汽車缸套專用鏜床設(shè)計(jì)及缸套專用夾具設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】_第1頁
汽車缸套專用鏜床設(shè)計(jì)及缸套專用夾具設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】_第2頁
汽車缸套專用鏜床設(shè)計(jì)及缸套專用夾具設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】_第3頁
汽車缸套專用鏜床設(shè)計(jì)及缸套專用夾具設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】_第4頁
汽車缸套專用鏜床設(shè)計(jì)及缸套專用夾具設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】_第5頁
已閱讀5頁,還剩41頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 天河 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 汽車缸套專用鏜床設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 年 月 日 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 第 1 章 緒 論 . 1 題研究意義 . 5 題任務(wù)及要求 . 5 第 2 章 缸 套專用鏜床設(shè)總體設(shè)計(jì) . 6 計(jì)適用對(duì)象 . 6 套的加工工藝 . 6 套類零件內(nèi)孔加工 . 7 課題缸套工藝路線的確定 . 10 套專用鏜床總體設(shè)計(jì)方案 . 12 第 3 章 進(jìn)給工作臺(tái)設(shè)計(jì) . 13 給工作臺(tái)總體方案 . 13 珠絲杠副的選擇 . 13 珠絲杠副的特點(diǎn) . 13 珠絲杠副的支承形式 . 14 珠絲杠副的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 15 珠絲杠副的傳動(dòng)原理 . 15 珠絲杠副的傳動(dòng)特點(diǎn) . 16 珠絲杠副的結(jié)構(gòu)與調(diào)整 . 16 向間隙的調(diào)整和加預(yù)緊力的方法 . 18 珠 絲杠的選擇 . 19 珠絲杠的精度 . 19 珠絲杠參數(shù)的計(jì)算 . 19 服電機(jī)的選擇 . 23 大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 . 23 載慣量的計(jì)算 . 24 載加速轉(zhuǎn)矩計(jì)算 . 25 動(dòng)導(dǎo)軌的選擇計(jì)算 . 25 作載荷的計(jì)算 . 26 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 定工作壽命的計(jì)算 . 26 離額定工作壽命的計(jì)算 . 26 定動(dòng)載荷計(jì)算及選型 . 27 軸器的選擇 . 27 承的選擇 . 28 珠絲杠副的安全使用 . 29 第 4 章 床身的設(shè)計(jì) . 30 第 5 章 鏜桿傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) . 32 桿傳動(dòng)部分功率計(jì)算 . 32 輪部分設(shè)計(jì) . 33 的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 37 第 6 章 缸套專用夾具設(shè)計(jì) . 39 件在夾具中的定位 . 39 套夾緊設(shè)計(jì) . 39 配圖 . 40 結(jié)論 . 41 參考文獻(xiàn) . 42 致 謝 . 43 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 第 1 章 緒 論 題研究意義 專用機(jī)床是一種專用高效自動(dòng)化技術(shù)裝備,目前,由于它仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量和 經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備,因而被廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。特別是汽車工業(yè),是專用機(jī)床和自動(dòng)線最大的用戶。如德國大眾汽車廠在 發(fā)動(dòng)機(jī)工廠, 90 年代初所采用的金屬切削機(jī)床主要是自動(dòng)線(60%)、專用機(jī)床 (20%)和加工中心 (20%)。顯然,在大批量生產(chǎn)的機(jī)械工業(yè)部門,大量采用的設(shè)備是專用機(jī)床和自動(dòng)線。因此,專用機(jī)床及其自動(dòng)線的技術(shù)性能和綜合自動(dòng)化水平,在很大程度上決定了這些工業(yè)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu),也在很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。 所以對(duì)專用機(jī)床的設(shè)計(jì)研究具有十分重要的意義。 本設(shè)計(jì)主要是專用鏜床的設(shè)計(jì),此次設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容包括了缸套的加工工藝設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì) 鏜床的設(shè)計(jì)。專用機(jī)床及其自動(dòng)線的技術(shù)性能和綜合自動(dòng)化水平,在很大程度上決定了這些工業(yè)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu),也在很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。所以對(duì)專用機(jī)床的設(shè)計(jì)研究具有十分重要的意義。 題任務(wù)及要求 該課題首先對(duì)目前缸套類零件加工工藝與裝備的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析,展望缸套類零件加工工藝與裝備設(shè)計(jì)的方向和發(fā)展趨勢,然后簡述缸套類零件加工 工藝與裝備設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問題。最后提出自己的設(shè)計(jì)方案。 主要完成 : 1、完成缸套零件加工工藝與裝備設(shè)計(jì)的綜述,外文資料的翻譯( 2000 字符); 2、完成缸套粗加工工藝路線的擬定(生產(chǎn)類型為大批);完成粗鏜鏜床的草圖。 3、根據(jù)擬定的缸套粗鏜鏜床草圖,完成所有參數(shù)、尺寸的計(jì)算、查表和確定。校核主要零件的強(qiáng)度和剛度。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 第 2 章 缸套專用鏜床設(shè) 總體設(shè)計(jì) 計(jì)適用對(duì)象 本課題擬定的是對(duì)如下圖所示的一種代表性質(zhì)的缸套進(jìn)行專用鏜床設(shè)計(jì)。 套的加工工藝 缸套 類零件加工的主要工藝問題是如何保證其主要加 工表面(內(nèi)孔和外圓)之間的相互位置精度,以及內(nèi)孔本身的加工精度和表面粗糙度要求。尤其是薄壁、深孔的 缸套零件,由于受力后容易變形,加上深孔刀具的剛性及排屑與散熱條件差,故其深孔加工經(jīng)常成為 缸套 零 件加工的技術(shù)關(guān)鍵。 缸套 類零件的加工順序一般有兩種情況: 第一種情況為:粗加工外圓 粗、精加工內(nèi)孔 最終精加工外圓。這種方案適用于外圓表面是最重要表面的 缸套 類零件加工 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 第二種情況為:粗加工內(nèi)孔 粗、精加工外圓 最終精加工內(nèi)孔。這種方案適用于內(nèi)孔表面是 最重要表面的 缸套 類零件加工。 缸套 類零件的外圓表面加工 方法,根據(jù)精度要求可選擇車削和磨削。內(nèi)表面加工方法的選擇則需考慮零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、孔徑大小、長徑比、材料、技術(shù)要求及生產(chǎn)類型等多種因素。 套類零件內(nèi)孔加工 內(nèi)孔是 缸套 類零件的主要加工表面,加工方法選擇的原則具體根據(jù)孔的大小,深度,精度,結(jié)構(gòu)形狀等面定。 當(dāng)孔徑較小時(shí)( 50采用鉆擴(kuò),較方案 孔較大時(shí)采用鉆孔后鏜或直接鏜孔 箱體上孔多采用精鏜,浮動(dòng)鏜,缸筒件用精鏜,珩磨,滾壓 淬硬 缸套 ,宜采用磨孔 精密孔用高精度磨削,研磨,珩磨或拋光等 孔的加工方法: 鉆孔 擴(kuò)孔 鉸孔 鏜孔 拉孔 磨孔、珩孔,研磨孔 (一)、鉆孔 鉆孔是在實(shí)心材料上加工孔的第一道工序。它主要用于精度要求較高孔的預(yù)加工或精度低于 的孔的終加工。 鉆孔刀具常用麻花鉆。由于麻花鉆具有寬而深的容屑槽、鉆頭頂部有橫刃及鉆頭只有兩條很窄的螺旋棱帶與孔壁接觸等結(jié)構(gòu)特點(diǎn),因而鉆頭的剛性差、導(dǎo)向性能差,鉆孔時(shí)容易引偏,易出現(xiàn)孔徑擴(kuò)大現(xiàn)象,孔壁加工質(zhì)量較差。 措施:加工前先加工孔的端面,采用工件回轉(zhuǎn)方式或先鉆引導(dǎo)錐等 使用范圍:孔徑 75孔徑 35分兩次鉆,第一次鉆孔的直徑 為所需孔徑的 1/20。第二次鉆到所需孔徑,這時(shí)橫刃不參加切削,軸向抗力小,切削買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 較輕小。 (二 )、擴(kuò)孔 擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對(duì)工件上已鉆出、鑄出或鍛出孔作進(jìn)一步加工的方法。 擴(kuò)孔加工有如下特點(diǎn): 1、加工精度比鉆孔高:切深小,鉆頭無橫刃,刀體剛度大,導(dǎo)向作用好 0, 、擴(kuò)孔能糾正原孔軸線的歪斜 3、生產(chǎn)率高,由于余量?。?1/8)擴(kuò)孔齒數(shù)較多, f=r 4、孔徑 100 的孔,多用鏜孔而不用擴(kuò)孔 (三)、鉸孔 鉸孔是未淬硬的中小尺寸孔進(jìn)行精加工的一種方法,加工的 孔徑范圍一般為 380鉸孔的工藝特點(diǎn): 1、 鉸孔精度主要取決于鉸刀精度。 2、 鉸孔比鏜孔容易保證尺寸精度和形狀精度,且生產(chǎn)率較高。一般 鉸達(dá) 3、 適應(yīng)性差,一種鉸刀只能加工一種尺寸和一種精度的孔。 4、 不能校正原孔軸線的偏斜。 (四)、鏜孔 鏜孔是常用的孔的加工方法,可作為粗加工,也可以作精加工。 其主要工藝特點(diǎn): 1、 加工范圍廣,非標(biāo)孔、大直徑孔、短孔以及盲孔、有色金屬孔及孔系等加工。 2、 獲得較高的精度與低表面粗糙度, 金剛鏜則更低 3、 修正前道工序的孔軸線的偏斜和不直,生產(chǎn)率較低 4、 可在車 ,銑 ,鏜及數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行 (五)、磨孔 磨孔是單件小批生間中常用的孔精加工方法,它特別適宜于加工淬硬的孔,表面精度斷續(xù)的孔和長度很短的精密孔。 對(duì)于中小型回轉(zhuǎn)零件,磨孔在內(nèi)圓磨床或萬能磨床上進(jìn)行對(duì)于大型薄零件,可采用買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 無心內(nèi)圓磨削。 內(nèi)圓磨削的工藝特點(diǎn): 1、 砂輪直徑 D 受到工件孔徑刀的限制( D=,砂輪尺寸小 ,損耗快 ,經(jīng)常要更換影響效益 2、磨削速度低因此 ,磨削精度較難控制 3、砂輪軸受孔徑與長度限制 ,剛性 差 ,易彎曲 ,振動(dòng) ,影響加工精度與表面粗糙度 4、砂輪與工件內(nèi)切 ,接觸面積大 ,散熱條件差 ,易燒傷 ,宜用較砂輪 5、切削液不易進(jìn)入磨削區(qū) ,排屑困難。 內(nèi)孔磨削方法: 中心圓磨:用于中小型工件,在萬能磨,內(nèi)圓磨床上進(jìn)行 磨削方法行星式內(nèi)圓磨:用于重量大,形狀不對(duì)稱的內(nèi)孔,用行星或磨床 無心內(nèi)圓磨:用于直徑短套孔。 (五)、拉孔: 拉孔是拉刀在拉床上對(duì)已預(yù)加工的孔進(jìn)行半精加工或精加工的方法拉孔方法的特點(diǎn): 1、尺寸精度高,表面質(zhì)量好 , 、不能糾正軸線的偏斜 3、拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,制 造周期長 4、一把拉刀只拉一種規(guī)格尺寸的孔,要求工件材質(zhì)均勻。 薄壁孔,盲孔,階梯孔,深孔,大直徑孔和很小的孔及淬硬孔不宜拉。 拉削范圍為 10100 三、孔的精密加工 當(dāng) 缸套 類零件內(nèi)孔的加工精度和表面粗糙度要求很高時(shí),則精加工后還需進(jìn)行精密加工。 孔的精密加工方法 研磨,珩磨 (一)、精細(xì)鏜滾壓 精細(xì)鏜是由于最初使用金剛石作鏜刀材料而得名。 精細(xì)鏜的工藝特點(diǎn): 1、 用精度高,剛度大,高轉(zhuǎn)速的金剛鏜床(轉(zhuǎn)速高達(dá) 500r/ 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 切鑄鐵 100m/ 200 m/ 300 m/、 削 用量小,切削刀熱小,加工精度高 3、 生產(chǎn)率高加工范圍廣 (二)、珩磨 珩磨是用若干細(xì)粒度磨條組成的珩磨頭進(jìn)行內(nèi)孔光整加工的方法,通常在磨削或精鏜后進(jìn)行。 1、 珩磨工作原理 2、 珩磨孔的工藝特點(diǎn): ( 1)加工范圍廣 ( 2)磨頭與主軸浮動(dòng)聯(lián)接 ( 3)精度高, 修正幾何誤差交叉網(wǎng)紋有利于油膜形成。 1、 影響珩磨質(zhì)量和生產(chǎn)率的因素 ( 1)珩磨的圓周速度 往復(fù)速度 因素 、 量好效率高,但磨損、熱、易堵塞 比值影響網(wǎng)紋交叉角 =40 60 ( 2)珩磨頭行程 L 與越程量 a L=中 加工表面長度 條長度但磨條不宜過長 ( 3)珩磨壓力。 F F磨損切削能力 ( 4)冷卻與潤滑。 (三)研磨略 (四)滾壓 課題缸套工藝路線的確定 經(jīng)過上節(jié)介紹進(jìn)行比較,得出綜合考慮缸套內(nèi)孔加工的工藝性和 經(jīng)濟(jì)性,內(nèi)孔采用鏜孔加工。 套筒類零件由于其功用、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、材料及熱處理等的不同,其工藝差別很大。就結(jié)構(gòu)形狀而言,可分為短套筒與長套筒兩類,這兩類套筒在裝夾與加工方法上有很大的差別。下面分別分析其工藝特點(diǎn)。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 如圖為 某 氣缸零件圖,由于 L/D3,屬短套。內(nèi)孔 G 是重要表面,其加工工藝過程如下: 氣缸套零件加工工藝 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 定位夾緊 010 鑄造毛坯 020 人工時(shí)效 030 粗鏜內(nèi)孔 鏜內(nèi)孔至 118 外圓 040 粗車外圓 粗車各級(jí)外圓 內(nèi)孔 氣壓脹胎夾具 050 熱處理 正火 060 半精車 半精車法蘭凸臺(tái)端面及外圓 內(nèi)孔氣壓脹胎夾具 070 半精鏜 半精鏜內(nèi)孔 11970 外圓法蘭凸臺(tái)端面及外圓 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 080 精 車 精車法蘭凸 臺(tái)端面,外圓割槽 內(nèi)孔氣壓脹胎夾具 090 去氧化皮 用圓弧車刀 100 半精車 半精車密封槽 外圓法蘭凸臺(tái)端面及外圓 110 精 鏜 鏜精內(nèi)孔 120圓法蘭凸臺(tái)端面及外圓 120 精 車 精車外圓 140孔氣壓脹胎夾具 130 粗 珩 粗珩磨內(nèi)孔 120 外圓法蘭凸臺(tái)端面及外圓 140 精珩 精珩磨內(nèi)孔 120 外圓法蘭凸臺(tái)端面及外圓 (公差加上 ) 套專用鏜床總體設(shè)計(jì)方案 1、 動(dòng)力頭通過齒輪傳導(dǎo)給絲杠然后通過絲杠帶動(dòng)工 作臺(tái) (或 另外動(dòng)力機(jī) )。 2、 通過動(dòng)力頭把轉(zhuǎn)速傳導(dǎo)給鏜桿,注意進(jìn)給和速度相互配合和各方面的數(shù)據(jù)參數(shù)。 3、缸套裝夾部分的設(shè)計(jì) .。買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 第 3 章 進(jìn)給工作臺(tái)設(shè)計(jì) 給工作臺(tái)總體方案 由于本課題設(shè)計(jì)的鏜床只需要單方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng),故本課題只討論一個(gè)方向的進(jìn)給工作臺(tái)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)控制框圖如下: 圖 3 1 工作臺(tái)系統(tǒng)控制框圖 1電機(jī) 2 減速裝置 3 支承裝置 4 絲杠 5 托板 圖 3 2 工作臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖 珠絲杠副的選擇 珠絲杠副的特點(diǎn) 效率高達(dá) 90%95%,耗費(fèi)的能量僅為滑動(dòng)絲杠的 1/3。 即可將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng) ,又可將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ,且買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 逆?zhèn)鲃?dòng)效率幾乎與正傳動(dòng)效率相同。 通過給螺母組件內(nèi)施加預(yù)壓來獲得較高的系統(tǒng)剛度 ,可滿足各種機(jī)械傳動(dòng)要求 ,無爬行 現(xiàn)象 ,始終保持運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和靈敏性。 經(jīng)過淬硬并精磨螺紋滾道后的滾珠絲杠副本身就具有和高的制造精度 ,又由于摩擦小 ,絲桿副工作時(shí)溫升和熱變形小 ,容易獲得較高的傳動(dòng)精度。 滾珠是在淬硬的滾道上作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng) ,磨損極小 ,長期使用后仍能保持其精度 ,因而壽命長 ,且具有很高的可靠性。其壽命一般比滑動(dòng)絲杠高 56 倍。 特別是垂直安裝的絲杠,當(dāng)運(yùn)動(dòng)停止后,螺母將在重力作用下下滑,故常需設(shè)置制動(dòng)裝置。 滾珠絲杠和螺母等零件加工精度、表面粗糙度要求高,制造成本高 。 由于滾珠絲杠副獨(dú)特的性能而受到極高的評(píng)價(jià) ,因而已成為數(shù)控機(jī)床 ,精密機(jī)械 ,各種省力機(jī)械設(shè)備及各種機(jī)電一體化產(chǎn)品中不可缺少的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 珠絲杠副的支承形式 支承應(yīng)限制絲杠的軸向竄動(dòng) 可以一端固定 ,一端無支承 可以一端固定 ,一端游動(dòng) ;對(duì)于精密和高精度機(jī)床的滾珠絲杠副 ,為了提高絲杠的拉壓剛度 ,可以兩端固定 兩端固定絲杠時(shí)還可以進(jìn)行預(yù)拉伸。 一般情況下 ,應(yīng)以固定端作為軸向定位基準(zhǔn) ,從固定端起計(jì)算絲桿杠副的長度誤差 應(yīng)盡可能固定端作為驅(qū)動(dòng)端。 考慮到本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)與要求 ,我們決定采用一端固定一端游動(dòng) (支承形式 , 如圖 一端固定一端游動(dòng)( FS)。固定端采用深溝球軸承 2 和雙向推力球軸承 4,可分別承受徑向和軸向負(fù)載,螺母 1、擋圈 3、軸肩、支撐座 5 臺(tái)肩、端蓋 7 提供軸向限位,墊圈 6 可調(diào)節(jié)推力軸承 4 的軸向預(yù)緊力。游動(dòng)端需徑向約束,軸向無約束。采用深溝球軸承 8,其內(nèi)圈由擋圈 9 限位,外圈不限位,以保證絲杠在受熱變形后可在游動(dòng)端自由伸縮。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 滾珠絲杠固定方式圖( 一端固定一端游動(dòng)支承 ) 這種支承形勢有以下一些特點(diǎn): 故結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 ,工藝較困難。 珠絲杠副的設(shè)計(jì)計(jì)算 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu) 的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),由進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),然后帶動(dòng) 機(jī)床 絲杠傳動(dòng)。在數(shù)控 機(jī)床上的絲杠傳動(dòng),可以用普通的絲杠傳動(dòng),也還有應(yīng)用滾珠絲杠來轉(zhuǎn)動(dòng)。原因是普通絲杠傳動(dòng)摩,但總是不太穩(wěn)定。 所以,在 機(jī)床 上要擦系數(shù)大,效率低,傳動(dòng)中有間隙。雖然傳動(dòng)中的間隙可以用一些辦法來補(bǔ)償,修正采用滾珠絲杠傳動(dòng)。滾珠絲杠傳 動(dòng)有一系列的優(yōu)點(diǎn),但制造工藝較為復(fù)雜,成本高,在某些應(yīng)用上受到一定的限制,但隨著數(shù)控 機(jī)床 的發(fā)展,它的使用將會(huì)更加廣泛。 滾珠絲杠傳動(dòng)都使用防護(hù)罩,以防止空氣中的塵土和其它雜物等進(jìn)入。 滾珠絲杠和滾珠螺母組成滾珠絲杠螺母副,它是把步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角位移,變換成數(shù)控 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu) 的的直線位移。 滾珠絲杠螺母副,也簡稱為滾珠絲杠副,是一種新的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),它是在絲杠和螺母的螺旋槽之間裝有滾珠,以此作為中間元件的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 珠絲杠副的傳動(dòng)原理 絲杠和螺母上都有圓弧形的螺旋槽 ,這兩 個(gè)圓弧形的螺旋槽對(duì)合起來就形成螺旋線的滾道 ,在滾道內(nèi)裝有許多滾珠 滾珠相對(duì)于螺母上的滾道滾動(dòng) ,因此絲買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 杠與螺母之間滾道的摩擦為滾動(dòng)摩擦 在螺母的螺旋槽兩端應(yīng)用擋住器擋住 ,并設(shè)有回路滾道是他的兩端連接起來 沿著這個(gè)回路滾道從新返回到滾道的另一端 ,可以循環(huán)進(jìn)行不斷地滾動(dòng) 。 珠絲杠副的傳動(dòng)特點(diǎn) 滾珠絲杠副的優(yōu)點(diǎn)是 :傳動(dòng)效率高 ,因?yàn)樗菨L動(dòng)摩擦 ,傳動(dòng)效率可達(dá) 普通的絲杠傳動(dòng)提高 34倍 如功率損 耗小 ,傳動(dòng)平穩(wěn) ,磨損小 ,無爬行現(xiàn)象等等 一是 :一般的絲杠傳動(dòng)總是有間隙 ,而滾珠絲杠可以消除間隙 ,所以當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)反向時(shí) ,可以沒有空程 ,提高了反向的定位精度 ,也增強(qiáng)了傳動(dòng)剛度 一般的絲杠傳動(dòng)只能使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng) ,而滾珠絲杠副由于傳動(dòng)的摩擦系數(shù)小 ,所以既能把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng) ,也可以從直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槁菪\(yùn)動(dòng) ,具有傳動(dòng)的可逆性 ,因此可以作為主動(dòng)件 ,也可以作為從動(dòng)件 . 它也有缺點(diǎn) ,主要是元件的精度要求高 ,光潔度要求也高 ,所以制造工藝很復(fù)雜 ,成本也高 一般要求磨削成型 ,因而制造困難 ,也限制了使用 . 又由于傳動(dòng)的可逆性 ,所以不能自鎖 ,當(dāng)應(yīng)用在垂直傳動(dòng)裝置時(shí) ,由于自重和慣性的關(guān)系 ,在下降過程中不能立刻停止 ,因此還需要備有制動(dòng)裝置 . 珠絲杠副的結(jié)構(gòu)與調(diào)整 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)盡管在形式上有很多類型,但其主要區(qū)別是在螺紋滾到的型面形狀,滾珠循環(huán)的方式,軸向間隙的調(diào)整和加預(yù)緊力的方法等三個(gè)方面。 ( 1) 螺紋滾道型面的形狀 螺紋滾道型面的形狀有很多種,目前國內(nèi)正式投產(chǎn)的,僅有單圓弧型面和雙圓弧型面兩種,如圖所示。滾珠與滾道型面接觸點(diǎn)法線與絲杠軸線的垂線之間 的夾角,稱為接觸角( )。 ( a)單圓弧 (b) 雙圓弧 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 圖 4滾珠絲杠副螺紋滾道型面的截形 ( 2) 單圓弧型面 一般滾道的圓弧半徑要比滾柱的半徑稍大一些。對(duì)于單圓弧型面的螺紋滾道,接觸角是隨著軸向負(fù)載大小而變化的,當(dāng)軸向負(fù)載為零時(shí),接觸角也為零;當(dāng)負(fù)載逐漸增大,接觸角也逐漸增大。實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)接觸角增大時(shí),傳動(dòng)效率,軸向剛度,承載能力都隨之增大。 ( 3) 雙圓弧型面 雙圓弧型面螺紋滾道的接觸角是不變的。在偏心距( e)決定后,滾 珠與滾道的圓弧角接處,會(huì)有很小的空隙。這些空隙雖然能容納一些臟物,但不至于堵塞,反而對(duì)滾柱的滾動(dòng)有利。從傳動(dòng)效率,軸向剛度,承載能力等要求出發(fā),接觸角大一些好,但接觸角過大制造就會(huì)困難。一般接觸角為 45 ,滾道的圓弧半徑也同樣比滾柱的半徑稍大一些。 滾珠的循環(huán)方式 目前國內(nèi)常用的滾珠循環(huán)方式由外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種。 ( 1) 外循環(huán)方式 如圖所示為外循環(huán)方式,滾柱在循環(huán)過程中與絲杠脫離接觸,通過外面的循環(huán)回路稱為外循環(huán)( W 系列)。這種外循環(huán)是直接在螺母的外圓上銑出螺 旋槽,用擋珠器從螺母內(nèi)部切斷螺紋滾道,擋珠滾珠的去路,迫使?jié)L珠導(dǎo)入通向外圓螺旋槽中,構(gòu)成了外面的旋環(huán)回路。外循環(huán)的結(jié)構(gòu)和制造較為簡單容易,因此應(yīng)用較廣,他可以制成單列或式雙列兩種的結(jié)構(gòu)形式。 ( 2) 內(nèi)循環(huán)方式 滾柱在循環(huán)過程中與絲杠始終保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)( 如圖所示。這種內(nèi)循環(huán)是在螺母外側(cè)孔中裝了一個(gè)接通相鄰滾道的反向器,借助這個(gè)反向器迫使?jié)L珠翻過絲杠的牙頂,而進(jìn)入相鄰的滾道。內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副回路短,工作滾珠數(shù)目少,結(jié)構(gòu)尺寸緊湊,流暢性好,摩擦磨損小,傳動(dòng)效率高,軸向剛度和承載能力都較高, 具有一系列優(yōu)點(diǎn),但制造困難,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,所以不及外循環(huán)方式應(yīng)用的廣泛。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 圖 4循環(huán)的滾珠絲杠 圖 4循環(huán)的滾珠絲杠 向間隙的調(diào)整和加預(yù)緊力的方法 對(duì)于滾珠絲杠副,除了單一方向的進(jìn)給傳動(dòng)精度有一定的要求外,對(duì)它的軸向間隙也有嚴(yán)格的要求,以保證反向傳動(dòng)的精度。要把軸向間隙完全消除,也是相當(dāng)困難的。通常采用雙螺母,并加預(yù)緊力的方法來消除其軸向間隙。雙螺母經(jīng)加預(yù)緊力調(diào)整后,能基本上消除軸向間隙。單螺母的滾珠絲杠副是不能調(diào)整軸向間隙和預(yù)緊力的,其軸向間隙只能依靠滾 珠絲杠副本的精度和安裝時(shí)絲杠和螺母的連接精度來保證。 雙螺母加預(yù)緊力消除軸向間隙必須注意兩點(diǎn),一是:通過預(yù)緊后產(chǎn)生的力,可促使預(yù)拉變形,以減少彈性變形所引起的位移。但預(yù)緊力不能太大,否則會(huì)使驅(qū)動(dòng)力矩增大,傳動(dòng)效率反而降低,使用壽命也隨之縮短。二是:軸向間隙的消除,不能忽視絲杠的安裝部分和驅(qū)動(dòng)部分的軸向間隙,應(yīng)同時(shí)調(diào)整是它減少到最小。目前常用的雙螺母預(yù)緊力調(diào)整方法有下面三種。 ( 1) 墊片調(diào)隙式 如圖所示為墊片調(diào)隙式,一般用螺釘來連接滾珠絲杠上的兩個(gè)螺母的凸緣處,在中間加墊片。墊片的厚度是螺母間產(chǎn)生軸向位移,以 達(dá)到消除間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力的目的。 這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,可靠,裝拆方便。但缺點(diǎn)是調(diào)整很費(fèi)時(shí),在工作狀態(tài)下不能隨意調(diào)整,因?yàn)橐鼡Q不同厚度的墊片才能消除間隙,所以是用于一般精度的機(jī)構(gòu)中使用。 ( 2) 螺紋調(diào)隙式 如圖所示為螺紋調(diào)隙式。它是一個(gè)螺母的外端有凸緣,而另一個(gè)螺母的外端沒有凸緣,車有螺紋,它伸出在套筒外,并用兩個(gè)圓螺母調(diào)整好間隙后,再用一圓螺母鎖緊螺母鎖緊就可以了。 這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,調(diào)整方便,所以應(yīng)用廣泛,但調(diào)整的位移量不太精確。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 圖 4片調(diào)隙式 圖 4齒差調(diào)隙式 如圖所示為齒差調(diào)隙式。它是在兩個(gè)螺母的凸緣上各有圓齒輪 2,兩者的齒數(shù)值相差一個(gè)齒,裝入內(nèi)齒圓 3中,內(nèi)齒圓 3是用螺釘 1和定位銷 4固定在套筒 5上的。調(diào)整是先取下內(nèi)齒圓 3,轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱齒輪 2,在兩個(gè)滾柱螺母相對(duì)于滾筒 5 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可以使兩個(gè)螺母相互產(chǎn)生角位移,這樣滾柱螺母對(duì)于滾珠絲杠的螺旋滾道也相對(duì)移動(dòng)是兩個(gè)螺母中的滾柱分別貼近在螺旋滾到的兩個(gè)相反的側(cè)面上。消除間隙并產(chǎn)生預(yù)緊力后,把內(nèi)齒圓 3套上用定位銷 4固定。 這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是調(diào)整精確可靠, 定位精度高,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,僅在高精度的數(shù)控機(jī)床有所應(yīng)用。 1 螺釘; 2 圓柱齒輪; 3 內(nèi)齒圓; 4 定位銷; 5 套筒 。 圖 4齒差調(diào)隙式 珠絲杠的選擇 珠絲杠的精度 工作臺(tái)工作行程為: 300;(工件長度為 270,進(jìn)給行程要略微大點(diǎn)) 珠絲杠參數(shù)的計(jì)算 ( 1)最大工作載荷的計(jì)算 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 絲杠的最大載荷為工作時(shí)的最大進(jìn)給力加摩擦力,最小載荷即為摩擦力。設(shè)此臺(tái) f =5000N,導(dǎo)軌上面移動(dòng)部件的重量約為 500 ,貼塑導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)為 絲杠的最小載荷(即摩擦力) f N) (絲杠最大載荷是: 000 196 5196( N) (平均載荷是: FF 31 = 311 9 65 1 9 62 3529( N) (( 2)當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算 滾珠絲杠副類型的選擇主要是根據(jù)導(dǎo)程和動(dòng)載荷兩個(gè)參數(shù) ,其選擇的原則為 :滾珠絲杠的靜載荷 滾珠絲杠的動(dòng)載荷 驅(qū)動(dòng)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速 2000 r/杠最 高轉(zhuǎn)速為 2000r/作臺(tái)最小進(jìn)給速度為 絲杠的最低轉(zhuǎn)速為 取為 0,則平均轉(zhuǎn)速 n=1000r/杠使用壽命 T=15000h,故絲杠的工作壽命 10660 =10 615000100060 =675( 106 r) (當(dāng)量動(dòng)載荷值: K pF (式中: 載荷性質(zhì)系數(shù),無沖擊取 般情況取 較大沖擊振動(dòng)時(shí)取 精度影響系數(shù),對(duì) 1、 2、 3 級(jí)精度的滾珠絲杠取 4、 5 級(jí)精度的絲杠取 根據(jù)要求去 入數(shù)據(jù)得 C m (根據(jù)計(jì)算所得最大動(dòng)載荷和初選的絲杠導(dǎo)程,查滾珠絲杠樣本,選擇 內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)返回器雙螺母對(duì)旋預(yù)緊滾珠絲杠副,其公稱直徑為 63程為 10文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 循環(huán)滾珠為 5 圈 2 列,精度等級(jí)取 5 級(jí),額定動(dòng)載荷為 55600N,大于最大計(jì)算動(dòng)載荷51590N,符合設(shè)計(jì)要求。 表 珠絲杠螺母副的幾何參數(shù) 名 稱 符 號(hào) 計(jì)算公式和結(jié)果 公稱直徑( 0距 (P 10 接觸角 鋼球直徑 (紋滾道法面半徑 (R d 偏心距 (e 紋升角 ( dP = 絲杠外徑 (杠底徑 (桿接觸直徑(母螺紋外徑(D 螺 母 內(nèi) 徑 (內(nèi)循環(huán)) 3)傳動(dòng)效率的計(jì)算 將公稱直徑 63程 P =10入 = ,的絲杠螺旋升角 = 將摩擦角 10 ,代入 = 得傳動(dòng)效率 = ( 4)剛度的驗(yàn)算 本傳動(dòng)系統(tǒng)的絲杠采用一端軸向固定,一端浮動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。固定端采用一對(duì)面對(duì)面角接觸球軸承和一個(gè)角接觸球軸承,另一端也采用角接觸球軸承,這種安裝適應(yīng)于較高精度、中等載荷的絲杠。 滾珠絲杠螺母的剛 度的驗(yàn)算可以用接觸量來校核。 a、滾珠絲杠滾道間的接觸變 1 根據(jù)公式 Z= ,求得單圈滾珠數(shù) Z=22,改型號(hào)絲杠為雙螺母,滾珠的圈數(shù)列數(shù)為 5 2,代入公式 數(shù)列數(shù),得滾珠總數(shù)量 Z =220。絲杠預(yù)緊時(shí),取軸向預(yù)緊力 3y =1732( N)。查相關(guān)公式得滾珠絲 杠與螺紋滾道間接觸變形 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 22 3 F yd wP a(式中 1590N。代入數(shù)據(jù)得; 3 F yd wP a= 3 32201 7 3 5 9 00 0 1 = 因?yàn)榻z杠有預(yù)緊力,且為軸向負(fù)載 31 ,所以實(shí)際變形量可以減少一半,取1 = b、絲杠在工作載荷 用下的抗壓變形 2 絲杠采用的是兩端都為角接觸球 軸承,軸承的中心距 a=1100的彈性模量E= 由表 可知,滾珠直徑 杠底徑 絲杠的截面積: 422 =1540.6( 根據(jù)公式 2 代入數(shù)據(jù)得: 010 051 962 =C、總的變形 總 總 = 21 =杠的有效行程為 600, 絲杠在有效行程500 630,行程偏差允許達(dá)到 30 m,,可見絲杠剛度足夠。 ( 5)穩(wěn)定性的驗(yàn)算 kP (公式中取支撐系數(shù) 2, 由絲杠底徑 的截面慣性矩 6442 =188957.7(,壓桿穩(wěn)定安全系數(shù) K 取 3(絲杠臥式水平安裝

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論