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鎮(zhèn) 江 高 專(zhuān)
ZHENJIANG COLLEGE
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)
離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片點(diǎn)焊裝置設(shè)計(jì)
Design of Centrifugal Fan Impeller Blade Welding Device
系 名： （四號(hào)宋體）
專(zhuān)業(yè)班級(jí)： （四號(hào)宋體）
學(xué)生姓名： （四號(hào)宋體）
學(xué) 號(hào)： （四號(hào)宋體）
指導(dǎo)教師姓名： （四號(hào)宋體）
指導(dǎo)教師職稱(chēng)： （四號(hào)宋體）
年 月
摘 要
離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片特征結(jié)構(gòu)和自動(dòng)點(diǎn)焊點(diǎn)焊對(duì)點(diǎn)焊的要求，為離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片自動(dòng)點(diǎn)焊機(jī)，本文設(shè)計(jì)的要求側(cè)重于運(yùn)動(dòng)軸設(shè)計(jì)、 計(jì)算和分析的身體。穩(wěn)定、 可靠的設(shè)計(jì)，緊湊結(jié)構(gòu)合理、 經(jīng)濟(jì)上可行，能滿(mǎn)足點(diǎn)焊的功能要求的離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片瓶系列，使自動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，確保安全。
隨著行業(yè)成為越來(lái)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(dòng)點(diǎn)焊機(jī)、 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(dòng)焊接機(jī)是用來(lái)焊接的變化可以提高焊接自動(dòng)化水平。毫無(wú)疑問(wèn)的是，自動(dòng)焊接機(jī)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(dòng)化焊接問(wèn)題。自動(dòng)焊接機(jī)的設(shè)計(jì)，為解決這一問(wèn)題至關(guān)重要。
關(guān)鍵詞：離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片；點(diǎn)焊；焊接機(jī)；Z-A-B運(yùn)動(dòng)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(diǎn)焊機(jī)在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用及特點(diǎn) 1
1.2 點(diǎn)焊機(jī)工作原理 1
1.3 點(diǎn)焊機(jī)的特點(diǎn) 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?jī)?nèi)容 3
2 課題總體設(shè)計(jì) 4
2.1 離心式風(fēng)機(jī)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(jī)葉輪葉片自動(dòng)點(diǎn)焊機(jī)總體設(shè)計(jì)框架 5
2.3 焊接坡口工藝分析 5
3 Z軸方向工作臺(tái)結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì) 7
3.1 Z軸工作滑臺(tái)的設(shè)計(jì) 10
3.2 導(dǎo)軌的選型及計(jì)算 15
3.3 步進(jìn)電機(jī)的驗(yàn)算 17
3.4 調(diào)整絲杠的設(shè)計(jì) 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(yàn)算 22
3.5 齒輪齒數(shù)的確定與較核 23
3.5.1 所需的電機(jī)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(xiàn) 26
致謝 27
1 緒論
1 緒論
1.1 點(diǎn)焊機(jī)在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用及特點(diǎn)
激光焊接機(jī)第一次被稱(chēng)為鐳射點(diǎn)焊機(jī)，在發(fā)展過(guò)程中，也被稱(chēng)為激光修復(fù)機(jī)激光焊接機(jī)，但它采用傳統(tǒng)方法的激光焊接激光焊接機(jī)，激光焊接，激光修復(fù)方法局部加熱的微區(qū)，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)說(shuō)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(cuò)誤，氣孔材料硬化影響疲勞強(qiáng)度和表面殘余應(yīng)力引起的裂紋;加工過(guò)程誤差、 點(diǎn)缺陷、 劃痕和其他類(lèi)型的因素。激光與常規(guī)焊接應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)，在其他部門(mén)相比的優(yōu)點(diǎn)是類(lèi)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(bǔ)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(shì)。TIG 焊接熱影響的這種性質(zhì)的主要缺點(diǎn)導(dǎo)致幾乎不焊接缺陷的上述特點(diǎn)，激光是不可替代的。
但因?yàn)闄C(jī)器相對(duì)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(dòng)電話(huà)，塑料和類(lèi)似于它的大小和精度。往往是一個(gè)很小的角落激光修復(fù)缺損的應(yīng)丟棄后正常使用，幾個(gè)焊接點(diǎn)可以挽救成千上萬(wàn)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(bào)率。
1.2 點(diǎn)焊機(jī)工作原理
激光點(diǎn)焊機(jī)激光點(diǎn)焊機(jī)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(guò)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(jī)器可以實(shí)現(xiàn)不同風(fēng)格的激光點(diǎn)焊機(jī)和修復(fù)。
1.3 點(diǎn)焊機(jī)的特點(diǎn)
激光點(diǎn)焊機(jī)與大屏幕液晶顯示中文界面，方便經(jīng)營(yíng)者學(xué)習(xí)和操作，該器件還使用標(biāo)志符號(hào)編程功能、 多模、 適合大多數(shù)材料的修補(bǔ)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(wú)凹凸，并不會(huì)導(dǎo)致扭曲競(jìng)爭(zhēng)。
在大批量生產(chǎn)，有大公司不僅提高了材料，同時(shí)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(guó)流行，主要原因有三: 錢(qián)、 維修設(shè)備和操作上的問(wèn)題。因此，發(fā)展不是非常強(qiáng)大的但簡(jiǎn)單、 可靠和相對(duì)便宜點(diǎn)焊機(jī)的實(shí)際價(jià)格是在拐角處。這意味著該國(guó)的當(dāng)前設(shè)計(jì)和數(shù)控焊接機(jī)制造將有廣闊的市場(chǎng)。
1.4 應(yīng)用范圍
在50-60洛氏的機(jī)對(duì)溫度下，激光點(diǎn)焊機(jī)、修補(bǔ)機(jī)對(duì)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(dòng)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(huì)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(jī)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(diǎn)焊焊接機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)揮關(guān)鍵作用。
1 顯微鏡、 激光點(diǎn)焊機(jī) 10 X 15 X 監(jiān)視行動(dòng)。
2，激光點(diǎn)焊機(jī)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(jī)構(gòu)除外，非運(yùn)算符可以使用相機(jī)系統(tǒng)屏幕查看整個(gè)焊接過(guò)程，此設(shè)備是有利于非運(yùn)算符培訓(xùn)和展覽展示技術(shù)，推進(jìn)激光焊接技術(shù)具有很好的效果。
配有不同的直徑線(xiàn)，直徑 0.2-0.8 融化融化的 4。
5、 必須使用氬激光點(diǎn)焊機(jī)和氬激光以確定如何防止正在進(jìn)行的過(guò)程中，脈沖激光中的第一次氧化現(xiàn)象。
6，ABFLASEZ 激光焊接機(jī)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(jiàn)的借助激光焊接的空氣對(duì)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?jī)?nèi)容
這種設(shè)計(jì)有研究的最重要的內(nèi)容: 離心式風(fēng)力機(jī)葉輪葉片自動(dòng)發(fā)現(xiàn)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，和驅(qū)動(dòng)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(guò)計(jì)算，單位的主要部分完成的處共享設(shè)計(jì)選擇，達(dá)到過(guò)程使意義上講和小批量加工容易、 低成本，高可靠性設(shè)計(jì)要求和附加綜合大會(huì)形狀清除設(shè)計(jì)。
2 課題總體設(shè)計(jì)
2 課題總體設(shè)計(jì)
2.1 離心式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理
離心風(fēng)機(jī)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(jī)殼（序號(hào)是1） ；葉輪 （序號(hào)是2） ；輪轂（序號(hào)是3） ；機(jī)軸（序號(hào)是4） ；吸氣口（序號(hào)是5）和排氣口 （序號(hào)是6） ，此外還有軸承座 （序號(hào)是7） 、機(jī)座 （序號(hào)是8） 和皮帶輪 ( 或聯(lián)軸器 ) （序號(hào)是9） 等部件。
圖 2.1 離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造及工作原理
1 —機(jī)殼； 2 —葉輪； 3 —輪轂； 4 —機(jī)軸； 5 —吸氣口
6 —排氣口； 7 —軸承座； 8 —機(jī)座； 9 —皮帶輪或聯(lián)軸器；
當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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?chē)?，使在蝸殼中?？諝饬鲃?dòng)，而通風(fēng)管道在螺旋套管在過(guò)程中，隨著部分不斷擴(kuò)大，速度快是慢，大多數(shù)的動(dòng)壓成的靜態(tài)壓力，和最后要擠出一定的壓力從閥門(mén)。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(jìn)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(dòng)點(diǎn)焊機(jī)，葉輪離心風(fēng)機(jī)葉片的程序集放置更改一些變化在大會(huì)，它在哪里，不僅會(huì)增加成本，但也可能會(huì)影響性能。但有時(shí)，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?cái)嘣x心風(fēng)機(jī)葉輪葉片自動(dòng)點(diǎn)焊機(jī)。但變化并不影響整體性能的原理。
必須滿(mǎn)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(zhǎng)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(guò)標(biāo)準(zhǔn)的限制。
2.3 離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片自動(dòng)點(diǎn)焊機(jī)總體設(shè)計(jì)框架
點(diǎn)焊前,手動(dòng)完割炬和環(huán)架先要進(jìn)行徑向運(yùn)動(dòng),來(lái)對(duì)割炬與被切管徑向位置進(jìn)行調(diào)整; 相反，在處理、 割炬、 根據(jù)周?chē)O(shè)置速度被切割管道為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，被切斷管道配置文件的擺動(dòng)和徑向補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)沿管道軸向軸被砍到移動(dòng)電話(huà)，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(guó)學(xué)焊接取決于 AWS D 1.1 規(guī)范的要求，通過(guò)打開(kāi)焊接坡形式根間隙和鈍頁(yè)面高度是削減雙官切入線(xiàn)上部分地方計(jì)劃。和支撐管霞石材料高程點(diǎn)曲線(xiàn)也確定和通過(guò)線(xiàn)相商的本地計(jì)劃相關(guān)的角度。
1 Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)圖
z軸主要沿著的軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)
圖2.2 Z軸傳動(dòng)系統(tǒng)圖
2 Z軸以及AB軸的傳動(dòng)系統(tǒng)圖
Z軸實(shí)現(xiàn)割炬繞著鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)，A軸沿鋼管徑向補(bǔ)償.請(qǐng)見(jiàn)圖2.3。
圖2.3 Z軸和A軸傳動(dòng)系統(tǒng)圖
3 AB軸以及徑向調(diào)整傳動(dòng)系統(tǒng)圖
通過(guò)AB軸去實(shí)現(xiàn)割炬的前后擺動(dòng)行程30°-30°.
圖2.4 AB軸和徑向調(diào)整傳動(dòng)系統(tǒng)圖
3 Z軸方向工作臺(tái)結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì)
3 Z軸方向工作臺(tái)結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì)
Z軸方向工作臺(tái)進(jìn)給主要采用滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，這是因?yàn)椋?
1、與滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩為1/3
因有大量的滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所以它更高的運(yùn)動(dòng)效率。相比以前滑動(dòng)螺桿驅(qū)動(dòng)力矩 1/3，也就是說(shuō)，要求的功率要達(dá)到相同的結(jié)果使用滾動(dòng)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(dòng)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(jìn)給可能
滾珠絲杠副是用球軸承運(yùn)動(dòng)，所以初始扭矩開(kāi)關(guān)是極小，滑爬網(wǎng)行為不會(huì)發(fā)生，能保證精度的微進(jìn)給。
4、無(wú)側(cè)隙、剛性高
滾珠絲杠副可以加入壓力，因?yàn)榈蛪毫S向可以達(dá)成的并得到較高的剛度 (滾珠絲杠通過(guò)球和壓力，在實(shí)際使用中的機(jī)械設(shè)備，如，由于球的斥力螺絲也許是更嚴(yán)厲的時(shí)候)。
5、高速進(jìn)給可能
滾珠絲杠，因?yàn)樾矢撸l(fā)熱小，所以高速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
6、高可靠性
其他引擎，傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)比球螺桿傳動(dòng)系統(tǒng)故障率是非常低，維護(hù)簡(jiǎn)便，只是為一般潤(rùn)滑和防塵。在特殊場(chǎng)合可以無(wú)潤(rùn)滑條件下工作。
7、高耐用性
鋼球的滾動(dòng)接觸硬化 (HZC58 ~ 63) 和精密磨床、 系統(tǒng)過(guò)程是軋制，相對(duì)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(lèi)在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)上還沒(méi)有統(tǒng)一，但各國(guó)常規(guī)是按以下原則進(jìn)行分類(lèi)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(jiǎn)圖
特點(diǎn)
一端固定一端自由
簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和螺桿壓桿穩(wěn)定和關(guān)鍵的設(shè)計(jì)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(dòng)
需要安全螺母和支承軸，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、 更困難的過(guò)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(zhǎng)度，柔滑的混亂有擴(kuò)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(shì)更用更經(jīng)濟(jì)的而不是角接觸球軸承推力球軸承。
兩端固定
只有軸承無(wú)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(yùn)動(dòng)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(gè)設(shè)備問(wèn)題是適用于具有高剛性和精度要求的場(chǎng)所。
3.1 Z軸工作滑臺(tái)的設(shè)計(jì)
3.1.1 脈沖當(dāng)量即系統(tǒng)分辨率
本設(shè)計(jì)中選擇＝0.01mm
3.1.2 選定傳動(dòng)比
本設(shè)計(jì)選擇 ＝1。
3.1.3 初選步機(jī)電機(jī)
根據(jù)公式 公式 (4---1)
以上公式中，表示傳動(dòng)比，代表電機(jī)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(jìn)電機(jī)型號(hào)為90BF001。
3.1.4 計(jì)算絲杠承受的質(zhì)量
鋼管直徑是1m, 以30 o 為鋼管時(shí)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(tái)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(jì)
這個(gè)論文，選矩形滾動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌。工作載荷見(jiàn)下列計(jì)算式：
公式(4—2)
以上計(jì)算列式里，意思為摩擦系數(shù),對(duì)于矩形滾動(dòng)導(dǎo)軌，則選擇＝0.005。G=M由此，
2最大動(dòng)載荷的計(jì)算和主要尺寸的初選
最大動(dòng)載荷可用下面的計(jì)算式：
公式(4—3)
式中：=工作壽命，； =絲杠轉(zhuǎn)速，；=最大進(jìn)給速度；=絲杠導(dǎo)程；=額定使用壽命，我選?。?5000h；為了運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，選擇＝1.5；為絲杠工作載荷；
經(jīng)查看【簡(jiǎn)明焊工手冊(cè)】第581頁(yè)，在板厚位于5~20區(qū)間時(shí)，火焰點(diǎn)焊的速度是位于800~300之間；在板厚位于25~40時(shí)，火焰點(diǎn)焊速度是位于500~250之間；在板厚位于35~70mm時(shí)，火焰點(diǎn)焊速度是位于150~350mm/min。
表線(xiàn)性進(jìn)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(dòng)螺旋副，經(jīng)翻閱相關(guān)指導(dǎo)書(shū)書(shū)中表格號(hào)2-8，以＝4mm，選擇絲杠公稱(chēng)直徑，有下列公式：
因?yàn)?，所選的絲杠螺母副合格。
3 傳動(dòng)效率計(jì)算
滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)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(dòng)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(yàn)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(shū)本【機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)】第25頁(yè)見(jiàn)到公式，以上公式中， =絲杠公稱(chēng)直徑。=絲杠底徑。
取進(jìn)給的絲杠長(zhǎng)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(zhǎng)度無(wú)關(guān)。計(jì)算公式可如下：
有預(yù)緊時(shí) 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(chēng)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?yàn)椋?
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(yàn)算
因?yàn)?
按常理，進(jìn)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(yàn)算
失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷是
公式(4—8)
公式中： I=截面慣性矩，對(duì)絲杠圓截面；L=絲杠最大工作長(zhǎng)度（mm）；E=材料彈性模量，對(duì)鋼E＝20.6×104MPa；=絲杠支承方式系數(shù)。
此論文定為長(zhǎng)絲杠，因此支承方法選擇 ‘兩端軸向固定’，就是說(shuō)＝4。
所以
因此，滾珠的絲杠的壓桿穩(wěn)定條件見(jiàn)得以下公式：
公式(4—9)
常常?。?.5～4，考慮一些其它因素帶來(lái)的影響，我選定4。
又因?yàn)槊嫱ㄖ?
所以，滾珠絲杠不會(huì)失穩(wěn)。
6 滾珠絲杠螺母副的選擇
根據(jù)最大動(dòng)載荷選擇，其代號(hào)為：1604
3.2 導(dǎo)軌的選型及計(jì)算
1 初選導(dǎo)軌型號(hào)及估算導(dǎo)軌長(zhǎng)度
初選二條導(dǎo)軌的型號(hào)GDA20ABW。部分參數(shù)參考如下：
導(dǎo)軌的長(zhǎng)度為2200mm是預(yù)估出來(lái)的。
從公式。公式中=支座長(zhǎng)度；=導(dǎo)軌兩孔間的距離。從而算出導(dǎo)軌的＝36。
2 計(jì)算滾動(dòng)導(dǎo)軌副的距離額定壽命
算術(shù)式子如下：
滾動(dòng)體為球時(shí)的公式 公式(4—10)
公式中：=滾動(dòng)導(dǎo)軌副的距離額定壽命（km）；=額定載荷（N），書(shū)本相關(guān)指導(dǎo)書(shū)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(shí)候，＝1；=接觸系數(shù)，每1根導(dǎo)軌條上裝2個(gè)滑塊時(shí)＝0.81；=載荷/速度系數(shù)。
=每個(gè)滑塊的工作載荷（N）。
顧了各部分的重量重心沒(méi)有落在中心上，載荷卻全部經(jīng)過(guò)工作臺(tái)直接對(duì)滑塊起著作用，所以選擇F=20N。
所以
>滾動(dòng)導(dǎo)軌的期望壽命，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
3.3 步進(jìn)電機(jī)的驗(yàn)算
1 傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算
傳動(dòng)系統(tǒng)是一種慣性負(fù)載慣量時(shí)必須考慮電機(jī)的選型。
1.電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的折算
從翻閱書(shū)本找出相關(guān)表格號(hào)為2-18 第40頁(yè)查出=1.764㎏?cm2
2.聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的折算
選擇ABL1聯(lián)軸器，從書(shū)本要求找出，查詢(xún)到聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)慣量的折算
滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量縱向是=0.94×2=1.88㎏?cm2。
4.工作臺(tái)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(tái)質(zhì)量（公斤）。
所以
5.傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算
2.驗(yàn)算矩頻特性
最大靜轉(zhuǎn)矩，從書(shū)本相關(guān)指導(dǎo)書(shū)表格序號(hào)2-18中可查閱到。步進(jìn)電機(jī)的名義啟動(dòng)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(jìn)電機(jī)空載啟動(dòng)的含義指在沒(méi)有外加工作負(fù)載時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)?？蛰d啟動(dòng)力矩按列出的式子：
公式(4—13)
式中：=空載啟動(dòng)力矩（N?cm）；=最大快進(jìn)速度，折算到電機(jī)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(xiàng)力矩值計(jì)算如下：
A）加速力矩
公式(4—14)
式中：=傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=電機(jī)最大角加速度；=電機(jī)最大轉(zhuǎn)速；AB=加速到最大快進(jìn)速度所用的時(shí)間，=運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度；=初選步進(jìn)電機(jī)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(yùn)動(dòng)部件的總重量；=導(dǎo)軌摩擦系數(shù)；=齒輪傳動(dòng)降速比；=傳動(dòng)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(shí)的傳動(dòng)效率，我選擇＝0.96。
于是
由此，空載啟動(dòng)力矩列成以下公式：
公式可以表達(dá)為
3、啟動(dòng)矩頻特性校核
步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始跳開(kāi)始，啟動(dòng)加速。起跳很少使用。
從書(shū)本相關(guān)指導(dǎo)書(shū)第四十二頁(yè)可查看到圖2-21，很快能得出以下結(jié)果：
縱向：空載啟動(dòng)力矩＝對(duì)應(yīng)的允許啟動(dòng)頻率。經(jīng)翻閱相關(guān)指導(dǎo)書(shū)表格號(hào)2-21第42頁(yè)，電機(jī)最高空載啟動(dòng)頻率，
所以所選電機(jī)不會(huì)丟步。
4、運(yùn)行矩頻特性校核
可按下式子：
公式(4—17)
公式中：=運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度。=0.01算出。
快進(jìn)力矩的計(jì)算公式如下所列：
公式(4—18)
以上公式里： =附加摩擦力矩， =快進(jìn)時(shí)，折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩。擺出算式如下：
。
從書(shū)本可查閱出相關(guān)指導(dǎo)書(shū)可以知道：
快進(jìn)力矩＝，對(duì)應(yīng)的允許快進(jìn)頻率；
因此，電機(jī)滿(mǎn)足要求。
綜上所述，所選電機(jī)90BF001型號(hào)能用。
其他各軸電動(dòng)為:Z軸電機(jī)為70BF001
AB軸電機(jī)為70BF001
3.4 調(diào)整絲杠的設(shè)計(jì)
絲杠部件通過(guò)燕尾槽的導(dǎo)向、絲杠的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)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(hào)。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(yàn)算
絲杠屬于受軸向力的細(xì)長(zhǎng)桿，如果軸向工作載荷太大的話(huà)，會(huì)使得絲杠失穩(wěn)。失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷為
公式(4—19)
公式中： I=截面慣性矩，對(duì)絲杠圓截面 ；L=絲杠最大工作長(zhǎng)度（mm）；E=材料彈性模量，對(duì)鋼E＝20.6×104MPa；=絲杠支承方式系數(shù)。
本文選長(zhǎng)絲杠，因此＝0.25。
所以
滾珠的絲杠的壓桿穩(wěn)定條件見(jiàn)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(huì)失穩(wěn)。
3.5 齒輪齒數(shù)的確定與較核
3.5.1 所需的電機(jī)最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速
最短相貫線(xiàn)Lmin=∏×200=628.32≈628mm，最小與最大鋼管垂直相干時(shí)的情況
最多點(diǎn)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(jī)的最大轉(zhuǎn)速為9.55Z/min
電機(jī)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(jì)準(zhǔn)則是:保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸疲勞強(qiáng)度.
1 齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算
公式(4-21)
從書(shū)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(qiáng)度要求
2 齒根抗彎強(qiáng)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(qiáng)度要求。
綜上所述所需要的強(qiáng)度要求。
總結(jié)
不在這種設(shè)計(jì)可以學(xué)習(xí)真的很有限，但不是能說(shuō)不，我想我知道和我作為整體系統(tǒng)的一部分設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)是企圖應(yīng)用我們所學(xué)的知識(shí)，我們正在研究在機(jī)械和電氣方面的有意義的練習(xí)。
在此設(shè)計(jì)中，完成了的任務(wù)設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)，挑一些書(shū)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(shí)。在設(shè)計(jì)，在老師的指導(dǎo)，他們的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)技巧良好的教育。
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致謝
最后一個(gè)項(xiàng)目是知識(shí)的一所大學(xué)在一起，使用所有相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中的書(shū)。通過(guò)這次考試，我原來(lái)要更多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)鞏固和完善，那沒(méi)有從教師和學(xué)生的幫助。設(shè)計(jì)與分析這做老師，在分析的指導(dǎo)下，尹長(zhǎng)城老師給了我很大的鼓勵(lì)，使得我想更多的設(shè)計(jì)和分析的設(shè)計(jì)思路，增強(qiáng)在我學(xué)習(xí)能力，讓我們一起討論問(wèn)題，所以我有更清楚的分析，我很喜歡。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們的專(zhuān)長(zhǎng)在實(shí)際訓(xùn)練中的應(yīng)用，它是我們的社會(huì)，從事專(zhuān)業(yè)工作作為一個(gè)重要的過(guò)程?！?征途 》 通過(guò)這門(mén)課程，我深深地感謝古往今來(lái)的這句話(huà)的真正含義。我有嚴(yán)重的課程設(shè)計(jì)今天，學(xué)會(huì)如何邁出這一步，正不斷進(jìn)行的社會(huì)潮流中明天可以打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
說(shuō)實(shí)話(huà)，這次考試是有點(diǎn)兒累了。若要開(kāi)始清洗他們的研究結(jié)果，但有認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的，立刻讓我累的幾個(gè)成功之一消除。
由畢業(yè)，這讓我意識(shí)到，你必須要耐心和細(xì)心。在課程設(shè)計(jì)中，很多計(jì)算有時(shí)讓我有點(diǎn)沮喪有時(shí)必須計(jì)算粗心錯(cuò)誤，無(wú)情地只做一遍。但想想平時(shí)耐心教導(dǎo)，在將來(lái)，相信他一份社會(huì)責(zé)任，因?yàn)樵谑澜绾褪鹿实某霈F(xiàn)一些小錯(cuò)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(shí)是真的不錯(cuò)，多年來(lái)，利用他的能力的知識(shí)是如此不足，學(xué)會(huì)了很多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，他們知道他們不會(huì)今天被用。想起來(lái)，我有點(diǎn)困惑。
當(dāng)畢業(yè)的時(shí)間是有限的很多人應(yīng)該仔細(xì)了解所有的時(shí)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(gè)一般的方向，距離太遠(yuǎn)從實(shí)際使用。因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)生活中，是非常不同的類(lèi)型，只有找到他們最好、 最有前途的工作，個(gè)人有了更大的熱情，和最有可能在你的位置做出一些貢獻(xiàn)。