基于PLC物料拾取裝置畢業(yè)設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 基于 料拾取裝置的設(shè)計 系 別 機械工程系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù) 學(xué)生姓名 學(xué) 號 100920508 年級 2010 級 指導(dǎo)教師 二 0 一四 年 四 月 三十 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 于 料拾取裝置的設(shè)計 專業(yè) :機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生 : 指導(dǎo)老師 : 摘 要 本文基于機械設(shè)計、機械原理和 維繪圖軟件等相關(guān)知識與理論，通過搜集基于 料拾取裝置的相關(guān)資料、閱讀相關(guān)的文獻(xiàn)與書籍以及參考市面上的基于 料拾取裝置實體，首先對基于 料拾取裝置的主要機構(gòu)零部件模型進(jìn)行設(shè)計，其次利用維繪圖軟件將設(shè)計好的零部件模型進(jìn)行零件建模，然后將建好 的所有零部件模型進(jìn)行裝配設(shè)計，得到相應(yīng)的裝配體模最后對裝配體模型進(jìn)行運動仿真。 關(guān)鍵字： 基于 料拾取裝置 零件建模 裝配設(shè)計 運動仿真 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 LC on is on d by of to in of of D to to 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 4 - 目 錄 1概述 .取物料拾取裝置 的發(fā)展歷史 . 取物料拾取裝置 的發(fā)展意義 .取物料拾取裝置 在機械中的應(yīng)用 . 國 內(nèi)的應(yīng)用 . 國外的應(yīng)用 .取物料拾取裝置 的發(fā)展趨勢 .件在機械設(shè)計中的應(yīng) 用 .課題的目的和意義 .基于 概述 . 15 于 料拾取裝置 的組成部件 . 機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 . 1 錯誤 !未定義書簽。 進(jìn)電 機的選用 . 18 形絲桿螺母副設(shè)計 . . 材料選用原則 . 絲杠螺母的工作條件、失效形式和技術(shù)要求 . 21 旋傳動的類型、特點與應(yīng)用 . 21 珠絲桿螺母的設(shè)計計算 . 21 珠絲桿螺母的支承方式的選擇 . 23 珠絲桿螺母的潤滑和防塵隔離 . 25 向光桿和直線軸承的設(shè)計 . 27 軸器的選擇 . 28 承強度的校核 . 結(jié)論 .考文獻(xiàn) .謝 .文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 5 - 1 概述 工業(yè)機器人一般可理解為：在工業(yè)自動化應(yīng)用領(lǐng)域中的一種自動控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機（固定式的或是移動式的），用于搬運材料、工件、操持工具或檢測裝置，完成各種作業(yè)。近年來隨著工業(yè)自動化的發(fā)展物料拾取裝置 逐漸成為一門新興的學(xué)科，并得到了較快的發(fā)展。 物料拾取裝置 廣泛地應(yīng)用于鍛壓、沖壓、鍛造、焊接、裝配、機加、噴漆、熱處理等各個行業(yè)。特別是在笨重、高 溫、有毒、危險、放射性、多粉塵等惡劣的勞動環(huán)境中， 物料拾取裝置 由于其顯著的優(yōu)點而受到特別重視上料 物料拾取裝置 是典型的機電一體可自動地為機床抓取工件，取代操作人員頻繁取料，降低勞動強度，提高工作效率。 本課題所涉及的上下料 物 料 拾 取 裝 置 自 1999 年投入運行 , 工作安全可靠 , 效 果 良 好 , 可用做自動上料設(shè)備和生產(chǎn)線上的自動抓取設(shè)備。本課題主要是應(yīng)用 件的三維設(shè)計功能，對 基于 料拾取裝置物料拾取裝置 的各零 部件進(jìn)行三維設(shè)計并實現(xiàn)其各部件的裝配和運動仿真。 料拾取裝置的發(fā)展意義 物料拾取裝置 的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識：其一它分地代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機具進(jìn)行焊接和裝配。從而大大地改善工人的勞動條件，顯著地提高勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。因而，受到各先進(jìn)工業(yè)國家的重視，投入大量的人力物力加以研究和應(yīng)用。近年來隨著工業(yè)自動化的發(fā)展 物料拾取裝置 逐漸成為一門新興的學(xué)科，并得到了較快的發(fā)展。 物料拾取裝置 廣泛地應(yīng)用于鍛壓、沖壓、鍛造、焊接、裝配、機加、噴漆、熱 處理等各個行業(yè)。特別是在笨重、高溫、有毒、危險、放射性、多粉塵等惡劣的勞動環(huán)境中， 物料拾取裝置 由于其顯著的優(yōu)點而受到特別重視。機床上料 物料拾取裝置 是典型的機電一體化設(shè)備，它可自動地為機床抓取工件，取代操作人員頻繁取料，降低勞動強度，提高工作效率。總之， 物料拾取裝置 是提高勞動生產(chǎn)率，改善勞動條件，減輕工人勞動強度和實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的一個重要手段，國內(nèi)外都很重視它的應(yīng)用和發(fā)展。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 6 - 料拾取裝置在機械中的應(yīng)用 內(nèi)應(yīng)用 國內(nèi)在金屬切削加工中，用 物料拾取裝置 來完成刀具的自動更換。如北京第二機床廠 ，北京 揚州市職業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院 第八機床廠，上海第二機床廠，上海第八機床廠，寧夏大河機床廠等單位研制的自動換機床，均用 物料拾取裝置 自動更換刀具。在生產(chǎn)自動線上，用 物料拾取裝置 完成的傳遞和上下料，如：沈陽水泵廠深井泵體加工自動線，無錫柴油機廠和甘肅汽車齒輪廠的齒胚的加工自動線都 采用了 物料拾取裝置 。大連工礦車輛廠的 800架的加工，采用 物料拾取裝置 抓取、傳遞和安放并與 一些機床組合成側(cè)架切削加工自動線，提高效率 10倍。 外應(yīng)用 美國制造 155毫米的鋼彈體洛克福特軍械廠，從胚料加工開始到加工畢直包裝都自動進(jìn)行，不用人手去接觸，達(dá)到全自動生產(chǎn)。工業(yè) 物料拾取裝置 還能用來代替人工進(jìn)行打磨、拋光、去毛刺和清理切屑等工作。例如，瑞 典一家工廠打磨和 拋光銹鋼子彎頭時，采用 械 手，提 高 加 工 效 率 30%以上， ，不 傷 害 工 人 。又 如：瑞 典 沃 爾 沃 公司在 物料拾取裝置 上裝了三個環(huán)形 磨輪裝置，用來對傳動箱外表面去毛刺，比手工方法節(jié)省工時 50%。 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 7 - 料拾取裝置的發(fā)展趨勢 國內(nèi)應(yīng)加強 物料拾取裝置 基礎(chǔ)性能的實驗以及基礎(chǔ)理論研究，克服和解決制造技術(shù)及其它存在的問題。提 高 物料拾取裝置 運動速度。尤其是應(yīng)用于沖壓行業(yè)中的 物料拾取裝置 ，以適應(yīng)提高生產(chǎn)率和符合生產(chǎn)節(jié)拍的需要。要研究解決 物料拾取裝置 的運動速度和緩沖、定位技術(shù)。引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，培訓(xùn)專門技術(shù)人才，普及 物料拾取裝置 有關(guān)知識。盡快解決 物料拾取裝置 的定型設(shè)計、定點、定量生產(chǎn)以及配套件的生產(chǎn)和供應(yīng)問題，推進(jìn)物料拾取裝置設(shè)計制造中的現(xiàn)代化（ 化、系列化工作，以滿足國內(nèi)外市場的需求。目前工業(yè) 物料拾取裝置 的應(yīng)用逐步擴大，技術(shù)性能不斷提高，其發(fā)展趨勢是：擴大 物料拾取裝置 在工業(yè)上的應(yīng)用、提高工業(yè) 物料拾取裝置 的工作性能、 發(fā)展組合式 物料拾取裝置 、研制具有 “ 視覺 ” 和 “ 觸覺 ” 的 “ 智能機器人 ” 。 件在機械設(shè)計中的應(yīng)用 維 三維設(shè)計是著眼于更好表達(dá)產(chǎn)品完整的技術(shù)和生產(chǎn)管理信息，使得一個工程項目的設(shè)計和生產(chǎn)準(zhǔn)備各環(huán)節(jié)可以并行展開。而且三維設(shè)計可方便地設(shè)計出所見即所得的三維實體模型，并對其進(jìn)行裝配、過去模擬及干涉檢查，即在投入真實的生產(chǎn)之前就可以對其產(chǎn)品進(jìn)行物性分析及裝配測試等活動。從而更好的滿足設(shè)計目的的要求，并大大縮短了產(chǎn)品 的生命周期。 件是一個基于特征的參數(shù)化實體建模設(shè)計工具，是當(dāng)今世界完全基于 件與其它基于特征的參數(shù)化三維機械設(shè)計軟件，如 有 圖形界面和易于掌握的優(yōu)點。同時，利用裝配建模技術(shù)可以將零件模擬裝配起來，并可以對裝配結(jié)果進(jìn)行后續(xù)的裝配干涉分析、運動仿真模擬、物性分析及有限無分析，還可以在裝配環(huán)境中對零件進(jìn)行設(shè)計、編輯及修改。利用這些功能，能有效地避免產(chǎn)品設(shè)計中經(jīng)常帶來的尺寸不匹配、零件干涉等問題。 課題的目的和意義 目前國內(nèi)應(yīng)用軟件進(jìn)行工業(yè)機械設(shè)計的很多，還都以傳統(tǒng)的設(shè)計方法為主，導(dǎo)致產(chǎn)品的設(shè)計周期長、成本高。不能滿足工業(yè)機械使用的季節(jié)性、工作環(huán)境的買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 8 - 多變性和用戶要求的多樣性，不能使工業(yè)機械的設(shè)計隨著市場的需求而不斷地轉(zhuǎn)變，更無法在要求的較短周期內(nèi)，開發(fā)出新的產(chǎn)品。我國在工業(yè)機械新技術(shù)創(chuàng)新方面還很薄弱，無法適應(yīng)新世紀(jì)經(jīng)濟 發(fā)展的要求?；趥鹘y(tǒng)工業(yè)機械的設(shè)計方式的種種缺陷與不足和 課題即以數(shù)控車上下料 物料拾取裝置 作為載體，應(yīng)用 件完成各組成零件的建模及裝配。并完成該數(shù)車上下料 物料拾取裝置 進(jìn)行上下料過程的動畫演示，從而使人們可以直觀地認(rèn)識到數(shù)車上下料 物料拾取裝置 在數(shù)控生產(chǎn)及加工中的地位和主要作用。該方法是結(jié)合計算機輔助設(shè)計與制造 /產(chǎn)品造型設(shè)計的專業(yè)特點對現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計方法的一種新的嘗試和學(xué)習(xí)。如將本課題的設(shè)計方法移植到工業(yè)設(shè)計中，則較傳統(tǒng)的設(shè)計方式能夠大大縮短產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計的設(shè)計周期。用體設(shè)計 繪圖 裝配 模擬 改進(jìn) 整體裝配 運動仿真 改進(jìn) 成型 加工生產(chǎn)，比傳統(tǒng)的繪圖 加工 裝配 實驗 采集數(shù)據(jù) 改進(jìn) 二次加工 裝配 最終成型，縮短了設(shè)計周期，降低了成本。 2 基于 料拾取裝置的概述 于 料拾取裝置的組成部件 通過市場調(diào)研，我們決定設(shè)計一種基于 料拾取裝置（物料拾取裝置）。工作原理如圖 2 1 所示，拾取裝置工作時由步進(jìn)電機通過滾珠絲桿驅(qū)動滑塊上下往復(fù)運動，通過滑塊前部的氣動手指對工件的夾取與釋放的動作來完成作為一個物料拾取裝置的全部動作，運動可靠，平穩(wěn)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 9 - 圖 2 1 機構(gòu)運動簡圖 3 機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 機及減速器的選用 已知整個裝置上工件與零件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?3圍為5000動速度為 12r/： m m m g = 2 0 0 1 0 = 2 0 0 0 1 - 2 m / m i n = 1 6 . 6 - 3 3 . 3 /具體的步進(jìn)電機設(shè)計計算如下 : 1、確定運行時間 本次設(shè)計加速時間01(t 60 載速度（ m/ 有速度可知每秒上升 500 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 10 - 電 機 桿 導(dǎo) 程 ， 本 次 設(shè) 計 的 絲 桿 導(dǎo) 程 我 們 取 5 ，2 4 0 0 / m i 0 0 5電 機 0 . 3 1 0 2 0 0 0 . 0 0 5 1 . 7 3 0 . 9 N m 式中： : 0 . 32 0 0 0 0 5 9摩 擦 系 數(shù) ， ?。?負(fù) 載 重 量 ，： 絲 桿 導(dǎo) 程 ，： 傳 動 效 率 ， 取上下垂直運動 22 20 . 0 0 5( ) 2 0 0 0 . 0 0 0 1 2 6 7 7 9 ( . )22 M M k g m絲桿螺母慣量 4 3 4 5 27 . 8 7 1 0 0 . 4 0 . 2 3 . 7 2 1 0 ( . )3 2 3 2 L D k g m 式中 : 7 . 8 70 . 4 0 2 ， ?。?絲 桿 長 度 ， 取： 絲 桿 直 徑 ， 取 總慣量 20 . 0 0 0 3 2 ( . ) L L M J k g 啟動轉(zhuǎn)矩 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 11 - 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 3 2 ) 1 . 2 5 6 0 1 . 2 J M J L J 必須轉(zhuǎn)矩 2 . 3 6 . T M T L T S S N m 里取 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用直流無刷電機型號為 92無刷直流步進(jìn)電機廠家為南京森宇機電的產(chǎn)品。根據(jù)電機的特性曲線以及參數(shù)表如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 12 - 根據(jù)計算和特性曲線以及電機基本參數(shù)表，我們選用直流無刷電機型號為 92 電機額定功率為 定轉(zhuǎn)矩為 大轉(zhuǎn)矩為 額定轉(zhuǎn)速為 3000r/機大致圖如下： 外形尺寸 92機輸出軸徑為 14 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 13 - 形絲桿螺母副設(shè)計 料選用原則 選材的基本原則是材料在能滿足零件使用性能的前提下，具有 較 好的工藝性和經(jīng)濟性。 材料的使用性能是指機械零件在正常工作條件下應(yīng)具備的力學(xué)、物理、化學(xué)等性能，是保證該零件可靠 性 的基礎(chǔ)。對一般機械零件來說，選材時主要考慮的是其力學(xué)性能；而對于非金屬材料制成的零件，還應(yīng)該考慮其工作環(huán)境對 零件性能的影響。 零件按力學(xué)性能選材時，首先應(yīng)正確分析其工作條件、形狀尺寸及應(yīng)力狀態(tài)，結(jié)合該類零件出現(xiàn)的主要失效形式，找出其在實際使用中的主要和次要的失效抗力指標(biāo)，以此作為選材的依據(jù)。 杠螺母的工作條件、失效形式和技術(shù)要求 1、 工作條件 由于傳動機構(gòu)是絲杠螺母副，即螺旋傳動副，而工作時主要是攜帶傳感器進(jìn)行測量，而非傳遞動力或扭矩。主要承受一定的剪切、彎曲、扭轉(zhuǎn)等載荷。 2、 主要失效形式 當(dāng)彎曲載荷較大時，絲杠承受著交變應(yīng)力；當(dāng)其表面硬度較低，表面質(zhì)量不良時，會發(fā)生磨 損，甚至產(chǎn)生疲勞斷裂。而設(shè)計的絲杠所傳遞的動力和扭矩都很小。因此，主要的失效形式是磨損。通過提高絲杠螺母的表面質(zhì)量和安裝精度可以有效的減少磨損。 3、 材料性能要求 根據(jù)絲杠的工作條件和失效形式，要求絲杠材料具備以下主要性能： 電磁鐵參數(shù)測量裝置是對電磁鐵的電磁吸力、磁場強度和線圈溫度進(jìn)行測量的裝置。為避免電磁鐵的磁泄漏，采用不可磁化材料。如不銹、鋁合金、銅合金、陶瓷材料或高分子材料。 較高的綜合力學(xué)性能 承受一定的交變載荷與沖擊載荷。 絲杠軸頸應(yīng)具有高的硬度和耐磨性，提高絲 杠的旋轉(zhuǎn)精度和使用壽命。 根據(jù)絲杠螺母副的工作條件、失效形式和技術(shù)要求，考慮材料的綜合性能，絲杠采用淬火鋼 ， 螺母采用鑄造錫青銅。這是由于銅合金材料不僅具有較高的綜買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 14 - 合力學(xué)性能，而且具有較高硬度和耐磨性。絲杠螺母副的導(dǎo)柱采用不銹鋼，導(dǎo)軌采用鋁合金，聯(lián)結(jié)件采用高分子塑料 。 桿螺旋傳動的類型、特點與應(yīng)用 絲桿 螺旋傳動是利用 絲桿 和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動將直線運動變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動，同時傳遞運動或動力。滾珠絲杠傳動系統(tǒng)是一個以滾珠作為滾動媒介的滾動螺旋 傳動的體系。以傳動形式分為兩種： 一種是 將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動 ；另外一種是 將直線運動轉(zhuǎn)化成回轉(zhuǎn)運動。 梯形 絲桿的特點： （ 1）傳動效率高 ：梯形 絲杠傳動系統(tǒng)的傳動效率高達(dá) 90% 98%，為傳統(tǒng)的滑動絲杠系統(tǒng)的 2 4 倍，所以能以較小的扭矩得到較大的推力，亦可由直線運動轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運動（運動可逆）。 （ 2）運動平穩(wěn) ：梯形 絲杠傳動系統(tǒng)為點接觸滾動運動，工作中摩擦阻力小、靈敏度高、啟動時無顫動、低速時無爬行現(xiàn)象，因此可精密地控制微量進(jìn)給。 （ 3）高精度 ：梯形滾珠 絲杠傳動系統(tǒng)運動中溫升較小，并可 預(yù)緊消除軸向間隙和對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸以補償熱伸長，因此可以獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精度。 （ 4）高耐用性 ： 鋼球滾動接觸處均經(jīng)硬化（ 63）處理，并經(jīng)精密磨削，循環(huán)體系過程純屬滾動，相對對磨損甚微，故具有較高的使用壽命和精度保持性。 （ 5）同步性好 ： 由于運動平穩(wěn)、反應(yīng)靈敏、無阻滯、無滑移，用幾套相同的滾珠絲杠傳動系統(tǒng)同時傳動幾個相同的部件或裝置，可以獲得很好的同步效果。 （ 6）高可靠性 ： 與其它傳動機械，液壓傳動相比，滾珠絲杠傳動系統(tǒng)故障率很低，維修保養(yǎng)也較簡單，只需進(jìn)行一般的潤滑和防 塵。在特殊場合可在無潤滑狀態(tài)下工作。 （ 7）無背隙與預(yù)緊 ： 采用歌德式（ 槽形狀、軸向間隙可調(diào)整得很小，也能輕便地傳動。若加入適當(dāng)?shù)念A(yù)緊載荷，消除軸向間隙，可使絲杠具有更佳的剛性，在承載時減少滾珠和螺母、絲杠間的彈性變形，達(dá)到更高的精度 。 形絲桿螺母的設(shè)計計算 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 15 - 滾動螺旋傳動主要承 受 軸向力。由于螺母和螺桿間有較大的滑動摩擦，因而磨損是其主要的失效形式。滾動螺旋的基本尺寸（螺桿的直徑和螺母的高度），通常是根據(jù)耐磨性條件來確定的。受力較大的螺旋傳動，還應(yīng)校核螺 桿危險截面和螺母螺紋牙的強度，以防止發(fā)生塑性變形或斷裂；要求自鎖的螺桿，要求校核其自鎖性；精密的傳導(dǎo)螺桿，應(yīng)該校核其剛度，以免因受力導(dǎo)致螺距變化引起傳動精度降低；長徑比較大的螺桿，應(yīng)校核其穩(wěn)定性，以防止軸向受載后失穩(wěn)；高速的長螺桿還應(yīng)校核起臨界轉(zhuǎn)速，以防止過大的橫向振動。具體設(shè)計時應(yīng)根據(jù)傳 動的類型、工作條件及其失效形式等，選擇不同的設(shè)計準(zhǔn)則，而不必逐項進(jìn)行校核。 表 旋傳動的常用材料 螺旋副 材料牌號 應(yīng)用范圍 螺桿 45、50 材料不經(jīng)熱處理，使用于經(jīng)常運動，受力不大，轉(zhuǎn)速較 低的傳動 40 65 4018料需經(jīng)熱處理，以提高其耐磨性，適用于重載、轉(zhuǎn)速較高的重要傳動 938料需經(jīng)熱處理，以提高其尺寸的穩(wěn)定性，適用于精密傳導(dǎo)螺旋傳動 螺母 料耐磨性好，適用于一般傳動 料耐磨性好，強度高，適用于重載、低速的傳動。對于尺寸較大或高速傳動，螺母可采用鋼或鑄鐵制造，內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金 立向 絲桿的設(shè)計 （ 1） 滾珠絲桿螺母副 ， 橫向絲桿的最大軸向載荷為 2000N，支承間最大距離為 400要求定位精度為 珠絲桿的負(fù)荷包括運動部件的重量買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 16 - 所引起的進(jìn)給抗力。應(yīng)按額定靜載荷選用。 0 m a f f P 荷性質(zhì)系數(shù)為 1 動載荷硬度影響系數(shù)， =1 最大軸向載荷 定靜載荷為 2000N，查表得使用壽命時間 T=15000h，初選絲桿螺距 t=5絲桿轉(zhuǎn)速 1 0 0 0 m a x 1 0 0 0 1 2002Vn t = = = n/于絲桿螺距為 5，可選 W 系列完循環(huán)絲桿副尺寸系列 一列滾珠絲桿螺母副的幾何參數(shù)計算，見表 示 ： 表 滾珠絲桿螺母副幾何參數(shù) 名 稱 符號 計算公式和結(jié)果（ 螺紋滾道 公稱直徑 0 距 t 5 接觸角 45 鋼球直徑 紋滾道法面半徑 5 2 1 . 6 5 1偏心距 e ( 2 ) s i n 0 . 0 4 4 9 d b= - =買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 17 - 螺紋升角 0 4 . 3 7ta r c tg dg p=螺桿 螺桿外徑 d 0 ( 0 . 2 0 . 2 5 ) 1 9 . 4qd d d= - =螺桿內(nèi)徑 2 1 6 . 7 8 8fd d e R= + - =螺桿接觸直徑 c o s 2 2 . 5 9d d b= - =螺母 螺母螺紋外徑 2 2 3 . 3 1 2D d e R= - + =螺母內(nèi)徑（外循環(huán)） 1 0 . 2 0 . 2 5 ) 2 5 . 5qD d d= + =螺母長度 3 （ 2）傳動效率計算 ()gh +（ 式中： 摩擦角； 絲桿螺紋升角。 0 . 9 6()gh + （ 3）剛度驗算 ， 滾珠絲桿受工作負(fù)載 P 引起的導(dǎo)程 變化量 1 ?（ 應(yīng)用 400P （ N） （ 62 0 0E =? ( 2 (材料為 45 鋼 ) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 18 - 221 . 6 5 13 . 1 4 ( ) 2 . 2 1 32= = （ 2 所以 662 0 0 0 . 51 2 . 1 9 4 1 02 0 . 6 1 0 2 . 2 1 3 L（ 絲桿因受扭矩而引起的導(dǎo)程變化量 2小，可以忽略。所以導(dǎo)程誤差 61 0 0 1 0 01 2 . 1 9 4 1 0 4 . 9 70 0 . 5 L L )/( 查表知 C 級精度的絲桿允許誤差 6 m ，故剛度足夠 。 （ 4）穩(wěn)定性驗算 ， 由部件自重產(chǎn)生的使絲桿回轉(zhuǎn)的扭矩 2f 2 0 0 0 . 5 0 . 9 6 1 5 . 2 8 72 2 3 . 1 4 f 式中 G 移動部件自重 S 導(dǎo)程（ h 逆?zhèn)鲃有剩捎跐L珠絲桿副的正傳動效率和逆?zhèn)鲃有式葡嗟?，因此，一般用正傳動效?h 代替 h 。 2 0 0 0 . 5 0 . 9 6 1 5 . 2 8 72 2 3 . 1 4 f 10。 （ 5）軸承的選擇 ， 初選 6002，工作時為輕度沖擊，正常工作溫度，預(yù)期壽命為 5000h，絲桿在工作的過程中受軸向載荷作用，且最大軸向載荷為 002 的基本額定負(fù)載 本額定負(fù)載荷 為了能安裝方便本次設(shè)計中 6002 軸承可以用帶座軸承代替，選用軸承的型號為 or=e=e=當(dāng)量負(fù)載的計算 P=2006 16667 f P （ 溫度系數(shù)，載荷系數(shù)， 壽命指數(shù)為 e =3 得 31 6 6 6 7 1 2 5 0 0 1 6 2 7 6 3 5 0 0 02 0 0 2 0 0 h）所以該軸承適合。 珠絲桿螺母的支承方式的選擇 滾珠絲杠的支承主要有以下四種，由于支承方式不同，使容許軸向載荷及容許回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速也有所不同 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 19 - （ 1） 固定 用于高轉(zhuǎn)速、高精度 ； （ 2） 固定 適用于中等轉(zhuǎn)速、高精度 ； （ 3） 支承 精度 ； （ 4） 固定 適用于低轉(zhuǎn)速，中精度，短軸向絲杠。本 次設(shè)計中絲桿螺母的固定方式如下 所示 珠絲桿螺母的潤滑和防塵隔離 1、 油潤滑 一般情況下，用于滾動軸承的礦物油都適用。特別是在高轉(zhuǎn)速情況下，以油潤滑比脂潤滑佳，這時滾珠絲杠副的溫升較小。油潤滑的補充潤滑量和間隔，按下表，按表中的油量，至少可以達(dá)到 8 小時的補充潤滑時間。 2、 脂潤滑 采用脂潤滑的優(yōu)點可以使?jié)L珠絲杠傳動系統(tǒng)在一段很長時間后才需進(jìn)行補充。也就是說，在多數(shù)情況下，可以省去一套補充潤滑的裝置。補充潤滑脂的限量為大約填入螺母內(nèi)空間容積的一半?？梢允褂盟懈呒墲L動軸承潤滑脂，但要買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 20 - 注意潤滑脂廠家的說明和提示。潤滑脂的補充通常在半年或一年進(jìn)行更換，更換前應(yīng)清除舊潤滑脂后 才能更換新的潤滑脂 3、 防塵 與隔離 滾珠螺杠與滾動軸承一樣，如果污物及異物（切屑碎屑）進(jìn)入就會很快使它磨耗，成為損壞的原因。困此，必須采用防護(hù)裝置（折疊式或伸縮式 絲杠防塵罩 ）將絲杠軸完全防護(hù)起來。另外雖沒有別的異物，但有浮塵時要在螺母兩端采用刮屑式防塵圈。 滾珠絲杠副設(shè)計使用中應(yīng)注意的問題： (1) 為提高滾珠絲杠副的使用壽命和精度，應(yīng)使作用在螺母上的合力通過絲杠軸心，以保證滾珠受力均勻，避免傾覆力。 (2) 防 逆轉(zhuǎn)：滾珠絲杠副傳動逆效率高，應(yīng)考慮在電機停電后，因部件自重而產(chǎn)生螺旋副的逆?zhèn)鲃?(特別是在垂直方向上傳動時 )，防止逆?zhèn)鲃拥姆椒刹捎茫和ｋ娮枣i的電機、蝸輪蝸桿機構(gòu)、離合器等方式。 (3) 滾珠絲杠副在行程兩端應(yīng)有行程保護(hù)裝置，以防止越程后滾珠絲杠副受撞擊而影響精度、使用壽命甚至損壞。 (4) 防止熱變形：熱變形對精密螺旋傳動的定位精度有著重要的影響。其熱源不單是螺旋副的摩擦熱，還有其他機械部件工作時產(chǎn)生的熱，致使絲杠熱膨脹而伸長。為此必須分析熱源的各因素，采用措施控制熱源，還可以采用預(yù)拉伸、強制冷卻等減少熱變形對絲杠的伸長的影響。 (5) 細(xì)長而又水平放置的絲杠，因自 重使軸線產(chǎn)生彎曲變形，是影響導(dǎo)程累積誤差的因素之一，還會使螺母受載不均。設(shè)計細(xì)長絲杠時，應(yīng)考慮防止或減小自重彎曲變形的措施。 (6) 防護(hù)與密封 ， 塵埃和雜質(zhì)進(jìn)入滾道會妨礙滾動體運動流暢，會加速滾動體買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 21 - 與滾道的磨損，使?jié)L動螺旋副喪失精度。為此需要防塵措施。滾珠絲杠副在螺母兩端已安裝防塵圈，為避免絲杠外露，還需要為絲杠選擇防護(hù)裝置。 (7) 合理潤滑是減小驅(qū)動轉(zhuǎn)矩、提高傳動效率、延長螺旋副使用壽命的重要環(huán)節(jié) ， 接觸表面的油膜還有吸振、減小傳動噪聲和沖洗絲杠上的粉塵等雜物的作用。因此要注入潤滑脂。在螺母上 還有油孔，用戶可旋入油嘴，再采用其他合適的潤滑方式。 (8) 正確選擇預(yù)緊力 ， 滾珠絲杠副出廠時已經(jīng)按要求調(diào)節(jié)好所需要的預(yù)緊力，嚴(yán)禁自行拆卸滾珠絲杠副的各個部件，以免影響其精度。嚴(yán)禁敲擊和拆卸導(dǎo)珠管，以免造成滾珠堵塞，運轉(zhuǎn)不流暢。 (9) 建議采用適應(yīng)于數(shù)控機床的大接觸軸承以提高傳動剛度。 (10) 用內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副，必須使絲杠螺紋兩端中至少有一端的滾珠螺紋是通牙，并該端所有外圓尺寸均小于絲杠螺紋底徑 則無法裝配螺母。 (11) 水平位置采用外循環(huán)滾珠絲杠副，最好是插管放置再絲 杠軸線上面。 (12) 為便于絲杠加工，絲杠上最大外圓處的直徑最好不要大于絲杠的外徑 向光桿和直線軸承的設(shè)計 通過絲桿螺母連接法蘭，帶動整個醫(yī)療床裝置做上下運行，為了要保證平穩(wěn)，需要有導(dǎo)向裝置，這里就需要設(shè)計導(dǎo)向光桿和直線軸承配合整個絲桿螺母裝置。 線軸承的選擇 0 80 保持器適用于為40 80 銹鋼軸承適合于水、蒸 氣、硝酸等腐蝕介質(zhì)及真空工作場合，軸承型號按下述計算公式確定。 硬度系數(shù) 度 度 。 溫度系數(shù) 作溫度小于 100作溫度 1005。 接觸系數(shù) 每根軸裝一套軸承， 根軸裝二套軸承， 根軸裝三套軸承， 根軸裝四套軸承， 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 22 - 載荷系數(shù) 運行速度小于 15米 /分鐘，無沖擊、無振動， ； 運行速度小于 60米 /分鐘，微小沖或振動， ； 運行速度大于 60米 /分鐘，或有較大沖擊、振動， 。 時間壽命 10000*L) /2 *L(S*0) (位單： L：長度壽命 (萬米 )， 作行程 (米 )， 分鐘往復(fù)次數(shù) 已知滑動塊行程 L=作溫度 60分鐘往復(fù)次數(shù) 0，微小沖擊，軸承工作載荷 00度大于 望壽命 000小時，試選擇軸承型號。按以上工作條件： 1 . 0 , 1 . 0 , 0 . 8 1= 1 0 . 2 1 0 = 2 m / m i n=運 行 速 度 ，屬 于 一 般 沖 擊 ， 選 取 F W 2 . 0 F H F T F 000N，我們選用六個導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣滑動軸承的所受負(fù)載就平均分配，上下六個滑動軸承分別連接底板和連接上固定圓盤，兩邊軸承座為固定式的，中間六個為可以隨著絲桿螺母上下滑動。六個導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣每個導(dǎo)向光桿的滑動軸承處的所受負(fù)載為 166N。本次設(shè)計中所選擇的滑動軸承為帶法蘭形狀的。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 23 - 根據(jù)每個滑動軸承的負(fù)載承受 166N，我們選用滑動軸承為 承中間孔徑為 30樣導(dǎo)向光桿的直徑也為 30 軸承座孔公差推薦采用 ，直線軸公差推薦采用 ，軸承安裝必須用臺階芯軸壓入；直線軸安裝必須對準(zhǔn)軸承孔插入，動作輕緩，軸傾斜插入會導(dǎo)至保持器變型 和鋼球脫落，軸承安裝方向應(yīng)按照表 1 所示，可以提高軸承承載能力，延長壽命。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 24 - 軸承座孔有可能壓縮軸承，引志游隙變小，此時用手轉(zhuǎn)動直線軸，如果軸能接觸鋼球且能輕松轉(zhuǎn)動， 配合游隙為 0 +果稍加力才能轉(zhuǎn)動， 配合游隙為 0過盈） ；如果加力也不能轉(zhuǎn)動，配合游隙已多于 種情況鋼球滾動時可能 同時作滑動，會降低軸承和軸的作用壽命，只有在輕載、低速且定心要求高的情況下才可采用。調(diào)整型、開口型軸承內(nèi)、外徑在割口前測量，割口后會有一些彈性變形，配合游隙應(yīng)裝入軸承座內(nèi)測量（鋼保持器軸承、承情況類似）。游隙可調(diào)節(jié)的軸承座調(diào)節(jié)方向應(yīng)和軸承割口方向垂直以保證游隙均勻，直線軸承結(jié)構(gòu)特點不能作旋轉(zhuǎn)運動，同時要求有良好的導(dǎo)向性，所以直線 軸承一般以二根軸 +四套軸承或二根軸 +二套加長型軸承為一個組合使用，二根軸安裝要平直，整個組合裝配后，用手推拉必須靈活無阻滯才可安裝傳動機構(gòu)，傳動動力要足夠克服軸承磨擦阻力，直 線軸承磨擦阻力近似為千分之一工作載荷 。 軸承出廠涂有防銹油，使用時需加潤滑劑。油脂潤滑噪音較低，常用的有2 號鋰基脂和低噪音軸承潤滑脂， 填脂量為保持器空隙的三分之一。油潤滑不需清除防銹油， 根據(jù)工作測試采用 15# 100#潤滑油， 工作溫度低采用低粘度油， 工作測試高采用高粘度油，常用的有透平油，機械油和錠子油，無密封軸承把油滴在軸上即可，帶密封軸承需把油加到軸承內(nèi)，本公司為用戶準(zhǔn)備了帶油孔的軸承和軸承座。對于一些不允許有油（脂）的工作場所，先清除防銹油，干燥后在每列鋼球上 噴一些市售的二硫化鉬噴劑，再次干燥后即可使用，帶密封軸承應(yīng)避免密封圈和軸干磨擦引起密封唇口擠入軸承內(nèi)，造成軸承的非預(yù)期損壞。鐵屑會極大地降低軸承壽命，粉塵和臟物會阻塞保持器球道，使鋼球不能回轉(zhuǎn)，引起保持器損壞、鋼球擠膠。帶密封軸承可用于一般帶粉塵工場所，像木工機械、鑄造機械等多粉塵場合，請在軸承兩端另加密封，防止粉塵進(jìn)入并可減少油脂損耗。 軸承運動和換向時承受過大的沖擊負(fù)荷，或當(dāng)軸承靜止時，由于機器振動等因素都會使接觸處形成凹坑。外界硬粒進(jìn)入軸承內(nèi)，也可在接觸表面形成壓痕，這種 永久變形量超過一定限度，就會防礙直線運動平穩(wěn)性，引起振動和噪音，振買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 25 - 動會進(jìn)一步?jīng)_擊凹坑周圍材料，造成惡性循環(huán)，使凹坑面積擴大，這種永久變形量用基本額定靜載荷限定。鋼球和套圈接觸點兩者永久變形量之和等于鋼球直徑的萬分之一時的靜載荷，定義為基本額定靜載荷 軸承使用時，沖擊力很難測定，常用選取適當(dāng)?shù)撵o載荷安全系統(tǒng)來保證軸承靜載荷不超過基本額定靜載荷。選型時使軸承承受的靜載荷 0/受振動和沖擊場合 振動和沖擊工作場合 軸承由于反復(fù)承受工作載荷，首先 在表面下一定深度處，強度較弱部分形成裂紋，繼而發(fā)展到接觸表面，使金屬成片狀剝落下來，這種剝落稱為疲勞剝落。在安裝、潤滑、密封正常的情況下，絕大多數(shù)軸承的破壞是疲勞破壞，一般所說的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命。直線軸承額定壽命規(guī)定為 5 萬米， 通過限定基本額定動載荷 C 來保證。由于軸承壽命具有分散性，即同一批材料、相同工藝生產(chǎn)、相同使用條件下的軸承壽命不相同，所以軸承基本額定動載荷 C 定義為一批相同的軸承在相同條件下運行 5 萬米，軸承不生任何疲勞剝落現(xiàn)象所能承受的動載荷。 軸器的選擇 由于整個裝置 載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟問題，我們選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，取工作情況系數(shù) 。由于電機輸出軸徑為12擇聯(lián)軸器類型為 聯(lián)軸器承受轉(zhuǎn)矩 001 . 3 0 . 39 5 5 0 9 5 5 0 8 2 . 2 . 1 2 5 m T N 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 26 - 承強度的校核 滾動軸承是現(xiàn)代機器中廣泛應(yīng)用的零件之一，它是依靠主要元件間的滾動接觸來支承轉(zhuǎn)