（优秀毕业全套设计）零前角阿基米德齿轮滚刀的齿形误差检测设计（整套下载）

所以只要两个方向的速度成定比例关系。

如图。

两个方向速度的比例关系由程序控制。

。

图轴与轴速度关系具体结构如图。

左右方向进给都采用步进电机驱动滚珠丝杆，配合滚珠导轨形成平面运动。

由于垂直方向精度要求不高，所以垂直方向采用齿轮齿条配合手动进给。

图齿轮滚刀检测装置结构设计方案的可行性分析在本设计装置中，关键问题有横向纵向进给精度的保证斜线轨迹的形成被测齿轮滚刀在装置中分度精度的保证。

通过对以上问题的分析采用以下相应的措施采用步进电机驱动丝杠，带动工作台运动采用横向纵向速度匹配，形成平面内各种运动采用脉冲步进电机保证分度精度。

通过对机械原理课程的学习分析得出装置原理可行通过对机械设计课程的确学习分析得出装置结构可行通过对机械工程学的确学习分析得出装置工艺可行。

第四章机械部分设计.步进电机的选用步进电机的计算.步进电机的步距角取系统脉冲当量.，初选步进电机步距角度。

.步进电机启动力矩的计算设步进电机等效负载力矩为，负载力为，根据能量守衡原理，电机所做的功与负载力所做的功有如下关系。

式中电机转角移动部件的相对位移机械传动效率若取，则，且，所以式中移动部件负载移动部件重量与重力方向致作用在移动部件上的负载力导轨摩擦系数步进电机步距角电机轴负载力矩•本设计中，取.淬火钢珠导轨的摩擦系数，η.为。

所以步进电机的选用通过以上计算选择电机，步距角.，额定负载转矩.外形。

.滚动导轨的设计与尺寸确定在相配的两导轨面间放置滚动体或滚动支承，使导轨面间的摩擦性质成为滚动摩擦，此为滚动导轨，它的最大优点是摩擦因数小，动静摩擦因数差小，因此，运动轻便灵活，运动所需的功率小，摩擦发热少磨损小，精度保持性好，低速运动平稳性好，移动精度和定位精度高。

滚动导轨还具有润滑简单有时可以油脂润滑，高速运动时不会像滑动导轨那样因动压效应而使导轨浮起等优点。

但滚动导轨结构比较复杂制造比较困难成本比较高抗震性比较差。

对灰尘比较敏感，因此必须有良好的防护。

滚珠导轨的特点滚动导轨广泛的应用于各种类型机床和机械。

每种机床和机械都利用了它的些特点。

例如数控机床坐标镗床仿形机床和外圆磨床砂轮架导轨等，采用滚动导轨是为了实现低速平稳无爬行和精确位移，工具磨床的工作台采用滚动导轨，为了防止高速时因动压效应使工作台浮起来，以便提高加工精度，立式车床工作台采用滚动导轨是为了提高速度，等等。

滚动导轨的类型很多，按运动轨迹分有直线运动导轨和圆运动导轨按滚动体的形式分有滚珠滚珠和滚针导轨按滚动体是否循环可分为滚动体循环和滚动体不循环导轨。

滚动导轨类型特点及应用见表。

表滚动导轨类型特点及应用类型特点及应用滚动体不循环的滚动导轨滚珠导轨行程不能太长，摩擦阻力小刚度低承载能力差，不能承受大的颠覆力矩和水平力这种导轨适用于载荷不超过的机床，如工具磨床滚柱导轨载荷能力及刚度比滚珠导轨高，交叉滚珠导轨副四个方向均能承载滚针导轨滚针导轨承载能力最高滚柱滚针对导轨面的平行度误差要求比较敏感，且容易侧向偏移和滑动主要用于承载能力较大的机床上。

如立式车床，磨床等滚动体循环的滚动导轨滚动直线导轨副有专业化生产厂生产品种规格比较齐全技术质量保证。

设计制造机器采用这类导轨副，可缩短设计制造周期提高质量降低成本。

滚柱交叉导轨副滚柱导轨块滚动直线导轨套副滚动花键副滚动轴承滚动导轨任何能承受径向力的滚动轴承或轴承组都可以作为这种导轨的滚动元件轴承的规格多，可以设计成任意尺寸和承受能力的导轨，导轨行程可以很长很适合大载荷高刚度行程长的导轨，如大型磨头移动式平面磨床绘图机等导轨滚珠导轨的选择此设计为齿轮误差检测装置，属于高精度的检测仪器，所以采用滚珠导轨而不是滑动导轨，根据设计的需要和各种不同导轨的优缺点，决定采用滚珠导轨其结构如图所示。

图滚珠导轨原理图在原理图中可以看到在型槽型槽般为中安装了滚珠，为了防止滚珠滑落，安装了保持架，并且保持架可以保证各个滚珠之间的相对位置。

之所以选择形滚珠导轨是因为它的工艺性好，容易达到较高的加工精度。

但滚珠导轨在工作时滚珠和导轨间是点接触，应力比较大，容易压出沟槽，所压沟槽的深度若不均匀，将会降低导轨的刚度及精度。

为了改善这种情况，可采用以下的工艺在形槽与滚珠接触处预先研磨出窄条圆弧面的浅槽，从而增加了滚珠与滚到的接触面积，提高了承载能力和耐磨性，但这种工艺的缺点是导轨中的摩擦力略有增加。

采用双圆弧滚珠导轨，这种导轨是把导轨的滚道改为为圆弧形滚道，以增大滚动体与滚道接触点的曲率半径，从而提高了导轨的承载能力，以及刚度使用寿命。

但双圆弧导轨由于形状的特殊性也有它本身的不足形状复杂，工艺较差，摩擦力较大。

因此当精度要求很高时不易满足使用要求。

在工程设计中为使双圆弧滚珠导轨能发挥接触面积较大，变形较小的优点，又不至于过分增大摩擦力，般都根据经验把其参数控制在个合理的范围内，在此设计中，由于滚珠导轨在工作时承受的力为，相对于滚珠到过的极限力来说是很小的，所以在此设计中不需那样的计算。

.滚动导轨的预紧使滚动体与滚道表面产生初始接触弹性变形的方法称之为预紧。

预紧导轨刚度比没有预紧的刚度大，在合理的预紧条件下，导轨磨损比较小，预紧的主要方式有采用过盈装配形成预加负载装配导轨时，根据滚动体的实际尺寸，刮研压板与滑板的结合面或在其间加上定厚度的垫片，从而形成包容尺寸过盈有个合理的数值，达到此数值时，导轨刚度较好，而驱动力又不至于过大。

用移动导轨板的方法实现预紧预紧时先松开导轨体的连接螺钉，然后拧动侧面螺钉，即可调整导轨两边的距离而预紧。

此外，也可用斜镶条来调整，这样导轨的预紧量沿全长分布比较均匀，故也常采用。

由图可以看到在本设计中采用的是第二种预紧方法。

.额定寿命的计算滚动直线导轨副额定寿命的计算与滚动轴承基本相同。

式中额定寿命额定动载荷当量动载荷受力最大的滑块所受的载荷导轨上的滑块数ε指数，当滚动体为滚珠时ε当为滚柱时，ε额定寿命单位，滚珠时，滚柱时，硬度系数温度系数，查文献实用机床设计手册表.取接触系数，查文献实用机床设计手册表.取.精度系数，查文献实用机床设计手册表.取.载荷系数，查文献实用机床设计手册表.。

取.由式可得.载荷计算当导轨水平放置的时候主要载荷就是移动部分的重量，根据此装置设计意图和材料的密度及体积关系可估算移动部件的重量再加上其他元件的重量，则移动部分的总重量为。

所以每个导轨上的载荷为。

此外，摩擦阻力受结构形式润滑剂的黏度载荷及运动速度的影响而略有变化，预紧后，摩擦力稍微增大，摩擦力式中滚动摩擦系数，法向载荷密封件阻力，每个滑块座取.，则滚动体确定滚动体的尺寸和个数应根据单位接触面积上的容许压力计算确定。

在般条件下，应优先选用直径较大的滚动体，这是因为增大滚动体直径可以提高导轨的承载能力，对于滚珠导轨，其滚珠数目与承载能力及滚珠直径的平方成正比，因此增大滚珠直径比增加滚珠数目有利，如果滚动体的数目太少会降低导轨的承载能力，制造误差将显著的影响运动件的位置精度滚动体数目太多，则会增发负载在滚动体上的分布不均匀性，反而会降低刚度。

实验表明，为使各滚动体承受的载荷比较均匀合理的滚动体的数目为式中为导轨所承受的运动组件的重力为滚珠直径。

在此选用导轨钢珠。

取整，根据实际情况在导轨的各边安装滚珠数目为个。

许用负荷验算平均每个滚珠上最大负载式中导轨的预加载荷，按最大工作负荷的计算。

现根据最大工作负载取。

则许用负荷查文献机械设计手册表.得，查表得，则由此可知，此选择的导轨可用。

.滚动导轨的材料和热处理适用于滚动导轨的材料必须满足硬度高，性能稳定以及良好加工性能的特性，低碳合金钢如，经渗碳淬火，表面硬度可达合金结构钢，如，淬火后低温回火，硬度可达，加工性能良好，但硬度较低合金工具钢，淬火之后低温回火，硬度可达，这种材料性能稳定，可以制造变形小，耐磨性高的导轨氮化钢，经调质或正火后，表面氮化，可得到很高的表面硬度，但硬化层很薄，加工成本高铸铁，硬度可达到，加工方便，滚动体用滚珠，般可满足使用要求，在此装置中的滚动导轨的材料选用铸铁导轨。

滚动体的材料般采用滚动轴承钢，淬火后硬度可达到。

.滚珠丝杠螺母副的设计与尺寸确定滚珠丝杠副传动与滑动丝杠传动相比其主要特点是传动效率高般可达以上是滑动丝杠传动的倍运动平稳，摩擦力小灵敏度高低速无爬行可以预紧消隙丝杠副的间隙，提高轴向接触刚度定位精度和重复定位精度高使用寿命为普通滑动丝杠的倍甚至更高同步性好，用几套相同的滚珠丝杠副同时传动时传动几个相同的部件或装置时，可获得较好的同步性使用可靠润滑简单维护方便不自锁，可逆向传动，即螺母为主动，丝杠为被动。

旋转运动变为直线运动由专业厂生产，选用配套方便。

滚珠丝杠副作为精密高效的传动元件在精密机床数控机床得到广泛应用，在机械工业交通运输航天航空军工产品等各个领域应用得很普遍，可用作精密定位自动控制动力传递和运动转换。

滚珠丝杠螺母副的选用滚珠丝杠螺母副的特点滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式般分外循环和内循环两种。

外循环过程中滚珠与丝杠脱离接触，目前使用插管完成滚珠循环的结构，工艺性好，结构简单，但滚道管子突出于螺母外表，所以外循环丝杠螺母径向尺寸较大。

对于内循环方式，滚珠丝杠螺母副在循环过程中滚珠始终保持与丝杠接触。

这时在左右螺母上各装个回珠反向器，它迫使滚珠越过丝杠的螺母外径，进入相邻的螺纹滚道，滚珠经过不到圈即返回。

内循环滚珠丝杠螺母副工作滚珠数目少，流畅性好，摩擦损失小，传动效率高，径向尺寸紧凑，轴向刚度好，但回珠器槽形复杂，需三坐标数控机床才能加工。

滚珠丝杠螺母副可以通过左右螺母的相互离开和相互靠近达到消除间隙的目的当有过盈时，即为预紧。

常用的消除间隙或预加载的办法如下螺丝式调隙结构。

个螺母中的个带有外伸螺纹套筒，个螺母均装有平健用来防止转动。

用转动外伸螺纹套筒上的个锁紧螺母的方法来调整间隙和加预载。

这种结构的优点是结构紧凑，工作可靠，调整方便，被广泛应用，但调隙量不易精确。

垫片式调隙结构。

通过改变调整垫片的厚度，使个螺母产生相对位移，用以消除间隙，并产生预紧力。

这种结构的优点是结构简单可靠，刚性好，装卸方便，特别是将垫片做成半环结构时，修磨再装就很方便。

齿差式调隙结构。

在两个螺母的外凸缘上加工出两个齿轮齿数差为。

这两个齿轮分别与螺母两端的两个内齿圈相啮合.内齿圈用螺钉紧固在螺母座上。

只要转动其中个螺母，就会使两个螺母的相对位置发生变化，以调整轴向间隙和预紧力。

由于此检查装置工作负载很小，冲击力几乎为零，所以选用内循环浮动反向器式滚珠丝杠螺母副。

其浮动式的优点是具有较好的摩擦特性，预紧力矩为固定反向器的，在预紧时，预紧力上升平缓，适用于各种高灵敏高刚度的精密进给定位系统。

重载荷多头螺纹大导程不宜采用。