【正文】 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 湖南 工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次 頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。希望對其他人的后續(xù)設(shè)計(jì)能有幫助。我在此完成絲杠螺母副、直線滾動導(dǎo)軌滑塊、聯(lián)軸器、軸承。同時在傳動系統(tǒng)使用了 45 鋼、不銹鋼、 Q23 HT200、黃銅等，機(jī)床外觀使用了鑄鐵等材料。經(jīng)強(qiáng)度校核、壽命計(jì)算和穩(wěn)定性分析，得到滾珠絲杠能達(dá)到 117萬次，最大動載荷 ，最大靜載荷 ，剛度2505N/m，螺桿當(dāng)量應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用值 68MPa，螺桿剪切應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用值 30MPa，螺桿彎曲應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用值 40MPa，穩(wěn)定性大于要求值 4 因而合格，單個螺紋導(dǎo)程變形量小于最大值 ，最大轉(zhuǎn)速小于 倍臨界轉(zhuǎn)速，以上表明絲杠符合選用要求。 查軸承樣本，單個 7205C 型軸承的摩擦力矩為 320 mN? ,故一對軸承 mNTf ?? ,絲桿與 伺服電動機(jī)直接相聯(lián) ，故 i=1， 則最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ： NiTTPhFT ff a x 21 ???????? ???? ?????????? ???? ?? （ 2）慣量匹配 負(fù)載慣量按下列次序計(jì)算，工臺的最大質(zhì)量為 20Kg，折算到電動機(jī)軸其慣量 J1計(jì)算得： 2522221 mkgpmnnpmwvmJ hh ????????? ???????????????????????? ??? 絲杠直徑 d=32mm=，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，決定長度 ，絲杠的慣量： 2104342 . mkgldJ ????????? ???? 聯(lián)軸 節(jié)的慣量 J3 可直接查手冊 243 mkgJ ??? ? J2與 J3與電動機(jī)同軸，故能夠直接疊加，負(fù)載慣量： JL=J1+J2+J3=（ ++） ? 104 2mkg? ≈ mkg ?? ? 湖南 工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 電動機(jī)慣量 JM 應(yīng)符合的條件 JLJM4JL mkg ? JM mkg ? 根據(jù)以上計(jì)算，可初選伺服電動機(jī)，如選用直流伺服電動機(jī)，可都選北京數(shù)控裝置廠 B8型， 它的額定轉(zhuǎn)矩為 mN? ,大于最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩 T= mN? ，它的轉(zhuǎn)子慣量 JM= 2mkg? （ 3）空載加速轉(zhuǎn)矩 B8 型伺服電動機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩為 Tmax=47 mN? ,這個輸出轉(zhuǎn)矩發(fā)生在階越指令加速時，要求的加速時間為： maxmax602 TnJta ?? 其中 J =JL+JM= 410?? +45 410?? = 2mkg? 故 ?? ????at B8 的機(jī)械時間常數(shù)為 smstm ?? ，則 at ≤ (3~4) mt =(~) 說明這種電動機(jī)具有足夠的加速能力 湖南 工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)龍門式數(shù)控水刀切割機(jī)能高效、精確地完成 XY 兩向移動以及對材料進(jìn)行高壓水射流切割的功能。采用的原料為鋼，許用轉(zhuǎn)速為 7600r/min，軸孔直徑為 14mm，軸 孔長度為20mm,轉(zhuǎn)子慣量 J= 2mkg? 。角接觸球軸承 絲杠 d0=32mm,絲杠軸端型式及尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，采用兩端固定式，可選用的軸承型號為 7205,內(nèi)徑 ?外徑 ?寬為 =25mm? 52mm? 12mm,額定動載荷 C=，預(yù)加載荷F0=2900N,當(dāng)量載荷 Fm=. 則軸承壽命為 ????????? PCnL mh 60106 =533146915000h 其中 C= 軸承承受的載荷分別為 NYFXFP arx ??????? 當(dāng)量轉(zhuǎn)速 nm=100r/min 采用球軸承 則 ? =3 故滿足要求。= 則摩擦角 ? == X軸與 Y 軸的傳動效率都為)( ,?? ??tg tg? =94%90% 符合要求。25 mmNEE ???? 彈性模量， ??I 絲杠斷面最小慣性矩 4464 mmdI r?? ??bL 螺母至固定端處最大距離 (如表中簡圖所示 ) 數(shù)，其值按表選取絲杠安裝方法有關(guān)的系、 ???? mmN????? ?? 比重， mmd r 絲杠底徑，?? A 絲杠斷面積 ， 42rdA ?? 代入得 ,X 軸絲桿的極限轉(zhuǎn)速 m i n325169 272 rLdn brc ????? ? rn ?? m in100m a x 故符合要求 。余程 +螺母長度 +支承長度 ≈（ ～ ）行程 +（ 15～ 25） 0L 取 L = 179。 m?8 =（ ~ 4） ??????? 41~51min?179。 10=200N Z軸方向所受的載荷 6 0 0F 39。 (1) X 軸方向的安裝裝配 橫向架體的裝配：由直線滾動型導(dǎo)軌與橫梁連接； 電動機(jī)的裝配：通過螺釘將其裝配到橫向架體上； (2) Z 軸方向升降 臺的裝配： 湖南 工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 直線滾動導(dǎo)軌：將螺母作為連接機(jī)構(gòu)，連接到升降臺架體上； 滾珠絲杠：經(jīng)角接觸軸承固定在軸承座上，同時通過軸承蓋和螺釘完成軸向固定； 軸承座：通過螺釘連接到架體上； 電動機(jī)：通過螺釘安裝。 其中： 公稱扭矩 Tn（ N178。 10% 轉(zhuǎn)動慣量 2 Y100L6 90/160 湖南 工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 聯(lián)軸器的選型 由軸頸尺寸，應(yīng)選擇適中尺寸且適中轉(zhuǎn)矩的聯(lián)軸器。查軸承樣本，單個 7013C 型軸承的摩擦力矩為 320 mN? ,故一對軸承 mNTf ?? ,絲桿與伺服電動機(jī)直接相聯(lián)，故 i=1， 則最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩 NiTTPhFT ff a x 21 ???????? ???? ?????????? ???? ?? 2）慣量匹配 負(fù)載慣量按下列次序計(jì)算，工臺的最大質(zhì)量為 200Kg，折算到電動機(jī)軸，其慣量 1J湖南 工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 計(jì)算得： NpmnnpmwvmJ hh 422221 ????????? ???????????????????????? ?? 絲杠直徑 d=40mm=，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，決定長度 ，絲杠的慣量 ： 274342 . mkgldJ ????????? ???? 聯(lián)軸節(jié)的慣量 J3可直接查手冊 243 mkgJ ??? ? J2與 J3與電動機(jī)同軸，故能夠直接疊加，負(fù)載慣量： ? ? 244321 mkgJJJJ L ?????????? ?? 電動機(jī)慣量 JM 應(yīng)符合的條件 JLJM4JL 即 mkg ? JM mkg ? 根據(jù)以上計(jì)算，可初選伺服電動機(jī)，如選用直流伺服電動機(jī)，可選擇 Y100L— 6，它的額定轉(zhuǎn)矩為 mN? ,大于最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩 T= mN? ，它的轉(zhuǎn)子慣量JM= 2mkg? 。這里選用代號為 :7010C 角接觸球軸承。因此，通常成對安裝。 其中： 外形尺寸 LM 滑塊尺寸 M=30 B=53 1L = K=26 3H =4 W=63 C=40 T = N=5 油嘴： BM6F L=74 S=M6 1T =10 E=12 LM 軌道尺寸 基本額定載荷 F=60 ? ? ? =20 F=60 C （ KN） = G=20 2W = hd ?? 21d =6** aC （ KN） = 1M =18 總長 Max=3000 其他裝置的選型與布局 軸承的選型 角接觸球軸承的特點(diǎn)：可同時承受徑向 軸向載荷，也可承受純軸向載荷，其中軸向載荷能力由接觸角決定，并與接觸角大小成正比。并因?yàn)槭┘宇A(yù)壓力是呁等的，從而能維持低 摩擦系數(shù)又加強(qiáng)四個方向剛性。 則導(dǎo)軌額定工作時間 hT 為 24000103008 ????hT h 又 nlTT ssh 2 103?? （ ） 因此 3102 nlTT shs ? =2***60=2160km 每根導(dǎo)軌上使用 2個滑座，查表 表 硬度系數(shù) 滾道表面硬度HRC 60 58 55 53 50 45 fH 湖南 工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 表 溫度系數(shù) 工作溫度 /C fT 100 100~150 150~200 200~250 表 接觸系數(shù) 每根導(dǎo)軌上滑塊數(shù) fc 1 2 3 4 5 表 負(fù)荷系數(shù) 工作條件