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】

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)