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由于d2非常小，不适应实际生产，不能满足工艺性要求，因此在GB/T5796.2-1986选d2?17.00mm
通过自行确定的d2值进行反向带入求得F?5493N??38N，符合要求。 (3) 计算确定主要尺寸
由GB/T5796.1～5796.3-86 确定基本尺寸
由基本尺寸及以上确定尺寸，可以进一步计算出其他主要尺寸: 由d2?17.00mm得：
小径：d3?15.5mm； 螺距：P?2mm ；
大径：d?18mm； 基本牙型高度：H1?0.5P?1mm； 外螺纹牙高H3?2.25mm； 牙顶高：Z?1mm；
d?18mm 牙顶间隙：ac?0.25mm；
内螺纹牙高：H4?1.75mm；外螺纹牙顶圆角：R1?0.125mm； 牙顶圆角R2?0.25mm； (4) 耐磨性校核与校验
螺母高度：H??d2?2.5?17?42.5mm； 螺纹导程：Pn?4mm ；线数n?2；
旋合圈数： z?H/P?10.63?12，符合要求；
螺纹的工作高度：h?0.5P?1mm；
表面工作压强：P?F?d2hz=0.035MPa??7~10，符合要求；
由滑动速度vsmav?5000mm/min, ZCuSn10Zn2整体螺母知，[P]?7~10MPa 校核合格。
(5) 验算自锁性
当量摩擦角：?T?arctanf/ f/?数，? ——牙侧角，?T?4.05?
fcos?，f/——当量摩擦系数，f ——摩擦系
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螺纹升角：??arctan(Pn?d2)?4.28?
??4.28???T?4.05?,故不能达到自锁条件。
(6) 螺杆强度校核与校验
根据传动转矩公式，得螺旋传动转矩：T?12Fd2tan(???)?5462.1N?mm
根据材料力学公式，当量应力：
??(4F2?d) 1?1.54MPa
??[?]?68~120MPa 所以，该强度满足要求，此螺杆强度适合。
(7) 螺纹牙强度
① 材料力学公式，得剪切应力 螺杆：
??F?d2 1=0.027MPa<[?]?30~40MPa
② 弯曲应力 螺杆：
?b?M32MW??d3 1?0.364MPa?[?]?40~60MPa
式中，M—弯矩，W—抗弯截面模量；
故螺纹强度非常高，足够满足要求。 (8) 螺杆的稳定性
螺纹柔度： ?r?uLw/i?113.55 式中 ??2(固定——自由式)，Lw?220，i?d3/4?3.875
临界载荷Fcr： 当?r?85~90时： 其中E 弹性模量，Ia 惯性矩
2F?EIacr?(?l)2 =515.6N
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3-2）3-3）3-4）3-5）（
（
（
（
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根据机械设计手册，有稳定性合格条件为大于2.5～4，因为
FcrF?515.620.58?25.05?2.5~4；
所以稳定性合格。 (9) 螺杆的刚度
轴向载荷F使每个螺纹导程产生的变形：
?s?4FPh?Ed32 （3-6）
-6?0.21?10
?6单位长度的变形量： ???sPn?0.053?10
对于龙门式数控切割机，Ra?12.5 不对其表面精度要求严格，其[?]?(8~11)?10?3，
??0.053?10?6?[?] 能够达到要求。
(10) 螺杆的横向振动
根据简明机械设计手册公式临界转速:
60?li1000E1/2n0?()?9343.8r/min 22?L?2 由 v?Phn/60,又知：运行速度范围为0～5000mm/min 所以 vmax?5000mm/min?88.33mm/s nmax?500r/min 又因为 nmax?0.8n0
所以能够达到条件。 (11) 驱动力功率计算
驱动功率
P?Fv?1??10?638?833.3?tan(9.04?5.20)0.892?8/(3.14?16)6?10?0.235kw （3-7）
(12) 滑动丝杠主要数据 传递功率：P?0.235KW； 螺杆大径：d?18mm； 螺纹长度：L?300mm； 螺杆总长度: L0?414mm
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旋向：右旋
3.1.2 齿轮齿条设计计算
(1) 升降台传力特性计算 支架：
m1??铁gv滑体
m1?46.305kg
直流伺服电动机：
m2?5.0kg
滑动丝杠：
2h丝杠?钢 m3??r丝杠m3?0.821kg
直线圆柱型导轨：
m4?2?r导轨h导轨?钢2
m4?1.616kg
其余组件总计：
m5?2kg
iM总静??M ?67.742kg ?70kg由机械设计手册查得，滑动导轨摩擦系数有：
??0.05~0.10
f??G
?(0.05~0.10)?70?9.8N?(34.3~68.6)(2) 尺寸计算
初步选定齿轮轴与导轨间的距离约为L?150mm,则齿轮应传递的扭矩：
T?fL?5145~102N9?0m m估算选定齿轮模数：m?2,设齿轮的齿数为z,
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则v??r?100mm/s
2?n60?mz2?100 故 nz?955
取 z?20，则 n?47.75r/min
T?9549Pn1 （3-8）
得： P?T1n19549?0.0294kw?29.4w
3.2进给运动系统装置部件结构设计
本节内容为进给运动系统装置各零件的尺寸确定，材料的选择，与工艺方案的确定。
3.2.1齿轮齿条的结构与材料设计
(1)齿轮齿条的结构设计：
通过齿轮齿条的基本尺寸: m=2mm；z=20；d=40mm ；可以推得齿轮结构选用整体式更加合理，整体式的结构所选择的其余尺寸都为标准值，降低加工齿轮的难度。
(2)齿轮齿条材料：
齿轮轴选用35SiMnMo为其材料，其材料有良好的刚性与耐磨性能，同时便于加工制造等优点。
齿条选用35SiMn为其材料，因齿条较长，为保证精度，需要分段加工，因此所选材料要具有蠕变变形较小的，具有良好的耐磨性的特点，35SiMn较能满足以上要求。
3.2.2 滑动丝杠尺寸及材料的确定
(1) 经上文粗略确定滑动丝杠的基本尺寸
螺杆大径： d?18mm 螺纹长度： L?300mm 螺杆总长度： L0?414mm 旋向： 右旋 通过可行性方案研究确定出具体细节尺寸： 由 d2?17mm 求出d3?15.5mm 螺距P?2mm
大径：d?18mm H1?0.5P?1mm h3?2.25mm 牙顶高：Z?1mm d?18mm ac?0.25mm H4?1.75mm R1?0.125mm R2?0.25mm (2) 材料的确定：
经由毕业实习过程中，从工厂获得的信息数据与滑动丝杠本身应具备的性能，综合考虑螺杆螺母的强度，加工性能，耐磨性，摩擦系数，经济性的要求，最后选择45号钢为丝杠材料，与丝杠相啮合的自位螺母选用青铜材料。
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