与校核73.3电机的选择83.4其他轴段设计83.5轴承的尺寸与润滑设计93.6直线滚珠导轨的设计与校核103.7端盖、轴承盖与机座11四、设计心得12参考资料：13一、设计任务1.设计课题：螺旋传动工作台的设计3.设计要求：设计一个用于传输装置上的螺旋传动工作台。工作台由电动机驱动，自行选择选择电机各项参数。在此基础上，计算传动装置的运动参数，完成丝杆传动的设计计算，以及轴承、联轴器、润滑、联接

2、件的选择及校核计算。最后，绘制出装配工作图及零件工作图，并编写出设计计算说明书。设计的具体数据要求如下：（1）工作台水平行程20mm（2）重复精度0.05mm（3）承重1.5Kg（4）运行速度5mm/s3．学生任务：（1）螺旋传动工作台装配图一张（2）零件工作图两张（轴、端盖）（3）设计计算说明书一份2二、总体设计方案1.传动工作台的总体工作情况传动装置基于螺旋传动的原理，利用螺杆与螺母间的相对运动，将旋转运动变为直线运动。装置位于原动机之后，主要是利用原动机提供的有效转矩，借以实现工作台的精确定位和移动。2.装置特点（1）装置结构紧凑，传动链长度大为缩短

3、。同时，设计简单、便于制造、维护方便。（2）介于螺旋传动的特点，可以在传动链中精确的传递相对运动和位移，可以方便的控制螺母的移动速度，传动精度较高。（3）装置具有有自锁功能，可以实现传动中的“稳定刹车”。（4）因为存在载重要求，必须考虑轴向载荷和转矩作用下的螺杆变形，以及其引起螺距变化对传动精度造成的影响，即必须要进行螺杆的刚度校核。在设计中，发现这是接影响螺纹精度等级的最主要因素，必须格外注意。3.装置传动方案确定初步确定丝杆为滑动螺旋传动模式，主要存在以下两种基本类型。【1】（1）螺母固定，螺杆转动并移动（见图1）。这时螺母本身就起着支撑作用，从而简化

4、了结构。虽然精度较高，但轴向尺寸往往很大，刚性较差。（2）螺杆转动，螺母移动（见图2）。这种传动形式存在独立的支撑件，结构紧凑（所占轴向尺寸取决于螺母高度及行程大小），刚度较大。图1图22综合考虑后，本设计选用后一种方案，即螺杆转动、螺母移动。传动方案的结构如图3图4所示。其中所包含主要零部件如下：1--轴承盖，2--调整垫片，3--机座，4--轴承，5--工作台，6--端盖，7--套筒，8--螺杆，9--密封圈，10—滚珠导轨，11--滚珠。图3图4三、各零件设计方案3.1丝杆螺纹的设计与校核1.滑动螺旋传动特点（1）螺杆转动一周，螺母移动一个螺距（弹头

5、螺纹）。因为螺距一般很小，所以在转角很大的情况下，能获得很小的直线位移量，可大大缩短机构的传动链，故装置结构紧凑。（2）具有较好的增力作用。只要给主动件一个较小的转矩，从动件即能获得较大的转矩。（3）由于工作台采用滑动螺旋设计，存在较大的滑动摩擦，致使其效率偏低，磨损较快。2.螺杆材料、热处理及精度所有轴的制造材料均为45号钢。螺纹部分采用表面淬火处理，保证硬度达到245HRC，使螺纹具有较好的强度和韧性。考虑传动工作台的技术要求和安装限制，选取公差等级为h7级的基轴制配合。3.螺纹数据的初步设计与校核考虑到实际中轴向力的影响较大，选取梯形螺纹作为基本齿形

6、。根据GB/T5796.3-2005，。试取（外螺纹）公称直径，对应的中径，小径，螺距。由GB/T5796.4-2005，对于h7的梯形外螺纹，中径的极限尺寸，。现实中，滑动螺旋传动的失效性是主要是螺纹的磨损、螺杆的变形或螺纹的断裂等。因此，滑动螺旋传动的校核通常包括耐磨性、刚度、稳定性及强度等方面。根据使用需要，还需进行驱动力矩、效率与自锁等其他方面的计算。（1）螺旋升角及诱导摩擦角，得查表【1】，钢的摩擦系数，因而其中，梯形螺纹的牙型半角（2）轴向力的确定根据要求，载重。设计中留出预留量，即考虑径向力，取，则。根据力的合成原理，得（3）耐磨性校核因为磨

7、损的速度与螺纹工作表面大小有直接关系，所以为了提高螺旋传动寿命，必须限制螺纹工作表面压强，即：这里，取梯形螺纹螺纹工作高度。试选用整体式螺母()，因而。2这里初步确定螺纹材料为45号钢，为兼顾螺纹的硬度和韧性要求，进行比表面淬火处理，保证HRC在40～50。查表【1】得45号钢的许用压强。显然，有成立，合格。又螺母螺纹扣数，合格。（4）驱动力矩、传动效率及自锁性校核对于单线螺杆，。视螺旋副克服摩擦力的力矩为其驱动力矩，即传动效率显然，，故当驱动力矩去除后，螺旋将会自锁，实现“稳定刹车”。（5）刚度校核在长度为1m的螺纹上，因轴向载荷和转矩作用而产生的螺距累

8、计变化量查表1【1】可知，，精度等级合格。表1精度等级567891