新型移動(dòng)電視支架的研究與設(shè)計(jì)【現(xiàn)代會議系統(tǒng)中升降裝置設(shè)計(jì)】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

新型移動(dòng)電視支架的研究與設(shè)計(jì)【現(xiàn)代會議系統(tǒng)中升降裝置設(shè)計(jì)】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,現(xiàn)代會議系統(tǒng)中升降裝置設(shè)計(jì),說明書+CAD+SOLIDWORKS,新型,移動(dòng),挪動(dòng),電視,支架,研究,鉆研,設(shè)計(jì),現(xiàn)代,會議系統(tǒng),升降,裝置,說明書,仿單,cad,solidworks 新型移動(dòng)電視支架設(shè)計(jì) 目 錄 第1章 緒 論 1 1.1 課題來源及研究目的和意義 1 1 1.2 新型移動(dòng)電視支架的方案分析 5 1.3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)分析 5 1.3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案和布局 6 1.3.3 總體設(shè)計(jì) 7 第2章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 8 2.1電機(jī)及減速器的選用 8 2.2滾珠絲桿螺母副設(shè)計(jì) 10 2.2.1 材料選用原則 10 2.2.2 絲杠螺母的工作條件、失效形式和技術(shù)要求 11 2.2.3 螺旋傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)與應(yīng)用 11 2.2.4 滾珠絲桿螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算 12 2.2.5 滾珠絲桿螺母的支承方式的選擇 18 2.2.6 滾珠絲桿螺母的潤滑和防塵隔離 18 2.3導(dǎo)向光桿和直線軸承的設(shè)計(jì) 20 2.4聯(lián)軸器的選擇 23 第3章 底架的設(shè)計(jì) 24 第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及三維建模 26 4.1傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及建模 27 4.2底架設(shè)計(jì)及建模 29 4.3 設(shè)計(jì)中用到的標(biāo)準(zhǔn)件建模 30 結(jié) 論 32 參 考 文 獻(xiàn) 33 致 謝 34 第1章 緒 論 1.1 課題來源及研究目的和意義 一、選題背景和意義 選題背景： 隨著時(shí)代的信息化以及多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代化會議室視聽設(shè)備的組成越來越完善、先進(jìn)，會議模式呈現(xiàn)出了多元化狀態(tài)。本設(shè)計(jì)是在研究現(xiàn)代智能化會議廳堂的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出新型移動(dòng)電視支架，以便組成高要求、多功能的會議廳、學(xué)術(shù)交流會議廳、現(xiàn)代化培訓(xùn)室。 電視機(jī)發(fā)明至今已有200多年的歷史。今天，電視機(jī)作為家庭中不可缺少的家用電器，已遍及到世界的每個(gè)角落。這樣的電視支架的作用也顯然易見了，本文是通過對新型的移動(dòng)電視支架進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)，開發(fā)一種新型的移動(dòng)電視支架。 是專為大尺寸及重型顯示器開發(fā)，它適用于會議廳、展覽館，酒店、機(jī)場、火車站，醫(yī)院，巴士站，購物廣場，貿(mào)易會等場所，結(jié)構(gòu)牢固，安裝方便，配備電視機(jī)周邊備件和攝像頭安放設(shè)備，顯示器可上下輕微移動(dòng)。 俗稱 電視移動(dòng)車，電視移動(dòng)支架等 時(shí)尚電視移動(dòng)推車 一般設(shè)備參數(shù) 【適用范圍】37″-65″ 【接屏標(biāo)準(zhǔn)】Max840x440mm 【最大載重量】80kg 【車體高度】1700mm 【活動(dòng)角度】（0-15）° 【主材質(zhì)】金屬 【包裝尺寸】148x107x18cm/1pcs 【重量】42Kg/1pcs 【顏色】黑 亮銀 1.2 新型移動(dòng)電視支架設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)： 1.2.1機(jī)械結(jié)構(gòu)分析 由于新型移動(dòng)電視支架的框架結(jié)構(gòu)有多種，本課題采用的是絲桿螺母副來實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)。我們考慮用伺服電機(jī)來帶動(dòng)絲桿螺母運(yùn)動(dòng)，電視升降裝置就和螺母副連接，這樣便起到升降作用，由于需要在任意位置指定停止，只需外接控制電路，加上啟動(dòng)停止按鈕，這樣便實(shí)現(xiàn)了可以在任意高度下停止，實(shí)現(xiàn)電視升降、 1.3.2機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案和布置 根據(jù)課題，我們要設(shè)計(jì)的新型電視移動(dòng)支架，我們采用電機(jī)帶動(dòng)絲桿螺母升降運(yùn)動(dòng)，方案圖如上，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過聯(lián)軸器和減速器后輸出到絲桿的伸長段，由絲桿帶動(dòng)絲桿螺母做上下運(yùn)動(dòng)。上下運(yùn)動(dòng)的連接盤與絲桿螺母法蘭連接。 1.3.3總體設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)方案的確定，整個(gè)升降裝置的大致分布圖如下： 確定方案后，大體的設(shè)計(jì)布局就如上圖。整個(gè)裝置的底架我們采用方管焊接而成，在方管底架的四個(gè)地腳處連接的是四個(gè)萬向腳輪，為了能方便移動(dòng)到任何地方。 傳動(dòng)裝置基本上沒有太大變化，由于為了上升和下降趨于平穩(wěn)，我們在絲桿螺母連接法蘭的周圍加上導(dǎo)桿裝置，即起導(dǎo)向作用也保證上升下降平穩(wěn)。 第2章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1 電機(jī)和減速器的選擇 已知整個(gè)裝置上的點(diǎn)數(shù)及其他零件重量，我們?nèi)】傊亓繛?0Kg，升降高度范圍為500mm~700mm，升降速度為1~2r/min。即： 根據(jù)本次設(shè)計(jì)由于為了移動(dòng)電視支架的方便使用，以及能夠精準(zhǔn)地控制電視的升降與停止，我們選擇交流伺服電機(jī)，具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如 2.1.1伺服電機(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 負(fù)載速度（m/min） 有速度可知每秒上升50mm， 2.電機(jī)轉(zhuǎn)速 3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩 式中： 4.負(fù)載慣量 上下垂直運(yùn)動(dòng) 絲桿螺母慣量 式中 總慣量 5.電機(jī)轉(zhuǎn)矩 啟動(dòng)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)， 我們選用伺服電機(jī)型號為92BL-A，此伺服電機(jī)廠家為南京森宇機(jī)電的產(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，我們選用直流無刷電機(jī)型號為 92BL-4030H1-LK-B， 電機(jī)額定功率為0.4KW， 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。 電機(jī)大致圖如下： 外形尺寸92x92x86，電機(jī)輸出軸徑為14mm。 2.1.2減速器選擇 電機(jī)轉(zhuǎn)速3000r/min，絲桿運(yùn)動(dòng)速度2m/min， 由公式 總傳動(dòng)比 已知需要減速比為1:60左右的減速器，在這里我們選用上海泰一傳動(dòng)設(shè)備的蝸輪蝸桿減速器，此種減速器為兩端輸出的，一頭為減速器輸入與電機(jī)輸出連接，另一頭為減速器輸出與絲桿的伸長端連接。 如上圖為本蝸輪蝸桿減速器的外形尺寸圖，我們本次設(shè)計(jì)中選用WPWKO型40，減速比為1:60，減速器的外形尺寸為187x95x90，減速器輸入軸徑為12mm，輸出端孔徑14mm。 2.2 梯形絲桿螺母副設(shè)計(jì) 2.2.1材料選用原則 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)。對一般機(jī)械零件來說，選材時(shí)主要考慮的是其力學(xué)性能；而對于非金屬材料制成的零件，還應(yīng)該考慮其工作環(huán)境對零件性能的影響。 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)。 2.2.2絲杠螺母的工作條件、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 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：①電磁鐵參數(shù)測量裝置是對電磁鐵的電磁吸力、磁場強(qiáng)度和線圈溫度進(jìn)行測量的裝置。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。②較高的綜合力學(xué)性能.當(dāng)絲杠正常工作時(shí)，要承受一定的交變載荷與沖擊載荷。③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。 2.2.3絲桿螺旋傳動(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：梯形絲杠傳動(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)無顫動(dòng)、低速時(shí)無爬行現(xiàn)象，因此可精密地控制微量進(jìn)給。 （3）高精度：梯形滾珠絲杠傳動(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絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱伸長，因此可以獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精度。 （4）高耐用性：鋼球滾動(dòng)接觸處均經(jīng)硬化（HRC58～63）處理，并經(jīng)精密磨削，循環(huán)體系過程純屬滾動(dòng)，相對對磨損甚微，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、無阻滯、無滑移，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)也較簡單，只需進(jìn)行一般的潤滑和防塵。在特殊場合可在無潤滑狀態(tài)下工作。 （7）無背隙與預(yù)緊：采用歌德式（Gothic arch）溝槽形狀、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。 2.2.3梯形絲桿螺母的設(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)；高速的長螺桿還應(yīng)校核起臨界轉(zhuǎn)速，以防止過大的橫向振動(dòng)。具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)傳 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2.1螺旋傳動(dòng)的常用材料 螺旋副 材料牌號 應(yīng)用范圍 螺桿 Q235、Q275、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) 40Cr、65Mn、T12、40WMn、18CrMnTi 材料需經(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) 9Mn2V、CrWMn、38CrMoAl 材料需經(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 ZCu10P1、ZCu5Pb5Zn5 材料耐磨性好，適用于一般傳動(dòng) ZCuAl9FeNi4Mn2 ZCuZn25Al6Fe3Mn3 材料耐磨性好，強(qiáng)度高，適用于重載、低速的傳動(dòng)。對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、 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400mm，，要求定位精度為0.001mm，滾珠絲桿的負(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。 載荷性質(zhì)系數(shù)為1 —?jiǎng)虞d荷硬度影響系數(shù)， =1 —最大軸向載荷 定靜載荷為C02000N，查表得使用壽命時(shí)間T=15000h，初選絲桿螺距t=5mm，得絲桿轉(zhuǎn)速 n/min 由于絲桿螺距為5，可選W系列完循環(huán)絲桿副尺寸系列W2005-2.5圈一列滾珠絲桿螺母副的幾何參數(shù)計(jì)算，見表2.6所示： 表2.2 滾珠絲桿螺母副幾何參數(shù) 名 稱 符 號 計(jì)算公式和結(jié)果（mm） 螺紋滾道 公稱直徑 20 螺 距 5 接觸角 鋼球直徑 3.175 螺紋滾道法面半徑 偏心距 螺紋升角 螺桿 螺桿外徑 螺桿內(nèi)徑 螺桿接觸直徑 螺母 螺母螺紋外徑 螺母內(nèi)徑（外循環(huán)） 螺母長度 Ln 33 （2）傳動(dòng)效率計(jì)算 （2.23） 式中：—摩擦角；—絲桿螺紋升角。 （3）剛度驗(yàn)算，滾珠絲桿受工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量 （2.24） Y向所受牽引力大，故應(yīng)用Y向參數(shù)計(jì)算 （N） （cm） () (材料為45鋼) （） 所以 （cm） 絲桿因受扭矩而引起的導(dǎo)程變化量很小，可以忽略。所以導(dǎo)程誤差 查表知C級精度的絲桿允許誤差6，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)的扭矩為 式中G——移動(dòng)部件自重 S——導(dǎo)程（cm） ——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)效率代替。 N.cm可知110BF004反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲桿螺母副時(shí)不會發(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，絲桿在工作的過程中受軸向載荷作用，且最大軸向載荷為Fa=200N.查手冊可知道2002的基本額定負(fù)載Cr=4.32kN,基本額定負(fù)載荷Cor=2.50Kn。 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，選用軸承的型號為UCFU203軸承。 Fa/Cor=e=0.228查表可知道e=0.38 當(dāng)量負(fù)載的計(jì)算P=200N可算得軸承壽命[6] （2.25） 溫度系數(shù)=1，載荷系數(shù)=1，UCFU203軸承座，壽命指數(shù)為=3 得（h） 所以該軸承適合。 2.2.4滾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---固定，適用于高轉(zhuǎn)速、高精度； （2）固定---支承 適用于中等轉(zhuǎn)速、高精度； （3）支承---支承適用于中等轉(zhuǎn)速，中精度； （4）固定---自由 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 2.2.5滾珠絲桿螺母的潤滑和防塵隔離 1、油潤滑 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，以油潤滑比脂潤滑佳，這時(shí)滾珠絲杠副的溫升較小。油潤滑的補(bǔ)充潤滑量和間隔，按下表，按表中的油量，至少可以達(dá)到8小時(shí)的補(bǔ)充潤滑時(shí)間。 2、脂潤滑 采用脂潤滑的優(yōu)點(diǎn)可以使?jié)L珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)在一段很長時(shí)間后才需進(jìn)行補(bǔ)充。也就是說，在多數(shù)情況下，可以省去一套補(bǔ)充潤滑的裝置。補(bǔ)充潤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懈呒墲L動(dòng)軸承潤滑脂，但要注意潤滑脂廠家的說明和提示。潤滑脂的補(bǔ)充通常在半年或一年進(jìn)行更換，更換前應(yīng)清除舊潤滑脂后才能更換新的潤滑脂 3、防塵與隔離 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。另外雖沒有別的異物，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。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絲杠的伸長的影響。 (5) 細(xì)長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，還會使螺母受載不均。設(shè)計(jì)細(xì)長絲杠時(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)入滾道會妨礙滾動(dòng)體運(yùn)動(dòng)流暢，會加速滾動(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。 (7) 合理潤滑是減小驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、提高傳動(dòng)效率、延長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d2,否則無法裝配螺母。 (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d1。 2.3 導(dǎo)向光桿和直線軸承的設(shè)計(jì) 通過絲桿螺母連接法蘭，帶動(dòng)整個(gè)醫(yī)療床裝置做上下運(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。 2.3.1直線軸承的選擇 POM工程式塑料保持器適用于工作測試；鋼保持器適用于為工作溫度；不銹鋼軸承適合于水、蒸氣、硝酸等腐蝕介質(zhì)及真空工作場合，軸承型號按下述計(jì)算公式確定。 硬度系數(shù)FH：硬度HRC58以上，F(xiàn)H=1.0；硬度HRC52-58，F(xiàn)H=0.6-1.0。 溫度系數(shù)FT：工作溫度小于100oC，F(xiàn)T=1.0，工作溫度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： 運(yùn)行速度小于15米/分鐘，無沖擊、無振動(dòng)，F(xiàn)W=1.0-1.5； 運(yùn)行速度小于60米/分鐘，微小沖或振動(dòng)，F(xiàn)W=1.5-2.0； 運(yùn)行速度大于60米/分鐘，或有較大沖擊、振動(dòng)，F(xiàn)W=2.0-5.0。 時(shí)間壽命Lh=(10000*L) /2 *L(S*n1*60) (位單：h小時(shí)) L：長度壽命 (萬米)， LS：工作行程 (米)， N1：每分鐘往復(fù)次數(shù) 已知醫(yī)療床行程L=0.2米，工作溫度60oC，每分鐘往復(fù)次數(shù)n1=20，微小 沖擊，軸承工作載荷PC=200Kg，硬度大于HRC60，期望壽命Lh=5000小時(shí)，試選擇軸承型號。 按以上工作條件： 根據(jù)本次載荷重量為2000N，我們選用六個(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，上下六個(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，中間六個(gè)為可以隨著絲桿螺母上下滑動(dòng)。六個(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166N。本次設(shè)計(jì)中所選擇的滑動(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166N，我們選用滑動(dòng)軸承為LMF30，軸承中間孔徑為30mm，這樣導(dǎo)向光桿的直徑也為30mm。 2.直線軸承安裝： 軸承座孔公差推薦采用H7、J7級，直線軸公差推薦采用g6、h6級，軸承安裝必須用臺階芯軸壓入；直線軸安裝必須對準(zhǔn)軸承孔插入，動(dòng)作輕緩，軸傾斜插入會導(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～+0.01mm；如果稍加力才能轉(zhuǎn)動(dòng)， 配合游隙為-0.01～0mm（已過盈） ；如果加力也不能轉(zhuǎn)動(dòng)，配合游隙已多于0.01mm，這種情況鋼球滾動(dòng)時(shí)可能同時(shí)作滑動(dòng)，會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、開口型軸承內(nèi)、外徑在割口前測量，割口后會有一些彈性變形，配合游隙應(yīng)裝入軸承座內(nèi)測量（鋼保持器軸承、KH軸承情況類似）。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 。 3.直線軸承潤滑和防塵：軸承出廠涂有防銹油，使用時(shí)需加潤滑劑。油脂潤滑噪音較低，常用的有2號鋰基脂和低噪音軸承潤滑脂， 填脂量為保持器空隙的三分之一。油潤滑不需清除防銹油， 根據(jù)工作測試采用15#～100#潤滑油， 工作溫度低采用低粘度油， 工作測試高采用高粘度油，常用的有透平油，機(jī)械油和錠子油，無密封軸承把油滴在軸上即可，帶密封軸承需把油加到軸承內(nèi)，本公司為用戶準(zhǔn)備了帶油孔的軸承和軸承座。對于一些不允許有油（脂）的工作場所，先清除防銹油，干燥后在每列鋼球上噴一些市售的二硫化鉬噴劑，再次干燥后即可使用，帶密封軸承應(yīng)避免密封圈和軸干磨擦引起密封唇口擠入軸承內(nèi)，造成軸承的非預(yù)期損壞。鐵屑會極大地降低軸承壽命，粉塵和臟物會阻塞保持器球道，使鋼球不能回轉(zhuǎn)，引起保持器損壞、鋼球擠膠。帶密封軸承可用于一般帶粉塵工場所，像木工機(jī)械、鑄造機(jī)械等多粉塵場合，請?jiān)谳S承兩端另加密封，防止粉塵進(jìn)入并可減少油脂損耗。 4.軸承的載荷和壽命：軸承運(yùn)動(dòng)和換向時(shí)承受過大的沖擊負(fù)荷，或當(dāng)軸承靜止時(shí)，由于機(jī)器振動(dòng)等因素都會使接觸處形成凹坑。外界硬粒進(jìn)入軸承內(nèi)，也可在接觸表面形成壓痕，這種永久變形量超過一定限度，就會防礙直線運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，引起振動(dòng)和噪音，振動(dòng)會進(jìn)一步?jīng)_擊凹坑周圍材料，造成惡性循環(huán)，使凹坑面積擴(kuò)大，這種永久變形量用基本額定靜載荷限定。鋼球和套圈接觸點(diǎn)兩者永久變形量之和等于鋼球直徑的萬分之一時(shí)的靜載荷，定義為基本額定靜載荷C0。 軸承使用時(shí)，沖擊力很難測定，常用選取適當(dāng)?shù)撵o載荷安全系統(tǒng)來保證軸承靜載荷不超過基本額定靜載荷。選型時(shí)使軸承承受的靜載荷P0 C0/FS，不受振動(dòng)和沖擊場合FS取1.0 1.5，受振動(dòng)和沖擊工作場合FS取2.0~7.0。 軸承由于反復(fù)承受工作載荷，首先在表面下一定深度處，強(qiáng)度較弱部分形成裂紋，繼而發(fā)展到接觸表面，使金屬成片狀剝落下來，這種剝落稱為疲勞剝落。在安裝、潤滑、密封正常的情況下，絕大多數(shù)軸承的破壞是疲勞破壞，一般所說的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命。直線軸承額定壽命規(guī)定為5萬米， 通過限定基本額定動(dòng)載荷C來保證。由于軸承壽命具有分散性，即同一批材料、相同工藝生產(chǎn)、相同使用條件下的軸承壽命不相同，所以軸承基本額定動(dòng)載荷C定義為一批相同的軸承在相同條件下運(yùn)行5萬米，軸承不生任何疲勞剝落現(xiàn)象所能承受的動(dòng)載荷。 2.4聯(lián)軸器的選擇 由于整個(gè)裝置載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問題，我們選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，取工作情況系數(shù) 。由于電機(jī)輸出軸徑為12mm，選擇聯(lián)軸器類型為HLA12-14， 聯(lián)軸器承受轉(zhuǎn)矩 故： 合適 第3章 底架方管的設(shè)計(jì) 方管底架選擇根據(jù)電視以及其他零部件的重量來定，方管底架受力分析得出，由分析得出底座在平衡狀態(tài)下只受地面對其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力。見下圖： 即方管架給的壓力為G(電動(dòng)平移床重量)+G（零部件重量） =2000N（200Kg）+(50x10) =2500N 根據(jù)方管承載力計(jì)算公式： M=Pac/L(M：彎矩，P集中力，a集中力距支座距離，c集中力距另一支座距離，L跨度，L=a+c) （僅用于矩形截面) f=M/W≤材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強(qiáng)度/安全系數(shù)）。 M=Pac/L=11960xL，本次設(shè)計(jì)初定L為1000mm 則M=13456N.M ，初定方管為80x40x3的方管和40x40x3，計(jì)算W得出 折算后位12Mpa 查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A的抗拉強(qiáng)度為375~500Mpa，由于12Mpa遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于375Mpa，所以初定方管40x40x3和80x40x3的方管滿足要求。 由計(jì)算得出可以使用80x400x3的方管和40x40x3的方管，初定設(shè)計(jì)計(jì)算得出方管總體架尺寸為1000mmx910mm。 在方管底架我們還設(shè)計(jì)上萬向腳輪。整個(gè)方管底架的大致圖如下： 第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及三維建模 4.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的三維建模 通過二維裝配圖和零件圖的繪制，我們通過SOLIDWORKS三維設(shè)計(jì)軟件將整個(gè)裝置中的傳動(dòng)部分三維建模，主要結(jié)構(gòu)傳動(dòng)中的三維建模如下： 梯形絲桿的建模 絲桿螺母的建模 導(dǎo)向光桿的建模 LMF30 滑動(dòng)軸承座的建模（固定兩端） 4.2底架方管組件的三維建模 底架方管組件的三維建模 整個(gè)設(shè)備的三維建模如下圖： 4.3設(shè)計(jì)中應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)件建模 本次設(shè)計(jì)中選取的有伺服電機(jī)、行星齒輪減速機(jī)、彈性柱銷聯(lián)軸器、帶座軸承UCFU203、推力球軸承51103等 伺服電機(jī)0.3Kw 推力球軸承51103 五、三維軟件機(jī)械設(shè)計(jì)總結(jié) 通過此次設(shè)計(jì)，又一次提升了運(yùn)用三維軟件的水平，并吸收了不少經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)為一下幾點(diǎn)。 （1） 有零件圖紙作圖與空想設(shè)計(jì)作圖不同，零件尺寸已經(jīng)給出，作圖時(shí)先不考慮尺寸是否真的合適，根據(jù)尺寸作出零件的三維圖，但到裝配時(shí)必須要考慮尺寸是否合適，由于AutoCAD圖紙效果不好，導(dǎo)致尺寸會有出錯(cuò)，甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸，所以，此時(shí)必須通過配合后在衡量尺寸，再進(jìn)行修改，直到滿足配合要求。 （2） 工具集的確方便了作圖，通過選擇零件類型，輸入數(shù)據(jù)，就能生成出標(biāo)準(zhǔn)零件，但有時(shí)需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此時(shí)要隨機(jī)應(yīng)變，運(yùn)用其他零件代替并通過修改或添加零件使其滿足要求。 （3） 作三維圖時(shí)要靈活變通，解決問題的方法總比問題多，當(dāng)一種方法不能正常作圖時(shí)，試試另一種方法，這不但能完成零件制作，同時(shí)也可以培養(yǎng)出更好的作圖思路，和打破規(guī)矩的新想法。 （4） 規(guī)則的零件，要學(xué)會使用一些能夠節(jié)省時(shí)間的命令，如鏡向，陣列等，“能省則省”。 （5） 關(guān)于裝配，曾經(jīng)帶給我很大的阻礙，花了很多時(shí)間才弄清原因所在。在一可活動(dòng)子裝配體上，即使活動(dòng)范圍會產(chǎn)生干涉，也不能對其設(shè)定活動(dòng)范圍，如高級配合里的距離范圍，和角度范圍，即使在該活動(dòng)范圍并不影響父裝配體，也不可設(shè)定。因?yàn)橐坏┰O(shè)定范圍后，在父裝配體上會將子裝配體視為完全定義的模型，這樣會對子裝配體之間的配合產(chǎn)生矛盾，將不能完成裝配。 （6） 看懂圖是作圖的首要任務(wù)，看圖就是了解零件的工具，沒有工具則無法制出零件，所以畫圖不能急于下筆，想透了零件的結(jié)構(gòu)，想透圖中的虛實(shí)線，這才是高效作圖的重中之重。 結(jié) 論 經(jīng)過這段時(shí)間的專心設(shè)計(jì)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們每個(gè)大學(xué)生大學(xué)生活的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是對大學(xué)四年學(xué)習(xí)過程綜合能力的考核。對每個(gè)學(xué)生來說，畢業(yè)設(shè)計(jì)既總結(jié)了我們大學(xué)所學(xué)的理論知識，又給我們提供了應(yīng)用所學(xué)知識和鍛煉動(dòng)手能力的機(jī)會，是對大學(xué)四年學(xué)習(xí)的檢驗(yàn)和完善。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是新型移動(dòng)電視支架的設(shè)計(jì)。這次所設(shè)計(jì)的新型移動(dòng)電視，所涉及的知識較為廣泛，所以整個(gè)設(shè)計(jì)過程又是一個(gè)學(xué)習(xí)的過程。通過不斷地查閱資料、請教老師，并且進(jìn)行查詢有關(guān)資料，對有關(guān)機(jī)械傳動(dòng)的理論知識和設(shè)計(jì)有了較深程度的認(rèn)識，增強(qiáng)了實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，為日后工作的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 既借鑒了前人已有的優(yōu)秀成果，同時(shí)也滲入了自己的汗水。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)會了如何查閱資料，如何應(yīng)用已學(xué)過的知識，體會到了所學(xué)理論知識的重要性，逐漸形成了一套自己的從提出問題，到分析問題，最后到解決問題的思路。這些都會使我在將來的學(xué)習(xí)和工作中受益匪淺。由于所學(xué)知識有限，以及缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，因此，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)中難免存在缺陷和不足之處，懇請各位老師及評閱者批評指正，我將在今后的學(xué)習(xí)和工作中進(jìn)行彌補(bǔ)。 參 考 文 獻(xiàn) [1]成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊：第5版[M] . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008. [2]成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊單行本[M] . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007. [3]程光仁等. 滾珠螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007. [4]濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M] . 北京：高等教育出版社，2010. [5]饒振剛，田勇衛(wèi). 滾珠絲杠副及自鎖裝置[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，1990 [6]張武，高啟坤. 絲杠螺母副升降機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性分析[J] . 火控雷達(dá)技術(shù)，2011，Vol（2）：47-52. [7]徐進(jìn). 絲杠升降機(jī)構(gòu)傳動(dòng)可靠性設(shè)計(jì)研究[J] .煤礦機(jī)械，2003， Vol（10）：34-39. [8]楊曉苞，景素芳. 絲杠螺母副升降機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性分析[J] .火控雷達(dá)技術(shù)，2011， Vol（2）：54-61. [9]于天仲. 升降臺升降機(jī)構(gòu)的使用和維護(hù)[J] .南鋼科技，2001， Vol（2）：24-30. 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