基于搖臂鉆床軸向螺旋直線驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

1、基于搖臂鉆床軸向螺旋直線驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)目 錄摘 要iabstractii1緒論11.1 研究目的和意義11.2研究的主要內(nèi)容22 基本內(nèi)容和技術(shù)方案23 搖臂的回轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)33.1 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)33.2導(dǎo)套加緊塊的設(shè)計(jì)43.3擺動(dòng)塊的設(shè)計(jì)53.4 推力軸承的選擇63.5 旋轉(zhuǎn)模型圖74.左搖臂部件設(shè)計(jì)84.1左橫臂設(shè)計(jì)84.2 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)94.3 絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)設(shè)計(jì)94.3.1絲杠的設(shè)計(jì)104.3.2螺母的設(shè)計(jì)114.4絲杠安裝軸承的選用和校核124.5 蝸桿蝸輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)134.6 蝸桿安裝軸承的選用和校核144.7電機(jī)的選用155 右搖臂部件設(shè)計(jì)165.1 右橫臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)165.2 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)175.

2、3 傳動(dòng)軸軸承的選用和校核176總結(jié)18參考文獻(xiàn)19致謝20摘 要普通鉆床只能加工形體較小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的工件,而對(duì)于在特殊的加工條件下，如工件體積和重量都較大、固定不能移動(dòng)等，普通鉆床便很難加工,只能采用專用鉆床。 專用鉆床是在普通機(jī)床的基礎(chǔ)上，根據(jù)待加工工件或加工所處的特殊條件而設(shè)計(jì)制造出來(lái)的，因而能夠滿足特定的加工要求。水力發(fā)電機(jī)為了滿足大發(fā)電量的要求一般都做的體積都比較大，重量可達(dá)幾噸甚至幾十噸。其安裝孔不便于在車間里進(jìn)行，只能在工地現(xiàn)場(chǎng)加工，所以需要設(shè)計(jì)出符合實(shí)際情況的專用鉆床。我國(guó)的水電站發(fā)電機(jī)機(jī)座安裝孔的加工一直依賴于進(jìn)口的專用搖臂鉆床，價(jià)格昂貴，加工成本較高。因此設(shè)計(jì)出我國(guó)的水電站

3、發(fā)電機(jī)安裝孔專用搖臂鉆床具有重大意義。我主要針對(duì)專用搖臂鉆床的搖臂部件進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。根據(jù)此專用搖臂鉆床的設(shè)計(jì)要求，搖臂要能夠繞立柱擺動(dòng)（360）和直線移動(dòng)（1000mm），直線移動(dòng)能機(jī)動(dòng)，到位后能夾緊。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和特點(diǎn)，設(shè)計(jì)如下：將搖臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成雙邊式的，即將變速箱與主軸箱分別安裝在搖臂的兩邊。變速箱的動(dòng)力通過(guò)中空的搖臂傳遞給回轉(zhuǎn)部件，最后傳遞給主軸箱。搖臂的擺動(dòng)可通過(guò)在立柱外安裝導(dǎo)套，導(dǎo)套與立柱上的絲杠組成絲杠螺母副，絲杠旋轉(zhuǎn)，則可帶動(dòng)整個(gè)搖臂沿立柱上下移動(dòng)。將擺動(dòng)塊安放在到導(dǎo)套上，導(dǎo)套與擺動(dòng)塊之間通過(guò)推力軸承連接。搖臂設(shè)計(jì)成左、右兩個(gè)，分別位于擺動(dòng)塊的兩側(cè)，并以搖臂的底面與擺動(dòng)塊組成

4、導(dǎo)軌副。導(dǎo)套靜止，擺動(dòng)塊可繞導(dǎo)套自由擺動(dòng)。導(dǎo)套沿立柱上下移動(dòng)到位后、擺動(dòng)塊擺動(dòng)到位后，采用液壓哈弗機(jī)構(gòu)將他們加緊。左搖臂內(nèi)部通過(guò)絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)和蝸桿蝸輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)整個(gè)搖臂左右移動(dòng)，右搖臂內(nèi)部通過(guò)傳動(dòng)軸將變速箱的動(dòng)力傳遞給回轉(zhuǎn)部件。搖臂水平移動(dòng)到位后通過(guò)擺動(dòng)塊上的液壓加緊柱將搖臂加緊。關(guān)鍵詞：搖臂鉆床；變速箱；絲杠；蝸桿。abstractnormal drilling machine can process is very small，simple structure。for the special processing conditions，such as the volume and weigh

5、t，fixed cannot move, etc。normal drilling and difficult process，only use appropriative drill。special drill machine is in the common basis for machining, according to the specific processing or manufacturing conditions and design. thus can satisfy the specific requirements of the processing. hydraulic

6、 generators in order to meet the requirements of the large volume of usually do is larger, the weight of several tons of even a few tons. the mounting holes do not facilitate in the workshop, only at the site, so we need to design a tally with the actual situation of special drill. our hydropower in

7、stallation hole machining standby generator is always rely on imports of radial drilling machine, expensive cost is higher. design of hydropower station in radial drill hole special generator installation is of great significance. i major in special radial drill rocker components research and design

8、. according to the special requirements of the radial drilling machine design. the rocker to around the mast swing (360), straight-line movement (1000mm), linear motor can move, after putting in place to clamp. according to the characteristics and design requirements, design below: the structure des

9、ign into the rocker will bilateral type, soon gearbox and spindle box installed in the side of the rocker respectively. the power transmission through hollow rocker to rotary parts, finally to spindle box. the swing through radial installation guide in the post, with the guide of the ball screw comp

10、onent ball screw nut pair, ball screw rotation, can drive the rocker move along the pillar. will swing to guide the block placed swing with, through the thrust bearing connection between blocks. the rocker design into left and right, located in two sides of swinging block, and in the bottom rocker a

11、nd swinging blocks guide. still, bushing swinging block can the set of free-swings. move along the pillar bushing after putting in place, swing mated swing block, adopts hydraulic harvard institutions will inte. left rocker internal through wire rod nut worm and worm gear transmission of the radial

12、move around, right radial shaft transmission through the internal motivation to be turning parts. after moving through the rocker level position on the block up swinging column will rocker hydraulic intensify.keywords： radial drilling machine, gearbox, ball screw, the worm1緒論1.1 研究目的和意義 鉆床主要用來(lái)加工工件上的

13、孔,其應(yīng)用在各方面都廣泛。常見(jiàn)的鉆床，鉆頭的旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭的軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鉆床可加工通孔、盲孔等，如果更換特殊的刀具，則加工范圍變大，可進(jìn)行擴(kuò)、锪、鉸或進(jìn)行攻絲等加工。鉆床的結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，加工精度較低。常見(jiàn)的鉆床有立式鉆床、深孔鉆床和搖臂鉆床，全屬于普通機(jī)床普通鉆床可以加工常見(jiàn)的體積重量都較小的工件，可是對(duì)于在特殊的加工條件下，如工件體積和重量都較大、固定不能移動(dòng)等，普通鉆床便很難加工，所以普通鉆床的加工范圍不大，而需要專用鉆床。專用鉆床是在普通機(jī)床的基礎(chǔ)上，根據(jù)待加工工件或加工所處的特殊條件而設(shè)計(jì)制造出的鉆床。專用鉆床現(xiàn)已廣泛地在我國(guó)紡織機(jī)械、石油機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、醫(yī)療

14、器械、航空航天、汽車拖拉機(jī)、橡塑模具以及發(fā)電機(jī)制造、機(jī)床制造等行業(yè)。近年來(lái)專用鉆床的發(fā)展速度很快，其中主要發(fā)展方向?yàn)椋恒@削孔徑向小方向延伸，說(shuō)明技術(shù)含量高，質(zhì)量要求嚴(yán)格； 主軸向多軸發(fā)展,可以同時(shí)加工多件工件，提高加工效率；主軸轉(zhuǎn)速高，應(yīng)用先進(jìn)的電主軸，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、精度提高；進(jìn)給速度范圍廣且大，因此專用鉆床這些年來(lái)由于先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，水平提高很快。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家由于發(fā)展較早，用于此加工的專用鉆床早已研發(fā)出來(lái)。我國(guó)的在此方面的研究起步晚，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家有一定的差距，但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，此方面的研究也取得了很大的突破，與國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)的差距將越來(lái)越小。水力發(fā)電機(jī)為了滿足大發(fā)電量的要求一般都

15、做的體積都比較大，重量可達(dá)幾噸或幾十噸，甚至更大。因此水力發(fā)電機(jī)的制造比較難。其承受巨大的水力沖擊，發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性和安全性是很重要的，因此其機(jī)座必須深埋在地下，并用混凝土澆筑、加固后，才將發(fā)電機(jī)裝在機(jī)座上。 發(fā)電機(jī)與機(jī)座的聯(lián)接方式采用最常用的螺栓螺孔。發(fā)電機(jī)機(jī)座體積、重量大、深埋于地下、形成一個(gè)圓形地坑。其安裝孔的加工不便于在車間里進(jìn)行，只能在工地現(xiàn)場(chǎng)加工，而常用的鉆床是安裝在固定的車間里的，工件運(yùn)動(dòng)而機(jī)床不動(dòng)。所以需要設(shè)計(jì)出符合實(shí)際情況的專用鉆床。我國(guó)的水電站發(fā)電機(jī)機(jī)座安裝孔的加工一直依賴于進(jìn)口的專用搖臂鉆床，價(jià)格昂貴，加工成本較高。因此設(shè)計(jì)出我國(guó)的水電站發(fā)電機(jī)安裝孔專用鉆床具有重大意義。

16、通過(guò)設(shè)計(jì)此專用鉆床，鞏固了我們大學(xué)四年的所學(xué)知識(shí)，并且將所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一次實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，培養(yǎng)我們分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，并為我以后的學(xué)習(xí)和工作積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)和提供指導(dǎo)。1.2研究的主要內(nèi)容此專用鉆床的總體設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為：鉆床的3個(gè)方向的行程是x=1000mm，w=1500mm，z=300；鉆床的主軸箱要求可以擺動(dòng)，以補(bǔ)償大型鉆床底座的水平度，因此要求鉆床的主軸箱在水平面內(nèi)在x和y兩個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)5的擺動(dòng)；鉆床的的最大設(shè)計(jì)鉆孔攻絲直徑是80mm；我所設(shè)計(jì)的搖臂部件的設(shè)計(jì)要求如下：要求搖臂能擺動(dòng)（360）和直線移動(dòng)（1000mm），直線移動(dòng)能機(jī)動(dòng)，到位后能夾緊。2 基本內(nèi)容和技術(shù)方案此搖臂的總體設(shè)計(jì)改

17、變普通搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)形式，即搖臂呈現(xiàn)單邊懸梁式，而是采用雙邊式，即采用將主軸與變速箱分開(kāi)安裝在搖臂的兩頭，即變速箱在搖臂的一邊，主軸在搖臂的另一邊。搖臂改變?yōu)榉譃樽笥覂蓚€(gè)。要實(shí)現(xiàn)搖臂的360擺動(dòng)，則可以先設(shè)計(jì)出一個(gè)導(dǎo)套，導(dǎo)套與立柱配合，在導(dǎo)套上加工有一個(gè)通孔，且加工有全螺紋，與立柱上的絲杠組成絲杠螺母副，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)導(dǎo)套沿絲杠上下移動(dòng)，在導(dǎo)套上有一徑向的通孔，在孔中安裝夾緊塊，當(dāng)導(dǎo)套移動(dòng)到預(yù)定位置，采用液壓力壓緊夾緊塊，夾緊塊頂緊立柱，考夾緊塊與立柱的摩擦力使上下運(yùn)動(dòng)定位夾緊。擺動(dòng)塊安裝在導(dǎo)套上，導(dǎo)套與擺動(dòng)塊的通過(guò)推力軸承連接,擺動(dòng)塊上開(kāi)有搖臂移動(dòng)的導(dǎo)軌槽,還開(kāi)有能在導(dǎo)套上加緊的哈弗機(jī)構(gòu)和能將

18、移動(dòng)到位的搖臂加緊的液壓機(jī)構(gòu)。搖臂分為兩個(gè)橫臂分別懸掛在擺動(dòng)塊的左右兩邊，左橫臂主要實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)搖臂沿水平面左右移動(dòng)，右橫臂實(shí)現(xiàn)將變速箱的動(dòng)力傳遞給回轉(zhuǎn)部件。為了實(shí)現(xiàn)搖臂的移動(dòng)，左橫臂除了承受變速箱、回轉(zhuǎn)部件、主軸的部分重量外，還要能夠移動(dòng)。通過(guò)多種方案的比較，最終采用在左橫臂里面安裝絲杠螺母機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即絲杠安裝在左橫臂內(nèi)部，螺母固定在擺動(dòng)塊上，由單獨(dú)的電機(jī)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，則搖臂則相對(duì)于擺動(dòng)塊左右移動(dòng)。由于在橫臂的端部安裝電機(jī)較為困難，則將電機(jī)安裝在左橫臂的側(cè)面，這時(shí)電機(jī)的輸出軸與絲杠垂直， 且電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速一般較高，需要變速裝置，為了減小機(jī)床的重量和體積，減小材料的消耗，降低成本，綜合分析，確定

19、采用蝸桿蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。將蝸輪裝在絲杠上，蝸桿垂直裝在橫臂上，蝸桿一端與電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器連接。這樣來(lái)既解決了電機(jī)輸出軸與絲杠垂直的動(dòng)力傳遞，又憑借蝸輪蝸桿可實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比的特點(diǎn)省去了變速裝置，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊、減小機(jī)床的重量和體積，減小材料的消耗，降低成本。右橫臂只用來(lái)傳遞變速箱到回?cái)[部件的動(dòng)力，故在右橫臂內(nèi)部只需安裝一根傳動(dòng)軸即可。由于左右橫臂內(nèi)部都得要實(shí)現(xiàn)傳遞動(dòng)力的要求，則左右搖臂都設(shè)計(jì)成空心的。整個(gè)方案如下：3 搖臂的回轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)3.1 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)套主要實(shí)現(xiàn)4個(gè)功能。1、承載擺動(dòng)塊和左、右橫臂的重量；2、能夠使擺動(dòng)塊在其上進(jìn)行360的旋轉(zhuǎn)；3、提供與立柱上的絲杠配合的螺紋，組成絲杠螺母副，以帶動(dòng)搖臂

20、能夠沿立柱上下移動(dòng)；4、搖臂上下移動(dòng)到位后能在立柱上加緊。根據(jù)設(shè)計(jì)思路，確定設(shè)計(jì)如下：3.2導(dǎo)套加緊塊的設(shè)計(jì)導(dǎo)套加緊塊用液壓力來(lái)將上下移動(dòng)到位的導(dǎo)套加緊在立柱上，立柱的外表面是圓柱面，故采用哈弗機(jī)構(gòu)的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)加緊。結(jié)構(gòu)如下：3.3擺動(dòng)塊的設(shè)計(jì)擺動(dòng)塊通過(guò)推力軸承安裝在導(dǎo)套上，其必須實(shí)現(xiàn)4個(gè)功能。1、與導(dǎo)套通過(guò)軸承連接，圍繞導(dǎo)套實(shí)現(xiàn)任意角度的旋轉(zhuǎn)；2、擺動(dòng)塊旋轉(zhuǎn)到位后能夠在導(dǎo)套上加緊定位；3、為左右橫臂的移動(dòng)提供導(dǎo)軌面；4、能對(duì)左右移動(dòng)到位的橫臂進(jìn)行加緊。其次在擺動(dòng)塊上要設(shè)計(jì)出搖臂的壓板安裝位置和與左搖臂中的絲杠相配合的螺母安裝位置。為了避免搖臂與擺動(dòng)塊有大接觸面，還設(shè)計(jì)出間隙槽。最后還有兩種加

21、緊機(jī)構(gòu)和液壓缸安裝位置。3.4 推力軸承的選擇軸承按其所能承受的載荷方向可分為：徑向軸承，又稱向心軸承，承受徑向載荷。止推軸承，又稱推力軸承，承受軸向載荷。徑向止推軸承，又稱向心推力軸承，同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。按軸承工作的摩擦性質(zhì)不同可分為滑動(dòng)摩擦軸承（簡(jiǎn)稱滑動(dòng)軸承）和滾動(dòng)摩擦軸承（簡(jiǎn)稱滾動(dòng)軸承）兩大類。擺動(dòng)塊安裝在導(dǎo)套上,導(dǎo)套要承受包括擺動(dòng)塊、左右橫臂、變速箱、回轉(zhuǎn)部件和主軸箱的所有重量。為了避免擺動(dòng)塊與導(dǎo)套之間的大接觸面，為了使導(dǎo)套上的擺動(dòng)塊旋轉(zhuǎn)靈活，需要使用能夠承受巨大的軸向力的軸承來(lái)連接導(dǎo)套和擺動(dòng)塊。推力圓柱滾子軸承屬分離型軸承。 可承受單向軸向負(fù)荷，不能限制軸的徑向位移。 軸承

22、剛性大，占用空間小，軸向負(fù)荷能力大，對(duì)沖擊負(fù)荷的敏感度低。 適用于低轉(zhuǎn)速，常用于推力球軸承無(wú)法適用的工作場(chǎng)合。 安裝時(shí)不允許軸與外殼的軸線有傾斜。假設(shè)立柱的外徑為600mm，則需選用下層內(nèi)徑為600mm 的推力軸承。查標(biāo)準(zhǔn)得知，只有推力圓柱滾子軸承有600mm的型號(hào)，故選用的滾動(dòng)軸承為推力圓柱滾子軸承，代號(hào)為：滾動(dòng)軸承51811 gb/t 301-199 推力圓柱滾子軸承3.5 旋轉(zhuǎn)模型圖總體圖加緊導(dǎo)套原理圖加緊擺動(dòng)塊原理圖4.左搖臂部件設(shè)計(jì)4.1左橫臂設(shè)計(jì)左橫臂主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)橫臂在水平面內(nèi)移動(dòng)，且驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)適宜安裝在橫臂的內(nèi)部，所以橫臂應(yīng)設(shè)計(jì)成空心的，又為了便于在搖臂中安裝其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，則將

23、橫臂做成一面挖空的盒狀結(jié)構(gòu)，又為了提高橫臂的剛度和強(qiáng)度，最后還要設(shè)計(jì)一個(gè)搖臂蓋板，使搖臂成為一個(gè)相對(duì)封閉的整體。這樣即滿足了傳動(dòng)要求和結(jié)構(gòu)要求，也減輕了這個(gè)鉆床的重量。左橫臂內(nèi)部的傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)有絲杠-螺母?jìng)鲃?dòng)和蝸桿-蝸輪傳動(dòng)。主要包含的零部件有絲杠、安裝絲杠的軸承、軸承端蓋、蝸輪、蝸桿、蝸桿安裝軸承和軸承端蓋。所以橫臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分滿足其內(nèi)部的零部件的安裝要求。其次，橫臂與分列與其兩邊的變速箱和回?cái)[部件有連接關(guān)系，需要設(shè)計(jì)出連接結(jié)構(gòu)。最后由于絲杠-螺母副中的螺母除了與其內(nèi)部的絲杠配合,還需要安裝在搖臂外的擺動(dòng)塊上，故需要在橫臂上留出螺母的運(yùn)動(dòng)空間。驅(qū)動(dòng)蝸桿的電機(jī)的也需要設(shè)計(jì)出安裝位置。設(shè)計(jì)如下

24、圖所示：4.2 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)導(dǎo)軌是金屬或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引導(dǎo)移動(dòng)裝置或設(shè)備并減少其摩擦的一種裝置。導(dǎo)軌表面上的縱向槽或脊，用于導(dǎo)引、固定機(jī)器部件、專用設(shè)備、儀器等。導(dǎo)軌又稱滑軌、線性導(dǎo)軌、線性滑軌，用于直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載， 同時(shí)可以承擔(dān)一定的扭矩，可在高負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動(dòng)搖臂在水平面內(nèi)左右移動(dòng)，需要設(shè)計(jì)出相應(yīng)的導(dǎo)向和承載導(dǎo)軌。導(dǎo)軌副中運(yùn)動(dòng)的一方為動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的一方為支撐導(dǎo)軌。動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支撐導(dǎo)軌只能有一個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，以保證單一方向的導(dǎo)向性。一般的動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支撐導(dǎo)軌作直線運(yùn)動(dòng)。按摩擦性質(zhì)分，常用的導(dǎo)軌可分成滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的

25、設(shè)計(jì)應(yīng)滿足導(dǎo)向精度、精度保持性、低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好的要求。導(dǎo)軌材料應(yīng)耐磨性好、工藝好、成本低。直線移動(dòng)導(dǎo)軌的的截面基本形式主要有三角形、矩形、燕尾形和圓柱形。在此橫臂導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)中根據(jù)橫臂與擺動(dòng)塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)要求，巧妙的以橫臂的下矩形底面為動(dòng)導(dǎo)軌，以擺動(dòng)塊兩側(cè)開(kāi)的矩形槽為支撐導(dǎo)軌，采用摩擦滑動(dòng)導(dǎo)軌的形式，構(gòu)成矩形導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的材料的就使用擺動(dòng)塊的材料和橫臂的材料，即支撐導(dǎo)軌采用鑄鐵，橫臂采用淬火鋼。這樣既滿足導(dǎo)向精度，又使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，工藝簡(jiǎn)單，制造方便，調(diào)整和維修方便，成本低廉。鑄鐵與鋼之間的動(dòng)摩擦系數(shù)n=0.050.15之間。4.3 絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)設(shè)計(jì)絲杠螺母機(jī)構(gòu)又稱螺旋傳

26、動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)絲杠作為主動(dòng)體時(shí)，螺母就會(huì)隨絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)角度按照對(duì)應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)工件可以通過(guò)螺母座和螺母連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的直線運(yùn)動(dòng)。絲杠螺母機(jī)構(gòu)的最大特點(diǎn)是利用了斜面原理，將斜面卷曲變形，從而形成羅紋。將轉(zhuǎn)動(dòng)變成平動(dòng)。 絲杠轉(zhuǎn)一圈，螺母位移一個(gè)螺距。這樣省力不省功它主要用來(lái)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)變換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。有以傳遞能量為主的(如螺旋壓力機(jī)、千斤頂?shù)?；也有以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的如機(jī)床工作臺(tái)的進(jìn)給絲杠)；還有調(diào)整零件之間相對(duì)位置的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。絲杠螺母機(jī)構(gòu)有滑動(dòng)摩擦機(jī)構(gòu)和滾動(dòng)摩擦機(jī)構(gòu)之分。滑動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，制造成本低，具有自鎖功能，但其摩擦阻力矩大、傳

27、動(dòng)效率低(3040)。滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高，不能自鎖，但其最大優(yōu)點(diǎn)是摩擦阻力矩小、傳動(dòng)效率高(9298)，精度高，系統(tǒng)剛度好，運(yùn)動(dòng)具有可逆性，使用壽命長(zhǎng)，因此在機(jī)電一體化系統(tǒng)中得到大量廣泛應(yīng)用4.3.1絲杠的設(shè)計(jì)假設(shè)這個(gè)移動(dòng)的橫臂加上變速箱，回?cái)[部件，主軸箱等部件總體的質(zhì)量為8噸，則軸向的驅(qū)動(dòng)力f=mgu=8*1000*10*0.05=4000 (n).絲桿的軸向位移l=1040mm,假設(shè)絲杠的轉(zhuǎn)速為n=125r/min,所設(shè)計(jì)的螺紋線升角為20則絲杠的軸向移動(dòng)速度（搖臂的移動(dòng)速度）v=絲杠和螺母的材料都選用45鋼，則螺紋傳動(dòng)之間的當(dāng)量摩擦系數(shù)f=0.15,則當(dāng)量摩擦角則絲

28、杠與螺母?jìng)鲃?dòng)的螺紋摩擦力矩m=63 (n/m)絲杠的驅(qū)動(dòng)功率p=(kw)絲杠上除了螺紋的設(shè)計(jì)外，絲杠也是軸類結(jié)構(gòu)，也需要按軸的設(shè)計(jì)方法。由于絲杠上還需要安裝蝸輪-蝸桿傳動(dòng)中的蝸輪，所以需要設(shè)計(jì)出鍵槽等結(jié)構(gòu)。絲杠的加工適宜車削，故絲杠的上需要設(shè)計(jì)出退刀槽，絲杠的安裝還需要設(shè)計(jì)出軸承的安裝結(jié)構(gòu)。絲杠的耐磨性校核本螺紋矩形，軸向載荷f=4000n，許用比壓【】=7.5 n/mm，采用整體式螺母，所以 mm而dd所以耐磨性足以滿足強(qiáng)度。絲杠強(qiáng)度校核 45鋼的許用應(yīng)力=220mpa，外螺紋小徑d=55mm,當(dāng)量應(yīng)力172mpa=220mpa則強(qiáng)度滿足。螺紋強(qiáng)度校核矩形螺紋牙根部的寬度b=0.5p=2mm

29、，45鋼的【】=598mpa，【】=353mpa, =220mpa,=180mpa。剪切強(qiáng)度=mpa=180mpa彎曲強(qiáng)度 mpa【】=598mpa故螺紋強(qiáng)度足夠。4.3.2螺母的設(shè)計(jì)螺母與絲杠配合組成螺紋傳動(dòng)副,螺母的螺紋的設(shè)計(jì)與絲杠的設(shè)計(jì)是一樣的,螺母采用與絲杠相同的材料,則不需要在進(jìn)行強(qiáng)度校核.4.4絲杠安裝軸承的選用和校核絲杠驅(qū)動(dòng)橫臂左右移動(dòng)，根據(jù)力的作用原理，絲杠也受到橫臂對(duì)絲杠的在軸向的反作用力，由于在絲杠上安裝有蝸輪，蝸輪受到蝸桿的徑向力，但徑向力不是很大。安裝絲杠的軸承就主要受軸向載荷，故適宜選用推力滾動(dòng)軸承，結(jié)合絲桿的設(shè)計(jì)，選用圓錐滾子軸承較為合適，代號(hào)為：滾動(dòng)軸承30308

30、 gb/t 297-1994.安裝方式為面對(duì)面安裝.預(yù)期壽命為4000h,即lh=4000 h。軸承的校核軸承受到的徑向力大概有fr=1000 n，則受到的軸向力fa=4000 n ,所以當(dāng)量動(dòng)載荷p=0.4fr+1.6fa=6800n, 軸承的工作溫度小于120，f=1,圓錐滾子軸承=cr=13 kne=0.37故當(dāng)量動(dòng)載荷p= n軸承的工作溫度小于120，f=1,圓錐滾子軸承=，14.18 kne=0.37所以當(dāng)量動(dòng)載荷p=0.4 n軸承的工作溫度小于120，f=1,圓錐滾子軸承=kn kn故軸承的壽命滿足要求。6總結(jié) 為期近3個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間很快就過(guò)去了,在這期間在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下

31、,在我認(rèn)真努力的學(xué)習(xí)和辛勤工作下,我順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書中要求的設(shè)計(jì)任務(wù),即1擬訂出了搖臂部件的總體方案,包括搖臂能擺動(dòng)（360）和直線移動(dòng)（1000mm），直線移動(dòng)能機(jī)動(dòng)，到位后能夾緊；完成開(kāi)題報(bào)告；2確定了搖臂部件運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)參數(shù)；3完成了搖臂部件裝配圖設(shè)計(jì)； 4完成了主要零件的校核計(jì)算；5畫出零件工作圖設(shè)計(jì)（部分）；6. 完成5000漢字以上的英文資料翻譯?；仡櫿麄€(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，我覺(jué)得受益匪淺。在老師的指導(dǎo)下，我查閱與設(shè)計(jì)任務(wù)有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)圖以及工程實(shí)際中的常用的方法，綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，全面分析設(shè)計(jì)任務(wù)中的要求和難題，制定出能解決的問(wèn)題的多種方案，通過(guò)綜合比較各個(gè)方

32、案的優(yōu)點(diǎn)和不足，采用最優(yōu)的方案，使最大程度的滿足功能要求、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化要求、工藝合理要求、強(qiáng)度要求、壽命要求和成本低廉的要求。我還查閱了與設(shè)計(jì)任務(wù)相關(guān)的外文資料，開(kāi)闊的視野，豐富了知識(shí)的結(jié)構(gòu)。這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)全面提高了我的專業(yè)理論水平和素質(zhì)，又一次培養(yǎng)了我獨(dú)立解決工程實(shí)際中的難題，增強(qiáng)了工程設(shè)計(jì)的意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)又鞏固了所學(xué)的知識(shí)，綜合運(yùn)用知識(shí)就對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了梳理、整合和升級(jí)。解決設(shè)計(jì)中問(wèn)題，必須要用到所學(xué)知識(shí)，這樣又是對(duì)所學(xué)知識(shí)的檢閱，還提高了自己對(duì)新的知識(shí)的學(xué)習(xí)能力，積累了自己的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為以后的工作和學(xué)習(xí)打好堅(jiān)定的基礎(chǔ)。由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)中也存在不足。首先，設(shè)計(jì)出方案后，

33、由于缺乏對(duì)搖臂的感官的認(rèn)識(shí)，不便于畫出搖臂的裝配圖，所以采用三維建模軟件solidworks對(duì)搖臂的所有零部件進(jìn)行了建模，并組裝出搖臂的實(shí)物模型，這樣對(duì)搖臂有了感官上的認(rèn)識(shí)，可是在由三維實(shí)物模型生成二維工程圖時(shí)，solidworks的平面工程圖編輯能力不強(qiáng)，使得生成的工程圖不能完全符合手工繪制的工程圖的標(biāo)準(zhǔn)，在裝配圖上該剖視的位置不能剖視，軸承內(nèi)部的滾子不該剖的卻剖切開(kāi)來(lái)，留下多余的線條。其次，對(duì)設(shè)計(jì)中的搖臂部件的強(qiáng)度可能估計(jì)不夠，如橫臂的壁厚等。 不過(guò)，在以后的工作和學(xué)習(xí)中，我會(huì)銘記經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，發(fā)揚(yáng)優(yōu)點(diǎn)，改正不足，不斷積累工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提高創(chuàng)新意識(shí)，努力成為一名優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師。參考文獻(xiàn) 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，成大先，化學(xué)工業(yè)出版社 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組，機(jī)械工業(yè)出版社 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)，戴曙，機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè)，上海紡織工學(xué)院，上海科學(xué)技術(shù)出版社三峽電站右岸水輪機(jī)座環(huán)專用鉆床的設(shè)計(jì)，楊光，科技創(chuàng)業(yè)月刊，2008.2專用鉆床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干關(guān)鍵技術(shù)研究，熊海，機(jī)械研究與應(yīng)用，2006.6機(jī)械設(shè)計(jì)，彭文生等主編，北京，高等教育出版社，8 gwo-lianq chernexperimental observation and analysis of burr formation mechanisms in face