自動送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、自動送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要：本課題所設(shè)計(jì)的自動送料機(jī)構(gòu)的目的，是為了實(shí)現(xiàn)自動送料，消除積累誤差，同時減少勞動力成本。在設(shè)計(jì)過程中，主要是設(shè)計(jì)了工作臺以及工作臺面上的夾緊裝置，滾珠絲杠的選用，以及可以實(shí)現(xiàn)自動送料的伺服電機(jī)。通過對這些方面的設(shè)計(jì)和研究，可以大大減少勞動力成本，減少了誤差，同時也簡化了機(jī)構(gòu)。這在實(shí)際生產(chǎn)中具有很好的推廣效果和意義。關(guān)鍵詞： 工作臺 滾珠絲杠 伺服電機(jī)Abstract: the design of this project be automatic conveying mechanism in order to realize the aim, is automatic p

2、acking, eliminate accumulation error, while reducing the cost of Labour. In the design process, mainly design on the bench and workbench clamping device, ball screw choose, and can realize automatic feed of servo motors. Based on the design and research of these aspects, can reduce labor costs, redu

3、ce the error, also simplifies organization. This in practical production have very good promotion effect and meaning.Keywords: punch workbench ball screw servo motor 1.引言1.1 課題的背景在我國和國外的生產(chǎn)和研究中，自動送料方式有很多種，但是在這些產(chǎn)品中，存在著一些問題。如日本的RF20SD-OR11機(jī)械手送料裝置，從橫向(側(cè)面)送料，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配、制造、維修困難，價(jià)格昂貴。RF20SDOR11的結(jié)構(gòu)曲軸輸出軸通過花鍵軸伸縮

4、，球頭節(jié)部件聯(lián)接機(jī)械手齒輪， 由傘齒輪、圓柱齒輪、齒條、凸輪、撥叉、絲桿等一系列傳動件使機(jī)械手的夾爪作伸縮、升降、夾緊、松開等動作來完成送料，另設(shè)一套獨(dú)立驅(qū)動可移式輸送機(jī)，通過隔料機(jī)構(gòu)將工件輸送至預(yù)定位置。國內(nèi)有的送料機(jī)構(gòu)通過連桿彈簧驅(qū)動滑塊在滑道上水平滑動，將斜道上下來的料，通過隔料機(jī)構(gòu)推到模具中心，往復(fù)運(yùn)動的一整套機(jī)構(gòu)比較簡單， 無輸送機(jī)構(gòu)，聯(lián)動可靠，制造容易。但機(jī)械手不能將料提升、夾緊，料道傾斜放置靠料自重滑下，如規(guī)格重量變動，則料道上工件下滑速度不一致，易產(chǎn)生疊料，推料機(jī)構(gòu)役有將料夾緊，定位不正，增加廢品率，使用也不安全。1.2 課題的意義本課題主要是曲柄裝配生產(chǎn)線自動送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。現(xiàn)

5、在要求設(shè)計(jì)自動送料機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自動送料，消除積累誤差，同時可以減少勞動力成本。目前在生產(chǎn)中還是采用手工模式，即是一人看一臺機(jī)器，人工送料，這種生產(chǎn)模式生產(chǎn)效率很低，既浪費(fèi)勞動力也會讓工人很疲倦，而且人工送料會產(chǎn)生累積誤差。為了解決這些問題，減少生產(chǎn)成本，結(jié)合國內(nèi)外送料機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，采用伺服電機(jī)與送料機(jī)構(gòu)為配合的主要裝置。設(shè)計(jì)了具有推廣意義的自動送料機(jī)。1.3 兩種典型的送料機(jī)構(gòu)1.3.1氣動送料機(jī)1）自動送料機(jī)的技術(shù)狀態(tài) 本文介紹的自動送料機(jī)是一種用于冷擠壓套圈類零件的送料機(jī)器，是技術(shù)改造的理想附機(jī)。該送料機(jī)克服了國內(nèi)外送料機(jī)的不足。如日本的RF20SD0R11機(jī)械手送料裝置，從橫向(側(cè)面)送料，

6、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配、制造、維修困難，價(jià)格昂貴，又不適合于縱向送料要求。RF20SD0R11結(jié)構(gòu)由曲軸輸出軸，通過花鍵軸伸縮，球頭節(jié)部件聯(lián)接機(jī)械手齒輪，由傘齒輪、圓柱齒輪、齒條、凸輪、撥叉、絲桿等一系列傳動件使機(jī)械手的夾爪作伸縮、升降、夾緊、松開等節(jié)拍相同的動作來完成送料，另設(shè)一套獨(dú)立驅(qū)動可移式輸送機(jī)，通過隔料機(jī)構(gòu)將工件輸送至預(yù)定位置，這樣一套機(jī)構(gòu)的配置僅局限于日本設(shè)備。國內(nèi)有的送料機(jī)構(gòu)由工作臺通過連桿彈簧驅(qū)動滑塊在滑道上水平滑動，將斜道上下來的料，通過隔料機(jī)構(gòu)推到模具中心，往復(fù)運(yùn)動的一整套機(jī)構(gòu)比較簡單，無輸送機(jī)構(gòu)，聯(lián)動可靠，制造容易。但機(jī)械手不能將料提升、夾緊，料道傾斜放置靠料自重滑下，如規(guī)格重量

7、變動，則料道上工件下滑速度不一致，易產(chǎn)生疊料，推料機(jī)構(gòu)沒有將料夾緊，定位不正，廢品率較高，使用也不安全。采用機(jī)械手與輸送機(jī)構(gòu)配合為主要裝置，再配合采用自動卸料安全保護(hù)，設(shè)計(jì)了具有較大應(yīng)用價(jià)值和推廣意義的自動送料機(jī)。2）氣動送料機(jī)的原理 自動送料機(jī)主要適用于物料的自動分配和傳送，其基本功能可以完成準(zhǔn)確的送料時間，達(dá)到精確的送料位置。研制的自動送料機(jī)由兩個基本應(yīng)用模塊組成：物料分離模塊及傳送模塊。物料分離模塊由兩個雙作用氣缸組成，分別實(shí)現(xiàn)物料的分離功能和定位夾緊功能。物料分離模塊將物料從料倉中分離出來，通過分離氣缸將位于料倉底部的物料從料倉中推出，料倉中的物料由于白重下落至料倉底部。定位夾緊氣缸在

8、物料推出后伸出將物料定位并夾緊。兩氣缸的行程位置通過磁電式接近開關(guān)檢測。傳送模塊由一個旋轉(zhuǎn)氣缸和真空吸盤組成。它實(shí)現(xiàn)了氣動搬運(yùn)裝置功能，實(shí)質(zhì)上是一個個小型的機(jī)械手。真空吸盤將物料吸取，旋轉(zhuǎn)氣缸實(shí)現(xiàn)0180。的旋轉(zhuǎn)，將物料傳送至下一個工位。真空吸盤通過真空壓力開關(guān)檢測物料是否吸住，旋轉(zhuǎn)氣缸通過兩個微動開關(guān)實(shí)現(xiàn)位置檢測。3）氣動系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 自動送料機(jī)的氣動控制系統(tǒng)的原理圖如圖1.1所示。在氣動系統(tǒng)原理圖中，安裝在分離氣缸和定位夾緊氣缸上方的元件x0、x1、x2、x3均為磁電式接近開關(guān)；安裝旋轉(zhuǎn)氣缸兩側(cè)的元件X4、x5為微動行程開關(guān)；安裝在真空系統(tǒng)回路中檢測系統(tǒng)真空度(負(fù)壓)的元件X6為真空開關(guān)。這

9、些傳感元件分別用于檢測氣缸的行程位置及吸盤工作情況。圖1.1 氣動控制系統(tǒng)原理圖自動送料機(jī)的啟動條件：料倉中有物料存在(通過對射式光電傳感器檢測)。氣動系統(tǒng)的初始位置是：分離氣缸位于伸出位置X1，定位夾緊氣缸位于回縮位置X2，旋轉(zhuǎn)氣缸位于左側(cè)料倉位置X4，真空發(fā)生器關(guān)閉(真空開關(guān)X6無信號) 。首先，打開氣路開關(guān)01閥，壓縮空氣網(wǎng)絡(luò)中的氣壓源經(jīng)過濾調(diào)壓組件02向系統(tǒng)供氣，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥，將系統(tǒng)壓力調(diào)整在04MPa左右，再鎖定調(diào)壓閥。其次，將系統(tǒng)上電，緊急停止閥03的電磁線圈Y0得電并自鎖，閥導(dǎo)通，壓縮空氣分別向各控制回路供氣。其工作過程為：(1)控N31閥的電磁線圈Y3得電，旋轉(zhuǎn)氣缸從料倉位置右擺

10、180度，Y3斷電；(2)控制11閥電磁線圈Y1得電，分離氣缸回縮將物料從料倉中推出；(3)控制21閥電磁線圈Y2得電并自鎖，定位夾緊氣缸伸出將工件定位夾緊；(4)控制32閥電磁線圈Y4得電，旋轉(zhuǎn)氣缸左擺180。回至料倉位置，Y4斷電；(5)控制41閥電磁線圈Y5得電，真空發(fā)生器產(chǎn)生吸力，并吸住物料(x6真空開關(guān)產(chǎn)生信號)，Y5斷電；(6)控制21閥電磁線圈Y2斷電，定位夾緊氣缸在彈簧作用下自行復(fù)位， 同時Y1失電分離氣缸伸出復(fù)位；(7)重復(fù)步驟(1)；(8)控制41閥Y6得電，真空發(fā)生器關(guān)閉，物料由于自重下落至下一個工位，Y6斷電；(9)重復(fù)步驟(4)(回復(fù)到初始位置)。整個氣動控制系統(tǒng)回復(fù)

11、到初始位置，準(zhǔn)備下一次的工作循環(huán)。氣動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。該系統(tǒng)設(shè)有急停開關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)遇到緊急情況時，可按下急停開關(guān)，急停閥03的電磁線圈Y0斷電，從而切斷整個氣動系統(tǒng)的壓縮空氣能源供給。圖1.2 氣動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖氣動系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)氣缸動作回路中，采用了2個氣控單向閥及2個2位3通的單控電磁閥來代替1個3位5通中位0型的雙控電磁閥。其實(shí)現(xiàn)的功能是：2個氣控單向閥的密閉鎖緊性能更好，通過2個氣控單向閥可以更準(zhǔn)確地將旋轉(zhuǎn)氣缸定位在0180。旋轉(zhuǎn)角度中的任一位置，且定位更準(zhǔn)確可靠。整個氣動系統(tǒng)執(zhí)行元件的速度控制，可調(diào)節(jié)各單向節(jié)流閥來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)中的單向節(jié)流閥均采用排氣節(jié)流安裝方式，以保證氣缸運(yùn)行的平穩(wěn)性。

12、為保證真空系統(tǒng)的氣流通暢，以提高真空發(fā)生器的真空度，回路4中的真空控制回路不安裝節(jié)流閥。同時，回路4中的所有連接氣管應(yīng)盡可能的短， 以減小空氣流通阻力，提高真空度。1.3.2 利用機(jī)械手自動送料 1）該送料機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 機(jī)械手是以小車形式通過鋼繩同滑塊聯(lián)接起來， 由沖床滑塊上升運(yùn)動牽引小車作前進(jìn)的水平運(yùn)動完成送料，由通過鋼繩連接的重物使小車作復(fù)位運(yùn)動。機(jī)械手的提升、下降是靠安裝在小車頂架板上的提升缸推動滑板作往復(fù)上下運(yùn)動來完成；機(jī)械手的夾緊、放松是靠安裝在滑板上的夾緊缸帶動連桿鉸鏈機(jī)構(gòu)來完成機(jī)械手的運(yùn)動程序如下：夾緊一提升一前進(jìn)至中心一下降一放松一返回節(jié)拍是恒定的， 且每一循環(huán)均需在

13、3秒鐘內(nèi)完成。供油裝置主要給夾緊缸、提升缸提供高壓油，由齒輪泵產(chǎn)生高壓油 或者用氣壓驅(qū)動卸料機(jī)構(gòu)是通過安裝在模具邊的鴨嘴管口瞬間高壓氣吹卸，使沖好的工件離開模具，通過料道進(jìn)人料斗。安全保護(hù)機(jī)構(gòu)由兩部分組成：1 滑塊上安裝一玻璃罩， 防止工件飛出，傷害工人。2安裝兩只行程開關(guān)，一只在小車前，一只裝在滑塊邊， 當(dāng)小車沒有及時退回時， 兩只開關(guān)斷開， 使滑塊不再下滑，小車免受損壞。支承腳主要用來調(diào)整整機(jī)高度，使輸送帶的水平高度與模具高度相適應(yīng)；同時也加寬了支承面，提高了穩(wěn)定性。罩殼主要是防止灰塵侵人，保護(hù)安全，防止重物與電機(jī)、減速器相碰及美化外觀而設(shè)計(jì)。液壓原理如圖1.3所示。圖1.3 液壓原理圖電

14、氣原理如圖1.4所示。圖中XK ，XK2為非自動復(fù)位式行程開關(guān)， 安裝在工字鋼旁邊， 由小車運(yùn)動來撥動。XK3 XK4為按鈕式行程開關(guān)，分別安裝在夾緊缸夾緊點(diǎn)和松開點(diǎn)E。XK5、XK6為按鈕式行程開關(guān)，分別安裝在提升缸的上頂點(diǎn)和下底點(diǎn)上。1DT,2D3DT4DT為電磁閥。Dl為輸送電機(jī)，D2為液壓泵電機(jī)。圖1.4 電氣原理圖動作程序如下：閘刀HK閉合，三相動力線接通。按QA按鈕，接觸器C通電閉合，輔助觸點(diǎn)自鎖，、電機(jī)起動運(yùn)轉(zhuǎn)。用、防止過載，熔斷絲1RD，2RD、3RD防止大電流通過。機(jī)械手動作控制過程：當(dāng)小車后退時， 接觸、1DT得電，機(jī)械手夾緊， 觸到；得電，1DT失電， 夾緊停止； 同時3

15、DT得電，機(jī)械手提升到位觸及，3DT失電，提升停止， 液壓自動鎖緊。此時小車已前進(jìn)到處， 觸，復(fù)位。小車?yán)^續(xù)前進(jìn)，觸，4DT得電，機(jī)械手下降到位觸及，4DT失電， 下降停止， 同時2DT得電，機(jī)械手放松（把工件放在模具中心)觸，2DT失電，放松停止，小車后退觸XK2，復(fù)位，小車?yán)^續(xù)后退，再次觸XK1 如此循環(huán)來完成送料。2）主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1擋料機(jī)構(gòu) 為了使料能停留在輸送帶上某一特定位置，采用活動擋板，即設(shè)計(jì)兩塊由扭簧作用擋料的擋料板。這機(jī)構(gòu)在輸送帶運(yùn)動下，料不能撞開擋板，但在小車推力作用下、又會打開，使料能向前運(yùn)動，甚至可以不提升，而直接送至模具中心。這機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要是扭簧設(shè)計(jì) 為了擋住料

16、，不使料沖開擋板，扭簧的初始扭矩應(yīng)不小于M，扭簧產(chǎn)生的扭角為。2隔料機(jī)構(gòu) 主要由隔料銷、撥叉、導(dǎo)塊等組成，如圖1.5。只要隔料銷伸到中心就能起到很好的隔料作用設(shè)計(jì)中需確定撥叉轉(zhuǎn)角及檢驗(yàn)隔料銷跟導(dǎo)塊是否自鎖，隔料機(jī)構(gòu)可根據(jù)工件直徑調(diào)整。圖1.5 隔料機(jī)構(gòu)圖3）輸送機(jī)構(gòu)輸送帶速度由節(jié)拍時間和捎料機(jī)構(gòu)到隔料機(jī)構(gòu)闡的距離決定。如速度變換，用改變帶輪直徑來達(dá)到。輸送帶用薄形高強(qiáng)度夾布輸送膠布制造，運(yùn)動平穩(wěn)，使用可靠。料道根據(jù)料的直徑調(diào)節(jié)。4）卸料機(jī)構(gòu)一個鴨嘴高壓氣管安裝在上下模分模面兩邊，進(jìn)行瞬時吹氣卸料。此動作是由一個行程開關(guān)和一只一位二通電磁閥來完成的 當(dāng)沖床滑塊上升至行程時，碰觸行程開關(guān)， 電磁閥

17、動作，做瞬間吹氣，使工件離開模具，通過料道落在料斗中。5）安全保護(hù)機(jī)構(gòu)(1)通過落在料斗中的工件產(chǎn)生的振動，發(fā)出信號由傳感器繼電聯(lián)鎖使沖床連續(xù)工作，如果工件未進(jìn)入料斗， 沖床就停留在上死點(diǎn)，這樣可避免工件粘在上模而產(chǎn)生危險(xiǎn)事故。(2)在小車處于最前處裝一行程開關(guān)，在滑塊上死點(diǎn)略低處又裝一只行程開關(guān)。當(dāng)滑塊下滑時，小車因運(yùn)動部件發(fā)生故障，仍沒有離開危險(xiǎn)區(qū)域，則兩只行程開關(guān)同時動作，則切斷離合器，同時曲軸柄上的剎車動作，使滑塊不再下滑，直至排除故障，重新起動時才下滑。(3)在沖床滑塊上安裝有機(jī)玻璃罩，隨同滑塊下降，可以防止沖壓零件飛出傷人。2.課題方案的確定2.1 課題設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案： 1.采

18、用分離氣缸和定位夾緊氣缸實(shí)現(xiàn)物料的運(yùn)送和分離 2.利用機(jī)械手進(jìn)行送料 3.采用伺服電機(jī)控制工作臺進(jìn)行送料方案一：采用雙作用缸實(shí)現(xiàn)物料的分離功能和定位夾緊功能氣動送料機(jī)由兩個基本應(yīng)用模塊組成：物料分離模塊及傳送模塊。物料分離模塊由兩個雙作用氣缸組成，分別實(shí)現(xiàn)物料的分離功能和定位夾緊功能。為保證真空系統(tǒng)的氣流通暢，以提高真空發(fā)生器的真空度，回路4中的真空控制回路不安裝節(jié)流閥。同時，回路4中的所有連接氣管應(yīng)盡可能的短， 以減小空氣流通阻力，提高真空度。采用氣缸的優(yōu)點(diǎn)：減少了物料的運(yùn)送步驟，縮短了加工時間，操作簡單。缺點(diǎn)：對物料的放置有很高的精度要求，造價(jià)高昂，一般的小型企業(yè)不采用方案二：利用機(jī)械手進(jìn)

19、行送料機(jī)械手是以小車形式通過鋼繩同滑塊聯(lián)接起來， 由沖床滑塊上升運(yùn)動牽引小車作前進(jìn)的水平運(yùn)動完成送料，由通過鋼繩連接的重物使小車作復(fù)位運(yùn)動。由小車機(jī)械手將工件送至沖床下進(jìn)行沖孔，提高了生產(chǎn)效率，保證了質(zhì)量，改善了勞動強(qiáng)度，確保了人生安全。采用機(jī)械手送料的優(yōu)點(diǎn)：送料與沖床節(jié)拍相同，可以連續(xù)生產(chǎn)。缺點(diǎn)：首先由于整個過程均由機(jī)械手實(shí)現(xiàn)，所以對機(jī)械手的要求度很高，其次，如果工件大小不一要經(jīng)常更換。方案三：采用伺服電機(jī)控制工作臺進(jìn)行送料由單片機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動脈沖信號，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器收到驅(qū)動脈沖信號后，步進(jìn)電機(jī)將會按照設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，將電脈沖轉(zhuǎn)化成交位移。電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號頻率來控制決定，再由

20、電機(jī)控制工作臺進(jìn)行送料沖壓。優(yōu)點(diǎn)：1、可以連續(xù)生產(chǎn)，并且能實(shí)現(xiàn)一人控制幾臺機(jī)器2、可靠性高，由于送料機(jī)構(gòu)外部由步進(jìn)電機(jī)控制，所以每次的行程都是固定值。3、低功耗，低電壓。在許多沒有電力供應(yīng)的應(yīng)用場合，較低的功耗和工作電壓是生產(chǎn)便捷化的必要條件。4、維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。綜合以上的比較，選擇方案三來設(shè)計(jì)護(hù)欄沖壓機(jī)構(gòu)。2.2 系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)示意圖護(hù)欄框架加工沖床機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖2.1所示，它包括了2個工作臺面，左邊的工作臺面是固定的，右邊的工作臺面是可移動的，2個臺面上都有夾具，為了保證工件在送料過程中不會被夾具磨損，所以左邊的工作臺面上的夾具采用內(nèi)嵌彈簧的方法。圖2.1 機(jī)構(gòu)簡圖2.3 聯(lián)軸器的種類和選擇

21、聯(lián)軸器分為兩類，一類是剛性聯(lián)軸器，用于兩軸對中嚴(yán)格，且在工作時不發(fā)生軸線偏移的場合。另一類是撓性聯(lián)軸器，用于兩軸有一定限度的軸線偏移場合。撓性聯(lián)軸器又可分為無彈性元件聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器。 彈性聯(lián)軸器有：彈性元件，能緩沖吸振，能補(bǔ)償軸線偏移。剛性聯(lián)軸器：無彈性元件，不能緩沖吸振。根據(jù)能否補(bǔ)償軸線偏移又可分為固定式剛性聯(lián)軸器和可移式剛性聯(lián)軸器。通過上述描述，選擇了剛性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器有套筒聯(lián)軸器和凸緣聯(lián)軸器兩種。1）套筒聯(lián)軸器 該聯(lián)軸器是最簡單的聯(lián)軸器，由聯(lián)接兩軸軸端的套筒和聯(lián)接零件構(gòu)成。結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸小，但對安裝條件要求高，無緩沖吸振功能。 如圖所示，套筒聯(lián)軸器由套筒和

22、聯(lián)接零件（銷釘或?。┙M成。這種聯(lián)軸器構(gòu)造簡單，徑向尺寸小；但對兩軸的軸線偏移無補(bǔ)償作用。多用于兩軸對中嚴(yán)格、低速輕載的場合。當(dāng)用圓錐銷作聯(lián)接件時，若按過載時圓錐銷剪斷進(jìn)行設(shè)計(jì)，則可用作為安全聯(lián)軸器。圖2.2 套筒聯(lián)軸器2）凸緣聯(lián)軸器是固定式聯(lián)軸器中應(yīng)用最廣的一種。兩聯(lián)軸器通過鍵與軸相聯(lián)，再用螺栓將兩半聯(lián)軸器聯(lián)成一體。結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能傳遞較大轉(zhuǎn)矩，但無彈性，不能緩沖吸振，安裝時必須嚴(yán)格對中。適合載荷平穩(wěn)場合。 如圖所示，凸緣聯(lián)軸器由兩個帶凸緣的半聯(lián)軸器和一組螺栓組成。這種聯(lián)軸器有兩種對中方式：一種是通過分別具有凸槽和凹槽的兩個半聯(lián)軸器的相互嵌合來對中，半聯(lián)軸器采用普通螺栓聯(lián)接；另一種是通過

23、鉸制孔用螺栓與孔的緊配合對中，當(dāng)尺寸相同時后者傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，且裝拆時軸不必作軸向移動。圖2.3 凸緣聯(lián)軸器3.絲杠的選擇和校核計(jì)算3.1 滾珠絲杠的特點(diǎn)（1） 摩擦損失小，傳動效率高，可達(dá)0.90.96；（2） 絲杠螺母之間預(yù)緊后，可以完全消除間隙，提高了傳動剛度；（3） 摩擦阻力小，幾乎與運(yùn)動速度無關(guān)，動靜摩擦力之差極小，能保證運(yùn)動平穩(wěn)，不易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象。磨損小、壽命長、精度保持性好；（4） 不能自鎖。有可逆性，即能將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動，或?qū)⒅本€運(yùn)動轉(zhuǎn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。因此絲杠立式使用時，應(yīng)增加制動裝置。3.2 滾珠絲杠的計(jì)算根據(jù)黑田滾珠絲杠的選型計(jì)算來求本設(shè)計(jì)滾珠絲杠的選擇。最大行程

24、 S=2700mm快速移動速度 V=0.5m/s加/減速時間常數(shù) t=0.15s定位精度 mm希望壽命30000（小時）直線導(dǎo)軌摩擦系數(shù)0.1最大轉(zhuǎn)速 N=3000r/min3.2.1導(dǎo)程L 其中 為快速移動速度， 為最大轉(zhuǎn)速，代入數(shù)據(jù)計(jì)算得3.2.2 螺母計(jì)算（1）加速時 加速度 軸向負(fù)載 （2）固定速度時 軸向負(fù)載 （3）減速時 軸向負(fù)載 其中 為工作臺質(zhì)量， 為加減速時間常數(shù)， 為直線導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，將以上數(shù)據(jù)分別代入式，得 ， 利用負(fù)載條件計(jì)算軸向平均負(fù)載和平均轉(zhuǎn)速，有 其中 將以上數(shù)據(jù)分別代入得 凈工作時間不包括停止時間，小時所以有： 其中為負(fù)載因子，在無沖擊平滑運(yùn)轉(zhuǎn)時，取 普通狀態(tài)下

25、的運(yùn)轉(zhuǎn)時，取 有沖擊和振動情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)時，取因此取，代入式，計(jì)算得： 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，選擇南京工藝裝備公司生產(chǎn)的FFB型內(nèi)循環(huán)單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊滾珠絲杠螺母副，型號為FFB25062其公稱直徑d0=25mm基本導(dǎo)程L0=10mm螺紋底徑d2=20.9mm絲杠外徑 d1=23.9mm剛球直徑 Dw=4mm循環(huán)圈數(shù) 2螺紋長度：2649mm滾珠絲杠螺母副的安裝方式采用一端固定、一端游動支撐方式：固定端軸承型號：2列組合60 °接觸角推力角接觸球軸承（背靠背組配）， 760204TNI，即內(nèi)徑d=20mm,外徑D=47mm寬度B=14mm;游動端軸承型號：兩個深溝球軸承組配，6204，即

26、內(nèi)徑d=20mm,外徑D=47mm寬度B=14mm。3.3 絲杠的校核計(jì)算3.3.1 滾珠絲杠的壽命計(jì)算 滾珠絲杠的壽命即一組滾珠在相同的狀況下運(yùn)動,不致引起螺紋槽或滾珠疲勞失效時的時間長短。螺紋槽或滾珠的斷裂是由于持續(xù)的壓力引起金屬疲勞而導(dǎo)致的。滾珠絲杠的壽命是由基本動額定負(fù)載決定的。絲杠的壽命可以通過以下公式計(jì)算：（h） 其中 、前面均有計(jì)算結(jié)果，將其代入計(jì)算得3.3.2 絲杠的臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算 滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速是指快速移動時的轉(zhuǎn)速。因此，只要此時的轉(zhuǎn)速不超過臨界轉(zhuǎn)速就可以。從自振頻率角度來校核臨界轉(zhuǎn)速，計(jì)算公式如下：其中 為重力加速度，取 為絲杠材料的密度，由于絲杠時鋼，故取鋼的密度為 A

27、為絲杠底徑的橫截面積 E為絲杠材料的彈性模量，I為絲杠底徑的慣性矩 為支承間的距離，取決于絲杠安裝形式的系數(shù)，將上述數(shù)據(jù)代入，計(jì)算得：4.伺服電機(jī)的選擇和計(jì)算4.1 選擇電機(jī)應(yīng)考慮的問題（1） 根據(jù)機(jī)械負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對電動機(jī)的啟動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求。選擇電機(jī)類型。（2） 根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、速度變化范圍的啟動頻繁程度等要求?？紤]電動機(jī)的溫升限制、過載能力和啟動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機(jī)功率。所選電動機(jī)應(yīng)留有余量負(fù)載率一般取0.8-0.9。（3） 根據(jù)使用場所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)方式，選擇電動機(jī)的結(jié)構(gòu)型式。（4） 根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對功率因數(shù)

28、的要求，確定電動機(jī)的電壓等級和類型。（5） 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和對電力傳動調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程性能要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速。4.2 伺服電機(jī)的功率計(jì)算電機(jī)計(jì)算根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊單行本常用電機(jī)電器及電動液中電機(jī)的計(jì)算進(jìn)行伺服電機(jī)的計(jì)算。根據(jù)沖孔距離L和工件移動速度V可得兩孔間的移動時間:T=0.4S假設(shè)電機(jī)的加減速時間t為0.15S，加速時，加速度:a=3.3m/s 減速時，加速度:a=-3.3m/s 角速度:w=157rad/s 角加速度:=1047rad/s 絲杠的轉(zhuǎn)動慣量:J=0.0059 工作臺轉(zhuǎn)矩:T=1.05 電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩:T=J T=7.23 電機(jī)功率

29、:P=1.13kw 所以電機(jī)功率選擇因大于1.13kw4.3 伺服電機(jī)的選型根據(jù)功率要求和經(jīng)濟(jì)要求，選擇選擇臺達(dá)標(biāo)準(zhǔn)功能型的ASDA-A系列交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，圖3.2所示。該系列伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)，型號分別為ASD-A1521M, ASMT15M250。伺服電機(jī)ASMT15M250技術(shù)參數(shù)見下表表4.1 伺服電機(jī)性能技術(shù)參數(shù)表額定功率1.5kw額定扭矩7.16瞬時最大扭矩21.5額定轉(zhuǎn)速2000rpm瞬時最大扭矩2000rpm額定電流10.6A瞬時最大電流30.3A每秒最大功率增加量58.3kw/s轉(zhuǎn)子慣量8.79E-4機(jī)械常數(shù)1.3ms軸摩擦扭矩0.5扭矩常數(shù)（KT）0.73/

30、A電壓常數(shù)（KE）76.0E-3電機(jī)阻抗0.828Ohm電機(jī)感抗5.5mH電氣常數(shù)6.6ms絕緣等級F級絕緣阻抗DC500V，100MV以上絕緣耐壓AC1500，50HZ，60sec徑向最大抗扭矩490N軸向最大抗扭矩98N使用溫度040保存溫度-2070使用濕度2090%RH(不結(jié)露)保存濕度2090%RH(不結(jié)露)耐振性2.5G5.聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算聯(lián)軸器是用來聯(lián)接軸與軸，以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)距。有時也可作為一種安全裝置用來防止被聯(lián)接件承受過大的載荷，起到過載保護(hù)的作用。用聯(lián)軸器聯(lián)接兩軸時，只有在機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)后才能使兩軸分離。5.1聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩計(jì)算根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩來選擇聯(lián)軸器的型號。式中：T理論轉(zhuǎn)矩

31、（N·m）；      Tn許用轉(zhuǎn)矩（N·m）；     Pw驅(qū)動功率（kW）；         PH驅(qū)動功率（馬力）；     n工作轉(zhuǎn)速(r/min)；         K工作情況系數(shù)。通過計(jì)算，選擇JB/GQ443-80軸套聯(lián)軸器。其最大外徑D為32130軸孔范圍d 為1890 5.

32、2 聯(lián)軸器的力矩計(jì)算通過第四章的電機(jī)計(jì)算，可知電機(jī)力矩為聯(lián)軸器的力矩公式為：其中 T1 為計(jì)算力矩 K1 為負(fù)載系數(shù)K2 為運(yùn)轉(zhuǎn)時間系數(shù) K3 為起、停頻繁度系數(shù) K1、K2、K3可以分別通過表5.1、5.2、5.3查得表5.1 負(fù)載系數(shù)K1表5.2 運(yùn)轉(zhuǎn)時間系數(shù)K2 表5.3 起動、停止頻繁度系數(shù)K3查表得 ，, 所以可得5.3 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 軸的扭轉(zhuǎn)條件為 其中 為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T為軸所受的扭矩，N·mm為軸的扭轉(zhuǎn)界面系數(shù)，n為軸的轉(zhuǎn)速，r/minp為軸傳遞的功率，KWd計(jì)算截面處軸的直徑，mm為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa,見下表5.4；表5.4 軸的材料與許用應(yīng)力的對應(yīng)關(guān)系軸的材

33、料Q235-A、20Q275、354540Cr、35SiMn、38SiMnMo、3Cr13(MPa)152520352545355514912613511212610311297注：1)表中是考慮了彎矩影響而降低了的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。2)在下述情況時，取較大值，A0取較小值：彎矩較小或只受扭矩作用、載荷較平穩(wěn)、無軸向載荷或只有較小的軸向載荷、減速器的低速軸、軸只作單向旋轉(zhuǎn)；反之，取較小值，A0取較大值。由上式可得軸的直徑：對于空心軸，則有式中d1/d，即空心軸的內(nèi)徑d1與外徑d之比，通常取0.50.6。將數(shù)據(jù)代入上式，計(jì)算得：6.主要參數(shù)及維護(hù)6.1 主要參數(shù)工件每完成一個孔需要1秒，具體運(yùn)行時

34、間見下表，表6.1 工件沖孔的時間工作臺速度加速勻速減速時間（S）0.150.70.156.2 保養(yǎng)和維護(hù)1、沖床每天工作8小時需要進(jìn)行停機(jī)維護(hù)，要保持臺面清潔。2、新機(jī)實(shí)用一個月后，要在聯(lián)軸器與電機(jī)及絲杠連接處滴加潤滑油，保證絲杠的轉(zhuǎn)動精度。3、要保證夾持的工件的夾具夾牢，放置工件彈出傷人。4、要對機(jī)器進(jìn)行定期檢查（建議每日檢查）。結(jié)束語經(jīng)過歷時3個月的努力，到目前為止，本設(shè)計(jì)已基本上完成。雖然設(shè)計(jì)相對比較簡單，但理論與實(shí)踐畢竟不一樣，對于一位缺乏實(shí)踐的在校大學(xué)生來說，這也有一定的困難，使我在設(shè)計(jì)過程中遇到了許多阻力，但在老師和同學(xué)的幫助下，通過自己的努力，最后克服了一個又一個困難，使設(shè)計(jì)取得了成功。在設(shè)