買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 寧學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 自動點(diǎn)焊機(jī)的設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 年 月 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 要 隨著工業(yè)水平的發(fā)展 ,重要的大型焊接結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用越來越多 ,其中大量的焊接工作必須在現(xiàn)場作業(yè) ,如 自動點(diǎn)焊機(jī) 、大型艦船艙體、甲板的焊接、大型球罐 (儲罐 )的焊接等。而這些焊接場合下， 自動點(diǎn)焊機(jī) 要適應(yīng)焊縫的變化，才能做到提高焊接自動化的水平。無疑 ,將 自動點(diǎn)焊機(jī) 技術(shù)和焊縫跟蹤技術(shù)結(jié)合將有效地解決大型結(jié)構(gòu)件野外作業(yè)的自動化焊接 難題。因此 自動點(diǎn)焊機(jī) 的設(shè)計(jì)對于解決這一難題至關(guān)重要。 關(guān)鍵詞 ： 焊接技術(shù) 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 強(qiáng)度校核 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of it is to of of a of be at as of a as to to in be to of is no to of 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 摘 要 . . 錄 . 1 章 緒論 . 6 題的依據(jù)及意義 . 10 題的依據(jù) . 10 題的意義 . 10 究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 . 10 動點(diǎn)焊機(jī)研究現(xiàn)狀 . 11 動點(diǎn)焊機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè) 計(jì)的發(fā)展趨勢 . 12 課題的研究設(shè)計(jì)內(nèi)容及方法 . 12 第 2 章 自動點(diǎn)焊機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì) . 13 計(jì)原理 . 13 向桿機(jī)構(gòu)的選用要點(diǎn) . 14 案討論 . 15 章小結(jié) . 15 第 3 章 自動點(diǎn)焊機(jī) Y 向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 16 杠螺母導(dǎo)程的確定 . 16 定絲杠的等效轉(zhuǎn)速 . 16 杠的等效負(fù)載 . 16 定絲杠所受的最大動載荷 . 16 算軸承動載荷 . 17 杠拉壓振動和扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率驗(yàn)算 . 17 杠的扭轉(zhuǎn)剛度 . 18 動精度計(jì)算 . 18 動機(jī)的計(jì)算選擇 . 19 第 4 章 自動點(diǎn)焊機(jī) X 向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 20 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 V 珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型 . 20 度的選擇 . 20 杠導(dǎo)程的確定 . 20 大工作載荷的計(jì)算 . 20 大 動載荷的計(jì)算 . 21 珠絲杠螺母副的選型 . 21 珠絲杠副的支承方式 . 22 動效率的計(jì)算 . 22 度的驗(yàn)算 . 22 定性校核 . 23 界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)證 . 24 進(jìn)電機(jī)的選擇 . 25 動直線導(dǎo)軌副 . 28 第 5 章 自動點(diǎn)焊機(jī) Z 向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 30 向精度設(shè)計(jì) . 30 珠絲杠疲勞強(qiáng)度 . 30 用滾珠絲杠 . 31 珠絲杠穩(wěn)定性驗(yàn)算 . 31 珠絲杠剛度驗(yàn)算 . 32 珠絲杠效率驗(yàn)算 . 33 向電機(jī)選 型 . 33 第 6 章 焊頭設(shè)計(jì) . 35 頭設(shè)計(jì) . 35 動點(diǎn)焊設(shè)計(jì) . 36 第 7 章 成本設(shè)計(jì) . 37 總結(jié)與展望 . 38 致 謝 . 40 參 考 文 獻(xiàn) . 41 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 第 1 章 緒論 題的依據(jù)及意義 題的依據(jù) 隨著社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的操作方式也發(fā)生著革命性的變化，從手工作坊式的勞動，逐漸演變成自動化、智能化的生產(chǎn)方式，人類也逐漸無法完成某些 生產(chǎn)過程，所以為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要出現(xiàn)了特殊的生產(chǎn)工具 點(diǎn)焊機(jī)。與此同時(shí)也出現(xiàn)了一些新的生產(chǎn)活動，在這些生產(chǎn)活動中，有些是屬于高危險(xiǎn)的，對人體傷 害較大，有些領(lǐng)域不適宜人類工作長 時(shí)間的工作，點(diǎn)焊機(jī)則正好適應(yīng)這類工作。防止了一些化學(xué)物品對人類的傷害 5。 在當(dāng)今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為 提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過程的自動化程度，工業(yè)機(jī)器作為自動化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認(rèn)同并采用。工業(yè)機(jī)器的技術(shù)水平和應(yīng)用 程度在一定程度上反映了一個(gè)國家工業(yè)自動化的水平，目前，工業(yè) 焊接機(jī) 主要承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運(yùn)等重復(fù)性并且勞動強(qiáng)度極大的工作，工作方式一般采取示教再 現(xiàn)的方式。 點(diǎn)焊機(jī)是按照給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動移動、焊接的操作的自動機(jī)械裝置 6。實(shí)現(xiàn)了 自動化的工作并減少了很多不必要的人工勞動。本文對多工位點(diǎn)焊機(jī)利用 點(diǎn)焊機(jī)的工作原理是利用正負(fù)兩極在瞬間短路時(shí)產(chǎn)生的高溫電弧來熔化電焊條上的焊料和被焊材料，來達(dá)到使它們結(jié)合的目的 7。點(diǎn)焊機(jī)是由焊頭、點(diǎn)焊槍等組成。點(diǎn)焊槍是四工位點(diǎn)焊機(jī)電氣控制系統(tǒng)的核心。利用電磁閥控制點(diǎn)焊槍的伸縮及溫度 題的意義 通過完成該課題，即設(shè)計(jì)出 自動點(diǎn)焊機(jī) 及對其進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，能夠解決在焊接過程中焊槍不能隨波形的變化調(diào)整與焊槍速度的夾角這個(gè)問題，使得在直線段與在波內(nèi)斜邊段焊接時(shí)，焊 槍與焊縫都保持垂直，相對于焊縫的焊接速度都恒為同一速度，進(jìn)而能夠提高在直線段與在波內(nèi)斜邊段的焊縫成形的一致性，提高的生產(chǎn)質(zhì)量。 究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 這里的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢包括三個(gè)方面：前面也提到這里的三自由度 自動點(diǎn)焊機(jī)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 （為 自動點(diǎn)焊機(jī) ）是為提高焊接自動化水平的，故這里為 自動點(diǎn)焊機(jī) 的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢；關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢；關(guān)于運(yùn)動學(xué)分析的常用方法 5。 動點(diǎn)焊機(jī) 的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 這里所設(shè)計(jì)的 自動點(diǎn)焊機(jī) 為有軌 自動點(diǎn)焊機(jī) ，只是現(xiàn)有的 自動點(diǎn)焊機(jī) 技術(shù)在焊接中的應(yīng)用，是該領(lǐng) 域的焊接自動化水平低的緣故，而當(dāng)前的 自動點(diǎn)焊機(jī) 技術(shù)有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。 隨著工業(yè)水平的發(fā)展 ,重要的大型焊接結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用越來越多 ,其中大量的焊接工作必須在現(xiàn)場作業(yè) ,如大型艦船艙體、甲板的焊接、大型球罐 (儲罐 )的焊接等。而這些焊接場合下， 自動點(diǎn)焊機(jī) 要適應(yīng)焊縫的變化，才能做到提高焊接自動化的水平。無疑 ,將 自動點(diǎn)焊機(jī) 技術(shù)和焊縫跟蹤技術(shù)結(jié)合將有效地解決大型結(jié)構(gòu)件野外作業(yè)的自動化焊接難題。 當(dāng)前國內(nèi)外在 自動點(diǎn)焊機(jī) 方向研制的幾個(gè)典型 自動點(diǎn)焊機(jī) 如下： (1) 韓國 立大學(xué)的 O 等研制的艙體格子形構(gòu)件焊接 自動點(diǎn)焊機(jī) 這種 自動點(diǎn)焊機(jī) 能夠在人比較難以達(dá)到的狹窄空間自主地實(shí)現(xiàn)焊接過程 ,能夠自動尋找焊縫的起始點(diǎn)。在遇到格子框架的拐角焊縫時(shí) ,在保證焊接速度不變且焊炬準(zhǔn)確對準(zhǔn)焊縫的情況下 ,能夠自動調(diào)整 自動點(diǎn)焊機(jī) 本體和十字滑塊的位置 4。 (2) 日本慶應(yīng)大學(xué)學(xué)者 為平面薄板焊接研制的自主性 自動點(diǎn)焊機(jī) 該 自動點(diǎn)焊機(jī) 能夠直線前進(jìn) ,還可以利用兩個(gè)輪的差速控制小車的轉(zhuǎn)彎 ,它裝焊槍的臂可以伸縮，可以檢測焊縫的位置并精確的識別焊縫的形狀 ,如是直線焊縫、曲線焊縫、還是折線焊縫等 5。 (3) 日本慶應(yīng)大學(xué)學(xué)者 研制了管道焊接自主 自動點(diǎn)焊機(jī) 該 自動點(diǎn)焊機(jī) 可以沿著管道 ,根據(jù) 取的圖象信息 ,在焊前可以自動尋找并識別焊縫 ,然后使 自動點(diǎn)焊機(jī) 本體沿管道方向達(dá)到正確的焊接位置 5。 (4) 清華大學(xué)機(jī)械工程系與北京石油化工學(xué)院裝備技術(shù)研究所聯(lián)合研制的球罐磁吸附輪式 自動點(diǎn)焊機(jī) 該 自動點(diǎn)焊機(jī) 的焊炬跟蹤精度可達(dá) 夠滿足實(shí)際工程應(yīng)用3。 (5) 上海交通大學(xué)研制的具有自尋跡功能的焊接 自動點(diǎn)焊機(jī) 該 自動點(diǎn)焊機(jī) 在焊前 ,小車能夠自動尋找焊縫并經(jīng)過軌跡推算后自動調(diào)整小車本體和焊炬的位姿到待焊狀態(tài)；在焊接過程 中能夠進(jìn)行橫向大范圍的實(shí)時(shí)焊縫跟蹤 8。 當(dāng)前絕大多數(shù) 自動點(diǎn)焊機(jī) 還能焊縫跟蹤 ,焊前必須通過人為的方式 ,把 自動點(diǎn)焊機(jī) 放到坡口附近合適的位置 ,并且通過手動將 自動點(diǎn)焊機(jī) 本體、十字滑塊等調(diào)整到合適的待焊買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 狀態(tài) ,也就是說 自動點(diǎn)焊機(jī) 的自主性還很低 ,基本上還不具有自主的運(yùn)動規(guī)劃能力。 未來的發(fā)展趨勢為三個(gè)方面：選擇視覺傳感器來進(jìn)行傳感跟蹤，因?yàn)榕c圖象處理方面相關(guān)的技術(shù)得到發(fā)展；采用多傳感信息融合技術(shù)以面對更為復(fù)雜的焊接任務(wù)；由于控制技術(shù)由經(jīng)典控制到向智能控制技術(shù)的發(fā)展，這也將是 自動點(diǎn)焊機(jī) 的控制所采用。 動 點(diǎn)焊機(jī) 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 在當(dāng)前， 自動點(diǎn)焊機(jī) 的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)絕大部分還是采用依據(jù)具體的情況來設(shè)計(jì)專用 自動點(diǎn)焊機(jī) ，稱之為固定結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng) 自動點(diǎn)焊機(jī) ，其運(yùn)動特性使特定 自動點(diǎn)焊機(jī) 僅能適應(yīng)一定的范圍 ,不利于 自動點(diǎn)焊機(jī) 的發(fā)展。解決這一問題的方法就是利用關(guān)節(jié)模塊和連桿模塊 ,根據(jù)具體的要求開發(fā)可重構(gòu) 自動點(diǎn)焊機(jī) 系統(tǒng)。下面為當(dāng)前一些人所做的研究： (1) 人建立的 自動點(diǎn)焊機(jī) 庫 ,將模塊分成模塊單元連接器、連桿模塊、主關(guān)節(jié)模塊和末端關(guān)節(jié)模塊四類 13； (2) 1999 年 提出了一種由晶 體結(jié)構(gòu) “分子 ”組成的可自重構(gòu) 自動點(diǎn)焊機(jī)系統(tǒng) 13； (3) 上海交通大學(xué)的費(fèi)燕瓊和沈陽航空工業(yè)學(xué)院的張艷麗等對模塊化 自動點(diǎn)焊機(jī) 的構(gòu)形設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究 13。 課題的研究設(shè)計(jì)內(nèi)容及方法 下面的絲桿為 X 軸 上面橫著的為 Y 軸 上面豎著的為 Z 軸 都用點(diǎn)動機(jī) 帶動。 X Y 實(shí)現(xiàn)定位 Z 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊 將上圖 Z 軸上的物體（畫紅圈的） 換成焊頭。焊頭是裝上彈簧 有緩沖等。防止撞壞工作臺就行。滾珠絲桿螺母副跟總體尺寸都由你們確定。總裝配圖要有總體尺寸 裝配尺寸 還要有技術(shù)要求等。 設(shè)計(jì)說明說主要 包括 絲桿螺母副的選擇 電動機(jī)的選擇 還有焊頭的設(shè)計(jì) 如何實(shí)現(xiàn)自動點(diǎn)焊等 成本設(shè)計(jì)等。大概10000 字左右。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 第 2 章 自動點(diǎn)焊機(jī) 構(gòu)總體設(shè)計(jì) 計(jì)原理 軸采用絲杠傳動 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 電焊頭緩沖裝置結(jié)構(gòu)示意圖 向桿機(jī)構(gòu)的選用要點(diǎn) 由于工業(yè)生產(chǎn)中導(dǎo)向桿機(jī)械臂的應(yīng)用較為廣泛，因此本設(shè)計(jì)著重對導(dǎo)向桿機(jī)械臂機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究。 1. 應(yīng)具有足夠的推拉力 焊接機(jī) 的機(jī)構(gòu)靠 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的液壓力實(shí)現(xiàn)手部結(jié)構(gòu)的伸縮和升降，便把工件從一個(gè)位置到另一個(gè)位置，由于工件本身的重量以及過程中產(chǎn)生的慣性力和振動等， 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 必須具有足夠大的液壓力，才能防止工件在過程中擺動。一般要求液壓力 N 為工件以及重量的 23 倍。 2. 應(yīng)具有足夠的俯仰角 為了實(shí)現(xiàn)升降以及伸縮，必須具有足夠大的俯仰角度來適應(yīng)較大的范圍，對于式手部要有足夠大的范圍。 3. 應(yīng)能保證工件的可靠定位 為了使工件、工具與目的地保持準(zhǔn)確的相對位置，必須根據(jù)要求的目的地，選用相對應(yīng)的 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 來定 位 。 4. 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 除了受到工件、工具的重量，還要受到本身的重量，還受到 焊接機(jī) 手不在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的慣性力和振動的影響，沒有足夠的強(qiáng)度和剛度會發(fā)生折斷或彎曲變形，因此對于受力較大的應(yīng)進(jìn)行必要的強(qiáng)度、剛度計(jì)算。 5. 應(yīng)適應(yīng) 對象的要求 為了適應(yīng)工件的載荷，可以選用 V 型、燕尾型、園柱導(dǎo)向桿型的導(dǎo)軌。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 6. 盡可能具有一定的通用性 一般專用性較強(qiáng)，在可能的情況下，應(yīng)考慮到產(chǎn)品零件的變換。為適應(yīng)不同形狀和尺寸的要求 ，可將制成組合式結(jié)構(gòu)，迅速更換不同的部件及附件來擴(kuò)大 機(jī)構(gòu)的使用范圍。也可在設(shè) 計(jì)時(shí)適當(dāng)選取其結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)以擴(kuò)大其使用范圍 。 案討論 導(dǎo)向桿制造工藝性、導(dǎo)向性好，可以承受較大的軸向力，且其適用場合是輕型機(jī)械；燕尾槽導(dǎo)向的導(dǎo)軌尺寸緊湊，用鑲條調(diào)整見習(xí) ，比較方便，但是制造比較復(fù)雜，磨損不能自動補(bǔ)償，且一般用于高度小的部件中； V 型導(dǎo)軌有利于排屑，但不易保存潤滑油，而且一般用于低速。 綜合以上情況，該設(shè)計(jì)選用導(dǎo)向桿導(dǎo)向。 章小結(jié) 本章主要介紹 自動點(diǎn)焊機(jī) 機(jī)械結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)及方案的選擇和確定。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 第 3 章 自動點(diǎn)焊機(jī) Y 向 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 杠螺母導(dǎo)程的確定 本設(shè)計(jì)中，電機(jī)與絲杠 直接相連，傳動比 i=1，選擇電機(jī) Y 系列異步電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速 g i n ,/1 5 0 0m a xm a x 最大轉(zhuǎn)矩，則絲杠的導(dǎo)程為 h 81 5 0 0/ 0 0 0/ m a xm a x 定絲杠的等效轉(zhuǎn)速 最大進(jìn)給時(shí)，絲杠的轉(zhuǎn)速為 m 5 0 08/1 2 0 0 0/m a xm a x h 最慢進(jìn)給時(shí)，絲杠的轉(zhuǎn)速為 m 2 則得到絲杠的等效轉(zhuǎn)速（估計(jì) 21 2 m 0 0 0)/()(212m i a x m 杠的等效負(fù)載 工作負(fù)載是指機(jī)床工作時(shí)， 實(shí)際作用在絲杠上的軸向壓力，它的數(shù)值可用進(jìn)給牽引力的實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算。選用導(dǎo)軌為滾動導(dǎo)軌，而一般情況下，摩擦系數(shù) 絲杠所受的最大牽引力為 )(m a x 6 i nm a x 故其等效負(fù)載可按下式計(jì)算（估算 t1= 3/1221122m i a x )/()( m 由以上確定進(jìn)給運(yùn)動的總阻力 F =12N 定絲杠所受的最大動載荷 查表，取絲杠的工作壽命 5000h，同時(shí)取精度系數(shù) ，負(fù)荷性質(zhì)系數(shù) 05，溫度系數(shù) 度系數(shù) ，可靠性系數(shù) 均轉(zhuǎn)速為 1000r/ ()3( 3/12211223m i n買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 選用滑動絲杠螺母傳動，絲杠公稱直徑為 ，基本導(dǎo)程 ，絲杠螺母的接觸剛度為 1692N/ m ，螺旋升角 絲杠的底徑 26母長度為 210絲杠的精度等級為 1級。算軸承動載荷 壽命系數(shù)為： 0 0 0 033500/10 壽命系數(shù)： 可靠性為 90%的額定壽命，取為 10000h； 轉(zhuǎn)速系數(shù)： 0 0/1003/100 33 jn 計(jì)算轉(zhuǎn)速 500 ； 8 8 0 01 4 5 1 故能滿足要求。 杠拉壓振動和扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率驗(yàn)算 已知：軸承的接觸剛度 /1080 ，絲杠螺母的接觸剛 ，絲杠的最小拉壓剛度 ： 當(dāng)導(dǎo)軌運(yùn)動到兩極位置時(shí)，有最大和最小拉壓剛度，其中， 50母座剛度 /1000 。軸向拉壓總剛度為： 絲杠拉壓振動的固有頻率 由計(jì)算可知，絲杠拉壓振動的固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 1500r/以能滿足要求。 0/60) . (/(10900100015000606033/166 mi n/7165/6 a 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 杠的扭轉(zhuǎn)剛度 絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度 ： 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得平移物體的轉(zhuǎn)動慣量為 ： 絲杠的轉(zhuǎn)動慣量為 絲杠扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率為： 顯然，絲杠的扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 1500r/以，能滿足要求。 動精度計(jì)算 絲杠的拉壓剛度 ： 由以上的各條件可知最小機(jī)械傳動剛度為 ： 最大機(jī)械傳動剛度 ： 0 7 01 0 0 4 232 )2 23 sr a 4 7 4 810) 0 7 033 421211 0 8 0/11 6 9 2/ 1/1/1/1 1m i nm i 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 因此得到由于機(jī)械傳動裝置所引起的定位誤差為 其中， 動機(jī)的計(jì)算選擇 所以選用反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)，輸出功率 步轉(zhuǎn)速 1500r/電動機(jī)的參數(shù)如下表一所示： 表 3電動機(jī)的各種參數(shù) ： 電動機(jī)型號 步距角 最大靜轉(zhuǎn)矩（ 運(yùn)行頻率 最高空載啟動頻率 軸徑 長度 55 1800 60mm m 4551 0 8 0/11 6 9 2/11 6 5 2/1 1/1/1/1 10 5 51_1 2 11(20)1_1(m a i e 2 0/m a x 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 第 4 章 自動點(diǎn)焊機(jī) X 向 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型 滾珠絲杠副的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動， 其螺旋傳動是在絲杠和螺母滾道之間放人適量的滾珠，使螺紋間產(chǎn)生滾動摩擦。絲杠轉(zhuǎn)動時(shí)，帶動滾珠沿螺紋滾道滾動。螺母上設(shè)有返向器，與螺紋滾道構(gòu)成滾珠的循環(huán)通道。為了在滾珠與滾道之間形成無間隙甚至有過盈配合，可設(shè)置預(yù)緊裝置。為延長工作壽命，可設(shè)置潤滑件和密封件。 度的選擇 滾珠絲杠副的精度直接影響電氣機(jī)床的定位精度，在滾珠絲杠精度參數(shù)中，其導(dǎo)程誤差對機(jī)床定位精度最明顯。一般在初步設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定絲杠的任意 300程變動量300 1/2,在最后精度驗(yàn)算中確定。對于車床，選用滾珠絲杠的精度等級 X 軸為 1 3 級（ 1 級精度最高）， Z 軸為 2 5 級，考慮到本設(shè)計(jì)的定位精度要求和改造的經(jīng)濟(jì)性，選擇 X 軸精度等級為 3 級， Z 軸為 4 級。 杠導(dǎo)程的確定 選 擇導(dǎo)程跟所需要的運(yùn)動速度、系統(tǒng)等有關(guān)，通常在： 4、 5、 6、 8、 10、 12、 20中選擇，規(guī)格較大，導(dǎo)程一般也可選擇較大（主要考慮承載牙厚）。在速度滿足的情況下，一般選擇 較小導(dǎo)程（利于提高控制精度） ，本設(shè)計(jì)中初選縱向絲杠導(dǎo)程為 10 大工作載荷的計(jì)算 最大工作載荷叫進(jìn)給牽引力 ,其實(shí)驗(yàn)計(jì)算公式如表 4示。 表 4導(dǎo)軌類型 實(shí)驗(yàn)公式 K 矩形導(dǎo)軌 )( 尾導(dǎo)軌 )2( 合或三角導(dǎo)軌 )( 8 表中 K 為考慮顛覆力矩影響時(shí)的實(shí)驗(yàn)系數(shù)； 為滑動導(dǎo)軌摩擦系數(shù)； G 為移動部件總重量。 G=200 N 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 查表 3擇綜合導(dǎo)軌， K 取 取 為 200N ； 算得 )( =1197+ 3420+200） =(N 大動載荷的計(jì)算 載荷隨時(shí)間急劇變化且使構(gòu)件的速度有顯著變化（系統(tǒng)產(chǎn)生慣性力），此類載荷為動載荷。 比如 起重機(jī)以等速度吊起重物，重物對吊索的作用為 靜載， 起重機(jī)以加速度吊起重物，重物對吊索的作用為動載。 對于滾珠絲杠螺母副的 最大動載荷 式中： L 滾珠絲杠副的壽命系數(shù)，單位為 610 r， 610/60 （ T 為使用壽命，普通機(jī)床 T 取 5000氣機(jī)床 T 取 15000h； n 為絲杠每分鐘轉(zhuǎn)速）； 載荷系數(shù)，一般取 設(shè)計(jì)取 硬度系數(shù)（ 58 時(shí)取 等于 55 時(shí)取 于 取 于 50 時(shí)取 于 45 時(shí)取 滾珠絲杠副的最大工作載荷，單位為 N。 本設(shè)計(jì)中車床縱向承受最大切削力條件下最快的進(jìn)給速度 a x mV j ,初選絲 杠基本導(dǎo)程 0，則絲杠轉(zhuǎn)速 m 6 0/1 0 0 0m a x 。取滾珠絲杠使用壽 命 5000 ，帶入 610/60 得 L =90；取 2.1 1入 ，求得 ： 17390N。 珠絲杠螺母副的選型 初選滾珠絲桿副時(shí)應(yīng)使其額定動載荷 C , 當(dāng)滾珠 絲杠副在靜態(tài)或低速狀態(tài)下10( 長時(shí)間承受工作載荷時(shí)，還應(yīng)使額定靜載荷 C )32( 。 根據(jù)計(jì)算出的最大動載荷 選擇江蘇啟東潤澤機(jī)床附件有限公司生產(chǎn) 用雙螺母螺紋式預(yù) 緊，精度等級為 4 級，其參數(shù)如表 3買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 示。 表 4珠絲杠相關(guān)參數(shù) 則選擇絲杠 ,螺母墊片預(yù)緊，導(dǎo)珠管埋入式的滾珠絲杠副，尺寸如下： 公稱直徑 0 外徑 d=程 螺旋角 442 )( 鋼球直徑 w 動載荷 5851 靜載荷 7885 注釋 :滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)形式 珠絲杠副的支承方式 滾珠絲杠副的支承主要用來約束絲杠的軸向竄動，為了提高軸向剛度，絲杠 支承常用推力軸承為主的軸承組合?？紤]到縱向絲杠長度較大，本設(shè)計(jì)縱向絲杠采用雙推 簡支支承方式，該方式臨界轉(zhuǎn)速、壓桿穩(wěn)定性高，有熱膨脹的余地。 動效率的計(jì)算 滾珠絲杠的傳動效率 一般在 間，其計(jì)算公式如下： =) 式中： 螺距升角，d,可得 =2 91 ； 摩擦角，一般取 =10 。 算得： =)01192192 =度的驗(yàn)算 滾珠絲杠副工作時(shí)受軸向力和轉(zhuǎn)矩的作用，引起導(dǎo)程的變化，從而影響定位精度和運(yùn)動的平穩(wěn)性。軸向變形主要包括絲杠的拉伸或壓縮變形 1 、絲杠與螺母間滾道的接觸買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 變形 2 、 支承滾珠絲桿的軸承的軸向接觸變形3。 因轉(zhuǎn)矩和絲杠 以 2 、3可以忽略不計(jì)，所以絲杠的拉伸或壓縮變形量為： 1 = （ “ +” 號代表拉伸， “ -” 代表壓縮） 式 中：絲杠的最大工作載荷，單位為 N ； 絲杠縱向最大有效行程，單位為 E 絲杠材料的彈性模量，鋼 ； S 絲杠的橫截面面積，單位 2絲杠螺紋的底徑2 根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，6652算得： 1 =25 ) 6 3 3 = ( m 查表 3知， m 361 S， 絲杠是安全的 ， 不會失穩(wěn)。 高速絲杠工作時(shí)有可能發(fā)生共振，因此需驗(yàn)算其不發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速 臨街轉(zhuǎn)速 要求絲杠的最大轉(zhuǎn)速 臨街轉(zhuǎn)速按下式計(jì)算： 212)(9910 式中： 臨界轉(zhuǎn)速系數(shù)，見表 2題取 927.3 32 22) 3 3 9 1 0n/ r m 001010 6 3m a x 即： ，所以絲杠工作時(shí)不會發(fā)生共振。 此外滾珠 絲杠副還受 的限制，通常要求 m 07 40 m i n/107m i n/10410040 430 珠絲杠 剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠在工作負(fù)載 F(N)和轉(zhuǎn)矩 T( )共同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程的變形量0L(m)為： 20 式中 :A 絲杠截面積 , 2141 ；4132 ； G 為絲杠切變買文檔就送您 紙全