玻璃管材自動切割機(jī)設(shè)計(jì)論文【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 大 連 大 學(xué) 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )說明書 論 文 題 目： 玻璃管材自動切割機(jī) 學(xué) 院： 專 業(yè) 、班 級： 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教師（職稱）： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 摘 要 本文針對生產(chǎn)需要玻璃管材的切割，設(shè)計(jì)了玻璃管材自動切割機(jī)。論文分析論述了國內(nèi)外玻璃管材切割機(jī)的發(fā)展概況，進(jìn)行切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、上下料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了主要部件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)和分析。 自動切割機(jī)是現(xiàn)代燈管制造業(yè)中不可缺少的重要設(shè)備之一。 從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上來看 ,切割機(jī)主要由齒輪裝置、凸輪裝置和兩個(gè)大小不同的刀具組成。用切割機(jī)切割玻璃管材時(shí) ,是由電動機(jī)帶動齒輪 ,將轉(zhuǎn)速傳遞到小刀桿上，從而在管材內(nèi)部帶動玻璃管的轉(zhuǎn)動。與此同時(shí)大刀片在外部夾緊并進(jìn)行輔助切割，從而完成了玻璃管材的切割。小刀桿的進(jìn)退是由凸輪機(jī)構(gòu)和撥叉來完成的。上料機(jī)構(gòu)是靠摩擦完成的。卸料機(jī)構(gòu)的核心在于導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)，選用絲杠螺母來控制其運(yùn)動。 通過查找相關(guān)資料和進(jìn)行研究掌握 玻璃 管材 自動切割機(jī)工作原理以及設(shè)計(jì)的基本知識和方法。改進(jìn) 傳統(tǒng)的 切割機(jī)提高玻璃的質(zhì)量，增加企業(yè)效益。 玻璃管材切割機(jī)設(shè)備簡單 ,投資較少 ,適合多直徑玻璃管材。 關(guān)鍵詞：自動切割機(jī) 自動送料機(jī)構(gòu) 玻璃管材 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 n of of of at of to of of of of is to of of by of it is by to to in of At in of by to is by of is to to to of as as of of to 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 目 錄 論 割機(jī)研究現(xiàn)狀 1 割機(jī)研究的目的和意義 1 要研究內(nèi)容及創(chuàng)新 1 璃管材切割機(jī) 研究展望 2 割機(jī)結(jié)構(gòu) 4 料機(jī)構(gòu) 4 料機(jī)構(gòu) 5 部件技術(shù)主參數(shù) 7 割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 下料機(jī)構(gòu) 13 結(jié)論 36 參考文獻(xiàn) 37 致謝 38 附錄 附錄 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 1. 緒 論 割機(jī)研究現(xiàn)狀 目前國內(nèi)生產(chǎn)玻璃管材自動切割機(jī)的公司不是很多，技術(shù)并不很純熟，主要廠家有佛山市晶菱自動化玻璃機(jī)械有限公司、東莞市銀銳精密機(jī)械有限公司、蚌埠市新技術(shù)應(yīng)用研究所等。在這些廠家中 ,有的是引進(jìn)國外技術(shù)生產(chǎn) ,有的是自主開發(fā)。其中 , 東莞市銀銳精密機(jī)械有限公司在玻璃管材自動切割機(jī)的開發(fā)和制造方面取得了較大的進(jìn)展 ,擁有 6 項(xiàng)專利。其中圓異形玻璃切割流水線自動化程度很高。它采用日本三菱可編程控制器，人機(jī)界面，伺服電機(jī)。精度高、效率高、自動化程度高，操作簡單靈活?？勺詣佣ㄎ弧⑦x位，自動切 割，自動送料，自動下料，任意設(shè)置參數(shù)達(dá)到所需最佳效果。刀頭切割速度： 100mm/s(可調(diào) ),送料速度：1000mm/s(可調(diào) )，切割尺寸：直徑 5割玻璃厚度： 割精度： 作氣壓： 3方厘米，電源： 220v，總功率： 1000w，外型尺寸： 4000*900*1600重量： 500 割機(jī)研究的目的和意義 目前，為應(yīng)對全球氣候不斷變暖，履行京都議定書承諾的減排目標(biāo)， 在照明行業(yè)， 世界上各個(gè)國家都將逐步淘汰白熾燈、推廣節(jié)能燈作為節(jié)能減排 的措施之一。歐美各國已經(jīng)相繼出臺白熾燈禁止使用時(shí)間，節(jié)能全球化也必將為節(jié)能照明概念迎來全球性的機(jī)遇。由于節(jié)能燈的普及應(yīng)用燈管的切割技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。燈管大部分是用玻璃管材制成的。 玻璃管 材 橫向切割是整個(gè)制造過程中的第一步工藝，而玻璃管 材 的切割現(xiàn)在還是利用人工手動完成，其切割效率低，質(zhì)量粗糟，是整個(gè)制造燈具工藝過程中的瓶頸；由于切割時(shí)要不斷沖水，工人的兩手一直浸泡在水中，特別是到了冬天， 工作環(huán)境特別惡劣。 因此，玻璃管 材 自動切割機(jī)具有很大的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值 。 要研究內(nèi)容及創(chuàng)新 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 玻璃管 材 自動切割機(jī)是橫向切斷 玻璃管加工設(shè)備 。 切割效率高，破損少，自動化程度高等特點(diǎn)。本設(shè)備包括管件自動進(jìn)料裝置、管件旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、切割刀具 、卸料裝置 。 玻璃管材切割機(jī)的核心是切割機(jī)的制造，現(xiàn)今市場上的切割機(jī)分為：火焰切割機(jī)、等離子切割機(jī)、激光切割機(jī)、水切割、石材切割機(jī)、相貫線切割機(jī)、海綿切割機(jī)、數(shù)控切割機(jī)等。激光切割機(jī)為效率最快，切割質(zhì)量最好。等離子切割機(jī)切割速度也很快，但切割效果次之?；鹧媲懈顧C(jī)切割厚度較大的碳鋼材質(zhì)。相貫線切割機(jī)是用于切割鋼管的切割設(shè)備。切割機(jī)應(yīng)用目前有金屬和非金屬行業(yè) ,一般來說 ,非金屬行業(yè)分的比較細(xì)致 ,像有切割石 材的石材切割機(jī) ,水切割機(jī) ,鋸齒切割機(jī) ,切割布料和塑料 ,化纖制品用的激光切割機(jī) ,刀片式 ,切割機(jī) ,切割金屬材料的則有火焰切割面 ,等離子切割機(jī) ,火焰切割機(jī)里面又分?jǐn)?shù)控火焰切割機(jī) ,和手動的兩大類 ,手動的類別有 ,小跑車 ,半自動 ,純手動 ,數(shù)控的有 ,龍門式數(shù)控切割機(jī) ,懸臂式數(shù)控切割機(jī) ,臺式數(shù)控切割機(jī) ,相貫線數(shù)控切割機(jī)等。 管材切割機(jī)，涉及管材相貫線切割機(jī)，需要提供一種不需要進(jìn)行數(shù)控編程，而可以加工彎管、半成品管的切割機(jī)。 市場上現(xiàn)有的玻璃管材切割機(jī)大多事立式的，上下料不是很方便，本次設(shè)計(jì)將切割機(jī)橫向放置，從而簡化上料的不便 。 管件的旋轉(zhuǎn)裝夾是通過摩擦來實(shí)現(xiàn)的 ，其中 一 點(diǎn)是固定的，另外一點(diǎn)可隨時(shí)壓緊或松開，能夠快速驅(qū)動管件旋轉(zhuǎn)和松開，而且驅(qū)動力均勻分布在整個(gè)管件的軸向上，這樣就可實(shí)現(xiàn)多段同時(shí)切割，從而在保證切割質(zhì)量的前提下大大提高切割效率。 切割玻璃管材的 玻璃刀上有金剛石。金剛石磨有一個(gè)角度比較大但很尖銳的刃。用玻璃刀劃過玻璃表面，刃就會在玻璃上留下一個(gè)底部很尖的槽。然后使玻璃帶槽的這個(gè)面受拉，由于槽底很尖，存在很大的應(yīng)力集中，脆性材料的玻璃很容易沿著這個(gè)槽裂開。一般的玻璃刀切割的深度不到一毫米。如果是一般的玻璃刀切割一般的玻璃，可 以切到 米的。玻璃刀不可以提高切割的厚度。有機(jī)玻璃要用有機(jī)玻璃切割刀材可以。 鋼化玻璃不能切割的，它是經(jīng)過高溫?zé)^的，所以不能切割。 璃管材切割機(jī)研究展望 由于玻璃管的切割過程是一個(gè)復(fù)雜的過程 ,其中有管材的封口、彎曲等工作。因此 ,還有許多工作需要集合實(shí)際情況作進(jìn)一步的完善。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 大直徑薄壁管材旋壓封口的方法，其包括下列步驟： (1)、管材封口處加熱：首先將被旋壓材料的封口處加熱，加熱到材料相變溫度以上； (2)、管材中部徑向旋壓封口：采用中間縮徑旋壓的方式對管材進(jìn)行旋壓封口，用三旋輪或四旋輪在 圓周上均布； (3)、旋壓管材兩端施加作用力：旋輪對管材進(jìn)行旋壓管徑縮徑時(shí)，在軸向?qū)π龎悍饪诩┘右欢ǖ膲毫蚶?，可有效的控制封口端面的壁厚變化?(4)、封口后期改作單輪旋壓或雙輪旋壓； (5)、切斷：一次成型兩個(gè)封口。本發(fā)明特別適用于直徑 /壁厚 40的旋壓封口，可一次成型兩個(gè)封口；被旋壓封口的管材受力均勻，能高速、大進(jìn)給量的進(jìn)行加工，生產(chǎn)效率高；可有效的控制封口端面的壁厚變化。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 割機(jī)方案結(jié)構(gòu) 圖 2圖所示，大刀片和小刀片的材料為硬質(zhì)合金或高速鋼，小刀片的大小可根據(jù)玻璃管的直徑?jīng)Q定。小刀片由玻璃管內(nèi)壁向外壁運(yùn)動，大刀片則由玻璃管外壁向內(nèi)運(yùn)動。動力從齒輪箱傳至直齒輪，經(jīng)另一個(gè)直齒輪帶動刀桿旋轉(zhuǎn)，于是小刀片也旋轉(zhuǎn)。刀桿除旋轉(zhuǎn)外，還經(jīng)凸輪推桿控制撥叉升降。凸輪推動滾子，使杠桿繞軸擺動，借可以調(diào)整小刀片的進(jìn)刀和推刀。設(shè)備裝好后，通過調(diào)整偏心軸可在 米的范圍內(nèi)調(diào)整小刀片的距離。玻璃管的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動主要是靠大刀片與玻璃管表面的相互接觸摩擦帶動的，而大刀片的徑 向移動則是由凸輪控制滾子，經(jīng)杠桿和軸來實(shí)現(xiàn)的。調(diào)整偏心軸可改變大刀片的距離。彈簧使大刀片復(fù)位。 料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 自動上料機(jī)構(gòu)有多種多樣，本次設(shè)計(jì)的為棒料機(jī)構(gòu)而且玻璃為易碎。通過電機(jī)帶動主傳動軸轉(zhuǎn)動，從動軸與主動軸加持玻璃管，從而帶動玻璃管的進(jìn)給。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，并將傳統(tǒng)的縱向送料給進(jìn)為橫向送料，使機(jī)構(gòu)多樣化。 料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 圖 2 作臺的基本原理 能分別沿 X 向和 Y 向移動的工作臺稱為 作臺。其工作原理是 X、Y 向均采用伺服電機(jī)， X 向通過齒輪減速和絲杠傳動， Y 向通過絲杠傳動后，帶動工作臺做 移動。 作臺的機(jī)電一體化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 本 用交流伺服電機(jī)驅(qū)動 ,并在電機(jī)輸出軸端設(shè)置傳感與檢測設(shè)備通過控制器控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動，經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)帶動工作臺運(yùn)動，其總體框圖如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 圖 2文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 部件技術(shù)主參數(shù) 加工管材規(guī)格：厚度： 徑： 5 20度： 100 300電機(jī)技術(shù)參數(shù) : 型號 4； 功率 電壓為 660/380V； 絕緣等級 F； 接線方式 Y/。 割機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 輪計(jì)算及強(qiáng)度驗(yàn)算 （ 1）選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù) 按圖所示傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不 高，故選用 7 級精度（ 料選擇。由表 10擇兩個(gè)齒輪材料為 40質(zhì)淬火處理，硬度為 280選齒輪齒數(shù) 221 Z ， 222 Z （ 2）按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 1）確定數(shù)值 試選載荷系數(shù) t 計(jì)算齒輪傳遞轉(zhuǎn)距 1d3 211 )( T 411*51 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 2/ 齒輪， 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 911 530082(19606060 92 N 算接觸疲勞許用應(yīng)力 S=1 2）計(jì)算 計(jì)算齒輪分度圓直徑 計(jì)算圓周速度 計(jì)算齒寬 計(jì)算齒寬與齒高之比 計(jì)算載荷系數(shù) M P 4 0 11 40 2 3 11 1 t 00 1 = 00 2 =買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 V=s, 7 級精度，查機(jī)械設(shè)計(jì)書得 1 K 1 查 因?yàn)?b/h= 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 計(jì)算模數(shù) （ 3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1）確定公式內(nèi)計(jì)算數(shù)值 00 2 = S=計(jì)算載 荷系數(shù) K 查表得 算兩齒輪的并加以比較 K)(23 211M P 3 111 M P 21212 01 121 Y 22 2 Y 21 Y 00 1 =紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 4）幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算分度圓直徑 4411 4422 4421 41 所以大齒輪齒寬為 15齒輪齒寬為 20 栓組的校核 （ 1）螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 采用如圖所示結(jié)構(gòu)，螺栓數(shù) Z=4，對稱布置。 （ 2）螺栓受力分析 在總載荷 F 的作用下，螺栓組連接承受以下各力和傾覆力矩的作用。 軸向力（ F 的水平分力作用于螺栓組中心，水平向右）。 h 745co 0 0co s 橫向力（ F 的垂直分力作用于接后面，垂直向下） v 745s 0 0s 傾覆力矩（順時(shí)針方向） 1 26042 在軸向力作用下，各螺栓所受的工作拉力為 在傾覆力矩的作用下，上面?zhèn)z個(gè)螺栓受到加載作用，而下面的連個(gè)螺栓受到減載作用，故 上面的螺栓受力較大，所受載荷按式（ 5定。 故上面的螺栓組所承受的軸向工作載荷為 (23 211買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 a 7m a x 在橫向力的作用下，底板連接接后面可能產(chǎn)生滑移，根據(jù)底板接后面不滑移的條件。 由表 5得接后面間的摩擦系數(shù) f=取， 則 取防滑系數(shù) 2.1各螺栓所需要的預(yù)緊力為 上面每個(gè)螺栓所承受的總拉力 式（ 5得。 2 6 70 （ 3）確定螺栓直徑 選擇螺栓材料為 能等級為 螺栓，由表 5得材料的屈服極限為 由表 5得安 全系數(shù) ，故螺栓材料的許用應(yīng)力 根據(jù)（ 5得螺栓危險(xiǎn)截面的直徑（螺紋小徑 1d ）為 按粗牙普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)（ ,96,選用螺紋公稱直徑 0（螺紋小徑 1d = （ 4）校核螺栓組連接接后面的工作能力 連接接后面下端的擠壓應(yīng)力不超過許用值，以防止接后面下碎。參考式（ 5 ，查表 5得 M P mb mb = M P aS s M P 0m a x =+=買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 故連接接后面下端不至于壓碎。 連接接后面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力，以防止托架受力時(shí)對接后面間產(chǎn)生間隙，即 ， 故接后面上端受壓最小處不會產(chǎn)生間隙。 （ 5）校核螺栓所需 要的預(yù)緊力是否合適。參考（ 5對碳素鋼螺栓，要求 10 F S 已知， 222211 取預(yù)緊力下限即 要求的預(yù)緊力 ,小于上值，故滿足要求。 輪輪廓的設(shè)計(jì) 圖圖 0 0m a x += M P 40 =( ) 6 =買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 圖 3下料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 上下料機(jī)構(gòu)的核心是工作臺導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 工作臺主要設(shè)計(jì)參數(shù) （ 1 ） 工作臺 Y 向最大行程 160PL 工作臺快速移動速度8000 1 。 工作臺和、工件和貨箱 ，加之夾緊機(jī)構(gòu)及其它記為 30 （ 2）工作臺 X 向最大行程 800PL 工作臺快速移動速度15000 1 工作臺總質(zhì)量 m=100 向設(shè)計(jì) （ 1）導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 由于滾動直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉颍够瑝K與導(dǎo)軌之間的摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而具有隨動性好、可以實(shí)現(xiàn)較高的定位精度和重復(fù)定位精度、安裝和維修方便等特點(diǎn)，所以選用滾動直線導(dǎo)軌。 其機(jī)構(gòu)及組成如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 圖 3算在不切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌靜摩擦力0， 此時(shí)導(dǎo)軌 摩擦系數(shù) u ，查文獻(xiàn)【 10】表 2導(dǎo)軌緊固力 75則 式中： vF、w 部件的全部重量（包括工件的重量） u 于滾動直線導(dǎo)軌， u = u （ 2）計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力 計(jì)算最大軸向負(fù)載力計(jì)算最小軸向負(fù)載力 0F （ 3）確定滾珠絲杠的動載荷計(jì)算與直徑估算 確定滾珠絲杠的導(dǎo)程0電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速m a x 2 0 0 0 / m i 有文獻(xiàn)【 10】2得 式中： i 滾珠絲杠與電動機(jī)直接相連時(shí)， i =1。 m a a m a x 1 F00 3 N()u g c vF u w f F F 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向載荷 滾珠絲杠的軸向載荷 m 計(jì)算滾珠絲杠螺母副的轉(zhuǎn)速 確定滾珠絲杠預(yù)期的額定載荷文獻(xiàn)【 10】 2計(jì)算，根據(jù)載荷性質(zhì)，有輕微沖擊，取載荷系數(shù) 1，根據(jù)初步選擇滾珠絲杠的精度等級為 2 級，取精度系數(shù) 1，又一般情況下可靠性應(yīng)達(dá)到 97，故取可靠性系數(shù) 。 式中： 般情況下取。 0 60100m m n 3 . 7 5 1 . 36 0 2 0 0 0 2 0 0 0 0 1 0 0 1 0 . 4 4 38 / m i 0 r 2000 / m 4 8 / m 000 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 按精度要求，確定允許的滾珠絲杠的最小螺紋低徑2 1)估算允許的滾珠絲杠的最大軸向變形 已知工作臺的定位精度為 20m，根據(jù)文獻(xiàn)【 10】式 2 2及定位精度和重復(fù)定位精度的要求得 取上述計(jì)算結(jié)果的較小值，即m a x 2 m 。 2)估算允許的滾珠絲杠的最小螺紋低徑2 本工作臺滾珠絲杠螺母副的安裝方式擬采用兩端固定的支撐方式，滾珠絲杠螺母副 的兩個(gè)支撐之間的距離為 L=行程 +安全行程 +2余程 +螺母長度 +支撐長度 （ 程 +（ 25 30）0=程 +300L=（ 160+30 4） 44 F,由 文獻(xiàn)【 10】式 2 （ 4）初步確定滾珠絲杠螺母副 的規(guī)格型號 根據(jù)計(jì)算所得的0L、步選擇南京工藝裝備公司生產(chǎn)的 內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲杠螺母副，型號為 其公稱直徑0d、基本導(dǎo)程0L、 額定動載荷底徑2 m a x 2 11( ) 2 0 ( 4 5 ) 54 m a x 1 11( ) 8 ( 2 . 6 7 4 ) 32 02m a 8m 3 . 7 5 3 4 40 . 0 7 82 . 6 7 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 圖 302 5 , 4d m m L m m4 0 0 0 3 6 5 . 9a a C N 221 6 . 9 1 . 7 1md m m d m m 故滿足要求。 （ 5）確定滾珠絲杠螺母副支撐用軸承的規(guī)格型號 計(jì) 算軸承所承受的最大軸向載荷a x m a x 2 5 7 4 . 3 3 N 計(jì)算軸承的當(dāng)量載荷 p F( 8 5 8 . 1 1 3 . 7 5 ) N 計(jì)算軸承的基本額定動載荷 C 已知軸承的工作轉(zhuǎn)速與滾珠絲杠的當(dāng)量轉(zhuǎn)速2 0 0 0 / m i n r ；軸承的基本額定壽命 20000，軸承所承受的軸向載 荷 8 6 9 . 3 6B a B a N。軸承的徑向載荷0c o s 6 0r B a 6 1 0 2 5 8 0 3 N買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 0s i n 6 0a B a 8 6 1 0 N 因?yàn)?，所以查文獻(xiàn)【 10】表 2，徑向系數(shù) X、軸向系數(shù) Y 分別為 X=Y= F ( 1 . 9 4 3 0 . 9 3 0 . 5 4 7 4 9 . 8 2 )N 確定軸承的規(guī)格型號 因?yàn)闈L珠絲杠螺母副擬采用兩端固定，在固定端選用 60角接觸球軸承。由于滾珠絲杠的底徑2 所以選擇軸承的內(nèi)徑 d 為15滿 足滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的需要。 軸承型號為 7002C，尺寸（內(nèi)徑外徑寬度）為 1532用油脂潤滑。在油脂潤滑狀態(tài)下的極限轉(zhuǎn)速為 17000r/于本機(jī)床滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速m a x 2 0 0 0 / m i 故滿足要求。該軸承的額定動載荷為 6250,而該軸承在 20000h 工作壽命下的基本額定動載荷 C=也滿足要求。 （ 6） 滾珠絲杠螺母副的承載能力效驗(yàn) 滾珠絲杠螺母副臨界壓縮載荷7 4 9 . 8 2 1 . 7 4 2 . 1 74 3 0 . 9 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 圖 3定滾珠絲杠螺母副的螺紋長度2s e L L 式中： 程 +螺母長 ( 2 0 0 6 3 ) 2 6 3m m m m ； 05 5 4 2 0 m m m m ； 2 2 4 8 m m m m 。 u 2 2 ( 2 6 3 2 2 0 2 8 ) 3 1 9s e L L m m m m 根據(jù)上圖得，滾珠絲杠螺母副的最大受壓長度1 254L 絲杠水平安放時(shí)1 113K ,查文獻(xiàn)【 10】表 22 2K ,由式 得 本工作臺滾珠絲杠螺母副的最大軸向壓縮載荷m a x 2 5 7 4 . 3 3遠(yuǎn)小于其臨界壓縮載荷滿足要求。 滾珠絲杠螺母副臨界轉(zhuǎn)速4 521 1 6 . 92 1 03 2 5 4 4 5212 2110c K L買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 24 由上圖得滾珠絲杠螺母副臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算長度2 273L 其彈性模量 52 0 P，已知材料密度 ，重力加速度32g = 9 . 8 1 0 /m m s ，安全系數(shù) 1 ，由文獻(xiàn)【 10】表 2與支承有關(guān)的系數(shù) 。 滾珠絲杠的最小慣性矩為 44 0 0 2 滾珠絲杠的最小截面積為 由式 式中： 2 般取 52 0 P； 般取 ； g 重力加速度， 32g = 9 . 8 1 0 /m m s ； I 滾珠絲杠的最小慣性矩，一般取 ； 般取 11 ； 得 531 7 . 8 1 0 /N m 4264443 . 1 4 1 6 . 964 24223 . 1 4 1 6 . 94 21 22602531 7 . 8 1 0 /N m 4264242 5 3256 0 3 . 9 2 7 2 . 1 1 0 3 9 9 . 6 2 9 . 8 1 00 . 8 / m i . 1 4 2 7 3 7 . 8 1 0 7 0 . 8 5 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25 1 9 2 9 9 3 / m 本工作臺滾珠絲杠螺母副的最高轉(zhuǎn)速為 2000r/小于其臨界轉(zhuǎn)速，故滿足要求。 （ 7）滾珠絲杠螺母副額定壽命的效驗(yàn) 查文獻(xiàn)【 10】附錄 A 表 滾珠絲杠的額定動載荷 40000軸向載荷 2 5 7 4 ，滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速 n=2000r/據(jù)文獻(xiàn)【 10】式 22 式中： 考慮到軸向載荷且時(shí)間分配也不明確， 一般來講在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床時(shí)，應(yīng)保證滾珠絲杠螺母副的總工作壽命 20000，故滿足要求。 （ 8） 驅(qū)動電機(jī)的選型與計(jì)算 計(jì)算折算到電動機(jī)軸上的負(fù)載慣量 計(jì)算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量37 . 8 1 0 /k g c m ，故由式 36( ) 1 0f60h LL nm a x m i 2 2 5 7 4 . 3 3 3 . 7 53 N3640000( ) 1 01 7 1 7 . 4 7 1 . 27 6 0 2 0 0 060307h4132nr j L 0 r買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 26 式中： 于鋼 337 . 8 1 0 /k g c m ； 3 4 20 . 7 8 1 0 1 . 2 4 0 . 1rJ k g c m 20 kg 計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量0 40 0 . 7 8 1 0 ( )J D d L 3 4 4 20 . 7 8 1 0 ( 3 1 . 4 ) 3 . 2 k g c m 20 kg 計(jì)算折算到電動機(jī)軸上移動部件的轉(zhuǎn)動慣量工作臺、工件和夾具）的總質(zhì)量 m=30動機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動的距離 L=4 計(jì)算在電動機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量r J J 2( 0 . 0 6 0 . 0 4 0 . 1 2 ) k g c m 20 kg 計(jì)算折算到電動機(jī)軸上的負(fù)載力矩 1)計(jì)算切削負(fù)載力矩a x 2 5 7 4 . 3 3 N,電動機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動的距離 L=4給傳動系統(tǒng)的總效率 ， 則 2()2L 220 . 43 0 ( )2 3 . 1 4 k g c m 20 kg T 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 27 = 2） 計(jì)算摩擦負(fù)載力矩空載時(shí)的導(dǎo)軌摩擦力）0 故 = 3）計(jì)算滾珠絲杠的預(yù)緊而產(chǎn)生的附加負(fù)載力矩 5 8 滾珠絲杠螺母副的基本導(dǎo)程 0 4 0 . 0 0 4L m m m，滾珠絲杠螺母副的效率0 ，則 = 計(jì)算坐標(biāo)軸折算到電動機(jī)軸上各種所需的力矩 1）計(jì)算線性加速力矩m a x 2 0 0 0 / m i 電動機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量 23 kg ，坐標(biāo)軸的負(fù)載慣量 20 . 2 2dJ k g c m。取進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置增益 20z，則加速時(shí)間 ， 故 2）計(jì)算階躍加速力矩 加速時(shí)間 ， 2 5 7 4 . 3 3 0 . 0 0 4= / . 1 4 0 . 9 0 NT 3 . 7 5 0 . 0 0 4 . 1 4 0 . 9 Np 21 )2 28 5 8 . 1 1 0 . 0 0 4 ( 1 0 . 9 4 ) . 1 4 0 . 9 N 33 0 . 1 520s m a ( ) (16 0 9 8 0 J ）2 0 0 . 1 52 3 . 1 4 2 0 0 0 ( 3 . 1 0 . 2 2 ) ( 1 9 8 0 0 . 1 5 ）4 11 0 . 0 520a st s 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 28 1 5 3）計(jì)算坐標(biāo)軸所需的折算到電動機(jī)軸上的各種力矩 計(jì)算線性加速時(shí)的空載啟動力矩a l u T T ( 4 . 7 8 0 . 0 1 0 . 0 7 ) 計(jì)算階躍加速時(shí)的空載啟動力矩 qTq a p T T ( 0 . 1 5 0 . 0 1 0 . 0 7 ) 計(jì)算空載時(shí)的快進(jìn)力矩u T( 0 . 0 1 0 . 0 7 ) （ 9）選擇驅(qū)動電機(jī)的型號 根據(jù)以上計(jì)算，選擇 列交流伺服電動機(jī)。 其主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定功率 :定轉(zhuǎn)速： 3000r/ 額定力矩： ；轉(zhuǎn)動慣量： 236kg ； 交流伺服電機(jī)的加速力矩一般為額定力矩的 5，若按 5 倍計(jì)算，該電動機(jī)的加速力矩為 ，大于本機(jī)床工作臺加速時(shí)的空載啟動力矩q 4 T N M，故本電機(jī)滿足要求。 設(shè)計(jì) （ 1） 總體方案設(shè)計(jì) 為了滿足以上技術(shù)要求，采取以下技術(shù)方案。 m a ()6 0 9 8 0 2 3 . 1 4 2 0 0 0 ( 3 . 1 0 . 2 2 )6 0 9 8 0 0 . 0 5 k g f c m 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 29 工作臺采用滾動直線導(dǎo)軌 對滾珠絲杠螺母副進(jìn)行預(yù)緊 采用伺服電機(jī)驅(qū)動 （ 2） 導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 計(jì)算在不切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌靜摩擦力0 0 ( ) 0 . 1 5 (1 0 0 0 1 5 0 0 ) 3 7 5u w f N N 00 ( ) 0 . 2 (1 0 0 0 1 5 0 0 ) 5 0 0gF u w f N N （ 3） 計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力 計(jì)算最大軸向負(fù)載力2 4 7 8 . 8 7 1 7 6 9 . 3 7 ) N 計(jì)算最小軸向負(fù)載力i n 375 N（ 4）確定滾珠絲杠的動載荷計(jì)算與直徑估算 確定滾珠絲杠的導(dǎo)程0電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速m a x 1 5 0 0 / m i 有文獻(xiàn)【 10】 2得 式中： i 滾珠絲杠與電動機(jī)直接相連時(shí)， i =1。 計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向載荷 滾珠絲杠的軸向載荷 m i n 375 N計(jì)算滾珠絲杠螺母副的轉(zhuǎn)速 m a a m a x 1 F0 15000 101 1 5 0 0L m m買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 30 15