【正文】 .................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 零件的裝配 ................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 關(guān)鍵詞：并聯(lián)機(jī)床；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；空間變換矩陣；滾珠絲杠螺母副 Abstract PMT (Parallel Machine Tools), also know n as the parall el structure machine (Parallel Structured Machine Tools), Virtual Axis Machine Tool, has also been know n as the sixlegged machine, sixlegged insects (Hexapods).Parallel machine is in recent years the domestic machine tool research hot spot, it has multiple degrees of freedom, high rigidity, high precision, short transmission chain, with low manufacturing its shortings, in w hich the forward solution of position of a plex is the key. 6SPS telescopic type parallel machine tool is Stewart machine tools, a deformable structure form, it is the main characteristics of dynamic, static platform on the 6joints are respectively distributed on the same plane, and form the shape similarity. Parallel machine is a mechanical, pneuma tic (hydraulic), contro l technology in one of the typical electrical and mechanical integration equipment. Parallel machine is easy to achieve sixaxis, is expected to bee the 21st century, the main highspeed light C NC machining equipment. The co mbination of hospital labor atory construction project, located sixDOF parallel machine tool sector, so that it can be processed according to process requirements. Improve their engineering q uality, innovation, prehensive practice and application of skills. The main topics for the design of parallel machine tool design, its content includes the determination of robot design, robot design and calculation, and the ball screw pair, stepping mo tor, bearings, couplings, limit switch, spindle ,and other major ponents of the calculati on used to draw solid model and using Pro/E softw are to draw the relevant parts of the threedimensional solid parts drawings, and assembly drawings to achieve the parallel machine tool can directly see the effect of p hysical bodies. Keyw ords: parallel mac hine； Stepping motor； space transformation matrix； ball screw pair 目 錄 第一章 總體方案的確定 ........................................... 1 課題的研究背景 .............................................. 1 課題研究的 意義 .............................................. 2 課題研究的內(nèi)容 .............................................. 3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)介紹 .......................................... 3 并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)類(lèi)型的選定 ................................ 3 并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算 ............................ 4 各零部件的三維建模、裝配與二維圖的轉(zhuǎn)化 ................ 4 第二章 并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)算 ................................. 5 6SPS 伸縮式并聯(lián)機(jī)床位置逆解計(jì)算與分析 ....................... 5 6SPS 并聯(lián)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 ........................... 6 坐標(biāo)系的建立 .......................................... 6 初始條件的確立 ........................................ 7 空間變換矩陣的求解 .................................... 7 新坐標(biāo)及各軸滑塊移動(dòng)量的計(jì)算 .......................... 9 并聯(lián)機(jī)床桿系簡(jiǎn)化分析 ................................. 12 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型 ................................. 14 最大工作載荷的計(jì)算 ................................... 15 最大動(dòng)載荷的計(jì)算 ..................................... 15 規(guī)格型號(hào)的初選 ....................................... 16 傳動(dòng)效率的計(jì)算 ....................................... 17 剛度的驗(yàn)算 ........................................... 17 穩(wěn)定性的校驗(yàn) ......................................... 19 滾珠絲杠總長(zhǎng)度的確定 ................................. 20 滾動(dòng)軸承的選用 ............................................. 20 基本額定載荷 ......................................... 20 滾動(dòng)軸承的選擇 ....................................... 20 軸承的校核 ........................................... 22 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型 ..................................... 22 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 ....................... 22 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 ..................... 24 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)尺寸 ....................................... 27 聯(lián)軸器的選用 ............................................... 28 第三章 并聯(lián)機(jī)床三維建模、裝配與出圖 ............ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 并聯(lián)機(jī)床是集機(jī)械、氣動(dòng)（液壓）、控制技 術(shù)于一體的典型的機(jī)電一體化設(shè)備 ，它容易實(shí)現(xiàn)“六軸聯(lián)動(dòng)”，有望成為 21 世紀(jì)高速輕型數(shù)控加工的主力設(shè)備。 二 〇 一 二 年 六 月 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 學(xué)校代碼： 10128 學(xué) 號(hào)： 題 目 學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué) 院 ： 機(jī) 械 學(xué) 院 系 別： 機(jī)械系 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 班 級(jí)： 指 導(dǎo) 教 師 ： 摘 要 并聯(lián)機(jī)床 (Parallel Machine Tools) ， 又 稱 并 聯(lián) 結(jié) 構(gòu) 機(jī) 床(Parallel Structured Machine Tools)、虛擬軸機(jī)床 (Virtual Axis Machine Tools)，也曾被稱為六條腿機(jī)床、六足蟲(chóng) (Hexapods)。 6SPS 伸縮式并聯(lián)機(jī)床是 Stewart 機(jī)床的一種變形結(jié)構(gòu)形式，它主要特點(diǎn)是動(dòng)、靜平臺(tái)上的 6 個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)分別分布在同一個(gè)平面上，且構(gòu)成的形狀相似。 本 課題設(shè)計(jì)的主要針對(duì)并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其內(nèi)容主要包括機(jī)器人設(shè)計(jì)方案的確定，機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，以及滾珠絲杠螺母副、步進(jìn)電機(jī)、滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器等主要零部件的計(jì)算選用，并利用 PRO/E 軟件繪制各相關(guān)零部件的三維實(shí)體零件圖和總裝配圖，以期達(dá)到能直觀看出并聯(lián)機(jī)床實(shí)體機(jī)構(gòu)的效果。 主要零部件的 Pro/E 建模 ..................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 二維圖的處理 ............................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 總結(jié) ............................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。并聯(lián)機(jī)床實(shí)質(zhì)上是機(jī)器人技術(shù)與機(jī)床結(jié)構(gòu)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，其原型是并聯(lián)機(jī)器人操作機(jī)。裝備機(jī)械手腕、高能束源或 CCD 攝像機(jī)等末端執(zhí)行器，還可完成精密裝配、特種加工與測(cè)量等作業(yè)。 Lewis 公司和 Hexal 公司首次展出了稱為 “ 六足蟲(chóng) ”(Hexapod) 和 “ 變異型 ”(VARIAX) 的數(shù)控機(jī)床與加工中心，引起轟動(dòng)。由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì) 動(dòng)議， 1998年在意大利米蘭召開(kāi)了第一屆國(guó)際并聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)器專(zhuān)題研討會(huì)，并決定第二屆研討會(huì)于 2021 年在美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)舉行。在國(guó)家自然科 學(xué)基金委員會(huì)的支持下，中國(guó)大陸地區(qū)從事這方面研究的骨干力量，于 1999 年 6 月在清華大學(xué)召開(kāi)了我國(guó)第一屆并聯(lián)機(jī)器人與并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)理論與關(guān)鍵技術(shù)研討會(huì)，對(duì)并聯(lián)機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀、未來(lái)趨勢(shì)以及亟待解決的問(wèn)題進(jìn)行了研討。由于這種機(jī)床具有高剛度、高承載能力、高速度、高精度以及重量輕、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域都得到了成功的應(yīng)用，因此受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。 并聯(lián)機(jī)床容易實(shí)現(xiàn)“六軸聯(lián)動(dòng)”，有望成為 21 世紀(jì)高速輕型數(shù)控加工的主力設(shè)備。 3 課題研究的內(nèi)容 設(shè)計(jì)過(guò)程中需要做的工作主要有：第一、收集相關(guān)資料，在了解 6SPS 伸縮式并聯(lián)機(jī)床 工作原理的基礎(chǔ)上，制定出滿足設(shè)計(jì)要求的結(jié)構(gòu)方案 ，繪制出主要結(jié)構(gòu)。 并聯(lián)機(jī)構(gòu)介紹 一． 并聯(lián)機(jī)構(gòu) 的定義 并聯(lián)機(jī)構(gòu)（ Parallel Mechanism，簡(jiǎn)稱 PM），可以定義為動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)通過(guò)至少兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)鏈相連接，機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上自由度，且以并聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)的一種閉環(huán)機(jī)。但現(xiàn)有的并聯(lián)機(jī)構(gòu)中，也有擁有 3 個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈的 6 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如 3PRPS 和 3URS 等機(jī)構(gòu)，還有在 3 個(gè)分支的每個(gè)分支上附加 1個(gè) 5 桿機(jī)構(gòu)作這驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的 6自由度并