【正文】 這次設(shè)計(jì)使我體會(huì)到時(shí)間的緊迫、工作的辛苦及一個(gè)合格工程技術(shù)人員的 責(zé)任感，學(xué)到了許多書本上學(xué)不到的東西，增加了實(shí)踐、設(shè)計(jì)體驗(yàn)，提高了查閱資料、工具手冊(cè)和編寫技術(shù)文件的能力。她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍的科學(xué)作風(fēng)，將使我受益終身 !同時(shí)，我也要衷心感謝其他各位老師在我就讀期間對(duì)我的熱情關(guān)心和巨大幫助！ 本次設(shè)計(jì)通過老師精心指導(dǎo)，我從方案的擬定到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，到零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，到零件的強(qiáng)度校核，到零件圖裝配圖的繪制，內(nèi)容涉及面廣。為此我首先要衷心感謝悉心指導(dǎo)我完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師毛瑞卿！在毛老師孜孜 不倦的教誨下，我不但順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，而且學(xué)到了許多分析問題、解決問題的方法和態(tài)度。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對(duì)我們大學(xué)四年學(xué)習(xí)的檢驗(yàn)，是走上工作崗位的第一步，初步使我們將理論同實(shí)際結(jié)合起來。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 致謝 經(jīng)過艱苦的努力，在毛瑞卿老師的辛勤指導(dǎo)下，終于順利地完成本次設(shè)計(jì)。 至此，完成了機(jī)械傳動(dòng)鏈中的主要部件的設(shè)計(jì)，其它輔助部件的設(shè)計(jì)如軸承主要遵循運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，定位精度高的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2）承載能力大，剛度高。有利于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。為了提高機(jī)械的傳動(dòng)精度，這里選用滾珠絲杠副，其特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng) 精度高，不易磨損，使用壽命長(zhǎng)，能滿足此次設(shè)計(jì)的精度要求。 4）鑄鐵還具有 切削性能好、價(jià)錢便宜和易于大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn) 工作臺(tái)中用于鑲嵌導(dǎo)軌的支承件選用 HT100，其特點(diǎn)是力學(xué)性能較小，承受輕負(fù)荷，價(jià)錢較便宜。 2）在鑄造中加入少量合金元素可提高耐磨性能。 機(jī)架材料的選用，主要根據(jù)機(jī)架的使用要求，由于多數(shù)機(jī)架形狀較復(fù)雜，故一般采用鑄造，由于鑄鐵的鑄造性能好，價(jià)廉和吸震性強(qiáng)，應(yīng)用最廣。當(dāng)受外力作用時(shí)，接觸點(diǎn)的壓力增大，產(chǎn)生一定的變形，這種變形稱為接觸變形。 3） 合理的開孔和加蓋。 機(jī)座自身剛度 保證自身剛度度可以從以下幾點(diǎn)來做： 1） 合理選擇截面形狀和尺寸。 4） 其他要求 除上述要求之外，還應(yīng)考慮工藝性、經(jīng)濟(jì)性及人機(jī)工程等方面的要求。 3） 穩(wěn)定性機(jī)座的穩(wěn)定性是指長(zhǎng)時(shí)間的保持其幾何尺寸和主要表面相對(duì)位置精度，以防止產(chǎn)品原有精度的喪失。提高機(jī)座的抗震性可以采用：提高靜剛度；增加阻尼；在不降低機(jī)座的靜剛度前提下，減輕機(jī)座重量；采取隔振措施。抵抗恒定載荷變形的能力稱為靜剛度；抵抗交變載荷變形的能力稱為動(dòng)剛度。其次，機(jī)座的變形和震動(dòng)將直接影響產(chǎn)品的 正常運(yùn)轉(zhuǎn)，故應(yīng)對(duì)其剛度和抗震性提出下列要求。其基本特點(diǎn)是尺寸較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工面多，幾何精度和相對(duì)位置精度要求高。它既能承受其他零部件的重量和工作載荷，又能起保證各零部件相對(duì)位置的基準(zhǔn)作用。 4）保管：如導(dǎo)軌放置狀態(tài)不良，就會(huì)造成導(dǎo)軌變形．保管時(shí)，要將它放置在適當(dāng)?shù)钠矫嫔?，保持水平擺放 。 3） 使用上的注意事項(xiàng)：使用時(shí)，請(qǐng)盡量避免粉塵或異物的進(jìn)入 。 為此，在與導(dǎo)軌相組合時(shí)，請(qǐng)加以留意 。 1） 潤(rùn)滑：如果 產(chǎn)品上已涂有防銹油，使用前請(qǐng)先將防銹油擦拭干凈，然后封裝潤(rùn)滑油后再進(jìn)行使用 。寬度較大時(shí)必須折邊，提高橫向穩(wěn)定性。鋼板防護(hù)罩 的節(jié)數(shù)對(duì)其比例、重量及運(yùn)行特性都很重要。中等速度 30m /min 之下的裝有滾軸。根據(jù)運(yùn)行速度及導(dǎo)軌的不同 鋼板防護(hù)罩的 結(jié)構(gòu)也不同。防護(hù)罩有多節(jié)鋼板重疊在一起組成，每節(jié)后側(cè)均有一塊立板，立板上鑲有滑塊或滾輪，可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，防護(hù)罩可隨之伸長(zhǎng)或壓縮。 綜上所述，我們選擇鋼板防護(hù)罩。 4）只是用來防塵、耐酸堿液、沒有高溫環(huán)境的機(jī)械設(shè)備，如液壓機(jī)械的油缸，適合選擇橡膠防塵罩。 2）運(yùn)行速度快，并且有高溫金屬碎屑的 機(jī)床 ，如：數(shù)控加工中心等機(jī)床就適合用盔甲式風(fēng)琴防護(hù)罩 ，此類護(hù)罩適合立導(dǎo)軌，即通常說的 Y 軸導(dǎo)軌 的防護(hù)。不同的機(jī)床不同的 工作環(huán)境采用不同材質(zhì)和形式的導(dǎo)軌防護(hù)罩。 導(dǎo)軌防護(hù)罩的介紹 機(jī)床導(dǎo)軌防護(hù)罩，又稱為機(jī)床導(dǎo)軌防塵罩。 3） 表面粗糙度：表面粗糙度應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的公差等級(jí)確定。如導(dǎo)向面的直線度公差，導(dǎo)向面對(duì)基準(zhǔn) 平面或基準(zhǔn)軸線的平行度公差等，一般占機(jī)械導(dǎo)向精度的 1/2~1/3。這里導(dǎo)向精度要求高，我們選用 H7/h6 配合。其精度主要根據(jù)工作精度要求，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用條件而定。 G=60 10N=600N F1=F2=F3=F4=1/4(G+F)=200N 滾動(dòng)導(dǎo)軌的額定壽命計(jì)算公式為： L=（ hf cf af aC /wf cP ） ? ?K 式中： L—— 額定壽命（ km）； aC —— 額定動(dòng)載荷（ KN）； P—— 當(dāng)量動(dòng)載荷（ KN）； maxF —— 受力最大滑塊所受的載荷（ KN）； Z—— 導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)； ? —— 指數(shù)，當(dāng)導(dǎo)軌體為滾珠時(shí)，ε =3；當(dāng)為滾柱時(shí) =10/3； K—— 額定壽命單位（ KM），滾珠時(shí)， K=50km；滾柱時(shí)， K=100km； hf —— 硬度系數(shù)； 由于產(chǎn)品技術(shù)要求規(guī)定，滾道硬度不得低于 58HRC，故通常可取 hf =1 tf —— 溫度系數(shù)，查表 51,得 tf =1 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 表 51溫度系數(shù) 工作溫度/C0 100? 100~150 150~200 200~250 tf 1 0． 90 0． 73 0． 60 cf —— 接觸系數(shù)，查表 52；得 cf = 表 52接觸系數(shù) 每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù) 1 2 3 4 5 cf 1． 00 0． 81 0． 72 0． 66 0． 61 af —— 精度系數(shù)，查表 53；取 af =1 表 53精度系數(shù) 工作條件 af 無外部沖擊或振動(dòng)的低速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，速度小于 15m/min 1~ 無明顯沖擊或振動(dòng)的場(chǎng)合，速度為 15~60m/min ~2 有外部沖擊或高速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，速度大于 60m/min 2~ wf —— 載荷系數(shù)，查表 54；得 wf =1 表 54載荷系數(shù) 精度等級(jí) 2 3 4 5 wf 1． 0 1． 0 0． 9 0． 9 將數(shù)據(jù)帶入公式中即可算出 L=37179km 2)壽命時(shí)間的計(jì)算 當(dāng)行程長(zhǎng)度一定，以 h 為單位的額定壽命為： hnL LL ah 1027166602 10 32 3 ???? ?????? 式中 hL —— 壽命時(shí)間（ h） L—— 額定壽命（ km） aL —— 行程長(zhǎng)度（ m） 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 26 2n —— 每分鐘往返次數(shù) 由于一年有 250 個(gè)工作日，每天工作 8小時(shí)。 因滑座數(shù) M=4,所以每根導(dǎo)軌上使用 2 個(gè)滑座。 導(dǎo)軌的長(zhǎng)度：由于導(dǎo)軌長(zhǎng)度影響工作臺(tái)的工作精度和高度，一般可根據(jù)滑塊徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度來確定導(dǎo)軌長(zhǎng)度。 X 方向初選導(dǎo)軌型號(hào)為 GGB20BAL2P 12 9404, Y方向初選導(dǎo)軌型號(hào)為 GGB20AAL2P 2 10904。 4） 圓形導(dǎo)軌：該導(dǎo)軌制造方便，外圓采用磨削，內(nèi)孔經(jīng)過研磨，可以達(dá)到精密配合，但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙。 3） 燕尾形導(dǎo)軌：此類導(dǎo)軌磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙，需設(shè)間隙調(diào)整裝置。但板面仍需要有間隙調(diào)整裝置。 常見的導(dǎo)軌截面形狀有三角形（分對(duì)稱、不對(duì)稱兩類）、矩形、燕尾形及圓形等四種。 3）能實(shí)現(xiàn)高速直線運(yùn)動(dòng)，起瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高 10 倍。驅(qū)動(dòng)功率小，只相當(dāng)普通機(jī)械的十分之一。選擇滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的理由如下： 1）滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副動(dòng)靜摩擦力之差很小，摩擦阻力小，隨動(dòng)性極好。 在本次設(shè)計(jì)中，我們選擇滾 動(dòng)直線導(dǎo)軌副。 2)接觸加熱自冷表面淬火，淬硬深度 (～ )mm,顯微硬度 600HM 左右。 常用導(dǎo)軌淬火方法有 : 1)中頻淬火，淬硬層深度 (1～ 2)mm。鑲裝塑料導(dǎo)軌具有較好的耐磨性，抗震性能好，工作適應(yīng)范圍廣，抗撕傷能力強(qiáng)，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)低、差別小，可降 低低速運(yùn)動(dòng)的臨界速度，加工徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 性和化學(xué)穩(wěn)定性好，工藝簡(jiǎn)單，成本低等等特點(diǎn)。常用的有色金屬有黃銅 HPb591，鋁青銅 ZQA192，超硬鋁LC4，鑄鋁 Z16 等，其中以鋁青銅較好。常用的鋼有 45 鋼、 40Cr、 T8A、 T10A、 GCr15 等。淬火的鋼導(dǎo)軌都是鑲裝或焊接上去的。 2）鋼。 稀土鑄鐵，它具有強(qiáng) 度高、韌性好的特點(diǎn)，耐磨性與高磷鑄鐵相近。 高磷鑄鐵，他是指含磷量為 %~%的灰口鑄鐵，其硬度為 180~220HB，耐磨性比灰鑄鐵 HT200 約高一倍。常用的鑄鐵有： 灰鑄鐵，常用的是 HT200（一級(jí)鑄鐵），硬度以 180~200HB 較為適合。 1）鑄鐵。 導(dǎo)軌材料的選擇 導(dǎo)軌常用的材料有鑄鐵、鋼、有色金屬和塑 料等。機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)軌的基本要求是導(dǎo)向精度高、剛性高、運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化影響小以及結(jié)構(gòu)工藝性好。常用的導(dǎo)軌副的種類很多，按其接觸面的摩擦性質(zhì)可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌副、滾動(dòng)導(dǎo)軌副、流體介質(zhì)摩擦導(dǎo)軌等。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 5 導(dǎo)軌的選型及計(jì)算 導(dǎo)軌的組成種類及其應(yīng)滿足的要求 導(dǎo)軌副主要由承導(dǎo)件和運(yùn)動(dòng)件兩大部分組成。d42??? 式（ ） 則銷的抗剪強(qiáng)度為： ? ????? ???? ????? MP aNDd T 2 339。 初選 d=12mm 的圓錐銷套筒聯(lián)軸器，其具體數(shù)據(jù)如下表 42： 表 42 d=12mm的圓錐銷套筒聯(lián)軸器數(shù)據(jù) d 公稱轉(zhuǎn)矩（ N?m） D L l C 圓錐銷 （ 2個(gè)） 12 22 40 8 224? 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 轉(zhuǎn)矩的校核 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式如下： n9550 PKTKT AAC ???? 式（ ） 式中： K—— 工作情況系數(shù) P—— 輸出功率（ kw） T—— 理論轉(zhuǎn)矩 CT —— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 N—— 工作轉(zhuǎn)速 r/mi n 則聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩為 (考慮動(dòng)載荷及過載 ,取聯(lián)軸器工作情況系數(shù) K=)： n9550 PKTKT AAC ???? = ??? NnT? 經(jīng)計(jì)算可以確定選則的 聯(lián)軸器合適。僅適用于低速傳動(dòng)的水平或垂直軸系，以傳遞平穩(wěn)載荷為宜。當(dāng)兩軸對(duì)中精度較低時(shí)，將引起較大的附加載荷，適用于工作平穩(wěn)的一般傳動(dòng)，高速傳動(dòng)時(shí)需要有高的對(duì)中和制造精度。而且只能連接兩軸直徑相同的圓柱形，軸伸一般用于工作平穩(wěn)的功率傳動(dòng)軸系。 表 41聯(lián)軸器性能 類別 聯(lián)軸器名稱 轉(zhuǎn)矩范圍 軸徑范圍 mm 最高轉(zhuǎn)速r/min 特點(diǎn)及應(yīng)用說明 固定式 套筒聯(lián)軸器 圓錐銷 3~4000 平鍵 71~5000 半圓鍵 8~450 花鍵 150~12500 4~100 20~100 10~35 25~102 一般小于等200~250 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，徑向尺寸小，成本低。 初選聯(lián)軸器 依據(jù)滾珠絲杠的軸徑和 CT 來選擇聯(lián)軸器。例如剛性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且裝拆方便，可用于低速、剛性大的傳動(dòng)軸。 5） 聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。通常由金屬元件制成的不需潤(rùn)滑的聯(lián)軸器此較可靠；需要潤(rùn)滑的聯(lián)軸器，其性能易受潤(rùn)滑完善程度的影響，且可能污染環(huán)境。例如當(dāng)徑向位移較大時(shí)，可選滑塊聯(lián)軸器，角位移較大或相交兩軸的聯(lián)接可選用萬向聯(lián)軸器等。 3） 兩軸相對(duì)位移的大小和方向。 2） 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。具體選擇時(shí)可考慮以下幾點(diǎn)： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 1） 所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖減振功能的要求。 8） 起動(dòng)安全聯(lián)軸器：除了 具有過載保護(hù)作用外，還有將機(jī)器電動(dòng)機(jī)的帶載起動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d起動(dòng)的作用。 7） 安全聯(lián)軸器 ：在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是，存在一個(gè)保險(xiǎn)環(huán)節(jié)（如銷釘可動(dòng)聯(lián)接等），其只能承受限定載荷。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場(chǎng)合。 3） 撓性聯(lián)軸器：具有一定的補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，最大量隨型號(hào)不同而異。 其一般可分為 8 種，具體分類如下： 1） 聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)軸器、安全聯(lián)軸器 三種： 2） 剛性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。 8）用內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副，必須使絲杠螺紋兩端中至少有一端的滾珠螺紋是通牙，并該端所有外圓尺寸均小于絲杠螺紋底徑 d2,否則無法裝配螺母。因此要注入潤(rùn)滑脂。 7）合理潤(rùn)滑是減小驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、提高傳動(dòng)效率、延長(zhǎng)