3D打印快速模型制造設(shè)備設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 編號(hào) 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 中文題目 3D 打印快速模型制造設(shè)備設(shè)計(jì) 生姓名 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 分 院 2014 年 月 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)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(wú)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(jī)應(yīng)運(yùn)而生 3D 打印機(jī)看似復(fù)雜，卻很簡(jiǎn)單，也許你會(huì)為它神奇的能力而震撼 ，也許你會(huì)為它的高科技而驚呆，其實(shí)從 1916 年愛(ài)因斯坦提出激光原理時(shí)，已經(jīng)為 1986年第一臺(tái) 3D 打印機(jī)的出現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。說(shuō)起 3D 打印機(jī)的原理其實(shí)一點(diǎn)也不復(fù)雜。 本文主要針對(duì) 3D 打印技術(shù)設(shè)計(jì)出一款 3D 打印快速模型設(shè)備，以切合實(shí)際針對(duì)新型的生產(chǎn)工藝采取的實(shí)際設(shè)備的設(shè)計(jì)制造。 關(guān)鍵詞： 3機(jī)械結(jié)構(gòu) 新型設(shè)備 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)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(hào)交流 401339828 或 11970985 3計(jì) 目 錄 第一章 緒論 .題來(lái)源及研究目的和意義 次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 3D 打印設(shè)備方案分析 . 5 械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路 5 械結(jié)構(gòu)總體方案和布局 2 章 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 機(jī)的選擇 .珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì) 材料選用原則 10 杠螺母工作條件及失效形式 螺旋傳動(dòng)類型特點(diǎn)和應(yīng)用 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算 滾珠絲杠螺母的支撐方式 滾珠絲杠螺母的潤(rùn)滑和防塵隔離 向光桿和直線軸承的設(shè)計(jì) .軸器的設(shè)計(jì)選擇 .步帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 3 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及三維建模 26 體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的是三維建模 27 體裝配建模 30 準(zhǔn)件建模 論 38 參考文獻(xiàn) 謝 .文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 1 章 緒 論 課題來(lái)源及研究目的和意義 3D 打印機(jī) 有時(shí)被稱為快速成型機(jī)，用液體或粉狀塑料制造物品，其運(yùn)作原理和傳統(tǒng)打印機(jī)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(lái)發(fā)展起來(lái)的一種 先進(jìn)制造技術(shù) ?？焖俪尚渭夹g(shù) 20 世紀(jì) 80 年代起源于 美國(guó) ，很快發(fā)展到 日本 和 歐洲 ，是近年來(lái)制造技術(shù)領(lǐng)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(xué)與工程 的技術(shù)集成。它可以自動(dòng)、快速地將設(shè)計(jì)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(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行快速評(píng)價(jià)、修改，以響應(yīng)市場(chǎng)需求，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。 密伺服驅(qū)動(dòng)、光電子和新材料等先進(jìn)技術(shù)集于一體，依據(jù)由 其進(jìn)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(shù)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(gè)復(fù)雜的三維加工簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)構(gòu)造的產(chǎn)品三維模型 (立體圖 )，然后才能進(jìn)行切片處理，因而首先應(yīng)在 或工作站上用 件 （如、 ），根據(jù)產(chǎn)品要求設(shè)計(jì)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(cè)量?jī)x對(duì)已有的產(chǎn)品實(shí)體進(jìn)行掃描，得到數(shù)據(jù)點(diǎn)云，進(jìn)行三維重構(gòu)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)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(duì)其進(jìn)行近似處理。經(jīng)過(guò)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(shí)輸出的三角形會(huì)有少量錯(cuò)誤，需要進(jìn)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(lái)進(jìn)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(shí)間越長(zhǎng)。間隔范圍為 .5 用 0.1 得到相當(dāng)光滑的成形曲面。層片間隔選定后，成形時(shí)每層疊加的材料厚度應(yīng)與其相適應(yīng)。各種成形系統(tǒng)都帶有 自動(dòng)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(jì)算機(jī)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(shù)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(jìn)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(jī)成形完畢后，取出工件，進(jìn)行打磨、涂掛，或者放進(jìn)高溫爐中燒結(jié)，進(jìn)一步提高其強(qiáng)度（如 3對(duì)于 工件放入高溫爐中燒 結(jié)，使粘結(jié)劑揮發(fā)掉，以便進(jìn)行滲金屬（如滲銅）處理。 本次設(shè)計(jì)中根據(jù) 三維打印技術(shù)的原理以及作用的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用機(jī)械原買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)、互換性與技術(shù)測(cè)量、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖等先修課程的知識(shí)，分析機(jī)械部分實(shí)現(xiàn)的方法，根據(jù)國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè)的實(shí)際情況設(shè)計(jì)出符合要求的設(shè)備結(jié)構(gòu) 。 次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的 3過(guò) 范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行 3計(jì)并最終完成 3零件圖，裝配圖，零件圖及相關(guān)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 主要的設(shè)計(jì) 基本內(nèi)容 如下： 1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備：閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確 3D 打印機(jī) 設(shè)計(jì)任務(wù)，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)資料及繪圖工具。 2) 3體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：主要包括： 鋪粉系統(tǒng)、成型腔和儲(chǔ)料腔的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、噴頭運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 。 3) 裝配圖的設(shè)計(jì)：初繪裝配草圖，各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)好各零部件之間的裝配關(guān)系，完成裝配工作圖。 4) 零件工作圖的設(shè)計(jì)：主要是繪制 3D 打印機(jī) 成型零件（如傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，支撐機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)）。 5) 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)：主要是整理和編寫(xiě) 3計(jì)說(shuō)明書(shū)。 6) 設(shè)計(jì)總結(jié)及答辯：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)，完成答辯 準(zhǔn)備工作。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3D 打印機(jī)模型設(shè)備 的方案分析 械結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)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(shí)體。要完成制作要求就需要各種機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能 ： 機(jī)械系統(tǒng) X, 打印平面 ) 組成平面掃描運(yùn)動(dòng)框架 機(jī)構(gòu)選用： 導(dǎo)軌 絲桿 機(jī)構(gòu) 導(dǎo)軌 絲桿 機(jī)構(gòu) 成型腔和儲(chǔ)料腔） 光桿 絲桿機(jī)構(gòu) 兩副 鋪粉輥機(jī)構(gòu)（即噴頭） 導(dǎo)軌 絲桿 機(jī)構(gòu) 體布局 根據(jù)設(shè)計(jì)思路設(shè)定本次設(shè)計(jì)的 3D 打印機(jī) 的方案 設(shè)計(jì)方案如圖所示，圖中序號(hào)所代表機(jī)構(gòu)分別是： 1） 儲(chǔ)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(zhǔn)備。工作缸的升降由伺服電機(jī)通過(guò)絲桿 驅(qū)動(dòng)。 3） 余料箱：安裝在成型機(jī)殼內(nèi)，回收鋪粉時(shí)多余的粉末材料。 4） 噴頭：在工作缸內(nèi)噴射成型時(shí)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(guān)鍵部件。 5） 鋪粉輥裝置：包括鋪粉輥及其驅(qū)動(dòng)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(shí)把粉料壓實(shí)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 2 章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 電機(jī)的選擇 軸電機(jī)的選擇 Z 軸即為成型腔和儲(chǔ)料腔的上下移動(dòng)電機(jī)。假設(shè)成型腔和儲(chǔ)料腔的重量為 30動(dòng)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(shè)計(jì) 由于在 成型腔和儲(chǔ)料腔的上下移動(dòng)要求精確定位，所以本次設(shè)計(jì)中選用伺服電機(jī)，本次伺服電機(jī)的廠家為華大伺服電機(jī)。 電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì) 加速時(shí)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(jī) 桿 導(dǎo) 程 ， 本 次 設(shè) 計(jì) 的 絲 桿 導(dǎo) 程 我 們 取 5 ，2 4 0 0 / m i 0 0 5電 機(jī) 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(hào)交流 401339828 或 11970985 : 0 . 32 0 0 0 0 5 9摩 擦 系 數(shù) ， ?。?負(fù) 載 重 量 ，： 絲 桿 導(dǎo) 程 ，： 傳 動(dòng) 效 率 ， 取上下垂直運(yùn)動(dòng) 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(zhǎng) 度 ， ?。?絲 桿 直 徑 ， 取 總慣量 20 . 0 0 0 3 2 ( . ) L L M J k g 啟動(dòng)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(jī) 型號(hào)為 110以下為選擇的伺服電機(jī)的具體詳細(xì)介紹 ： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 電機(jī)額定功率為 零速 轉(zhuǎn)矩為 額定地拿了 定轉(zhuǎn)速為 3000r/ 電機(jī)大致圖如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 外形尺寸 110機(jī)輸出軸徑為 12 軸和 Y 軸電機(jī)的選擇 打印平面中的 X 軸和 Y 軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)相同，本次選擇的電機(jī)采用相同的。 電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì) 加速時(shí)間01(t 60 載速度（ m/ 有速度可知每秒移動(dòng) 500 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0 電 機(jī) 桿 導(dǎo) 程 ， 本 次 設(shè) 計(jì) 的 絲 桿 導(dǎo) 程 我 們 取 4 ，買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 5 0 0 / m i 0 0 4電 機(jī) 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(fù) 載 重 量 ，： 絲 桿 導(dǎo) 程 ，： 傳 動(dòng) 效 率 ， 取上下垂直運(yùn)動(dòng) 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(zhǎng) 度 ， ?。?絲 桿 直 徑 ， 取 總慣量 20 . 0 0 0 2 ( . ) L L M J k g 啟動(dòng)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(jī)型號(hào)為 110體尺寸同 Z 軸移動(dòng)所選的電買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 機(jī)相同。 珠絲杠螺母的設(shè)計(jì) 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(jì)性。 材料的使用性能是指機(jī)械零件在正常工作條件下應(yīng)具備的力學(xué)、物理、化學(xué)等性能，是保證該零件可靠 性 的基礎(chǔ)。對(duì)一般機(jī)械零件來(lái)說(shuō)，選材時(shí)主要考慮的是其力學(xué)性能；而對(duì)于非金屬材料制成的零件，還應(yīng)該考慮其工作環(huán)境對(duì)零件性能的影響。 零件按力學(xué)性能選材時(shí)，首先應(yīng)正確分析其工作條件、形狀尺寸及應(yīng)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(shí)際使用中的主要和次要的失效抗力指標(biāo)，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(dòng)機(jī)構(gòu)是絲杠螺母副，即螺旋傳動(dòng)副，而工作時(shí)主要是攜帶傳感器進(jìn)行測(cè)量，而非傳遞動(dòng)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(dāng)彎曲載荷較大時(shí)，絲杠承受著交變應(yīng)力；當(dāng)其表面硬度較低，表面質(zhì)量不良時(shí)，會(huì)發(fā)生磨損，甚至產(chǎn)生疲勞斷裂。而設(shè)計(jì)的絲杠所傳遞的動(dòng)力和扭矩都很小。因此，主要的失效形式是磨損。通過(guò)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(hào)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(cè)量裝置 是對(duì)電磁鐵的電磁吸力、磁場(chǎng)強(qiáng)度和線圈溫度進(jìn)行測(cè)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(xué)性能 承受一定的交變載荷與沖擊載荷。 絲杠軸頸應(yīng)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(xué)性能，而且具有較高硬度和耐磨性。絲杠螺母副的導(dǎo)柱采用不銹鋼，導(dǎo)軌采用鋁合金，聯(lián)結(jié)件采用高分 子塑料 。 桿 螺旋傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)與應(yīng)用 絲桿 螺旋傳動(dòng)是利用 絲桿 和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)以滾珠作為滾動(dòng)媒介的滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)的體系。以傳動(dòng)形式分為兩種： 一種是 將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng) ；另外一種是 將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 梯形 絲桿的特點(diǎn)： （ 1）傳動(dòng)效率高 ： 滾珠 絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率高達(dá) 90% 98%，為傳統(tǒng)的滑動(dòng)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(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) （運(yùn)動(dòng)可逆）。 （ 2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) ：梯形 絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)為點(diǎn)接觸滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，工作中摩擦阻力小、靈敏度高、啟動(dòng)時(shí)無(wú)顫動(dòng)、低速時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象，因此可精密地控制微量進(jìn)給。 （ 3）高精度 ：滾珠 絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)中溫升較小，并可預(yù)緊消除軸向間隙和對(duì)絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱伸長(zhǎng)，因此可以獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 度。 （ 4）高耐用性 ： 鋼球滾動(dòng)接觸處均經(jīng)硬化（ 63）處理，并經(jīng)精密磨削，循環(huán)體系過(guò)程純屬滾動(dòng)，相對(duì)對(duì)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(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、反應(yīng)靈敏、無(wú)阻滯、無(wú)滑移， 用幾套相同的滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)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(dòng)機(jī)械，液壓傳動(dòng)相比，滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)故障率很低，維修保養(yǎng)也較簡(jiǎn)單，只需進(jìn)行一般的潤(rùn)滑和防塵。在特殊場(chǎng)合可在無(wú)潤(rùn)滑狀態(tài)下工作。 （ 7）無(wú)背隙與預(yù)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(dòng)。若加入適當(dāng)?shù)念A(yù)緊載荷，消除軸向間隙，可使絲杠具有更佳的剛性，在承載時(shí)減少滾珠和螺母、絲杠間的彈性變形，達(dá)到更高的精度 。 珠 絲桿螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng) 主要承 受 軸向力。由于螺母和螺桿間有較大的滑動(dòng)摩擦，因而磨損是其主要的失效形式。滾動(dòng)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(lái)確定的。受力較大的螺旋傳動(dòng)，還應(yīng)校核螺桿危險(xiǎn)截面和螺母螺紋牙的強(qiáng)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(dǎo)螺桿，應(yīng)該校核其剛度，以免因受力導(dǎo)致螺距變化引起傳動(dòng)精度降低；長(zhǎng)徑比較大的螺桿，應(yīng)校核其穩(wěn)定性，以防止軸向受載后失穩(wěn)；高速的長(zhǎng)螺桿還應(yīng)校核起臨界轉(zhuǎn)速，以防止過(guò)大的橫向振動(dòng)。具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)傳 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 動(dòng)的類型、工作條件及其失效形式等，選 擇不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，而不必逐項(xiàng)進(jìn)行校核。 表 旋傳動(dòng)的常用材料 螺旋副 材料牌號(hào) 應(yīng)用范圍 螺桿 45、 50 材料不經(jīng)熱處理，使用于經(jīng)常運(yùn)動(dòng)，受力不大，轉(zhuǎn)速較低的傳動(dòng) 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(dòng) 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(dǎo)螺旋傳動(dòng) 螺母 料耐磨性好，適用于一般傳動(dòng) 料耐磨性好，強(qiáng)度高，適用于重載、低速的傳動(dòng)。對(duì)于尺寸較大或高速傳動(dòng)，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(shè)計(jì) （ 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(fù)荷包括運(yùn)動(dòng)部件的重量所引起的進(jìn)給抗力。應(yīng)按額定靜載荷選用。 0 m f f 荷性質(zhì)系數(shù)為 1 動(dòng)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(shí)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(jì)算，見(jiàn)表 示 ： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 表 滾珠絲桿螺母副幾何參數(shù) 名 稱 符 號(hào) 計(jì)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(zhǎng)度 3 （ 2）傳動(dòng)效率計(jì)算 ()gh +（ 式中： 摩擦角； 絲桿螺紋升角。 0 . 9 6()gh + （ 3）剛度驗(yàn)算 ， 滾珠絲桿受工作負(fù)載 P 引起的導(dǎo)程 變化量 1 ?（ 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 應(yīng)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(dǎo)程變化量 2小，可以忽略。所以導(dǎo)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(jí)精度的絲桿允許誤差 6 m ，故剛度足夠。 （ 4）穩(wěn)定性驗(yàn)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(dòng)部件自重 S 導(dǎo)程（ h 逆?zhèn)鲃?dòng)效率，由于滾珠絲桿副的正傳動(dòng)效率和逆?zhèn)鲃?dòng)效率近似相等，因此，一般用正傳動(dòng)效率 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(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲桿螺母副時(shí)不會(huì)發(fā)生逆向傳動(dòng) （ 5）軸承的選擇 ， 初選 6002，工作時(shí)為輕度沖擊，正常工作溫度，預(yù)期壽命為 5000h，絲桿在工作的過(guò)程中受軸向載荷作用，且最大軸向載荷為 002 的基本額定負(fù)載 本額定負(fù)載荷 為了能安裝方便本次設(shè)計(jì)中 6002 軸承可以用帶座軸承代替，選用軸承的型號(hào)為 承。 or=e=表可知道 e=量負(fù)載的計(jì)算 P=200N 可算得軸承壽命 6 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)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(shè)計(jì) （ 1） 滾珠絲桿螺母副 型號(hào)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(fù)荷為運(yùn)動(dòng)部件的重量所引起的進(jìn)給抗力。應(yīng)按額定靜載荷選用。 0 m a f f P （ 荷性質(zhì)系數(shù)為 1 動(dòng)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(shí)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(jì)算，見(jiàn)表 表 滾珠絲桿螺母副幾何參數(shù) 名 稱 符 號(hào) 計(jì)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(hào)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(zhǎng)度 3 （ 2）傳動(dòng)效率計(jì)算 ()gh + （ 式中 ： 摩擦角； 絲桿螺紋升角。 0 . 9 6()gh + （ 3）剛度驗(yàn)算 ： 滾珠絲桿受工作負(fù)載 P 引起的導(dǎo)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(dǎo)程變化量 2小，可以忽略。所以導(dǎo)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(hào)交流 401339828 或 11970985 查表知 C 級(jí)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(shí)為輕度沖擊，正常工作溫度，預(yù)期壽命為 5000h，絲桿在工作的過(guò)程中受軸向載荷作用，且最大軸向載荷為 002 的基本額定負(fù)載 本額定負(fù)載荷 a/e=表可知道 e=量負(fù)載的計(jì)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(shè)計(jì)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(hào)交流 401339828 或 11970985 珠絲桿螺母的潤(rùn)滑和防塵 隔離 1、 油潤(rùn)滑 一般情況下，用于滾動(dòng)軸承的礦物油都適用。特別是在高轉(zhuǎn)速情況下，以油潤(rùn)滑比脂潤(rùn)滑佳，這時(shí)滾珠 絲杠副的溫升較小。油潤(rùn)滑的補(bǔ)充潤(rùn)滑量和間隔，按下表，按表中的油量，至少可以達(dá)到 8 小時(shí)的補(bǔ)充潤(rùn)滑時(shí)間。 2、 脂潤(rùn)滑 采用脂潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)可以使?jié)L珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)在一段很長(zhǎng)時(shí)間后才需進(jìn)行補(bǔ)充。也就是說(shuō)，在多數(shù)情況下，可以省去一套補(bǔ)充潤(rùn)滑的裝置。補(bǔ)充潤(rùn)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?jí)滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑脂，但要注意潤(rùn)滑脂廠家的說(shuō)明和提示。潤(rùn)滑脂的補(bǔ)充通常在半年或一年進(jìn)行更換，更換前應(yīng)清除舊潤(rùn)滑脂后才能更換新的潤(rùn)滑脂 3、 防塵 與隔離 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 滾珠螺杠與滾動(dòng)軸承一樣，如果污物及異物（切屑碎屑）進(jìn)入就會(huì)很快使它磨耗 ，成為損壞的原因。困此，必須采用防護(hù)裝置（折疊式或伸縮式 絲杠防塵罩 ）將絲杠軸完全防護(hù)起來(lái)。另外雖沒(méi)有別的異物，但有浮塵時(shí)要在螺母兩端采用刮屑式防塵圈。 滾珠絲杠副設(shè)計(jì)使用中應(yīng)注意的問(wèn)題： (1) 為提高滾珠絲杠副的使用壽命和精度，應(yīng)使作用在螺母上的合力通過(guò)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(dòng)逆效率高，應(yīng)考慮在電機(jī)停電后，因部件自重而產(chǎn)生螺旋副的逆?zhèn)鲃?dòng) (特別是在垂直方向上傳動(dòng)時(shí) )，防止逆?zhèn)鲃?dòng)的方法可采用：停電自鎖的電機(jī)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、離合器等方式。 (3) 滾珠絲杠副在行 程兩端應(yīng)有行程保護(hù)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(duì)精密螺旋傳動(dòng)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(jī)械部件工作時(shí)產(chǎn)生的熱，致使絲杠熱膨脹而伸長(zhǎng)。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(yù)拉伸、強(qiáng)制冷卻等減少熱變形對(duì)絲杠的伸長(zhǎng)的影響。 (5) 細(xì)長(zhǎng)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(dǎo)程累積誤差的因素之一，還會(huì)使螺母受載不均。設(shè)計(jì)細(xì)長(zhǎng)絲杠時(shí)，應(yīng)考慮防止或減小自重彎曲變形的措施。 (6) 防護(hù)與 密封 ， 塵埃和雜質(zhì)進(jìn)入滾道會(huì)妨礙滾動(dòng)體運(yùn)動(dòng)流暢，會(huì)加速滾動(dòng)體與滾道的磨損，使?jié)L動(dòng)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(hù)裝置。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 (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)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(dòng)噪聲和沖洗絲杠上的粉塵等雜物的作用。因此要注入潤(rùn)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(rùn)滑方式。 (8) 正確選擇預(yù)緊力 ， 滾珠絲杠副出廠時(shí)已經(jīng)按要求調(diào)節(jié)好所需要的預(yù)緊力，嚴(yán)禁自行拆卸滾珠絲杠副的各 個(gè)部件，以免影響其精度。嚴(yán)禁敲擊和拆卸導(dǎo)珠管，以免造成滾珠堵塞，運(yùn)轉(zhuǎn)不流暢。 (9) 建議采用適應(yīng)于數(shù)控機(jī)床的大接觸軸承以提高傳動(dòng)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(wú)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(dǎo)向光桿和直線軸承的設(shè)計(jì) 通過(guò)絲桿螺母連接法蘭，帶動(dòng) 整個(gè)成型腔和儲(chǔ)料腔 做上下運(yùn)行，為了要保證平穩(wěn)，需要有導(dǎo)向裝置，這里就需要設(shè)計(jì)導(dǎo)向光桿和直線軸承配合整個(gè)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(chǎng)合，軸承型號(hào)按下述計(jì)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(hào)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(yùn)行速度小于 15米 /分鐘，無(wú)沖擊、無(wú)振動(dòng)， ； 運(yùn)行速度小于 60米 /分鐘，微小沖或振動(dòng)， ； 運(yùn)行速度大于 60米 /分鐘，或有較大沖擊、振動(dòng)， 。 時(shí)間壽命 10000*L) /2 *L(S*0) (位單 ： L：長(zhǎng)度壽命 (萬(wàn)米 )， 作行程 (米 )， 分鐘往復(fù)次數(shù) 已知 整個(gè)裝置行程 L=作溫度 60分鐘往復(fù)次數(shù) 0，微小 沖擊，軸承工作載荷 00度大于 望壽命 000小時(shí)，試選擇軸承型號(hào)。 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(yùn) 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(gè)導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣滑動(dòng)軸承的所受負(fù)載就平均分配， 上下 4個(gè)滑動(dòng)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(gè)為可以隨著絲桿螺母上下滑動(dòng)。 4個(gè)導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣每個(gè)導(dǎo)向光桿的滑動(dòng)軸承處的所受負(fù)載為 126N。本次設(shè)計(jì)中所買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 選擇的滑動(dòng)軸承為帶法蘭形狀的。 根據(jù)每個(gè)滑動(dòng)軸承的負(fù)載承受 126N，我們選用滑動(dòng)軸承為 承中間孔徑為 20樣導(dǎo)向光桿的直徑也為 20 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)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(tái)階芯軸壓入；直線軸安裝必須對(duì)準(zhǔn)軸承孔插入，動(dòng)作輕緩，軸傾斜插入會(huì)導(dǎo)至保持器變型 和鋼球脫落，軸承安裝方向應(yīng)按照表 1所示 ，可以提高軸承承載能力，延長(zhǎng)壽命 。 軸承座孔有可能壓縮軸承，引志游隙變小，此時(shí)用手轉(zhuǎn)動(dòng)直線軸，如果軸能接觸鋼球且能輕松轉(zhuǎn)動(dòng)， 配合游隙為 0 +果稍加力才能轉(zhuǎn)動(dòng)， 配合游隙為 0過(guò)盈） ；如果加力也不能轉(zhuǎn)動(dòng)，配合游隙已多于 種情況鋼球滾動(dòng)時(shí)可能同時(shí)作滑動(dòng)，會(huì)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(kāi)口型軸承內(nèi)、外徑在割口前測(cè)量，割口后會(huì)有一些彈性變形，配合游隙應(yīng)裝入軸承座內(nèi)測(cè)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(yīng)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(diǎn)不能作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)要求有良好的導(dǎo)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(zhǎng)型軸承為一個(gè)組合使用，二根軸安裝要平直，整個(gè)組合裝配后，用手推拉必須靈活無(wú)阻滯才可安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)動(dòng)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(shí)需加潤(rùn)滑劑。油脂潤(rùn)滑噪音較低，常用的有 2號(hào)鋰基脂和低噪音軸承潤(rùn)滑脂， 填脂量為保持器