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（独家原创）换刀机器人机械系统的设计（全套CAD图纸完整版）

预紧的目的有两个是消除轴向间隙，二是为了提高轴向刚度。本机床采用垫片式双螺母进行预紧。调整方法是在双螺母间加垫片，调整垫片使双螺母产生微量的相对轴向位移，达到消除轴向间隙和产生预紧力的目的。这种方式结构紧凑，工作可靠，调整方便，应用广，但不很准确，并且当滚到磨损时不能随意调整，除非更换垫圈。.滚珠丝杠螺母副支撑方式及轴承的选择为了满足数控机床进给系统高精度高刚度的需要，除了应该采用高精度高刚度的滚珠丝杠螺母副外，还必须充分重视支承的设计。应注意选用轴向刚度高摩擦力矩小运转精度高的轴承，同时选用合适的支承方式，并保证支承座有足够的刚度。滚珠丝杠螺母副支承方式的选择支承的作用是限制两端固定轴的轴向窜动。支承方式对滚珠丝杠螺母副承载能力刚性及最高转速有很大影响。滚珠丝杠副在安装时应满足以下要求滚珠丝杠螺母副相对工作台不能有轴向窜动螺母座孔中心应与丝杠安装轴线同心滚珠丝杠螺母副中心线应平行于相应的导轨能方便的进行间隙调整预紧和预拉伸。用于精密和高精度机床包括数控机床的滚珠丝杠副，并且是竖直安装，为了提高滚珠丝杠的拉压刚度，采用端固定端游动的支撑方式。综上，本机床滚珠丝杠副采用端固定端游动的支承方式。所用轴承的选择由于滚珠丝杠轴承所受载荷主要是轴向载荷，径向除丝杠的自重外，般无外载荷。因此，对滚珠丝杠轴承的要求是轴向精度和轴向刚度要高。另外，丝杠转速般不会很高，或高速运转的时间很短，因此发热不是主要问题。数控机床进给系统要求运动灵活，对微小的位移丝杠微小的转角要响应灵敏。因此所用轴承的摩擦力矩要尽量低。计算轴承所受的最大轴向载荷，有预拉伸的滚珠丝杠副应考虑到预拉伸力的影响，可按下式计算.式中为滚珠丝杠承受的最大轴向力因为由公式.可计算出计算轴承的预紧力。计算轴承的当量轴向载荷。计算轴承的基本额定动载荷。选用轴承的重要依据是轴承的基本寿命，并使之小于或等于其基本额定寿命。在实际使用中，习惯上常用工作小时数表示轴承的基本额定寿命，用下式计算.式中轴承的基本额定寿命轴承的基本额定动载荷轴承的工作转速，与滚珠丝杠的当量转速相同ε寿命系数，对于球轴承ε，对于滚子轴承ε轴承的当量动载荷，其计算公式为，径向，轴向动载荷系数，可从表中选取，径向，轴向载荷对球轴承，可将轴承的基本额定寿命公式变形得.根据此式即可计算球轴承的基本额定动载荷值，使之小于轴承样本上列出的基本额定动载荷值。表载荷系数组合列数列列列承载列数列列列列列列列列列组合形式已知轴承的工作转速，轴承所受的当量轴向载荷.，轴承的基本额定寿命。轴承的径向载荷和轴向载荷分别为.因为.,所以查表得，径向系数.，轴向系数.，故确定轴承的规格型号。因为滚珠丝杠螺母副拟采取端固定端游动的安装方式，所以选用双向推力球轴承和深沟球轴承进行端固定，两种轴承分别承受轴向和径向力另端选用深沟球轴承使滚珠丝杠可以有游动间隙。由于滚珠丝杠的螺纹底径为.，但是滚珠丝杠受力不是很大所将滚珠丝杠端部做三段成阶梯轴形式，阶梯轴直径为和，最后端有螺纹公称直径为,以方便丝杠的固定。在滚珠丝杠的固定端选择双向推力球轴承深沟球轴承，双向推力球轴承的型号为，尺寸内径外径宽度为，选用脂润滑。该轴承的预载荷能力为，大于计算所得的轴承预紧力.。并在脂润滑状态下的极限转速为，高于滚珠丝杠的最高转速,故满足要求。该轴承的额定动载荷为，而该轴承在工作寿命下的基本额定动载荷.，也满足要求。深沟球轴承的型号为，尺寸内径外径宽度为，选用脂润滑。该轴承的预载荷能力为，大于计算所得的轴承预紧力.。并在脂润滑状态下的极限转速为，高于滚珠丝杠的最高转速,故满足要求。该轴承的额定动载荷为，而该轴承在工作寿命下的基本额定动载荷.，也满足要求。.减速齿轮的设计减速机构大小齿轮的验算选定齿轮类型精度等级材料及齿数根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。减速齿轮在此处要实现带动无触点行程开关转动来实现手部升降机构的精确定位，精度要求较高，选用级精度。材料选择。选择小齿轮材料为调质，硬度为，大齿轮材料为钢调质，硬度为，二者材料硬度差为。确定传动比和齿数，减速机构只有级传动，主要作用是衡量要精确定位时丝杠要减速，就由减速齿轮来消耗马达的惯性功率。初定传动比，取小齿轮齿数，按齿面接触强度设计有设计计算公式进行试算，即确定公式内的各计算数值试选载荷系数.。计算小齿轮传递的转矩。由表选取齿