減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床設(shè)計

摘 要 組合機(jī)床是一種高效率專用機(jī)床，有一定的使用條件，不是在所有情況下都可以收到良好的經(jīng)濟(jì)效益，在確定設(shè)計機(jī)床前，需要進(jìn)行具體的經(jīng)濟(jì)技術(shù)論證。加工同一個產(chǎn)品的零件，通常會有很多種工藝方法，不同的方法會有不同的經(jīng)濟(jì)效益，影響技術(shù)經(jīng)濟(jì)的成分有很多，有時技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)的方發(fā)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不一定先進(jìn)，因此，需要對技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作綜合評估，綜合多數(shù)的意見，選出優(yōu)化方法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效果評估，如果滿意即可決定采用哪種方法。 本課題設(shè)計的是雙端面孔加工組合機(jī)床。其來源于惠發(fā)特精密機(jī)械有限公司。在設(shè)計中：通過研究被加工零件的特點，對 相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，對相關(guān)部件進(jìn)行選擇，從而確定機(jī)床的整體布局。并繪制出被加工示意圖，加工零件工序圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡。在此條件上擬定了主軸箱的傳動路線，設(shè)計了軸的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了皮帶輪及軸等相關(guān)零件的強(qiáng)度，剛度校核，并繪制出主軸箱總裝圖和相關(guān)零件圖。該機(jī)床對零件的兩端孔同時進(jìn)行加工，加工的工藝性好，工件裝夾方便。采用滾珠絲杠導(dǎo)軌實現(xiàn)刀具進(jìn)給。工件采用 V 形塊定位，液壓夾緊，一次裝夾完成不止保證了孔的加工精度，而且還提升了加工效率，降低了工人的勞動強(qiáng)度。 關(guān)鍵詞 : 組合機(jī)床；雙端面孔加工；液壓夾緊 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 Abstract Combination machine tools is an efficient special machine tool, has the certain conditions of use, can not in all cases received good economic benefits, before the design of machine tool is determined, specific economic and technical argument is required. Processing parts of the same product, usually there are many kinds of processing methods, different methods have different economic efficiency, influence the composition of the technical and economic has a lot of, sometimes technical indicators advanced party, advanced economic indicator does not necessarily, therefore, need to make a comprehensive evaluation of technical and economic indicators, comprehensive the opinions of the majority, to select the optimal method for economic evaluation, if satisfaction can be decided to use which method. This topic design is of double end face processing combination machine tools. It is derived from HuiFa precision machinery co., LTD. In design: by studying the characteristics of the processed parts and the related data to calculate, to choose of related parts, to determine the overall layout of machine tool. And map out the process diagram, process diagram, processing parts machine tool contact card size chart and productivity calculation. Conditions on which to formulate the spindle box of transmission route, design the structure of the shaft, the pulley and shaft parts related to strength, stiffness, and draw out the spindle box assembly diagram and related detail drawings. The machine tool and parts at both ends of the hole processing, processing of good manufacturability, workpiece clamping and convenient. With ball screw feed ? guide implementation tools. Key words: combination machine； double-face processing； the hydraulic clamping 目錄 摘要 .III ABSTRACT.IV 目錄 .V 1 緒 論 . 1 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 . 5 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 . 5 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 . 5 2 對總體設(shè)計的理解 . 7 2.1 機(jī)床的主要用途 . 7 2.2 機(jī)床的主 要部件 . 7 2.3 總體設(shè)計工藝方案的制定 . 7 2.3.1 工序 . 7 2.3.2 安裝 . 8 2.3.3 擬訂加工工藝路線 . 9 2.3.4 兩種加工路線的比較 . 9 2.3.5 刀具與夾具的比較 . 10 2.3.6 工序的集中與分散 . 11 2.3.7 確定加工工藝路線 . 11 3 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 . 11 3.1 確定傳動方式 . 12 3.2 聯(lián)軸器的選用 . 12 3.3 導(dǎo)軌形式的確定（選用和載荷計算） . 12 3.3.1 選用 . 12 3.3.2 載荷計算 . 13 3.4 滾珠絲桿的機(jī)械特性的設(shè)計計算 . 13 3.5 滾珠 絲桿副的選用 . 17 3.6 滾珠絲桿的驗算 . 17 3.7 步進(jìn)電機(jī)的選用 . 18 3.8 傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 21 3.8.1 螺母 . 21 3.8.2 活靈座 . 21 3.8.4 拖板 . 26 3.8.5 絲桿夾具 . 27 3.9 進(jìn)給系統(tǒng)圖 . 27 4 夾具設(shè)計 . 29 4.1 被加工零件的加工要求 . 29 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 4.2 夾具設(shè)計的主要依據(jù) . 30 4.2.1 被加工零件的加工精度和加工工序 . 31 4.2.2 被加工零件特點 . 31 4.2.3 零件的生產(chǎn)批量 . 錯誤 !未定義書簽。 4.3 工件的定位方案確定 . 32 4.3.1 加工示意圖的作用和內(nèi)容 . 32 4.3.2 加工示意圖的畫法及注意事項 . 32 4.3.3 選擇刀具，工具，導(dǎo)向裝置并標(biāo)注其相關(guān)位置及尺寸 . 32 4.4 工件夾緊方案確定 . 33 4.4.1 夾緊方向 . 33 4.4.2 夾緊部件 . 34 4. 5 定位元件，夾緊元件的設(shè)計 . 39 4.5.1 定位元件的設(shè)計 . 39 4.5.2 夾緊元件設(shè)計 . 39 4.6 夾緊力 計算 . 40 4.7 夾緊油缸設(shè)計 . 41 4.7.1 液壓缸的載荷組成與計算 . 41 4.7.2 初選系統(tǒng)工作壓力 . 43 4.7.3 液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 . 45 4.7.4 油缸密封 . 45 4.8 夾具體及其他零件設(shè)計 . 45 4.8.1 外形簡圖 . 45 4.8.2 材料選擇 . 46 4.9 夾具的安裝與調(diào)整 . 47 4.9.1 安裝 . 47 4.9.2 調(diào)整 . 47 4.9.3 夾具的可調(diào)節(jié)性 . 47 5 總結(jié)與展望 . 48 致 謝 . 49 參考文獻(xiàn) . 50 1 緒 論 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 人們在生活中的每個方面都離不開機(jī)械設(shè)備。專業(yè)為機(jī)械方 面的人，畢業(yè)后想要從事機(jī)械設(shè)計及制造工作都需要具備機(jī)械方面的基礎(chǔ)知識與基礎(chǔ)技能。畢業(yè)設(shè)計是概括性，綜合性的實踐課程，是工科各專業(yè)學(xué)生的必經(jīng)之路，是所有學(xué)生離開學(xué)校之前最重要的任務(wù)。 本畢業(yè)設(shè)計是從事專業(yè)機(jī)床設(shè)計。包括總體設(shè)計，進(jìn)給系統(tǒng)，床身部件，液壓系統(tǒng)，主軸箱和機(jī)床夾具部分。 課程來源于無錫市惠發(fā)特精密機(jī)械有限公司。本課題系機(jī)動車減震器缸筒加工的專用機(jī)床設(shè)計，對于摩托車及其這一些激動車的減震器缸筒加工均有一定的參考價值，在減震器行業(yè)技術(shù)更新中起相當(dāng)?shù)淖饔谩?1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 回首過去幾十年來，機(jī)床行業(yè)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)較快發(fā)展，得益于該行業(yè)在新形勢下，把握“抓創(chuàng)新，調(diào)結(jié)構(gòu)，促改革”的工作主線，使雖然在此期間顯著改善產(chǎn)業(yè)格局，廣大員工在機(jī)床行業(yè)和公司的大力支持下，各個方面的共同努力，已取得長足的進(jìn)步， 2009年，中國的機(jī)床產(chǎn)量位居第一，在世界，在國內(nèi)市場占有率國內(nèi)機(jī)床工具的 80以上，但應(yīng)該可以看到機(jī)床行業(yè)，我們只能將其視為一個“發(fā)展中的國家”在中國的機(jī)床工具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，價格實惠的產(chǎn)品仍然占了很大的比例 ；國家重點發(fā)展領(lǐng)域的一些必要的高 端產(chǎn)品仍然需要依賴進(jìn)口，我們的機(jī)床出口，仍然依靠大量的低價值，低成本的仿制產(chǎn)品，以支持，但總是有進(jìn)口進(jìn)出口逆差。盡管多年的努力，中國的機(jī)床工具企業(yè)，有已經(jīng)被一些國際影響力的群體，一些世界先進(jìn)水平和機(jī)床出口的國際競爭力已經(jīng)開始，但整個行業(yè)的整體，自主創(chuàng)新能力，基礎(chǔ)制造，低水平的同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，低水平重復(fù)建設(shè)，難以解決的問題仍然存在自主創(chuàng)新產(chǎn)品推廣應(yīng)用，產(chǎn)品的質(zhì)量和服務(wù)水平還有待提高，所以貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，大力調(diào)整的工業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并力求在未來的一個重大突破，這將是中國機(jī)床工具行業(yè)的共同 努力我們的方向和目標(biāo)，組合機(jī)床的發(fā)展有 28年的歷史，它的研究和生產(chǎn)是相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上，應(yīng)用程序也已經(jīng)滲透到許多行業(yè)。機(jī)械制造行業(yè)目前的產(chǎn)品更新，技術(shù)創(chuàng)新，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展的必備設(shè)備。如何加快，高效率，高品質(zhì)的加工是一個指導(dǎo)性意義的課題。外國如英國研究公司哈曼機(jī)械研究項目中的類，具有無可爭議的領(lǐng)導(dǎo)者，在其技術(shù)已經(jīng)非常完善。在我們的研究在這個項目上，他們?nèi)匀挥休^大的距離 。 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 此次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)要求機(jī)床功能得到進(jìn)一步的完善，能夠提高零件的加工精度和加工效率，能夠降低加工成本。該零件屬摩托 車減震器用，其材料為鑄鋁，要求單班制生產(chǎn)，年產(chǎn)量 5 萬件。機(jī)床結(jié)構(gòu)表達(dá)清晰合理，說明書工整并有理論依據(jù)。進(jìn)給系統(tǒng)應(yīng)采用一般簡易數(shù)控專用機(jī)床的滾珠絲桿付及滾動導(dǎo)軌的傳動方案，并選用步進(jìn)電機(jī)。繪制進(jìn)給系統(tǒng)總圖一份。繪制夾具總圖一份，所設(shè)計之夾具必須根據(jù)工件尺寸大小有一定的調(diào)節(jié)范圍。無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 編寫說明書，要求包括必要的計算并且文字簡潔通順，表達(dá)清晰，字?jǐn)?shù)一萬字左右。專業(yè)英文資料翻譯一萬字左右。此次畢業(yè)設(shè)計從十一月十二日開始至五月二十五日結(jié)束。 2 對總體設(shè)計的理解 2.1 機(jī)床的主要用途 雙工位擴(kuò)絞專用機(jī)床是用于減震器生產(chǎn)線上鋁筒加工的專用設(shè)備。雙工位鉆床的使用可以穩(wěn)定高效地保證鋁筒加工的精度，得到優(yōu)良的加工質(zhì)量，并可大幅度的降低加工成本，企業(yè)增效顯著。 雙工位擴(kuò)絞專用機(jī)床是一種簡易的數(shù)控專用機(jī)床，受制造成本的制約，為了節(jié)約成本結(jié)構(gòu)要求簡單，制造維修方便。 2.2 機(jī)床的主要部件 本機(jī)床 主要由床身、主軸箱、夾具、進(jìn)給系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等部件組成。 2.3 總體設(shè)計工藝方案的制定 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法的工藝文件。生產(chǎn)規(guī)模的大小，工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。因此，機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計是一項重要而又嚴(yán)肅的工作。為能具體確切地說明工藝過程，一般將機(jī)械加工工藝過程分為工序、安裝、工位、工步和走刀。 這是設(shè)計專用機(jī)床最重要的一步。工藝方案制定得正確與否，將決定機(jī)床能否達(dá)到“體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，效率高， 質(zhì)量好”的要求。我們想讓工藝方案采用的正確，必定先認(rèn)真的分析加工零件的圖紙，走進(jìn)廠房詳細(xì)的知道產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)突出點，加工地方，精度要求技術(shù)要求，粗糙度，定位夾緊方式采用的工藝和生產(chǎn)過程所采用的刀類，輔具，切屑用量情況及產(chǎn)生率要求高，分析其優(yōu)缺點，總結(jié)設(shè)計，制造，使用單位和操作者的豐富的實踐經(jīng)驗，以求理論緊密聯(lián)系生產(chǎn)實際，從而確定零件在組合機(jī)床上完成的工藝（工序）內(nèi)容及方法，決定刀具種類，結(jié)構(gòu)型式，數(shù)量及切屑用量等。 根據(jù)選定的工藝方案確定機(jī)床的配置型式，并定出影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。既要 考慮能實現(xiàn)工藝方案，以確保零件的加工精度，技術(shù)要求及生產(chǎn)率；又要考慮機(jī)床的操作方便可靠，易于維修，且冷卻，排屑情況良好。 以上兩個步驟是十分重要的。對于同一個零件的加工，可能會有各種不同的工藝方案和機(jī)床配置方案，在最后決定采取哪種方案時，決不能草率，要全面地看問題，綜合分析各方面的情況，進(jìn)行多種方案對比，從中選擇最佳方案 2。 2.3.1 工序 被加工零件為一棒鋁合金 MgZAlSi9 牌號 : MgZAlSi 9 代號 1104Z 鑄造方法 : 金屬型 熱處理 : 淬火 +人工時效 力學(xué)性能 : 抗拉強(qiáng)度 145:/ MPab 伸長率 (%)5 : 2 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 布氏硬度 :)30/250/5(HBS 50 鑄造鋁合金應(yīng)具有良好的鑄造性能，其成分應(yīng)接近共晶點。此外，為了提高其力學(xué)性能，常常采用變質(zhì)處理和固溶熱處理。 雙孔加工，左端 14.5，表面粗糙度 Ra=6.3 微米 ” 右端階梯孔 最大 37.5，最小 28，表面粗糙度 Ra=6.3 微米 其他技術(shù)要求見孔位圖，要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)量 5 萬件，單班制生產(chǎn)。 機(jī)械加工工藝過程的工序是指：一個（或一組）工人在一個工作地點對一個（或 同時對幾個）工件連續(xù)完成的那一部分加工過程。 圖 2.1 減震器零件圖 其加工內(nèi)容是 : 對左右兩端鉆孔 加工深孔 去毛刺 這些加工內(nèi)容安排在 3 個工序中完成，如下表所示。 表 2-1 鋁合金缸筒工序安排方案 工 序 號 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 1 對左右兩端鉆孔 專業(yè)鉆床 2 加工深孔 專業(yè)鉆床 3 手工去毛刺 2.3.2 安裝 在同一個工序中，工件每定位和夾緊一次所完成的那部分加工稱為一個安裝。此次全部工序的完成需要兩次定位和夾緊。如下表所示。 表 2-2 鋁合金缸筒的工序和安裝 工序號 安 裝 號 安 裝 內(nèi) 容 設(shè) 備 1 1 左右兩端鉆孔 專業(yè)鉆床 2 2 加工深孔 專業(yè)鉆床 2.3.3 擬訂加工工藝路線 根據(jù)廠方要求，該零件有兩種加工方案，一是先加工深孔再加工雙端面孔，二是先加工雙端面孔再加工深孔。 金屬切屑機(jī)床又稱工作母機(jī) ，是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備。隨著社會需求和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對機(jī)床設(shè)計技術(shù)要求越來越高。一方面為了適應(yīng)社會需求的變化，出現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)（ FMS）等先進(jìn)的自動化制造系統(tǒng)，除了傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)計要求之外，還要求機(jī)床增加柔性，并能與系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合。另一方面數(shù)控技術(shù)和 CAD 技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)床設(shè)計提供了新的條件和支撐。因此機(jī)床的設(shè)計方法和設(shè)計技術(shù)也在發(fā)生著深刻變化。 2.3.4 兩種加工路線的比較 A 先加工深孔再加工兩端面孔路線 根據(jù)加工深孔時工件旋轉(zhuǎn)而刀具不轉(zhuǎn)的原理，此方案在先加工深孔時需要一個導(dǎo)航設(shè)備，以確保 刀具能夠精準(zhǔn)地校準(zhǔn)工件中心。在工件夾緊方面，工件左面可考慮選用三爪卡盤夾具，這樣可以帶動工件高速旋轉(zhuǎn)。由于深孔加工的特殊要求，工件若只夾緊一側(cè)，會由于震動而導(dǎo)致誤差偏大，達(dá)不到工件的精度要求。故而需要設(shè)計一輔助夾具，用來夾緊工件的另一側(cè)，以確保工件能夠達(dá)到廠方要求。但由于工件需要高速旋轉(zhuǎn)，此輔助夾具也必須能夠高速旋轉(zhuǎn)。這一特殊要求將給此輔助夾具的設(shè)計帶來相當(dāng)大的困難，暫考慮以同樣的三爪卡盤來夾緊工件的另一側(cè)。由于深孔加工對刀具的特殊要求，刀具在加工時需要一個導(dǎo)航設(shè)備，以避免刀具在加工時產(chǎn)生較大的偏移。經(jīng)這樣 考慮，輔助夾具和導(dǎo)航設(shè)備的安裝又將是另一難題。若將此兩個設(shè)備以前后順序安裝于同一板墊上，則或多或少會影響加工精度。 現(xiàn)在來考慮加工兩端面孔。我們要求兩端面孔要同時加工 ,這樣不僅可以提高工作效率 ,對兩端孔的中心線的合一也能夠很好的解決 ,避免了先后加工兩端面孔時由于拆卸工件所帶來的認(rèn)為誤差。由于這一要求 ,所以對夾具的設(shè)計要進(jìn)行一番考慮。現(xiàn)設(shè)計夾具為臂桿式 ,左右各一個 ,如“ T”型狀 ,利用液壓缸夾緊 ,簡圖如下。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 圖 2.2 夾具簡圖 綜上所述 ,方案一需消耗人力 ,才力和資源比較大 ,成本高 ,方案實行比較困難 . B 先加 工兩端面孔再加工深孔路線 兩端面孔的加工要求同步進(jìn)行 ,并在同時間內(nèi)完成加工任務(wù) ,在刀具設(shè)計方面同上一方案。 現(xiàn)在來考慮加工深孔。深孔加工要求工件高速旋轉(zhuǎn)，上一方案考慮用三爪卡盤夾緊兩端面里帶動工件完成高速運轉(zhuǎn)。此方案在實際亦不可行，現(xiàn)由于工件兩端面孔已經(jīng)加工完成，故可考慮用頂針頂住工件左端面孔，依靠機(jī)床結(jié)構(gòu)對工件向左的緊壓力所產(chǎn)生的摩擦力帶動工件高速運轉(zhuǎn)。根據(jù)工件右端面孔的特征，可以設(shè)計一個刀具導(dǎo)向套，利于機(jī)床部件運動給工件一個向左的壓緊力，此刀具導(dǎo)向套簡圖如下所示。 圖 2.3 刀具導(dǎo)向套簡圖 這樣便可以 成功地解決工件高速運轉(zhuǎn)所帶來的夾具設(shè)計困難問題。此方案不僅方便可行，而且成本低，運用合理，完全能夠滿足加工要求 3。 2.3.5 刀具與夾具的比較 刀具 兩種方案對刀具的要求是統(tǒng)一的，故不論是哪種方案，其刀具的設(shè)計是完全一樣的，勿需比較。 夾具 方案一所需要的夾具，在加工兩端面時與方案二是一樣的，但在加工深孔時，夾具的設(shè)計比較困難，成本較高，較難實現(xiàn)。 方案二所需的夾具在加工深孔時比較容易，設(shè)計簡單，成本低，可以順利達(dá)到工件的加工要求。 2.3.6 工序的集中與分散 同一工件，同樣的加工內(nèi)容可 以安排兩種不同的形式的工藝規(guī)程：一種是工序集中，另一種是工序分散。 集中工序有幫助保護(hù)各加工面間的相關(guān)地位精確度要求，有效于使用高效率機(jī)床，節(jié)約裝配工件的長度，減弱工件的搬動來回。分散工序可讓每個工序采取的設(shè)備和夾具比較容易，對刀也比較簡單，對操作工人的層次要求比較少。 采用高效自動化機(jī)床 ,以工序集中的形式組織生產(chǎn) ,除了具有上述工序集中的優(yōu)點以外 ,生產(chǎn)適應(yīng)強(qiáng) ,因而雖然設(shè)備價格昂貴 ,但仍然受到愈來愈多的重視 . 綜上所述 ,此次加工采用的是工序集中的工藝規(guī)程 . 2.3.7 確定加工工藝路線 根據(jù)上述內(nèi)容 ,對各 種方案的比較 ,選用先加工兩端面孔再加工深孔這一方案比較合理 ,也比較科學(xué) ,這一方案不僅降低了生產(chǎn)成本 ,提高了生產(chǎn)效率 ,同時也容易完成加工任務(wù) .工藝路線簡圖如下圖所示 . 鉆 兩 端 面 孔 鉆 深 孔 圖 2-3 加工工藝路線簡圖 3 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 3.1 確定傳動方式 機(jī)械部件中我們經(jīng)常用的是螺旋傳動、齒冷傳動、同步帶、和各種非線性傳動部件等。它的功能主要的是傳輸轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，實際上說就是一種轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變 化器。目的是使執(zhí)行機(jī)構(gòu)和負(fù)載之間獲得最佳匹配方面的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。機(jī)械傳動部分的傳動類型、傳輸模式、剛度和傳輸可靠性的機(jī)電一體化系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和快速響應(yīng)有顯著的影響 , 應(yīng)設(shè)計和選擇傳動間隙小、精度高、體積小、重量輕、運行平穩(wěn)、傳遞轉(zhuǎn)矩大的傳動部件。 絲杠螺母機(jī)構(gòu)又稱螺旋傳動機(jī)構(gòu)。它主要用于將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成線性運動或直線運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動。螺桿螺母機(jī)構(gòu)滑動摩擦和滾動摩擦的點?；瑒咏z杠螺母機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，制造成本低，具有自鎖功能。但摩擦阻力，傳動效率低。滾動絲杠螺母機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，但其 最大的優(yōu)點是摩擦阻力小，傳動效率高，因此在機(jī)電一體化系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 在本設(shè)計中工作臺行程的直線運動導(dǎo)軌，主體，以傳遞運動，需要更高的傳輸精度和緊湊的，所以使用的進(jìn)給絲杠螺母驅(qū)動機(jī)構(gòu)。 3.2 聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器主要用來聯(lián)接不同部件之間的兩根軸，使其一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩。可分為兩大類彈性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器和聯(lián)軸器。撓性接頭，根據(jù)劃分是否彈性元件的非彈性和彈性元件彈性聯(lián)軸器的彈性聯(lián)軸器元件 。 彈性套柱銷聯(lián)軸器加工簡單，裝拆方便，成本較低，可以補(bǔ)償綜合位移，具有一定的緩沖和吸震能力，適用于正反轉(zhuǎn)或啟動頻繁的傳 遞中。 此次設(shè)計中選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。它屬于非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器。其構(gòu)造與凸緣聯(lián)軸器相似，只是用裝有彈性套的柱銷代替了聯(lián)接螺栓。彈性套的變形可以補(bǔ)償兩軸的徑向位移和角位移。 3.3 導(dǎo)軌形式的確定（選用和載荷計算 ） 3.3.1 選用 機(jī)電一體化系統(tǒng)對導(dǎo)軌的基本要求是導(dǎo)向精度高、剛性好、運動輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等。 按接觸面的摩擦性質(zhì)可分為： A. 滑動導(dǎo)軌副： 滑動導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)簡單，阻尼系數(shù)大，剛度大；但易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象，易磨損?；瑒訉?dǎo)軌是金屬對金屬型式，目前在數(shù)控機(jī) 床上很少采用。摩擦系數(shù)較大，而且變化范圍也大，對于精度高的工件加工心有余而力不足。承載能力中等。接觸剛度高?；瑒訉?dǎo)軌一般僅用于普通精度的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床已不采用。 B. 滾動導(dǎo)軌副： 直線滾動導(dǎo)軌由導(dǎo)軌和滑塊兩部分組成。導(dǎo)軌通常為兩根，裝在支撐件上，每根導(dǎo)軌上有 2 個滑塊，固定在移動件導(dǎo)軌體上。 直線滾動導(dǎo)軌副的工作原理就是滑塊中裝有四組滾珠，在導(dǎo)軌條的滑塊的斷點，就經(jīng)合成樹脂制造的端面擋板和滑塊中的回珠孔回到另一端，經(jīng)另一端端面擋板再進(jìn)入循環(huán)。四組滾珠各有自己的回株孔，分別處于滑塊的四角。四 組滾珠和滾道相當(dāng)于四個直線運動角接觸滾珠軸承。接觸角為 45 度時，四個方向具有相同的承載能力。 C. 液體靜壓導(dǎo)軌： 無磨損，無靜摩擦，無低速爬行現(xiàn)象，阻尼系數(shù)大；但設(shè)計、制造、使用較復(fù)雜。 D. 氣浮導(dǎo)軌： 無磨損，無靜摩擦，無低速爬行現(xiàn)象，無需回行管道，不產(chǎn)生污染；但剛度小，阻尼系數(shù)很小，容易引起振蕩。 此次設(shè)計中選用滾動導(dǎo)軌副。 3.3.2 載荷計算 垂直載荷為 Fz=1200N，取計算導(dǎo)軌的靜安全系數(shù) 0.4fSL ，代入式 PCfSL /0 ，計算出為導(dǎo)軌的基本靜額定載荷； 工作載荷： 3 6 4 2)6 0 8 41 2 0 0(5.0)2(5.0 FFP (3.1) NNC 1 4 5 6 83 6 4 24 根據(jù)計算結(jié)果查有關(guān)資料初選導(dǎo)軌： CDA20 依據(jù)速度 v=5.84 m/min 和選定導(dǎo)軌的基本動額定載荷驗算導(dǎo)軌的工作壽命 Ln ： hhvPCL n2 0 0 0 01 5 6 0 0 06085.510501618/1 6 7 2 8601050)/(3333）（ (3.2) 3.4 滾珠絲桿的機(jī)械特性的設(shè)計計算 滾珠絲杠 被認(rèn)為是如今所有 機(jī)床 進(jìn)給的主要傳動 裝置 ，以其長 使用 、高 強(qiáng)度 、高 效果 、高 靈活度 、無 間隔 等 明顯優(yōu)點 而得以 寬泛使用 ，成為各 種 機(jī)床 的 關(guān)鍵配合部分 ，并已實現(xiàn)了 好通用，標(biāo)準(zhǔn)好 。 數(shù)控機(jī)床，以滿足進(jìn)給速度高，定位精度高，穩(wěn)定性高，響應(yīng)速度快的要求，必須選擇滾珠絲桿，并進(jìn)行必要的驗算。 表 3 -1 滾珠絲杠的計算列表 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 說明 備注 1軸 向載 荷壽 命 1.1額定動載荷 在軸向載荷 Fa 以較高速運轉(zhuǎn) 610 轉(zhuǎn)。其 90%的滾珠絲桿副不產(chǎn)生疲勞剝落，此時的 Fa 即為 Ca， 見尺寸規(guī)格表 1.2額定靜載荷 滾珠絲桿副在靜止或者轉(zhuǎn)速較低狀態(tài)下，承受最大接觸應(yīng)力的滾珠和滾珠接觸面的塑性變形量之和為鋼珠直徑的十萬分之一的軸向載荷 1 3 回轉(zhuǎn)壽命 L 7 0 0 9 3 6 210 63 awaFfCL 式中 L回轉(zhuǎn)壽命 aC 額定動載荷 NCa 16728 aF 軸向載荷 NFa 7284 wf 載荷系數(shù) 2.1wf 1