臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 1 寧學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī)設(shè)計(jì) 分 院： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 年 月 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 2 摘要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 等離子切割機(jī) 的應(yīng)用也顯得 越來(lái)越頻繁，先進(jìn) 切割 技術(shù)的發(fā)展總是不斷地從新科技的成果中獲得新的起點(diǎn)。目前， 等離子切割機(jī) 技術(shù)在電子科技、計(jì)算機(jī)技術(shù)及機(jī)器人的制造中都起著重要的作用。無(wú)論在什么情況下， 等離子切割機(jī) 才能提高焊接的水平和質(zhì)量。我們只有將數(shù)控 切割 機(jī)技術(shù)和焊接跟蹤技術(shù)有效的結(jié)合才能更好的推動(dòng)新科技的發(fā)展，因此數(shù)控 切割 機(jī)的設(shè)計(jì)對(duì)于解決這一難題至關(guān)重要。 關(guān)鍵詞： 切割 技術(shù) ， 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ， 等離子切割機(jī) 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 3 of of is of is of in At an in of In of We NC in to of so NC is 買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 4 目 錄 摘要 . 錄 . 1 章 緒論 .式數(shù)控等離子切割機(jī)的研究目的及意義 . 9 式數(shù)控等離子切割機(jī)背景 . 9 式數(shù) 控等離子切割機(jī)簡(jiǎn)介 . 9 義 . 9 究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) . 9 課題研究的內(nèi)容及方法 . 主要的研究?jī)?nèi)容 . 設(shè)計(jì)要求 . 關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題 . 12 第 2 章 總體方案機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .計(jì)概念 . 12 計(jì)原理 . 12 案討論 . 13 第 3 章 X 結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 向滾珠絲桿副的選擇 . 15 程確定 . 15 定絲桿的等效轉(zhuǎn)速 . 15 計(jì)工作臺(tái)質(zhì)量及負(fù)重 . 15 定絲桿的等效負(fù)載 . 15 定絲桿所受的最大動(dòng)載荷 . 16 度的選擇 . 17 擇滾珠絲桿型號(hào) . 17 核 . 17 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 5 界壓縮負(fù)荷驗(yàn)證 . 18 界轉(zhuǎn)速驗(yàn)證 . 19 桿拉壓振動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率 . 19 機(jī)的選擇 . 20 機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 . 20 機(jī)扭矩計(jì)算 . 21 第 4 章 Y 向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 軸滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算、選擇 . 23 珠 絲杠計(jì)算、選擇 . 24 進(jìn)電機(jī)慣性負(fù)載的計(jì)算 . 26 第 5 章 主要零件的數(shù)控加工 .始參數(shù)設(shè)定 . 29 建刀具 . 30 建加工操作 . 31 擬刀軌及后處理 . 33 總結(jié)與展望 .考文獻(xiàn) . 謝 .買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 6 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 7 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 8 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 9 第 1 章 緒論 式數(shù)控等離子切割 機(jī) 的研究目的及意義 式數(shù)控等離子切割機(jī) 背景 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化已成為突出的主題。各行各業(yè)的自動(dòng)化水平越來(lái)越高，現(xiàn)代化加工車(chē)間，常配有自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備， 用來(lái) 提高生產(chǎn)效率，完成工人難以完成的或者危險(xiǎn)的工作。 當(dāng)然，也不排除 的焊接加工過(guò)程。我們發(fā)現(xiàn)焊接 技術(shù) 已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域并且被廣泛使用。 根 據(jù)資料顯示，我國(guó)每年鋼鐵的產(chǎn)量一般在 3 億噸左右，其中有一半以上的鋼 有用到 焊接 技術(shù) 加工。我國(guó)每年的焊接設(shè)備需求量 金額 超過(guò) 50 億元。 既然 焊 接 機(jī) 能夠這么普遍地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域， 它 肯定具備了很大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 。 式數(shù)控等離子切割機(jī) 簡(jiǎn)介 龍門(mén)式數(shù)控火焰 /等離子切割機(jī)采用驅(qū)動(dòng)， 即切割頭， 運(yùn)行穩(wěn)定，配置好，工作效率 很 高，可 以 用于各種異形碳鋼、錳鋼、不銹鋼等金屬材料的大、中、小型鋼板下料。還可根據(jù)用戶 的 要求配置多把割炬。 義 用方管對(duì)焊 的 結(jié)構(gòu)，具有剛性好，精度高，自重輕，慣量小的特點(diǎn)。所有 的 焊接件均 采用 振動(dòng)時(shí)效去應(yīng)力處理，有效的防止了結(jié)構(gòu)變形； 向驅(qū)動(dòng)：橫向?qū)к?則 采用 了 臺(tái)灣進(jìn)口的直線 式 導(dǎo)軌，縱向?qū)к壥怯删芗庸さ奶刭|(zhì)鋼軌制成 的 ，保證了切割機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)，精度高，且經(jīng)久耐用，清 潔美觀； 究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 激光切割機(jī)的切割速度快，精度和切割質(zhì)量好等特點(diǎn)。在國(guó)家指定的長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃時(shí)，又是將激光切割列入了關(guān)鍵支撐技術(shù)。因其涉及國(guó)家安全、國(guó)防建設(shè)及高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和科技前沿的發(fā)展，所以要對(duì)激光切割有很高的重視程度，這就將激光切割機(jī)的制造和升級(jí)帶來(lái)很大的商機(jī)。隨著用戶對(duì)激光切割技術(shù)特點(diǎn)的逐步了解和采用的示范性地深入，這就帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)激光切割機(jī)。 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 10 外焊接機(jī)的發(fā)展概況 焊接產(chǎn)品中有許多曲線的焊接，在我國(guó)一般采用手工焊接。手工操作具有一定的優(yōu)勢(shì)，但也，存在著人員管 理難、工人培訓(xùn)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大、焊接質(zhì)量難以穩(wěn)定的保持、容易產(chǎn)生夾雜、氣孔等缺陷、焊接成本高、生產(chǎn)效率低一系列的問(wèn)題等。為了克服上述種種弊端，焊接科技工作者研究出了多種自動(dòng)化焊接設(shè)備，如仿形焊接機(jī)，焊接機(jī)器人，三維數(shù)控焊接機(jī)等。 近些年來(lái)我國(guó)焊接技術(shù)的整體發(fā)展水平比較好，尤其是逆變式焊機(jī)技術(shù)現(xiàn)已成熟，正在全國(guó)推廣應(yīng)用。波控、智能及自動(dòng)、半自動(dòng)焊接技術(shù)快速發(fā)展。自動(dòng)、半自動(dòng)氣體保護(hù)焊機(jī)、埋弧焊機(jī)、電阻焊機(jī)等產(chǎn)品也邁開(kāi)了一大步。 2000 年我國(guó)點(diǎn)弧焊機(jī)器人已達(dá)到 980 臺(tái)?？墒潜M管如此，我國(guó)的焊接設(shè)備 還是不能滿足國(guó)內(nèi)工業(yè)的生產(chǎn)需求。 我國(guó)從 20世紀(jì) 80年代開(kāi)始進(jìn)行大型機(jī)床等機(jī)械產(chǎn)品焊接結(jié)構(gòu)的研究， 20 多年來(lái)已取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。焊接結(jié)構(gòu)已經(jīng)在現(xiàn)代化的數(shù)控機(jī)床等大型機(jī)床上應(yīng)用以焊代鑄以焊代鍛的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)迅速發(fā)展。 在汽車(chē)制造工業(yè)方面，隨著我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量的不斷增加 20 世紀(jì) 90 年代開(kāi)始從國(guó)外陸續(xù)引進(jìn)先進(jìn)的焊接設(shè)備。并在車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸、剎車(chē)蹄片、輪圈以及其他部件的制造過(guò)程中普遍采用各種先進(jìn)的焊接工藝，提高了焊接效率和產(chǎn)品質(zhì)量。焊接在船舶、汽車(chē)、鍋爐、壓力容器制造行業(yè)中也成為主要的生產(chǎn)工藝手段之一 。目 前，已有多 種焊接工藝方法獲得各國(guó)船級(jí)社的認(rèn)可而被應(yīng)用于生產(chǎn)。自十一五期間開(kāi)始進(jìn)行高效焊接技術(shù)的探索以來(lái)，至今已取得令人欣喜的成績(jī)。 近年來(lái)，我國(guó)在大型貯罐焊接、球形貯罐焊接、鋁鎂合金料倉(cāng)焊接等領(lǐng)域中，已成功地開(kāi)發(fā)應(yīng)用了自動(dòng)焊或半自動(dòng)焊工藝，如球罐全位置自動(dòng)焊工藝和裝備已在國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)成功，它將為進(jìn)一步推動(dòng)焊接自動(dòng)化發(fā)揮重要作用。 在當(dāng)前， 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)絕大多數(shù)還是依據(jù)具體的情況來(lái)設(shè)計(jì)專用焊接 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) ，稱之為固定結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng) 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) ，其運(yùn)動(dòng)特性使特定 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 僅能適應(yīng)一定的范 圍 ， 花費(fèi)成本較大，不利于 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 的發(fā)展。 很數(shù)移動(dòng)焊接 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 還有焊縫跟蹤的功能 ,其不足之處就是在焊前必須通過(guò)人為的方式 ,幫助 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 找到合適的位置并且放好，通過(guò)人工將 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 本體、十字滑塊等調(diào)整到合適的狀態(tài) ,這里所設(shè)計(jì)的移動(dòng) 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 是有軌移動(dòng)焊接 臺(tái)式數(shù)控等離子切割購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 11 機(jī) ，只是現(xiàn)有的移動(dòng)焊接 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 技術(shù)在 焊接中的應(yīng)用， 還不能滿足要求，而當(dāng)前的移動(dòng)焊接 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 技術(shù)有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。也就是說(shuō) 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 的自主性還跟不 上工業(yè)發(fā)展的腳步。 未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)可分為以下三個(gè)方面： 2 1 選擇視覺(jué)傳感器來(lái)進(jìn)行傳感跟蹤：因?yàn)榕c圖象處理方面相關(guān)的技術(shù)得到發(fā)展； 2 采用多傳感信息融合技術(shù)以面對(duì)更為復(fù)雜的焊接任務(wù)； 3 控制技術(shù)由經(jīng)典控制到向智能控制技術(shù)的發(fā)展：這也將是移動(dòng)焊接 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 的控制所采用。 課題研究的內(nèi)容及方法 要的研究?jī)?nèi)容 在查閱了國(guó)內(nèi)外大量的有關(guān)焊接 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 設(shè)計(jì)理論及相關(guān)知識(shí)的資料和文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，綜合考慮焊接 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、具 體作業(yè)任務(wù)特點(diǎn)以及焊接 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 的推廣應(yīng)用，分析確定使用三自由度關(guān)節(jié)型焊接 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 配合生產(chǎn)工序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接的目的。 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本文擬進(jìn)行的研究?jī)?nèi)容如下 : 1 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的環(huán)境要求和數(shù)控錫絲點(diǎn)焊機(jī)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定數(shù)控錫絲點(diǎn)焊機(jī)整體設(shè)計(jì)方案。 2 確定數(shù)控錫絲點(diǎn)焊機(jī)的性能參數(shù)，對(duì)初步模型進(jìn)行靜力學(xué)分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇電機(jī)。 3 從所要功能的實(shí)現(xiàn)出發(fā)，完成數(shù)控錫絲點(diǎn)焊機(jī)各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 4 完成主要零部件強(qiáng)度與剛度校核。 計(jì)要求 1 根據(jù)所要實(shí)現(xiàn) 的功能，提出 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 的整體設(shè)計(jì)方案 ； 2 完成 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì) ； 3 通過(guò)相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，完成電機(jī)選型； 4 完成 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 結(jié)構(gòu)的三維造型； 繪 制 臺(tái)式數(shù)控等離子切割機(jī) 結(jié)構(gòu)總裝配圖、主要零件圖 。 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 12 鍵的技術(shù)問(wèn)題 1 方案選擇 2 整體的支撐架設(shè)計(jì)（龍門(mén)結(jié)構(gòu)及懸臂結(jié)構(gòu)的選擇） 3 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 強(qiáng)度校核 第 2 章 總體方案 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì) 概念 整體的支撐架采用龍門(mén)結(jié)構(gòu) 在工程中我們常用的整體支撐架結(jié)構(gòu)有龍門(mén)結(jié)構(gòu)和懸臂梁。所謂的懸臂梁就是 梁的一端為不產(chǎn)生 軸向、垂直位移和轉(zhuǎn)動(dòng)的固定支座，另一端為自由端（可以產(chǎn)生平行于軸向和垂直于軸向的力）。 而 龍門(mén)結(jié)構(gòu)通俗地說(shuō) 就是 一根橫梁連接兩個(gè)支腿與地面緊固組成的像一個(gè)門(mén)框一樣的結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗请p支撐結(jié)構(gòu)區(qū)別于單支撐和懸臂結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單。 計(jì)原理 數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足一下幾個(gè)條件 首先就是必須 保證工件定位可靠 的可靠性， 為了使工件、 焊槍 與 焊接點(diǎn) 保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置，必須根據(jù)要求的 焊接點(diǎn) ， 去選擇合適的定位機(jī)構(gòu) 。 再者就是要 有足夠的強(qiáng)度和剛度 除了受到工件、工具的重量，還要受到本身的重量，還受到焊接 槍 在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)的影響，沒(méi)有足夠的強(qiáng)度和剛度 可能會(huì) 發(fā)生折斷或 者 彎曲變形， 所以 對(duì)于受力較大的進(jìn)行強(qiáng)度、剛度計(jì)算 是非常必要的 。 最后要 盡可能 做到 具有一定的通用性 如果可以 ，應(yīng)考慮到產(chǎn)品零件變換 的問(wèn)題 。為適應(yīng)不同形狀和尺寸的 零件 ， 為滿足這些要求， 可將制成組合式結(jié)構(gòu)，迅速更換不同的部件及附件來(lái)擴(kuò)大機(jī)構(gòu)的使用范圍。 X 軸采用絲杠加導(dǎo)軌形式 ： 橫向 電動(dòng)機(jī) 聯(lián)軸器 橫向 滾珠絲杠（導(dǎo)軌） 向電動(dòng)機(jī) 聯(lián)軸器 縱向滾珠絲杠 大托板 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 13 案討論 懸臂梁 在工程力學(xué)受力分析中，比較典型的簡(jiǎn)化模型。在 實(shí)際工程分析中，大部分實(shí)際工程受力部件都可以簡(jiǎn)化為懸臂梁。龍門(mén)結(jié)構(gòu)制作方便，承受負(fù)載大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工程上廣泛應(yīng)用。 考慮到上述問(wèn)題 該課題的整體結(jié)構(gòu)采用龍門(mén)結(jié)構(gòu)。 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 14 第 3 章 X 結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì) 表 3支承方式 簡(jiǎn)圖 特點(diǎn) 一端固定一端自由 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，絲桿的壓桿的穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速都較低 設(shè)計(jì)時(shí)盡量使絲桿受拉伸。這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度底，僅僅適用于短絲桿。 一端固定一端游動(dòng) 需保證螺母與兩端支承同軸，故結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 ，工藝較困難，絲桿的軸向剛度與兩端相同，壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速比同長(zhǎng)度的較高，絲桿有膨脹余地，這種安裝方式 一般用在絲桿較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合，在受力較大時(shí)還得增加角接觸球軸承的數(shù)量，轉(zhuǎn)速不高時(shí)多用更經(jīng)濟(jì)的推力球軸承代替角接觸球軸承。 兩端固定 只有軸承無(wú)間隙，絲桿的軸向剛度為一端固定的四倍。一般情況下，絲桿不會(huì)受壓，不存在壓桿穩(wěn)定問(wèn)題，固有頻率比一端固定要高?？梢灶A(yù)拉伸，預(yù)拉伸后可減少絲桿自重的下垂和熱膨脹的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)和工藝都比較困難，這種裝置適用于對(duì)剛度和位移精度要求較高的場(chǎng)合。 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 15 向 滾珠絲桿副的選擇 滾珠絲桿副就是由絲桿、螺母和滾珠組成的一個(gè)機(jī)構(gòu) 。他的作用就是把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。絲桿和螺母之間用滾珠做滾動(dòng)體，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)滾珠滾動(dòng)。 設(shè) 00快進(jìn)給速度為 18m/軸箱大概質(zhì)量為 50作臺(tái)大概質(zhì)量為 80動(dòng)部件 大概質(zhì)量為 30作臺(tái)最大行程為 300 程確定 電機(jī)與絲桿通過(guò)聯(lián)軸器連接，故其傳動(dòng)比 i=1, 選擇電機(jī) Y 系列異步電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速 g i n ,/1 5 0 0m a xm a x 最大轉(zhuǎn)矩，則絲杠的導(dǎo)程為 121 5 0 0/1 8 0 0 0/ m a xm a x 取 2 確定絲桿的等效轉(zhuǎn)速 基本公式 (/ h 最大進(jìn)給速度是絲桿的轉(zhuǎn)速 m (1 5 0 012/1 8 0 0 0/m a xm a x h 最小進(jìn)給速度是絲桿的轉(zhuǎn)速 m (0 8 絲桿的等效轉(zhuǎn)速 m )(/()( 212m i a x m 式中取 21 2 故 m i n )/( 0 0)/()( 212m i a x m 計(jì)工作臺(tái)質(zhì)量及負(fù)重 主軸箱 重 量 9 6 011 工作臺(tái)重量 移動(dòng)部件 重量 定絲桿的等效負(fù)載 工作負(fù)載是指機(jī)床工作時(shí)，實(shí)際作用在 滾珠絲桿上的軸向壓力，他的數(shù)值用進(jìn)給牽引力的實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算。選定導(dǎo)軌為滑動(dòng)導(dǎo)軌，取摩擦系數(shù)為 K 為顛覆力矩影響系數(shù)，一般取 課題中取 絲桿所受的力為 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 16 x 2 1 5 52 2-)2 2(-)2 2( 3a x ）（）（）（0F 其等效載荷按下式計(jì)算（式中取 21 ， 12 2n n ） m 1494)( 312211223m i a x 定絲桿所受的最大動(dòng)載 荷 316 060 )nT(查表：取 表：取 ） 表：取 1） 表：取 1） 查表：取 1） 絲桿的工作壽命為 15000h 由上式計(jì)算得 7300N 表 3h 表 3買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 17 表 3 3 精度的選擇 滾珠絲杠副的精度 對(duì) 電氣機(jī)床的定位精度 會(huì)有影響 ，在滾珠絲杠精度參數(shù)中，導(dǎo)程誤差對(duì)機(jī)床定位精度 是 最明顯 的 。一般在初步設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定絲杠的任意300程變動(dòng)量 300V 應(yīng)小于目標(biāo)設(shè)定定位精度值的 1/3 1/2,在最后精度驗(yàn)算中確定。，選用滾珠絲杠的精度等級(jí) 3級(jí)（ 1級(jí)精度最高）， Z 軸為 25級(jí)，考慮到本設(shè)計(jì)的定位精度要求 及其 經(jīng)濟(jì)性，選擇 軸 精度等級(jí)為 3級(jí)，級(jí)。 擇滾珠絲桿型號(hào) 計(jì)算得出 則 23) 稱直徑 2選擇 內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)返向器，雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲桿副， 絲桿的型號(hào)為 3。 公稱直徑 0桿外徑 鋼球直徑 絲桿底徑 圈數(shù) =3 圈 0 剛度 73N/ m 核 滾珠絲桿副的拉壓系統(tǒng)剛度影響系統(tǒng)的定位精度和軸向拉壓震動(dòng)固有頻率，其扭轉(zhuǎn)剛度影響扭轉(zhuǎn)固有頻率。承受軸向負(fù)荷的滾珠絲桿副的拉壓系統(tǒng)剛度 S，絲桿副內(nèi)滾道 的接觸剛度 承的接觸剛度 買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 18 螺母座的剛度 不同支撐組合方式計(jì)算而定。 界壓縮負(fù)荷 驗(yàn)證 絲桿的支撐方式對(duì)絲桿的剛度影響很大，采用一端固定一端支撐的方式。臨界壓縮負(fù)荷按下列計(jì)算： cr m a 式中 性模量 E 鋼 =N/ m） N） =絲桿最小截面慣性距（ 442 )464 wo 式中 絲桿螺紋不封閉長(zhǎng)度 作臺(tái)最大行程 +螺母長(zhǎng)度 +兩端余量 00+148+2088撐距離 u，選取 20入上式計(jì)算得出 見(jiàn) 臨界壓縮負(fù)荷滿足要求。 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 19 界轉(zhuǎn)速驗(yàn)證 滾珠絲杠副高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需驗(yàn)算其是否會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速求絲杠的最高轉(zhuǎn)速： 22230 式中： A= 24 . 210*d2d 位 p=03(Kg/m) 位為 本設(shè)計(jì)中該值為48/2+300+(6202=440K 取 2K =0.8 推 過(guò)計(jì)算，得出 04 r ，該值 大 于絲杠臨界轉(zhuǎn)速，所以滿足要求。 桿拉壓振動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率 絲杠系統(tǒng)的軸向拉壓系 統(tǒng)剛度 式中 A 絲杠最小橫截面， 222 ()4A d m m； 螺母座剛度 000N/ m。 當(dāng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)到兩極位置時(shí)，有最大和最小拉壓剛度，其中， L 植分別為 75000 經(jīng)計(jì)算得： m 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 20 k 式中 滾珠絲杠副的拉壓系統(tǒng)剛度 (N/ m)； 螺母座的剛度 (N/ m)； 000 N/ m 絲杠副內(nèi)滾道的接觸剛度 (N/ m)； 絲杠本身的拉壓剛度 (N/ m)； 軸承的接觸剛度 (N/ m)。 經(jīng)計(jì)算得絲杠的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率遠(yuǎn)大于 1500r/滿足要求。 機(jī)的 選擇 步進(jìn)電機(jī) 是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運(yùn)動(dòng)的電磁執(zhí)行元件。每輸入一個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)軸步進(jìn)一個(gè)距角增量。電機(jī)總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比例，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖的頻率。步進(jìn)電機(jī)具有慣量低、定位精度高、無(wú)累計(jì)誤差、控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)， 所以廣泛用于機(jī)電一體化產(chǎn)品中。選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)首先要保證步進(jìn) 電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率，再者還要考慮轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、負(fù)載轉(zhuǎn)矩和工作環(huán)境等因素。 機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 a、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 328 上式中： d 直徑 ,絲桿外徑 d= 長(zhǎng)度 =1m P 鋼的密度 =7800 2kg/m 經(jīng)計(jì)算得 b、 X 向直線運(yùn)動(dòng)件向絲桿折算的慣量 22 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 21 上式中： M 質(zhì)量 X 向直線運(yùn)動(dòng)件 M=160 絲 桿螺距（ m） P=計(jì)算得 2 c、聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 查表得 20004.0 因此 28- 0 0 2 8 k 0 機(jī)扭矩計(jì)算 a、 折算至電機(jī)軸上的最大加速力矩 m 上式中： 500m a x J=m2 加速時(shí)間 系統(tǒng)增量，取 15 計(jì)算得 算至電機(jī)軸上的摩擦力矩 20f 上式中： 導(dǎo)軌摩擦力， f，而 f=摩擦系數(shù)為 2N P 絲桿螺距（ m） P= 傳動(dòng)效率， = 傳動(dòng)比， I=1 經(jīng)計(jì)算得 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 22 c、折算至電機(jī)軸上的由絲桿預(yù)緊引起的附加摩擦力矩 1( 2000 上式中 滾珠絲桿預(yù)加載荷 1500N 0 滾珠絲桿未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率為 計(jì)算的 M 則快速空載啟動(dòng)時(shí)所需的最大扭矩 f a x 根據(jù)以上計(jì)算的扭矩及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，選擇電機(jī)型號(hào)為 額定轉(zhuǎn)矩為 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 23 第 4 章 Y 向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算、選擇 根據(jù)給定的工作載荷 0/P，式中： 作載荷 P=z+W)； 般運(yùn)行狀況 )， 動(dòng)時(shí)受沖擊、振動(dòng)）。根據(jù)計(jì)算結(jié)果查有關(guān)資料初選導(dǎo) 軌： 因系統(tǒng)受中等沖擊 ,因此取 ,0 . 5 ( )O S L X Z X YC f Wx Z S L S L 0 . 5 ( F + W ) = 0 . 5 ( 2 0 0 0 + 6 7 1 . 5 8 ) = 1 3 3 5 . 7 9 0 . 5 ( F + W ) = 0 . 5 ( 2 0 0 0 + 6 5 5 . 2 ) = 1 3 2 7 . 6 f P = 4 1 3 3 5 . 7 9 = 5 3 4 3 . 1 6 f P = 4 1 3 2 7 . 6 = 5 3 1 0 . 4 N根據(jù)計(jì)算額定靜載荷初選導(dǎo)軌 : 選擇漢機(jī)江機(jī)床廠 其型號(hào)為 :本參數(shù)如下 : 額定載荷 /N 靜態(tài)力矩 /N*M 滑座重量 導(dǎo)軌重量 導(dǎo)軌長(zhǎng)度 動(dòng)載荷 (17500 26000 198 198 288 60 滑座個(gè)數(shù) 單向行程長(zhǎng)度 每分鐘往復(fù)次數(shù) M n 4 導(dǎo)軌的額定動(dòng)載荷 17500N 依據(jù)使用速度 v（ m/初選導(dǎo)軌的基本動(dòng)額定載荷aC(算導(dǎo)軌的工作壽命 額定行程長(zhǎng)度壽命 : ()H T C f f CS 20004 500 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 24 1 , 2 , 0 . 8 1 , 1 ,50 C f f 33 1 1 0 . 8 1 1 7 5 0 02 5 0 0( ) 5 0 ( ) 1 4 2 4 0 9 . 5 8H T C f f CS k m 導(dǎo)軌的額 定工作時(shí)間壽命 : 3102S 3 31021 4 2 4 0 9 . 5 8 1 0 4 9 4 4 7 7 1 5 0 0 02 0 . 6 4 6 0h T h 導(dǎo)軌的工作壽命足夠 . 珠絲杠計(jì)算、選擇 初選絲杠材質(zhì)： ， 0，導(dǎo)程： 度計(jì)算 絲杠軸向力： )( ,m a x (N) 其中： K=動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù) f=005；在車(chē)床車(chē)削外圓時(shí) ：z， z，可取 取 f=400 則 : m a xm a . 5 0 . 5 2 0 0 0 1 0 0 00 . 6 0 . 6 2 0 0 0 1 2 0 01 . 1 5 1 0 0 0 0 . 0 0 4 ( 2 0 0 0 6 7 1 . 5 8 ) 1 0 4 5 . 6 8 61 . 1 5 1 2 0 0 0 . 0 0 4 ( 2 0 0 0 6 5 5 . 2 ) 1 2 5 2 . 6 2 1 壽命值： 61060 ，其中絲杠轉(zhuǎn)速 0r/m a 0 / m i 4 0 0 1 5 0 0 036010 最大動(dòng)載荷： 式中： 等沖擊時(shí)為 58時(shí)為 查表得中等沖擊時(shí) 1 1則 : 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 25 333 6 0 1 . 2 1 1 0 4 5 . 6 8 6 7 0 7 9 . 5 83 6 0 1 . 2 1 1 2 5 2 . 6 2 1 1 0 6 8 6 . 5 4 根據(jù)使用情況選擇滾珠絲杠螺母的結(jié)構(gòu)形式，并根據(jù)最大動(dòng)載荷的數(shù)值可選擇滾珠絲杠的型號(hào)為 : 其型號(hào)為： 其基本參數(shù)如下 : 其額定動(dòng)載荷為 14205N 滾珠循環(huán)方式為外循環(huán)螺旋槽式 ,預(yù)緊方式采用雙螺母螺紋預(yù)緊形式 . 滾珠絲杠螺母副的幾何參數(shù)的計(jì)算如下表 名稱 計(jì)算公式 結(jié)果 公稱直徑0d 20距 t 觸角 045 鋼球直徑 紋滾道法向半徑 R 心距 e ( 2 ) s i d 買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 26 螺紋升角 0d 0433 螺桿外徑 d 0 ( 0 . 2 0 . 2 5 ) bd d d 桿內(nèi)徑1d e R 桿接觸直徑2c o d d 母螺紋外徑 D 0 22D d e R 母內(nèi)徑（外循環(huán)）1 0 . 2 0 . 2 5 5 ) bD