青岛科技大学本科毕业设计（论文）
图2-4 减速器实体造型 Figure2-4 3D model of reducer
2.3.3 联轴器的选择
在进行机械设计时，轴与轴之间的连接必不可少的需要联轴器，因此联轴器的选用至关重要。根据传递载荷的大小、轴转速的高低、被联接两部件的安装精度等，参考各类联轴器特性，选择一种合用的联轴器类型。具体选择时考虑以下几点：
（1）所需传递的转速大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。例如，对大功率的重载传动，可选用齿式联轴器；对严重冲击载荷或要求消除间隙扭转振动的传动，可选用轮胎式联轴器等具有高弹性的联轴器等。
（2）联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小、对于高速传动轴，应选用平衡精度高的联轴器，例如膜片联轴器等，而不宜选用存在偏心的滑块联轴器等。
（3）两轴相对位移的大小和方向。当安装调整后，难以保持精度，或工作过程中两轮将产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器、例如当径向位移较大时，可选滑块联轴器；角位移较大或相交两轴的联接可选用万向联油器等。
（4）联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的不需润滑的联轴器比较可靠；需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，可能污染环境。含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀性介质及强光等比较敏感。
（5）联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足使用性能的前提已应选用装拆方便、维护简单、成本低的联轴器。例如刚性联轴器不但结构简单，而且装拆方便，可用于低速、刚性大的传动轴。一般的非金属弹性元件联轴器（例如弹性会柱销联轴器、弹性柱销联轮器、梅花形弹性联轴器等），由于具有良好的综合性能，广泛适用于一般的中、小功率传动。
因在本设计中要保证传动轴系的传动精度很高，而凸缘联轴器利用螺栓连接的两半联轴器的凸缘以实现两轴连接的刚性联轴器，具有结构简单，制造方便，成本低，工作可靠，装拆和维护简便，可传递大扭矩的优点，但需保证两轴具有较高的对中精度，一般常用于载荷平稳，高速或传动精度要求较高的传动轴系。现在，联轴器的尺寸已成为标准化，因此可以直接选用。
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立式超声微细电化学加工机床机械系统设计
由于在本设计中，连接电动机输出轴d14和减速器输入轴d14的联轴器，参看GB/T5843—86可选凸缘联轴器YLD1型号，公称转矩T?10N?m，许用转速?n??13000rmin,转动惯量
0.0018kg?m2，重量?0.94kg，螺栓4?M6。而连接减速器输出轴d16和滚珠丝杠光杠端d16的联轴器，参看GB/T5843—86，可选凸缘联轴器YLD1型号，公称转矩T?16N?m，许用转速?n??13000rmin,转动惯量0.0035kg?m2，重量?1.50kg，螺栓4?M6。
根据轴传递的转矩和工作情况选择：
Pw(N?m)（2-14） n
式中Tn―连轴器公称转矩（N·m）；T―轴传递理论转矩（N·m）；Pw―驱动功率（KW）；N―
Tn?KT?K?9550工作转速（r/min）；K―工作情况系数。
校验：
（1）预紧力F0的计算
F0?2Tc/z?Db(N) （2-15）式中Db－螺栓的分布圆直径，mm；d1－螺栓内径，mm；z－螺栓个数；?－两半联轴器间的摩擦因数，一般可取?=0.1~0.2。
F0=2?25/6?0.1?0.8?80=53.3N （2）工作应力?的计算
（MPa） （2-16） ??5.2F0/?d12????
?????s/S
??10.4?25?103=14.9MPa???s?=177.5Mpa，?满足要求。
图2-5 联轴器实体造型 Figure2-5 3D model of shaft coupling
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2.3.4 丝杠的选择
丝杠分为普通滑动丝杠，滚动丝杠和静压滚动丝杠。
滑动螺旋传动的摩擦阻力大，传动效率低（通常为30%～50%），低速或微调时可能出现爬行，螺纹有侧向间隙，反向时有空行程，定位精度和轴向刚度较差，磨损快。因此，难以满度机床的精度要求。静压导轨虽能满足要求，但它需要一个专门的液压系统，成本太高，不予采用。
滚珠丝杠的优点：
（1）高效率。以极小的的滚动摩擦代替了传统的滑动摩擦，大大减小的摩擦使滚珠丝杠副的传动效率获得极大地提高，传动效率达90%以上。进而，整个传动副的驱动力矩减少至滑动丝杠副的1/3左右。对机械小型化，减小启动的震动和滞后时间以及节约能源等方面，都有十分重要的意义。
（2）升温小。正是由于滚珠丝杠副传动效率达到90%以上，因而发热率大大降低。BLIS丝杠的卓越滚珠轨道表面质量。
（3）高精度。滚珠丝杠副运动中的小温升，以及对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长并预紧消除轴向间隙等措施地使用，使设备获得很高的定位精度和重复定位精度。 （4）运动平稳。滚珠丝杠副在工作过程中摩擦阻力小，灵敏度高，运动平稳，低速时无爬行现象。
（5）高刚性。预紧即消除丝杠与螺母间的轴向间隙，对滚珠丝杠副使用来说是必要的。这样做虽然使摩擦力有少许提高，但可获得传动所需的高刚性，同时令轴向回程游隙大幅减小
（6）可逆性 。丝杠能够顺滑地实现两种传动方式——将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动，于此同时传递动力。可靠涡轮蜗杆传动控制自锁。 （7）寿命长。对丝杠轨道形状的准确性、表面硬度，材料的选择等方面加以严格控制。在恰当地使用与维护条件下，滚珠丝杠副的实际寿命远高于设计预期寿命。 （8）低能耗。整个滚珠丝杠副传动的高效率加之启动力矩很小，从而令系统的输入功率降低。
（9）同步性。由于运动顺滑，高响应（高刚性所具有的）以及制造的一致性，采用多套滚珠丝杠副方案驱动同一装置或多个相同部件时，可获得很好地同步动作
（10）润滑方便。滚珠轴承既可以采用油润滑，也可以采用脂润滑。 本文进行丝杠选型校核的依据如表2-3。
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表2-3 丝杠选型依据
Table2-3 References of the ball screw
丝杠参数
工作台重量W1(N)
进给速度
空转
工作
400N 400N
60 20
15 80
Vi( mm/min)
占用时间比例（%） 丝杠转速Ni(r/min) 丝杠轴向负载(N)
15 400
3.75 440
（1）丝杠的选型
已知条件如表2-3，其中Ni?Vi/Pn；Fi??W1?W1， 取??0.1。 （2）确定丝杠的导程
（2-17） Pn?i?Vmax/nj?100?26/637?4.08mm 式中
nj —电机最高转速数；Vmax—机械最高运行速度(mm/min) ，取Pn?5mm。
（3）丝杠各级转速
Ni?Vi/Pn （2-18） Ni1?15r/min Ni2?3.75r/min
（4）计算滚珠丝杠副当量载荷Fm、当量转速nm
4003?15?20?4403?3.75?80 Fm??421N （2-19）
15?20?3.75?803Nm?15?203.75?80??6(r/min)100100
（2-20）
（5）估算Ca下限值
Ff421?1.1)?564.14(N)Ca?Cam?360NmLn(m?)?360?3?104(（2-21）
100?1100fa （6）按位置精度估算Ca下限值 安装方式为固定--固定。
?m?5/4?1.25
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