3D打印快速模型制造設備設計說明書【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 編號 本科生畢業(yè) 設計 中文題目 3D 打印快速模型制造設備設計 生姓名 專 業(yè) 學 號 指導教師 分 院 2014 年 月 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘 要 隨著工業(yè)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的加工工藝已無法滿足現(xiàn)代工業(yè)部件的加工需求，許多異形結(jié)構(gòu)利用傳統(tǒng)加工（包括五軸加工中心）很難加工或根本不能加工。隨即 3D 打印機應運而生 3D 打印機看似復雜，卻很簡單，也許你會為它神奇的能力而震撼 ，也許你會為它的高科技而驚呆，其實從 1916 年愛因斯坦提出激光原理時，已經(jīng)為 1986年第一臺 3D 打印機的出現(xiàn)奠定了堅實的理論基礎。說起 3D 打印機的原理其實一點也不復雜。 本文主要針對 3D 打印技術(shù)設計出一款 3D 打印快速模型設備，以切合實際針對新型的生產(chǎn)工藝采取的實際設備的設計制造。 關鍵詞： 3機械結(jié)構(gòu) 新型設備 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of to of of is to be or as D . 3D is it be in of 916, a 986 D D is In D to a 3D of of to 3D of 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3計 目 錄 第一章 緒論 .題來源及研究目的和意義 次設計的主要內(nèi)容 3D 打印設備方案分析 . 5 械結(jié)構(gòu)設計思路 5 械結(jié)構(gòu)總體方案和布局 2 章 機械結(jié)構(gòu)設計 8 機的選擇 .珠絲杠螺母副的設計 材料選用原則 10 杠螺母工作條件及失效形式 螺旋傳動類型特點和應用 滾珠絲杠螺母副的計算 滾珠絲杠螺母的支撐方式 滾珠絲杠螺母的潤滑和防塵隔離 向光桿和直線軸承的設計 .軸器的設計選擇 .步帶輪的設計計算 . 3 章 結(jié)構(gòu)設計及三維建模 26 體結(jié)構(gòu)設計的是三維建模 27 體裝配建模 30 準件建模 論 38 參考文獻 謝 .文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 1 章 緒 論 課題來源及研究目的和意義 3D 打印機 有時被稱為快速成型機，用液體或粉狀塑料制造物品，其運作原理和傳統(tǒng)打印機十分相似?？焖俪尚渭夹g(shù)（ 稱 稱快速原型制造技術(shù)，是近年來發(fā)展起來的一種 先進制造技術(shù) 。快速成形技術(shù) 20 世紀 80 年代起源于 美國 ，很快發(fā)展到 日本 和 歐洲 ，是近年來制造技術(shù)領域的一次重大突破?？焖俪尚问且环N基于離散堆積成形思想的數(shù)字化成形技術(shù)；是 控技術(shù)、激光技術(shù)以及 材料科學與工程 的技術(shù)集成。它可以自動、快速地將設計思想物化為具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原型或直接制造零部件，從而可對產(chǎn)品設計進行快速評價、修改，以響應市場需求，提高企業(yè)的競爭能力。 密伺服驅(qū)動、光電子和新材料等先進技術(shù)集于一體，依據(jù)由 其進行分層切片，得到各層截面的輪廓。按照這些輪廓，激光束選擇性地噴射，固化一層層液態(tài)樹脂（或切割一層層的紙，或燒結(jié)一層層的粉末材料），或噴射源選擇性地噴射一層層的粘結(jié) 劑或熱熔材料等，形成各截面，逐步疊加成三維產(chǎn)品。它將一個復雜的三維加工簡化成一系列二維加工的組合 . 快速成形工藝流程如下： (1)三維模型構(gòu)造 由于 統(tǒng)只接受計算機構(gòu)造的產(chǎn)品三維模型 (立體圖 )，然后才能進行切片處理，因而首先應在 或工作站上用 件 （如、 ），根據(jù)產(chǎn)品要求設計三維模型；或?qū)⒁延挟a(chǎn)品的二維三視圖轉(zhuǎn)換成三維模型；或在逆向工程中，用測量儀對已有的產(chǎn)品實體進行掃描，得到數(shù)據(jù)點云，進行三維重構(gòu)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 (2)三維模型的近似處理 由于產(chǎn)品上往往有一些不規(guī)則的自由曲面，加工前必須對其進行近似處理。經(jīng)過近似處理獲得的三維模型文件稱為 由一系列相連空間三角形組成。典型的 有時輸出的三角形會有少量錯誤，需要進行局部修改。 (3)三維模型的 分層 (理 由于 藝是按一層層截面輪廓來進行加工的，因此加工前須將三維模型上沿成形高度方向離散成一系列有序的二維層片，即每隔一定的間距分一層片，以便提取截面的輪廓。間隔的大小按精度和生產(chǎn)率要求選定。間隔越小，精度越高，但成形時間越長。間隔范圍為 .5 用 0.1 得到相當光滑的成形曲面。層片間隔選定后，成形時每層疊加的材料厚度應與其相適應。各種成形系統(tǒng)都帶有 自動提取模型的截面輪廓。 (4)截面加工 根據(jù)分層處理的截面輪廓，在計算機控 制下， 統(tǒng)中的成形頭（如激光掃描頭或噴頭）由數(shù)控系統(tǒng)控制，在 化液態(tài)樹脂（或切割紙，燒結(jié)粉末材料，噴射粘結(jié)劑、熱熔劑和熱熔材料），得到一層層截面。 (5)截面疊加 每層截面形成之后，下一層材料被送至已成形的層面上，然后進行后一層的成形，并與前一層面相粘結(jié)，從而將一層層的截面逐步疊合在一起，最終形成三維產(chǎn)品。 (6) 后處理 成形機成形完畢后，取出工件，進行打磨、涂掛，或者放進高溫爐中燒結(jié)，進一步提高其強度（如 3對于 工件放入高溫爐中燒 結(jié)，使粘結(jié)劑揮發(fā)掉，以便進行滲金屬（如滲銅）處理。 本次設計中根據(jù) 三維打印技術(shù)的原理以及作用的基礎上，綜合運用機械原買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 理、機械設計、機械制造裝備設計、機械制造工藝學、互換性與技術(shù)測量、機械制造技術(shù)基礎、畫法幾何及機械制圖等先修課程的知識，分析機械部分實現(xiàn)的方法，根據(jù)國內(nèi)機械行業(yè)的實際情況設計出符合要求的設備結(jié)構(gòu) 。 次設計的主要內(nèi)容 本次設計的 3過 范、設計手冊等相關設計資料，進行 3計并最終完成 3零件圖，裝配圖，零件圖及相關設計說明書。 主要的設計 基本內(nèi)容 如下： 1) 設計準備：閱讀設計任務書，明確 3D 打印機 設計任務，準備設計資料及繪圖工具。 2) 3體結(jié)構(gòu)的設計：主要包括： 鋪粉系統(tǒng)、成型腔和儲料腔的運動系統(tǒng)、噴頭運動系統(tǒng) 。 3) 裝配圖的設計：初繪裝配草圖，各部分的結(jié)構(gòu)設計，協(xié)調(diào)好各零部件之間的裝配關系，完成裝配工作圖。 4) 零件工作圖的設計：主要是繪制 3D 打印機 成型零件（如傳動機構(gòu)，支撐機構(gòu)等機構(gòu)）。 5) 編寫設計計算說明書：主要是整理和編寫 3計說明書。 6) 設計總結(jié)及答辯：進行畢業(yè)設計總結(jié)，完成答辯 準備工作。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3D 打印機模型設備 的方案分析 械結(jié)構(gòu) 設計思路 基于微噴射粘結(jié)的 3制件的 照這些層片的輪廓信息，鋪粉裝置逐層鋪粉，且噴頭噴射粘結(jié)劑微滴選擇性地固化一層一層的粉末，形成各截面輪廓，并逐步有序地疊加成三維實體。要完成制作要求就需要各種機構(gòu)來實現(xiàn)其功能 ： 機械系統(tǒng) X, 打印平面 ) 組成平面掃描運動框架 機構(gòu)選用： 導軌 絲桿 機構(gòu) 導軌 絲桿 機構(gòu) 成型腔和儲料腔） 光桿 絲桿機構(gòu) 兩副 鋪粉輥機構(gòu)（即噴頭） 導軌 絲桿 機構(gòu) 體布局 根據(jù)設計思路設定本次設計的 3D 打印機 的方案 設計方案如圖所示，圖中序號所代表機構(gòu)分別是： 1） 儲料箱：提供成型與支撐粉末材料。 2） 成型箱：在缸中完成零件加工，工作缸每次下降的距離即為層厚。零件加工完后，缸升起，以便取出制造好的工件，并為下一次的加工做準備。工作缸的升降由伺服電機通過絲桿 驅(qū)動。 3） 余料箱：安裝在成型機殼內(nèi)，回收鋪粉時多余的粉末材料。 4） 噴頭：在工作缸內(nèi)噴射成型時的粘結(jié)劑，粘接不通層之間的粉料，是三維打印快速成型的關鍵部件。 5） 鋪粉輥裝置：包括鋪粉輥及其驅(qū)動系統(tǒng)，其作用是把粉末材料均勻地鋪平在工作缸上，并把鋪粉的同時把粉料壓實。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 2 章 機械結(jié)構(gòu)的設計 電機的選擇 軸電機的選擇 Z 軸即為成型腔和儲料腔的上下移動電機。假設成型腔和儲料腔的重量為 30動速度為 2m/右 m m m g = 3 0 1 0 = 3 0 0 1 - 2 m / m i n = 1 6 . 6 - 3 3 . 3 /根據(jù)本次設計 由于在 成型腔和儲料腔的上下移動要求精確定位，所以本次設計中選用伺服電機，本次伺服電機的廠家為華大伺服電機。 電機設計計算 1、確定運行時間 本次設計 加速時間01(t 60 載速度（ m/ 有速度可知每秒上升 500 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0 電 機 桿 導 程 ， 本 次 設 計 的 絲 桿 導 程 我 們 取 5 ，2 4 0 0 / m i 0 0 5電 機 0 . 3 1 0 2 0 0 0 . 0 0 5 1 . 7 3 0 . 9 N m 式中： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 : 0 . 32 0 0 0 0 5 9摩 擦 系 數(shù) ， ?。?負 載 重 量 ，： 絲 桿 導 程 ，： 傳 動 效 率 ， 取上下垂直運動 22 20 . 0 0 5( ) 2 0 0 0 . 0 0 0 1 2 6 7 7 9 ( . )22 M M k g m絲桿螺母慣量 4 3 4 5 27 . 8 7 1 0 0 . 4 0 . 2 3 . 7 2 1 0 ( . )3 2 3 2 L D k g m 式中 : 7 . 8 70 . 6 0 2 ， ?。?絲 桿 長 度 ， ?。?絲 桿 直 徑 ， 取 總慣量 20 . 0 0 0 3 2 ( . ) L L M J k g 啟動轉(zhuǎn)矩 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 3 2 ) 1 . 2 5 6 0 1 . 2 J M J L J 必須轉(zhuǎn)矩 2 . 3 6 . T M T L T S S N m 里取 據(jù)以上得出數(shù)據(jù)， 我們選用 華大伺服電機 型號為 110以下為選擇的伺服電機的具體詳細介紹 ： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 電機額定功率為 零速 轉(zhuǎn)矩為 額定地拿了 定轉(zhuǎn)速為 3000r/ 電機大致圖如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 外形尺寸 110機輸出軸徑為 12 軸和 Y 軸電機的選擇 打印平面中的 X 軸和 Y 軸移動結(jié)構(gòu)相同，本次選擇的電機采用相同的。 電機設計計算 1、確定運行時間 本次設計 加速時間01(t 60 載速度（ m/ 有速度可知每秒移動 500 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0 電 機 桿 導 程 ， 本 次 設 計 的 絲 桿 導 程 我 們 取 4 ，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 5 0 0 / m i 0 0 4電 機 0 . 3 1 0 2 0 0 0 . 0 0 4 1 . 5 9 0 . 9 N m 式中： : 0 . 32 0 0 0 4 9摩 擦 系 數(shù) ， ?。?負 載 重 量 ，： 絲 桿 導 程 ，： 傳 動 效 率 ， 取上下垂直運動 22 20 . 0 0 4( ) 2 0 0 0 . 0 0 0 1 1 2 4 5 ( . )22 M M k g m絲桿螺母慣量 4 3 4 5 27 . 8 7 1 0 0 . 4 0 . 2 2 . 5 6 1 0 ( . )3 2 3 2 L D k g m 式中 : 7 . 8 70 . 5 0 1 6 ， ?。?絲 桿 長 度 ， ?。?絲 桿 直 徑 ， 取 總慣量 20 . 0 0 0 2 ( . ) L L M J k g 啟動轉(zhuǎn)矩 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 2 ) 0 . 6 5 6 0 1 . 2 J M J L J 必須轉(zhuǎn)矩 1 . 3 . T M T L T S S N m 里取 據(jù)以上得出數(shù)據(jù)， 我們 也 選用華大伺服電機型號為 110體尺寸同 Z 軸移動所選的電買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 機相同。 珠絲杠螺母的設計 料選用原則 選材的基本原則是材料在能滿足零件使用性能的前提下，具有 較 好的工藝性和經(jīng)濟性。 材料的使用性能是指機械零件在正常工作條件下應具備的力學、物理、化學等性能，是保證該零件可靠 性 的基礎。對一般機械零件來說，選材時主要考慮的是其力學性能；而對于非金屬材料制成的零件，還應該考慮其工作環(huán)境對零件性能的影響。 零件按力學性能選材時，首先應正確分析其工作條件、形狀尺寸及應力狀態(tài)，結(jié)合該類零件出現(xiàn)的主要失效形式，找出其在實際使用中的主要和次要的失效抗力指標，以此作為選材的依據(jù)。 杠螺母的工作條件、失效形式和技術(shù) 要求 1、 工作條件 由于傳動機構(gòu)是絲杠螺母副，即螺旋傳動副，而工作時主要是攜帶傳感器進行測量，而非傳遞動力或扭矩。主要承受一定的剪切、彎曲、扭轉(zhuǎn)等載荷。 2、 主要失效形式 當彎曲載荷較大時，絲杠承受著交變應力；當其表面硬度較低，表面質(zhì)量不良時，會發(fā)生磨損，甚至產(chǎn)生疲勞斷裂。而設計的絲杠所傳遞的動力和扭矩都很小。因此，主要的失效形式是磨損。通過提高絲杠螺母的表面質(zhì)量和安裝精度可以有效的減少磨損。 3、 材料性能要求 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 根據(jù)絲杠的工作條件和失效形式，要求絲杠材料具備以下主要性能： 電磁鐵參數(shù)測量裝置 是對電磁鐵的電磁吸力、磁場強度和線圈溫度進行測量的裝置。為避免電磁鐵的磁泄漏，采用不可磁化材料。如不銹、鋁合金、銅合金、陶瓷材料或高分子材料。 較高的綜合力學性能 承受一定的交變載荷與沖擊載荷。 絲杠軸頸應具有高的硬度和耐磨性，提高絲杠的旋轉(zhuǎn)精度和使用壽命。 根據(jù)絲杠螺母副的工作條件、失效形式和技術(shù)要求，考慮材料的綜合性能，絲杠采用淬火鋼 ， 螺母采用鑄造錫青銅。這是由于銅合金材料不僅具有較高的綜合力學性能，而且具有較高硬度和耐磨性。絲杠螺母副的導柱采用不銹鋼，導軌采用鋁合金，聯(lián)結(jié)件采用高分 子塑料 。 桿 螺旋傳動的類型、特點與應用 絲桿 螺旋傳動是利用 絲桿 和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動將直線運動變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動，同時傳遞運動或動力。滾珠絲杠傳動系統(tǒng)是一個以滾珠作為滾動媒介的滾動螺旋傳動的體系。以傳動形式分為兩種： 一種是 將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動 ；另外一種是 將直線運動轉(zhuǎn)化成回轉(zhuǎn)運動。 梯形 絲桿的特點： （ 1）傳動效率高 ： 滾珠 絲杠傳動系統(tǒng)的傳動效率高達 90% 98%，為傳統(tǒng)的滑動絲杠系統(tǒng)的 2 4 倍，所以能以較小的扭矩得到較大的推力，亦可由直線運動轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運動 （運動可逆）。 （ 2）運動平穩(wěn) ：梯形 絲杠傳動系統(tǒng)為點接觸滾動運動，工作中摩擦阻力小、靈敏度高、啟動時無顫動、低速時無爬行現(xiàn)象，因此可精密地控制微量進給。 （ 3）高精度 ：滾珠 絲杠傳動系統(tǒng)運動中溫升較小，并可預緊消除軸向間隙和對絲杠進行預拉伸以補償熱伸長，因此可以獲得較高的定位精度和重復定位精買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 度。 （ 4）高耐用性 ： 鋼球滾動接觸處均經(jīng)硬化（ 63）處理，并經(jīng)精密磨削，循環(huán)體系過程純屬滾動，相對對磨損甚微，故具有較高的使用壽命和精度保持性。 （ 5）同步性好 ： 由于運動平穩(wěn)、反應靈敏、無阻滯、無滑移， 用幾套相同的滾珠絲杠傳動系統(tǒng)同時傳動幾個相同的部件或裝置，可以獲得很好的同步效果。 （ 6）高可靠性 ： 與其它傳動機械，液壓傳動相比，滾珠絲杠傳動系統(tǒng)故障率很低，維修保養(yǎng)也較簡單，只需進行一般的潤滑和防塵。在特殊場合可在無潤滑狀態(tài)下工作。 （ 7）無背隙與預緊 ： 采用歌德式（ 槽形狀、軸向間隙可調(diào)整得很小，也能輕便地傳動。若加入適當?shù)念A緊載荷，消除軸向間隙，可使絲杠具有更佳的剛性，在承載時減少滾珠和螺母、絲杠間的彈性變形，達到更高的精度 。 珠 絲桿螺母的設計計算 滾動螺旋傳動 主要承 受 軸向力。由于螺母和螺桿間有較大的滑動摩擦，因而磨損是其主要的失效形式。滾動螺旋的基本尺寸（螺桿的直徑和螺母的高度），通常是根據(jù)耐磨性條件來確定的。受力較大的螺旋傳動，還應校核螺桿危險截面和螺母螺紋牙的強度，以防止發(fā)生塑性變形或斷裂；要求自鎖的螺桿，要求校核其自鎖性；精密的傳導螺桿，應該校核其剛度，以免因受力導致螺距變化引起傳動精度降低；長徑比較大的螺桿，應校核其穩(wěn)定性，以防止軸向受載后失穩(wěn)；高速的長螺桿還應校核起臨界轉(zhuǎn)速，以防止過大的橫向振動。具體設計時應根據(jù)傳 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 動的類型、工作條件及其失效形式等，選 擇不同的設計準則，而不必逐項進行校核。 表 旋傳動的常用材料 螺旋副 材料牌號 應用范圍 螺桿 45、 50 材料不經(jīng)熱處理，使用于經(jīng)常運動，受力不大，轉(zhuǎn)速較低的傳動 4065408料需經(jīng)熱處理，以提高其耐磨性，適用于重載、轉(zhuǎn)速較高的重要傳動 938料需經(jīng)熱處理，以提高其尺寸的穩(wěn)定性，適用于精密傳導螺旋傳動 螺母 料耐磨性好，適用于一般傳動 料耐磨性好，強度高，適用于重載、低速的傳動。對于尺寸較大或高速傳動，螺母可采用鋼或鑄鐵制造，內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金 1、 Z 軸 立向絲桿的設計 （ 1） 滾珠絲桿螺母副 ， 橫向絲桿的最大軸向載荷為 2000N，支承間最大距離為 400要求定位精度為 珠絲桿的負荷包括運動部件的重量所引起的進給抗力。應按額定靜載荷選用。 0 m f f 荷性質(zhì)系數(shù)為 1 動載荷硬度影響系數(shù)， =1 最大軸向載荷 定靜載荷為 2000N，查表得使用壽命時間 T=15000h，初選絲桿螺距t=5絲桿轉(zhuǎn)速 1 0 0 0 m a x 1 0 0 0 1 2002Vn t = = = n/于絲桿螺距為 5，可選 W 系列完循環(huán)絲桿副尺寸系列 一列滾珠絲桿螺母副的幾何參數(shù)計算，見表 示 ： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 表 滾珠絲桿螺母副幾何參數(shù) 名 稱 符 號 計算公式和結(jié)果（ 螺紋滾道 公稱直徑 0d 20 螺 距 t 5 接觸角 45 鋼球直徑 紋滾道法面半徑 R 0 . 5 2 1 . 6 5 1 偏心距 e ( 2 ) s i n 0 . 0 4 4 9 d b= - = 螺紋升角 04 . 3 7ta r c tg dg p= 螺桿 螺桿外徑 d 0 ( 0 . 2 0 . 2 5 ) 1 9 . 4qd d d= - = 螺桿內(nèi)徑 0 2 2 1 6 . 7 8 8fd d e R= + - = 螺桿接觸直徑 0 c o s 2 2 . 5 9d d b= - = 螺母 螺母螺紋外徑 D 0 2 2 2 3 . 3 1 2D d e R= - + = 螺母內(nèi)徑（外循環(huán)） 1D 10 ( 0 . 2 0 . 2 5 ) 2 5 . 5qD d d= + =螺母長度 3 （ 2）傳動效率計算 ()gh +（ 式中： 摩擦角； 絲桿螺紋升角。 0 . 9 6()gh + （ 3）剛度驗算 ， 滾珠絲桿受工作負載 P 引起的導程 變化量 1 ?（ 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 應用 400P （ N） （ 62 0 0E =? ( 2 (材料為 45 鋼 ) 221 . 6 5 13 . 1 4 ( ) 2 . 2 1 32= = （ 2 所以 662 0 0 0 . 51 2 . 1 9 4 1 02 0 . 6 1 0 2 . 2 1 3 L（ 絲桿因受扭矩而引起的導程變化量 2小，可以忽略。所以導程誤差 61 0 0 1 0 01 2 . 1 9 4 1 0 4 . 9 70 0 . 5 L L )/( 查表知 C 級精度的絲桿允許誤差 6 m ，故剛度足夠。 （ 4）穩(wěn)定性驗算 ， 由部件自重產(chǎn)生的使絲桿回轉(zhuǎn)的扭矩 2f 2 0 0 0 . 5 0 . 9 6 1 5 . 2 8 72 2 3 . 1 4 f 式中 G 移動部件自重 S 導程（ h 逆?zhèn)鲃有?，由于滾珠絲桿副的正傳動效率和逆?zhèn)鲃有式葡嗟龋虼?，一般用正傳動效?h 代替 h 。 2 0 0 0 . 5 0 . 9 6 1 5 . 2 8 72 2 3 . 1 4 f 知 110應式步進電動機帶動絲桿螺母副時不會發(fā)生逆向傳動 （ 5）軸承的選擇 ， 初選 6002，工作時為輕度沖擊，正常工作溫度，預期壽命為 5000h，絲桿在工作的過程中受軸向載荷作用，且最大軸向載荷為 002 的基本額定負載 本額定負載荷 為了能安裝方便本次設計中 6002 軸承可以用帶座軸承代替，選用軸承的型號為 承。 or=e=表可知道 e=量負載的計算 P=200N 可算得軸承壽命 6 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16667 f P （ 溫度系數(shù)，載荷系數(shù)， 壽命指數(shù)為 e =3 得 31 6 6 6 7 1 2 5 0 0 1 6 2 7 6 3 5 0 0 02 0 0 2 0 0 h） 所以該軸承適合。 2、 X 軸和 Y 軸 橫向絲桿的設計 （ 1） 滾珠絲桿螺母副 型號的選擇： 橫向絲桿的 最大軸向載荷為 570N，支承間最大距離為 250承方式如圖 求定位精度為 珠絲桿的負荷為運動部件的重量所引起的進給抗力。應按額定靜載荷選用。 0 m a f f P （ 荷性質(zhì)系數(shù)為 1 動載荷硬度影響系數(shù)， =1 最大軸向載荷 額定靜載荷為 570N 查表得使用壽命時間 T=15000h，初選絲桿螺距 t=5絲桿轉(zhuǎn)速 1 0 0 0 m a x 1 0 0 0 1 2005Vn t = = = n/于絲桿螺距為 5，可選 W 系列完循環(huán)絲桿副尺寸系列 一列滾珠絲桿螺母副的幾何參數(shù)計算，見表 表 滾珠絲桿螺母副幾何參數(shù) 名 稱 符 號 計算公 式和結(jié)果（ 螺紋滾道 公稱直徑 0d 16 螺 距 t 5 接觸角 45 鋼球直徑 紋滾道法面半徑 R 0 . 5 2 1 . 6 5 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 偏心距 e ( 2 ) s i n 0 . 0 4 4 9 d b= - = 螺紋升角 04 . 3 7ta r c tg dg p= 螺桿 螺桿外徑 d 0 ( 0 . 2 0 . 2 5 ) 1 9 . 4qd d d= - = 螺桿內(nèi)徑 0 2 2 1 6 . 7 8 8fd d e R= + - = 螺桿接觸直徑 0 c o s 2 2 . 5 9d d b= - = 螺母 螺母螺紋外徑 D 0 2 2 2 3 . 3 1 2D d e R= - + = 螺母內(nèi)徑（外循環(huán)） 1D 10 ( 0 . 2 0 . 2 5 ) 2 0 . 6qD d d= + =螺母長度 3 （ 2）傳動效率計算 ()gh + （ 式中 ： 摩擦角； 絲桿螺紋升角。 0 . 9 6()gh + （ 3）剛度驗算 ： 滾珠絲桿受工作負載 P 引起的導程 變化量 1 ?（ 470P= （ N） （ 62 0 0E =? ( 2 (材料為 45 鋼 ) 221 . 6 5 13 . 1 4 ( ) 2 . 1 3 92= = （2 所以 61 64 7 0 0 . 5 3 . 6 2 4 1 02 0 . 6 1 0 2 . 1 3 9L （ 絲桿因受扭矩而引起的導程變化量 2小，可以忽略。所以導程誤差 601 0 0 1 0 03 . 6 2 4 1 0 7 . 1 20 . 5L L )/( 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 查表知 C 級精度的絲桿允許誤差 10 m ，故剛度足夠。 （ 4）軸承的選擇 ： 初選 6002，工作時為輕度沖擊，正常工作溫度，預期壽命為 5000h，絲桿在工作的過程中受軸向載荷作用，且最大軸向載荷為 002 的基本額定負載 本額定負載荷 a/e=表可知道 e=量負載的計算 P=570N 可算得軸承壽命 16667 f P （ 溫度系數(shù)，載荷系數(shù)， 6002 為深溝球軸承，壽命指數(shù)為 e =3 得 31 6 6 6 7 1 2 5 0 0 70442 0 0 5 7 0 大于 5000（ h） 所以該軸承適合。 珠絲桿螺母的支承方式的選擇 滾珠絲杠的支承主要有以下四種，由于支承方式不同，使容許軸向載荷及容許回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速也有所不同 。 （ 1） 固定 用于高轉(zhuǎn)速、高精度 ； （ 2） 固定 適用于中等轉(zhuǎn)速、高精度 ； （ 3） 支承 精度 ； （ 4） 固定 適用于低轉(zhuǎn)速，中精度，短軸向絲杠。 本 次設計中絲桿螺母的固定方式如下 所示 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 珠絲桿螺母的潤滑和防塵 隔離 1、 油潤滑 一般情況下，用于滾動軸承的礦物油都適用。特別是在高轉(zhuǎn)速情況下，以油潤滑比脂潤滑佳，這時滾珠 絲杠副的溫升較小。油潤滑的補充潤滑量和間隔，按下表，按表中的油量，至少可以達到 8 小時的補充潤滑時間。 2、 脂潤滑 采用脂潤滑的優(yōu)點可以使?jié)L珠絲杠傳動系統(tǒng)在一段很長時間后才需進行補充。也就是說，在多數(shù)情況下，可以省去一套補充潤滑的裝置。補充潤滑脂的限量為大約填入螺母內(nèi)空間容積的一半?？梢允褂盟懈呒墲L動軸承潤滑脂，但要注意潤滑脂廠家的說明和提示。潤滑脂的補充通常在半年或一年進行更換，更換前應清除舊潤滑脂后才能更換新的潤滑脂 3、 防塵 與隔離 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 滾珠螺杠與滾動軸承一樣，如果污物及異物（切屑碎屑）進入就會很快使它磨耗 ，成為損壞的原因。困此，必須采用防護裝置（折疊式或伸縮式 絲杠防塵罩 ）將絲杠軸完全防護起來。另外雖沒有別的異物，但有浮塵時要在螺母兩端采用刮屑式防塵圈。 滾珠絲杠副設計使用中應注意的問題： (1) 為提高滾珠絲杠副的使用壽命和精度，應使作用在螺母上的合力通過絲杠軸心，以保證滾珠受力均勻，避免傾覆力。 (2) 防 逆轉(zhuǎn)：滾珠絲杠副傳動逆效率高，應考慮在電機停電后，因部件自重而產(chǎn)生螺旋副的逆?zhèn)鲃?(特別是在垂直方向上傳動時 )，防止逆?zhèn)鲃拥姆椒刹捎茫和ｋ娮枣i的電機、蝸輪蝸桿機構(gòu)、離合器等方式。 (3) 滾珠絲杠副在行 程兩端應有行程保護裝置，以防止越程后滾珠絲杠副受撞擊而影響精度、使用壽命甚至損壞。 (4) 防止熱變形：熱變形對精密螺旋傳動的定位精度有著重要的影響。其熱源不單是螺旋副的摩擦熱，還有其他機械部件工作時產(chǎn)生的熱，致使絲杠熱膨脹而伸長。為此必須分析熱源的各因素，采用措施控制熱源，還可以采用預拉伸、強制冷卻等減少熱變形對絲杠的伸長的影響。 (5) 細長而又水平放置的絲杠，因自重使軸線產(chǎn)生彎曲變形，是影響導程累積誤差的因素之一，還會使螺母受載不均。設計細長絲杠時，應考慮防止或減小自重彎曲變形的措施。 (6) 防護與 密封 ， 塵埃和雜質(zhì)進入滾道會妨礙滾動體運動流暢，會加速滾動體與滾道的磨損，使?jié)L動螺旋副喪失精度。為此需要防塵措施。滾珠絲杠副在螺母兩端已安裝防塵圈，為避免絲杠外露，還需要為絲杠選擇防護裝置。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 (7) 合理潤滑是減小驅(qū)動轉(zhuǎn)矩、提高傳動效率、延長螺旋副使用壽命的重要環(huán)節(jié) ， 接觸表面的油膜還有吸振、減小傳動噪聲和沖洗絲杠上的粉塵等雜物的作用。因此要注入潤滑脂。在螺母上還有油孔，用戶可旋入油嘴，再采用其他合適的潤滑方式。 (8) 正確選擇預緊力 ， 滾珠絲杠副出廠時已經(jīng)按要求調(diào)節(jié)好所需要的預緊力，嚴禁自行拆卸滾珠絲杠副的各 個部件，以免影響其精度。嚴禁敲擊和拆卸導珠管，以免造成滾珠堵塞，運轉(zhuǎn)不流暢。 (9) 建議采用適應于數(shù)控機床的大接觸軸承以提高傳動剛度。 (10) 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 則無法裝配螺母。 (11) 水平位置采用外循環(huán)滾珠絲杠副，最好是插管放置再絲杠軸線上面。 (12) 為便于絲杠加工，絲杠上最大外圓處的直徑最好不要大于絲杠的外徑 導向光桿和直線軸承的設計 通過絲桿螺母連接法蘭，帶動 整個成型腔和儲料腔 做上下運行，為了要保證平穩(wěn)，需要有導向裝置，這里就需要設計導向光桿和直線軸承配合整個絲桿螺母裝置。 0 80 保持器適用于 為40 80 銹鋼軸承適合于水、蒸氣、硝酸等腐蝕介質(zhì)及真空工作場合，軸承型號按下述計算公式確定。 硬度系數(shù) 度 度 。 溫度系數(shù) 作溫度小于 100作溫度 1005。 接觸系數(shù) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 每根軸裝一套軸承， 根軸裝二套軸承， 根軸裝三套軸承， 根軸裝四套軸承， 荷系數(shù) 運行速度小于 15米 /分鐘，無沖擊、無振動， ； 運行速度小于 60米 /分鐘，微小沖或振動， ； 運行速度大于 60米 /分鐘，或有較大沖擊、振動， 。 時間壽命 10000*L) /2 *L(S*0) (位單 ： L：長度壽命 (萬米 )， 作行程 (米 )， 分鐘往復次數(shù) 已知 整個裝置行程 L=作溫度 60分鐘往復次數(shù) 0，微小 沖擊，軸承工作載荷 00度大于 望壽命 000小時，試選擇軸承型號。 按以上工作條件： 1 . 0 , 1 . 0 , 0 . 8 1= 1 0 . 2 1 0 = 2 m / m i n=運 行 速 度 ，屬 于 一 般 沖 擊 ， 選 取 F W 2 . 0 F H F T F 根據(jù)本次載荷重量為 200N，我們選用 4個導向光桿加上絲桿螺母，這樣滑動軸承的所受負載就平均分配， 上下 4個滑動軸承分別連接底板和連接上固定圓盤，兩邊軸承座為固定式的，中間 4個為可以隨著絲桿螺母上下滑動。 4個導向光桿加上絲桿螺母，這樣每個導向光桿的滑動軸承處的所受負載為 126N。本次設計中所買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 選擇的滑動軸承為帶法蘭形狀的。 根據(jù)每個滑動軸承的負載承受 126N，我們選用滑動軸承為 承中間孔徑為 20樣導向光桿的直徑也為 20 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 軸承座孔公差推薦采用 線軸公差推薦采用 承安裝必須用臺階芯軸壓入；直線軸安裝必須對準軸承孔插入，動作輕緩，軸傾斜插入會導至保持器變型 和鋼球脫落，軸承安裝方向應按照表 1所示 ，可以提高軸承承載能力，延長壽命 。 軸承座孔有可能壓縮軸承，引志游隙變小，此時用手轉(zhuǎn)動直線軸，如果軸能接觸鋼球且能輕松轉(zhuǎn)動， 配合游隙為 0 +果稍加力才能轉(zhuǎn)動， 配合游隙為 0過盈） ；如果加力也不能轉(zhuǎn)動，配合游隙已多于 種情況鋼球滾動時可能同時作滑動，會降低軸承和軸的作用壽命，只有在輕載、低速且定心要求高的情況下才可采用。調(diào)整型、開口型軸承內(nèi)、外徑在割口前測量，割口后會有一些彈性變形，配合游隙應裝入軸承座內(nèi)測量（鋼保持器軸承、游隙可調(diào)節(jié) 的軸承座調(diào)節(jié)方向應和軸承割口方向垂直以保證游隙均勻，直線軸承結(jié)構(gòu)特點不能作旋轉(zhuǎn)運動，同時要求有良好的導向性，所以直線 軸承一般以二根軸 +四套軸承或二根軸 +二套加長型軸承為一個組合使用，二根軸安裝要平直，整個組合裝配后，用手推拉必須靈活無阻滯才可安裝傳動機構(gòu)，傳動動力要足夠克服軸承磨擦阻力，直線軸承磨擦阻力近似為千分之一工作載荷 。 承出廠涂有防銹油，使用時需加潤滑劑。油脂潤滑噪音較低，常用的有 2號鋰基脂和低噪音軸承潤滑脂， 填脂量為保持器