薄板切割裝置總體方案與結構設計[答辯畢業(yè)論文 資料 ]

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需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載寧XX 大學畢 業(yè) 設 計 (論 文 )薄 板 切 割 裝 置 總 體 方 案 與 結 構 設 計分 院： 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 年 月需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載摘要隨著科學技術的發(fā)展，薄板切割裝置設計的應用也顯得越來越頻繁，先進切割技術的發(fā)展總是不斷地從新科技的成果中獲得新的起點。目前，薄板切割裝置設計技術在電子科技、計算機技術及機器人的制造中都起著重要的作用。無論在什么情況下，薄板切割裝置設計才能提高焊接的水平和質量。我們只有將數(shù)控切割機技術和焊接跟蹤技術有效的結合才能更好的推動新科技的發(fā)展，因此數(shù)控切割機的設計對于解決這一難題至關重要。關鍵詞： 切割技術，機構設計，薄板切割裝置設計需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載AbstractWith the development of science and technology, the application of plasma cutting machine is more and more frequent, the development of advanced cutting technology is constantly from the new achievements of science and technology in the new starting point. At present, plasma cutting machine technology plays an important role in the manufacture of electronic technology, computer technology and robot. In any case, plasma cutting machine can improve the level and quality of welding. We will only CNC cutting machine and welding with tracking technology effectivelZ in order to better promote the development of new technology, so the CNC cutting machine design is very important for solving this problem.KeZwords: cutting technology, mechanism design, plasma cutting machine需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載目 錄摘要.2Abstract.3目 錄.4第 1 章 緒論.61.1 薄板切割裝置設計的研究目的及意義 .61.1.1 薄板切割裝置設計背景 .61.1.2 薄板切割裝置設計簡介 .61.1.3 意義 .61.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 .61.3 本課題研究的內容及方法 .71.3.1 主要的研究內容 .71.3.2 設計要求 .81.3.3 關鍵的技術問題 .8第 2 章 總體方案機構設計.92.1 設計概念 .92.2 設計原理 .92.3 方案討論 .9第 3 章 X 結構及傳動設計 .113.1 X 向滾珠絲桿副的選擇 .123.1.1 導程確定 .123.1.2 確定絲桿的等效轉速 .123.1.3 估計工作臺質量及負重 .123.1.4 確定絲桿的等效負載 .123.1.5 確定絲桿所受的最大動載荷 .133.1.6 精度的選擇 .143.1.7 選擇滾珠絲桿型號 .143.2 校核 .14需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載3.2.1 臨界壓縮負荷驗證 .153.2.2 臨界轉速驗證 .163.2.3 絲桿拉壓振動與扭轉振動的固有頻率 .163.3 電機的選擇 .173.3.1 電機軸的轉動慣量 .173.3.2 電機扭矩計算 .18第 4 章 Z 向結構設計 .194.1 Z 軸滾動導軌副的計算、選擇 .194.2 滾珠絲杠計算、選擇 .214.3 伺服電機慣性負載的計算 .234.4 導軌的選型及計算 .25第 5 章 機架的設計.295.1 機架的基本尺寸的確定 .295.2 架子材料的選擇確定 .295.3 主要支承的強度校核 .30總結與展望.32參考文獻.33致 謝.34需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載第 1 章 緒論1.1 薄板切割裝置設計的研究目的及意義1.1.1 薄板切割裝置設計背景在現(xiàn)代工業(yè)中，生產過程中的自動化已成為突出的主題。各行各業(yè)的自動化水平越來越高，現(xiàn)代化加工車間，常配有自動化生產設備，用來提高生產效率，完成工人難以完成的或者危險的工作。當然，也不排除 PCB 板的焊接加工過程。我們發(fā)現(xiàn)焊接技術已經滲透到各個領域并且被廣泛使用。根據資料顯示，我國每年鋼鐵的產量一般在 3 億噸左右，其中有一半以上的鋼有用到焊接技術加工。我國每年的焊接設備需求量金額超過 50 億元。既然焊接機能夠這么普遍地應用在各個領域，它肯定具備了很大的市場競爭力。1.1.2 薄板切割裝置設計簡介薄板/薄板切割裝置設計采用驅動，即切割頭，運行穩(wěn)定，配置好，工作效率很高，可以用于各種異形碳鋼、錳鋼、不銹鋼等金屬材料的大、中、小型鋼板下料。還可根據用戶的要求配置多把割炬。1.1.3 意義1.橫梁：采用方管對焊的結構，具有剛性好，精度高，自重輕，慣量小的特點。所有的焊接件均采用振動時效去應力處理，有效的防止了結構變形；2.縱、橫向驅動：橫向導軌則采用了臺灣進口的直線式導軌，縱向導軌是由精密加工的特質鋼軌制成的，保證了切割機的運行平穩(wěn)，精度高，且經久耐用，清潔美觀；1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢激光切割機的切割速度快，精度和切割質量好等特點。在國家指定的長期發(fā)展規(guī)劃時，又是將激光切割列入了關鍵支撐技術。因其涉及國家安全、國防建設及高新技術的產業(yè)化和科技前沿的發(fā)展，所以要對激光切割有很高的重視程度，這就將激光切割機的制造和升級帶來很大的商機。隨著用戶對激光切割技術特點的逐步了解和采用的示范性地深入，這就帶動了國內企業(yè)開發(fā)、生產激光切割機。隨著現(xiàn)代化的機械加工業(yè)的發(fā)展，人們對切割的質量、精度要求的不斷提需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載高，并對生產效率的提高、生產成本的降低、高智能化地自動切割的功能要求也在不斷的提升。數(shù)控切割機必須要去適應現(xiàn)代化機械加工發(fā)展的要求。1.數(shù)控切割機的發(fā)展從現(xiàn)在幾種通用的數(shù)控切割及應用情況來看，薄板切割裝置的功能及性能已經比較完善了，但是對切割材料有局限性（只能切割碳鋼板） ，其切割速度也慢，生產效率低，適用范圍逐漸在縮小，市場不可能有大的增加。等離子切割機具有切割范圍廣（可以切割所有的金屬材料） ，切割速度快，工作效率高等特點，未來的發(fā)展方向在于等離子的電源技術的提高、數(shù)控系統(tǒng)與離子切割配合的問題，比如電源功率的提升就能切割更厚的板材；完善和提高精細等離子技術也能提高切割速度、切面質量和切割精度；通過完善和提高數(shù)控系統(tǒng)來實現(xiàn)對等離子切割效率和切割質量的提升。激光切割機的切割速度快，精度和切割質量好等特點。在國家指定的長期發(fā)展規(guī)劃時，又是將激光切割列入了關鍵支撐技術。因其涉及國家安全、國防建設及高新技術的產業(yè)化和科技前沿的發(fā)展，所以要對激光切割有很高的重視程度，這就將激光切割機的制造和升級帶來很大的商機。隨著用戶對激光切割技術特點的逐步了解和采用的示范性地深入，這就帶動了國內企業(yè)開發(fā)、生產激光切割機。2.專用數(shù)控切割機的發(fā)展數(shù)控管材切割機適用于各種管材上的切割，如切割圓柱正交、斜交、偏心交等相貫線孔、方孔、橢圓孔，并能在管子的端部切割與之相交的相貫線。這種類型的設備已經廣泛運用在金屬結構件的生產，電力設備、鍋爐業(yè)、石油業(yè)、化工等部門。它是行業(yè)內比較高端的產品之一，此類的設備切割功能可以滿足焊接工藝眾不同的板材開不同角度的坡口要求。隨著造船業(yè)地發(fā)展，船廠在國內率先引進和使用數(shù)控等離子切割機。隨著技術的發(fā)展，目前國內外的船廠紛紛配備了具有回轉坡口功能的等離子切割機，為了滿足其高技術、高附加值船的建造要求。1.3 本課題研究的內容及方法1.3.1 主要的研究內容在查閱了國內外大量的有關薄板切割裝置設計設計理論及相關知識的資料和文獻基礎上，綜合考慮焊接薄板切割裝置設計結構特點、具體作業(yè)任務特點以及焊接薄板切割裝置設計的推廣應用，分析確定使用三自由度關節(jié)型焊接薄板切割裝置設計配合生產工序，實現(xiàn)自動化焊接的目的。需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載為了實現(xiàn)上述目標，本文擬進行的研究內容如下:1 根據現(xiàn)場作業(yè)的環(huán)境要求和數(shù)控錫絲點薄板切割裝置設計本身的結構特點，確定數(shù)控錫絲點薄板切割裝置設計整體設計方案。2 確定數(shù)控錫絲點薄板切割裝置設計的性能參數(shù)，對初步模型進行靜力學分析，根據實際情況選擇電機。3 從所要功能的實現(xiàn)出發(fā)，完成數(shù)控錫絲點薄板切割裝置設計各零部件的結構設計；4 完成主要零部件強度與剛度校核。1.3.2 設計要求1 根據所要實現(xiàn)的功能，提出薄板切割裝置設計的整體設計方案；2 完成薄板切割裝置設計結構的詳細設計；3 通過相關設計計算，完成電機選型；4 完成薄板切割裝置設計結構的三維造型；繪制薄板切割裝置設計結構總裝配圖、主要零件圖。1.3.3 關鍵的技術問題1 方案選擇2 整體的支撐架設計（龍門結構及懸臂結構的選擇）3 機構設計4 強度校核 需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載第 2 章 總體方案機構設計2.1 設計概念整體的支撐架采用龍門結構在工程中我們常用的整體支撐架結構有龍門結構和懸臂梁。所謂的懸臂梁就是梁的一端為不產生軸向、垂直位移和轉動的固定支座，另一端為自由端（可以產生平行于軸向和垂直于軸向的力） 。而龍門結構通俗地說就是一根橫梁連接兩個支腿與地面緊固組成的像一個門框一樣的結構。因為他是雙支撐結構區(qū)別于單支撐和懸臂結構，所以結構特別簡單。2.2 設計原理數(shù)控薄板切割裝置設計的設計應滿足一下幾個條件首先就是必須保證工件定位可靠的可靠性， 為了使工件、焊槍與焊接點保持準確的相對位置，必須根據要求的焊接點，去選擇合適的定位機構。再者就是要有足夠的強度和剛度 除了受到工件、工具的重量，還要受到本身的重量，還受到焊接槍在運動過程中產生的慣性力和振動的影響，沒有足夠的強度和剛度可能會發(fā)生折斷或者彎曲變形，所以對于受力較大的進行強度、剛度計算是非常必要的。最后要盡可能做到具有一定的通用性 如果可以，應考慮到產品零件變換的問題。為適應不同形狀和尺寸的零件，為滿足這些要求，可將制成組合式結構，迅速更換不同的部件及附件來擴大機構的使用范圍。X 軸采用絲杠加導軌形式：橫向電動機聯(lián)軸器橫向滾珠絲杠（導軌）-橫滑板Z 軸和采用絲杠傳動：縱向電動機聯(lián)軸器縱向滾珠絲杠大托板2.3 方案討論懸臂梁在工程力學受力分析中，比較典型的簡化模型。在實際工程分析中，大部分實際工程受力部件都可以簡化為懸臂梁。龍門結構制作方便，承受負載大，結構穩(wěn)定，工程上廣泛應用?？紤]到上述問題該課題的整體結構采用龍門結構。需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載第四章 火焰切割機傳動裝置設計薄板切割機的傳動裝置是將電動機的旋轉運動變?yōu)楣ぷ髋_的直線運動的整個機械傳動鏈及其附屬機構包括絲杠螺母副、導軌等。41 螺旋傳動螺旋傳動主要是用來將旋轉運動變?yōu)橹本€運動，或將直線運動轉化為旋轉運動。在經濟型數(shù)控機床的進給系統(tǒng)中，螺旋傳動主要用來實現(xiàn)精密進給運動，并廣泛采用滾珠絲杠副傳動。411 滾珠絲杠副的工作原理及特點滾珠絲杠副的外形如圖 4-1 所示圖 4-1 滾珠絲杠外形滾珠絲杠副傳動是在具有螺旋滾道的絲杠和螺母間放入適當數(shù)量的滾珠，這些滾珠作為中間傳動件，使螺桿和螺母之間的摩擦由滑動磨擦變?yōu)闈L動磨擦的一種傳動裝置，其內部結構如 4-2 圖所示，當螺桿轉動螺母移動時，滾珠則沿螺桿螺旋軌道面滾動，在螺桿上滾動數(shù)圈后滾珠從滾道的一端滾出并沿反向器返回另一端重新進入軌道，從而構成閉合回路。需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載圖 4-2 滾珠絲杠內部結構滾珠絲杠具有如下特點：1) 傳動效率高。滾珠絲杠副的傳動效率高達 92%-98%。對機械小型化，減少啟動的震動和滯后時間以及節(jié)約能源等方面，都有重要的意義。2) 運動平穩(wěn)。滾珠絲杠副在工作過程中摩擦阻力小，靈敏度高，故運動平穩(wěn)，啟動無顫動，低速時無爬行現(xiàn)象。3) 傳動具有可逆性。4) 可以預緊。通過對螺母施加預緊能消除滾珠絲杠副的間隙，提高軸向接觸剛度，但摩擦力矩不增大。5) 定位精度和重定位精度高。6) 同步性好。7) 使用壽命長，使用可靠，潤滑簡單，維修方便。412 滾珠絲杠副的設計1橫向滾珠絲杠的傳動計算絲杠載荷：F =mg橫向摩擦力：F x=0.1510009.8=1470N 電機轉速（最大）：n max=1500r/min 絲杠最大轉速（快移）：n=150r/min絲杠導程：工作臺最大工作速度 需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載Vmax=0.025m/s100060mm/min=10mm 當量轉速：n m=n1q1/100+n2q2/100=100r/min 當量負荷：F m=(F13n1q1)/100nm+(F23n2q2 )/100nm 橫向負荷：F max=1470N 6初選滾珠絲杠a 要求壽命 Lh=300（日） 8（h）0.6（開機率） 10（a）=14400h取 15000h由手冊查得：K h=3.9 由手冊查得：K n=0.64b綜合系數(shù)：f =ffhfafn/fw =1110.35/1.3=0.408查得：f t =1，f h =1 ，f a =1 （絲杠精度 1-3）f h =0.53（可靠性96%）f w =1.3c計算動載荷：c j=KhFm /Knf 橫向動負荷：c j=3.91470/(0.640.408)=21955N滾珠絲杠副的型號：經查手冊選用 FD 型內循環(huán)浮動返向器螺母墊片預緊滾珠絲杠副，型號為：橫向為 FD3206-3 額定負荷 c =23700Ncj =21955N。預緊力橫向為 F=0.25c =0.2523700N=6425Fmax/3=1470/3=490N，符合要求。絲杠螺紋部分長度：lu =工作臺最大行程+螺母長度+兩端余程橫向： l u =1000+60+100=1160（mm）支撐距離 支撐距離 L 應大于 Lu, 橫向支撐距離：L=1300臨界轉速 查手冊得：n c =9900f22 d2 /Lc2，其中:a絲杠底徑：d 2 =d0 -1.2Dw 橫向絲杠底徑：d 2=23.9b支撐方式系數(shù)查得 f2 =4.73（兩端固定）需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載c臨界轉速計算長度Lc =螺母長度/2+工作臺最大行程+余程+（支撐長度-螺紋長度）/2橫向：L c =190/2+1000+100+（1300-1950）/2=1.22m 橫向臨界轉速：n cx =99004.7320.02535/1.222 =3772.4r/minncxnmax =1500r/min 符合要求壓桿穩(wěn)定校核兩端固定支撐，絲杠受壓縮，因而不必校核穩(wěn)定性。預拉伸計算a溫升引起的伸長量：設溫升為 3.5C，按式 t =tl，則：橫向伸長量： tx =1110-63.51.22=46.97mb絲杠全伸長量： tz= tl橫向伸長量： tz(z)= 1110-63.51.3=50.05mc. 預緊力：按拉伸公式 Ft=tAE/Lu橫向預拉力：F t=510-6 （/4）0025352 211011/1352=1567N軸承的選擇a. 軸承的型號選擇Y 方向軸承型號為 7602020TVP主要尺寸參數(shù)：由表 28-37（I）查得：d0=20mm，D=42mm，z=15mm，B=14mm，D W=5.953mm，C =19600N，預緊力 F0=2300N b. 預緊力的確定 F 0y=2300NY 方向軸承的最大軸向載荷為：Fmax(y)=Fty+ Fmax(y)/2=3782+808.5/2=4186N由于 F0y Fmax(y)/3=4186/3=1395N 符合要求c. 疲勞壽命計算額定動負荷需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載由軸承動負荷計算公式校核：C=K hF/Kn進給方向是可變的，負荷可能是（F ty+Fm/2）和（F ty-Fm/2）兩者機會均等，取平均值。由表 2.8-64（I）查得：K n=0.64，取 Ln=1500h，則 K h=3.11額定動負荷：C y=3.113782/0.64=18378Ncj =43911N預緊力縱向為F0=0.25c =0.2548200N=12050Fmax/3=2940/3=980N 符合要求。絲杠螺紋部分長度：lu =工作臺最大行程+螺母長度+兩端余程縱向： l u =2000+100+100=2200（mm）支撐距離 支撐距離 L 應大于 Lu 縱向支撐距離：Lx=2300臨界轉速 查手冊得：n c =9900f22d2 /Lc2 其中a絲杠底徑：d 2 =d0-1.2Dw 縱向絲杠底徑：d 2=40-1.25=36mm=0.036mb 支撐方式系數(shù)查得 f2 =4.73（兩端固定）c 臨界轉速計算長度Lc =螺母長度/2+工作臺最大行程+余程+（支撐長度-螺紋長度）/2縱向：L c =193/2+2000+100+（2300-2263）/2=2.215m 縱向臨界轉速：n cx =99004.7320.036/2.2152 =1625.2r/minncx nmax =1500 r/min 符合要求壓桿穩(wěn)定校核兩端固定支撐，絲杠受壓縮，因而不必校核穩(wěn)定性。預拉伸計算a溫升引起的伸長量：設溫升為 3.5C，按式 t =tl， 則：縱向伸長量： tx =1110-63.52.215=85.3mb.絲杠全伸長量： tz=tl 縱向伸長量： tz= 1110-63.52.3=88.6mc. 預緊力：按拉伸公式 Ft=tAE/Lu需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載縱向預拉力：F t=510-6 （/4）00362 211011/1352=3160N軸承的選擇a. 軸承的型號選擇X 方向軸承型號為 7602030TVP主要尺寸參數(shù)：由表 2.8-39（I）查得：d 0=30mm，D=62mmb. 預緊力的確定 F 0x=4300NX 方向軸承的最大軸向載荷為：Fmax(x)=Ftx+ Fmax(x)/2=4721+1250/2=5346N由于 F0X Fmax(x)/3=5346/3=1782N 符合要求c. 疲勞壽命計算額定動負荷由軸承動負荷計算公式校核：C=K hF/Kn進給方向是可變的，負荷可能是（F tx+Fm/2）和（F tx-Fm/2）兩者機會均等，取平均值。由表 2.8-64（I）查得：K n=0.64，取 Ln=1500h，則 K h=3.11額定動負荷：C x=3.114721/0.64=22941Nc J 。預緊力 Z 方向為：F0z=0.25c =0.2511.8KN=2590NFmax/3=73.5/3=24.5N符合要求。絲杠螺紋部分長度：lu =工作臺最大行程+螺母長度+兩端余程Z 方向： l uz =200+240+100=380（mm）支撐距離 支撐距離 L 應大于 Lu Z 方向支撐距離：L u =500mm臨界轉速 按式 2.8-18（I）：n c =9900f22 d2 /Lc2 Z 方向臨界轉速：n cz =99004.7320.0164/0.352=29653r/mina. 絲杠底徑：d 2 =d0 -1.2Dw Z 方向絲杠底徑：d 2z =23.9mmb. 支撐方式系數(shù)由表 2.8-66（I）查得 f2 =4.73（兩端固定）c. 臨界轉速計算長度Lc =螺母長度/2+工作臺最大行程+余程+（支撐長度-螺紋長度）需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載/2Z 方向：L cz =100/2+200+40+（500-380）/2=0.35mncz nmax 符合要求壓桿穩(wěn)定校核兩端固定支撐，絲杠受壓縮，因而不必校核穩(wěn)定性。預拉伸計算a. 溫升引起的伸長量：設溫升為 3.5C，按式 2.8-30（I） t =tl 則Z 方向伸長量： tz =1110-63.50.35=13mb. 絲杠全伸長量： tz= tlZ 方向伸長量： tz(z)= 1110-63.50.5=19mc. 預緊力：按拉伸公式 Ft=tAE/LuZ 方向預拉力：F tz=510-6 （/4） 0.01642 2110 11/05=4436N軸承的選擇a. 軸承的型號選擇Z 方向軸承型號為 7603020TVP主要尺寸參數(shù)：由表 28-37（I）查得：d0=20mm，D=42mm，z=15mm，B=14mm，D W=7144mm，C =24500N，預緊力 F0=2900N，平鍵 GB109579 5520b. 預緊力的確定 F 0z=2900NZ 方向軸承的最大軸向載荷為：Fmax(z)=Ftz+ Fmax(z)/2=4436+73.5/2=4473N由于 F0z Fmax(z)/3=4436/3=1491N 符合要求c. 疲勞壽命計算額定動負荷由軸承動負荷計算公式校核：C=K hF/Kn需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載進給方向是可變的，負荷可能是（F tz+Fm/2）和（F tz-Fm/2）兩者機會均等，取平均值。由表 2.8-64（I）查得：K n=0.64，取 Ln=1500h，則 K h=3.11額定動負荷：C y=3.114436/0.64=21556NC 滿足壽命要求。定位精度校核a. 絲杠在拉壓載荷下的最大彈性位移：由式 28-21a（I）得：s max=Fl106/4AEZ 方向 smaxz=7350510/4 (/4) 00164 22110 11=02mb. 絲杠與螺母間的接觸變形c=F/Kc由所給資料（III） ，F(xiàn)FZD2506-3 滾珠絲杠副的接觸剛度為： 839N/ mFD2506-3 滾珠絲杠副的接觸剛度為： 636N/ mZ 方向： cz=Fz/Kcz=73.5/636=0.12mc. 軸承的接觸變形接觸球軸承的軸向剛度可用式 2.8-25（I）估算：KB=23.6z2sin5Dw1/3F01/3 其中 =60Z 方向：K Bz=23.6152sin5600.0071441/329001/3=310.2 N/m所以，軸承的接觸變形為： Bz=73.5/310.2=0.24md. 絲杠系統(tǒng)的總位移 =smax+C+BZ 方向位移： Z=smax+C+B=0.2+0.12+0.24=0.56me. 定位精度需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載smax 發(fā)生在螺母屬于絲杠中部處， c和 B與螺母位置無關。所以，以上求得的位移均為：/650mm。查表 2.8-14（I）與表2.8-15（I） ，取絲杠精度等級為一級，任意 300mm 的行程公差為：6m 可滿足精度要求。42 導軌導軌設計的基本要求是：導向精度高、剛度大、耐磨、運動靈活和平穩(wěn)。421 縱向導軌設計導軌的作用是導向和承受載荷，為保證導軌副的導向精度、精度保持性、低速運動平穩(wěn)性和結構工藝性等要求，該機床的導軌在縱向由于承受工件及工作臺的重量，且重量很大故選擇了燕尾槽滑動導軌。422 橫向導軌設計橫梁將影響其上的導軌等工作部件的相對位置及相對運動的準確性，從而影響加工誤差。因而，橫梁必須滿足制造與安裝精度高，剛度、強度高，抗振性、熱變性能力與耐磨性好及其它要求（結構工藝性、經濟性及美觀性等） 。由于橫梁的負載不大，所以橫向和垂直方向則選擇了經參考合肥力宇數(shù)控設備制造有限責任公司生產的專利導軌產品力遠 NCS1 系列數(shù)控坐標滑臺結合薄板切割機的實際情況經改進設計出專用導軌。初步估計其尺寸設計為外寬度 B=100mm，內寬度 b=91mm，高度 H=50mm 內高度 h=38mm，則：材料的抗彎截面系數(shù) w=（BH-bh）/6=19766(mm)橫截面面積約為 BH-bh=1542（mm）橫梁的慣性矩 I 為 I=（BH-bh）/12=7606648N.mm橫梁的校核查資料得，材料的極限強度為 441Mpa，安全系數(shù) n=25，許用應力=176.4Mpa 彈性模量 E=90.6Mpa，橫梁的許用撓度 fmm=2.8mm，通過計算的橫梁的最大彎矩 M=1762.3N.m，則：最大應力=M/W=1762.3/0.000019766=89.16Mpa需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載最大應力小于許用應力，所設計的橫梁滿足抗彎曲應力。此道軌的工作原理，這種導軌通過上導軌的兩個相對小輪緊扣下導軌的圓柱體起緊固上導軌的作用同時還有保持其運行穩(wěn)定性及運行精度，同時兩個小輪在圓柱體在滾動將平面運動轉換成滾動摩擦作用在絲杠副的作用將電機的轉動轉化成導軌的運動從而實現(xiàn)橫向和垂直的運動。第三章 薄板切割機伺服系統(tǒng)設計31 數(shù)控系統(tǒng)控制方式及組成原理該機床伺服系統(tǒng)采用驅動裝置為伺服電機的開環(huán)伺服系統(tǒng)，下圖所示為數(shù)控機床中較為簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)，數(shù)控裝置發(fā)出的信號的流程是單向的，因此，不存在穩(wěn)定性問題。也正是由于信號流程單向，它對機床移動部件的實際位置不檢測，其加工精度不高，精度主要取決于伺服系統(tǒng)的性能。在開環(huán)控制系統(tǒng)中，輸入裝置把輸入信號給數(shù)控裝置，經數(shù)控裝置運算后分配出指令脈沖，通過伺服電機驅動工作臺移動。32 伺服電機原理及特點伺服電機是一種能夠將電脈沖信號轉換成角位移或線位移的機電元件，它實際上是一種單相或多相同步電動機。單相伺服電動機有單路電脈沖驅動，輸出功率一般很小，其用途為微小功率驅動。多相伺服電動機有多相方波脈沖驅動，用途很廣。使用多相伺服電動機時，單路電脈沖信號可先通過脈沖分配器轉換為多相脈沖信號，在經功率放大后分別送入伺服電動機各項繞組。每輸入一個脈沖到脈沖分配器，電動機各相的通電狀態(tài)就發(fā)生變化，轉子會 轉過一定的角度(稱為步距角)。正常情況下，伺服電機轉過的總角度和輸入的脈沖數(shù)成正比，連續(xù)輸入一定頻率的脈沖時，電動機的轉速與輸入脈沖的頻率保持嚴格的對應關系，不受電壓波動和負載變化的影響。由于伺服電動機能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機控制。 現(xiàn)以反應式三相伺服電機為例說明其工作原理。定子鐵心上有六個形狀相需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載同的大齒，相鄰兩個大齒之間的夾角為 60 度。每個大齒上都套有一個線圈，徑向相對的兩個線圈串聯(lián)起來成為一項繞組。各個大齒的內表面上又有若干個均勻分布的小齒。轉子是一個圓柱形鐵心，外表面上圓周方向均勻的布滿了小齒。轉子小齒的齒距是和定子相同的。設計時應使轉子齒數(shù)能被二整除。但某一相繞組通電，而轉子可自由旋轉時，該相兩個大齒下的各個小齒將吸引相近的轉子小齒，使電動機轉動到轉子小齒與該相定子小齒對齊的位置，而其它兩相的各個大齒下的小齒定和轉子的小齒分別錯開正負 1/3 的齒距，形成齒錯位，從而形成電磁引力使電動機連續(xù)的轉動下去。伺服電機有很多類型。按其工作原理，可分為反應式，永磁式永磁感應式、機械諧波式、電磁諧波式等。按勵磁相數(shù)，有 3 相、4 相，5 相、6 相甚至 8 相。按其功率，可分為快速伺服電機和功率伺服電機。在數(shù)控機床中，目前廣泛采用的是反應式伺服電動機。所以在本次設計中，采用反應式伺服電動機。33 伺服電機的選擇331 橫向伺服電機的選擇根據火焰切割機負載的特點，由于在切割時橫向只有橫梁、鉆頭和電機的重量，不承受切削力，僅需要較小的輸出轉矩。橫向伺服電動機的選擇：加工精度確定脈沖當量以及步距角由任務書知：脈沖當量 =001mm，選取步距角 =15 的三相伺服電機。伺服電動機轉軸上的啟動力矩的計算用公式 T q=36Fs+(G+Fz)/2因此工作臺運行過程中不進行切削，故運動方向的切削抗力為：Fs=0，垂直方向的切削抗力為：F z=0，工作臺重量（包括夾具在內）為：G=8280N，摩擦系數(shù) =006（滑動導軌） ，總機械效率=085，則 Tq =360020+006（8280+0）/2075085=8930（Ncm）由表 3-14（II）T p/Tjm=0866 伺服電機最大靜轉矩為：T jm= Tp/0866=10312（N cm） 需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載電機的選擇與校核fmax=1000Vmax/=10000025/002=1250HZ 根據以上參數(shù)查閱資料 III 可確定選用的伺服電機為：90BF003（新）型號 步距角 最大靜轉矩 最高空載啟動頻率 相數(shù)90BF003 15/3 (200Nm) 2000(step/s) 3其保持轉矩為： Tmax=784(Nm)。轉子慣量： Jm=47(kgcm 2) 。 負載慣量： JL =J1+（J2+JS）+W(S/2) /g/i(kgfcms)，則：計算的負載慣量 JL =3196（kgc） 。負載轉矩 T1=Jf *n10/96T=02929（NM） ，故:T1/Tmax=02929/784=003705，JL/Jm=3196/47=0684。滿足容量匹配和慣量匹配的條件查電機的運行矩特性，進過計算，電機的最大快進速度 V2=25（m/s）Vkmax=2（m/s） ，滿足速度要求。332 縱向伺服電機的選擇加工精度確定脈沖當量以及步距角由任務書知：脈沖當量 =002mm，選取步距角 =15 的三相伺服電機。伺服電動機轉軸上的啟動力矩的計算由于工作臺運行過程中不進行切削，根據公式 T q=36Fs+(G+Fz)/2，故運動方向的切削抗力為：F s=0垂直方向的切削抗力為：F z=0工作臺重量（包括夾具在內）為：G=10615N，摩擦系數(shù) =006（滑動導軌） ，總機械效率 =085，則:Tq =360020+006（10615+0）/20750 85=11454（Ncm）需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載查手冊知 Tp/Tjm=0866 伺服電機最大靜轉矩為：Tjm= Tp/0866=13226（Ncm）電機的選擇與校核根據以上查資料可選擇的伺服電機為 90BF003。其保持轉矩為 Tmax=784(Nm)。轉子慣量 Jm=47（kgcm 2） 。 負載慣量 JL =J1+（J2+JS）+W(S/2) /g/i(kgfcms)其中齒輪 Z1 及其軸的轉動慣量 J1=0，齒輪 z2 的轉動慣量 J2=0絲杠轉動慣量 Js=603（kgc） ，則:負載慣量 JL =704（kgc）負載轉矩= Jf *n10/96T=11（NM） ， 故:T1/Tmax=11/784=01405JL/Jm=704/47=14984滿足容量匹配和慣量匹配的條件。查電機的運行矩特性，進過計算，電機的最大快進速度 V2=25（m/s）Vkmax=2（m/s） ，滿足速度要求。333 垂直方向伺服電機的選擇加工精度確定脈沖當量以及步距角由任務書知：脈沖當量 =001mm，選取步距角 =15 的三相六拍伺服電機。伺服電動機轉軸上的啟動力矩的計算Tq=36Fs+(G+Fz)/2因此工作臺運行過程中不進行切削，故運動方向的切削抗力為：Fs=0，垂直方向的切削抗力為：F z=0，工作臺重量（包括夾具在內）為：G=5880N，摩擦系數(shù) =015，總機械效率 =085，則 Tq =360010+015（500+0）需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載/206085=843（Ncm）Tp/Tjm=0866伺服電機最大靜轉矩為：T jm= Tp/0866=973（Ncm） 電機的選擇與校核fmax=1000Vmax/=10000 025/001=2500HZ根據以上參數(shù)查閱資料可確定選用的伺服電機為：55BF003。第 5 章 機架設計和調壓彈簧壓緊機構設計5.1 機架的基本尺寸的確定機架是支撐及其所有附件的可移動機構。要保證方便、安全；重量要輕，便于移動；架子要有足夠的空間安裝。而且自動變速器每個總成之間要考慮它們之間的協(xié)調關系。考慮到這些方面的因素后要確定的一些自動變速器尺寸根據這些數(shù)據，大概確定架子的長高。這樣架子的地面的結構就確定了。支撐自動變速器的部件是支撐板，支撐板固定在支承軸上，支承軸安裝在機架上。5.2 架子材料的選擇確定架子的結構確定后，就需要準備材料 Q235，買材料時要考慮鋼材的性能，同時也要考慮成本，再者還要考慮到其美觀。5.3 主要支承的強度校核考慮到一些外在壓力，按照重量為 600N 進行校核。支承軸 160，查機械工程材料 P105 頁表 5-2 得，Q235 鋼材的屈服強度 b =375460MPa，取 b=375 MP a解：和軸一樣建立如圖所示的坐標系。以軸心為 x 軸，垂直上平面的直線為 y 軸，一端點為圓點建