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單位代碼 02 學(xué) 號(hào)_ 050105086 分 類 號(hào)__ TH6 ____密 級(jí)___ 秘密 _ 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書D7132 電火花機(jī)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系 專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化學(xué) 生 姓 名 劉 明 慧 指 導(dǎo) 教 師 楊 漢 嵩 2009 年 5 月 2 日黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 1 頁(yè)1 緒 論1.1 我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展中國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)經(jīng)過 40 多年的發(fā)展，從無(wú)到有，從引進(jìn)消化到擁有自己獨(dú)立的自主版權(quán)，取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。但回顧這幾十年的發(fā)展，可以看到我們?cè)跀?shù)控領(lǐng)域的進(jìn)步主要還是按國(guó)外一些模式，按部就班地發(fā)展，真正創(chuàng)新的成分不多。這種局面在發(fā)展初期的起步階段，是無(wú)可非議的。但到了世界數(shù)控強(qiáng)手如林的今天和知識(shí)經(jīng)濟(jì)即將登上舞臺(tái)的新世紀(jì)，這一常規(guī)途徑就很難行通了。例如，在國(guó)外模擬伺服已過時(shí)階段，我們開始搞模擬伺服，還沒等我們占穩(wěn)市場(chǎng)，技術(shù)上就已經(jīng)落后了；在國(guó)外將脈沖驅(qū)動(dòng)的數(shù)字式伺服打入我國(guó)市場(chǎng)時(shí)，我們就跟著搞這類所謂的數(shù)字伺服，但至今沒形成大的市場(chǎng)規(guī)模；近來(lái)國(guó)外將數(shù)字式伺服發(fā)展到用網(wǎng)絡(luò)（通過光纜等）與數(shù)控裝置連接時(shí)，我們又跟著發(fā)展此類系統(tǒng)，前途仍不樂觀。這種總是跟在別人后面走，按國(guó)外已有控制和驅(qū)動(dòng)模式來(lái)開發(fā)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上難免要滯后，再加上國(guó)外公司在我國(guó)境內(nèi)設(shè)立研究所和生產(chǎn)廠，實(shí)行就地開發(fā)、就地生產(chǎn)和就地銷售，使我們的產(chǎn)品在性能價(jià)格比上已越來(lái)越無(wú)多大優(yōu)勢(shì)，因此要進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)占有率，難度自然就很大了。 為改變這種現(xiàn)狀，我們必須深刻理解和認(rèn)真落實(shí)“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的偉大論斷，大力加強(qiáng)數(shù)控領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，努力研究具有中國(guó)特色的實(shí)用的先進(jìn)數(shù)控技術(shù)，逐步建立自己獨(dú)立的、先進(jìn)的技術(shù)體系。在此基礎(chǔ)上大力發(fā)展符合中國(guó)國(guó)情的數(shù)控產(chǎn)品，從而形成從數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件到種類齊全的數(shù)控機(jī)床整機(jī)的完整的產(chǎn)業(yè)體系。這樣，才不會(huì)被國(guó)外牽著鼻子走，永遠(yuǎn)受別人的制約，才有可能用先進(jìn)、實(shí)用的數(shù)控產(chǎn)品去收復(fù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，打開國(guó)際市場(chǎng)，使中國(guó)的數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)在 21 世紀(jì)走在世界的前列 [1]。1.2 研究本課題的目的意義數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國(guó)力，關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 2 頁(yè)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè) [2]。 在我國(guó)，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來(lái)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，以 PC 平臺(tái)為基礎(chǔ)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國(guó)在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進(jìn)程、市場(chǎng)占有率等方面情況尤為突出。在新世紀(jì)到來(lái)時(shí)，如何有效解決這些問題，使我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列，使我們?cè)趪?guó)際競(jìng)爭(zhēng)中有舉足輕重的地位，將成為數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù) [3] 。 為完成此任務(wù)，首先必須確立符合中國(guó)國(guó)情的發(fā)展道路。為此，通過本次設(shè)計(jì)是想從中掌握兩維數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出能夠應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的兩維數(shù)控工作臺(tái)，并且從中更好的掌握大量所學(xué)的知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，更好第鍛煉自己。1.3 本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想和主要問題本設(shè)計(jì)是我機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)的一次較全面的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)訓(xùn)練，其只要思想是運(yùn)用數(shù)控和機(jī)電一體化知識(shí)，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，是數(shù)控技術(shù)和機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實(shí)踐性環(huán)節(jié)。通過本課程的設(shè)計(jì)，能綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和數(shù)控技術(shù)及其他有關(guān)先的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。學(xué)習(xí)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制的設(shè)計(jì)原理和控制過程。進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等） [4]?？紤]如何設(shè)計(jì)出滿足要求的兩維數(shù)控工作臺(tái)，對(duì)導(dǎo)軌、絲杠傳動(dòng)分析，以及軸承、機(jī)架等。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 3 頁(yè)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 4 頁(yè)2 總體方案設(shè)計(jì)機(jī)床在加工過程中，需要一個(gè)工作平臺(tái)作為一個(gè)載體，完成機(jī)械加工過程的，并且通過平臺(tái)上的加緊、固定裝置，對(duì)機(jī)床加工工件進(jìn)行加緊。而且合理的工作臺(tái)設(shè)計(jì)，能夠非常有效的保證和提高機(jī)床的加工精度，以及保證其加工成品率。2.1 D7132 電火花機(jī)工作臺(tái)的組成及工作原理該工作臺(tái)為十字工作臺(tái)，在 X、Y 方向各有電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)二維方向的運(yùn)轉(zhuǎn)。從工作臺(tái)的整體上來(lái)看，工作臺(tái)面與滾動(dòng)導(dǎo)軌副的四個(gè)滑塊固定在一起，隨滑塊在在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌下面用螺釘使其連接固定在機(jī)架上。工作臺(tái)的動(dòng)力裝置選用交流伺服電機(jī)，在 X、Y 方向分別有一個(gè)電機(jī)做動(dòng)力裝置，來(lái)實(shí)現(xiàn)在其方向上的進(jìn)給與往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)的傳動(dòng)裝置選用滾珠絲杠螺母副，并且用固定塊把工作臺(tái)面與螺母連接在一起，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過絲杠的進(jìn)給，帶動(dòng)工作臺(tái)面的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的機(jī)械加工運(yùn)動(dòng)。、黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 5 頁(yè)圖 2.1 D7132 電火花機(jī)效果圖2.2 本次設(shè)計(jì)任務(wù)D7132 電火花機(jī)工作臺(tái)是數(shù)控加工中不可缺少的重要部分，在電火花加工等數(shù)控加工中，實(shí)現(xiàn)兩維運(yùn)動(dòng)是靠該部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的，本部分是由步進(jìn)或伺服電機(jī)，在單片機(jī)或 PLC 的程序驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。本課題要求設(shè)計(jì)出一個(gè)兩維工作臺(tái)，其行程在 250—320 之間，負(fù)荷 200kg，工作平穩(wěn)靈活。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 6 頁(yè)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 7 頁(yè)3 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的設(shè)計(jì)3.1 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?，使滑塊與導(dǎo)軌之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力，從而獲得： 動(dòng)、靜摩擦力之差很小，隨動(dòng)性極好，即驅(qū)動(dòng)信號(hào)與機(jī)械動(dòng)作滯后的時(shí)間間隔極短，有益于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。 驅(qū)動(dòng)功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一。適應(yīng)高速直線運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高約 10 倍。 能實(shí)現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度。 能實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙運(yùn)動(dòng)，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)剛度。 成對(duì)使用導(dǎo)軌副時(shí)，具有“誤差均化效應(yīng)” ，從而降低基礎(chǔ)件（導(dǎo)軌安裝面）的加工精度要求，降低基礎(chǔ)件的機(jī)械制造成本與難度。 導(dǎo)軌副滾道截面采用合理比值的圓弧溝槽，接觸應(yīng)力小，承接能力及剛度比平面與鋼球點(diǎn)接觸時(shí)大大提高，滾動(dòng)摩擦力比雙圓弧滾道有明顯降低 [5]。 導(dǎo)軌采用表面硬化處理，使導(dǎo)軌具有良好的可校性；心部保持良好的機(jī)械性能。 簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造 [4]。 用于直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載， 同時(shí)可以承擔(dān)一定的扭矩，可在高負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動(dòng)。 是用于約束機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡的，能將部件嚴(yán)格控制在某直線軌跡上，其基件（滑軌）與動(dòng)件（滑塊）間多能承受前后、左右兩方向的扭矩及側(cè)邊、頂面兩方向的正壓力，具有導(dǎo)向平滑，垂直負(fù)載大，直線軌跡精準(zhǔn)等特點(diǎn) [[6]。3. 2 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的選材及熱處理要求該設(shè)計(jì)為兩維數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，導(dǎo)軌的材料應(yīng)具有良好的耐磨性、摩擦系數(shù)小、動(dòng)靜摩擦系數(shù)之差小，加工和使用時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，尺寸穩(wěn)定性好等特點(diǎn)?？紤]以上因素，選用 G20CrMo 作為導(dǎo)軌副材料，以提高使用受命。前者為滑塊材料，后者為導(dǎo)軌材料，二者均采用 G20CrMo。本設(shè)計(jì)中導(dǎo)軌長(zhǎng)度小于 2500mm，根據(jù)手冊(cè) [4]，對(duì)G20CrMo 硬度進(jìn)行處理：200≤HBS≤ 229,且硬度差不超過 25.熱處理方法 粗加工后進(jìn)行一次時(shí)效處理，半精加工后再進(jìn)行一次時(shí)效處理。中頻黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 8 頁(yè)淬火，淬硬深度 1-2mm，硬度 220HBS。3.3 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的選用其要求為行程 250~320，載荷 200㎏,選用 GGB 型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副能滿足要求，依其要求；上面 X 方向?yàn)?GGB30AAL2P2×1012下面 Y 方向?yàn)?GGB16AAL2P2×1012導(dǎo)軌尺寸L=1012 H1=26 B4=28 d=9 D=14 h=12 F=80 Lmax=3000滑塊尺寸B1=90 B2=5 B3=72 K=35 T=10 T1=18 M1=M5 L1=95.2 L2=70 L3=52 油杯尺寸L4=11 G=6 N=6 額定動(dòng)載 11.5C/KN 額定靜載 13.6C/KN3.4 額定壽命的計(jì)算X 方向部分導(dǎo)軌副的使用條件是：水平安裝，臥式導(dǎo)軌，滑塊座移動(dòng)，工作臺(tái)質(zhì)量均勻分布，重心在中間，G 為質(zhì)量重。因外力較小（ ≤10㎏） ，所以認(rèn)為外力 F 的作用點(diǎn)與工作臺(tái)重心重合，勻速運(yùn)動(dòng)或靜止 Fmax= =0.27 ()4FG?由計(jì)算載荷計(jì)算式 Fc= F1=(60×98) 查表得 [4]； C=11.5KN C0=13.6KNL=( ) K P=FmaxfhtcfaCwP????式中 ——額定壽命（Km）L——額定動(dòng)載荷(Kn)a——當(dāng)量動(dòng)載荷p黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 9 頁(yè)——受力最大的滑塊所受的載荷（N ）maxF——導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)Z——指數(shù)，當(dāng)滾動(dòng)體為滾珠時(shí)， =3；當(dāng)滾動(dòng)體為滾柱時(shí)， =10/3? ??——額定壽命單位（Km） ，滾珠時(shí)， =50Km；滾柱時(shí) =100Km,KKK——硬度系數(shù) =hf hf 3.6[]58HRC滾 道 實(shí) 際 硬 度 （ ）由于產(chǎn)品技術(shù)要求規(guī)定，滾道硬度不得低于 58HRC[4]，故常取 fh=1.——溫度系數(shù)tf——接觸系數(shù)c——精度系數(shù)af——載荷系數(shù)w表 3.1 溫度系數(shù)工作溫度/°c ≤100 ﹥100~150 ﹥150~200 ﹥200~250tf1 0.90 0.73 0.60表 3.2 接觸系數(shù)每根導(dǎo)軌上滑塊數(shù) 1 2 3 4 5cf1.00 0.81 0.72 0.66 0.61表 3.3 精度系數(shù)精度等級(jí) 2 3 4 5af 1.0 1.0 0.9 0.9表 3.4 載荷系數(shù)工作條件 wf無(wú)外部沖擊或振動(dòng)的低速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，速度小于 15m/min 1~1.5無(wú)明顯沖擊或振動(dòng)的中速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，速度為 15~60m/min 1.5~2有外部沖擊或振動(dòng)的高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，速度大于 60m/min 2~3.5黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 10 頁(yè)查表 1—表 4 各項(xiàng)系數(shù)確定；=1, =1, =0.66, =1, =1.2hftfcfafwfL=( ) K = =93043Km aCfwP???? 310.6.7()502??A以有效行程 =0.3m，每分鐘往復(fù)次數(shù) =4，移動(dòng)速速 ≤15m/min，移動(dòng)條件；常溫，aLzn0V平穩(wěn)無(wú)沖擊以及振動(dòng)。= =646131hh31026Lanz??28.an?式中——壽命時(shí)間（h）;——額定壽命（Km） ，見式（9.3—15）;L——行程長(zhǎng)度（m）;——每分鐘往復(fù)數(shù)。2n安工作日為 300d，三班工作制，每班 8 小時(shí)，hy=646131/(300*24)≈89 年而方向部分滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的工作狀態(tài)與 X 方向基本一致，只是所受載荷較大些，因此也采用表 9.3-48 序號(hào)的情況計(jì)算=1.0045kn (由表 9.3-51 及表 9.3-44~47)maxF得 =12810.9kmL=88964hh≈12 年y對(duì)于數(shù)控機(jī)床，估計(jì) 12 年的壽命已滿足要求 [4]。3.5 確定潤(rùn)滑和密封滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副常用鈉基潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，如果使用潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑，應(yīng)盡可能采用高粘度的潤(rùn)滑油。如果與其他機(jī)構(gòu)統(tǒng)一供油，需要附加濾油器，在油進(jìn)入導(dǎo)軌前再經(jīng)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 11 頁(yè)過一道精細(xì)的過濾 [7]。為了防止由異物侵入，以及防止?jié)櫥瑒┬钩觯a(chǎn)品出廠時(shí)滑塊兩端均裝有耐油橡膠封墊，有條件的地方可施加風(fēng)箱式密封裝置，也可選用伸縮式防護(hù)等，將導(dǎo)軌軸承遮蓋起來(lái)。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 12 頁(yè)4 滾珠絲杠螺母副的選用滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。滾珠絲杠由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，這是滾珠螺絲的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，這項(xiàng)發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng)作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。滾珠絲杠是工具機(jī)和精密機(jī)械上最常使用的傳動(dòng)元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn) [7]。4.1 滾珠絲杠副的特點(diǎn)（1）與滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩為 1/3 由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲母之間有很多滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。與過去的滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩達(dá)到 1/3 以下, 即達(dá)到同樣運(yùn)動(dòng)結(jié)果所需的動(dòng)力為使用滾動(dòng)絲杠副的 1/3。在省電方面很有幫助。（2）高精度的保證 滾珠絲杠副是用日本制造的世界最高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來(lái)的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對(duì)溫度·濕度進(jìn)行了嚴(yán)格的控制 ,由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。（3）微進(jìn)給可能 滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng),所以啟動(dòng)力矩極小 ,不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。（4）無(wú)側(cè)隙、剛性高 滾珠絲杠副可以加予壓,由于予壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值 ,進(jìn)而得到較高的剛性(滾珠絲杠內(nèi)通過給滾珠加予壓力,在實(shí)際用于機(jī)械裝置等時(shí) ,由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強(qiáng))。（5）高速進(jìn)給可能 滾珠絲杠由于運(yùn)動(dòng)效率高、發(fā)熱小、所以可實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給(運(yùn)動(dòng))。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 13 頁(yè)4.2 滾珠絲杠的主要技術(shù)參數(shù)滾珠絲杠螺母副是一種低摩擦，高精度，高效率的機(jī)構(gòu)。它的機(jī)構(gòu)效率（η= 0.92-0.96）比滑動(dòng)絲杠（η= 0.20-0.40）高 3-4 倍。滾珠絲杠螺母副的動(dòng)（靜）摩擦系數(shù)基本相等，配以滾動(dòng)導(dǎo)軌，啟動(dòng)力矩很小，運(yùn)動(dòng)極靈敏，低速時(shí)不會(huì)出現(xiàn)爬行。滾珠絲杠螺母副可以完全消除間隙并可預(yù)緊，故有較高的軸向剛度，且反向無(wú)空程死區(qū)，反向定位精度高 [8]。滾珠絲杠螺母摩擦系數(shù)小，無(wú)自鎖，能實(shí)現(xiàn)可逆?zhèn)鲃?dòng)。滾珠絲杠螺母副的滾珠循環(huán)方式一般分內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。（1）名義直徑 0D滾珠絲杠的名義直徑 是指滾珠中心圓的直徑。 值越大，絲杠的承載能力和剛0 0D度越大。用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中的滾珠絲杠，取 = 20mm—100mm。選擇 值應(yīng)0D大于絲杠長(zhǎng)度 的 1/35~1/30。0L（2）基本導(dǎo)程 hP導(dǎo)程 應(yīng)根據(jù)機(jī)床的脈沖指令要求和負(fù)載情況來(lái)選擇。當(dāng)名義直徑 確定后，Ph0D值大，可使螺紋的升角 β 變大。一般 β〉2°，通常取 β〉3.5° 。（3）滾珠直徑 0d一般取 = 0.6 。滾珠的工作圈數(shù) j 和工作滾珠總數(shù) N，工作圈數(shù) j 一般取 2.5-3.5hP圈，而工作滾珠總數(shù) N 以不大于 150 個(gè)為宜。（4）列數(shù) K要求工作圈數(shù)較多的場(chǎng)合，可采用雙列或多列式螺母的結(jié)構(gòu)形式。4.3 滾珠絲杠副的選材及熱處理要求該設(shè)計(jì)為兩維數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，滾珠絲杠的材料應(yīng)具有良好的耐磨性、摩擦系數(shù)小、動(dòng)靜摩擦系數(shù)之差小，加工和使用時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，尺寸穩(wěn)定性好等特點(diǎn)?？紤]以上因素，選用 G20CrMo 鋼作為滾珠絲杠材料，以提高使用受命。本設(shè)計(jì)中絲杠長(zhǎng)度小于 300mm，按手冊(cè)對(duì) G20CrMo 鋼硬度進(jìn)行處理；200≤HBS≤ 229,且硬度差不超黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 14 頁(yè)過 25.熱處理方法 粗加工后進(jìn)行一次時(shí)效處理，半精加工后再進(jìn)行一次時(shí)效處理。中頻淬火，淬硬深度 1-2mm，硬度 220HBS。4.4 滾珠絲杠副疲勞強(qiáng)度計(jì)算滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)其額定動(dòng)載荷選用。滾珠絲杠的當(dāng)量動(dòng)載荷= 3√L (N)mCF?式中 ---軸向工作載荷（N） ，當(dāng)載荷按單調(diào)式規(guī)律變化，各種轉(zhuǎn)速使用機(jī)會(huì)相同時(shí)，= ；m2axin3?， ---絲杠最大，最小軸向載荷（N） ；axFinL---工作壽命，以 10 的 6 次方轉(zhuǎn)為 1 單位，L = 60nT/1000000n---絲杠轉(zhuǎn)速(r/min)；T---使用壽命（H） ，對(duì)數(shù)控機(jī)床可取 T = 15000h。4.5 滾珠絲杠的靜載強(qiáng)度計(jì)算低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的滾珠絲杠副，應(yīng)按最大軸向工作載荷，即按計(jì)算靜載荷 Cj 為選擇依據(jù)。其計(jì)算公式為：= jCpK?rmaxF式中； ---最大軸向工作載荷（N） ；ax---載荷性質(zhì)系數(shù)，數(shù)值同上；p---硬度影響系數(shù)，HRC≧58 取 Kr = 2.0-1.2。rK黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 15 頁(yè)圖 4.1 滾珠絲杠幅結(jié)構(gòu)圖公稱直徑 和導(dǎo)程0dhP現(xiàn)取 X 方向部分 =12 =2.50hY 方向部分 =12 =2.54.6 滾珠絲杠副的基本尺寸確定X 方向滾動(dòng)螺旋副型號(hào)：CD.M1202.5X 方向滾動(dòng)螺旋副代號(hào)：FF1202.5-3Y 方向滾動(dòng)螺旋副型號(hào)：CD.M1202.5Y 方向滾動(dòng)螺旋副代號(hào)：FF1202.5-3該滾動(dòng)螺旋副的幾何尺寸：公稱直徑 =120D公稱導(dǎo)程 =2.5hP絲杠外徑 =11.71d鋼球直徑 =2w絲杠底徑 =10.22循環(huán)圈數(shù) 3基本額定負(fù)荷：動(dòng)載荷 =3.2knaC靜載荷 =5.6kno螺母安裝連接尺寸:=20 =40 L=33 =29 B=8 h=4.5 =4.5 =8 F=251D2L3D4D5H=36 M=2.5(1)、對(duì) X 方向滾動(dòng)絲杠螺旋副的幾何尺寸如下：=12 =2.50dhP黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 16 頁(yè)接觸角 a=45 ,由上可知鋼球直徑 Dw=2螺紋滾道曲率半徑 rs(rw)=0.54Dw=1.08偏心距 e= =(1.08-1) 0.707=0.057()sin2Dwr????螺紋開角 Φ=arctg( )=4.550hPd?螺桿大徑 d=d -0.2Dw=12-0.2 2.5=11.950螺桿小徑 d1=d0+2e-2rs=9.954螺桿接觸點(diǎn)直徑 dk=d0-Dwcosa=10.2325螺母螺紋大徑 D=d0-2e+2rn=12-2 0.057+2 1.62=13.126mm?螺母螺紋小徑 D1=d0+(0.2~0.25)Dw=12.5mm(2)、對(duì) Y 方向部分滾動(dòng)絲杠螺旋副的幾何尺寸如下d0=12 Ph=2.5接觸角 a=45o ,由上可知鋼球直徑 Dw=2螺紋滾道曲率半徑 rs(rw)=0.54Dw=1.08偏心距 e=(rs- ) sin =(1.08-1) 0.707=0.0572Dw???螺紋開角 Φ=arctg( )=4.55 o0Phd??螺桿大徑 d=d0-0.2Dw=12-0.2 2.5=11.95?螺桿小徑 d1=d0+2e-2rs=9.954螺桿接觸點(diǎn)直徑 dk=d0-Dwcosa=10.2325螺母螺紋大徑 D=d0-2e+2rn=12-2 0.057+2 1.62=13.126mm?螺母螺紋小徑 D1=d0+(0.2~0.25)Dw=12.5mm表 4.1 FF1202.5-3 型滾珠絲杠副基本尺寸黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 17 頁(yè)4.7 滾珠絲杠副的承載能力以及壽命計(jì)算對(duì)一組 do=12 ph=2.5 Φ=4.55’ Ca=10000, 12650二組 do=12 ph=2.5 Φ=4.55’ Ca=10000, 12650基本壽命計(jì)算；一組相同參數(shù)的滾動(dòng)螺旋副，在相同的條件下，90%不會(huì)發(fā)生疲勞剝傷的特定轉(zhuǎn)數(shù)，并規(guī)定 10000000 轉(zhuǎn)為基本額定壽命。L=(Ca/f)3式中 L---額定壽命 10000000 轉(zhuǎn)Ca---基本額定動(dòng)載荷（N ）F----軸向載荷由于伺服電機(jī)的輸出功率通常為 0.1~100W，故選 X 方向部分的功率為 60W，以平均轉(zhuǎn)速 2000r/min 計(jì)算，由 Φ=T×W=T×2 n 得方向電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 T1=3.183n.mm,?若選 y 方向部分的功率為 60W，以平均轉(zhuǎn)速 2000r/min 計(jì)算，由 Φ=T×W=T×2 n 得方向電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 T1=3.183n.mm,由式 T=F×Do/2×tg(Φ+ρ’)可得到其所受載荷（軸向）X 方向所受載荷 F1=3.88N≈4NY 方向所受載荷 F2=3.88N≈4N取 F=4N由 L=（Ca/F） 3=(10000/4) 3=15625000000m黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 18 頁(yè)可得 =10000000L/60n=25720164610hhL故可知，當(dāng)取電機(jī)功率 60W 時(shí)，根據(jù)其最大所受載荷可得到其形成為 156250000m,而 Lh 此時(shí)為 25720164610h，滿足要求。4.8 效率計(jì)算為使螺旋傳動(dòng)由高的承載能力和一定的工作壽命，滿足工作性能的要求，螺旋副元件應(yīng)具有足夠的接觸強(qiáng)度和耐磨性，其工作表面必須有一定的硬度，通常螺紋滾道表面硬度應(yīng)達(dá)到 58-60HRC,鋼球表面達(dá)到 62-64HRC。對(duì) X 方向進(jìn)行效率計(jì)算；η1= (')tg???式中； tgρ=0.0025 tgφ=0.0795 φ=4.549865 ρ’=0.143239 tg(φ＋ρ’)=0.0820938 計(jì)算得η1=0.9684≈97% 對(duì) Y 方向進(jìn)行效率計(jì)算η2= (')tg???tgφ=0397887 φ=2.2785247 ρ=0.143239 tg(φ+ρ)=0.0422929 代入計(jì)算得η2=0.9467≈94%黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 19 頁(yè)圖 4.2 滾珠絲杠副黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 20 頁(yè)5 滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，使用維護(hù)方便。主要用來(lái)承受徑向負(fù)荷、也可承受一定的軸向負(fù)荷，當(dāng)軸承的徑向游隙加大時(shí)，具有角接觸球軸承的性能，可承受較大的軸向負(fù)荷。該類軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高，尺寸范圍與形式變化多樣。堅(jiān)實(shí)耐用，通用性強(qiáng)及低噪音運(yùn)行，可在高速下運(yùn)轉(zhuǎn)和易于安裝。單列深溝球軸承另有密封型設(shè)計(jì)，可以無(wú)須再潤(rùn)滑和無(wú)需保養(yǎng) [4]。5.1 滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu) 以滑動(dòng)軸承為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的滾動(dòng)軸承，其工作原理是以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，一般由兩個(gè)套圈，一組滾動(dòng)體和一個(gè)保持架所組成的通用性很強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度很高的機(jī)械基礎(chǔ)件。由于各種機(jī)械有著不同的工作條件，對(duì)滾動(dòng)軸承在負(fù)荷能力、結(jié)構(gòu)和使用性能等方面都提出了各種不同要求。為此，滾動(dòng)軸承需有各式各樣的結(jié)構(gòu)。但是，最基本的結(jié)構(gòu)是由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架所組成 [9]。各種零件在軸承中的作用分別是： 對(duì)于向心軸承，內(nèi)圈通常與軸緊配合，并與軸一起運(yùn)轉(zhuǎn)，外圈通常與軸承座或機(jī)械殼體孔成過渡配合，起支承作用。但是，在某些場(chǎng)合下，也有外圈運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)圈固定起支承作用或者內(nèi)圈、外圈都同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的。對(duì)于推力軸承，與軸緊配合并一起運(yùn)動(dòng)的稱軸圈，與軸承座或機(jī)械殼體孔成過渡配合并起支承作用的稱座圈。滾動(dòng)體（鋼球、滾子或滾針）在軸承內(nèi)通常借助保持架均勻地排列在兩個(gè)套圈之間作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，它的形狀、大小和數(shù)量直接影響軸承的負(fù)荷能力和使用性能。保持架除能將滾動(dòng)體均勻地分隔開以外，還能起引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)及改善軸承內(nèi)部潤(rùn)滑性能等作用 [11]。5.2 滾動(dòng)軸承的特點(diǎn) (1)、滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承相比,具有下列優(yōu)點(diǎn): 滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)比滑動(dòng)軸承小,傳動(dòng)效率高。一般滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)為 0.08-0.12,而滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)僅為 0.001-0.005; 滾動(dòng)軸承已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化,適于大批量生產(chǎn)和供應(yīng)，使用和維修十分方便； 滾動(dòng)軸承用軸承鋼制造,并經(jīng)過熱處理,黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 21 頁(yè)因此,滾動(dòng)軸承不僅具有較高的機(jī)械性能和較長(zhǎng)的使用壽命,而且可以節(jié)省制造滑動(dòng)軸承所用的價(jià)格較為昂貴的有色金屬; 滾動(dòng)軸承內(nèi)部間隙很小,各零件的加工精度較高,因此,運(yùn)轉(zhuǎn)精度較高。同時(shí),可以通過預(yù)加負(fù)荷的方法使軸承的剛性增加。這對(duì)于精密機(jī)械是非常重要的; 某些滾動(dòng)軸承可同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷,因此,可以簡(jiǎn)化軸承支座的結(jié)構(gòu); 由于滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率高,發(fā)熱量少,因此,可以減少潤(rùn)滑油的消耗,潤(rùn)滑維護(hù)較為省事; 滾動(dòng)軸承可以方便地應(yīng)用于空間任何方位的鈾上。(2)、但是,一切事物都是一分為二的,滾動(dòng)軸承也有一定的缺點(diǎn),主要是： 滾動(dòng)軸承承受負(fù)荷的能力比同樣體積的滑動(dòng)軸承小得多,因此,滾動(dòng)軸承的徑向尺寸大。所以,在承受大負(fù)荷的場(chǎng)合和要求徑向尺寸小、結(jié)構(gòu)要求緊湊的場(chǎng)合〈如內(nèi)燃機(jī)曲軸軸承), 多采用滑動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承振動(dòng)和噪聲較大,特別是在使用后期尤為顯著,因此,對(duì)精密度要求很高、又不許有振動(dòng)的場(chǎng)合,滾動(dòng)軸承難于勝任,一般選用滑動(dòng)軸承的效果更佳 滾動(dòng)軸承對(duì)金屬屑等異物特別敏感,軸承內(nèi)一旦進(jìn)入異物,就會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)地較大振動(dòng)和噪聲,亦會(huì)引起早期損壞。此外,滾動(dòng)軸承因金屬夾雜質(zhì)等也易發(fā)生早期損壞的可能性。即使不發(fā)生早期損壞,滾動(dòng)軸承的壽命也有一定的限度?？傊?滾動(dòng)軸承的壽命較滑動(dòng)軸承短些。 可是,滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承相比較,各有優(yōu)缺點(diǎn),各占有一定的適用場(chǎng)合,因此,兩者不能完全互相取代,并且各自向一定的方向發(fā)展,擴(kuò)大自己的領(lǐng)域。但是,由于滾動(dòng)軸承的突出優(yōu)點(diǎn),頗有后來(lái)者居上的趨勢(shì)。目前,滾動(dòng)軸承已發(fā)展成為機(jī)械的主要支承型式,應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛5.3 滾動(dòng)軸承的選定深溝球軸承(6000 型) 深溝球軸承是應(yīng)用范圍最為廣泛、最具代表性的滾動(dòng)軸承。此類軸承內(nèi)外圈滾道都呈圓弧狀深溝，可承受徑向、軸向及合成負(fù)荷 [12]。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易得到高精度，適合高速旋轉(zhuǎn)。 深溝球軸承一般采用鋼板沖壓保持架，但尺寸較大不易沖壓成型或用于高速旋轉(zhuǎn)的，則采用車削成型保持架。此類軸承通常會(huì)有帶防塵蓋、帶密封圈、非接觸膠蓋、接觸膠蓋或止動(dòng)環(huán)軸承。本設(shè)計(jì)就是采用載荷比較小，工作行程也屬于微型的，故我選取最常用的普通軸承——深溝球軸承。因?yàn)檩d荷較小，選用 6000 型號(hào)的軸承就可以滿足設(shè)計(jì)要求?；境叽缛缦?[4]黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 22 頁(yè)d=10 D=26 B=8 rs=0.3 da=12.4 =23.6 =0.3maxDmaxrs基本動(dòng)載 Cr=4.58基本靜載 C0r=1.98極限轉(zhuǎn)速 20000黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 23 頁(yè)6 聯(lián)軸器的選用6.1 聯(lián)軸器的作用及工作原理用來(lái)聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接。聯(lián)軸器種類繁多，按照被聯(lián)接兩軸的相對(duì)位置和位置的變動(dòng)情況，可以分為：①固定式聯(lián)軸器。主要用于兩軸要求嚴(yán)格對(duì)中并在工作中不發(fā)生相對(duì)位移的地方，結(jié)構(gòu)一般較簡(jiǎn)單，容易制造，且兩軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)速相同，主要有凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等。②可移式聯(lián)軸器。主要用于兩軸有偏斜或在工作中有相對(duì)位移的地方，根據(jù)補(bǔ)償位移的方法又可分為剛性可移式聯(lián)軸器和彈性可移式聯(lián)軸器。剛性可移式聯(lián)軸器利用聯(lián)軸器工作零件間構(gòu)成的動(dòng)聯(lián)接具有某一方向或幾個(gè)方向的活動(dòng)度來(lái)補(bǔ)償，如牙嵌聯(lián)軸器（允許軸向位移） 、十字溝槽聯(lián)軸器（用來(lái)聯(lián)接平行位移或角位移很小的兩根軸） 、萬(wàn)向聯(lián)軸器（用于兩軸有較大偏斜角或在工作中有較大角位移的地方） 、齒輪聯(lián)軸器（允許綜合位移） 、鏈條聯(lián)軸器（允許有徑向位移）等，彈性可移式聯(lián)軸器（簡(jiǎn)稱彈性聯(lián)軸器）利用彈性元件的彈性變形來(lái)補(bǔ)償兩軸的偏斜和位移，同時(shí)彈性元件也具有緩沖和減振性能，如蛇形彈簧聯(lián)軸器、徑向多層板簧聯(lián)軸器、彈性圈栓銷聯(lián)軸器、尼龍栓銷聯(lián)軸器、橡膠套筒聯(lián)軸器等。聯(lián)軸器有些已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。選擇時(shí)先應(yīng)根據(jù)工作要求選定合適的類型，然后按照軸的直徑計(jì)算扭矩和轉(zhuǎn)速，再?gòu)挠嘘P(guān)手冊(cè)中查出適用的型號(hào)，最后對(duì)某些關(guān)鍵零件作必要的驗(yàn)算 [13]。 6.2 聯(lián)軸器的功能及類別1、聯(lián)軸器功能 用來(lái)把兩軸聯(lián)接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離，只有機(jī)器停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離。 2、聯(lián)軸器的類型 聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差，承載后的變形以及溫度變化的影響黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 24 頁(yè)等，會(huì)引起兩軸相對(duì)位置的變化，往往不能保證嚴(yán)格的對(duì)中。根據(jù)聯(lián)軸器有無(wú)彈性元件、對(duì)各種相對(duì)位移有無(wú)補(bǔ)償能力，即能否在發(fā)生相對(duì)位移條件下保持聯(lián)接功能以及聯(lián)軸器的用途等，聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器，撓性聯(lián)軸器和安全聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的主要類型、特點(diǎn)及其在作用類別在傳動(dòng)系統(tǒng)中的作用備注； 剛性聯(lián)軸器 只能傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，不具備其他功能 包括凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等。 撓性聯(lián)軸器 無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器，不僅能傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，而且具有不同程度的軸向、徑向、角向補(bǔ)償性能 包括齒式聯(lián)軸器、萬(wàn)向聯(lián)軸器、鏈條聯(lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器等。 有彈性元件的撓性聯(lián)軸器，能傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩；具有不同程度的軸向、徑向、角向補(bǔ)償性能；還具有不同程度的減振、緩沖作用，改善傳動(dòng)系統(tǒng)的工作性能 包括各種非金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器和金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器，各種彈性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)不同，差異較大，在傳動(dòng)系統(tǒng)中的作用亦不盡相同 安全聯(lián)軸器 傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，過載安全保護(hù)。撓性安全聯(lián)軸器還具有不同程度的補(bǔ)償性能 包括銷釘式、摩擦式、磁粉式、離心式、液壓式等安全聯(lián)軸器。6.3 聯(lián)軸器的選定該設(shè)計(jì)載荷為小載荷(10kg)，而且絲杠長(zhǎng)度不超過 500mm，徑向力較小，縱向力也可以不予考慮，故在選擇聯(lián)軸器時(shí)，根據(jù)要求選擇聯(lián)軸器彈性波紋管聯(lián)軸器，其型號(hào)為 ML7—C20—1010，該型號(hào)聯(lián)軸器為彈性波紋管聯(lián)軸器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配方便，具有很好的減振、緩沖作用 [13]。附圖；ML7—C20—1010 聯(lián)軸器1、彈性波紋管聯(lián)軸器特點(diǎn)；該型號(hào)聯(lián)軸器為微型波紋管聯(lián)軸器，其特點(diǎn)是；無(wú)齒隙，連接可靠，高靈敏度，重量輕，體積小巧；順時(shí)針和逆時(shí)針回轉(zhuǎn)特性完全相同；可吸收振動(dòng)，補(bǔ)償徑向和角向偏差，零回轉(zhuǎn)間隙；免維修，抗油污和耐腐蝕； 圖 6.1 彈性波紋管聯(lián)軸器效果圖黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 25 頁(yè)采用不銹鋼波管彈性體；主體采用陽(yáng)極表面處理； 適用于編碼器，絲杠傳動(dòng)，測(cè)量，控制，資訊系統(tǒng)；機(jī)床平臺(tái)等產(chǎn)業(yè)機(jī)械。2、具體尺寸的確定；圖 6.2 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 表 6.1 技術(shù)參數(shù)表 6.2 外型尺寸根據(jù)要求，該聯(lián)軸器可連接軸頸為 10 的絲杠。從上表可確定 ML7-20-1010 聯(lián)軸器具黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 26 頁(yè)體尺寸如下；D=20 L=29 L1=8.5 L2=8.5 M=M3 d1=10 d2=10 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 27 頁(yè)7 伺服電機(jī)7.1 伺服電機(jī)的定義、作用及分類定義: 在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī).是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。作用：伺服電機(jī),可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確。將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象分類：直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)方便（換碳刷） ，產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。 無(wú)刷電機(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，力矩穩(wěn)定?？刂茝?fù)雜，容易實(shí)現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)，效率很高，運(yùn)行溫度低，電磁輻射很小，長(zhǎng)壽命，可用于各種環(huán)境。交流伺服電機(jī)也是無(wú)刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī)，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉(zhuǎn)動(dòng)速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用 [14]。根據(jù)配合要求選擇電機(jī)為伺服電機(jī)，為交流伺服電機(jī)，以便于工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。7.2 伺服電機(jī)的選定根據(jù)技術(shù)要求，工作臺(tái)需要進(jìn)行 X、Y 方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故選擇交流電機(jī)，行程要求為 250~320，故選擇 Q3HB64MA 交流電機(jī)，能滿足其技術(shù)要求 [14]。圖 7.1 Q3HB64MA 交流電機(jī)成品圖樣黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 28 頁(yè)表 7.1 技術(shù)指標(biāo)具體裝配尺寸如圖 7.2 所示。L=40.5 d=10 d2=21 h=57圖 7.2 電機(jī)裝配簡(jiǎn)圖黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第 29 頁(yè)