【正文】 擦自震而引起傳動(dòng)件的抖動(dòng)或齒輪傳動(dòng)的沖擊噪聲。（3）傳動(dòng)精度和定位精度要求高，傳動(dòng)平穩(wěn)，以保證制件的成型精度。（4）傳動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)能力要快，靈敏度要高，以進(jìn)一步提高制件的生產(chǎn)效率。（5）加工和裝配工藝性好，防護(hù)性能好，便于維修。 滾珠絲杠副的選用進(jìn)給伺服系統(tǒng)的性能在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度、加工表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率。滾珠絲杠是數(shù)控控制系統(tǒng)中重要的機(jī)械傳動(dòng)部件，滾珠絲杠副具有傳動(dòng)效率高、摩擦力小、使用壽命長(zhǎng)、經(jīng)預(yù)緊后可消除軸向間隙、高系統(tǒng)剛度、反向時(shí)無空行程、可以提高軸向運(yùn)動(dòng)精度等特點(diǎn)，合理地選用滾珠絲杠對(duì)于制件的成形精度至關(guān)重要。根據(jù)設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)，初步選用FSIN型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式墊片預(yù)緊滾珠絲杠副，采用一段固定一段支撐的安裝方式。相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如下，表31為相關(guān)計(jì)算參數(shù)[14]：工作臺(tái)重量： W1=30kg制件最大重量：W2=5kg最大行程： =254mm電機(jī)最高轉(zhuǎn)速：=3000r/min傳動(dòng)比： i=1絲杠導(dǎo)程： =5mm絲杠設(shè)計(jì)壽命：=20000h引導(dǎo)面摩擦系數(shù)：u=表31 相關(guān)計(jì)算參數(shù)支撐方式K2f一段固定一段自由一段固定一段支持2兩端支撐1兩端固定4（1）初步選定螺桿長(zhǎng)度L=最大行程+螺帽長(zhǎng)度+安全距離+軸端預(yù)緊量=250+10+20+30=310（mm）（2）螺桿軸徑的確定高速進(jìn)給時(shí)，可根據(jù)允許轉(zhuǎn)速來確定軸徑。而軸承支撐結(jié)構(gòu)選用最為普通的固定支持方式，一段用危險(xiǎn)速度來計(jì)算所需螺桿外徑：式中：n為允許轉(zhuǎn)速（r/min）為安全系數(shù)（）E為縱彈性系數(shù)I為螺桿的軸斷面之最小二次力矩（I=）D為螺桿軸牙底徑A為螺桿軸斷面積（A=）L為安裝間距（螺桿兩端安裝之間的距離）這里取L=310mm，n=2500r/min，查表31知f=代入以上數(shù)據(jù)，可得：mm初步選定D=10mm（3）壽命計(jì)算當(dāng)絲杠空載運(yùn)行時(shí)，只承受工作平臺(tái)的重量，此時(shí)絲杠受力為最小載荷：當(dāng)成形制件滿載時(shí)為最大載荷：滾珠絲杠的平均載荷，平均轉(zhuǎn)速計(jì)算使用壽命：式中為負(fù)載系數(shù)，即取=將上述數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得=165488h該結(jié)果遠(yuǎn)大于我們要求的設(shè)計(jì)壽命20000h，故滿足設(shè)計(jì)要求。（4）滾珠螺桿的應(yīng)力校核a． 軸向應(yīng)力計(jì)算式中：d=10mmb． 徑向應(yīng)力計(jì)算式中：根據(jù)滾珠絲杠的參數(shù)，改滾珠絲杠材料的抗拉強(qiáng)度，大于所得到的應(yīng)力，所以該螺桿的尺寸設(shè)計(jì)師安全的。 伺服電機(jī)的選用伺服電機(jī)裝置[15]是整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力源，其中伺服電機(jī)的選用尤為重要。首先要根據(jù)給定負(fù)載要求選擇參數(shù)合理地電機(jī)；其次，再按價(jià)格、體積等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)選擇最適合的電機(jī)。絲杠最大負(fù)載時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩式中：L為絲杠導(dǎo)程5mm代入數(shù)據(jù)得：根據(jù)要小于最大靜轉(zhuǎn)矩，伺服電機(jī)最終選用45BF003。 伺服電機(jī) 45BF003伺服電機(jī)的主要規(guī)格參數(shù)：額定功率：400W 額定轉(zhuǎn)速：3000r/min額定扭矩： 外形尺寸：353550mm電機(jī)重量：3kg 導(dǎo)軌的選擇移動(dòng)工作平臺(tái)對(duì)指令信號(hào)做出快速反應(yīng)的同時(shí)，還要有恒定的摩擦阻力，為了在快速運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)現(xiàn)精確定位，提高制件的成形精度，因此導(dǎo)軌的合理選擇對(duì)機(jī)器的工作性能有著至關(guān)重要的影響?；趯?duì)各導(dǎo)軌的分析比較，初步選擇滑動(dòng)導(dǎo)軌副。滑動(dòng)是面接觸式摩擦，摩擦力較大，負(fù)載均勻，需要經(jīng)常上油潤(rùn)滑。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、剛性好、抗震性高。 滑動(dòng)導(dǎo)軌 機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合快速成型機(jī)機(jī)身體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)湊、運(yùn)行負(fù)荷小的特點(diǎn)，選用目前工業(yè)上使用非常廣泛的鋁合金材料來加工機(jī)身。純鋁的密度?。é?），大約是鐵的 1/3，熔點(diǎn)低（660℃），鋁是面心立方結(jié)構(gòu)，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各種型材、板材。機(jī)身底座是整個(gè)設(shè)備的承重基礎(chǔ)，直接托起了XY工作平臺(tái)，還包括運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)中的滾珠絲杠、滑動(dòng)導(dǎo)軌、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和相應(yīng)的安裝零件，同時(shí)Z軸導(dǎo)軌支撐立座也以機(jī)身底座為安裝基礎(chǔ)。 機(jī)械系統(tǒng)裝配總圖綜合以上對(duì)主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和個(gè)裝配零件和標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)經(jīng)過反復(fù)的審核和修改，得到最終的整機(jī)裝配圖。 整機(jī)裝配簡(jiǎn)圖 本章小結(jié)本章以機(jī)械設(shè)計(jì)原理為依據(jù)，結(jié)合上一章對(duì)FDM整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的幾大部件制定的設(shè)計(jì)方案，按照我們最初的整機(jī)設(shè)計(jì)需求參數(shù)，分別主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)機(jī)身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了具體的參數(shù)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：（1）結(jié)合數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)原理，制定了FDM機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的五大基本原則：實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能、保證穩(wěn)定性和精度、提高經(jīng)濟(jì)性、人性化設(shè)計(jì)、要有獨(dú)創(chuàng)性。（2）完成了主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括滾珠絲杠的選取以及絲杠的強(qiáng)度和壽命校核；伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)的選擇和校核；導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（3）按照機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，對(duì)機(jī)身進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。4 全文總結(jié) 本課題圍繞熔融成型機(jī)，重點(diǎn)研究了該設(shè)備的機(jī)械系統(tǒng)，提出一套完整的機(jī)械設(shè)計(jì)方案。具體工作如下：（1）結(jié)合傳統(tǒng)的FDM快速成型設(shè)備，從整機(jī)的外形尺寸、最大成形空間、成形精度、主要運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和方式等方面，進(jìn)行了細(xì)致的比較和分析。在總結(jié)了不同機(jī)型之間的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)之后，大致擬定了熔融成型機(jī)機(jī)械系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案中的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、三軸運(yùn)動(dòng)方式以及加熱擠出頭結(jié)構(gòu)，確定了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題。（2）以機(jī)械設(shè)計(jì)原理為依據(jù)，結(jié)合對(duì)FDM整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的幾大構(gòu)件制定的設(shè)計(jì)方案，按照整機(jī)設(shè)計(jì)需求參數(shù)，分別對(duì)住運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和包裝造型進(jìn)行了具體的參數(shù)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括滾珠絲杠的選取以及絲杠的強(qiáng)度和壽命校核；伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選用和校核；導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和直線導(dǎo)軌的選用。然后按照機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)并完成了全部零部件的三維實(shí)體建模、裝配以及工程圖。（3）通過UG對(duì)本文設(shè)計(jì)的成型機(jī)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，驗(yàn)證了其設(shè)計(jì)方案的可行性，滿足了最初的設(shè)計(jì)要求。本文只是從理論上驗(yàn)證了其可行性，并在理論上討論了傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析，但仍然有大量的工作要做：（1）送絲系統(tǒng)和加熱擠出頭結(jié)構(gòu)改進(jìn)，以提高擠絲的質(zhì)量和穩(wěn)定性。（2）在當(dāng)前理論的基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化改進(jìn)和完善機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，致力于開發(fā)出體積更小、質(zhì)量更輕、速度更快的快速成型機(jī)。（3）加大對(duì)成型絲材原料加工設(shè)備的自主研發(fā)力度，如實(shí)現(xiàn)獨(dú)立制造出優(yōu)質(zhì)的絲材原料，能夠極大的降低制件的加工成本。結(jié)語本設(shè)計(jì)是在周建平老師的悉心輔導(dǎo)下完成的，周老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)品質(zhì)極大地引導(dǎo)了我對(duì)疑難問題自主分析和解決的思路建成，對(duì)我的知識(shí)擴(kuò)增乃至后繼的工作學(xué)習(xí)都有深遠(yuǎn)的影響，在此表示衷心的感謝。本次設(shè)計(jì)過程中，我綜合運(yùn)用了本科階段所學(xué)習(xí)的基本知識(shí)和培養(yǎng)的實(shí)踐技能，針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)條件自動(dòng)控制的具體要求，鍛煉自己的機(jī)械方面的能力，同時(shí)也一定程度地培養(yǎng)了自己的工程思維和創(chuàng)新觀念。本次設(shè)計(jì)所暴露的問題也是十分突出的。首先在基礎(chǔ)知識(shí)的掌握方面還很缺失，以致方案確定之初浪費(fèi)了很多時(shí)間，其次在運(yùn)用所學(xué)知識(shí)方面還未達(dá)到觸類旁通的層次，最后考慮產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性、工藝性、美學(xué)、宜人性等現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想由于知識(shí)儲(chǔ)備的局限仍然沒有貫徹到設(shè)計(jì)中。相信在后續(xù)的工程實(shí)踐和自主學(xué)習(xí)中這方面的能力會(huì)得到提高。最后，真心地對(duì)四年來所有任課老師表示感謝，你們淵博的學(xué)識(shí)和高尚的師德對(duì)我的人生意義重大；感謝母校為我的學(xué)習(xí)和生活給予莫大的支持和關(guān)懷，相信她科學(xué)的辦學(xué)理念終將哺育莘莘學(xué)子成長(zhǎng)成材；感謝所有同窗們，謹(jǐn)祝愿事業(yè)有成以共勉！參考書目[1] 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