金属线材自动绕装机设计
在这里轴的抗弯截面系数W??d332???65332?26961mm3
接着可以根据弯扭合成轴的强度条件：
?M???T? ?ca????4???W2W????22M2???T?W2????1?
来进行校核。式中各参数的物理意义和单位是： ?ca?轴的计算应力，单位为Mp。 M? 为轴所受的弯矩，单位为N?mm T? 为轴所受的扭矩，单位为N?mm W? 为轴的抗弯截面系数，单位为mm3 ???1??为对称循环变应力时轴的许用弯曲应力 则带入数据可以得到：
2245482 ?ca??8.33Mp????1?
26961则可以知道轴满足强度要求。
3.2.2对轴上的圆锥辊子轴承的校核：
由图可知，顶紧轴前端的锥形轴处的锥度为 1：10，可见锥度轴的长度为75mm,可以取当量直径为dw=65mm.
?.N.
dw=Tmax 则可知 2Tmax?500?250mm?125N.mm2?1252Tmax==13736.26N dw?0.28?65?10?3
由于套筒和轴均为钢制结构，可以根据经验选取摩擦系数 ?=0.28
N=
又可以由图3-5示的关系可以知道：
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F=N.sin?=其中?=arctan1 10
2?125?sin?2Tmaxsin?=
0.28?0.065dw?2?125?sin(arctan则 F=
0.28?0.0651)10=1367 N
这里所求出的力F为滑动丝杠处的轴向力，也就是作用在圆锥辊子轴承上的轴向力。经过分析可以知道，靠近外部的轴承所受到的轴向和径向载荷都是最大的，所以仅仅对它进行校核。
由手册可以查取e?0.46，Y?1.3，Y0?0.7。由于
?eF/F1?1367?/283?07. 460.48则可以取X?0.4，Y?1.3。由于系统的载荷有轻微的变化，可以选取fp?1.1，则轴承的当量动载荷p为：
p?fp?XFr?YFa??1.1?(0.4?2837.6?1.3?1367)?3203.4N 可以查得32013型圆锥辊子轴承的额定动载荷为Cr?82.8KN
106?Cr演算轴承的寿命 Lh??60n1?p6?? ?103 ?10?82.8?7????1.4?10h 60?60?3.2?假设每班工作8小时，每天工作两班，一年300个工作日。则
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轴承的寿命为2965年，原远满足寿命要求。
3.2.3滑动丝杠部分的设计：
滑动丝杠采用混合式步进电机来驱动，顶轴的进退通过步进电机的正反转来控制；顶轴的移动速度通过步进电机的转速来控制这里可以选取110BYG3501型混合式步进电机。电机的步距角为
0.6?/1.2?，驱动电压为220V，净转矩为10N?m，转动惯量为11.3kg?cm2，
重量为8.0kg。
在前面圆锥辊子轴承的计算过程中已经求出滑动丝杠内部的作用力F?1367N。
辅助支撑部位的滑动螺旋丝杠传动部分的设计：
(1)可选择梯形螺纹。牙形角?=30?，螺纹副的大径和小径处有相等的径向间隙。牙根强度高，螺纹的工艺性好（可以用高生产率的方法制造）；内外螺纹以锥面贴合，对中性好，不易松动；采用剖分式螺母，可以调整和消除间隙，但是其效率低。
(2)轴向载荷F=1367N 部件材料的选择
螺杆材料：淬火钢，许用压强?P?=10-13MP，这里可以选取12 MP 螺母材料：青铜 ，滑动速度的范围6-12m选用部分式螺母 ?=2.5， ?=0.8 则螺杆的中径d2=?R=0.8???p? min1367=5.4
2.5?12由于未考虑工作台与导轨之间的摩擦，所以中径的值应该大于5mm 选择梯形螺纹的工称直径d=32mm ,螺距p=6mm d2=D2=d-0.5p=32-0.5?6=29mm
d1=d-2(0.5p+ac)=32-2(0.5?6+1.5)=23mm 所以可以选择以下螺母：
螺母的高度H=?d2=2.5?29=72.5mm 螺纹的圈数Z=
H72.5==12 P6 13
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螺纹的工作高度h?0.5p=0.5?6=3mm 工作时的压强 p?F1367??0.42mp
导程s?p?6mm 螺旋升角?
? =arctans6?d=arctan2??29=3.678?
当量摩擦角
?'?arctanf=arctan0.07=4.145?? cos?2cos302 f =0.07（淬火钢对青铜） ?
因此可以自锁。 螺杆抗压强度的校核： 当量应力 ?=(4F?d2)2?3(Td3)2 10.21?5005002 =??4?1367?2??2?3????232???3??3?
??0.2?23???? =29.82Mp???? 这里的???表示螺杆的许用应力，则?????s3?5
?s为材料的屈服强度，对于45号钢来说?s?355Mp，面的计算可以知道螺杆的强度是满足要求的。 螺纹牙强度的校核：
螺纹牙底的宽度 b?0.65p?0.65?6?3.9mm 螺杆剪切强度的校核
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则由上
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??F1367=0.4Mp〈??? ??d1bz??23?3.9?1245号钢材的抗剪切强度为346.41Mpa，则螺杆的强度满足强度要求。
螺杆弯曲强度的校核计算： ???b?1.1?????1.1??sn?1.1??s4?1.1?355?97.625Mp 4 ?b?3Fh3?1367?3??0.933Mp???22?d1bz??23?3.9?12?b
其中?s为45号钢材的屈服极限，数值为355Mp。n为材料使用时的安全系数。 螺母剪切强度的校核： ??F1367??0.29Mp????dbz??32?3.9?12??30Mp
螺母弯曲强度的校核：
3Fh3?1367?3??0.67Mp???22?dbz??32?3.9?12?b?螺杆的稳定性校核：
?b?40Mp
螺杆的最大工作长度为l?350mm，由于螺杆两端固定，所以可以选取??0.5
i?Iad123???5.75mm A440.5?350?30.4Mp?85Mp（淬火钢） 5.75?li?Fc?4801?0.0002(?li.)2?d124480??232??=168317.8N 21?0.0002?30.44 则有
Fc167317.8??123??4 F1367 15