基于PLC物料拾取裝置畢業(yè)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】_第1頁
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買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 題 目 基于 料拾取裝置的設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 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(hào)交流 401339828 或 11970985 于 料拾取裝置的設(shè)計(jì) 專業(yè) :機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生 : 指導(dǎo)老師 : 摘 要 本文基于機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理和 維繪圖軟件等相關(guān)知識(shí)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(shí)體,首先對基于 料拾取裝置的主要機(jī)構(gòu)零部件模型進(jìn)行設(shè)計(jì),其次利用維繪圖軟件將設(shè)計(jì)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(jì),得到相應(yīng)的裝配體模最后對裝配體模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。 關(guān)鍵字: 基于 料拾取裝置 零件建模 裝配設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)仿真 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)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(hào)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(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 1 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 進(jìn)電 機(jī)的選用 . 18 形絲桿螺母副設(shè)計(jì) . . 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(dòng)的類型、特點(diǎn)與應(yīng)用 . 21 珠絲桿螺母的設(shè)計(jì)計(jì)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(jì) . 27 軸器的選擇 . 28 承強(qiáng)度的校核 . 結(jié)論 .考文獻(xiàn) .謝 .文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 5 - 1 概述 工業(yè)機(jī)器人一般可理解為:在工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域中的一種自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機(jī)(固定式的或是移動(dòng)式的),用于搬運(yùn)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(dòng)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(jī)加、噴漆、熱處理等各個(gè)行業(yè)。特別是在笨重、高 溫、有毒、危險(xiǎn)、放射性、多粉塵等惡劣的勞動(dòng)環(huán)境中, 物料拾取裝置 由于其顯著的優(yōu)點(diǎn)而受到特別重視上料 物料拾取裝置 是典型的機(jī)電一體可自動(dòng)地為機(jī)床抓取工件,取代操作人員頻繁取料,降低勞動(dòng)強(qiáng)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(yùn)行 , 工作安全可靠 , 效 果 良 好 , 可用做自動(dòng)上料設(shè)備和生產(chǎn)線上的自動(dòng)抓取設(shè)備。本課題主要是應(yīng)用 件的三維設(shè)計(jì)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(jì)并實(shí)現(xiàn)其各部件的裝配和運(yùn)動(dòng)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(shí):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(shí)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(jī)具進(jìn)行焊接和裝配。從而大大地改善工人的勞動(dòng)條件,顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)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(dòng)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(jī)加、噴漆、熱 處理等各個(gè)行業(yè)。特別是在笨重、高溫、有毒、危險(xiǎn)、放射性、多粉塵等惡劣的勞動(dòng)環(huán)境中, 物料拾取裝置 由于其顯著的優(yōu)點(diǎn)而受到特別重視。機(jī)床上料 物料拾取裝置 是典型的機(jī)電一體化設(shè)備,它可自動(dòng)地為機(jī)床抓取工件,取代操作人員頻繁取料,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率??傊?物料拾取裝置 是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,改善勞動(dòng)條件,減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一個(gè)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(hào)交流 401339828 或 11970985 - 6 - 料拾取裝置在機(jī)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(dòng)更換。如北京第二機(jī)床廠 ,北京 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 第八機(jī)床廠,上海第二機(jī)床廠,上海第八機(jī)床廠,寧夏大河機(jī)床廠等單位研制的自動(dòng)換機(jī)床,均用 物料拾取裝置 自動(dòng)更換刀具。在生產(chǎn)自動(dòng)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(dòng)線,無錫柴油機(jī)廠和甘肅汽車齒輪廠的齒胚的加工自動(dòng)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(jī)床組合成側(cè)架切削加工自動(dòng)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(dòng)進(jìn)行,不用人手去接觸,達(dá)到全自動(dòng)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(shí),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(gè)環(huán)形 磨輪裝置,用來對傳動(dòng)箱外表面去毛刺,比手工方法節(jié)省工時(shí) 50%。 。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 7 - 料拾取裝置的發(fā)展趨勢 國內(nèi)應(yīng)加強(qiáng) 物料拾取裝置 基礎(chǔ)性能的實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shí)。盡快解決 物料拾取裝置 的定型設(shè)計(jì)、定點(diǎn)、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(jì)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(kuò)大,技術(shù)性能不斷提高,其發(fā)展趨勢是:擴(kuò)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(jī)器人 ” 。 件在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 維 三維設(shè)計(jì)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(gè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)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(jì)可方便地設(shè)計(jì)出所見即所得的三維實(shí)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(shí)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(dòng)。從而更好的滿足設(shè)計(jì)目的的要求,并大大縮短了產(chǎn)品 的生命周期。 件是一個(gè)基于特征的參數(shù)化實(shí)體建模設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)軟件,如 有 圖形界面和易于掌握的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),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(yùn)動(dòng)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(jì)、編輯及修改。利用這些功能,能有效地避免產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)的很多,還都以傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法為主,導(dǎo)致產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期長、成本高。不能滿足工業(yè)機(jī)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(hào)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(jī)械的設(shè)計(jì)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(jī)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(jì) 發(fā)展的要求?;趥鹘y(tǒng)工業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)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(dòng)畫演示,從而使人們可以直觀地認(rèn)識(shí)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 /產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的專業(yè)特點(diǎn)對現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)方法的一種新的嘗試和學(xué)習(xí)。如將本課題的設(shè)計(jì)方法移植到工業(yè)設(shè)計(jì)中,則較傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式能夠大大縮短產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)周期。用體設(shè)計(jì) 繪圖 裝配 模擬 改進(jìn) 整體裝配 運(yùn)動(dòng)仿真 改進(jìn) 成型 加工生產(chǎn),比傳統(tǒng)的繪圖 加工 裝配 實(shí)驗(yàn) 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(jì)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(jì)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(shí)由步進(jìn)電機(jī)通過滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)滑塊上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),通過滑塊前部的氣動(dòng)手指對工件的夾取與釋放的動(dòng)作來完成作為一個(gè)物料拾取裝置的全部動(dòng)作,運(yùn)動(dòng)可靠,平穩(wěn)。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 9 - 圖 2 1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 3 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 機(jī)及減速器的選用 已知整個(gè)裝置上工件與零件的重量,我們?nèi)】傊亓繛?3圍為5000動(dòng)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(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下 : 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)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(hào)交流 401339828 或 11970985 - 10 - 電 機(jī) 桿 導(dǎo) 程 , 本 次 設(shè) 計(jì) 的 絲 桿 導(dǎo) 程 我 們 取 5 ,2 4 0 0 / m i 0 0 5電 機(jī) 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(dòng) 效 率 , 取上下垂直運(yùn)動(dòng) 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 , ?。?絲 桿 直 徑 , 取 總慣量 20 . 0 0 0 3 2 ( . ) L L M J k g 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)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(jī)型號(hào)為 92無刷直流步進(jìn)電機(jī)廠家為南京森宇機(jī)電的產(chǎn)品。根據(jù)電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下: 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 12 - 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表,我們選用直流無刷電機(jī)型號(hào)為 92 電機(jī)額定功率為 定轉(zhuǎn)矩為 大轉(zhuǎn)矩為 額定轉(zhuǎn)速為 3000r/機(jī)大致圖如下: 外形尺寸 92機(jī)輸出軸徑為 14 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 13 - 形絲桿螺母副設(shè)計(jì) 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(jì)性。 材料的使用性能是指機(jī)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(jī)械零件來說,選材時(shí)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(shí),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(shí)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(dòng)機(jī)構(gòu)是絲杠螺母副,即螺旋傳動(dòng)副,而工作時(shí)主要是攜帶傳感器進(jìn)行測量,而非傳遞動(dòng)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(shí),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(shí),會(huì)發(fā)生磨 損,甚至產(chǎn)生疲勞斷裂。而設(shè)計(jì)的絲杠所傳遞的動(dòng)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(qiáng)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(hào)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(dòng)的類型、特點(diǎn)與應(yīng)用 絲桿 螺旋傳動(dòng)是利用 絲桿 和螺母組成的螺旋副來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)以滾珠作為滾動(dòng)媒介的滾動(dòng)螺旋 傳動(dòng)的體系。以傳動(dòng)形式分為兩種: 一種是 將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng) ;另外一種是 將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 梯形 絲桿的特點(diǎn): ( 1)傳動(dòng)效率高 :梯形 絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率高達(dá) 90% 98%,為傳統(tǒng)的滑動(dòng)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(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)可逆)。 ( 2)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) :梯形 絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)為點(diǎn)接觸滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),工作中摩擦阻力小、靈敏度高、啟動(dòng)時(shí)無顫動(dòng)、低速時(shí)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(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)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(bǔ)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(dòng)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(dòng),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(yùn)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)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(dòng)機(jī)械,液壓傳動(dòng)相比,滾珠絲杠傳動(dòng)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(dòng)。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(shí)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(jì)計(jì)算 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 15 - 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)主要承 受 軸向力。由于螺母和螺桿間有較大的滑動(dòng)摩擦,因而磨損是其主要的失效形式。滾動(dòng)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(dòng),還應(yīng)校核螺 桿危險(xiǎn)截面和螺母螺紋牙的強(qiáng)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(dòng)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(dòng)。具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)傳 動(dòng)的類型、工作條件及其失效形式等,選擇不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,而不必逐項(xiàng)進(jìn)行校核。 表 旋傳動(dòng)的常用材料 螺旋副 材料牌號(hào) 應(yīng)用范圍 螺桿 45、50 材料不經(jīng)熱處理,使用于經(jīng)常運(yùn)動(dòng),受力不大,轉(zhuǎn)速較 低的傳動(dòng) 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(dòng) 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(dòng) 螺母 料耐磨性好,適用于一般傳動(dòng) 料耐磨性好,強(qiáng)度高,適用于重載、低速的傳動(dòng)。對于尺寸較大或高速傳動(dòng),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(jì) ( 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(yùn)動(dòng)部件的重量買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)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(dòng)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(shí)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(jì)算,見表 示 : 表 滾珠絲桿螺母副幾何參數(shù) 名 稱 符號(hào) 計(jì)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(hào)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(dòng)效率計(jì)算 ()gh +( 式中: 摩擦角; 絲桿螺紋升角。 0 . 9 6()gh + ( 3)剛度驗(yàn)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(hào)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(yàn)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(dòng)部件自重 S 導(dǎo)程( h 逆?zhèn)鲃?dòng)效率,由于滾珠絲桿副的正傳動(dòng)效率和逆?zhèn)鲃?dòng)效率近似相等,因此,一般用正傳動(dòng)效率 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(shí)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(jì)中 6002 軸承可以用帶座軸承代替,選用軸承的型號(hào)為 or=e=e=當(dāng)量負(fù)載的計(jì)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(hào)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(jì)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(dòng)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(shí)滾珠絲杠副的溫升較小。油潤滑的補(bǔ)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(shí)的補(bǔ)充潤滑時(shí)間。 2、 脂潤滑 采用脂潤滑的優(yōu)點(diǎn)可以使?jié)L珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)在一段很長時(shí)間后才需進(jìn)行補(bǔ)充。也就是說,在多數(shù)情況下,可以省去一套補(bǔ)充潤滑的裝置。補(bǔ)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(dòng)軸承潤滑脂,但要買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 20 - 注意潤滑脂廠家的說明和提示。潤滑脂的補(bǔ)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(dòng)軸承一樣,如果污物及異物(切屑碎屑)進(jìn)入就會(huì)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(shí)要在螺母兩端采用刮屑式防塵圈。 滾珠絲杠副設(shè)計(jì)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(dòng)逆效率高,應(yīng)考慮在電機(jī)停電后,因部件自重而產(chǎn)生螺旋副的逆?zhèn)鲃?dòng) (特別是在垂直方向上傳動(dòng)時(shí) ),防止逆?zhèn)鲃?dòng)的方法可采用:停電自鎖的電機(jī)、蝸輪蝸桿機(jī)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(dòng)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(jī)械部件工作時(shí)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(qiáng)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(huì)使螺母受載不均。設(shè)計(jì)細(xì)長絲杠時(shí),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(huì)妨礙滾動(dòng)體運(yùn)動(dòng)流暢,會(huì)加速滾動(dòng)體買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 21 - 與滾道的磨損,使?jié)L動(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)矩、提高傳動(dòng)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(dòng)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(shí)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(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)不流暢。 (9) 建議采用適應(yīng)于數(shù)控機(jī)床的大接觸軸承以提高傳動(dòng)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(jì) 通過絲桿螺母連接法蘭,帶動(dòng)整個(gè)醫(yī)療床裝置做上下運(yùn)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(jì)導(dǎo)向光桿和直線軸承配合整個(gè)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(hào)按下述計(jì)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(hào)交流 401339828 或 11970985 - 22 - 載荷系數(shù) 運(yùn)行速度小于 15米 /分鐘,無沖擊、無振動(dòng), ; 運(yùn)行速度小于 60米 /分鐘,微小沖或振動(dòng), ; 運(yùn)行速度大于 60米 /分鐘,或有較大沖擊、振動(dòng), 。 時(shí)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(dòng)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(shí),試選擇軸承型號(hào)。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(yùn) 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(gè)導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母,這樣滑動(dòng)軸承的所受負(fù)載就平均分配,上下六個(gè)滑動(dòng)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(gè)為可以隨著絲桿螺母上下滑動(dòng)。六個(gè)導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母,這樣每個(gè)導(dǎo)向光桿的滑動(dòng)軸承處的所受負(fù)載為 166N。本次設(shè)計(jì)中所選擇的滑動(dòng)軸承為帶法蘭形狀的。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 23 - 根據(jù)每個(gè)滑動(dòng)軸承的負(fù)載承受 166N,我們選用滑動(dòng)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(tái)階芯軸壓入;直線軸安裝必須對準(zhǔn)軸承孔插入,動(dòng)作輕緩,軸傾斜插入會(huì)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(hào)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(shí)用手轉(zhuǎn)動(dòng)直線軸,如果軸能接觸鋼球且能輕松轉(zhuǎn)動(dòng), 配合游隙為 0 +果稍加力才能轉(zhuǎn)動(dòng), 配合游隙為 0過盈) ;如果加力也不能轉(zhuǎn)動(dòng),配合游隙已多于 種情況鋼球滾動(dòng)時(shí)可能 同時(shí)作滑動(dòng),會(huì)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(huì)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(diǎn)不能作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),同時(shí)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(gè)組合使用,二根軸安裝要平直,整個(gè)組合裝配后,用手推拉必須靈活無阻滯才可安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu),傳動(dòng)動(dòng)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(shí)需加潤滑劑。油脂潤滑噪音較低,常用的有2 號(hào)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(jī)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(huì)極大地降低軸承壽命,粉塵和臟物會(huì)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(jī)械、鑄造機(jī)械等多粉塵場合,請?jiān)谳S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(yùn)動(dòng)和換向時(shí)承受過大的沖擊負(fù)荷,或當(dāng)軸承靜止時(shí),由于機(jī)器振動(dòng)等因素都會(huì)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(huì)防礙直線運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性,引起振動(dòng)和噪音,振買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 25 - 動(dòng)會(huì)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(kuò)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(diǎn)兩者永久變形量之和等于鋼球直徑的萬分之一時(shí)的靜載荷,定義為基本額定靜載荷 軸承使用時(shí),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(shí)使軸承承受的靜載荷 0/受振動(dòng)和沖擊場合 振動(dòng)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(qiáng)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(dòng)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(dòng)載荷 C 定義為一批相同的軸承在相同條件下運(yùn)行 5 萬米,軸承不生任何疲勞剝落現(xiàn)象所能承受的動(dòng)載荷。 軸器的選擇 由于整個(gè)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(jì)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(jī)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(hào)交流 401339828 或 11970985 - 26 - 承強(qiáng)度的校核 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的零件之一,它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支承轉(zhuǎn)

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