員工不愿意轉(zhuǎn)移社保公司可解除勞動(dòng)合同嗎

1、摘 要從60年代初發(fā)展到現(xiàn)在，三坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）在制造業(yè)得到世界范圍廣泛應(yīng)用，成為3D檢測工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。三坐標(biāo)測量技術(shù)得到迅速發(fā)展，而配套檢測軟件的發(fā)展，更是突飛猛進(jìn)。最早的三坐標(biāo)測量機(jī)只能顯示XYZ坐標(biāo)，而目前的各種檢測軟件幾乎可以解決用戶的絕大部分問題。軟件日益成為影響用戶使用好壞的關(guān)鍵所在。CMM測量軟件發(fā)展趨勢，對(duì)于傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測量機(jī)檢測來說，通常是設(shè)計(jì)部門提供二維圖紙，檢驗(yàn)部門根據(jù)圖紙對(duì)工件進(jìn)行尺寸及形位公差的檢測。隨著三維CAD軟件的應(yīng)用，越來越多的技術(shù)部門使用三維CAD建模技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，各坐標(biāo)機(jī)廠家紛紛推出了基于三維CAD技術(shù)的測量軟件，直接將客戶設(shè)計(jì)好的三維CAD模型

2、導(dǎo)入測量軟件進(jìn)行檢測。這樣做的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，不需要額外的圖紙，理論值可以直接捕獲，更可以進(jìn)行測量仿真，測頭干涉檢查等，所以，受到用戶的一致好評(píng)?；贑AD的測量成為目前三坐標(biāo)測量軟件的發(fā)展熱點(diǎn)。 關(guān)鍵詞三坐標(biāo)測量機(jī) 傳感器 三維 傳動(dòng)裝置AbstractInvents from the beginning of the 60s to present, coordinate measuring machines (CMM) obtains the worldwide scale widespread application in the manufacturing industry, becom

3、es the 3D examination industry standard equipment. Three coordinates survey technology obtains the rapid development, but the necessary examination software development, is progresses by leaps and bounds. The earliest coordinate measuring machines only can demonstrate the XYZ coordinates, but the pr

4、esent each kind of examination software may solve users major part problem nearly. The software becomes the influence user use quality the key to be at day by day. The CMM survey software trend of development, regarding the traditional coordinate measuring machines examination, usually is designs th

5、e department to provide the two-dimensional blueprint, the inspection department carries on the size and the shape position common difference examination according to the blueprint to the work piece. Along with the three dimensional CAD software application, the more and more many technical departme

6、nt uses the three dimensional CAD modeling technology to carry on the design. Therefore, various coordinates machine factory has promoted in abundance based on the three dimensional CAD technology survey software, the three dimensional CAD model which designs the customer inducts directly surveys th

7、e software to carry on the examination. Does this the merit is extremely obvious, does not need the extra blueprint, the theoretical value may catch directly, may carry on the survey simulation, the gauge head interference inspection and so on, therefore, receives the user the consistent high praise

8、. Survey the software based on the CAD survey into at present three coordinates the development hot spot.Key words Coordinate measuring machines Sensor Three dimensional Transmission device目 錄摘要IAbstractII第1章緒論11.1 三坐標(biāo)測量機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展11.2 三坐標(biāo)測量機(jī)測量原理41.2.1 三坐標(biāo)測量機(jī)的組成51.2.2 三坐標(biāo)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)51.3 設(shè)計(jì)要求6第2章 三坐標(biāo)測量機(jī)總體設(shè)計(jì)

9、方案7 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容7 2.2 總體設(shè)計(jì)方案擬訂7 2.2.1 三坐標(biāo)測量機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì)7 2.3 主要參數(shù)的確定8第3章 三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算9 3.1 進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算9 3.1.1 調(diào)速電動(dòng)機(jī)的容量的計(jì)算9 3.1.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的概述93.2 軸概述 10 3.2.1 軸的用途10 3.2.2 軸的材料10 3.2.3 軸的材料103.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10 3.3.1 擬定軸上零件的裝配方案11 3.3.2 軸上零件的定位 113.3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12 3.3.4 初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑.13 3.3.5 擬定軸上零件的裝配方案15 3.3.6 根據(jù)軸

10、向定位的要求確定軸的個(gè)段直徑和長度15 3.3.7 軸上零件的軸向定位16 3.3.8 確定軸上圓角和倒角尺寸16 3.4 絲杠螺母副的選用計(jì)算16 3.4.1 絲杠螺母的導(dǎo)程的確定16 3.4.2 確定絲杠的等效轉(zhuǎn)速16 3.4.3 確定絲杠所受的最大動(dòng)載荷Cax173.4.4 臨界壓縮負(fù)荷Fcr173.4.5 臨界轉(zhuǎn)速驗(yàn)算183.4.6 計(jì)算軸承動(dòng)載荷19 3.4.7 絲杠拉壓振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率驗(yàn)算19 3.5 絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度20 3.6 傳動(dòng)精度計(jì)算20 3.7 導(dǎo)軌的選型及計(jì)算21 3.7.1 滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)及配21 3.7.2 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的預(yù)緊22 3.7.3 滾動(dòng)導(dǎo)軌副潤滑防

11、護(hù)22第4 章 夾具的初步設(shè)計(jì)23 4.1 載要23 4.2 機(jī)床夾具的基本要求23 4.3 機(jī)床夾具概述24 4.3.1 機(jī)床夾具的分類24 4.3.2 夾具的作用24 4.3.3 夾具的組成24 4.4 螺旋夾緊裝置25 4.4.1 螺旋夾緊力計(jì)算26 4.4.2 螺旋夾緊的自鎖性能和傳力系數(shù)27 4.5 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)27第5章 三坐標(biāo)測量機(jī)的測頭裝置28第6章 經(jīng)濟(jì)技術(shù)性分析30結(jié)論33致謝34參考文獻(xiàn)35附錄136附錄2 42附錄3 50第1章 緒論1.1 三坐標(biāo)測量機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和對(duì)測量方法的深入研究，在機(jī)電行業(yè)中人們對(duì)三維坐標(biāo)測量技術(shù)的要求也越來越高

12、。物體的三維輪廓以及形位測量已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、航海、航空航天、反求工程等領(lǐng)域。目前物體三維輪廓測量的主要方法有導(dǎo)軌式三坐標(biāo)機(jī)的高精度接觸測量、激光點(diǎn)掃描和激光線掃描式三坐標(biāo)輪廓測量、激光散斑物體輪廓高精度顯微全場測量。在這些諸多的測量方法中，激光散斑物體輪廓測量法測量精度最高，屬非接觸和全場測量，測量速度高，但其測量范圍小。此外，三坐標(biāo)機(jī)的測量精度高，已被廣泛采用。但它只能進(jìn)行接觸測量，并且測量速度很慢。目前，三坐標(biāo)機(jī)主要有兩種:導(dǎo)軌式三坐標(biāo)測量機(jī)和無導(dǎo)軌式三坐標(biāo)儀，無導(dǎo)軌式三坐標(biāo)測量儀在國內(nèi)尚無同類產(chǎn)品問世。三坐標(biāo)測量機(jī)的多功能測量臺(tái)是一種高精度測量臺(tái)?？赏瑫r(shí)裝夾兩只測量表或傳感器對(duì)工

13、件進(jìn)行多參數(shù)測量。三坐標(biāo)測量機(jī)廣泛的應(yīng)用于機(jī)械零件加工，模具制造等個(gè)方面。CLY系列單臂三為測量儀是一款具有較大測量范圍的高精度測量設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了使用者對(duì)沖壓件、儀表板件、塑料件、中型模具件的測量要求。由于采用開放式測量，從而保證了在現(xiàn)場、在模具制造和仿型、在部件檢測和設(shè)計(jì)室里都可以方便的使用。特點(diǎn)： 1、 X軸移動(dòng)方向的導(dǎo)軌采用天然花崗巖，并配備進(jìn)口雙直線導(dǎo)軌，三軸位移傳感器采用進(jìn)口金屬反射光柵和讀數(shù)頭，結(jié)合空間誤差修正技術(shù)，使用中處處體現(xiàn)高精度的3D測量。 2、 配件萬向電子測頭，并通過各種測頭配件，既可以對(duì)遠(yuǎn)程和深孔進(jìn)行數(shù)據(jù)采點(diǎn)，也能完成中、小型零部件的測量 3、 本測量儀具有

14、方便的現(xiàn)場自校定功能，用戶可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行精度校正，保證在不同環(huán)境溫度下測量數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。CLY系列單臂三為測量儀是一款具有較大測量范圍的高精度測量設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了使用者對(duì)沖壓件、儀表板件、塑料件、中型模具件的測量要求。由于采用開放式測量，從而保證了在現(xiàn)場、在模具制造和仿型、在部件檢測和設(shè)計(jì)室里都可以方便的使用。特點(diǎn)： 1、X軸移動(dòng)方向的導(dǎo)軌采用天然花崗巖，并配備進(jìn)口雙直線導(dǎo)軌，三軸位移傳感器采用進(jìn)口金屬反射光柵和讀數(shù)頭，結(jié)合空間誤差修正技術(shù)，使用中處處體現(xiàn)高精度的3D測量。 2、配件萬向電子測頭，并通過各種測頭配件，既可以對(duì)遠(yuǎn)程和深孔進(jìn)行數(shù)據(jù)采點(diǎn)，也能完成中、小型零部件的測量 3

15、、本測量儀具有方便的現(xiàn)場自校定功能，用戶可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行精度校正，保證在不同環(huán)境溫度下測量數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。 4、采用智能數(shù)顯系統(tǒng)將原電器箱上各項(xiàng)功能都讓計(jì)算機(jī)來處理，摒棄了電器箱，只用一塊小的信號(hào)處理板對(duì)各路信號(hào)進(jìn)行處理以保證長線傳輸無誤。光柵和測頭信號(hào)由信號(hào)處理板處理后，經(jīng)通訊電纜傳輸至計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝的一塊三軸正交記數(shù)卡，通過編制軟件對(duì)其進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)原電器箱的功能。智能數(shù)顯系統(tǒng)的開發(fā)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理，空間精度修正不僅使車間裝調(diào)人員工作量降低，也使測量儀精度有了保障。采用高性能記數(shù)卡，減少硬件設(shè)備，降低了系統(tǒng)的故障發(fā)生率。該系統(tǒng)具有原電器箱幾乎所有功能，界面直觀，很多操作

16、在面板上即可直接完成，菜單功能簡潔明了，用戶極易上手。一些關(guān)鍵性操作都給出了提示和警告，可以防止用戶在不太清楚的情況下誤操作而導(dǎo)致系統(tǒng)工作不正常。其選擇原則如下：1、合理的測量精度坐標(biāo)測量機(jī)是檢測工件尺寸與形位誤差的儀器，首要的是精度指標(biāo)應(yīng)滿足用戶要求。選用時(shí)，一般可根據(jù)被測工件要求的檢測精度與測量機(jī)給定的測量不確定度相對(duì)比，看測量機(jī)精度是否符合要求。精度比對(duì)不是一個(gè)簡單的比較過程。測量機(jī)的技術(shù)規(guī)范中一般只給出單軸測長和空間測長的兩個(gè)不確定度公式及重復(fù)精度值。但在具體測件時(shí)需要將被測參數(shù)的測量不確定度限制在一定范圍內(nèi)。一般測量時(shí)，要測量很多測點(diǎn)。在形位測量時(shí)，更有大量測點(diǎn)參與并帶來測量誤差，精

17、確計(jì)算是很難的。因此從經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，在一般測量中，測量不確定度應(yīng)為被測工件尺寸公差帶的1/51/3。例如某一被測箱體上二孔的孔距為500mm，公差帶為15um，則所選用的測量機(jī)在500mm長度上的測量不確定度應(yīng)不大于3um5um。對(duì)于精密測量及復(fù)雜的形位測量要求還高，一般應(yīng)為被測尺寸公差帶的1/101/5。重要的是重復(fù)精度必須滿足要求，因?yàn)橄到y(tǒng)誤差還可以通過一定方法補(bǔ)償，而重復(fù)精度應(yīng)由測量機(jī)本身保證。總之，用戶應(yīng)選用精度（包括重復(fù)精度）高一些的測量機(jī)。這不僅由于測量復(fù)雜件時(shí)，測點(diǎn)可能帶入的誤差比預(yù)想的要大（由于測頭測桿變化或加長會(huì)引入更大的誤差），而且測量機(jī)的精度會(huì)隨使用次數(shù)增多而有所下降。2、合

18、乎要求的測量范圍測量范圍的選擇時(shí)選擇測量機(jī)時(shí)的最基本參數(shù)。因?yàn)樵跍y量范圍內(nèi)才能獲得精確的測量值，超出了范圍，測量就難于進(jìn)行。選擇測量范圍時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。（1）、工件的所需測量的部分，不一定是整個(gè)工件。如要測的部分集中在工件的某個(gè)局部，除了測量機(jī)的測量范圍能覆蓋被測參數(shù)之外，還要考慮整個(gè)工件能在測量機(jī)上安置，要求工件重量對(duì)測量精度不帶來顯著影響。為了把工件放入測量機(jī)中，應(yīng)根據(jù)工件大小選擇測量機(jī)。（2）、Z軸與Z向空間高度的關(guān)系。Z軸行程是Z軸的測量范圍，而Z向空間高度是工件能放得下的高度。（3）、接長桿的問題。有的測頭上有星形探針，這些探針在測量時(shí)往往要求超出工件的被測部分。一般工件尺寸

19、為l時(shí)，要求測量范圍L=l+2C，C為探針的長度。因此測量范圍等于工件被測的最大尺寸再加上兩倍的探針長度。3、合適的測量機(jī)類型測量機(jī)按自動(dòng)化程度分為手動(dòng)（或機(jī)動(dòng)）與CNC自控兩大類。選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)檢測對(duì)象的批量大小、自動(dòng)化程度、操作人員技術(shù)水平及資金投入大小去權(quán)衡。當(dāng)然CNC測量機(jī)水平高、測速快，但測量的準(zhǔn)備時(shí)間長、技術(shù)要求高、資金投入大。故應(yīng)從經(jīng)濟(jì)效益的角度進(jìn)行比較判定。一般說，對(duì)于中等尺寸的工件，多采用移動(dòng)橋式；對(duì)于小型工件，多采用懸臂式、儀器臺(tái)式與移動(dòng)橋式等；對(duì)于大型工件，則多采用龍門式；對(duì)于需回轉(zhuǎn)測量的工件，可選用帶分度臺(tái)的測量機(jī)。4、豐富的測量軟件對(duì)復(fù)雜的測量對(duì)象進(jìn)行測量，測量機(jī)應(yīng)有

20、豐富的測量軟件支持，以完成測量任務(wù)。如缺少某些軟件，可根據(jù)被測對(duì)象向生產(chǎn)廠家索取。如果廠方提供了編程方法（多數(shù)廠家不提供），也可自行開發(fā)。5、符合要求的測量效率測量機(jī)運(yùn)行速度與采樣速度既是測量機(jī)效率高低的重要指標(biāo)，又與自動(dòng)化生產(chǎn)的要求密切相關(guān)。用于生產(chǎn)線或柔性加工線上的測量機(jī)，檢測的時(shí)間必須滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求。6、功能齊全的測量頭測量頭是測量機(jī)上重要的傳感器件。它不僅直接影響測量精度，而且是決定測量機(jī)功能和測量效率的重要因素。7、滿意的經(jīng)濟(jì)效益作為檢測儀器，測量機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益是投資購買的一項(xiàng)重要指標(biāo)。雖然它不像生產(chǎn)機(jī)床那樣便于計(jì)算，也不如機(jī)床那樣可以較快地收回成本并創(chuàng)造效益，但作為保證生產(chǎn)質(zhì)量的

21、手段和環(huán)節(jié)，檢測儀器有著特殊的重要性。測量機(jī)的使用費(fèi)用，主要取決于測量機(jī)的折舊費(fèi)K、檢測人員的工資G、測量所用的時(shí)間T及輔助材料和設(shè)備等雜費(fèi)Q，即測量總費(fèi)用。M=T（K+G）+Q測量機(jī)效益的關(guān)鍵在于使用時(shí)間T。因此在考慮測量機(jī)資金的投入時(shí)，關(guān)鍵在于了解它的使用效率。如果使用效率高，則經(jīng)濟(jì)效益亦高。如果使用效率不很高，而又易于在當(dāng)?shù)亟鉀Q測量問題，則應(yīng)委托或協(xié)作檢測。只付檢測費(fèi)，比購置一臺(tái)測量機(jī)更經(jīng)濟(jì)。當(dāng)然有的場所，測量對(duì)象極為精密，不適宜搬動(dòng)，有的系軍工保密件等，此時(shí)配置一臺(tái)坐標(biāo)測量機(jī)具有特殊性，也是必須的。1.2 三坐標(biāo)測量機(jī)測量原理將被測物體置于三坐標(biāo)測量空間，可獲得被測物體上各測點(diǎn)的坐標(biāo)位

22、置，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)計(jì)算求出被測物體的幾何尺寸，形狀和位置。導(dǎo)軌式三坐標(biāo)測量機(jī)(Coordinate Measuring Machine簡稱CMM)是近二十年來發(fā)展起來的一種以精密機(jī)械為基礎(chǔ)，綜合光柵與激光干涉、計(jì)算機(jī)、應(yīng)用電子等先進(jìn)技術(shù)的測量設(shè)備，在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。其主要特征是具有X, Y, Z三個(gè)坐標(biāo)方向的導(dǎo)軌。目前，導(dǎo)軌式三坐標(biāo)測量機(jī)己被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造、儀器制造、電子、汽車、計(jì)量中心、航空和航天等多個(gè)工業(yè)和研究行業(yè)，用來測量機(jī)械零件的幾何尺寸、相對(duì)位置和形位誤差，包括零件空間曲面、汽車白身、CAD/CAM等多項(xiàng)工作。導(dǎo)軌式三坐標(biāo)測量機(jī)己經(jīng)成為一種比較成熟的傳統(tǒng)測量

23、設(shè)備，它經(jīng)歷了三代產(chǎn)品:第一代測量機(jī)由手動(dòng)(或機(jī)動(dòng))測量，測量結(jié)果由人工處理，效率極低。第二代測量機(jī)在第一代測量機(jī)的基礎(chǔ)上，由微機(jī)處理測量結(jié)果，形成了微機(jī)化測量機(jī)。第三代測量機(jī)在第二代的基礎(chǔ)上，配備上相應(yīng)的程序控制和數(shù)據(jù)圖形化軟件處理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測量。其中，第三代是目前的主要產(chǎn)品。特別是近二十年來，隨著微機(jī)和光電技術(shù)的迅猛發(fā)展，三坐標(biāo)機(jī)已成為多個(gè)高科技領(lǐng)域諸多技術(shù)的融合產(chǎn)品，包括了微機(jī)、精儀、光電傳感、數(shù)據(jù)分析和人工智能等多項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)。CLY系列單臂三維測量儀產(chǎn)品信息產(chǎn)品說明： CLY系列單臂三為測量儀是一款具有較大測量范圍的高精度測量設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了使用者對(duì)沖壓件、儀表板件、

24、塑料件、中型模具件的測量要求。由于采用開放式測量，從而保證了在現(xiàn)場、在模具制造和仿型、在部件檢測和設(shè)計(jì)室里都可以方便的使用。圖1-1CLY單臂三坐標(biāo)測量機(jī)在Y、Z方向，其整機(jī)測量范圍在1500mm x 2600mm以內(nèi)、X向測量范圍最小為2000mm、并以500mm為間距遞增的整體式測量機(jī)，采用整體式機(jī)械結(jié)構(gòu)，測量機(jī)的工作平面通過地腳螺銓固定在地基上，其工作臺(tái)表面略高于地表，或是安裝為與地表齊平，便于大型工件的裝卸。 這種類型的測量機(jī)的Y向測量范圍有兩種，1200mm 和 1500mm，其Z向測量范圍最小為1500mm，最大可以達(dá)到2600mm，X向測量范圍最小為2000mm，可以按用戶要求以

25、500mm的長度適量增大。 大中型整體式單臂三坐標(biāo)測量機(jī)比較適宜對(duì)一般大型非對(duì)稱工件的測量檢測與劃線操作。 測量機(jī)可以根據(jù)使用要求，選配WINCOM測量軟件或XDmis測量軟件。如果被測工件為一般機(jī)加工件，測量要求為一般性的尺寸檢測，可以選用WINCOM測量軟件。如果檢測任務(wù)大部份需要與CAD數(shù)據(jù)協(xié)同比對(duì)檢測，建議選擇XDMIS測量軟件。1.2.1 三坐標(biāo)測量機(jī)的組成： 1， 主機(jī)機(jī)械系統(tǒng)（X、Y、Z三軸或其它）； 2， 測頭系統(tǒng)； 3， 電氣控制硬件系統(tǒng)； 4， 數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)（測量軟件）；1.2.2三坐標(biāo)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1）采用花崗石為工作臺(tái)，其工作面平面度精度高，且穩(wěn)定性好，受環(huán)境

26、溫度影響小。 2）立柱采用不銹鋼材料，可防銹，抗腐蝕。 3）采用精密微分頭作微調(diào)裝置，使測頭接觸工作的微調(diào)量0.01mm。 4）回轉(zhuǎn)支桿(附件另配)可提供裝夾第二只測量表（或測量傳感器），從而可擴(kuò)大本產(chǎn)品的使用功能。5）X軸移動(dòng)方向的導(dǎo)軌采用天然花崗巖，并配備進(jìn)口雙直線導(dǎo)軌，三軸位移傳感器采用進(jìn)口金屬反射光柵和讀數(shù)頭，結(jié)合空間誤差修正技術(shù)，使用中處處體現(xiàn)高精度的3D測量。 6）配件萬向電子測頭，并通過各種測頭配件，既可以對(duì)遠(yuǎn)程和深孔進(jìn)行數(shù)據(jù)采點(diǎn)，也能完成中、小型零部件的測量7）本測量儀具有方便的現(xiàn)場自校定功能，用戶可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行精度校正，保證在不同環(huán)境溫度下測量數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。1.3 設(shè)計(jì)

27、要求在繪制產(chǎn)品總裝圖和部件裝配圖時(shí)要注意設(shè)計(jì)的科學(xué)性和條理性。設(shè)計(jì)一個(gè)部件，其過程大致如下：首先，確定末端執(zhí)行件的概略形狀尺寸，然后，設(shè)計(jì)末端執(zhí)行件與其相臨的下一個(gè)功能部件的結(jié)合的形式與概率尺寸。若為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)合部，則執(zhí)行件一測相當(dāng)于滑臺(tái)，相臨部件一測相當(dāng)于滑座，考慮導(dǎo)軌精度，選擇并確定導(dǎo)軌的類型及尺寸。根據(jù)導(dǎo)軌結(jié)合部的設(shè)計(jì)結(jié)果和該運(yùn)動(dòng)的行程，直到基礎(chǔ)支撐件。在設(shè)計(jì)中，處處從實(shí)際出發(fā)分析和處理問題是至關(guān)重要的。從大處講，聯(lián)系實(shí)際是指對(duì)工藝可能性的分析，在參數(shù)擬訂和方案確定中，既要了解當(dāng)今的先進(jìn)生產(chǎn)水平和可能趨勢，更應(yīng)了解我國的實(shí)際生產(chǎn)水平，使設(shè)計(jì)的機(jī)器能發(fā)揮最佳的效果。從小處講，指對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)械

28、零部件的制造工藝、裝配和維修要進(jìn)行認(rèn)真的切實(shí)際的考慮和分析。學(xué)會(huì)使用設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)推薦的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和各類標(biāo)準(zhǔn)要結(jié)合實(shí)際情況取舍。通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解和掌握結(jié)合實(shí)際、綜合思考的設(shè)計(jì)方法。第2章 三坐標(biāo)測量機(jī)總體設(shè)計(jì)方案2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容設(shè)計(jì)任務(wù)定位三坐標(biāo)測量機(jī)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中機(jī)械部分的設(shè)計(jì)工作臺(tái)包括縱向、橫向和Z軸的運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)承擔(dān)運(yùn)動(dòng)功能。其次是夾具體的設(shè)計(jì)，包括手柄、浮動(dòng)滑塊的設(shè)計(jì)， 夾具承擔(dān)的是定位夾緊的作用。2.2 總體設(shè)計(jì)方案擬訂 方案擬訂為測量機(jī)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)其中主要是測量機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)：工作臺(tái)的橫向和縱向進(jìn)給系統(tǒng)，Z軸的進(jìn)給系統(tǒng)，工作臺(tái)上面疊加一個(gè)可拆卸的夾具體，可拆卸夾具具有兩大

29、優(yōu)點(diǎn)：第一，使用時(shí)夾具可固定在工作臺(tái)上，不用時(shí)，即可拆下。 2.2.1 三坐標(biāo)測量機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì) 三坐標(biāo)測量機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)可歸類于機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)，可分為創(chuàng)新設(shè)計(jì)、變形設(shè)計(jì)、和組合設(shè)計(jì)三大類型，設(shè)計(jì)的過程隨設(shè)計(jì)類型而不同，其中創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程最典型，可分為產(chǎn)品規(guī)劃階段、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)四個(gè)階段。產(chǎn)品規(guī)劃階段的任務(wù)是明確設(shè)計(jì)任務(wù)，通常應(yīng)在市場調(diào)查與預(yù)測的基礎(chǔ)上識(shí)別產(chǎn)品需求，進(jìn)行可行性分析，制定設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書。 初步設(shè)計(jì)方案具體化，技術(shù)設(shè)計(jì)階段是將方案設(shè)計(jì)階段擬訂的初步設(shè)計(jì)方案具體化，確定結(jié)構(gòu)原理方案；進(jìn)行總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)；進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。1）確定結(jié)

30、構(gòu)原理放案根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案，再充分理解原理的基礎(chǔ)上，確定結(jié)構(gòu)原理方案。其中包括決定尺寸的依據(jù)，如功率、流量和聯(lián)系尺寸等；決定布局的依據(jù)等，決定和限制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空間條件，。在上述的依據(jù)約束下，對(duì)主要功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)思，初步確定其材料和形狀，進(jìn)行粗略的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（2）總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)階段的任務(wù)是將結(jié)構(gòu)原理方案進(jìn)一步具體化。總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容大致包括主要結(jié)構(gòu)參數(shù)、總體布局、系統(tǒng)原理圖、其它。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)是在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)原理方案結(jié)構(gòu)化，繪制產(chǎn)品總裝圖；提出初步的零件表及裝配說明書。進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，充分考慮人機(jī)工程、外觀造型、結(jié)構(gòu)可靠和耐用性、加工和裝

31、配工藝性等。三坐標(biāo)測量機(jī)常見的是三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)（沿X、Y、Z）和夾具體的裝配設(shè)計(jì)。 2.2.2 三坐標(biāo)測量機(jī)電路部分設(shè)計(jì) 三坐標(biāo)測量系統(tǒng)的控制部分采用PLC控制。本書以S7-200系列PLC為目標(biāo)機(jī)型，介紹西門子PLC的特點(diǎn)，為今后更好地學(xué)習(xí)和掌握S7-300/400打下基礎(chǔ)。S7-200系列PLC作為西門子SIMATIC PLC家族中的最小成員，以其超小體積，靈活的配置，強(qiáng)大的內(nèi)置功能，在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。1.S7-200系列PLC的基本硬件組成S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器、文本顯示器等。

32、（1）基本單元S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號(hào)的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見表2-1：表2-1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元型 號(hào)輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)可帶擴(kuò)展模塊數(shù)S7-200CPU22164S7-200CPU222862個(gè)擴(kuò)展模塊78路數(shù)字量I/O點(diǎn)或10路模擬量I/O點(diǎn)S7-200CPU22414107個(gè)擴(kuò)展模塊168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)S7-200CPU22624162個(gè)擴(kuò)展模塊248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)S7-200CPU226XM24162個(gè)擴(kuò)展模塊248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn) （2.）.擴(kuò)展

33、單元S7-200系列PLC主要有6種擴(kuò)展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)，S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配如表2-2所示。表2-2 S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)類 型型 號(hào)輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM2218無EM222無8EM2234/8/164/8/16模擬量擴(kuò)展模塊EM2313無EM232無2EM23531 （3）.編程器PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來進(jìn)行用戶程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分

34、為簡易型和智能型。簡易型編程器是袖珍型的，簡單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場編程及監(jiān)測工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將專用的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語言編程，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7-200系列PLC的專用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。 （4）程序存儲(chǔ)卡為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入PLC，也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲(chǔ)卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA

35、0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。 （5）.寫入器寫入器的功能是實(shí)現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲(chǔ)卡中，或?qū)LC中程序存儲(chǔ)卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區(qū)。 （6） 文本顯示器文本顯示器TD200不僅是一個(gè)用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對(duì)某個(gè)量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認(rèn)的方法，最多可顯示80條信息，每條信息最多4個(gè)變量的狀態(tài)。過程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時(shí)修改。TD200面板上的8個(gè)可編程序的功能鍵，每個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位，這

36、些功能鍵在啟動(dòng)和測試系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷。 2. S7-200系列PLC的主要技術(shù)性能下面以S7-200 CPU224為例說明S7系列PLC的主要技術(shù)性能。 （1）一般性能S7-200 CPU224的一般性能如表2-3所示。表2-3 S7-200 CPU224一般性能電源電壓DC 24V，AC 100230V電源電壓波動(dòng)DC 20.4-28.8V，AC 84-264V（47-63Hz）環(huán)境溫度、濕度水平安裝0550C，垂直安裝0450C，595%大氣壓8601080hPa保護(hù)等級(jí)IP20到IEC529輸出給傳感器的電壓DC 24V （20.4-28.8V）輸出給傳感器的電流280mA

37、，電子式短路保護(hù)（600mA）為擴(kuò)展模塊提供的輸出電流660mA程序存儲(chǔ)器8K字節(jié)/典型值為2.6K條指令數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2.5K字存儲(chǔ)器子模塊1個(gè)可插入的存儲(chǔ)器子模塊數(shù)據(jù)后備整個(gè)BD1在EEPROM中無需維護(hù)在RAM中當(dāng)前的DB1標(biāo)志位、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等通過高能電容或電池維持，后備時(shí)間190h（400C時(shí)120h），插入電池后備200天編程語言LAD，F(xiàn)BD，STL程序結(jié)構(gòu)一個(gè)主程序塊（可以包括子程序）程序執(zhí)行自由循環(huán)。中斷控制，定時(shí)控制（1255ms）子程序級(jí)8級(jí)用戶程序保護(hù)3級(jí)口令保護(hù)指令集邏輯運(yùn)算、應(yīng)用功能位操作執(zhí)行時(shí)間0.37s掃描時(shí)間監(jiān)控300ms（可重啟動(dòng)）內(nèi)部標(biāo)志位256，可保持：E

38、EPROM中0112計(jì)數(shù)器0256，可保持：256，6個(gè)高速計(jì)數(shù)器定時(shí)器可保持：256，4個(gè)定時(shí)器，1ms30s16個(gè)定時(shí)器，10ms5min236個(gè)定時(shí)器，100ms54min接口一個(gè)RS485通信接口可連接的編程器/PCPG740PII，PG760PII，PC（AT）本機(jī)I/O數(shù)字量輸入：14，其中4個(gè)可用作硬件中斷，14個(gè)用于高速功能數(shù)字量輸出：10，其中2個(gè)可用作本機(jī)功能，模擬電位器：2個(gè)可連接的I/O數(shù)字量輸入/輸出：最多94/74模擬量輸入/輸出：最多28/7（或14）AS接口輸入/輸出：496最多可接擴(kuò)展模塊7個(gè) （2）輸入特性S7-200 CPU224的輸入特性如表2-4所示。

39、表2-4 S7-200 CPU224輸入特性類型源型或匯型輸入電壓DC 24V，“1信號(hào)”：14-35A，“0信號(hào)”：0-5A，隔離光耦隔離，6點(diǎn)和8點(diǎn)輸入電流“1信號(hào)”：最大4mA輸入延遲（額定輸入電壓）所有標(biāo)準(zhǔn)輸入：全部0.2-12.8ms（可調(diào)節(jié)）中斷輸入：（I0.0-0.3）0.2-12.8ms（可調(diào)節(jié)）高速計(jì)數(shù)器：（I0.0-0.5）最大30kHz （3）輸出特性S7-200 CPU224輸出特性如表2-5所示。表2-5 S7-200 CPU224的輸出特性類型晶體管輸出型繼電器輸出型額定負(fù)載電壓DC 24V（20.4-28.8V）DC 24V（4-30V）AC24-230V（20-

40、250V）輸出電壓“1信號(hào)”：最小DC 20VL+/L-隔離光耦隔離，5點(diǎn)繼電器隔離，3點(diǎn)和4點(diǎn)最大輸出電流“1信號(hào)”：0.75A“1信號(hào)”：2A最小輸出電流“0信號(hào)”：10sA“0信號(hào)”：0mA輸出開關(guān)容量阻性負(fù)載：0.75A燈負(fù)載：5W阻性負(fù)載：2A燈負(fù)載：DC30W，AC200WS7-200系列PLC是模塊式結(jié)構(gòu)，可以通過配接各種擴(kuò)展模塊來達(dá)到擴(kuò)展功能、擴(kuò)大控制能力的目的。目前S7-200主要有三大類擴(kuò)展模塊。（1）輸入/輸出擴(kuò)展模塊 S7-200 CPU上已經(jīng)集成了一定數(shù)量的數(shù)字量I/O點(diǎn)，但如用戶需要多于CPU單元I/O點(diǎn)時(shí)，必須對(duì)系統(tǒng)做必要的擴(kuò)展。CPU221無I/O擴(kuò)展能力，CP

41、U 222最多可連接2個(gè)擴(kuò)展模塊（數(shù)字量或模擬量），而CPU224和CPU226最多可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊。S7-200 PLC系列目前總共提供共5大類擴(kuò)展模塊：數(shù)字量輸入擴(kuò)展板EM221（8路擴(kuò)展輸入）；數(shù)字量輸出擴(kuò)展板EM222（8路擴(kuò)展輸出）；數(shù)字量輸入和輸出混合擴(kuò)展板EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；模擬量輸入擴(kuò)展板EM231，每個(gè)EM231可擴(kuò)展3路模擬量輸入通道，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25s，12位；模擬量輸入和輸出混合擴(kuò)展模板EM235，每個(gè)EM235可同時(shí)擴(kuò)展3路模擬輸入和1路模擬量輸出通道，其中A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25s，D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間100s，位數(shù)均為12位。 基本單元通過

42、其右側(cè)的擴(kuò)展接口用總線連接器（插件）與擴(kuò)展單元左側(cè)的擴(kuò)展接口相連接。擴(kuò)展單元正常工作需要+5VDC工作電源，此電源由基本單元通過總線連接器提供，擴(kuò)展單元的24VDC輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)電源，可由基本單元的24VDC電源供電，但要注意基本單元所提供的最大電流能力。（2）熱電偶/熱電阻擴(kuò)展模塊 熱電偶、熱電阻模塊（EM231）是為CPU222，CPU224，CPU226設(shè)計(jì)的，S7-200與多種熱電偶、熱電阻的連接備有隔離接口。用戶通過模塊上的DIP開關(guān)來選擇熱電偶或熱電阻的類型，接線方式，測量單位和開路故障的方向。（3）通訊擴(kuò)展模塊 除了CPU集成通訊口外，S7-200還可以通過通訊擴(kuò)展模塊連接成更大

43、的網(wǎng)絡(luò)。S7-200系列目前有兩種通訊擴(kuò)展模塊：PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊（EM277）和AS-i接口擴(kuò)展模塊（CP243-2）。S7-200系列PLC輸入/輸出擴(kuò)展模塊的主要技術(shù)性能如表2-6所示。表2-6 S7-200系列PLC輸入/輸出擴(kuò)展模塊的主要技術(shù)性能類型數(shù)字量擴(kuò)展模塊模擬量擴(kuò)展模塊型號(hào)EM221EM222EM223EM231EM232EM235輸入點(diǎn)8無4/8/163無3輸出點(diǎn)無84/8/16無21隔離組點(diǎn)數(shù)824無無無輸入電壓DC24VDC24V輸出電壓DC24V或AC24-230VDC24V或AC24-230VA/D轉(zhuǎn)換時(shí)間250s250s分辨率12bitA/D轉(zhuǎn)換電

44、壓：12bit電流：11bit12bitA/D轉(zhuǎn)換2.3 主要參數(shù)的設(shè)定直線工作臺(tái)面尺寸 （長寬高）：100080040；縱向工作行程為150mm，橫向工作行程為150mm，垂直方向的工作行程為150mm。光杠的最大距離根據(jù)夾具的尺寸確定。工作進(jìn)給速度為1-1500mm/min，快速進(jìn)給速度 12m/min進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的總阻力F傳動(dòng)精度初步為0.1mm-0.5mm測量工件的尺寸大小最大體積（120mm120mm120mm） 最小高度為20mm第3章 三坐標(biāo)測量進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 進(jìn)給系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的容量的選擇3.1.1電動(dòng)機(jī)容量的選擇原則在機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)中選擇一臺(tái)合適的電動(dòng)機(jī)是極為重要的。電動(dòng)機(jī)的

45、選擇主要是容量的選擇，如果電動(dòng)機(jī)的容量選小了，一方面不能充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力，使生產(chǎn)效率降低，另一方面電動(dòng)機(jī)經(jīng)常在過載下運(yùn)行，會(huì)使它過早損壞，同時(shí)還可能出現(xiàn)啟動(dòng)困難、經(jīng)受不起沖擊負(fù)載等故障。 選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)根據(jù)以下三項(xiàng)基本原則進(jìn)行。（1）發(fā)熱：電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，必須保證電動(dòng)機(jī)的實(shí)際最高工作溫度等于或略小于電機(jī)允許的最高工作溫度。（2）過載能力：電動(dòng)機(jī)再運(yùn)行時(shí)，必須具有一定的過載能力。特別是在短期工作時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)的熱慣性較大，電動(dòng)機(jī)在短期內(nèi)承受高于額定功率的負(fù)載說仍可保證上面的原則，故此時(shí)，決定電動(dòng)機(jī)容量的主要因素不是發(fā)熱而是電動(dòng)機(jī)的過載能力。既所選電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩或允許電流必須大于運(yùn)行過程中可

46、能出現(xiàn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩和最大負(fù)載電流即： （3） 啟動(dòng)能力：由于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般較小，所以，為使電動(dòng)機(jī)能可靠啟動(dòng)，必須保證 式中選擇電動(dòng)機(jī)容量的方法一般有計(jì)算法、統(tǒng)分析計(jì)法和類比法。3.1.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的概述本設(shè)計(jì)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的直線進(jìn)給的。步進(jìn)電機(jī)又稱脈沖馬達(dá)，是一種把電脈沖信號(hào)變換成直線位移或角位移的控制電機(jī)。它的位移速度和輸入脈沖數(shù)成正比，因此可以在較寬的范圍內(nèi)，通過改變脈沖頻率來調(diào)速，并能實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)已作為重要的執(zhí)行元件應(yīng)用于數(shù)空機(jī)床、智能儀器和自動(dòng)控制中。3.1.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的容量的計(jì)算下面的計(jì)算結(jié)果所以

47、選用反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，輸出功率0.2kw，同步轉(zhuǎn)速1500r/min電動(dòng)機(jī)的參數(shù)如下表一所示：表3-1 電動(dòng)機(jī)的各種參數(shù)：電動(dòng)機(jī)型號(hào)步距角最大靜轉(zhuǎn)矩（N.m）運(yùn)行頻 率最高空載啟動(dòng)頻率軸徑長度55BF0030.75/1.50.686 18006mm70mm選取電動(dòng)機(jī)的輸出功率P=0.5KW 轉(zhuǎn)速為800r/min3.2 軸概述3.2.1 軸的用途軸也是組成機(jī)器的主要零件之一，一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此軸的主要功能是支撐和傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。3.2.2軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容軸的設(shè)計(jì)也和其它零件的設(shè)計(jì)相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根

48、據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會(huì)增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是軸設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。軸的工作能力計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和震動(dòng)穩(wěn)定方面的計(jì)算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。這時(shí)只需對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形。而對(duì)剛度要求的軸和受到大力的細(xì)長軸，還應(yīng)進(jìn)行剛度計(jì)算，防止工作時(shí)產(chǎn)生過大的彈性變形。對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)進(jìn)行震動(dòng)穩(wěn)定性的計(jì)算，防止發(fā)生共振而破壞。3.2.3 軸的材料軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和

49、鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是45鋼。3.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸聯(lián)接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。但軸的結(jié)構(gòu)形式都必須滿足軸和裝在軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的

50、制造工藝性等。3.3.1 擬定軸上零件的裝配方案擬定軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提，它決定著軸的基本形式。所謂裝配方案，就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向、順序、和相互關(guān)系。例如圖一的裝配方案是：半聯(lián)軸器、軸承端蓋、圓螺母、套筒、成對(duì)角接觸球軸承、絲杠螺母副，依次從軸的右端向左端安裝，左端只裝軸承和端蓋。這樣就對(duì)個(gè)段軸的粗細(xì)順序作了初步安排。3.3.2 軸上零件的定位為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求 者外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，保證其準(zhǔn)確的工作位置。1零件的軸向定位軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸端擋圈、軸承端蓋和圓螺母等來保證

51、的。利用軸肩定位是最方便可靠的方法，但采用軸肩就必然使軸的直徑加大，而且軸肩處將因截面突變而引起應(yīng)力集中。滾動(dòng)軸承的定位軸肩高度必須低于軸承內(nèi)圈端面的高度，以便拆卸軸承，軸肩的高度可查手冊(cè)中軸承的安裝尺寸。套筒定位結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，軸上不需開槽、鉆孔和切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強(qiáng)度，一般用于軸上兩個(gè)零件之間的定位。如兩零件的間距較大時(shí)，不宜采用套筒定位，以免增大套筒的質(zhì)量及材料用量。當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速很高時(shí)，也不宜采用套筒定位。軸端擋圈適用于固定軸端零件，可以承受較大的軸向力。軸端擋圈可采用單螺釘固定，為了防止軸端擋圈轉(zhuǎn)動(dòng)造成螺釘松脫，可加圓拄銷鎖定軸端擋圈，也可采用雙螺釘加止動(dòng)墊片防松。圓螺母定位可承受大的軸向力，當(dāng)