青岛科技大学本科毕业设计（论文）
LZ?l1?b1?b2 （2-22）
d2?d2m?1010F0LZFL?0.0390Z??mE?m（2-23）
?0.039400?(140?3)?8.346(mm)
1.25∴Pn?5；d2?18mm；Ca=5343N。
（7）计算Dn值：精度等级为2
（2-24）
?20?15?300?7000 ∴ 满足要求
（8）确定预紧力Fp：
（2-25）
?440/3?146.7(N)?0.1?5243N?524.3N ∴满足要求
（9）行程补偿C,预紧拉伸力FT: 取?t?2
（2-26）
?120?20?70?210mm ?t????t?LU （2-27）
?6?3?12?10?2?210?5.04?10 C???t??0.00504mm
Ft?Dn?d0?mmaxFP?Fmax/3LU?LX?2La?Ln?t?A?ELu?6????t?E(?d2245) （2-28）
)?1778.16N
?12?10?2?2.1?10(?21.224（10）滚珠丝杠安装方式为固定——固定，选用角接触球轴承。 （11）丝杠三维图如2-6。
图2-6 丝杠实体造型 Figure2-6 3D model of screw
丝杠螺纹部分长度lu等于工作台最大行程100mm，加螺母长度70mm加两端余程30mm， 即：lu=100+70+2×15=200mm。
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立式超声微细电化学加工机床机械系统设计
根据JB/T3162.4-93，确定轴端形式如图2-7。
图2-7 丝杠的轴端 Figure2-7 Shaft end of the screw
键尺寸为28×5×5。
丝杠的两端长度分别为b1=16mm；b2=14mm。∴ 丝杠两轴承之间长度为L=l1+b2+ b1=230m。 （12）寿命计算
滚珠丝杠的额定寿命为Lh?15000(h)，数控钻床的滚珠丝杠精度为3级，精度系数
fa?1，数控钻床载荷较稳定，取载荷系数fw?1.1。由滚珠丝杠样本得：直径32mm螺距5mm的滚珠丝杠，额动载荷为Ca?13675N。滚珠丝杠的额定转速为nm?100(r/min)，滚珠丝杠的预期寿命为：
Lh?1.67?104/nm(Cafa/Ffw)3=40107?15000h （13）效率计算
根据《机械原理》的公式，丝杠螺母副的传动效率η为：
tan?（2-30）
?tan(???)
' （2-29）
??式中?—螺旋导程角；
??arctanPh?d05?arctan?3.045?
??25??—当量摩擦角，设当量摩擦因数???0.0025；
（2-31）
???arctan???arctan0.0025?0.143?
则??tan3.045??0.955
tan(3.045??0.143?)。
（14）与丝杠配合螺母的相关参数如表2-4所示。螺母副实体造型如图2-8。
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青岛科技大学本科毕业设计（论文）
表2-4 螺母的相关参数 Table2-4 Parameters of screw nut
螺纹滚道 螺杆 螺母
公称直径 螺距 接触角 钢球直径 螺纹滚道法面半径 偏心距 螺杆外径 螺杆内径 螺母螺纹外径 螺母螺纹内径
d0 25mm 5mm
450p α d R e d
d1
2.83mm
R?0.52dp?1.238mm
0.04mm 24.5mm 21.1mm 25.5mm 28.9mm
D
D1
图2-8 螺母副实体造型 Figure2-8 3D model of screw nut
2.3.5 轴承的选用及润滑
根据轴颈（d=20mm）选择轴承，确定轴承型号规格。由于角接触球轴承是与滚珠丝杠配套的专用轴承根据轴颈（d=20mm），查《中国机械工业标准汇编》GB/T292-94表（0）2系列，取d?20选7204B/DF轴承。其三维实体造型如图2-9所示。
图2-9 轴承实体造型 Figure2-9 3D model of bearing
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2.3.5.1轴承的润滑
在电解加工的过程中，轴承的旋转速度并不大，因此本文选用脂润滑。润滑脂的性能指标如下：
（1）滴点：指在规定的条件下加热，达到一定流动性时的温度。它大体上可以决定润滑脂的使用温度（滴点比使用温度高15～30度）。
（2）锥入度：指在规定的温度和负荷下试验锥体在5s内自由垂直刺入油脂中的深度（单位为1/10mm）。它是润滑脂稠度和软硬程度的衡量指标。
（3）胶体安定性（析油性）：指在外力作用下润滑脂能在其稠化剂的骨架中保存油的能力，用分油量来判定。当润滑脂的析油量超过5%～20%时，此润滑脂基本上不能使用。
（4）氧化安定性：指在储存和使用中抵抗氧化的能力。
（5）机械安定性：指在机械工作条件下抵抗稠度变化的能力。机械安定性差，造成润滑脂的稠度下降。
（6）蒸发损失：指在规定条件下，其损失量所占总量的百分数。它是影响润滑脂使用寿命的一项重要因素。
（7）抗水性：指在水中不溶解、不从周围介质中吸收水分和不被水洗掉等的能力。 （8）相似粘度：指其非牛顿流体流动时的剪应力与剪速之比值。转速高时其粘度低，反之则粘度较大。
选择润滑脂时，主要应考虑摩擦副的工况（负荷、速度、温度）、工作状态（连续运转、断续运转、有无振动和冲击等）和工作环境（湿度、气温、空气污染程度等）要注意以下事项：
（1）润滑脂的使用温度应至少低于其滴点20-30度。在使用温度高时，应选择抗氧化性能好、蒸发损失小和滴点高的脂；在使用温度低时，应选择低启动矩、相似粘度小的脂，如以合油为基础油的脂。
（2）所选的润滑脂应与被润滑摩擦副的使用速度相适应。在高转速时，要选用低粘度基础油制成的锥入度较大的润滑脂；对于低速用的脂，应选择以高粘度基础油制成的高锥入度牌号的润滑脂。
（3）所选润滑脂应与负荷大小相适应。重负荷时，应选择基础油粘度高、稠化剂含量高的润滑脂。负荷特别大时，应注意选择加有极压添加剂或填料（二硫化钼、石墨）的润滑脂；中低负荷时，一般选用2号稠度皂纤维结构短、中等粘度基础油的润滑脂。
（4）所选润滑脂应与所使用的环境条件相适应。在空气潮湿或与水接触的环境下，应选用如钙基、锂基、复合锂基等抗水性好的脂；尘埃多时，应选择较稠硬（即牌号高一些）的脂，这样密封性较好，可防止杂质混入摩擦副中。在强化学介质环境下，应选用如氟碳润滑脂这样的抗化学介质的合成油润滑脂。
（5）所选润滑脂应与摩擦副的供脂方式相适应。属集中供脂时，应选择00-1号润滑脂；对于定期用脂枪、脂杯等加注脂的部位，应选择1～3号润滑脂；对于长期使用而不换脂的部位，应选用2号或3号润滑脂。
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