【正文】 。 絲杠兩端支撐距離 L=2020mm， 故 Y軸方向滾珠絲杠總長 L總 =2116mm。 絲杠兩端支撐距離 L=1516mm， X 軸絲杠總長 L總 =1616mm。 Z軸絲杠兩支撐距離 L=480mm，Z軸絲杠總長 L總 =580mm。 其中 L? = 2k n aL L L?? (39) 16 軸承的外形如圖 35所示 其中行程 kL =100 mm，由表 31知螺母長度 nL =52，安全行程 (2 4)ahLP?? =12，代入 (39)中得； L?? 100+52+12=164 mm,取溫差 t? = C? ，代入 (38)中得； C? 31 1 .8 2 .5 1 6 4 1 0 ?? ? ?? 表 32 軸承參數(shù) 型號(hào) 內(nèi)徑 內(nèi)徑公差 外徑 外徑公 差 寬 度 安裝孔 靜載荷 動(dòng)載荷 標(biāo)準(zhǔn)型 d 0— D 0—1 L d D h C (N) C0 (N) 61805 25 37 12 2537 12 373 549 圖 35 深溝球 軸承 絲杠螺紋長度 sL L L???? (310) 式中： L? ——滾珠絲杠的余程。因此， 由前面計(jì)算所得絲杠上最大軸向的載荷數(shù) 50N選用 型號(hào) 61805深溝球 軸承為 Z軸的軸承 ， X、 Y軸選擇型號(hào)為 61807深溝球軸承。 (4) 節(jié)省給油手續(xù)，達(dá)到簡化潤滑保養(yǎng)的目的。 (2) 對(duì)負(fù)荷增大，但磨擦系數(shù)無敏感變化，因此重負(fù)荷下，磨擦系數(shù)極小，并且長期保持精度不變，可得機(jī)械使用壽命長期保持 。 估算最小螺紋底徑 14 02 mFLd ?? (37) 因采用的一端固定，一段游動(dòng)的安裝方式，故式中 L=()行程 +(1014)導(dǎo)程 。 故 6m? ? 。根據(jù)設(shè)計(jì)要求 本產(chǎn)品預(yù)計(jì)工作時(shí)間 15000hL ? h，代入式（ 35）得： Z軸的額定動(dòng)載荷： 3 5 0 1 . 36 0 5 0 1 5 0 0 0 6 5 91 0 0 0 . 4 4 0 . 8amC ?? ? ? ???N X軸的額定動(dòng)載荷 3 1 2 1 . 36 0 1 2 1 5 0 0 0 9 81 0 0 0 . 4 4 0 . 8amC ?? ? ? ???N Y軸的額定動(dòng)載荷 3 1 6 1 . 36 0 1 6 1 5 0 0 0 1 4 41 0 0 0 . 4 4 0 . 8amC ?? ? ? ???N 擬采用預(yù)緊滾珠絲杠副，按最大負(fù)載 maxF 計(jì)算 m axam e e lC f F f F?? (36) 因?yàn)? Z軸絲杠所受的載荷最大，故取 50l lzF F N?? ，查 文獻(xiàn) [1]表（ 10），輕預(yù)載取 ? ，代入式 (36)得： 50 335am e lzC f F? ? ? ?N 取兩種最大結(jié)果， 659amC ? N。代入公式 （ 33） X， Y軸當(dāng)量轉(zhuǎn)速： ?? ?? ni ii tnnm 1 )( =200 90%? +600 10%? =240 rpm Z軸方向只有一個(gè)快速進(jìn)給即 1 0t ? ， 2t? 100%。所以動(dòng)摩擦系數(shù)按照 ，靜摩擦系數(shù)按 核算 ， 所以剛剛啟動(dòng)時(shí)受力最大，代入公式（ 32） 得： 12lxF? N Y軸方向 分析可知兩種工作方式下 X軸方向的絲杠軸向載荷均相同，受力簡圖如圖 33所示 軸向載荷 lF uG? 總 G總 包括電機(jī)及導(dǎo)軌部件 1G ， X軸方向滑塊及導(dǎo)軌 2G ， Y軸方向的滑塊 ， ? =， = 1 2 3G +G +GG總 ? 8kg代入公式 （ 32) 16lyF? N 1Y軸導(dǎo)軌； 2Y軸滑塊； 3Y軸上受的重力機(jī)構(gòu) 圖 33 Y軸方向絲杠受力簡圖 當(dāng)量轉(zhuǎn)速 當(dāng)量轉(zhuǎn)速計(jì)算公式 1()mnllln n t???? (33) X、 Y軸 兩種工作 方式 工作狀態(tài)與快速進(jìn)給 所占時(shí)間為 9:1 1t? 90%， 2t? 10%。 動(dòng)摩擦系數(shù)理論上為 ， 但實(shí)際應(yīng)用中由于安裝平行度，為消除間隙 10 采取 1Z軸滑塊； 2Z軸導(dǎo)軌； 3Z軸電機(jī)； 4滾珠絲杠副 圖 31Z軸絲杠受力簡圖 1X軸導(dǎo)軌； 2X軸滑塊； 3X軸導(dǎo)軌上重力； 4滾珠絲杠 圖 32 X軸方 向絲杠受力簡圖 的預(yù)緊，回珠器曲線失真（在高速時(shí)體現(xiàn)），內(nèi)外滾道一致性等因素不可控性 11 太強(qiáng)。 代入數(shù)據(jù)得： 工作方式下 n絲 =12020 =200r/min ； 快速進(jìn)給時(shí) n絲 =36006 =600r/min。 至于導(dǎo)軌各運(yùn)動(dòng)鏈中支承件均采用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副。由于滾珠絲杠副具有很多優(yōu)點(diǎn) ， 因此各運(yùn)動(dòng)鏈中傳動(dòng)件均采用滾珠絲杠副 。總體結(jié)構(gòu)如圖 24所示 4 主運(yùn)動(dòng)方案 主運(yùn)動(dòng)方案通常有兩種方案 : 載物臺(tái)運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。 圖 22 右手坐標(biāo)系統(tǒng) 3 總體結(jié)構(gòu) 機(jī)械本體部分是橫架，有底座、立柱、工作臺(tái)、傳感器等部分?；咀鴺?biāo)軸為 X、 Y、 Z直角坐標(biāo)，對(duì)相應(yīng)每一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)符號(hào)為 A、 B、 C， Z 軸為垂直于工件裝卡面。那么手指所指示的方向即是軸的正旋轉(zhuǎn)方向。伸出食指和中指，食指指向 Y軸的正方向，中指所指示的方向即是 Z軸的正方向。右手定則也決定三維空間中任一坐標(biāo)軸的正旋轉(zhuǎn)方向。 1電子白板； 2信號(hào)筆； 3機(jī)架； 4載物臺(tái) 1電子白板； 2信號(hào)筆； 3機(jī)架； 4載物臺(tái) （ a） （ b） 圖 21 布局簡圖 1 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 本部分著重研究在確定了總體布局型式后產(chǎn)品各組成部分方案的選擇 ,它包括：有效工作區(qū)域、滾珠絲杠的結(jié) 構(gòu)型式和參數(shù)、直線導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)、主電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)、步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)、主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳遞方式和轉(zhuǎn)速范圍等。該方案的最大優(yōu)勢(shì)在于傳 感器頭運(yùn)動(dòng)精度較易保證。但運(yùn)動(dòng)精度可以保證且立柱移動(dòng)較簡單。由于 載物臺(tái) 不動(dòng)，承載能力好，適合加工較重的工件。 b方案中， 載物臺(tái) 固定，傳感器頭作上下移動(dòng)，立柱作縱向橫向移動(dòng)。若設(shè)計(jì)所承載工件的較輕，這種布局方式所需電機(jī)功率和傳動(dòng)件的尺寸較小，移動(dòng)較輕便。 a案中，立柱固定，工件作橫向和縱向移動(dòng)，工作臺(tái)作上下移動(dòng)。模塊化設(shè)計(jì)法的影響等等 。另外，還應(yīng)考慮性能要求的影響，如振動(dòng)、噪聲、熱變形、剛度和抗振性 。 (3) 應(yīng)有利于提高剛度，縮小占地面積。在其他條件相同的情況下，越小，所需電機(jī)功率和傳動(dòng)件的尺寸也越小。 運(yùn)動(dòng)分配的影響 對(duì)于同一種運(yùn)動(dòng)分配的布局，由于導(dǎo)軌的布置及其它結(jié)構(gòu)型式的不同，也將使 工作臺(tái) 的布局出現(xiàn)變化。 (6) 體積小，重量輕，節(jié)約原材料，降低制造成本，縮小占地面積，外型美觀大方。 (4) 應(yīng)便于觀察加工過程；便于操作、調(diào)整和維修；便于輸送、裝卸工件和清理；注意防護(hù)，確保安全。在經(jīng)濟(jì)、合理的條件下，盡量采用較短的傳動(dòng)鏈，以簡化機(jī)構(gòu)，提高傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效率。 4 第 2章 系統(tǒng)分析與方案的訂制 設(shè)計(jì)參數(shù) 表 21 為設(shè)計(jì)的參數(shù)表 規(guī)格型號(hào) 數(shù)據(jù) X， Y軸 工作范圍 (㎜ ) 1200,1700 進(jìn)給速度（ mm/s） 工作 20 快速定位 60 機(jī)械精度 (mm) Z軸 最大行程 (mm) 100 進(jìn)給速度 (mm/s) 20 機(jī) 械精度 (mm) 最大工件重量 30 水平精度 直線精度 垂直精度 ， + 定位精度 工作臺(tái)平面精度 橫梁移動(dòng)的垂直度