毕业设计计算说明书

夹持机构的设计和计算

液压缸的选择：由于液压缸的作用是补偿铝棒切割后的最大误差，铝棒的最大误差在±1mm，所以我们选择最小型号的液压缸：φ24，L23，行程4，重量0.05kg，加紧力3500N。

加紧机构的校核和计算：加紧机构选择滚珠丝杠，其有良好的传动精度，能让转动变为直线运动，摩擦阻力小等特点。

1、确定定位精度：由工作场合确定精度为C7

2、丝杠的扭矩计算

一次夹持铝棒最大重量=2.7*103*0.203*0.203*0.7*8/4=475KG

铝棒最小摩擦力=475*9.8*1.5≈7125N

由f=μ*F N可知F N=f/μ=8906N

查表初步选择3206-3丝杠，其公称直径=32mm，基本导程=6mm

动载荷=14283 静载荷=35361

3、丝杠的全长计算

全长=工作行程+螺母长度+安全余量+安全长度+链接长度+余量=600mm

4、由于两方向丝杠的公况为，每天开机六小时，每年300个工作日。工作八年以上，依工作要求和工作条件，初选外循环插管式，预紧采用双螺母型，圆螺母调隙，导珠管凸出式，7级精度，定位滚珠副，丝杠材料：C r WM n钢；滚道硬度为58~62HRC。丝杠的传动精度为±mm0.04，T h=8*6*300=14400h。丝杠的转速：n1=250r/min。

5、丝杠的校核

寿命的计算

C oe=（K h*L h*K F*K H*K L*F）/K n=8156<18850

满足寿命要求。

式中――轴向载荷，取F＝8906N;K h――寿命系数, （L h/500）1/3L h――工作寿命,取L h=15000K F――载荷系数,取K F=1.2K H――动载荷硬度影响系数,取K H=1.0K L――短行程系数,取K L=1.0 K n――转速系数,取K n=0.5107

静载荷条件计算:

C oe=K F*K H*F=32563<35361

满足条件

预拉深量：取温升3.5o C

丝杠的全长深长量：δtu=a*Δt*l u=2.55*10-6*3.5*0.83=7.2642um

取预拉伸量：4.5um

预拉伸力F t=δ*A*E/L0=337>1000/3

所选丝杠预拉伸力满足要求。

6、伺服电机的选择

假设使用环境：水平放置，伺服电动机直接驱动，3206-3滚珠丝杠传动，两个导柱直接承重和导向，理想安装，垂直均匀负载2000kg，求伺服电动机的功率：

F a=F+μmg，假设不考虑切屑力，综合摩擦系数μ=0.1，得=0.1*32150=3215N

T a=（F a*l）/（2*3.14*n1）,设n1=0.94得，T a=2.1N*m

由扭矩可得，选择电机SA系列中SM60-15-30-CF-1000。

额定转矩：0.5N*m 额定转速：3000rpm 额定功率：0.15kw

7、滚动轴承的当量动载荷校核和寿命计算

由于工作情况得知，轴承既要承受径向载荷，又要承受轴向载荷，所以在低速运转的情况下，选择角接触球轴承7206AC,α=25°，内径30mm，外径62mm，宽度16mm，Cr=21300N，Cor=13700N,基本额定动载荷比为1.0-1.3。

输入轴的轴承计算与校核

1）初步计算当量动载荷P:

轴承采用正装

F S1+F A

P=XF r+YF a，F a轴向力，F r为径向力。

C = P ε

60n1

10

6L h

因该轴承即受轴向力也受径向力，e=F a/F r=8906/5708=1.56>0.68,所以X=0.41 Y=0.87

P=0.87*5708+0.41*8906=8617N

有课本表12-5查得径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y分别为：X = 0.41，Y = 0.87所以:

P = XF r+YF a = 0.41×2353.6+0.87×1556.8 = 2353.6 N

2）求轴承应有的基本额定载荷值C为:

C = P ε

60n1

106

L h= 2353.6×

360×277.14

106

×48000 = 21832 N

3）选择轴承型号:

查课本表11-5，选择:7206AC轴承，C r = 26.8 KN，由课本式11-3有：

L h =

106

60n1⎝ ⎛⎭⎪

⎫C

P

10/3

=

106

60×277.14⎝

⎛

⎭

⎪

⎫

26.8×1000

2353.6

3= 1.56×105≥L

h

所以轴承预期寿命足够。

符合要求

输出轴的轴承计算与校核

1）初步计算当量动载荷P:

因该轴承即受轴向力也受径向力，有课本表12-5查得径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y分别为：X = 0.41，Y = 0.87所以:

P = XF r+YF a = 0.41×5888.5+0.87×4048.8 = 5888.5 N

2）求轴承应有的基本额定载荷值C为:

C = P ε

60n1

106

L h= 5888.5×

360×19.37

106

×48000 = 22500 N

3）选择轴承型号:

查课本表11-5，选择:7206AC轴承，C r = 94.2 KN，由课本式11-3有：

L h =

106

60n1⎝

⎛

⎭

⎪

⎫C

P

10/3)

=

106

60×19.37⎝

⎛

⎭

⎪

⎫

94.2×1000

5888.5

3= 3.52×106≥L

h

所以轴承预期寿命足够。

8、联轴器的选择和校核

类型的选择：

为了隔离震动与冲击，选用弹性套柱销联轴器。

计算联轴器的计算力矩：

由于机器启动时的动载荷和运转中可能会出现的过载现象，所以应当按轴上的最大力矩作为联轴器的计算力矩T ca，并按照T ca=K A*T

其中T—公称转矩K A—工作情况系数

T ca=0.75N*M