剛?cè)岵⒙?lián)下肢康復(fù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 題 目： 剛?cè)?并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 要 本次設(shè)計(jì)是對(duì) 剛?cè)?并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人 裝置 的 設(shè)計(jì) 。 在這里 主要包括 :滾珠絲杠 傳動(dòng)系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 、這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)工作的基本技能的訓(xùn)練，提高了分析和解決工程技術(shù)問(wèn)題的能力，并為進(jìn)行一般機(jī)械的設(shè)計(jì)創(chuàng)造了一定條件 。 整機(jī)結(jié)構(gòu)主要由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力通過(guò)聯(lián)軸器將需要的動(dòng)力傳遞到絲桿上，絲桿帶動(dòng)絲桿螺母，從而帶動(dòng)整機(jī)運(yùn)動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動(dòng)化水平。更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。 本論文研究?jī)?nèi)容： (1) 剛?cè)?并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人 裝置 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 (2) 剛?cè)?并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人 裝置 工作性能分析。 (3)電動(dòng)機(jī)的選擇。 (4)剛?cè)?并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人 裝置 的傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行部件及機(jī)架設(shè)計(jì)。 (5)對(duì)設(shè)計(jì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算分析和校核。 (6)繪制整機(jī)裝配圖及重要部件裝配圖和設(shè)計(jì)零件的零件圖。 關(guān)鍵詞： 剛?cè)?并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人 裝置 ， 聯(lián)軸器 ， 滾珠絲杠 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 is of of on of to a is by to to of of (1) (2) of (3) of (4) of (5) of (6) to 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 目 錄 目 錄 . 1 1 緒論 . 5 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 5 柔 并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人原理及結(jié)構(gòu) . 5 課題研究的內(nèi)容及方法 . 7 . 7 . 7 2 剛?cè)?并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 8 計(jì)的要求與數(shù)據(jù) . 8 體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 8 復(fù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖（框架圖） . 9 3 康復(fù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 12 珠絲桿副的選擇 . 13 . 13 . 13 . 13 的等效負(fù)載 . 13 . 14 . 15 . 15 核 . 16 界壓縮負(fù)荷驗(yàn)證 . 16 . 17 . 17 機(jī)的選擇 . 18 . 18 . 19 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 4 其它零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 21 機(jī)軸的設(shè)計(jì)校核 . 21 的校核 . 22 承的校核 . 22 矩電機(jī)的選取 . 23 5 機(jī)架的設(shè)計(jì) . 27 機(jī)架結(jié)構(gòu)的基本要求 . 27 架的結(jié)構(gòu) . 28 梁設(shè)計(jì) . 29 架的基本尺寸的確定 . 29 要梁的強(qiáng)度校核 . 29 結(jié)論 . 32 參考文獻(xiàn) . 33 致 謝 . 34 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 1 緒論 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的主要功能是 幫助患者完成各種運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)訓(xùn)練，該類產(chǎn)品有行走訓(xùn)練、手臂運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、脊椎運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練等。 康復(fù)機(jī)器人有兩種：輔助型康復(fù)機(jī)器人和康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人。 輔助型康復(fù)機(jī)器人主要是幫助肢體運(yùn)動(dòng)有困難的患者完成各 種動(dòng)作，該類產(chǎn)品有機(jī)器人輪椅、機(jī)器人護(hù)士、機(jī)器人假肢 、機(jī)械外骨骼 等。 康復(fù)機(jī)器人是康復(fù)醫(yī)學(xué)和機(jī)器人技術(shù)的完美結(jié)合， 康復(fù)機(jī)器人技術(shù)在歐美等國(guó)家得到了科研工作者和醫(yī)療機(jī)構(gòu)的普遍重視，許多研究機(jī)構(gòu)都開(kāi)展了有關(guān)的研究工作，近年來(lái)取得了一些有價(jià)值的成果。對(duì)于中風(fēng)、偏癱、下肢運(yùn)動(dòng)機(jī)能損傷等患者來(lái)說(shuō)，下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人有著很好的治療效果。國(guó)內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)都在這方面取得了不錯(cuò)的研究結(jié)果。下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人發(fā)展主要經(jīng)歷了幾個(gè)階段。由早期的簡(jiǎn)單步行訓(xùn)練機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在功能豐富、符合人體運(yùn)動(dòng)機(jī)理的下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人。早期發(fā)展的下肢 康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)是借助于跑步機(jī)、懸吊系統(tǒng)等幫助患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，此種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但訓(xùn)練過(guò)程中必須有專業(yè)人員的幫助，而且并不符合人體運(yùn)動(dòng)機(jī)理，還不能稱為康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，只能是一種半自動(dòng)的康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械，它的功能單一、價(jià)格便宜，而且需要在專業(yè)護(hù)理人員的幫助下進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，這種機(jī)械對(duì)下肢病情比較輕的病人較合適。 聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人 原理及結(jié)構(gòu) 剛?cè)?并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人是一種下肢內(nèi)收外展訓(xùn)練機(jī)器人，該機(jī)器人由支撐框架 、兩套繩索牽引支鏈、一套剛?cè)?并聯(lián) 支鏈和腳踏板 組成 。支撐框架由型材搭建而成。兩套繩索牽引支 鏈均由裝有編碼器的力矩電動(dòng)機(jī)、絞盤(pán)、繩索組成，固定在支撐框架上的力矩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)柔性繩索運(yùn)動(dòng)，兩套繩索牽引支鏈的繩索另一端共同連接到腳踏板上的一點(diǎn)處 。剛?cè)?并聯(lián) 支鏈由 裝有編碼器的力矩電動(dòng)機(jī)、絞盤(pán)、繩索、裝有編碼器的直流電動(dòng)機(jī)、絲杠螺母、滑軌、過(guò)輪和力矩傳感器 組成， 固定在支撐框架上的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)由滑軌機(jī)構(gòu)約束的絲杠螺母機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)固定在螺母上的過(guò)輪平移運(yùn)動(dòng)；固定在支撐框架上的力矩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)柔性繩索運(yùn)動(dòng)，繩索的另一端通過(guò)力矩傳感器和過(guò)輪后連接到腳踏板上。 可用于下肢損傷患者進(jìn)行內(nèi)收外展 康復(fù)訓(xùn)練，也可用于健康人的體育鍛煉。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 本課題下肢內(nèi)收外展訓(xùn)練機(jī)器人由支撐系統(tǒng)框架 、 兩套繩索牽引支鏈、一套剛?cè)?并聯(lián) 支鏈和一個(gè)腳踏板 組成 。支撐系統(tǒng)框架由型材搭建而成，可根據(jù)需要任 意移動(dòng)；兩套繩索牽引支鏈均由裝有編碼器的力矩電動(dòng)機(jī)、絞盤(pán)、繩索組成，兩個(gè)力矩電動(dòng)機(jī)分別固定在框架前后位置上的同一高度處，其驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)繩索牽引，兩根牽引繩索均連接到腳踏板側(cè)面中點(diǎn)處；一套剛?cè)?并聯(lián) 支鏈由裝有編碼器的力矩電動(dòng)機(jī)、絞盤(pán)、繩索、裝有編碼器的直流電動(dòng)機(jī)、絲杠螺母、滑軌、過(guò)輪和力矩傳感器組成 ，固定在框架中間位置的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)受滑軌約束的絲杠螺母機(jī)構(gòu)，固定在支撐框架上的力矩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)繩索運(yùn)動(dòng)，該繩索的另一端通過(guò)力矩傳感器和固定在螺母上的過(guò)輪后連接到腳踏板另一側(cè)中點(diǎn)處。結(jié)構(gòu)布置保證了連接到腳踏板上的三根繩索是處于同一平面的，且剛?cè)?并聯(lián) 支鏈的牽引繩索平分兩套繩索牽引支鏈的牽引繩索所夾角度，剛?cè)?并聯(lián) 支鏈的過(guò)輪平移方向不在三根牽引繩索所形成的平面上。這種機(jī)器人結(jié)構(gòu)布置形式能夠?qū)崿F(xiàn)下肢內(nèi)收外展運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 課題研究的內(nèi)容及方法 在查閱了國(guó)內(nèi)外大量的有關(guān) 剛 柔 并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人 設(shè)計(jì)理論及相關(guān)知識(shí)的資料和文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，綜合考慮 剛?cè)?并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、具體作業(yè)任務(wù)特點(diǎn)以及 剛?cè)?并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人 的推廣應(yīng)用，分析確定使用 剛?cè)?并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化目的。 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本文擬進(jìn)行的研究?jī)?nèi)容如下 : 1 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的環(huán)境要求 本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定 康復(fù)機(jī)器人 整體設(shè)計(jì)方案。 2 確定 康復(fù)機(jī)器人 的性能參數(shù)，對(duì)初步模型進(jìn)行靜力學(xué)分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇電機(jī)。 3 從所要功能的實(shí)現(xiàn)出發(fā)，完成 康復(fù)機(jī)器人 各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 4 完成主要零部件強(qiáng)度與剛度校核。 1 根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能，提出 康復(fù)機(jī)器人 的整體設(shè)計(jì)方案 ； 2 完成 康復(fù)機(jī)器人 結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì) ； 3 通過(guò)相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，完成電機(jī)選型； 4 完成 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)總裝配圖、主要零件圖 。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 2 剛?cè)?并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人 裝置 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 隨著老齡化的到來(lái)以及自然災(zāi)害和交通事故等原因，接受康復(fù)訓(xùn)練的群體人數(shù)變得越來(lái)越大，研究康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人技術(shù)，研制康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人產(chǎn)品，對(duì)和諧社會(huì)建設(shè)具有重要意義。 剛?cè)?并聯(lián) 下肢康復(fù)機(jī)器人主要是針對(duì)下肢內(nèi)收外展 /內(nèi)旋外旋運(yùn)動(dòng)而設(shè)計(jì)的，目的是同時(shí)實(shí)現(xiàn)下肢 的上述運(yùn)動(dòng)模式。該機(jī)器人具有 3 個(gè)自由度，分別是平面 2 個(gè)移動(dòng)和腳踏板面的 1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。柔性機(jī)構(gòu)用于直接對(duì)腳踏板的牽引，而剛性支鏈?zhǔn)菫榱藢?shí)現(xiàn)繩索驅(qū)動(dòng)端位置的改變，實(shí)現(xiàn)不同的牽引形式。繩索和剛性支鏈構(gòu)成一種剛?cè)?并聯(lián) 機(jī)器人的傳動(dòng)構(gòu)件。 體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一般來(lái)講，主要有兩部分，一是設(shè)計(jì)一套 康復(fù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ，固定在 康復(fù)機(jī)器人的機(jī)架上 。本設(shè)計(jì)只對(duì) 結(jié)構(gòu) 進(jìn)行設(shè)計(jì)。取 康復(fù)機(jī)器人 步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量可選為 沖，步進(jìn)電機(jī)的步距角 方案 1、 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 系統(tǒng)按運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)，點(diǎn)位直線系統(tǒng) ，連續(xù)控制系統(tǒng)。 康復(fù)機(jī)器人在工作臺(tái)移動(dòng)過(guò)程中頭并不進(jìn)行孔加工，因此裝置可采用點(diǎn)位控制方式。對(duì)點(diǎn)位系統(tǒng)的要求是快速定位，保證定位精度。 2、 伺服系統(tǒng)的選擇 伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)位置伺服控制有開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán) 3 種控制方式。開(kāi)環(huán)控制的伺服系統(tǒng)存在著控制精度不能達(dá)到較高水平的基本問(wèn)題，但是步進(jìn)電機(jī)具有角位移與輸入脈沖的嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系，使步距誤差不會(huì)積累；轉(zhuǎn)速和輸入脈沖頻率嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而且在負(fù)載能力范圍內(nèi)不受電流、電壓、負(fù)載大小、環(huán)境條件的波動(dòng)而變化的特點(diǎn)。并且步進(jìn)電機(jī)控制的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)由于不存在位置檢測(cè)與反饋控制的問(wèn)題，結(jié) 構(gòu)比較簡(jiǎn)單，易于控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與調(diào)試。并且隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，在改善步進(jìn)電機(jī)控制性能方面也取得了可喜的發(fā)展。因此，在一定范圍內(nèi)，這種采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件的開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)可以滿足加工要求，適宜于在精度要求不很高的一般系統(tǒng)中應(yīng)用。雖然閉環(huán)、半閉環(huán)控制為實(shí)現(xiàn)高精度的位置伺服控制提供了可能，然而由于在具體的系統(tǒng)中，增加了位置檢測(cè)、反饋比較及伺服放大等環(huán)節(jié)，除了在安裝調(diào)試增加工作量買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 和復(fù)雜性外，從控制理論的角度看，要實(shí)現(xiàn)閉環(huán)系統(tǒng)的良好穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，其難度也將大為提高。為此，考慮到在 康復(fù)機(jī)器人 上進(jìn) 行 設(shè)計(jì) ，精度要求不是很高，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本，本設(shè)計(jì)采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)。 3、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式的確定 為確保系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性，在設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝配時(shí)，通常提出低摩擦、低慣量、高剛度、無(wú)間隙、高諧振以及有適宜阻尼比的要求。 縮短傳動(dòng)鏈。縮短傳動(dòng)鏈可以提高系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度，減小傳動(dòng)鏈誤差?？刹捎妙A(yù)緊以提高系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度。如應(yīng)用預(yù)加負(fù)載的滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾珠絲杠傳動(dòng)副，絲杠支承設(shè)計(jì)成兩端軸向固定，并加預(yù)拉伸的結(jié)構(gòu)等提高傳動(dòng)剛度。采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副和滾動(dòng)導(dǎo)軌。 復(fù)機(jī)器人 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 草圖（框架圖） 人體的主要尺寸 :國(guó)標(biāo) 重、上臂長(zhǎng)、前臂長(zhǎng)、大腿長(zhǎng)、小腿長(zhǎng)共六項(xiàng)主要尺寸數(shù)據(jù)。 下表是我國(guó)成年人人體主要尺寸和坐姿人人體尺寸 (摘自 國(guó)成年人人體尺寸 ): 主要尺寸 男 (18 60歲 ) 女 (15 55歲 ) 百分位數(shù) 5 50 95 5 50 95 身高 1583 1678 1775 1484 1570 1659 體重 8 59 75 42 52 66 上臂長(zhǎng) 289 313 338 262 284 308 前臂長(zhǎng) 216 237 258 193 213 234 大腿長(zhǎng) 428 465 505 402 438 476 小腿長(zhǎng) 338 369 403 313 344 376 根據(jù)參數(shù)擬定如下草圖，具體見(jiàn)下圖表示： 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 上方要加支撐裝置，以分擔(dān)人體重量。右側(cè)添加導(dǎo)引裝置防止繩對(duì)絞盤(pán)造成損害，正視圖框架左右 視圖框架間距離 1m。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 右側(cè)添加的導(dǎo)引裝置簡(jiǎn)圖 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 3 康復(fù)機(jī)器人 結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì) 表 3支承方式 簡(jiǎn)圖 特點(diǎn) 一端固定一端自由 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，絲桿的壓桿的穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速都較低設(shè)計(jì)時(shí)盡量使絲桿受拉伸。這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度底，僅僅適用于短絲桿。 一端固定一端游動(dòng) 需保證螺母與兩端支承同軸，故結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝較困難，絲桿的軸向剛度與兩端相同，壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速比同長(zhǎng)度的較高，絲桿有膨脹余地，這種安裝方式一般用在絲桿較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合，在受力較大時(shí)還得增加角接觸球軸承的數(shù)量，轉(zhuǎn)速不高時(shí)多用更經(jīng)濟(jì)的推力球軸承代替角接觸球軸承。 兩端固定 只有軸承無(wú)間隙，絲桿的軸向剛度為一端固定的四倍。一般情況下，絲桿不會(huì)受壓，不存在壓桿穩(wěn)定問(wèn)題，固有頻率比一端固定要高?？梢灶A(yù)拉伸，預(yù)拉伸后可減少絲桿自重的下垂和熱膨脹的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)和工藝都比較困難，這種裝置適用于對(duì)剛度和位移精度要求較高的場(chǎng)合。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 珠絲桿副的選擇 滾珠絲桿副就是由絲桿、螺母和滾珠組成的一個(gè)機(jī)構(gòu)。作用就是把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。絲桿和螺母之間用滾珠做滾動(dòng)體，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)滾珠滾動(dòng)。 電機(jī)與絲桿通過(guò)聯(lián)軸器連接，故其傳動(dòng)比 i=1, 選擇 電動(dòng) 機(jī)的最高轉(zhuǎn)速g i n ,/1 5 0 0 m a xm a x 最大轉(zhuǎn)矩，則絲杠的導(dǎo)程為 121 5 0 0/1 8 0 0 0/ m a xm a x 取 2確定絲桿的等效轉(zhuǎn)速 基本公式 (/ h 最大進(jìn)給速度是絲桿的轉(zhuǎn)速 m (1 5 0 012/1 8 0 0 0/m a xm a x h 最小進(jìn)給速度是絲桿的轉(zhuǎn)速 m (0 8 絲桿的等效轉(zhuǎn)速 m )(/()( 212m i a x m 式中取 21 2 故 m i n )/( 0 0)/()( 212m i a x m 估算測(cè)量物 重量 9 6 011 工作臺(tái)重量 移動(dòng)部件重量 工作負(fù)載是指 工作時(shí)，實(shí)際作用在滾珠絲桿上的軸向壓力， 數(shù)值用進(jìn)給牽引力的實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算。取摩擦系數(shù)為 K 為顛覆力矩影響系數(shù)，一般取 課題中買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 取 絲桿所受的力為 x 2 1 5 52 2-)2 2(-)2 2( 3a x ）（）（）（0F 其等效載荷按下式計(jì)算（式中取 21 ， 12 2n n ） m 1494)( 312211223m i a x 316 060 )nT(查表：取 表：取 ） 表：取 1） 表：取 1） 查表：取 1） 絲桿的工作壽命為 15000h 由上式計(jì)算得 7300N 表 3h 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 表 3 3 3精度的選擇 滾珠絲杠副的精度對(duì)電氣機(jī)床的定位精度會(huì)有影響，在滾珠絲杠精度參數(shù)中，導(dǎo)程誤差對(duì)機(jī)床定 位精度是最明顯的。一般在初步設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定絲杠的任意 300程變動(dòng)量 300V 應(yīng)小于目標(biāo)設(shè)定定位精度值的 1/3 1/2,在最后精度驗(yàn)算中確定。，選用滾珠絲杠的精度等級(jí) 3 級(jí)（ 1級(jí)精度最高）， 5級(jí)，考慮到本設(shè)計(jì)的定位精度要求及其經(jīng)濟(jì)性，選擇 X 軸 級(jí)， 級(jí)。 預(yù)選滾珠絲杠參數(shù)能滿足工作要求，公稱直徑 250 旋升角 3111 ，螺紋旋向?yàn)橛倚?fù)荷鋼球圈數(shù)為 3圈，定位滾珠絲杠，返向器固定式內(nèi)循環(huán)，雙螺母墊片預(yù)緊，導(dǎo)珠管埋入式，精度等級(jí)為 5 級(jí) 。標(biāo)注為 絲杠安裝前和日常維護(hù)中要涂油脂潤(rùn)滑，在生產(chǎn)作業(yè)中要套上防護(hù)套防止灰塵和噴霧的污染腐蝕。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 滾珠絲桿副的拉壓系統(tǒng)剛度影響系統(tǒng)的定位精度和軸向拉壓震動(dòng)固有頻率，其扭轉(zhuǎn)剛度影響扭轉(zhuǎn)固有頻率。承受軸向負(fù)荷的滾珠絲桿副的拉壓系統(tǒng)剛度 S，絲桿副內(nèi)滾道的接觸剛度 承的接觸剛度 母座 的剛度 不同支撐組合方式計(jì)算而定。 界壓縮負(fù)荷驗(yàn)證 絲桿的支撐方式對(duì)絲桿的剛度影響很大，采用一端固定一端支撐的方式。臨界壓縮負(fù)荷按下列計(jì)算： cr m a 式中 鋼 =N/ m） N） =絲桿最小截面慣性距（ 442 )464 wo 式中 絲桿螺紋不封閉長(zhǎng)度 作臺(tái)最大行程 +螺母長(zhǎng)度 +兩端余量 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 00+148+2088撐距離 u，選取 20入上式計(jì)算得出 見(jiàn) 臨界壓縮負(fù)荷滿足要求。 滾珠絲杠副高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需驗(yàn)算其是否會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速求絲杠 的最高轉(zhuǎn)速： 22230 式中： A= 24 . 210*d2d 位 p=03(Kg/m) 位為 2K 取 2K =0.8 推 過(guò)計(jì)算，得出 04 r ，該值大于絲杠臨界轉(zhuǎn)速，所以滿足要求。 絲杠系統(tǒng)的軸向拉壓系統(tǒng)剛度 式中 A 絲杠最小橫截面， 222 ()4A d m m； 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 螺母座剛度 000N/ m。 當(dāng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)到兩極位置時(shí)，有最大和最小拉壓剛度，其中， L 植分別為 750100 經(jīng)計(jì)算得： m k 式中 滾珠絲杠副的拉壓系統(tǒng)剛度 (N/ m)； 螺母座的剛度 (N/ m)； 000 N/ m 絲杠副內(nèi)滾道的接觸剛度 (N/ m)； 絲杠本身的拉壓剛度 (N/ m)； 軸承的接觸剛度 (N/ m)。 經(jīng)計(jì)算得絲杠的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率遠(yuǎn)大于 1500r/滿足要求。 步進(jìn)電機(jī)是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運(yùn)動(dòng)的電磁執(zhí)行元件。每輸入一個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)軸步進(jìn)一個(gè)距角增量。電機(jī)總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比例，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖的頻率。步進(jìn)電機(jī)具有慣量低、定位精度高、無(wú)累計(jì)誤差、控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛用于機(jī)電一體化產(chǎn)品中。選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率，再者還要考慮轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、負(fù)載轉(zhuǎn)矩和工作環(huán)境等 因素。 a、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 328 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 上式中： d 直徑 ,絲桿外徑 d= 長(zhǎng)度 =1m P 鋼的密度 =7800 2kg/m 經(jīng)計(jì)算得 b、直線運(yùn)動(dòng)件向絲桿折算的慣量 22 上式中： M 質(zhì)量 P 絲桿螺距（ m） P=計(jì)算得 2 c、聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 查表得 20004.0 因此 28- 0 0 2 8 k 0 a、折算至電機(jī)軸上的最大加速力矩 m 上式中： 500m a x 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 J=m2 加速時(shí)間 系統(tǒng)增量，取 15 計(jì)算得 算至電機(jī)軸上的摩擦力矩 20f 上式中： 導(dǎo)軌摩擦力， f，而 f=摩擦系數(shù)為 2N P 絲桿螺距（ m） P= 傳動(dòng)效率， = 傳動(dòng)比， I=1 經(jīng)計(jì)算得 算至電機(jī)軸上的由絲桿預(yù)緊引起的附加摩擦力矩 1( 2000 上式中 滾珠絲桿預(yù)加載荷 1500N 0 滾珠絲桿未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率為 計(jì)算的 M 則快速空載啟動(dòng)時(shí)所需的最大扭矩 f a x 根據(jù)以上計(jì)算的扭矩及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，選擇電機(jī)型號(hào)為 額定轉(zhuǎn)矩為 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 4 其它零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 可選軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 電機(jī)軸的直徑為 14, 由于軸的直徑小于 100由 1個(gè)鍵槽，故將軸徑增加 5%，即 將軸徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，取 d=14要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗(yàn)算傾角時(shí)，若支撐類型相同則只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角；當(dāng)此傾角小 于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí)，則齒輪處傾角不必驗(yàn)算。驗(yàn)算撓度時(shí)，要求驗(yàn)算受力最大的齒輪處，但通常可驗(yàn)算傳動(dòng)軸中點(diǎn)處撓度（誤差 %3） . 當(dāng)軸的各段直徑相差不大，計(jì)算精度要求不高時(shí)，可看做等直徑，采用平均直徑 1曲剛度驗(yàn)算；的剛度時(shí)可采用平均直徑 1d 或當(dāng)量直徑 2d 。一般將軸化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁，其撓度和傾角計(jì)算公式見(jiàn)【 5】表 然后疊加，注意方向符號(hào)，在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加，不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。 通過(guò)受力分析， 0112/(862/286800/ 最大撓度： a ;軸的；材料彈性模量；式中；買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 22 查【 1】表 3 ； 所以合格, 。 鍵和軸的材料都是鋼，由【 4】表 6的許用擠壓應(yīng)力 M 2 01 0 0 ,取其中間值， 10 。鍵的工作長(zhǎng)度 6822 ，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度 。由【 4】式（ 6得 M P ak l dT 1 0 0862102 33 式中： ；】表鍵【，弱材料的許用擠壓應(yīng)力鍵、軸、輪轂三者中最；鍵的直徑，；為鍵的寬度，為鍵的公稱長(zhǎng)度，圓頭平鍵鍵的工作長(zhǎng)度，為鍵的高度此處度鍵與輪轂鍵槽的接觸高傳遞的轉(zhuǎn)矩264,p M P 見(jiàn)連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為： 20031096810 、軸軸承的校核 軸選用的是深溝球軸承 6206，其基本額定負(fù)荷為 由于該軸的轉(zhuǎn)速是定值 ，所以齒輪越小越靠近軸承，對(duì)軸承的要求越高。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)該對(duì)軸未端的滾子軸承進(jìn)行校核。 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 550 86800 r 622 3 根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為 : 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 23 在水平面： 4 1 042638 3 5323 在水平面： V 3 94 2 638 5 4 6 3)(323210 8391410 2222 因軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，又由于不受軸向力，【 4】表 13 2.1有： p 8 1 軸承的壽命計(jì)算 :所以按軸承的受力大小計(jì)算壽命 h 006010)(6010 3616 故該軸承 6206能滿足要求。 、其他軸的軸承校核同上，均符合要求。 機(jī)的選取 （ 1）粗略計(jì)算驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率 已知重量為 m=100kg g=10N/重力 G1=000N 查表 3文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 24 表 擦系數(shù)表 1）驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算 則工件受到的摩擦力為： 1 0 0 0 0 . 0 3 5 3 5f m g N 則移行電機(jī)所需牽引力為： 35F f N 假設(shè)直徑 R=125設(shè)轉(zhuǎn)速 1 速度 61=24m/ 設(shè)功率安全系數(shù)為 動(dòng)裝置