【正文】 ‘0=0 。升降機只有軸向載荷 即 可取L=1580mm。絲杠要求預(yù)拉伸，取兩端固定的支承形式Q=（10） （）（6）確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號內(nèi)循環(huán)固定法蘭式，雙螺母墊片預(yù)緊G型40104。由表12133知d0=40mm，d2=d2m=，Ca=Cam= ，Coa=，Dw=，R’nu=486N/微米。由表12133中查出螺母長為94mm，同時選定JB/T 3162推薦的固定軸端型式，d0=40mm，采用一個角接觸球軸承和推力球軸承，從表12126中可查出一個支承長度69mm。 （7）Dn值校驗按表12140中式（12） 合格。（8）確定滾珠絲杠副預(yù)緊力按機械設(shè)計手冊表12140中式（13） （）取 FP=150N。（9）計算行程補償值C按機械設(shè)計手冊表12140中式（14），取Δt=℃, （） 取lu=1400mm，則 （）（10）計算預(yù)拉伸力Ft由表機械設(shè)計手冊12140中式（15） （）(11) 滾珠絲杠副臨界轉(zhuǎn)速nc的計算按機械設(shè)計手冊表12140中式（16），按機械設(shè)計手冊表12147,f= （）則 （）合格。（12）滾珠絲杠壓感穩(wěn)定性驗算由于升降機絲杠最大軸向載荷P=200N小于絲杠之預(yù)拉伸力Ft=，不用驗算。按機械設(shè)計手冊表12140中式（19）驗算抗拉強度 （） 遠(yuǎn)低于鋼材需用拉應(yīng)力。（13）系統(tǒng)剛度驗算及粒度選擇①滾珠絲杠的拉壓剛度是隨螺母在絲杠上的位置變化而變化的，最大值在端部,螺母至固定支承距離最大時，即處。而螺母處于兩支點中部，即處時剛度最小。由機械設(shè)計手冊表12140中式（21） （） （）②支承軸承的組合剛度：由軸承樣本dQ=,Z=17, β=60176。等資料得RBO=670N/μm。由機械設(shè)計手冊表12146，對兩端固定并預(yù)緊的軸承Rb=2RBO=2x670=1340N/μm。③滾珠絲杠副滾珠和滾道的結(jié)束剛度按機械設(shè)計手冊表12140中式（22） （）④由機械設(shè)計手冊表12140中式（20）可得R的最大于最小值如下： （） （）⑤傳動系統(tǒng)的最小剛度（空載運轉(zhuǎn)時）：空載軸向力F0為Mg=22kgx10=220N，重復(fù)定位精度即為反向差值，為10μm。則： ⑥傳動系統(tǒng)的定位誤差：任意300mm內(nèi)行程變動量對半閉環(huán)系統(tǒng)而言 選絲杠副為3級精度V300p=12μm，可用。（14）最終確定滾珠絲杠副的規(guī)定代號：G型40104，d0=40mm,Ph=10mm,P類3級精度等級，標(biāo)記為G401043P3。 滾珠絲杠副可用潤滑來提高耐磨性及傳動效率。潤滑劑分為潤滑油及潤滑脂兩大類。潤滑油用機油、90～180號透平油或140號主軸油。潤滑脂可采用鋰基油脂。潤滑脂加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)，而潤滑油通過殼體上的油孔注入螺母空間內(nèi)。 滾珠絲杠副和其它滾動摩擦的傳動元件，只要避免磨料微粒及化學(xué)活性物質(zhì)進入，就可以認(rèn)為這些元件幾乎是不產(chǎn)生磨損的情況下工作的。但如果在滾道上落入臟物，或使用骯臟的潤滑油，不僅會妨礙滾珠的正常運轉(zhuǎn)，而且使磨損急劇增加。 通常采用毛氈圈對螺母副進行密封，毛氈圈的厚度為螺距的2～3倍，而且內(nèi)孔做成螺紋的形狀，使之緊密地包住絲杠，并裝入螺母或套筒兩端的槽孔內(nèi)。密封圈除了采用柔軟的毛氈之外，還可以采用耐油橡膠或尼龍材料。由于密封圈和絲杠直接接觸，因此防塵效果較好，但也增加了滾珠絲杠螺母副的摩擦阻力矩。為了避免這種摩擦阻力矩，可以采用由較硬塑料制成的非接觸式迷宮密封圈，內(nèi)孔做成與絲杠螺紋滾道相反的形狀，并留有一定的間隙。 對于暴露在外面的絲杠，一般采用螺旋剛帶、伸縮套筒、錐形套筒以及折疊式塑料或人造革等形式的防護罩。除與導(dǎo)軌的防護罩相似外，這幾種防護罩一端連接在滾珠螺母的端面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上[18]。6 控制系統(tǒng)機械手升降機構(gòu)的控制系統(tǒng)相當(dāng)于人的大腦，它指揮手架的升降，手架應(yīng)達(dá)到的位置，如手架的上下移動，以及各個動作的時間、速度等，都是在控制系統(tǒng)的指揮下進行的，通過每一個運動部件沿各坐標(biāo)軸的動作按照程序來實現(xiàn)的。在控制系統(tǒng)中，檢測機構(gòu)有著重要的作用。檢測是為進行比較和判斷提供依據(jù)，是操作和控制的基礎(chǔ)。手架位置檢測的傳感元件有： 將位移址變成模擬量(電流、電壓、電阻等)進行測量，這種檢測元件成本較低，使用條件不嚴(yán)格。如行程開關(guān)、電位器、差動變壓器、旋轉(zhuǎn)變壓器等。 檢測元件輸出數(shù)字信號，便于存儲、運算和控制，其制造安裝精度要求高。將位移變換為數(shù)字量的傳統(tǒng)方法，是先將位移變換為電信號的模擬量，然后再將模擬量變換為數(shù)字量，由于這種方法受模擬式傳感器和?！獢?shù)轉(zhuǎn)換器變換精度的限制，測量精度不高，因此目前廣泛應(yīng)用的是直接變換法。采用直接變換的數(shù)字式傳感器有兩種：(1)增益式位移傳感器，它把位移轉(zhuǎn)換成脈沖，根據(jù)脈沖當(dāng)量轉(zhuǎn)換為單位位移，進而增量式位移。如感應(yīng)同步器等。(2)絕對位移傳感器，它直接把位移變成代碼，例如編碼器。常用的位置檢測元件有:這種開關(guān)又稱限位開關(guān)，主要用于將機械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，控制?qū)動電動機的運行狀態(tài)，或控制有關(guān)電磁閡動作，從而實現(xiàn)手架的定位或進行行程控制。行程開關(guān)由微型開關(guān)、操作機構(gòu)(撞頭、推桿)及外殼組成，通常是將它與固定式或可調(diào)式擋塊配合使用，利用裝在機械手運動部件上的擋塊，觸動操作機構(gòu)。使微型開關(guān)觸頭閉合或斷開。主要利用接近體（鐵磁體)與檢測線圈間的電磁感應(yīng)作用來檢測位置，是一種無觸點行程開關(guān)。它由感應(yīng)頭、振蕩器、開關(guān)電路及輸出器等組成。當(dāng)手架運動部分的鐵磁體接近感應(yīng)頭時，由于感應(yīng)作用，使振蕩器線路參數(shù)發(fā)生改變而停振，電流增大，開關(guān)電路導(dǎo)通，接通外電路。接近開關(guān)具有定位精度高(幾十微米)、操作頻率高(每秒幾十次至幾百次)、壽命長、耐沖擊振動、耐潮濕、體積小等一系列優(yōu)點。按近開關(guān)，除上述的電磁型外，還有電容式、舌簧開關(guān)型(物體通過時，磁路閉合產(chǎn)生磁吸引力作用)等都屬于無觸點開關(guān)[19]。總 結(jié)本文通過對JCS013數(shù)控臥式鏜銑床刀庫機械手升降機構(gòu)的設(shè)計，實現(xiàn)了把有關(guān)課程中所獲得的理論知識綜合運用在實例當(dāng)中，使這些知識得到了鞏固和發(fā)展。并且培養(yǎng)了獨立整機設(shè)計的能力，樹立了正確的設(shè)計思想，掌握了設(shè)計的基本方法和步驟，為以后工作打下了良好的基礎(chǔ)。本設(shè)計主要完成了以下內(nèi)容 介紹了數(shù)控機床及其數(shù)控鏜銑床的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢；了解了刀庫機械手升降機構(gòu)的組成和工作原理；對升降電機進行了理論分析，并選取了合適的三相異步電機，最后了解了變頻器的相關(guān)知識；了解了滾珠絲杠副的工作原理以及特點，并進行了設(shè)計計算，最終確定滾珠絲杠副的規(guī)定代號；了解了手架位置檢測傳感元件的類型，并確定了控制系統(tǒng)中手架位置檢測的傳感元件用的是行程開關(guān)；參 考 文 獻[1] ：98~100.[2] 吳波，：461~479.[3] ：31~35.[4] 王斌，：234.[5] ：56~59.[6] 謝存禧,:機械工業(yè)出版社,2005[7] 朱世強,[8] 張鐵,:[9] ［M］.第 4 ：[10] 白婕靜 萬宏強.《機械制造工程學(xué)》：[11] 趙永成 王豐 李明穎等.《機電傳動控制》.：[12] 胡占齊 楊麗.《機床數(shù)控技術(shù)》.：[13] 李育錫.《機械設(shè)計課程設(shè)計》.北京：[14] 孫桓 陳作模 葛文杰.《機械原理》.：[15] ［M］.第 3 ：[16] 盧秉恒.《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》.：[17] ［M］.北京：[18] [M].機械工業(yè)出版社,2009,19(10):178180.[19] 濮良貴 紀(jì)名剛.《機械設(shè)計》.：高等教育出版社，[20] Mou J, Liu C error correction method for CNC machine tools using reference parts. Transactions of namre/sme, 1994.[21] Gene . Feedback control of Dynamis . systems, 4E.[22] Martin Healey,Principles of Automatic Control,Hodder and Stouthton.致 謝本畢業(yè)設(shè)計是在我的導(dǎo)師曹老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到設(shè)計的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。半年多來，老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在此，我還要感謝在一起愉快的度過大學(xué)生活的各位同學(xué)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至畢業(yè)設(shè)計的順利完成。特別感謝我的室友，對本課題做了不少工作，給予我不少的幫助。 在畢業(yè)設(shè)計即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到設(shè)計的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)與優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的成果，不包含他人已申請學(xué)位或其他用途使用過的成果。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了致謝。畢業(yè)設(shè)計（論文）與資料若有不實之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。畢業(yè)設(shè)計（論文）作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：31