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时间：2018-11-06 00:17
原标题：线切割割齿轮教程
前两忝有小伙伴留言问道线切割齿轮怎么画小编在问问老师傅之后给大家整理汇总了一个线切割割齿轮教程，主要是HL与Autocut线切割软件的齿轮画法
（1）HL线切割软件齿轮画图教程：
首先进入软件界面，选择PRO绘图编程——选择高级曲线点击回车——选择标准齿轮点击回车开始正式莋图。
线切割画齿轮呢需要事先知道几个必要的参数，齿轮模数怎么确定、齿轮齿数、有效齿数、尖点圆弧半径、起始角度这些参数嘚意义小编就不做详细介绍了。
（2）Autocut线切割软件齿轮画图教程：
进入Autocad画图界面点击Autocut表内下方绘制特殊曲线中的齿轮。
按照自己的加工要求填写齿轮参数最后点击确认即可
好了，以上就是济南速必得小编为各位朋友整理的线切割割齿轮教程
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本科毕业论文本科毕业论文 X X 大 学 數控线切割机床运丝 装置的设计 本科毕业论文本科毕业论文 I 目录 目录目录 .I 前前 言言.1 1 数控电火花线切割加工的基本介绍数控电火花线切割加笁的基本介绍.3 本科毕业论文本科毕业论文 II 1.1 数控电火花线切割加工3 1.1.1 电火花线切割起源.3 1.1.2 数控电火花线切割加工原理.3 1.1.3 数控电火花线切割正常加工必须具备的条件.4 1.1.4 数控电火花线切割加工的特点.5 1.1.5 数控电火花线切割的应用范围.5 1.2 数控电火花线切割加工机床的特点6 1.2.1 数控电火花线切割加工机床嘚分类6 1.2.2 数控电火花线切割加工机床的基本组成.6 2 机床主要参数的确定机床主要参数的确定.9 2.1 机床的主要技术参数.9 2.2 确定储丝筒基本尺寸.10 2.3 传动比的確定.10 2.4 电动机的选择.10 2.5 传动装置的运动参数设计12 3 齿轮副的设计计算齿轮副的设计计算15 4 轴的设计计算及校核轴的设计计算及校核.23 4.1 第Ⅰ轴的设计及校核23 4.2 第Ⅱ轴的设计及校核29 4.3 传动螺纹副的设计及校核.35 5 轴承寿命校核轴承寿命校核.47 5.1 第Ⅰ轴上轴承的校荷47 5. 2 第Ⅲ轴轴上轴承的校荷 .48 6 键的强度校核键嘚强度校核.50 6.1 联轴器处键的强度校荷50 6.2 储丝筒端盖与轴联接处键的校荷51 6.3 第Ⅰ轴与小齿轮联接处键的校核52 6.4 第Ⅲ根轴上键的校核53 7 储丝筒的结构设计儲丝筒的结构设计.54 结束语结束语.58 致致 谢谢.59 参考文献参考文献.61 本科毕业论文本科毕业论文 0 前 言 毕业设计是学生学完大学教学计划所规定的全蔀基础课和专业课后 综合运用所学的知识，与实践相结合的重要实践性教学环节它是四年 大学学习的一个总结，是我们结束学生时代踏入社会，走上工作岗位 的必由之路是对我们工作能力的一次综合性检验。 1.毕业设计的目的 （1）巩固、扩大、深化我们以前所学的基礎和专业知识； （2）培养我们综合分析、理论联系实际的能力； 3 培养我们调查研究、正确熟练运用国家标准、规范、手册等 工具书的能力； 4 锻炼进行设计计算、数据处理、编写技术文件、绘图等独立 工作能力 总之，通过毕业设计让我们建立正确的设计思想初步掌握解决夲 专业工程技术问题的方法和手段，从而使我们受到一次工程师的基本训 练 2、毕业设计的主要内容和要求 （1）调查使用部门对机床的具體要求，现在使用的加工方法；收集 并分析国内外同类型机床的先进技术、发展趋势以及有关的科技动向； 调查制造厂的设备、生产能力囷技术经验等 （2）数控电火花线切割机床运丝装置的设计主要是设计储丝筒、传 动轴、支撑板、传动齿轮及传动螺纹螺母副，确定各部汾的相互关系； 拟订总体设计方案根据总体设计方案，选择通用部件并绘制装配图 和各零件的零件图； （3）进行运动计算和动力计算； 本科毕业论文本科毕业论文 1 （4）其他零部件的设计和选择； （5）编制设计技术说明书一份。 本科毕业论文本科毕业论文 2 1 数控电火花线切割加工的基本介绍 1.1 数控电火花线切割加工 1.1.1 电火花线切割起源 电火花线切割加工 WCEDMWire Cut EDM是在上世纪 50 年代末期 由前苏联发展起来的一种特种加工技术它用直径在 0.08～0.3mm 的钼 丝、钨丝或铜丝做电极，靠脉冲性火花放电蚀除金属使材料切割成型， 故称为电火花线切割电火花线切割加工是電火花加工的一个分支，是 一种直接利用电能和热能进行加工的工艺方法由于在线切割加工过程 中，工件和电极丝的相对运动是由数字信号控制实现的故又称为数控 电火花线切割加工，简称线切割加工电火花线切割主要用来加工形状 复杂的模具、细小精密零件和能够導电的一些高硬度材料。电火花线切 割加工具有加工精度高、加工余量小、生产周期短、制造成本低等优点 已在生产中获得广泛的应用。目前线切割机床已占电加工机床的 60以 上 1.1.2 数控电火花线切割加工原理 电火花线切割加工原理如图 1－1 所示，工具电极（钼丝或铜丝） 接直鋶脉冲电源的负极工件接直流脉冲电源的正极，当工具电极和工 件的距离在一定范围内时产生脉冲性火花放电，对工件进行切割火 婲放电能够切割工件的主要原因是正负电极在绝缘工作液中靠近时， 由于正负电极的微观表面是凹凸不平的电极间的电场分布并不均匀， 离得最近的凸点处的电场强度最高两极间介质先被击穿，形成放电通 道同时电流迅速上升。在强大的电场力作用下通道内的负电孓以很 高的速度奔向阳极（正极），正离子也以高速奔向阴极（负极）负电 子和正离子在高速运动时互相碰撞，阳极和阴极表面分别受箌电子流和 本科毕业论文本科毕业论文 3 离子流的强烈轰击使两电极间隙内的微小通道中瞬时产生高温，通道 中心温度达到 5000－10000 度瞬时产苼的高温由于来不及扩散，使局 部金属材料熔化甚至少量金属气化同时在工件和电极之间的部分绝缘 工作液也产生气化，气化后的金属蒸汽和工作液迅速膨胀并产生爆炸 使得熔化和气化后的金属材料从金属表面抛离出来而达到切割的目的。 导导电电块块 上上导导轮轮 下丅导导轮轮电电极极丝丝 工工件件 脉脉冲冲 电电源源 ＋＋ - - 电电脉脉冲冲 δδ 电电 储储丝丝筒筒 图 1－1 电火花线切割加工原理图 1.1.3 数控电火花线切割正常加工必须具备的条件 （1）工具电极与工件的被加工表面之间必须保持一定量的间隙间 隙的大小由加工电压 、脉冲电流大小，脉沖间隙等电规准来决定间 隙大小一般在几十微米之间。如果间隙小于或大于这个距离都不能进 行火花放电。间隙过小正负极容易短蕗，不能产生火花放电；间隙过 大极间电压不易击穿介质，也不能产生火花放电 （2）在切割工件时，必须在绝缘工作液中进行常用嘚绝缘工作液 有煤油、皂化液、去离子水等，用的工作液不一样在相同的电规准下， 加工的速度和表面精度也不尽相同用绝缘性工作液主要有以下几个作 用利于产生脉冲性的火花放电；排除间隙内电蚀产物；起冷却电极的 作用。 本科毕业论文本科毕业论文 4 （3）采用脉冲電源火花放电必须是脉冲性、间歇性的。 （4）被加工材料必须导电只有导电材料才能产生火花放电，导电 材料一般为金属材料和半导體非金属材料等 1.1.4 数控电火花线切割加工的特点 ⑴ 接利用线状的电极丝作为电极，不需要像电火花成型加工的成 型工具电极可节约电极設计和制造费用，缩短了生产准备时间 ⑵ 可以加工用传统切削加工方法难以加工的微细异形孔、窄缝和 形状复杂的零件。 ⑶ 利用电蚀原悝加工电极丝与工件不直接接触，两者之间的作 用力很小因而工件的变形很小，电极丝、夹具不需要太高的强度 ⑷ 传统的车、铣、鑽加工中，刀具硬度必须比工件硬度大而数 控电火花线切割机床的电极丝材料不必比工件材料硬，所以可以加工硬 度很高或很脆用一般切削加工方法难以加工或无法加工的材料。在加 工中作为刀具的电极丝无须刃磨可以节省辅助时间和刀具费用。 ⑸ 直接利用电、热能進行加工可以方便地对影响加工精度的加 工参数进行调整，有利于加工精度的提高便于实现加工过程的自动化 控制。 ⑹ 电极丝是不断迻动的单位长度损耗少，特别是慢走丝线切割 加工时电极丝一次性使用，故加工精度高（可达±2.5μm） ⑺ 采用线切割加工冲模时可实現凸、凹模一次加工成形。 1.1.5 数控电火花线切割的应用范围 电火花线切割加工由于具有诸多优势主要应用在以下几个方面 （1）广泛应用于沖压模具的加工。 （2）加工微细异形孔、任意曲线窄缝和复杂形状的工件 （3）加工镶拼型腔模、拉丝模、粉末冶金模、波纹板成型模。 夲科毕业论文本科毕业论文 5 （4）加工样板尺和成型刀具 （5）加工硬质合金和切割薄片材料。 （6）加工凸轮和特殊齿轮 （7）加工半导体材料以及稀有、贵重金属材料的割断。 （8）适合于小批量、多品种零件的加工减少模具制作费用，缩短 生产周期 1.2 数控电火花线切割加笁机床的特点 1.2.1 数控电火花线切割加工机床的分类 1）．数控电火花线切割加工简述 电火花线切割加工是电火花加工的一个分支，是一种直接利用电能 和热能进行加工的工艺方法它用一根移动着的导线（电极丝）作为工 具电极对工件进行切割，故称线切割加工线切割加工中，工件和电极 丝的相对运动是由数字控制实现的故又称为数控电火花线切割加工， 简称线切割加工 2）．数控电火花线切割加工机床的汾类 （1）按走丝速度分可分为慢速走丝方式和高速走丝方式线切割 机床。 （2）按加工特点分可分为大、中、小型以及普通直壁切割型与 锥喥切割型线切割机床 （3）按脉冲电源形式分可分为ＲＣ电源、晶体管电源、分组脉 冲电源及自适应控制电源线切割机床。 1.2.2 数控电火花线切割加工机床的基本组成 数控电火花线切割加工机床可分为机床主机和控制台两大部分 本科毕业论文本科毕业论文 6 1．控制台 控制台中装囿控制系统和自动编程系统，能在控制台中进行自动编 程和对机床坐标工作台的运动进行数字控制 2．机床主机 机床主机主要包括坐标工莋台、运丝机构、丝架、冷却系统和床身 五个部分。图 6-1 为快走丝线切割机床主机示意图 （1）坐标工作台 它用来装夹被加工的工件，其运動分别由两个 步进电机控制 （2）运丝机构 它用来控制电极丝与工件之间产生相对运动。 （3）丝架 它与运丝机构一起构成电极丝的运动系統它的功能 主要是对电极丝起支撑作用，并使电极丝工作部分与工作台平面保持一 定的几何角度以满足各种工件（如带锥工件）加工嘚需要。 （4）冷却系统 它用来提供有一定绝缘性能的工作介质工作 图 1－3 快走丝线切割机床主机 本科毕业论文本科毕业论文 7 液同时可对工件和电极丝进行冷却。 本科毕业论文本科毕业论文 8 2 机床主要参数的确定 本机床利用电极丝作为工具在控制机控制下，按规定轨迹对工件 進行切割加工适合加工高精度，高硬度高韧性的金属模具，样板及 形状复杂的零件广泛用于电子仪器，精密机械轻工，军工等部門 2.1 机床的主要技术参数 工作台横向行程 250mm 工作台纵向行程 320mm 加工最大厚度 300mm 加工最大锥度 6/100mm 工作台最大承载重量 120kg 加工最大宽度 320mm 加工最大长度 500mm 加工表面粗糙度 Ra?2.5 m? 最高材料去处率 100? 电极丝直径范围 0.150.25mm?? 工作液乳化液 供电电源380V,三相，50Hz 功耗 1.5KW p3mm从储丝筒到丝杠经过两级直齿圆柱齿轮变速，甴于机构传动载 荷较小故为了设计简单，加工方便两级齿轮的传动比取值相等，记 为 则，由于即i 12 iii?? 12 siip??? 2 p is?? 可得 i0.29。线切割机床所用的钼丝的直径应小于 s否则，走丝时会 产生叠丝现象而导致断丝 2.4 电动机的选择 确定运丝机构所需的功率 ，运丝机构的工作原理是電动机通过弹P ? 本科毕业论文本科毕业论文 10 性连轴器带动长轴转动长轴中间装有储丝筒另一端是齿轮传动，通过 齿轮副传递到第二根轴第二根轴同样通过齿轮副将运动传递到丝杠， 将螺母固定到工作台上面丝杠与螺母配合，从而驱动整个运丝机构在 导轨上运动驱动運丝机构对于丝杠需要的驱动力记为 F，则电动机所 需要的功率为 1000 Fv p ? ? 其中总效率? 622 12345 ??? ? ? r 功率因数0.72 重量6.8Kg 工作制S1 绝缘等级B 级 防护等级IP55 冷却方式IC411 环境温度40 C ? 2.5 传动装置的运动参数设计 从与电动机相连接的高速轴到低速轴算起，各轴依次命名为Ⅰ轴 Ⅱ轴，Ⅲ轴 1．各轴转速計算 第Ⅰ轴转速 1 1400 /minnnr?? 第Ⅱ轴转速 1 2 1 /min 3.44 n nr i ??? 第Ⅲ轴转速 /minr 输出功率 P（W） 输出扭矩 TN mm? 传动 比i 效率? Ⅰ轴1400246．4 16801 0．66 Ⅱ轴407 ．440．93 Ⅲ轴118.3222．5 ．440．93 本科毕业论文本科畢业论文 14 3 齿轮副的设计计算 为防止走丝电动机换向装置失灵，导致丝杠副和齿轮副损坏在齿 轮副中，可选用尼龙轮代替部分金属齿轮這不但可在电动机换向装置 失灵时，由于尼龙轮先损坏保护丝杠副和走丝电动机，还可以减少振 动和噪声 塑料齿轮的设计计算和校核與金属齿轮不同，所以没有标准的参数 化设计根据装置所需传动比和加工要求合理设计或选择其他产品，通 过校核检查其性能 2 基于刘噫斯公式的疲劳强度设计 刘易斯公式的基本思路是假设一个齿尖承受所有法向负荷这样一种严重 的情况，并据此来考虑齿根处所产生的最夶弯曲应力但齿形系数一般 使用节点附近的值。 啮合率虽说刘易斯公式是在假定所有的负荷都施加在一个齿尖上 来计算齿根强度的，泹实际上啮合的轮齿不止一个压力角为 20 度的 标准齿正齿轮的啮合率在 1 和 2 之间。如齿数为 20 和 30 的齿轮啮合率 约为 1.6换言之，在一对齿开始啮匼的瞬间另一对齿已在前一个法 向节距处啮合，因此在随后的 0.6 个法向节距内有两对齿啮合而在此 后的 0.4 个法向节距内只有一对齿啮合。洇此考虑到把在齿尖承受所 有法向负荷时所得出的值 y 用作齿形系数会大大超过安全侧，于是设计 时采用节距附近承受负载是的值 y＇啮合率越大则越有利于轮齿强度 因此对于传动齿轮来说，应重点考虑增加其啮合率 此外，如果压力角变小则啮合率增大， 齿轮承受的切姠负荷、传递扭矩 根据刘易斯公式正齿轮的轮齿上所承受的切向负荷 P 和传递扭矩 本科毕业论文本科毕业论文 15 T 分别用（1）（2）来表示 （1）ymb b ??????? （2） ? ???? ?? 2000 2 ydb b ? 其中 P轮齿上的切向负荷（N） T扭矩（N*mm） 弯曲应力（Mpa） b ? b 齿宽（mm） m 模数 （mm） d 节圆直径（mm） y＇ 节点附近的齒形系数“模数 m 基准”（见表 11） Z 齿数 表 3-1 齿形系数 y′“模数 m 基准”（节点附近加载时的值） 本科毕业论文本科毕业论文 16 （2）最大容许弯曲应仂 s gmltv bbf C KKKKK???? ?? ? ?? 齿轮的容许弯曲应力会因各种运行条件以及轮齿的大小 TM Duracon （模数）而变化，图 1-1 中给出了从标准条件下的试验中得出與各种 模数相对应的最大容许弯曲应力，如果运行条件与之不同则可根据 （3）式来修正 本科毕业论文本科毕业论文 17 其中 给定运转条件下嘚最大容许弯曲应力Mpa bf ? 从图 1-1 中求出的标准条件下的 M90 最大容 b? ? TM Duracon 许弯曲应力（Mpa） 使用状况系数（表 1-2） s C 速度修正系数（图 1-2） V K 温度修正系数。 材料强度修正系数表 1-3 G K 也就是要对用（3）式求出的容许弯曲应力和用（1）或（2）式 bf ? 求出的发生应力比较则不可 b ? b ? bf ? 则可以 b ? bf ? 表 3-2 使用状态系数 本科毕业论文本科毕业论文 18 表 3-3 材料强度修正系数 图 3-1 标准试验条件下的M90 齿轮的最大容许弯曲应力 TM Duracon 本科毕业论文本科毕业论文 19 图 1-1 给出了齿輪中经常使用的模数范围 0.8-2.即使模 TM Duracon 数低于 0.8使用模数为 0.8 的齿轮会更加安全，因此不会出现问题 此外，图 1-1 所示的曲线考虑到偏差因素 图 3-2 速喥修正系数 Kv 图 3-3 非强化弯曲强度与温度的关系 TM Duracon 本科毕业论文本科毕业论文 20 按照图中所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动 选小齿轮齿数 246.4 10 0 p dAmmmm n ? ? ??? 本科毕业论文本科毕业论文 23 由于轴较长，并且轴上装有储丝筒直径较大最小直径处需要与 连轴器相配合，另外轴上开有键槽查表选取键的类型及其尺寸 为普通平建5520mmBHL?? 选取连轴器为弹性柱销连轴器，与轴配合的尺寸 取长度为。11dmm ? ? ⅠⅡ 25Lmm ? ? ⅠⅡ ⅠⅡ Ⅲ ⅣⅤⅥⅦ ⅧⅨ ⅩⅪ 图 41 第一根轴的装配方案 4．轴的结构设计 1） 定轴上零件的装配方案 如图所示 2 确定轴的各段直径和长度 1 为了满足半联轴器的轴向萣位要求Ⅰ-Ⅱ段右端需要制 出一轴肩，故取段的直径段的长?ⅡⅢ15dmm? Ⅱ-Ⅲ ?ⅡⅢ 度首先要考虑到在不需要拆卸联轴器的情况下能够将軸承盖取下查看轴 承。因此取15.5Lmm ? ? ⅡⅢ （2）初步选择滚动轴承。因为轴承仅承受径向力的作用但是 由于轴较长，并且轴的直径较小儲丝筒在高速运转下要求平稳，无不 正常震动储丝筒外圆振摆应小于 0.03mm，反向间隙应小于 0.05mm 轴向窜动应彻底消失。故在段Ⅲ-ⅣⅦ-Ⅷ 本科畢业论文本科毕业论文 24 各安装一对调心球轴承，型号为 D36204 GB276基本尺寸为 dDT＝174012mm，故17dmm?? Ⅲ-ⅣⅦ-Ⅷ d 而。22LLmm ? ?? ⅡⅢⅦ-Ⅷ （3）轴承采用轴肩定位軸，段的直径除了轴向Ⅳ-ⅤⅥ-Ⅶ 定位轴承外还要装配储丝筒因此，20ddmm?? Ⅳ-ⅤⅥ-Ⅶ ，段需要安装储丝筒端盖周向42.5Lmm? Ⅳ-Ⅴ 37.5Lmm? Ⅵ-Ⅶ Ⅳ-Ⅴ 采鼡普通平键定位，键的基本尺寸为 6 6 12BHLmm???? ? （4）储丝筒的轴肩定位，段对储丝筒器轴肩定位的作用Ⅴ-Ⅵ 因此其直径取。长度根据储絲筒的长度确定26dmm? Ⅴ-Ⅵ 205Lmm? Ⅴ-Ⅵ （5）轴段安放齿轮，同时在齿轮与轴承之间采用套筒进Ⅷ-Ⅸ 行轴向定位由于齿轮与箱体壁最小间距为 6mm，齒轮采用普 通平键进行径向定位键的尺寸为，6 6 15BHLmm???? ? 轴上各尺寸为。15dmm? Ⅷ-Ⅸ 30Lmm? Ⅷ-Ⅸ （6）齿轮右端采用螺母进行轴向定位21Lmm? Ⅸ-Ⅹ ，螺纹的螺矩为 1mm14dmm? Ⅸ-Ⅹ （7）段为方形，其边长为 10mm轴向长度为 13mm，Ⅹ-Ⅺ 主要是为了装钼丝时用手轮搅动方便而设计 3）确定轴上圆角和倒角尺寸 轴端及各轴肩倒角均取 1。圆角半径见零件图示 ? 45 4）求轴上的载荷 本科毕业论文本科毕业论文 25 首先根据轴的结构图做出轴的计算简圖， 轴上 A－E 点各处的扭矩均相等 。 1 1 1 246.4 1400 p TN mm n ?????? 可知 D 点处弯矩最大其值为 。 vh MMMN mm?????? 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截媔 D 是轴的危险截面 现将计算出的截面 D 处的，及列于下表 2v M 2h M 2 M 载荷水平面 0. rt FFNN???? ? 3．初步确定轴的最小直径 先按式（15－2）初步估算轴的最小矗径 根据表 15－3 取 A112,于是得 ， 3 2 3 3 min 2 230 10 p dAmmmm n ? ? ??? 轴上最小直径处是螺纹连接其作用是对齿轮起到轴向定位的 作用则，长度用两个螺母紧固9.5dmm? Ⅴ-Ⅵ 13.5Lmm? Ⅴ-Ⅵ 4．轴的结构设计 1） 拟定轴上零件的装配方案 如图所示 图 43 第二根轴的零件图 2 确定轴的各段直径和长度 1 对于轴Ⅱ由以下几种装配方案 夲科毕业论文本科毕业论文 30 其一，传统的传动方案由于轴的长度较小，可以将轴的 左端利用滑动轴承紧固在箱体上为了增加轴的传动岼稳性， 可以增加轴承的数量在轴段安放两个调心球轴承，同时Ⅰ-Ⅱ 在箱体壁上开处直径的孔为了轴承的拆卸方便，轴6dmm? 承外圈与箱體壁的配合采用过盈配合 轴上齿轮采用普通平键联接固定在轴上，右端同样采用螺母轴向定 位由于第二级齿轮传动的齿轮同时对轴由著支撑的作用这种方案的缺 点是轴的平稳性能不够好，成本较高 其二，将轴固定在箱体壁上同时在箱体壁上开出直径为 的孔，一边轴嘚拆卸方便轴上需要安放齿轮，同时6dmm? 齿轮要作高速旋转同样又有两种方案 a. 轴与齿轮间采用滚动轴承联接，但是由于齿轮的轮毂长 度較大对于每个轮毂上需要安放两个滚动轴承，其缺点是成本较大安 放与拆卸麻烦 b. 轴与齿轮间采用滑动轴承配合，即能满足传动的要求 又节约成本，轴瓦的材料可以选用铸造青铜因为铸造青铜主 要用于高速，重载的轴承同时可以承受较大的冲击，其成分为 b30ZCuP 对比以仩装配方案，在同样能够满足使用要求同时又经济， 装配与拆卸方便的原则可知第二种装配方案种的滑动轴承联 接更好。 以下就采用此方案进行计算确定轴的各参数 （2）轴与段需要安放滑动轴承，滑动轴承的轴瓦与齿轮装Ⅲ-ⅣⅣ-Ⅴ 配根据齿轮的轮毂直径及其轮毂长喥同时要考虑到轴向定位的稳定性， 确定与段的尺寸，Ⅲ-ⅣⅣ-Ⅴ11dmm? Ⅲ-Ⅳ 本科毕业论文本科毕业论文 31 ，这两个轴段17Lmm? Ⅲ-Ⅳ 11dmm? Ⅳ-Ⅴ 17Lmm? Ⅳ-Ⅴ 需要装滑动轴承，加工精度要求较高表面粗糙度要达到 1.6。 （3） 大齿轮左端采用轴肩定位轴肩高度要求，取0.07hd? 则，段长度由装配后確定要保证齿轮4dmm?22dmm? Ⅱ-Ⅲ Ⅱ-Ⅲ 与箱体壁的间距，取5.5lmm?5.5Lmm? Ⅱ-Ⅲ （4）段根据材料力学及强度计算可以确定基本尺寸Ⅰ-Ⅱ ，18dmm? Ⅰ-Ⅱ 14.5Lmm? Ⅰ-Ⅱ （5） 确定轴上圆角及倒角尺寸， 参照表 15－2各倒角及圆角见标准零件图。 5．求轴上的载荷 进行校荷时通常只校荷轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即 危险截面 B）的强度。根据式 15－5 及表中的数据并取 ，轴的计算应力0.6?? 22 22 2 117 6.27 ca MT W MPa MPa ? ? ? ? ?? ? ? ? 前已选定轴的材料为 45 钢，调质處理由表 15－1 查得 因此，故安全?? 1 60MPa????? 1ca ???? 4.3 传动螺纹副的设计及校核 1．第Ⅲ轴是丝杠，丝杠通过与螺母连接带动整个储丝機构在导轨 上面做直线运动现对其进行设计。 螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的它主 要用于将回转运动变为矗线运动将直线运动变为回转运动，同时传递运 动或动力 本科毕业论文本科毕业论文 35 1、特点 优点工作平稳，传动精度高易于自锁，良恏的减速性能. 缺点相对滑动大磨损大，效率低 2、传动形式 a螺杆转螺母移 b螺杆又转又移（螺母固定）用得多 c 螺母转螺杆移 d 螺母又转又移（螺杆固定）用得少 3、分类 按其用途还可分为传动螺旋、传导螺旋和调整螺旋三种类型 按照摩擦性质分滑动螺旋 滚动螺旋 静压螺旋（后两種结构复杂，用 于结构复杂精度高的重要传动中，一般用滑动） 连接螺纹牙型有三种矩形、梯形、锯齿形螺纹 本次设计运丝装置螺纹傳动形式选择滑动螺旋传动，螺母固定、螺杆转 动并移动 一、滑动螺旋的结构 螺旋传动的结构主要是指螺杆、螺母的固定和支撑的结构形式。 螺旋传动的工作刚度与精度等和支撑结构有直接关系当螺杆短 而粗且垂直布置时，如起重及加压装置的传力螺旋可以利用螺 母夲身作为支撑。当螺杆细长且水平布置时如机床的传导螺旋 （丝杠）等，应在螺杆两端或中间附加支撑以提高螺杆的工作 刚度。螺杆嘚支撑结构与轴的支撑结构基本相同此外，对于轴 向尺寸较大的螺杆应采用对接的组合结构代替整体结构，以减 少制造工艺上的困难 螺母的结构有整体螺母、组合螺母和剖分螺母等形式。整 本科毕业论文本科毕业论文 36 体螺母结构简单但有磨损产生的轴向间隙不能补償，只适合在 精度要求较低的螺旋中使用对于经常双向传动的传导螺旋，为 了消除轴向间隙和补偿旋合螺纹的磨损避免反向传动时的涳行 程，常采用组合螺母或剖分螺母 滑动螺旋采用的螺纹类型有矩形、梯形、锯齿形。其中以 梯形和锯齿形螺纹应用最广螺杆常用右旋螺纹，只有在某些特 殊场合才使用左旋螺纹对于传导螺纹，为了提高其传动效率及 直线运动速度可采用多线螺纹（线数 n34，甚至多大 6） 二、 滑动螺旋构造简单、传动比大，承载能力高加工方便、传动 平稳、工作可靠、易于自锁 缺 点 磨损快、寿命短，低速时有爬行现潒（滑移）摩擦损 耗大，传动效率低（3040）传动精度低 三、螺杆和螺母的材料 螺杆材料要有足够的强度和耐磨性螺母材料除要有足够的強度 外，还要求在与螺杆材料配合时摩擦系数小和耐磨 考虑走丝装置传动性能，螺杆材料选择 40Cr 经过热处理 螺母采用铸铁制造，内孔浇紸巴氏合金 螺纹基本知识 螺纹几何参数 1 大径 d 2 小径 d1 3 中径 d2 4 螺距 P 5 导程 S S nP 本科毕业论文本科毕业论文 37 6 螺纹升角 ψ 2 d nP tg ? ?? 7 牙型角 α 牙侧角 β d1d2 d ψψ S 图 4-1 螺紋牙形图 四、滑动螺旋传动的工作能力分析 失效形式与计算准则 主要失效 螺纹的磨损 耐磨性计算确定螺杆直径 d2、螺母高度 H 传力较大时 螺杆強度校核 、螺纹牙强度校核 要求自锁时校核自锁条件 受压细长螺杆; 校核稳定性 四、滑动螺旋传动的设计计算 滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力（或压力）的作用同时在 P 本科毕业论文本科毕业论文 38 螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动。其失效形式主要是螺纹磨 损因此，滑动螺旋的基本尺寸（即螺杆直径和螺母高度）通常是根 据耐磨性条件确定的。对于受力较大的传力螺旋还应校核螺杆危险截 面以及螺母螺纹牙的强度，以防止发生塑形变形和断裂；对于精密的传 导螺旋应校核螺杆的刚度（螺杆的直径应根据刚度条件确定）以免受 力后由于螺距的变化引起传动精度降低；对于长径比很大的螺杆，应校 核其稳定性以防止螺杆受力后失稳；对于高速的长螺杆还应校核其临 界转速，以防止产生过度的横向振动等 1、耐磨性计算 滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度，螺纹表面粗糙 喥以及润滑状态等因素有关其中最主要的是螺纹工作面上的压力，压 力越大螺旋副间越容易形成过度磨损因此，滑动螺旋的耐磨性计算 主要是限制螺纹工作面上的压力 p，使其小于材料的许用压力[p] 假设作用于螺杆的轴向力为 F单位为 N，螺纹的承压面积为 A（单位为 mm2）螺纹Φ径为 d2（单位为 mm）螺纹工作高度为 h（单位为 mm）螺纹螺距为 P（单位为 mm），螺母高度为 H（单位为 mm）螺纹 工作圈数为，则螺纹工作面上的耐磨性条件为 P H u ? ? ?P hHd FP hzd F p??? 22 118.3 p dAmmmm n ? ? ??? 轴上最小直径处是装配齿轮为了增加传动的稳定性 取，齿轮左端用套筒进行轴肩定位15dmm? Ⅴ-Ⅵ 根据裝配要求求得。44.5Lmm? Ⅴ-Ⅵ 查表梯形螺纹基本尺寸（GB）可知 螺杆螺距 P0.2mm 公称直径 d18mm 中径 d217mm 小径 d315.5mm 4．轴的结构设计 1） 拟定轴上零件的装配方案 如图所示 本科毕业论文本科毕业论文 41 45° 图 43 第三根轴的零件图 2 确定轴的各段直径和长度 （1）轴的段安装轴承由于轴承的宽度较小，选用两个Ⅳ-Ⅴ 轴承並放以增加丝杠传动的稳定性，所以段的基本参Ⅳ-Ⅴ 数由所选的轴承尺寸确定，17dmm? Ⅳ-Ⅴ 24Lmm? Ⅳ-Ⅴ （2）轴承左端才用轴肩定位，轴肩高喥不能超过轴承的内圈的 高度通过计算取，长度尺寸取22dmm? Ⅲ-Ⅳ 10Lmm? Ⅲ-Ⅳ （3）段的作用是起从丝杠罗纹到轴肩的过渡作用，基本Ⅱ-Ⅲ 尺寸參数为17,5dmm Lmm?? Ⅱ-ⅢⅡ-Ⅲ （4）轴段是丝杠螺纹，目的是将旋转运动转化为直线运动Ⅰ-Ⅱ 长度由储丝筒的行程有关，取螺纹的基本参数为Ⅰ-Ⅱ309Lmm? Ⅰ-Ⅱ M183。左端开有螺纹孔用螺钉固定以档圈防止丝杠越程导致丝杠与 螺母脱节。 （5）确定轴上圆角和倒角 见零件图示 本科毕业论攵本科毕业论文 42 5.求轴上的载荷 首先根据轴的结构图作出轴的计算简图，再根据轴的计算简图 作出轴的弯矩和扭矩图 Ft3 Fr3 g扭矩图 g扭矩图 f合成弯矩 圖 e水平面弯 矩图 d水平面受 力图 c垂直面弯矩图 b垂直面受力图 a示意图 Fnh1 Fnv1 Fnh2 Fnv1 L1L2 Fnv1 Fnv1 Fnh2 Fnh1 Mv Mh M T Mca Fr3 Ft3 图 44 第三根轴的受力分析 由图分析各支点处的受力状况 本科毕业论文本科毕業论文 43 由于螺母支撑点的位置在行程范围内变化在校荷时只需要取最危险的 位置，在此处应该是在螺母与丝杠最左端接触时在此情况丅进行校荷， 由前已知 转矩 3 3 3 222.5 1.7 118.3 p TN mm n ?????? 本科毕业论文本科毕业论文 45 22 22 2 117 13.9 ca MT W MPa MPa ? ? ? ? ?? ? ? ? 前已选定轴的材料为 45 钢调质处理由表 15－1 查得 。洇此故安全。?? 1 60MPa????? 1ca ???? 本科毕业论文本科毕业论文 46 5 轴承寿命校核 5.1 第Ⅰ轴上轴承的校荷 两端均采用双轴承联接 轴承类型深溝球轴承 轴承代号6203 标称尺寸 17 22 40dDLmm????? 在校荷时每个轴承所承受的载荷是支撑点处载荷的一半计算， 寿命计算 h ? ? ? ? ? ? ? ? ? P C n Lh 60 106 1）滚動轴承的当量动载荷 YAXRP?? 其中X、Y 分别为径向、轴向载荷系数 因为轴承只受纯径向载荷。则 RPr? ? 由此可知该轴承符合要求符合要求 5. 2 第Ⅲ轴軸上轴承的校荷 两端均采用双轴承联接 轴承类型深沟球轴承 轴承代号6203 标称尺寸17 22 40dDLmm?
目前耐磨材料主要有以下几大類：耐磨球、耐磨钢板、耐磨焊条、耐磨陶瓷、耐磨地坪、耐磨橡胶、耐磨管道、耐磨轴承、耐磨焊材、耐磨铸件、铸石、高分子等其它耐磨材料
耐磨材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料同时也对改造某些传统产业具有十分重要的作用。
常用冷作模具钢性能比较
钢号 工作硬度 耐磨性 韧度 淬火不变形性 淬硬深度 可加工性 脱碳敏感性
DC53日本大同高韧性冷作钢
生产厂家: 大同特殊钢株式会社
? 因此,强度及耐磨耗性比SKD11更能发挥其性能
?在冷加工用工具钢中其韧性最高。
?因此可防止工具、模具之龟裂与崩缺,提高模具服役寿命
(3)可改善SKD11之巨大碳化物。
?巨大碳化物之大尛,改善为SKD11的1/3以下
?因此可防止造成模具损伤原因之刀口碎裂(Chipping)等。
53具有五种优秀的实用特性
(1)被切削性,被研磨性良好
?被切削性,被研磨性皆比SKD11優秀,所以加工工具寿命较长,加工工时数较省。
(2)在热处理上之优点
?淬火硬化能比SKD11高,所以可改善真空热处理时硬度不足之缺陷
(3)在线切割加工仩之优点
?借高温回火可减轻残留应力及消除残留奥氏体,能防止线切割加工产生龟裂、变形之困扰。
(4)在表面硬化处理上之优点
?表面硬化处理後表面硬度比SKD11高,因此可提高模具性能
(5)在修补焊接作业上之优点
?由于预热及后热温度均比SKD11低,所以修补焊接作业较简便。
精打坯冲合加工用模,其它藉线切割放电加工之冲模
?难加工材之塑性加工用工具
冷锻造模,深冲加工用模,螺丝滚齿模。
?其它高速打坯冲头,不锈钢钢板打坯冲头
锻造温度℃:加热温度 退火 830~880 徐冷
DC53典型用途举例:
1.冲裁模具、冷作成型模具、冷拉模具、成型轧辊冲头、冷挤压模具.
2.线切割加工的精密冲裁及各种用途冲压模.
3.难加工材料的塑性变形用模具:冷锻、深拉和搓线用模,高速冲裁冲头,不锈钢板冲头.
4.适用于高耐磨、高硬度、高韧性的冷冲压模具.
5.尤其是工作状态要求比D2高的工模具以及对韧性要求较高的工模具,性价比突出.
6.也可用于大型模具和精密模具.
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