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鎮(zhèn) 江 高 專
ZHENJIANG COLLEGE
畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書
題 目∶ 離心風(fēng)機葉輪葉片點焊裝置設(shè)計
系 名：________裝備制造學(xué)院______________
專業(yè)班級：__________機電04_____________
學(xué)生姓名：_________張三_____________
學(xué) 號：____ ___05011148_______________
指導(dǎo)教師姓名：_________陳興和______________
指導(dǎo)教師職稱：___ 副教授
二○一五 年 七 月 六 日
課題名稱
離心風(fēng)機葉輪葉片點焊裝置設(shè)計
同組學(xué)生姓名
無
設(shè)計（研究）內(nèi)容：
一、內(nèi)容：
1、離心風(fēng)機葉輪葉片點焊裝置裝配圖 1套
2、零件圖 1套
3、設(shè)計計算說明書（≥5000字） 1份
4、畢業(yè)實習(xí)評價表 1份
符合以下要求，方可參加答辯：
(1)打印圖紙數(shù)量為3張A1幅面（其中總裝圖用A1輸出；零件圖畫12-16個，用A4或A3拼成A1幅面輸出；總裝圖編號采用課題代號、標(biāo)題欄一律采用GB標(biāo)準(zhǔn)格式（見系模板），圖紙必須用AutoCAD2004及以上版本畫圖）；
(2) 設(shè)計計算說明書字?jǐn)?shù)不少于5000字，且打印輸出并裝訂、格式一律參照“鎮(zhèn)江高專畢業(yè)設(shè)計（論文）寫作規(guī)范”要求(如封面,中英文摘要，結(jié)論,致謝,參考資料等均不能缺少) ，用WORD2003存盤；
(3) 打印任務(wù)書一份，；
(4)提交實習(xí)評定表原件一份（要有用人單位蓋章）；
(5)提交電子版（圖紙用AutoCAD2004版本存盤、說明書及任務(wù)書用WORD2003存盤）給指導(dǎo)老師；
(6)檔案袋一只（班級集中統(tǒng)一到校實訓(xùn)科購買）；
(7) 2014年5月9日以前，提交全部資料且格式及內(nèi)容均達(dá)到符合規(guī)定的要求。
注：1、具體技術(shù)要求見圖紙。
2、其它要求見“畢業(yè)設(shè)計工作計劃”
3、生產(chǎn)綱領(lǐng)：中批
參考文獻：
1、機械制造工藝學(xué)（有電子版）
2、機床夾具設(shè)計（有電子版）
3、金屬機械加工工藝人員手冊
4、機床夾具設(shè)計設(shè)計手冊
5、機床夾具設(shè)計設(shè)計圖冊
6、實用機械加工手冊（有電子版）
7、機械加工余量手冊（有電子版）
8、機械加工工藝師手冊（有電子版）
9、機械設(shè)計手冊（有電子版）
進 度 計 劃 表
序號
起止 日期
計劃完成內(nèi)容
實際完成情況
檢 查 日 期
檢查人簽名
1
2015年7月1日—2015年7月16日
了解設(shè)計內(nèi)容,完成工藝分析，論證方案，確定總體方案，了解必要的設(shè)計步驟和方法，了解計算方法
1、提前完成 （ ）
2、按時完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
2
2015年7月17日—10月20日
完成的畢業(yè)設(shè)計初稿內(nèi)容（含計算機繪圖，計算說明書的輸入及編輯等）
1、提前完成 （ ）
2、按時完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
3
2015年10月21日—2015年12月20日
對畢業(yè)設(shè)計初稿內(nèi)容進行修改
1、提前完成 （ ）
2、按時完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
4
2015年12月21日—2016年3月1日
進一步充實完善畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容
1、提前完成 （ ）
2、按時完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
5
2016年3月2日
完成并提交全部資料(含電子版)
1、提前完成 （ ）
2、按時完成 （ ）
3、基本完成 （ ）
4、未完成 （ ）
6
2016年3月3日—2016年3月18日
作好答辯前的準(zhǔn)備工作
不考核
7
2016年3月19日
上午8：00
答辯
8
畢業(yè)設(shè)計（論文）評語及評分（指導(dǎo)教師專用）
學(xué)生姓名
張三
專業(yè)班級
機電04
總 分
評 分 內(nèi) 容
評 分 等 級
好
較好
一般
差
應(yīng)用文獻資料和調(diào)研能力
分析與解決問題的能力（包括計算方法、數(shù)據(jù)處理等）
計算機能力（包括編程、數(shù)據(jù)、圖形及文字處理）
論文質(zhì)量（論點、論據(jù)、實驗分析、推理、深度等）
設(shè)計質(zhì)量（方案、技術(shù)路線、設(shè)計水平、圖面質(zhì)量等）
工作量、工作態(tài)度
技術(shù)經(jīng)濟分析能力（包括技術(shù)可靠性、經(jīng)濟合理性的分析評價）
創(chuàng)新 （包括創(chuàng)新意識、獨特見解）
寫作的規(guī)范性
指導(dǎo)教師評語：
該同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計期間，設(shè)計態(tài)度（端正、較好、尚可、較差），（能、基本能、不能）遵守畢業(yè)設(shè)計紀(jì)律和相關(guān)規(guī)定，（設(shè)計工作量（多、飽滿、較輕、不足），（完成、基本完成、沒用完成）相關(guān)的畢業(yè)實習(xí)和調(diào)研任務(wù)，（能較好地、尚能、不能）處理好畢業(yè)設(shè)計與工作實習(xí)的關(guān)系。
該同學(xué)（獨立、基本獨立、根據(jù)參考、不能獨立）完成畢業(yè)設(shè)計規(guī)定的任務(wù)。設(shè)計方案（正確、基本正確、尚正確、不夠正確），結(jié)構(gòu)（合理、較合理、尚合理、不夠合理）；圖面質(zhì)量（好、較好、一般、較差）；說明書的寫作（規(guī)范、較規(guī)范、尚規(guī)范、不夠規(guī)范），計算能力（好、較好、一般、尚可、較差）。
本設(shè)計已達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)為（優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格）。
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
注：各評語在相應(yīng)的檔次上畫上“√”。
畢業(yè)設(shè)計（論文）評語及評分（主審教師專用）
學(xué)生姓名
張三
專業(yè)班級
機電04
總 分
評 分 內(nèi) 容
評 分 等 級
好
較好
一般
差
總體設(shè)計方案
零部件設(shè)計方案
圖
紙
質(zhì)
量
和
有
關(guān)
技
術(shù)
標(biāo)
準(zhǔn)
視 圖
圖紙幅面
標(biāo)注
技術(shù)條件
標(biāo)題欄
明細(xì)欄
圖號
說
明
書
質(zhì)
量
格式的規(guī)范性
內(nèi)容的完整性
分析的正確性
深 度
創(chuàng) 新
其它（資料袋、裝訂要求等）
備注：
主審教師簽字：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）評語及評分（答辯小組專用）
學(xué)生姓名
張三
專業(yè)班級
機電04
總 分
評 分 內(nèi) 容
評 分 等 級
好
較好
一般
差
學(xué)生陳述清楚、精練、正確、邏輯性強
論文質(zhì)量（論點、論據(jù)、實驗分析、推理、深度、創(chuàng)新等）
設(shè)計質(zhì)量（方案、技術(shù)路線、設(shè)計水平、圖面質(zhì)量、創(chuàng)新等）
問題：
1、
2、
3、
答辯小組意見：
該同學(xué)設(shè)計方案（正確、基本正確、尚正確、不夠正確），結(jié)構(gòu)（合理、較合理、尚合理、不夠合理）；圖面質(zhì)量（好、較好、一般、較差）；說明書寫作（規(guī)范、較規(guī)范、尚規(guī)范、不夠規(guī)范）。在答辯中的陳述(清楚、較清楚、尚清楚、不夠清楚) ，對所提問題的回答（正確、基本正確、尚正確、不夠正確）， 對基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的基本掌握（好、較好、一般、尚好、較差），（已達(dá)到、未達(dá)到）畢業(yè)設(shè)計的要求。
答辯小組成員：
答辯小組組長 年 月 日
最 終 評 定 成 績
注：各評語在相應(yīng)的檔次上畫上“√”。
6
鎮(zhèn) 江 高 專
ZHENJIANG COLLEGE
畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文)
離心風(fēng)機葉輪葉片點焊裝置設(shè)計
Design of Centrifugal Fan Impeller Blade Welding Device
系 名： （四號宋體）
專業(yè)班級： （四號宋體）
學(xué)生姓名： （四號宋體）
學(xué) 號： （四號宋體）
指導(dǎo)教師姓名： （四號宋體）
指導(dǎo)教師職稱： （四號宋體）
年 月
摘 要
離心風(fēng)機葉輪葉片特征結(jié)構(gòu)和自動點焊點焊對點焊的要求，為離心風(fēng)機葉輪葉片自動點焊機，本文設(shè)計的要求側(cè)重于運動軸設(shè)計、 計算和分析的身體。穩(wěn)定、 可靠的設(shè)計，緊湊結(jié)構(gòu)合理、 經(jīng)濟上可行，能滿足點焊的功能要求的離心風(fēng)機葉輪葉片瓶系列，使自動化的、 穩(wěn)定的、 精確的和安全的、 有效的地板材料，降低工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，確保安全。
隨著行業(yè)成為越來越重要的應(yīng)用程序的大型焊接結(jié)構(gòu)的發(fā)展，以上公式中，是焊接工作領(lǐng)域工作，如自動點焊機、 大船舶艙室，由焊接，焊接的大型球罐 (罐)。這些焊接的情況下，自動焊接機是用來焊接的變化可以提高焊接自動化水平。毫無疑問的是，自動焊接機和焊縫跟蹤技術(shù)有效地解決了主要結(jié)構(gòu)領(lǐng)域自動化焊接問題。自動焊接機的設(shè)計，為解決這一問題至關(guān)重要。
關(guān)鍵詞：離心風(fēng)機葉輪葉片；點焊；焊接機；Z-A-B運動軸
19
目錄
Abstract
Depending on the structure of centrifugal fan impeller blade characteristics and requirements of automatic spot welding spot welding, designed for centrifugal fan impeller blade automatic spot welding machine, this article focuses on the motion axis design, calculation and analysis of the body. Stable and reliable design, compact structure reasonable, economically viable, can meet the series of centrifugal fan impeller blade bottle of spot welding of functional requirements, enables automated, stable, accurate and safe, efficient floor materials, to reduce the labor intensity of workers, improve productivity and ensure safety purposes.
With the development of industry, more and more important application of large welded structures, among which were the welding work must be for field work, such as automatic spot welding machine, large ship cabin, deck of welding, large spherical tanks (tank) welding. These welding situations, automatic spot welding machine used to weld's change can increase the level of welding automation. There is no doubt that automatic spot welding machine and seam tracking technology will effectively solve the large structure field automation welding problems. Design of automatic welding machine is essential to solve this problem.
Key words: centrifugal fan impeller blades; welding; welding machine Z-A-B the motion axis
目錄
摘 要 II
Abstract III
1 緒論 1
1.1 點焊機在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用及特點 1
1.2 點焊機工作原理 1
1.3 點焊機的特點 2
1.4 應(yīng)用范圍 2
1.4 配置及加工工藝 2
1.5 本課題的研究內(nèi)容 3
2 課題總體設(shè)計 4
2.1 離心式風(fēng)機的構(gòu)造和工作原理 4
2.1 總體布置原則 4
2.2 離心風(fēng)機葉輪葉片自動點焊機總體設(shè)計框架 5
2.3 焊接坡口工藝分析 5
3 Z軸方向工作臺結(jié)構(gòu)及傳動設(shè)計 7
3.1 Z軸工作滑臺的設(shè)計 10
3.2 導(dǎo)軌的選型及計算 15
3.3 步進電機的驗算 17
3.4 調(diào)整絲杠的設(shè)計 21
3.4.1 絲杠的螺紋升角的確定 21
3.4.2 絲桿穩(wěn)定性驗算 22
3.5 齒輪齒數(shù)的確定與較核 23
3.5.1 所需的電機最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速 23
3.5.2 齒輪的校核 23
總結(jié) 25
參考文獻 26
致謝 27
1 緒論
1 緒論
1.1 點焊機在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用及特點
激光焊接機第一次被稱為鐳射點焊機，在發(fā)展過程中，也被稱為激光修復(fù)機激光焊接機，但它采用傳統(tǒng)方法的激光焊接激光焊接機，激光焊接，激光修復(fù)方法局部加熱的微區(qū)，為實現(xiàn)這一目標(biāo)說熔化的材料相結(jié)合。
首先是基本上了解沙眼衣原體鑄造期間發(fā)生錯誤，氣孔材料硬化影響疲勞強度和表面殘余應(yīng)力引起的裂紋;加工過程誤差、 點缺陷、 劃痕和其他類型的因素。激光與常規(guī)焊接應(yīng)用和優(yōu)勢，在其他部門相比的優(yōu)點是類似于熱影響小工件變形，高精度，低氧化率后氬主題不做更改顏色、 修補程序小裂紋、 破損、 飛、 沙孔和其他地區(qū)的復(fù)雜的角度比傳統(tǒng)氬弧焊具有明顯的優(yōu)勢。TIG 焊接熱影響的這種性質(zhì)的主要缺點導(dǎo)致幾乎不焊接缺陷的上述特點，激光是不可替代的。
但因為機器相對剛度的氬弧焊接，大不適合激光焊接、 激光和更多用于修復(fù)的大部分地區(qū)和一些移動電話，塑料和類似于它的大小和精度。往往是一個很小的角落激光修復(fù)缺損的應(yīng)丟棄后正常使用，幾個焊接點可以挽救成千上萬人，或甚至數(shù)百數(shù)千人傷亡，所以這也就決定修復(fù)產(chǎn)業(yè)功能低投入使用率、 高回報率。
1.2 點焊機工作原理
激光點焊機激光點焊機支，所以工作原理是材料與高能微局部加熱區(qū)域，使用激光脈沖激光能量的輻射通過傳導(dǎo)至內(nèi)部散發(fā)的材料。它是一種新型焊接方式主要薄壁材料和精密零件的焊接，現(xiàn)在推出高功率激光焊接較厚的材料的機器可以實現(xiàn)不同風(fēng)格的激光點焊機和修復(fù)。
1.3 點焊機的特點
激光點焊機與大屏幕液晶顯示中文界面，方便經(jīng)營者學(xué)習(xí)和操作，該器件還使用標(biāo)志符號編程功能、 多模、 適合大多數(shù)材料的修補程序。不僅熱影響區(qū)域小，低氧化率，或?qū)⑽覀兂霈F(xiàn)砂眼、 孔和其他現(xiàn)象，固定效應(yīng)的結(jié)合無凹凸，并不會導(dǎo)致扭曲競爭。
在大批量生產(chǎn)，有大公司不僅提高了材料，同時提高產(chǎn)品質(zhì)量，利用優(yōu)化的工作條件和工作的效率。數(shù)控加工是不在中國流行，主要原因有三: 錢、 維修設(shè)備和操作上的問題。因此，發(fā)展不是非常強大的但簡單、 可靠和相對便宜點焊機的實際價格是在拐角處。這意味著該國的當(dāng)前設(shè)計和數(shù)控焊接機制造將有廣闊的市場。
1.4 應(yīng)用范圍
在50-60洛氏的機對溫度下，激光點焊機、修補機對精密注塑、 壓鑄、 沖壓、 不銹鋼和其他硬質(zhì)材料裂紋、 破損，如此動人和摩擦密封維修、 焊接、 高精度激光光斑直徑 0.2 m m ~ 1.5 毫米;小的受熱面積，治療也不會變形;焊接后蝕刻，不影響結(jié)果。
1.5 配置及加工工藝
激光焊接機維修，注意到他們?nèi)绾文苄迯?fù)精度及維修，質(zhì)量符合激光點焊焊接機控制系統(tǒng)發(fā)揮關(guān)鍵作用。
1 顯微鏡、 激光點焊機 10 X 15 X 監(jiān)視行動。
2，激光點焊機電源可調(diào)波形功能，適用于各種材料的焊接。如: 鋼鐵、 不銹鋼、 鈹銅合金、 鋁和其他
可以使用 3 CCD 系統(tǒng) (攝像監(jiān)控系統(tǒng)) 使用，則從外面顯微鏡的機構(gòu)除外，非運算符可以使用相機系統(tǒng)屏幕查看整個焊接過程，此設(shè)備是有利于非運算符培訓(xùn)和展覽展示技術(shù)，推進激光焊接技術(shù)具有很好的效果。
配有不同的直徑線，直徑 0.2-0.8 融化融化的 4。
5、 必須使用氬激光點焊機和氬激光以確定如何防止正在進行的過程中，脈沖激光中的第一次氧化現(xiàn)象。
6，ABFLASEZ 激光焊接機電源可設(shè)置參數(shù): 50 400A 電流、 脈沖寬度 20MS 頻率 0-0，1-50，正常焊接工藝參數(shù)，如下所示: 當(dāng)前: 90-120;寬度: 4-6;頻率 5-10。當(dāng)鈹銅和鋁焊接，電流上升 30-50A
7，激光焊接，焊接位置包圍被嚴(yán)重咬傷是最常見的借助激光焊接的空氣對空氣戲劇的后蓋部分可能有咬標(biāo)記，防止咬痕的外觀。投入更多的邊緣的 0.1 毫米。
1.6 本課題的研究內(nèi)容
這種設(shè)計有研究的最重要的內(nèi)容: 離心式風(fēng)力機葉輪葉片自動發(fā)現(xiàn)機結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，和驅(qū)動器設(shè)備選擇和整體布局草圖表達(dá)變化和重要的工作布局，最后通過計算，單位的主要部分完成的處共享設(shè)計選擇，達(dá)到過程使意義上講和小批量加工容易、 低成本，高可靠性設(shè)計要求和附加綜合大會形狀清除設(shè)計。
2 課題總體設(shè)計
2 課題總體設(shè)計
2.1 離心式風(fēng)機的構(gòu)造和工作原理
離心風(fēng)機葉輪和螺旋狀的外殼，主要由組成結(jié)構(gòu)，如圖 2.1 所示。其主要成分為：機殼（序號是1） ；葉輪 （序號是2） ；輪轂（序號是3） ；機軸（序號是4） ；吸氣口（序號是5）和排氣口 （序號是6） ，此外還有軸承座 （序號是7） 、機座 （序號是8） 和皮帶輪 ( 或聯(lián)軸器 ) （序號是9） 等部件。
圖 2.1 離心式通風(fēng)機的構(gòu)造及工作原理
1 —機殼； 2 —葉輪； 3 —輪轂； 4 —機軸； 5 —吸氣口
6 —排氣口； 7 —軸承座； 8 —機座； 9 —皮帶輪或聯(lián)軸器；
當(dāng)電機驅(qū)動器旋轉(zhuǎn)的葉輪，葉輪空氣和旋轉(zhuǎn)的葉輪，慣性，空氣被扔周圍，使在蝸殼中?？諝饬鲃樱L(fēng)管道在螺旋套管在過程中，隨著部分不斷擴大，速度快是慢，大多數(shù)的動壓成的靜態(tài)壓力，和最后要擠出一定的壓力從閥門。后當(dāng)空氣驅(qū)逐在葉輪，葉輪中心形成一定的真空度在卷入葉輪的作用下的大氣壓下的空氣進口。不斷旋轉(zhuǎn)的葉輪，空氣是卷入和推出。
2.2 總體布置原則
盡量避免自動點焊機，葉輪離心風(fēng)機葉片的程序集放置更改一些變化在大會，它在哪里，不僅會增加成本，但也可能會影響性能。但有時，以符合性能特殊裝置的要求也需要某些更改，如后掛，正確調(diào)整油箱備用輪齒條位置截斷原離心風(fēng)機葉輪葉片自動點焊機。但變化并不影響整體性能的原理。
必須滿足要求的具體工作單位性能，并使使用的特殊功能
應(yīng)按照相關(guān)的法律要求
例如，總長度、 寬度、 高度、 懸架和其他尺寸中的關(guān)鍵條款有明確規(guī)定，不得超過標(biāo)準(zhǔn)的限制。
2.3 離心風(fēng)機葉輪葉片自動點焊機總體設(shè)計框架
點焊前,手動完割炬和環(huán)架先要進行徑向運動,來對割炬與被切管徑向位置進行調(diào)整; 相反，在處理、 割炬、 根據(jù)周圍設(shè)置速度被切割管道為旋轉(zhuǎn)運動，被切斷管道配置文件的擺動和徑向補償運動環(huán)錠細(xì)紗機沿管道軸向軸被砍到移動電話，它的速度是大小殼被刺穿，犧牲火炬旋轉(zhuǎn)速度決定。根據(jù)技術(shù)規(guī)范的各節(jié)火炬擺角切割管道切出槽。
2.4 焊接坡口工藝分析
根據(jù)美國學(xué)焊接取決于 AWS D 1.1 規(guī)范的要求，通過打開焊接坡形式根間隙和鈍頁面高度是削減雙官切入線上部分地方計劃。和支撐管霞石材料高程點曲線也確定和通過線相商的本地計劃相關(guān)的角度。
1 Z軸傳動系統(tǒng)圖
z軸主要沿著的軸向進給運動
圖2.2 Z軸傳動系統(tǒng)圖
2 Z軸以及AB軸的傳動系統(tǒng)圖
Z軸實現(xiàn)割炬繞著鋼管轉(zhuǎn)動，A軸沿鋼管徑向補償.請見圖2.3。
圖2.3 Z軸和A軸傳動系統(tǒng)圖
3 AB軸以及徑向調(diào)整傳動系統(tǒng)圖
通過AB軸去實現(xiàn)割炬的前后擺動行程30°-30°.
圖2.4 AB軸和徑向調(diào)整傳動系統(tǒng)圖
3 Z軸方向工作臺結(jié)構(gòu)及傳動設(shè)計
3 Z軸方向工作臺結(jié)構(gòu)及傳動設(shè)計
Z軸方向工作臺進給主要采用滾珠絲杠機構(gòu)，這是因為：
1、與滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩為1/3
因有大量的滾珠在做滾動運動，所以它更高的運動效率。相比以前滑動螺桿驅(qū)動力矩 1/3，也就是說，要求的功率要達(dá)到相同的結(jié)果使用滾動欄螺絲 1/3。有關(guān)權(quán)力非常有用。
2、高精度的保證
哥特式 (GoABhic aZch)，溝槽形狀、 軸向可以調(diào)整很小或便攜式驅(qū)動器。添加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，消除軸向間隙可以使螺釘與更好的剛性，降低了球軸承和彈性變形的螺母，螺絲，達(dá)到較高的精度。
3、微進給可能
滾珠絲杠副是用球軸承運動，所以初始扭矩開關(guān)是極小，滑爬網(wǎng)行為不會發(fā)生，能保證精度的微進給。
4、無側(cè)隙、剛性高
滾珠絲杠副可以加入壓力，因為低壓力軸向可以達(dá)成的并得到較高的剛度 (滾珠絲杠通過球和壓力，在實際使用中的機械設(shè)備，如，由于球的斥力螺絲也許是更嚴(yán)厲的時候)。
5、高速進給可能
滾珠絲杠，因為效率高，發(fā)熱小，所以高速進給運動。
6、高可靠性
其他引擎，傳動，液壓傳動比球螺桿傳動系統(tǒng)故障率是非常低，維護簡便，只是為一般潤滑和防塵。在特殊場合可以無潤滑條件下工作。
7、高耐用性
鋼球的滾動接觸硬化 (HZC58 ~ 63) 和精密磨床、 系統(tǒng)過程是軋制，相對很少穿，它具有高的使用壽命和精度的保留。
滾珠絲杠副的分類在國內(nèi)外文獻上還沒有統(tǒng)一，但各國常規(guī)是按以下原則進行分類的：
1.普通滾珠絲杠副。
微型滾珠絲杠副。
微型小導(dǎo)程滾珠絲杠副。
微型大導(dǎo)程滾珠絲杠副。
2.大導(dǎo)程滾珠絲杠副。
3.重型滾珠絲杠副。
表3-1滾珠絲桿副支承
支承方式
簡圖
特點
一端固定一端自由
簡單結(jié)構(gòu)和螺桿壓桿穩(wěn)定和關(guān)鍵的設(shè)計螺桿低轉(zhuǎn)速下張力。此安裝僅用于承載能力短螺桿的軸向剛度小目的。
一端固定一端游動
需要安全螺母和支承軸，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、 更困難的過程，絲桿軸的剛度和端相同，壓力桿穩(wěn)定性和臨界流速比高的長度，柔滑的混亂有擴展空間，此安裝方式一般用絲綢桿更高速度高的公寓，在由力主要石也增加角接觸球軸承的數(shù)目速度并不是高勢更用更經(jīng)濟的而不是角接觸球軸承推力球軸承。
兩端固定
只有軸承無間隙，軸向剛度的螺桿一端固定的四倍。在正常情況下不受壓力螺桿，不要談?wù)撉?，固有頻率高于固定。伸展，伸展運動可以減輕重量的螺絲下垂后和熱膨脹系數(shù)，結(jié)構(gòu)和工藝的難度，這個設(shè)備問題是適用于具有高剛性和精度要求的場所。
3.1 Z軸工作滑臺的設(shè)計
3.1.1 脈沖當(dāng)量即系統(tǒng)分辨率
本設(shè)計中選擇＝0.01mm
3.1.2 選定傳動比
本設(shè)計選擇 ＝1。
3.1.3 初選步機電機
根據(jù)公式 公式 (4---1)
以上公式中，表示傳動比，代表電機步距角，表示滾珠絲杠導(dǎo)程，表示脈沖當(dāng)量。
由于＝1，＝0.01mm，現(xiàn)選擇＝4mm，得出＝0.9o ，初選步進電機型號為90BF001。
3.1.4 計算絲杠承受的質(zhì)量
鋼管直徑是1m, 以30 o 為鋼管時絲杠的行程大于1.73m, 絲杠的尺寸整數(shù)是直徑2m.
燕尾槽的重量大約是如下公式0.10×0.6×0.3×0.6×7.8×1000=84.2kg
工作臺的重量是0.3×0.33×0.04×7.8×1000=30.8kg
齒輪以及管狀體的重量大概是7.8×(0.7×0.7-0.6×0.6)×3.14 ×0.1=318.3kg
3.1.5 滾珠絲杠螺母副的選型和校核
滾珠絲杠副螺母的初步選擇主要基于最大工作負(fù)荷和最大靜載荷。
1最大工作載荷的計
這個論文，選矩形滾動直線導(dǎo)軌。工作載荷見下列計算式：
公式(4—2)
以上計算列式里，意思為摩擦系數(shù),對于矩形滾動導(dǎo)軌，則選擇＝0.005。G=M由此，
2最大動載荷的計算和主要尺寸的初選
最大動載荷可用下面的計算式：
公式(4—3)
式中：=工作壽命，； =絲杠轉(zhuǎn)速，；=最大進給速度；=絲杠導(dǎo)程；=額定使用壽命，我選取＝15000h；為了運轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，選擇＝1.5；為絲杠工作載荷；
經(jīng)查看【簡明焊工手冊】第581頁，在板厚位于5~20區(qū)間時，火焰點焊的速度是位于800~300之間；在板厚位于25~40時，火焰點焊速度是位于500~250之間；在板厚位于35~70mm時，火焰點焊速度是位于150~350mm/min。
表線性進給速度下=0.8米/分鐘
公式（4—4)
所以，
此論文引用的是外循環(huán)滾動螺旋副，經(jīng)翻閱相關(guān)指導(dǎo)書書中表格號2-8，以＝4mm，選擇絲杠公稱直徑，有下列公式：
因為，所選的絲杠螺母副合格。
3 傳動效率計算
滾珠絲杠螺母副的傳動效率的公式為
公式(4—5)
式中：=絲杠螺旋升角，=摩擦角，滾珠絲杠副的滾動摩擦系數(shù)＝0.003～0.004,其摩擦角接近于。
因此可列出公式，
4 剛度驗算
A） 絲杠之拉壓變形量
拉壓變形量算術(shù)公式是
公式(4—6)
根據(jù)滾珠直徑DW＝2.381mm
可翻閱書本【機電一體化設(shè)計基礎(chǔ)】第25頁見到公式，以上公式中， =絲杠公稱直徑。=絲杠底徑。
取進給的絲杠長度L＝2000mm.。
所以 =0.00151mm
B） 滾珠和螺紋滾道之間的接觸變形量
接觸變形量同滾珠列和圈數(shù)有著緊密的關(guān)系，又和滾珠總數(shù)量有關(guān)聯(lián)，但和滾珠絲杠長度無關(guān)。計算公式可如下：
有預(yù)緊時 公式(4—7)
式中：=滾珠直徑（mm）；=滾珠總數(shù)量圈數(shù)×列數(shù)；Z=一圈的滾珠數(shù)，（外循環(huán)）；=滾珠絲杠的公稱直徑（mm）；=滾珠絲杠的工作載荷（kgf）；=預(yù)緊力（kgf，1kgf=9.8N），工作載荷選擇的1/3。
因為，
圈數(shù)×列數(shù)＝21×2.5×1＝52.5
所以
所以縱向和橫向公式：＝0.000279mm。
C） 滾珠絲杠副剛度的驗算
因為
按常理，進給系統(tǒng)精度值確定是0.01毫米，它的一半確定是0.005毫米。
5 壓桿穩(wěn)定性驗算
失穩(wěn)時的臨界載荷是
公式(4—8)
公式中： I=截面慣性矩，對絲杠圓截面；L=絲杠最大工作長度（mm）；E=材料彈性模量，對鋼E＝20.6×104MPa；=絲杠支承方式系數(shù)。
此論文定為長絲杠，因此支承方法選擇 ‘兩端軸向固定’，就是說＝4。
所以
因此，滾珠的絲杠的壓桿穩(wěn)定條件見得以下公式：
公式(4—9)
常常取＝2.5～4，考慮一些其它因素帶來的影響，我選定4。
又因為面通知
所以，滾珠絲杠不會失穩(wěn)。
6 滾珠絲杠螺母副的選擇
根據(jù)最大動載荷選擇，其代號為：1604
3.2 導(dǎo)軌的選型及計算
1 初選導(dǎo)軌型號及估算導(dǎo)軌長度
初選二條導(dǎo)軌的型號GDA20ABW。部分參數(shù)參考如下：
導(dǎo)軌的長度為2200mm是預(yù)估出來的。
從公式。公式中=支座長度；=導(dǎo)軌兩孔間的距離。從而算出導(dǎo)軌的＝36。
2 計算滾動導(dǎo)軌副的距離額定壽命
算術(shù)式子如下：
滾動體為球時的公式 公式(4—10)
公式中：=滾動導(dǎo)軌副的距離額定壽命（km）；=額定載荷（N），書本相關(guān)指導(dǎo)書中的表格可看出＝19100N；=硬度系數(shù)導(dǎo)軌面的硬度處于58～64HZC之間，＝1.0；=溫度系數(shù)，當(dāng)工作溫度≦1000C的時候，＝1；=接觸系數(shù)，每1根導(dǎo)軌條上裝2個滑塊時＝0.81；=載荷/速度系數(shù)。
=每個滑塊的工作載荷（N）。
顧了各部分的重量重心沒有落在中心上，載荷卻全部經(jīng)過工作臺直接對滑塊起著作用，所以選擇F=20N。
所以
>滾動導(dǎo)軌的期望壽命，達(dá)到設(shè)計要求。
3.3 步進電機的驗算
1 傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量計算
傳動系統(tǒng)是一種慣性負(fù)載慣量時必須考慮電機的選型。
1.電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量的折算
從翻閱書本找出相關(guān)表格號為2-18 第40頁查出=1.764㎏?cm2
2.聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動慣量的折算
選擇ABL1聯(lián)軸器，從書本要求找出，查詢到聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量是0.0004㎏?m2，從而得到公式結(jié)果＝4㎏?cm2。
3.滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量的折算
滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量縱向是=0.94×2=1.88㎏?cm2。
4.工作臺質(zhì)量的折算
算術(shù)式子如下： 公式(4—11)
公式中，=絲杠導(dǎo)程（厘米）；=工作臺質(zhì)量（公斤）。
所以
5.傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量計算
2.驗算矩頻特性
最大靜轉(zhuǎn)矩，從書本相關(guān)指導(dǎo)書表格序號2-18中可查閱到。步進電機的名義啟動轉(zhuǎn)矩與最大靜轉(zhuǎn)矩的關(guān)系可用表達(dá)成以下公式：
公式(4—12)
由＝0.707得，
步進電機空載啟動的含義指在沒有外加工作負(fù)載時，電機啟動?？蛰d啟動力矩按列出的式子：
公式(4—13)
式中：=空載啟動力矩（N?cm）；=最大快進速度，折算到電機軸上的加速力矩（N?cm）；=摩擦力矩（N?cm）； =附加摩擦力矩 （N?cm）。
有關(guān)的各項力矩值計算如下：
A）加速力矩
公式(4—14)
式中：=傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量；=電機最大角加速度；=電機最大轉(zhuǎn)速；AB=加速到最大快進速度所用的時間，=運動部件最大快進速度；=初選步進電機的步距角；表示脈沖當(dāng)量。
B） 空載摩擦力矩
公式(4—15)
以上公式里：=運動部件的總重量；=導(dǎo)軌摩擦系數(shù)；=齒輪傳動降速比；=傳動系數(shù)總效率，我們選擇＝0.8；=滾珠絲杠的基本導(dǎo)程。
C）、附加摩擦力矩
公式(4—16)
以上公式里：=滾珠絲杠預(yù)緊力；=滾珠絲杠未預(yù)緊時的傳動效率，我選擇＝0.96。
于是
由此，空載啟動力矩列成以下公式：
公式可以表達(dá)為
3、啟動矩頻特性校核
步進電機開始跳開始，啟動加速。起跳很少使用。
從書本相關(guān)指導(dǎo)書第四十二頁可查看到圖2-21，很快能得出以下結(jié)果：
縱向：空載啟動力矩＝對應(yīng)的允許啟動頻率。經(jīng)翻閱相關(guān)指導(dǎo)書表格號2-21第42頁，電機最高空載啟動頻率，
所以所選電機不會丟步。
4、運行矩頻特性校核
可按下式子：
公式(4—17)
公式中：=運動部件最大快進速度。=0.01算出。
快進力矩的計算公式如下所列：
公式(4—18)
以上公式里： =附加摩擦力矩， =快進時，折算到電機軸上的摩擦力矩。擺出算式如下：
。
從書本可查閱出相關(guān)指導(dǎo)書可以知道：
快進力矩＝，對應(yīng)的允許快進頻率；
因此，電機滿足要求。
綜上所述，所選電機90BF001型號能用。
其他各軸電動為:Z軸電機為70BF001
AB軸電機為70BF001
3.4 調(diào)整絲杠的設(shè)計
絲杠部件通過燕尾槽的導(dǎo)向、絲杠的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)上下調(diào)整。
3.4.1 絲杠的螺紋升角的確定
我選擇絲杠的螺紋升角為3o. 52208是絲杠底下的雙推力軸承代號。內(nèi)徑d=30,外徑D=68,厚度AB1=36.
圖3-5調(diào)整絲杠
3.4.2 絲桿穩(wěn)定性驗算
絲杠屬于受軸向力的細(xì)長桿，如果軸向工作載荷太大的話，會使得絲杠失穩(wěn)。失穩(wěn)時的臨界載荷為
公式(4—19)
公式中： I=截面慣性矩，對絲杠圓截面 ；L=絲杠最大工作長度（mm）；E=材料彈性模量，對鋼E＝20.6×104MPa；=絲杠支承方式系數(shù)。
本文選長絲杠，因此＝0.25。
所以
滾珠的絲杠的壓桿穩(wěn)定條件見得以下算術(shù)式子：
公式(4—20)
一般?。?.5～4，在這里取4。
齒輪和管狀體的重量大概為7.8×(0.7×0.7-0.6×0.6)×3.14 ×0.1=318.3kg
取F=250kg。
所以，調(diào)整絲杠不會失穩(wěn)。
3.5 齒輪齒數(shù)的確定與較核
3.5.1 所需的電機最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速
最短相貫線Lmin=∏×200=628.32≈628mm，最小與最大鋼管垂直相干時的情況
最多點焊速度我選擇600mm/min，每分鐘割炬繞工件轉(zhuǎn)600/628=0.955Z/min。
選大小齒輪的分度圓直徑比為1：10于是電機的最大轉(zhuǎn)速為9.55Z/min
電機的最小轉(zhuǎn)速為1.111Z/min。
3.5.2 齒輪的校核
大齒輪分度直徑1350mm；小齒輪直徑135mm。
選擇齒輪模數(shù)m=5，大齒輪齒數(shù)選擇270；小齒輪齒數(shù)選擇27。兩齒輪中心距a=675+167.5=852.5mm。
齒輪的的設(shè)計準(zhǔn)則是:保證齒根彎曲疲勞強度和齒面接觸疲勞強度.
1 齒面接觸強度計算
公式(4-21)
從書本查閱=1=483,K=1.2=0.6
=0.9500=450
又有a=148.5mm. =9549P/n. w
=954919.2/9.55=19.1N.m
所以齒輪符合齒面接觸強度要求
2 齒根抗彎強度較核
公式(4-22)
以上公式中=12.6,；=1； =4.0 ；
=3; =27 ；=150。
所以齒輪符合齒根抗彎強度要求。
綜上所述所需要的強度要求。
總結(jié)
不在這種設(shè)計可以學(xué)習(xí)真的很有限，但不是能說不，我想我知道和我作為整體系統(tǒng)的一部分設(shè)計，這種設(shè)計是企圖應(yīng)用我們所學(xué)的知識，我們正在研究在機械和電氣方面的有意義的練習(xí)。
在此設(shè)計中，完成了的任務(wù)設(shè)計，通過設(shè)計，挑一些書前的內(nèi)容是難以理解和闡述關(guān)于鞏固以前所學(xué)的知識。在設(shè)計，在老師的指導(dǎo)，他們的設(shè)計思想，設(shè)計方法和設(shè)計技巧良好的教育。
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離心風(fēng)機葉輪葉片自動點焊機Z-A-B運動軸設(shè)計
致謝
最后一個項目是知識的一所大學(xué)在一起，使用所有相關(guān)的專業(yè)知識，知識在實際應(yīng)用中的書。通過這次考試，我原來要更多的專業(yè)知識鞏固和完善，那沒有從教師和學(xué)生的幫助。設(shè)計與分析這做老師，在分析的指導(dǎo)下，尹長城老師給了我很大的鼓勵，使得我想更多的設(shè)計和分析的設(shè)計思路，增強在我學(xué)習(xí)能力，讓我們一起討論問題，所以我有更清楚的分析，我很喜歡。
畢業(yè)設(shè)計是我們的專長在實際訓(xùn)練中的應(yīng)用，它是我們的社會，從事專業(yè)工作作為一個重要的過程。《 征途 》 通過這門課程，我深深地感謝古往今來的這句話的真正含義。我有嚴(yán)重的課程設(shè)計今天，學(xué)會如何邁出這一步，正不斷進行的社會潮流中明天可以打下堅實的基礎(chǔ)。
說實話，這次考試是有點兒累了。若要開始清洗他們的研究結(jié)果，但有認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計過程中的，立刻讓我累的幾個成功之一消除。
由畢業(yè)，這讓我意識到，你必須要耐心和細(xì)心。在課程設(shè)計中，很多計算有時讓我有點沮喪有時必須計算粗心錯誤，無情地只做一遍。但想想平時耐心教導(dǎo)，在將來，相信他一份社會責(zé)任，因為在世界和事故的出現(xiàn)一些小錯誤震驚了世界，我忍不住提醒自己，一定要養(yǎng)成很負(fù)責(zé)任，細(xì)心的習(xí)慣。
畢業(yè)后我發(fā)現(xiàn)他的知識是真的不錯，多年來，利用他的能力的知識是如此不足，學(xué)會了很多經(jīng)驗教訓(xùn)，他們知道他們不會今天被用。想起來，我有點困惑。
當(dāng)畢業(yè)的時間是有限的很多人應(yīng)該仔細(xì)了解所有的時間追本溯源，網(wǎng)格控制坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇，理解規(guī)劃求解，讓我印象深刻的大學(xué)是只是一個一般的方向，距離太遠(yuǎn)從實際使用。因為在現(xiàn)實生活中，是非常不同的類型，只有找到他們最好、 最有前途的工作，個人有了更大的熱情，和最有可能在你的位置做出一些貢獻。