雕刻機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),雕刻,總體,整體,結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì) 青島大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 題 目： 雕刻機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 姓 名： 指導(dǎo)教師： 2016年5月 14日 摘要 本次設(shè)計(jì)的題目是雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)，本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識，提出了雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了雕刻機(jī)總的指導(dǎo)思想，從而得出了該雕刻機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且安全系數(shù)高，對提高產(chǎn)品的雕刻效率，減少人工投入等等起到了很大的作用的結(jié)論。 本次雕刻機(jī)的研制，是為解決我國家用機(jī)械的加工行業(yè)全部由人工手工作業(yè)勞動強(qiáng)度大、雕刻效率低而國內(nèi)又沒有適用專用雕刻機(jī)的難題。本文從加工機(jī)械設(shè)計(jì)的角度，闡述了該雕刻機(jī)研究開發(fā)的目的、雕刻機(jī)設(shè)計(jì)的依據(jù)、雕刻機(jī)作業(yè)的工作原理、雕刻機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和切片機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算，并對該雕刻機(jī)的進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)提出了改進(jìn)方案。 關(guān)鍵詞：雕刻機(jī) 強(qiáng)度 開發(fā) 方案 II Abstract This design topic is the ice cutting machine design. In this paper, the use of university knowledge, sorbet profile cutting machine structure composition, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check is proposed, constructed sorbet profile cutting machine total guiding ideology, and concluded that the ice cream cutting machine has the advantages of high efficiency, economy, and high safety factor, to improve the ice cream on the cutting efficiency and reduce labor input and so on plays a great role in the conclusion. The ice cream cutting machine is to traditional ice cream profile cutting machine working principle understanding, this sorbet section cutting machine composed of a machine frame, a feeding cake conveyor line, and pulling mechanism, cutting mechanism, gripper and a driving mechanism and so on. By manually placed in the water ice in the conveying line above the inside and by pulling and manipulator will sorbet and from sorbet pulls out, then quickly pulled out the ice cream stick into the ice cream stick recycling box. And the sorbet clamping to cutting conveying line above, when the cutting ice transmission line installed above the photoelectric sensor sorbet position and will pass in the control system to control the cutting mechanism decreased, thus for ice-cream for cutting. Then the ice cream with good cutting and cutting conveying line automatically into the collection box at the end of the conveyor line inside. Keywords: Cutting machine; Calibration; Driving mechanism; Recycling box II 目錄 摘要 I Abstract II 第一章引言 1 1.1課題的來源與研究的目的和意義 1 1.2本課題研究的內(nèi)容 3 1.3國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 4 第二章 雕刻機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7 2.1雕刻機(jī)的總體方案圖 8 2.2機(jī)械傳動部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 2.2.1電機(jī)計(jì)算 13 2.2.2平鍵的選型 14 2.2.3軸承的選型計(jì)算 15 2.2.4直線導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 15 2.2.5滾珠絲桿設(shè)計(jì)計(jì)算 26 第三章各主要零部件強(qiáng)度的校核 18 3.1滾珠絲桿強(qiáng)度的校核 19 3.2軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算 20 第四章 設(shè)計(jì)總結(jié) 18 結(jié)論 29 致謝 30 參考文獻(xiàn) 31 III 第一章 緒論 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 當(dāng)今社會，我國生產(chǎn)的雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)簡陋，雕刻效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的雕刻機(jī)的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，雕刻機(jī)的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，對傳統(tǒng)的雕刻機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化乃當(dāng)務(wù)之急。相信此種雕刻機(jī)的出現(xiàn)將會大大提高產(chǎn)品的雕刻能力和質(zhì)量。 綜上所述，結(jié)合自身所學(xué)和本次所選課題的難易度，覺得無論是在知識層面還是在軟件的運(yùn)用技能上面，該課題很適合我，加之本課題來源于當(dāng)今社會機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品雕刻設(shè)備的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎(chǔ)之上，通過設(shè)計(jì)出雕刻機(jī)，從而來滿足當(dāng)今社會產(chǎn)品雕刻設(shè)備不足的缺陷，并且能夠在一定程度上為后續(xù)的雕刻機(jī)的發(fā)展起到一定的參考價值和借鑒作用。 1.2 本課題研究的內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)主要針對雕刻機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從雕刻機(jī)的整體方案出發(fā)，然后具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個方面： （1）到圖書館里查閱大量相關(guān)知識的資料，搜集出各類雕刻機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)，挑選相關(guān)內(nèi)容記錄并學(xué)習(xí)。 （2）分析雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)； （3）確定設(shè)計(jì)總體方案； （4）確定具體設(shè)計(jì)方案； （5）雕刻機(jī)的CAD裝配圖、零件圖的繪制； （6）設(shè)計(jì)說明書的編寫和整理； 1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 由于機(jī)械工程的知識總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項(xiàng)目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)。現(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復(fù)雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實(shí)。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細(xì)胞和分子。電子計(jì)算機(jī)硬件和軟件，人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始加強(qiáng)，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進(jìn)手功能。又一方面實(shí)踐促進(jìn)人腦智力。在人類的進(jìn)化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。 大腦和手之間的人工智能和機(jī)械工程的近似關(guān)系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機(jī)械制造。在過去，各種機(jī)械離不開人類的操作和控制，反應(yīng)速度和運(yùn)算精度的進(jìn)化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進(jìn)，計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)械工程進(jìn)展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機(jī)械工程。在第十九世紀(jì)，機(jī)械工程的知識總量仍然是有限的，大學(xué)在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學(xué)科，稱為土木工程，下半場的第十九個世紀(jì)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。在第二十世紀(jì)，隨著機(jī)械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機(jī)械工程專業(yè)，有分支機(jī)構(gòu)。在第二十世紀(jì)中期趨勢分解，在時間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時達(dá)到的峰值。由于機(jī)械工程的知識總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術(shù)交流，縮小范圍，新技術(shù)的進(jìn)步和整個塊的技術(shù)，外部條件變化的適應(yīng)能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識的專家，也有綜合的知識了解不夠，看看其他學(xué)科和項(xiàng)目作為一個整體，從而形成一種相互強(qiáng)烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機(jī)械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術(shù)也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識，包括社會科學(xué)，自然科學(xué)和工程技術(shù)，有一個更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。 隨著國際標(biāo)準(zhǔn)化（SIO）的實(shí)施，世界雕刻機(jī)以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，著眼于產(chǎn)品零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、規(guī)格化、通用化和專業(yè)化以及大批量生產(chǎn)。根據(jù)互換性、模數(shù)制、公差與配合的原理，使得組合、多變、拆裝的雕刻機(jī)已經(jīng)進(jìn)入全面系統(tǒng)設(shè)計(jì)的階段，其功能與形式的結(jié)合更為完美。上世紀(jì)八十年代，德國的西蒙德公司將新開發(fā)的雕刻機(jī)成功投入市場，經(jīng)過幾年的運(yùn)行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。隨著技術(shù)的發(fā)展，能源危機(jī)引發(fā)全球性的節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)意識的提高，在總結(jié)第一代雕刻機(jī)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，開發(fā)出了性能更佳，雕刻能力更大的雕刻機(jī)。當(dāng)前，全世界各大雕刻機(jī)生產(chǎn)廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力，都大力進(jìn)行雕刻機(jī)的研發(fā)工作。現(xiàn)在國外等著名雕刻機(jī)的品牌中，都有雕刻機(jī)的銷售，全世界雕刻機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，雕刻機(jī)的市場，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場，因此雕刻機(jī)是當(dāng)今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢。 2011年以來，國外特別是日本正在考慮發(fā)展雕刻機(jī)的功率最大化，產(chǎn)能最優(yōu)化的問題，隨后的兩年期間，雕刻機(jī)的開發(fā)和研制已經(jīng)被列入日本的重大科技攻關(guān)計(jì)劃，以跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)適合美國機(jī)械工業(yè)發(fā)展的雕刻機(jī)。 為了滿足產(chǎn)品生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要，我國于2003年研制了大型雕刻機(jī)。也曾設(shè)計(jì)制造出多功能型雕刻機(jī)，經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明效果很好。 第二章 雕刻機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1 雕刻機(jī)的總體方案圖 雕刻機(jī)屬于機(jī)械加工設(shè)備的一種，本次設(shè)計(jì)的雕刻機(jī)由機(jī)械結(jié)構(gòu)部分、電路電氣部分、機(jī)床這些結(jié)構(gòu)來組成的。這些都是雕刻機(jī)的硬件部分，雕刻機(jī)的機(jī)械幾何部分由工作臺部分、底座部分，機(jī)頭部分跟橫梁部分組成。其總體方案圖如下圖1-1所示： 2.2 機(jī)械傳動部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.2.1 電機(jī)計(jì)算 已知整個雕刻機(jī)上面滾筒，傳動軸，軸承以及產(chǎn)品等其他零部件的總重量10KG,其他重量10KG，我們?nèi)】傊亓繛?0Kg，輸送線的移動速度為0.15M/S。即：； 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下: 1、確定運(yùn)行時間 本次設(shè)計(jì)加速時間 負(fù)載速度（m/min）有速度可知每秒上升50mm， 電機(jī)轉(zhuǎn)速 3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩 式中： 4.電機(jī)轉(zhuǎn)矩 啟動轉(zhuǎn)矩 必須轉(zhuǎn)矩 S為安全系數(shù)，這里取1.0。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機(jī)型號為92BL-4020L1，此電機(jī)廠家為機(jī)電產(chǎn)品。根據(jù)電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下： 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用電機(jī)型號為92BL-2015H1，電機(jī)額定功率為200w，額定轉(zhuǎn)矩為1.3N.m，最大轉(zhuǎn)矩為2.6N.m，額定轉(zhuǎn)速為3000r/min。 2.2.2 平鍵的選型 鍵聯(lián)結(jié)是通過鍵實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩。其中有類型也可以實(shí)現(xiàn)軸向固定和傳遞軸向力，有些類型并能實(shí)現(xiàn)軸向動聯(lián)結(jié)，于在圓錐篩的軸上主要通過鍵來實(shí)現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向固定所以，只需選用常見的普通平鍵，鍵的類型可根據(jù)使用要求、工作條件和聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表5-3-15選定，鍵的長度根據(jù)軸轂的長度從標(biāo)準(zhǔn)中選取，鍵的b×h根據(jù)徑來確定。軸和帶輪的聯(lián)結(jié)，d=70mm, 參考資料2P5-194表5-3-18 (GB/T1095-1979)選用B20×12，B18×11和B12×8的普通A型平鍵，鍵長分別為90mm，70mm,，30mm。 2.2.3 軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命16×365×8=48720小時； (1）已知nⅡ=458.2r/min?兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N； 初先兩軸承為深溝球軸承6208型。 根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N； (2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0? 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端 FA1=FS1=315.1N???FA2=FS2=315.1N； (3)計(jì)算當(dāng)量載荷 P1、P2根據(jù)課本P263表（11-9）取f?P=1.5;根據(jù)課本P262（11-6）式得 P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N；? P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N；? (4)軸承壽命計(jì)算 ∵P1=P2故取P=750.3N；? ∵深溝球軸承 ε=3； 2.2.4直線導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 直線導(dǎo)軌在機(jī)械傳動中經(jīng)常遇到，主要用在移動部分，在雕刻機(jī)中，主要是和汽缸配合使用的，直線導(dǎo)軌的傳動精度的好壞，與雕刻機(jī)的雕刻效果有直接的關(guān)系。 1直線軸承的選擇 用于測試的POM工程塑料支架；鋼架適用于工作溫度；不銹鋼軸承適用于水，蒸汽，硝酸等腐蝕性介質(zhì)和真空的工作場所，按下列公式確定型軸承的計(jì)算。 硬度：硬度系數(shù)FH HRC58的硬度，hrc52-58，F(xiàn)H=0.6-1.0FH =1。 FT的溫度系數(shù)：工作溫度小于100C，F(xiàn)T = 1，溫度100oc-125oc，F(xiàn)T = 1.0-0.95。 接觸系數(shù)FC： 每根軸裝一套軸承，F(xiàn)C=1.0 每根軸裝二套軸承，F(xiàn)C=0.81 每根軸裝三套軸承，F(xiàn)C=0.72 每根軸裝四套軸承，F(xiàn)C=0.66 載荷系數(shù)FW： 小于15米/分鐘的速度，無沖擊，無振動，F(xiàn)W = 1.0-1.5； 小于60米/分鐘的速度，超調(diào)量小或振蕩，F(xiàn)W = 1.5~2.0； 運(yùn)行速度大于60米/分鐘，或有更大的沖擊，振動，F(xiàn)W = 2.0～5.0。 時間是生命的LH =（10000×1）/ 2 * L（S * N1 * 60）（單位：小時）L：長度壽命 (萬米)， LS：工作行程 (米)， N1：每分鐘往復(fù)次數(shù) 根據(jù)系統(tǒng)工況，我們知道，雕刻部位的往返移動形成為300MM，工作時間每天8小時，負(fù)載15KG，期望壽命Lh=5000小時，試選擇軸承型號。 按以上工作條件： 直線軸承潤滑和灰塵：軸承廠是涂上防銹油，使用時需要添加潤滑油。低噪音潤滑脂，常用的有2鋰基潤滑脂和低噪音軸承潤滑脂填脂量為邊間隙1 / 3，在軸承使軸的摩擦，造成非預(yù)期的軸承損壞。鐵將大大降低軸承的使用壽命，灰塵和污物阻塞球體保持航道，不能轉(zhuǎn)動，造成損壞，橡膠球架。密封軸承可用于一般的無塵車間，如木工機(jī)械，在塵土中鑄造機(jī)械等許多場合，在兩端的軸承和密封，以防止灰塵和降低油品損耗。 軸承載荷和沖擊載荷下的生活：運(yùn)動和變化，或當(dāng)軸承是固定的，本機(jī)和其他因素的振動會使與形成凹坑接觸。外部硬盤進(jìn)入軸承，而且在表面壓痕的形成，超過一定限度，直線的永久變形，這將阻礙運(yùn)動平穩(wěn)，振動和噪聲引起的振動，將進(jìn)一步削弱周圍的物質(zhì)，造成惡性循環(huán)，凹面積擴(kuò)大，基本額定靜載荷由永久變形有限公司。靜態(tài)負(fù)荷容量等于鋼球直徑的1 / 10000球環(huán)的兩個時間之間的接觸點(diǎn)的永久變形，稱為基本額定靜載荷C0。軸承的使用，影響是難以衡量的，常用的靜態(tài)負(fù)荷選擇適當(dāng)?shù)陌踩到y(tǒng)，保證軸承靜負(fù)荷不超過額定靜負(fù)荷。靜載荷P0=C0 /FS選擇軸承，振動和沖擊。FS1FS2~ 71.5，由振動和沖擊的場所。 由于重復(fù)荷載作用下軸承工作在地表以下一定深度，對裂紋形成的較弱的部分，然后用金屬片狀剝離表面的接觸，這被稱為疲勞剝落。在安裝過程中，潤滑，密封在正常情況下，軸承失效是絕大多數(shù)人的疲勞失效，壽命一般在軸承，是指軸承疲勞壽命。額定壽命直線軸承是50000米，通過定義基本額定動載荷確保。由于軸承的壽命是分散的，使用同樣的材料，同樣的過程，使用相同的軸承壽命的條件是不一樣的，所以軸承基本額定動載荷C被定義為一組相同的軸承在相同的條件下運(yùn)行50000米，沒有任何疲勞剝落現(xiàn)象的動態(tài)承載能力。 由于本次汽缸通過直線導(dǎo)軌驅(qū)動雕刻部位往復(fù)移動，其中雕刻部位的重量為15KG，我們可以采用一邊一組直線導(dǎo)軌，兩邊軸承座為固定式的，中間六個為可以隨著絲桿螺母上下滑動。六個導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣每個導(dǎo)向光桿的滑動軸承處的所受負(fù)載為166N。根據(jù)此次的雕刻部位的移動方式和距離，我們選擇HNK系列直線導(dǎo)軌系列。 2.2.5滾珠絲桿設(shè)計(jì)計(jì)算 1）確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 因同步皮帶輪直徑相等，皮帶輪與絲杠直聯(lián)，i=1 由表1查得 V=8m/min n=1000r/min 代入得， P≈1.516mm 由于計(jì)算出的P值應(yīng)取較大值圓整，因此 ?P=1.5mm 2）確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷 （1）?各種切削方式下，絲杠轉(zhuǎn)速 由表1查得V=0.6 V=0.8 V=1 V=8 代入得n=100 n=133 n=167 n=1333 （2）各種切削方式下，絲杠軸向載荷 由表1查得 ???? 已知W=3000N W=5000N 代入得 （3）當(dāng)量轉(zhuǎn)速 由表1查得 代入得 n≈267r/min （3）當(dāng)量載荷 代入得 F=1380N 3）預(yù)期額定動載荷 （1） 按預(yù)期工作時間估算 按表9查得：輕微沖擊取 fw=1.3 按表7查得：1～3取 按表8查得：可靠性97%取fc=0.44 已知：Lh=20000小時代入得C=27899N （2）擬采用預(yù)緊滾珠絲杠副，按最大負(fù)載Fmax計(jì)算： 按表10查得：中預(yù)載取 Fe=4.5 代入得 取以上兩種結(jié)果的最大值 C=27899N 4）確定允許的最小螺紋底徑 （1） 估算絲杠允許的最大軸向變形量 ?① ≤（1/3～1/4）重復(fù)定位精度 ?② ≤（1/4～1/5）定位精度 ? : 最大軸向變形量?? μm 已知：重復(fù)定位精度10μm, 定位精度25μm ?? ① =3 ?? ② =6 取兩種結(jié)果的小值 =3μm (2）估算最小螺紋底徑 ? 絲杠要求預(yù)拉伸，取兩端固定的支承形式 ? (1.1～1.2)行程+（10～14） 已知：行程為1000mm, W=3000N ,μ=0.2 代入得 F=600N D=20.04mm 5） 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號 （1）選內(nèi)循環(huán)浮動式法蘭，直筒雙螺母型墊片預(yù)形式 （2）?由計(jì)算出的在樣本中取相應(yīng)規(guī)格的滾珠絲杠副 P=8mm C=30700﹥C=27899 6） 確定滾珠絲杠副預(yù)緊力 ?? 其中 7）行程補(bǔ)償值與與拉伸力 （1） 行程補(bǔ)償值 式中： =（2～4） (2) 預(yù)拉伸力 代入得 8）滾珠絲杠副工作圖設(shè)計(jì) (1) 絲杠螺紋長度Ls： Ls=Lu+2Le? 由表二查得余程Le=40 繪制工作圖 （2）兩固定支承距離L1 按樣本查出螺母安裝聯(lián)接尺寸 絲杠全長L （3）行程起點(diǎn)離固定支承距離L0 由工作圖得 Ls=890 L1=1000 L=1000 L0=30 得KC=920?? N/m 9） 剛度驗(yàn)算及精度選擇 （1） = = N/m = ?N/m F0 = 已知W1=5000? N ，? =0.2 F0=1000? N F0?? ：? 靜摩擦力???? N ?：靜摩擦系數(shù) W1? ：正壓力N 第三章 各主要零部件強(qiáng)度的校核 3.1 滾珠絲桿強(qiáng)度的校核與計(jì)算 要對滾珠絲桿副進(jìn)行強(qiáng)度校核，需要驗(yàn)算傳動系統(tǒng)剛度，由公式可得： Kmin Kmin ：傳動系統(tǒng)剛度N 已知反向差值或重復(fù)定位精度為10 Kmin=222＞160 （3）傳動系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差 =1.7m （4）確定精度? V300p? ：任意300mm內(nèi)的行程變動量對半閉環(huán)系統(tǒng)言， ?V300p≤0.8×定位精度- 定位精度為20m/300 V300p＜14.3m 絲杠精度取為3級 V300p=12m＜14.3 (5)?確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號 已確定的型號：WWCM 公稱直徑：12? 導(dǎo)程：10 螺紋長度：900 絲杠全長：1000 P類3級精度 FFZD4010-3-P3? /1410×1290 10 ）驗(yàn)算臨界壓縮載荷?? Fc：N 絲杠所受最大軸向載荷Fmax小于絲杠預(yù)拉伸力F不用驗(yàn)算。 11） 驗(yàn)算臨界轉(zhuǎn)速 nc=f×10 nc:臨界轉(zhuǎn)速??n/min f：與支承形式有關(guān)的系數(shù) ：絲杠底徑 ：臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長度mm 由表14得f=21.9 由樣本得d2=34.3 由工作圖及表14得：Lc2= L1- L0 4310＞nmax=1500 12） 驗(yàn)算 Dn=Dpw nmax D?pw ：滾珠絲杠副的節(jié)圓直徑mm nmax :滾珠絲杠副最高轉(zhuǎn)速n/min Dpw≈41.4mm 故滿足要求。 3.2 軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算 軸承的選用在以上的說明中已經(jīng)給出，選用的是帶緊定套的滾子軸承，型號為22218CK/W33+H318，其基本參數(shù)為主要是額定載荷： C=240000N， =322000N，e=0.23,Y=2.5,，假定軸承的壽命為3年，每天工作10小時，一年工作300天，所以軸承的基本額定動載荷可按一下公式進(jìn)行計(jì)算： C=； 其中：C—基本額定動載荷計(jì)算值，單位N； P—當(dāng)量動載荷，按式計(jì)算，為軸承所受徑向載荷， 軸向動載荷，X為徑向動載荷系數(shù)，Y為軸向動載荷系數(shù)； —壽命因數(shù)，按表7-2-8選?。? —速度因數(shù)，按表7-2-9選?。? —力矩載荷因數(shù)，力矩較小時=1.5,力矩較大時=2; —沖擊載荷因數(shù),按表7-2-10選取; —溫度系數(shù),按表7-2-11選取; —軸承尺寸及性能表中所列基本額定動載荷; 由表查得=1.19,=0.366,=1.5,=1.2（中等沖擊）,=;1.0； 因?yàn)檩S向載荷=0，即，所以當(dāng)量動載荷 即，， ,所以此軸承選的合適,能滿足要求。 第四章 設(shè)計(jì)總結(jié) 本次設(shè)計(jì)的題目是雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)，經(jīng)過查找各類資料和參考文獻(xiàn)，到今天總算完成了，通過本次設(shè)計(jì)，再次提出了利用繪圖軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下幾點(diǎn)。關(guān)于圖紙的繪制方面，當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于零件圖，裝配時必須考慮的大小是合適的，因?yàn)锳utoCAD繪圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個時候?qū)α慵M(jìn)行測量，進(jìn)行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標(biāo)準(zhǔn)件，可以生成，但有時需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個時候隨機(jī)應(yīng)變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。地圖應(yīng)該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當(dāng)一個方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射一個更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。 學(xué)習(xí)使用一些可以節(jié)省時間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾給了我一個很大的障礙，是要花很多時間去找出為什么。在一個活躍的子組件，雖然活動范圍會產(chǎn)生干擾，可以設(shè)置該復(fù)合物的活動范圍，如先進(jìn)的范圍內(nèi)，和角度范圍，即使在這個范圍內(nèi)不影響母配體，不能設(shè)置。因?yàn)橐坏┰O(shè)定的范圍內(nèi)，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配?？吹貓D是最重要的任務(wù)是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結(jié)構(gòu)，并認(rèn)為通過線圖，這是重中之重，映射。部分建模，一般應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，找出零件是由幾個特點(diǎn)，擺脫所有的形狀特點(diǎn)，它們之間的連接相對位置、表面，然后按主次特征造型的關(guān)系，按一定的順序。一個復(fù)雜的部分，有許多簡單的功能，通過切除或重疊相交，可理解性和實(shí)體模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內(nèi)部特征，除了部分的相貫線，這條線各特征在路口出現(xiàn)。在選秀過程中零件，必須選擇第一個草圖平面，這是非常重要的，決定了后續(xù)的模型飛機(jī)的命令，使用簡單的說，一個圓柱形圍成一個圈，然后繪制，也可以作為一個長方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都是一樣的，但草圖平面和命令的使用。如果我們想要一個軸，那么我們應(yīng)該選擇第二個方法以及。 由于該零件的設(shè)計(jì)不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉(zhuǎn)命令，許多零部件都是對稱的，所以為了節(jié)省時間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。 一個完整的工程圖紙應(yīng)該包含以下4個方面。 一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對各部分的結(jié)構(gòu)和形狀表達(dá)清楚。 尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術(shù)要求：表明部分的一些要求必須在制造和檢驗(yàn)完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和熱處理的方法和指標(biāo)。 標(biāo)題欄：注明產(chǎn)品名稱，材料，數(shù)量，拉伸比和拉伸，等。 單擊[新建]圖標(biāo)以顯示新的文件系統(tǒng)，Solidworks文件”對話框中，單擊“選項(xiàng)”對話框中的組件，你可以進(jìn)入裝配工作模式，進(jìn)行以后的設(shè)計(jì)工作。 結(jié) 論 時光荏苒，現(xiàn)在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)總算接近尾聲了，通過這次對于雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，本文所設(shè)計(jì)的是雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 致 謝 歷時幾個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成，在這這段時間里，我運(yùn)用大學(xué)四年的專業(yè)知識比較成功的完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過方案論證，理論設(shè)計(jì)計(jì)算，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，工程圖的繪制，設(shè)計(jì)說明書的撰寫等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，已經(jīng)使個人理論水平和實(shí)際動手能力有了一次飛躍，鍛煉了個人在設(shè)計(jì)、分析，動手實(shí)踐等方面的能力，同時使所學(xué)專業(yè)知識得到一次全面的鞏固和加強(qiáng)。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成，我得到了很多老師、同學(xué)的關(guān)心、幫助和支持，在此本人首先向他們表示感謝。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我的指導(dǎo)老師周星元老師給予很多專業(yè)方面的幫助。在設(shè)計(jì)前期的準(zhǔn)備時，周老師就非常關(guān)注我的選題，指明選題方向，幫助分析題目的可行性和實(shí)際中可能出現(xiàn)的問題以及需要注意的事項(xiàng)；在進(jìn)行方案選擇時，為我指出所需要重點(diǎn)掌握的知識范圍，并幫助我分析相應(yīng)知識難點(diǎn)的原理，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利進(jìn)行。 同時，我也要感謝大學(xué)所有教過和沒有教過但給我很多幫助的老師，是他們的教導(dǎo)讓我能在這里學(xué)到很多的專業(yè)知識，給我以后工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是他們的諄諄教誨使我明白了更多為人處事的道理，給我今后的人生足跡烙下更深的印跡，在此我衷心地感謝所有幫助過我的老師。此外，非常感謝許多其他同學(xué)，他們很多想法和建議對我啟發(fā)很大。在此一并致謝！ 還有在其他場合給提供我?guī)椭闹烂趾筒恢烂值呐笥眩诖艘惨徊⒅轮x，謝謝你們！由于時間和個人知識及能力水平有限，論文中難免會有一些紕漏或錯誤之處，懇請各位老師批評指正。不勝感謝！ 參考文獻(xiàn) [1]張福學(xué)編著.雕刻機(jī)的應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著.雕刻機(jī)的原理.北京：高等教育出版社，1996。 [3]張利平著. 實(shí)用技術(shù)速查手冊. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12。 [4]李寶仁著. 氣動技術(shù)—低成本綜合自動化. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.9。 [5]宋學(xué)義著. 雕刻機(jī)速查手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.3。 [6]陳奎生著. 氣與氣壓傳動. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008.5。 [7]SMC（中國）有限公司. 雕刻機(jī)實(shí)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.10 [8]徐文燦著. 雕刻機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995。 [9]曾孔庚.雕刻機(jī)的發(fā)展趨勢. 雕刻機(jī)技術(shù)與應(yīng)用論壇。 [10]高微,楊中平,趙榮飛等.雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì). 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2006.1。 [11]孫兵,趙斌,施永輝.雕刻機(jī)的研制. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。 [12]馬光,申桂英.工業(yè)雕刻機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫2002年。 [13]李如松.雕刻機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫1994年第4期。 [14]李明.雕刻機(jī)設(shè)計(jì).制造技術(shù)與機(jī)床2005年第7期。 [15]李杜莉，武洪恩，劉志海.雕刻機(jī)的運(yùn)動學(xué)分析. 煤礦機(jī)械2007年2月 [16]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. 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