【正文】 ? 7 絲杠測量儀工作臺部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ???????????????????? 14 絲杠測量儀工作臺部分的技術(shù)要求 ???????????????????? 20 3 絲杠測量儀測量架部分的設(shè)計 ?????? ????????????????? 21 渦輪蝸桿的選擇 ???????????????????????????? 21 測量架部分其他零部件的選擇 ?????????????????????? 27 4 總結(jié) ?????????????????????????????????? 30 結(jié)束語 ?????????????????????????????????? 31 致 謝 ?????????????????????????????????? 32 參考文獻(xiàn) ????????????????????????????????? 33 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 1 頁 共 33 頁 1 引言 所謂 滾珠絲杠 就是 是將回轉(zhuǎn) 的 運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線 上 的 運(yùn)動，或?qū)⒅本€ 上的 運(yùn)動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動的 優(yōu)秀 的產(chǎn)品 。滾珠每一個循環(huán)閉路稱為列，每個滾珠循環(huán)閉路內(nèi)所含導(dǎo)程數(shù)稱為圈數(shù)。螺旋槽式是在螺母外圓上銑出螺旋槽，槽的兩端鉆出通孔并與螺紋滾道相切，形成返回通道，這種結(jié)構(gòu)比插管式結(jié)構(gòu)徑向尺寸小，但制造較復(fù)雜。兩種反向器比較，后者尺寸較小，從而減小了螺母的徑向尺寸及縮短了軸向尺寸。 （ 4）沒有 側(cè)隙 、剛性較高 滾珠絲杠副 通過 加壓 ,利用 壓力可使 軸向 的 間隙 變成 負(fù) 數(shù) ,從而使剛性變高。我國早在 五十 年代末期 就 開始 研究 用于程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床的滾珠絲杠副。日本 NSK 公司已開發(fā)出 的 超大導(dǎo)程滾珠絲杠副 德 公稱直徑 導(dǎo)程為： 16mm40mm 、 15mm50mm 、 25mm60mm 、 24mm 80mm ，進(jìn)給速度 可到 3m/s。在本質(zhì)上這兩種結(jié)構(gòu)的性能是一樣的 ，安裝連接尺寸 大的是外 循環(huán)結(jié)構(gòu)；安裝連接尺寸 小的是內(nèi) 循環(huán)結(jié)構(gòu)。 因而，高的定位精度不 一定 需要很高精度的滾珠絲杠副。因此，反映滾珠絲杠副性能好壞的重要 指標(biāo) 就是 滾珠本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 共 33 頁 絲杠副預(yù)緊轉(zhuǎn)矩變動量的大小 。為了 提高 驅(qū)動 速度 ，設(shè)計時 不但要 提高電動機(jī) 的 轉(zhuǎn)速， 還要 使用大導(dǎo)程 的 滾珠絲杠副，導(dǎo)程可 以到 32毫米 。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 共 33 頁 綜上 ，隨著 生產(chǎn)力的不斷提高 ， 滾珠絲杠副的制造要求越來越高 ， 品種也越來越多 ， 這就要求 滾珠絲杠 的 生產(chǎn)廠不斷提高 生產(chǎn)能力 、 研發(fā)新技術(shù) ，以 適應(yīng)市場的需要 [5]。 步進(jìn)電動機(jī) 步進(jìn) 電機(jī) 是 開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件 ，它的特點就是通過 PLC 控制， 將電 脈沖 信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰?的變化 或線位移 的變化 。隨著微電子和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用 [8]。BYG/HB MOTORS110BYG2 、 3 相 各種型號的技術(shù)參數(shù)以及矩頻特性如下表和圖所示 [10]： 表 永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī) /176。 /176。 圖 內(nèi)六角螺釘 GB/ 三維結(jié)構(gòu)圖 用來固定工作平臺的是 M9 內(nèi)六角螺釘，數(shù)量為 4 個，具體結(jié)構(gòu)于圖 中的內(nèi)六角螺釘 GB/ 相似。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 14 頁 共 33 頁 圖 M25 的 平墊片 GB/ (c)絲杠測量儀工作臺部分所使用的其他墊片還有： M9的普通墊片 4 個，材料為 45 號鋼。如圖 所示： 圖 絲杠與螺母副的裝配圖 （ 5）軸承的選擇 圓錐滾子軸承 主要承受以徑向為主的徑、軸向聯(lián)合載荷。 ～ 19176。兩個內(nèi)圈（或外圈）小端面相近，中間有隔圈，游隙是靠隔圈的厚薄來調(diào)整的， 也可用隔圈的厚薄來調(diào)整雙列圓錐滾子軸承的預(yù)過盈 [13]。 （ 4）調(diào)整各運(yùn)動部件應(yīng)盡量消除間隙，并保證運(yùn)行輕便。 （ 4） 幾何尺寸計算與圓柱齒輪基本相同，需注意的幾個問題是： （ a） 蝸桿導(dǎo)程角 ? 是蝸桿分度圓柱上螺旋線的切線與蝸桿端面之間的夾角 ,與螺桿螺旋角的關(guān)系為，蝸輪的螺旋角，大則傳動效率高，當(dāng)小于嚙合齒間當(dāng)量摩擦角時，機(jī)構(gòu)自鎖。蝸輪蝸桿嚙合傳動時，嚙合輪齒間的相對滑動速度大，故摩擦損耗大、效率低。 效率： ～ （自鎖時蝸桿傳動 ～ ） (b)漸開線圓柱蝸桿（ ZI 型） 圖 漸開線圓柱蝸桿加工情況 特點和應(yīng)用：一般車制，車刀刀刃平面與基圓 bd 相切，被切出的蝸桿齒面是漸開線螺旋面，端面齒廓為漸開線。包絡(luò)形成的螺旋面是非線性的。47103? 62 0 50 1 18 18 1 82 0 40 20 1 39。47103? ；渦輪齒數(shù)2z =62；變位系數(shù) 2x =0；蝸桿齒高 1h =4mm；蝸桿的齒形角 ? = ?20 。 測量架部分其他零部件的選擇 支撐軸的設(shè)計 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 26 頁 共 33 頁 絲杠測量儀測量架部分的支撐軸的下部需要依靠螺母與推力球軸承固定，故下部需要有與M20 的 圓螺母配合的螺紋。工作臺在長為 的燕尾導(dǎo)軌上滑動，帶動測量家 移動。 通過我的努力 ， 畢業(yè)設(shè)計 也基本達(dá)到 了我想要 的效果， 使我感到了一種莫名的成就感 。 大學(xué)的生活即將離我而去 ，但我卻 敢 說 出這句話 ： “ 我曾經(jīng) 上過大學(xué) 。在他的細(xì)心幫助下，我少出很多的錯誤，少走很多的彎路。他以其淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心，給我的學(xué)習(xí)、生活以很大的影響，使我終生難忘，并將永遠(yuǎn)激勵我奮發(fā)向上。周建平 老師 是 我的畢業(yè) 設(shè)計 指導(dǎo)老師，雖然我們是 因為 畢業(yè)設(shè)計 才認(rèn)識 的 ，但 是他在對我在畢業(yè)設(shè)計時的幫助是十分巨大的 ，不厭其煩的給我指導(dǎo)。在測量架上的工作臺則采用與工作臺部分相似的結(jié)構(gòu)，使它可以通過絲杠來向單方向進(jìn)給，在實際中可以通過它將被測絲杠退出光柵，將絲杠拆卸下來。絲杠上的螺母副采用雙螺母預(yù)警，并通過螺母座將螺母的運(yùn)動轉(zhuǎn)化為工作臺的運(yùn)動。又由于所選的渦輪蝸桿的導(dǎo)程角為 39。那么，絲杠測量儀測量架本部分控制轉(zhuǎn)向的渦輪蝸桿就采用第一種情況的數(shù)據(jù)。這種傳動具有承載能力大，效率高的優(yōu)點。常用來做機(jī)床的多頭精密蝸桿副。但導(dǎo)程角大時加工困難，齒面磨損較快。如在其重機(jī)械中使用的自鎖蝸桿機(jī)構(gòu)，其反向自鎖性可起安全保護(hù)作用。 （ 3） 蝸輪蝸桿正確嚙合的條件 （ a） 中間平面內(nèi)蝸桿與蝸輪的模數(shù)和壓力角分別相等 ，即蝸輪的端面模數(shù)等于蝸桿的軸面模數(shù)且為標(biāo)準(zhǔn)值；蝸輪的端面壓力角應(yīng)等于蝸桿的軸面壓力角且為標(biāo)準(zhǔn)值 。 （ 2）絲杠轉(zhuǎn)動應(yīng)平穩(wěn)輕快，無阻滯現(xiàn)象。另外，單列圓錐滾子軸承可以在安裝過程中調(diào)整游隙的大小。即同型號的外圈除外部尺寸、公差需符合 ISO492（ GB307）規(guī)定外，內(nèi)圈組件的圓錐角、組件錐體直徑等也必須符合互換的有關(guān)規(guī)定 。型號為 FL4006。圖 為 M20 圓螺母止推墊片 GB/T8581988 的三維結(jié)構(gòu)圖： 圖 M20 圓螺母止推墊片 GB/T8581988 (b)絲杠測量儀工作臺部分在使用 2個 M20 圓螺母止推墊片 起固定作用時，同時還使用一個 M25 的 平墊片 GB/，用于雙絲杠螺母副的連接。BYG/HB MOTORS110BYG2 、 3 相 各種型號的矩頻特性 步進(jìn)電機(jī)選用計算 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。 /176。 /176。BYG/HB 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 9 頁 共 33 頁 MOTORS110BYG 3 相 的實物圖 ： 圖 永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī) 因此用好步進(jìn) 電機(jī) 卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計算機(jī)等許多專業(yè)知識 。通電導(dǎo)線在磁場中受力運(yùn)動的方向跟 電流 方向和磁感線（磁場方向）方向有關(guān)。滾珠與絲杠 之間的摩擦 、 滾珠與螺母之間的摩擦 、 滾珠與 反向器之間的摩擦及滾珠 與滾珠 之間的摩擦 導(dǎo)致 滾珠絲杠副的 溫度的升高 。但 是 由于直線電動機(jī)價格 很貴 、控制系統(tǒng) 又 復(fù)雜、需采取措施解決磁鐵吸引金屬切屑、強(qiáng)磁對人身危害以及發(fā)熱等缺點，在近一段時間普及 還有一定難度 。國際標(biāo)準(zhǔn)以及部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在轉(zhuǎn)速為 一百轉(zhuǎn)每分鐘 時，滾珠絲杠 螺母 副 的預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 所允許的誤差。 （ 3） 精度 的提高 以前 ，主要通過提高滾珠絲杠副本身的精度來 獲得 高的定位精度，因此，導(dǎo)程誤差 的累積有很嚴(yán)格的條件 ， 加大了 制 造的難度 ， 提高了 生產(chǎn)成本。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 4 頁 共 33 頁 （ 2） 滾珠絲杠 螺母 副 的組成 滾珠絲杠副最常用的結(jié)構(gòu) 就是 內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)和外循環(huán)結(jié)構(gòu)。微型大導(dǎo)程滾珠絲杠副 充分滿足了 半導(dǎo)體插件裝置、小型機(jī)器人 等的制造 ，高速 運(yùn)動的 要求 得到了滿足。 滾珠絲杠副在精度和性能上產(chǎn)生 了很大的提高要歸功于 精密 螺紋磨床 的出現(xiàn) ，數(shù)控機(jī)床和各種自動化設(shè)備的發(fā)展， 對 滾珠絲杠副的 生產(chǎn)研究提供了極大的幫助 。 （ 3）精確的 微進(jìn)給 要 保證實現(xiàn)精確的微進(jìn)給 ，需要極小的啟動力矩， 不會出現(xiàn)滑動運(yùn)動那樣的爬行現(xiàn) 象 。反向槽靠圓柱外圓面及其上端 的圓鍵定位，以保證對準(zhǔn)螺紋滾道方向。 在螺母上加工一縱向孔，作為滾珠 的回程通道，螺母兩端的蓋板上開有滾珠的回程口，滾珠由此進(jìn)入回程管，形成循環(huán)。 滾珠絲杠的類型 常用的循環(huán)方式有兩種：外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。并根據(jù)設(shè)計和計算結(jié)果繪制 CAD 裝配圖和部分零件圖。 螺桿、螺母和滾珠 是滾珠絲杠組成所必須的三部分 。內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的每個螺母有 2 列、 3列、 4 列、5列等幾種，每列只有一圈；外循環(huán)每列有 圈、 圈和 圈等幾種。外循環(huán)滾珠絲杠外循環(huán)結(jié)構(gòu)和制造工藝簡單，使用廣泛。但這種反向器的外輪廓和螺母上的切槽尺寸精度要求較高 [2]。同樣的， 在機(jī)械裝置 等的 實際 運(yùn) 用時 , 絲杠螺母副 剛性 的 增強(qiáng) 也是 由于 壓力對 滾珠的斥力 。高效率、高精度、高剛度 是滾珠絲杠副的 特點， 因此在 機(jī)械、航 天 、航空、核工業(yè)等領(lǐng)域 有著廣泛的應(yīng)用 。 滾珠絲杠副 目前 還 很難 有統(tǒng)一的 類別 ，但 是世界上每個國家 一般 的 分類 原則是：普通滾珠絲杠副一般指公稱直徑 0d 為 16 毫米到 100 毫米之間 ，導(dǎo)程 hp 為 4 毫米到20 毫米 ，螺旋升角 要小于九度。到今天 ，已有 超過 10種 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)，但比較常用的