毕业设计（论文）-压缩机底座零件钻孔专机设计（全套图纸三维）.pdf

XX 学院 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题 目 压缩机底座零件钻孔专机设计 院 （系） 机械与动力工程学院 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 职称 评阅教师 职称 2015 年 4 月 12 日 学生毕业设计（论文）原创性声明学生毕业设计（论文）原创性声明 本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行 的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文 献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立 完成，不包含他人成果及为获得 XX 学院或其它教育机构的学位或证书而使 用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业设计（论文）作者（签字）： 2015 年 4 月 12 日 I 摘 要 机械工业是一个国家的重要产业，机械工业的发展无时不刻都在影响着国家经济的 发展，人类的进步离不开机械工业的发展。在全球经济发展的大环境下，中国各个行业 被其他国家的先进技术影响的同时，越来越多的外国企业和品牌传播到中国已经成为现 实。在新的市场需求的推动下，对钻孔进行改良和优化是当务之急。有大型机械加工设 备企业对设备的安全指标的有着一定生产的严格要求。在生产设备的企业，充分考虑到 在设备运行中可能出现的问题，从而减少噪声污染引起的振动或不当操作设备的现象 等。国内钻孔专机的研发及制造要与全球号召的高效经济、安全稳定主题保持一致。钻 孔专机的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 近期对机械行业中轴、轴承和轴套的使用情况进行了调查，发现在机械行业中轴、 轴承和轴套是其中的关键零配件。 自然而然在装配中它们的安装也非常平凡。 在安装轴、 轴承和轴套时如果使用人工钻孔不但劳动强度太大而且相互尺寸不易保证，所以设计一 个专用的钻孔专机势在必行。本次的毕业设计课题的是压缩机底座零件钻孔专机的设 计。本文介绍了钻孔专机的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论 计算和相关强度校验，该钻孔专机的优点是高效，经济，并且安全系数高，运行平稳。 采用的总体方案是：在专机上定位好压缩机底座的位置，利用垂直方向的钻孔装置和水 平方向上的钻孔装置对压缩机底座进行钻孔。伺服电机与滚珠丝杆通过联轴器连接，进 而带动装有螺母的滑板移动，将旋转运动化为直线压入运动。本次钻孔专机的设计，大 大地提高了钻孔的工作效率和质量，并且对后续的钻孔专机的开发和研制都有着一定的 影响，在某种程度上大大提升了该设备在国内外的竞争力，体现了机械工业重要性这一 核心价值。 关键词：机械工业 钻孔专机 装配 高效 II ABSTRACT The environment of global economic development, China industries affected by other countries advanced technology at the same time, foreign enterprises and brand spread to more and more Chinese has become an opportunity. Cap pressing machine in industry through a variety of ways have been working with the relevant technology, and constantly improve their own strength and core competitiveness, and narrow the gap with developed countries. In the new market demand, update the sleeve pressing machine is a pressing matter of the moment. The production of pipe pressing machine equipment manufacturing enterprises to fully tap the potential of the market, vigorously develop the sleeves of large low cost pressing special machinery and equipment, plays a positive role in the evolution of automatic assembly, the assembly of mechanical equipment. There is a large pipe equipment on equipment safety index has strict requirements of production. In the production equipment of enterprises, give full consideration to the possible problems in the operation of the equipment, so as to reduce the noise pollution caused by R Crankshaft;Processing craft;Type selection design III 目 录 摘要 . I ABSTRACT . II 一 绪论 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 （一）课题的来源与研究的目的和意义 . 1 （二）钻孔专机的发展现状 . 2 （三）Solidworks 设计基础 . 4 1.草图绘制 . 5 2.基准特征，参考几何体的创建 . 6 3.拉伸、旋转、扫描和放样特征建 . 7 4.工程图的设计 . 10 5.装配设计 . 11 二 钻孔专机总体结构的设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 （一）钻孔专机的总体方案图 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 （二）钻孔专机的钻孔原理 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 （三）机械传动部分的设计计算 . 17 1.钻孔装置中电机的选型计算 . 18 2.液压缸的设计计算 . 19 3.滚珠丝杆的选型计算 . 20 4.直线导轨的选型计算计算 . 21 三 各主要零部件强度的校核 . 22 （一）轴承强度的校核与计算 . 23 （二）丝杆螺母强度的校核计算 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 四 钻孔专机中主要零件的三维建模 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 （一）滚珠丝杆的三维建模 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 （二）直线滑块的三维建模 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 （三）电机的三维建模 . 26 （四）钻孔专机的三维建模 . 27 五 三维软件设计总结 . 28 结论 . 29 参考文献 . 30 致谢 . 31 1 一 绪论 （一）课题的来源与研究的目的和意义 由于机械工程的知识总量已经远远超越个人掌握所有， 一些专业知识是必不可少的。 但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小 范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。封闭的专业知 识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作中协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪 第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并 的分化。机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制 和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本 的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。机器能完成人的手和脚，耳 朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任务。现代机械工程机械和机械设备创造出更多、 更精美的越来越复杂，很多幻想成为过去的现实。人类现在能成为天空的上游和宇宙，潜 入海洋，数十亿光年的密切观察，细胞和分子。电子计算机硬件和软件，人类的新兴科学 已经开始加强，并部分代替人脑科学，这是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的作 用， 但在未来几年还将继续创造出不可思议的奇迹。 人类智慧的增长并没有减少手的效果， 而是要求越来越精致，手工制作，更复杂的工作，从而促进手功能。又一方面实践促进人 脑智力。在人类的进化过程中，以及在每个人的成长过程中，大脑和手是互相促进和平行 进化。 大脑和手之间的人工智能和机械工程的近似关系，唯一不同的是，智能硬件还需要 使用机械制造。在过去，各种机械离不开人类的操作和控制，反应速度和运算精度的进化 是非常缓慢的大脑和神经系统，人工智能将消除这种限制。相互促进，计算机科学和机械 工程进展之间的平行，将在更高层次的新一轮发展的开始使机械工程。在第十九世纪，机 械工程的知识总量仍然是有限的， 大学在欧洲， 它与一般的土木工程是一门综合性的学科， 称为土木工程，下半场的第十九个世纪成为一门独立的学科。在第二十世纪，随着机械工 程和知识增长的发展开始分解， 机械工程专业， 有分支机构。 在第二十世纪中期趋势分解， 在时间之前和之后的第二次世界大战结束时达到的峰值。 由于机械工程的知识总量已经远 远从个人掌握所有，一些专业是必不可少的。但是过度的专业知识使分割，视野狭隘，可 以查看和统筹大局和全球工程和技术交流，缩小范围，新技术的进步和整个块的技术，外 部条件变化的适应能力差。封闭的专业知识的专家太狭，考虑的问题太特殊，在工作协调 困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来 2 越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。综合职业分化和发展知识循环过程的合 成，是合理和必要的。从不同的专业和专业知识的专家，也有综合的知识了解不够，看看 其他学科和项目作为一个整体，从而形成一种相互强烈的集体工作。综合和专业水平。有 机械工程全面而专业的冲突； 在综合性工程技术也有综合和专业问题。 在人类所有的知识， 包括社会科学，自然科学和工程技术，有一个更高的水平，更广泛的综合性和专业性的问 题。 （二） 钻孔专机的发展现状 当今社会，随着机械工业的蓬勃发展，各行各业的机械设备也在不断地更新，不断 地完善， 钻孔专机同样在发展着， 传统的钻孔是采用人工通过更换夹具来对压缩机底座进 行分开钻孔，劳动效率低，压装精度低下，不适合批量生产的场合。本次设计的钻孔专机 是一种特殊的机器代替人工。随着机械工业的发展，使用轴，轴承和轴套越来越广泛的应 用，使用它们的装配就非常常见。而安装轴承，轴等等零部件，都需要零件上面装有孔位 来安装，如果你使用手工钻孔，不仅劳动强度大，效率低，精度低，难以满足批量生产的 要求。因此，使用一种特殊的钻孔专机成为发展趋势。 （三）Solidworks 设计基础 本论文主要研究运用 SolidWorks 对压缩机底座零件钻孔专机进行设计。 在设计过程 中，了解 SolidWorks 的各种功能。 SolidWorks 公司成立于 1993 年，由 PTC 公司的技术副总裁与 CV 公司的副总裁发 起，总部位于马萨诸州的康克尔郡（Concord,Massachusetts）内。当初的目标是希望在 每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。从 1995 年推出第一套 SolidWorks 三维机械设计软件至今已经拥有位于全球的办事处，并经由 300 家经销商在 全球 140 个国家进行销售与分销该产品。1997 年，Solidworks 被法国达索（Dassault Systemes）公司收购，作为达索中端主流市场的主打品牌。SolidWorks 软件是世界上第 一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统。由于技术创新符合 CAD 技术的发展潮流和趋势， SolidWorks 公司于两年间成为 CAD/CAM 产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户 支持使得 SolidWorks 每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该 系统在 1995-1999 年获得全球微机平台 CAD 系统评比第一名。从 1995 年至今，已经累计 获得十七项国际大奖。其中仅从 1999 年起，美国权威的 CAD 专业杂志 CADENCE 连续 4 年 授予 SolidWorks 最佳编辑奖， 以表彰 SolidWorks 的创新、 活力和简明。 至此， SolidWorks 所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短 3 了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。 由于 SolidWorks 出色的技术和市场表现，不仅成为 CAD 行业的一颗耀眼的明星，也 成为华尔街青睐的对象。终于在 1997 年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将 SolidWorks 全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资， 获得了高额的回报，创造了 CAD 行业的世界纪录。并购后的 SolidWorks 以原来的品牌和 管理技术队伍继续独立运作，成为 CAD 行业一家高素质的专业化公司。SolidWorks 三维 机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的 CAD 产品。 由于使用了 Windows OLE 技术、直观式设计技术、先进的 parasolid 内核（由剑桥提 供）以及良好的与第三方软件的集成技术。SolidWorks 成为全球装机量最大、最好用的 软件。资料显示，目前全球发放的 SolidWorks 软件使用许可约 28 万，涉及航空航天、机 车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、 离散制造等分布于全球 100 多个国家的约 3 万 1 千家企业。 在教育市场上， 每年来自全球 4，300 所教育机构的近 145，000 名学生通过 SolidWorks 的培训课程。 据世界上著名的人才招聘网站检索，与其它 3D CAD 软件相比，SolidWorks 相关的招 聘广告比其它软件的总合还要多，这一事实说明了越来越多的工程师和设计者使用 SolidWorks 三维软件， 越来越多的企业需要 SolidWorks 人才。 Solidworks 软件功能强大， 易于操作， 界面人性化， 技术创新， 组件繁多是 SolidWorks 的五大特点。 使得 SolidWorks 三维软件成为目前全球领先的三维 CAD 解决方案。SolidWorks 在设计时能够为用户提供 不同的设计方案，通过方案的筛选，工程师能从中选择合适的方案，从而在设计过程中降 低设计的错误以及提高产品质量。在目前市场上所见到的三维 CAD 解决方案中， SolidWorks 是设计过程比较简便又通俗易懂的软件之一。 它不仅提供如此人性化的系统， 同时对每个工程师和设计者，乃至整个机械行业提供了良好的发展基础。SolidWorks 软 件是世界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统， 由于技术创新符合 CAD 技术的发展 潮流和趋势，SolidWorks 公司于两年间成为 CAD/CAM 产业中获利最高的公司。良好的财 务状况和用户支持使得 SolidWorks 每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了 很多荣誉。该系统在 1995-1999 年获得全球微机平台 CAD 系统评比第一名；从 1995 年至 今， 已经累计获得十七项国际大奖， 其中仅从1999年起， 美国权威的CAD专业杂志CADENCE 连续 4 年授予 SolidWorks 最佳编辑奖，以表彰 SolidWorks 的创新、活力和简明。至此， SolidWorks 所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设 计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于 SolidWorks 出色的技术 和市场表现，不仅成为 CAD 行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在 1997 年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将 SolidWorks 全资并购。 公司原来 的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 CAD 行业的世界纪录。并购后的 SolidWorks 以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成 为 CAD 行业一家高素质的专业化公司，SolidWorks 三维机械设计软件也成为达索企业中 4 最具竞争力的 CAD 产品。 由于使用了 Windows OLE 技术、直观式设计技术、先进的 parasolid 内（由剑桥提供）以 及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks 成为全球装机量最大、最好用的软件。 资料显示，目前全球发放的 SolidWorks 软件使用许可约 28 万，涉及航空航天、机车、食 品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散 制造等分布于全球 100 多个国家的约 3 万 1 千家企业。在教育市场上，每年来自全球 4， 300 所教育机构的近 145，000 名学生通过 SolidWorks 的培训课程。 据世界上著名的人才网站检索，与其它 3D CAD 系统相比，与 SolidWorks 相关的招聘广告 比其它软件的总和还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程师使用 SolidWorks，越 来越多的企业雇佣 SolidWorks 人才。 据统计， 全世界用户每年使用 SolidWorks 的时间已 达 5500 万小时。 在美国，包括麻省理工学院（MIT）、斯坦福大学等在内的著名大学已经把 SolidWorks 列为制造专业的必修课，国内的一些大学（教育机构）如哈尔滨工业大学、清华大学、浙 江工业大学、浙江大学、华中科技大学、北京航空航天大学、大连理工大学、北京理工大 学、武汉理工大学等也在应用 SolidWorks 进行教学。Solidworks 软件功能强大，组件繁 多。 Solidworks 有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得 SolidWorks 成为 领先的、主流的三维 CAD 解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过 程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，而且对每个工程 师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 SolidWorks 在现今社会阶段逐渐广泛应用， 并且 SolidWorks 公司对中国市场重点开发， 日后 SolidWorks 应用将会更加完善，更加普遍。通过前文对 SolidWorks 的深入了解后， 往后会对 SolidWorks 进行个别应用的分析，如建模，装配，工程图，力学分析等。 1.草图绘制 掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法；掌握样条、文字等高级几何图 形的绘制方法；理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束；熟练应用阵列、 实体转换等草图绘制工具；能综合应用各种草图绘制实体和利用草图绘制工具完成草图 绘。 2.基准特征-参考几何体的创建 清楚明白基于特征的建模方式、 参数化思想等概念； 灵活运用各种建立基准点的方法； 灵活运用各种建立基准轴方法； 灵活运用各种建立基准面的方法； 灵活运用坐标系的建立 方法；能根据建模需要综合应用各种参考几何体。 3.拉伸、旋转、扫描和放样特征建模 灵活运用拉伸特征的概念与建立方法；灵活运用旋转特征的概念与建立方法；掌握扫 描特征的概念与建立方法； 灵活运用放样特征的概念与建立方法； 通过实践能够准确分析 5 零件的特征，灵活运用拉伸和旋转也正建立三维模型。综合应用扫描、放样、弯曲、镜向、 阵列等特征建立各种实体。 4.工程图设计 灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法；灵活运用建立标准三视图，剖视图，断 面图，局部图，辅助视图等方法；灵活运用各种注释的方法。 5.装配设计 灵活运用自底向上的装配方法；灵活运用生成装配体爆炸图的方法；灵活运用 SolidWorks 智能装配技术；灵活运用装配体零部件的状态和属性控制，并能够在装配体 中设计子装配体；灵活运用干涉检查；灵活运用自上向下的装配方法；灵活运用在装配模 型工程图中添加零件序号；灵活运用生成装配体材料明细表的方法。 二 钻孔专机总体结构的设计 （一） 钻孔专机的总体方案图 本次设计钻孔专机采用的方案为：伺服电机驱动滚珠丝杆螺母副传动，从而使螺母 的旋转运动改变为直线运动，带动上面的装有压缩机底座的夹具移动到钻孔的位置停止， 然后垂直方向的和水平方向钻孔装置开始动作， 从而对压缩机底座两相互垂直的孔进行钻 削加工，此钻孔专机效率高，加工精度好。布局的具体方案如下： 6 （二）钻孔专机的工作原理 本次所设计的钻孔专机的工作原理为：伺服电机驱动滚珠丝杆螺母副传动，从而使 螺母的旋转运动改变为直线运动， 带动上面的装有压缩机底座的夹具移动到钻孔的位置停 止， 然后垂直方向的和水平方向钻孔装置开始动作， 从而对压缩机底座两相互垂直的孔进 行钻削加工，此钻孔专机效率高，加工精度好。 （三）机械传动部分的设计计算 1.钻孔装置中电机的选型计算 已知整个水平钻孔装置上工件与零件的重量，我们取总重量为 20Kg，范围为 50mm200mm，移动速度为 12r/min。即： smmXXDnV NXmgG /5 . 34002 . 0 14 . 3 2001020 = = 具体的电机设计计算如下: N= WG 0.37(KW) G钻孔的生产能力，1000kg/h 传动效率，取 0.75 所以根据 N0.37kw， n1500r/min， 查 B1 表 10-4-1 选用 Y112M-4， 再查 B1 表 10-4-2 得 Y112M-4 电机的结构。 7 2.液压缸的设计计算 根据负载并查表，初选工作压力 P1=3MPa 鉴于液压缸要求快进、快退速度相等，可选用单杆式轻负载型液压缸。无杆腔工作面 积 A1，有杆腔工作面积 A2， 且 A1=2A2，即活塞杆直径 d 与缸筒直径 D 呈 d=0.707D 的关系。 回油路上背压 P2 取 0.8MPa 油路压力损失P 取 0.5MPa A1=F/(P1-P2/2)=418210-6/(3-0.8/2)m2=0.0016m2 D= / ) 14( A =45.13mm d=0.707D=31.91mm 按 GB/T2348-2001 将直径元整成就进标准值 D=50mm d=35mm; 液压缸两腔的实际有效面积为： A1=D2/4=19.6310-4m2 A2=(D2-d2)/4=10.0110-4m2 根据上述 D 与 d 的值，可估算液压缸在各个工作阶段中的压力 工况 推力 F/N 回油腔压力 P2/MPa 进油腔压力 P1/MPa 输入流量 / J Q（ L/min） 输入功 率 /P kW 计算公式 快 进 启动 1289 0 1.86 - 2 1 12 FA P p AA + = 121 Qv= （ A-A） 1 Pp Q= 加速 1193 1 ppp=+ P=0.5 1.76 - 恒速 645 1.29 4.81 0.10 工进 4182 0.8 2.54 1.57 0.098 0.07 22 1 1 Fp A p A + = 1 2 QAv= 1 Pp Q= 快启动 1289 0 1.29 - 21 1 2 Fp A p A + = 8 退 加速 1193 0.5 2.17 - 2 QA v= 1 Pp Q= 恒速 645 1.62 5.01 0.135 本次设计的液压缸工况图如下： 根据系统工况，可知油压范围介于 14MPa 之间，故根据液压缸推力计算公式可 知：F=PXS=14X3.14X20X20=1758.4N，符合要求。 3.滚珠丝杆的选型计算 1）材料选用原则 在材料选取的基本原则的前提下，可以满足一部分性能，良好的工艺性和经济性。这 种材料的特性是机械，机械部分应在正常工作条件下，其物理和化学性能，是保证其可靠 性的基础。一般的机械零件，主要考虑的是材料的机械性能；而非金属材料零件，还应考 虑对零件性能的环境效应。 根据零件选择的力学性能，首先要对工作条件的正确分析，形状和大小和应力状态， 结合这类零件的主要失效形式， 对原发性和继发性失效抗力指标的实际使用中， 由于物质 基础。 2）丝杠螺母的工作条件、失效形式和技术要求 1、工作条件 由于传动机构是丝杠螺母副，即螺旋传动副，而工作时主要是携带传感器进行测量， 而非传递动力或扭矩。主要承受一定的剪切、弯曲、扭转等载荷。 2、主要失效形式 9 当弯曲载荷较大时，丝杠承受着交变应力；当其表面硬度较低，表面质量不良时，会 发生磨损，甚至产生疲劳断裂。而设计的丝杠所传递的动力和扭矩都很小。因此，主要的 失效形式是磨损。通过提高丝杠螺母的表面质量和安装精度可以有效的减少磨损。 3、材料性能要求 根据丝杠的工作条件和失效形式， 要求丝杠材料具备以下主要性能： 电磁铁参数测 量装置是对电磁铁的电磁吸力、 磁场强度和线圈温度进行测量的装置。 为避免电磁铁的磁 泄漏，采用不可磁化材料。如不锈、铝合金、铜合金、陶瓷材料或高分子材料。较高的 综合力学性能.当丝杠正常工作时，要承受一定的交变载荷与冲击载荷。丝杠轴颈应具 有高的硬度和耐磨性，提高丝杠的旋转精度和使用寿命。 根据丝杠螺母副的工作条件、失效形式和技术要求，考虑材料的综合性能，丝杠采用 淬火钢，螺母采用铸造锡青铜。这是由于铜合金材料不仅具有较高的综合力学性能，而且 具有较高硬度和耐磨性。丝杠螺母副的导柱采用不锈钢，导轨采用铝合金，联结件采用高 分子塑料。 3）丝杆螺旋传动的类型、特点与应用 滚珠丝杆螺母副传动中， 滚珠丝杆和螺母丝杠副满足传输要求的使用。 它主要用于旋 转运动转换为直线运动的场合， 同时传递运动和动力。 滚珠丝杠传动系统是一个很经典的 传动机构，该传动形式分为两种：一种是将旋转运动转化为直线运动；另一种是直线运动 转化为旋转运动。 （1）高传输效率、传输效率 梯形螺丝驱动系统的工作效率高达 90%至 98%，滑动 螺钉系统直线运动为旋转运动（可逆）。 （2）光滑的运动：梯形滚珠丝杆传动系统的接触点在与滚珠运动，摩擦阻力小，灵 敏度高，没有振动，启动速度没有在爬行现象，它可以精确地控制微生物饲料。 （3）高精密球滚珠丝杆驱动系统撕裂小温度上升，和可以消除轴向间隙和滚珠丝杆 预张力热伸长，因此获取精度和定位精度。 （4）高耐用钢球滚动接触后硬化精密磨削过程中，循环系统是相对于滚动磨损小， 寿命长，所以它有高精密保留。 （5）同步稳定、敏感的反应，没有块，没有内裤，球滚珠丝杆驱动系统及驱动 f 组 件或设备可以得到很好的同步效果。 高可靠性： （6）和其他机械传动，液压传动滚珠丝杆驱动系统相比较，棒球是很低的故障率， 维修是比较简单，就是通用润滑和灰尘。无润滑条件下工作，我们可以特别场合。 没有预拧紧力矩：哥特（哥特式拱门形槽轴向间隙），可以调整很小，可以很容易地 开车。如果你消除轴向间隙螺丝有更好的刚性，减少球滚珠丝杆和螺母，弹性变形下的负 载，实现高精度。 10 （3）稳定性验算，由部件自重产生的使丝杆回转的扭矩 f M 为 2 f GS M 200 0.5 0.9615.287 22 3.14 = f GS M 式中 G移动部件自重 S导程（cm） 逆传动效率，由于滚珠丝杆副的正传动效率和逆传动效率近似相等，因 此，一般用正传动效率代替 。 200 0.5 0.9615.287 22 3.14 = f GS M N.cm 可知 110BF004 反应式步进电动机带动丝 杆螺母副时不会发生逆向传动 （5） 轴承的选择， 初选 6002， 工作时为轻度冲击， 正常工作温度， 预期寿命为 5000h， 丝杆在工作的过程中受轴向载荷作用， 且最大轴向载荷为 Fa=200N.查手册可知道 2002 的 基本额定负载 Cr=4.32kN,基本额定负载荷 Cor=2.50Kn。 为了能安装方便本次设计中 6002 轴承可以用带座轴承代替，选用轴承的型号为 UCFU203 轴承。 Fa/Cor=e=0.228 查表可知道 e=0.38 当量负载的计算 P=200N 可算得轴承寿命6 16667 = t h p f C L nf P （2.25） 温度系数 t f =1，载荷系数 p f =1，UCFU203 轴承座，寿命指数为=3 得 3 16667 1 2500 1627635000 200200 = h L （h） 所以该轴承适合。 4）滚珠丝杆螺母的支承方式的选择 滚珠丝杠的支承主要有以下四种， 由于支承方式不同， 使容许轴向载荷及容许回转 11 转速也有所不同。 （1）固定- 固定，适用于高速，高精度； （2）固定轴承适用于中高速，高精度； （3）支持，中速的支持，精度； （4） 固定- 自由， 低速度， 精度， 短轴螺钉本次设计中丝杆螺母的固定方式如下所示： 5）滚珠丝杆螺母的润滑和防尘隔离 滚珠丝杠副设计使用中应注意的问题： （1）为了提高滚珠丝杠副的精度和使用寿命，通过滚珠丝杆的轴向力对滚珠丝杆的 影响，保证轴承的受力均匀，避免倾覆力。 （2）反逆向的滚珠丝杠驱动器对效率高，应在电机功率的考虑，和逆螺旋传动由于 其成分的重量（尤其是驱动在垂直方向上，当逆方法）可以用来防止动力传动电机，蜗轮 自锁：切割离合器，等。 12 （3）在行程两端的滚珠丝杠应该旅游保护装置，以防止滚珠丝杠过程的冲击和影响 精度，使用寿命甚至损坏。 （4）防止热变形对定位精度的丝杠热变形精度的重要影响。热源不仅是摩擦热产生 的螺丝，和其他机械零件热时，滚珠丝杆的热膨胀和伸长率。因此有必要对热源的因素， 控制热源的措施，也可用于预拉伸，强制冷却，减少滚珠丝杆伸长的热变形的影响。 （5）水平螺旋，而造成弯曲变形的轴，是影响齿距累积误差的因素，会导致不均匀 的载荷螺母。螺杆的设计需要考虑到螺杆的材料和它的强度的问题。 （6）密封圈是重要的密封气体和液体的标准件，所以密封圈的防尘措施是必须要考 虑的。滚珠丝杠螺母安装在防尘圈的两端，以避免螺钉外露，但还需要滚珠丝杆选择保护 装置。 （7）合理的润滑是减小驱动力矩的重要环节，提高传动效率，延长滚珠丝杆的使用 寿命，接触面和油膜减振效果，降低传动噪音和尘土等杂物在螺旋洗。所以你想注入润滑 脂。螺母和油孔，用户可以拧入水口，其他合适的润滑油的使用。 （8）的预紧力的正确选择，滚珠丝杠厂一直需要调整预紧力要求，严禁自行拆卸滚 珠滚珠丝杆零件，以免影响准确性。非冲击管和拔除，以免球塞，运行平稳。 （9）推荐的大型轴承的使用适用于数控机床为了提高传动刚度。 （10）内循环滚珠丝杠，滚珠丝杠必须两端的齿和一端连接了至少一个螺纹，所有圆 螺纹底径尺寸小于 D2，否则无法安装螺母。 （11）外循环滚珠滚珠丝杆位置，最好是放在滚珠丝杆轴以上插管。 （12）加工螺纹，外圆直径大于 1 的外径最好不要螺钉。 4.直线导轨的选型计算设计计算 通过丝杆螺母传动，带动整个钻孔装置水平往复运行，为了要保证平稳，需要有 导向装置，这里就需要设计导向光杆和直线轴承配合整个丝杆螺母装置。 1 直线轴承的选择 用于测试的 POM 工程塑料支架；钢架适用于工作温度；不锈钢轴承适用于水， 蒸汽，硝酸等腐蚀性介质和真空的工作场所，按下列公式确定型轴承的计算。 硬 度 ： 硬 度 系 数FH HRC58的 硬 度 ， hrc52- 58 ， FH = 0.6- 1.0 FH = 1 。 FT 的温度系数：工作温度小于 100C，FT = 1，温度 100oc- 125oc，FT = 1.0- 0.95。 接触系数 FC： 每根轴装一套轴承，FC=1.0 每根轴装二套轴承，FC=0.81 每根轴装三套轴承，FC=0.72 每根轴装四套轴承，FC=0.66 载荷系数 FW： 小于 15 米/分钟的速度，无冲击，无振动，FW = 1.0- 1.5； 13 小于 60 米/分钟的速度，超调量小或振荡，FW = 1.52.0； 运行速度大于 60 米/分钟，或有更大的冲击，振动，FW = 2.05.0。 时间是生命的 LH =（100001）/ 2 * L（S * N1 * 60）（单位：小时小时）L：长度 寿命 (万米)， LS：工作行程 (米)， N1：每分钟往复次数 已知行程 L=0.2 米，工作温度 60oC，每分钟往复次数 n1=20，微小冲击，轴承工 作载荷 PC=200Kg，硬度大于 HRC60，期望寿命 Lh=5000 小时，试选择轴承型号。 按以上工作条件： 1.0,1.0,0.81 =1 0.2 10=2m/min = 运行速度， 属于一般冲击，选取FW 2.0 = FHFTFC V 根据本次载荷重量为 2000N， 我们选用两个导向光杆加上丝杆螺母， 这样滑动轴 承的所受负载就平均分配， 上下六个滑动轴承分别连接底板和连接上固定圆盘， 两边轴承 座为固定式的，中间六个为可以随着丝杆螺母上下滑动。六个导向光杆加上丝杆螺母，这 样每个导向光杆的滑动轴承处的所受负载为 166N。本次设计中所选择的滑动轴承为带法 兰形状的。 14 根据每个滑动轴承的负载承受 166N，我们选用滑动轴承为 LMF20，轴承中间孔径为 20mm，这样导向光杆的直径也为 20mm。 2）直线轴承安装： 轴承座孔推荐 H7，J7 系列，线性轴公差推荐 G6，H6 级，轴承的安装必须使用步芯 棒压痕； 线性轴必须对齐到轴承孔， 轻轻地斜插进入行动， 将导致保持架和滚动轴承脱变， 安装方向应在表 1 所示，可以提高承载能力，延长寿命。轴承座孔可能会导致承压，间隙 变小，用手转动轴，若轴可以接触球，可以轻松地转动，以 0 0.01mm 的间隙；如果 一点力旋转，随着- 0.01 0mm 间隙（干扰）；如果力不能旋转，配合间隙已超过 0.01mm， 也可以让球滚动滑动，将减少轴承与轴的使用寿命，只能应用于低速、轻负荷，在高要求 的情况下定心。 3 直线轴承润滑和灰尘：轴承厂是涂上防锈油，使用时需要添加润滑油。低噪音润滑 脂，常用的有 2 锂基润滑脂和低噪音轴承润滑脂填脂量为边间隙 1 / 3，在轴承使轴的摩 擦，造成非预期的轴承损坏。铁将大大降低轴承的使用寿命，灰尘和污物阻塞球体保持航 道，不能转动，造成损坏，橡胶球架。密封轴承可用于一般的无尘车间，如木工机械，在 尘土中铸造机械等许多场合，在两端的轴承和密封，以防止灰尘和降低油品损耗。 4 轴承载荷和冲击载荷下的生活：运动和变化，或当轴承是固定的，本机和其他因素的振 动会使与形成凹坑接触。外部硬盘进入轴承，而且在表面压痕的形成，超过一定限度，直 线的永久变形，这将阻碍运动平稳，振动和噪声引起的振动，将进一步削弱周围的物质， 造成恶性循环，凹面积扩大，基本额定静载荷由永久变形有限公司。静态负荷容量等于钢 球直径的 1 / 10000 球环的两个时间之间的接触点的永久变形，称为基本额定静载荷 C0。 轴承的使用，影响是难以衡量的，常用的静态负荷选择适当的安全系统，保证轴承静负荷 不超过额定静负荷。静载荷 P0 C0 / FS 选择轴承，振动和冲击。FS 1 FS 2 7 1.5，由振动 和冲击的场所。 由于重复荷载作用下轴承工作在地表以下一定深度，对裂纹形成的较弱的部分，然后 15 用金属片状剥离表面的接触，这被称为疲劳剥落。在安装过程中，润滑，密封在正常情况 下，轴承失效是绝大多数人的疲劳失效，寿命一般在轴承，是指轴承疲劳寿命。额定寿命 直线轴承是 50000 米，通过定义基本额定动载荷确保。由于轴承的寿命是分散的，使用同 样的材料，同样的过程，使用相同的轴承寿命的条件是不一样的，所以轴承基本额定动载 荷 C 被定义为一组相同的轴承在相同的条件下运行 50000 米，没有任何疲劳剥落现象的 动态承载能熊。 三 各主要零部件强度的校核 （一）轴承强度的校核与计算 （1）滚动轴承的选择 滚动轴承为双列圆锥滚子轴承 350324B，由文献2表242 .39得862= r CKN， 1490= or CKN，83. 0=e，8 . 0 1 =Y。 （2）寿命验算 轴承所受支反力合力 74.150502.136813.629 2222 =+=+= BZBYB RRRN （4.1） 对于双列圆锥滚子轴承，派生轴向力互相抵消。 0= Ba F，57.712= aCa FFN 由文献2表242 .39得， e R F B Ba ， 74.150508 . 074.1505 1 =+=+= BaBBr FYRPN （4.2） 按轴承 B 的受力大小验算 9 3 10 366 1078 . 4 74.1505 10862 55660 10 60 10 = = = Br h P C n Lh （4.3） 9 1078 . 4 = h Lh= 5 1046 . 5 年 由于拖拉机减速箱的运转平稳， 必须选择较大寿命的轴承， 轴承能达到所计算的寿命。 经审核后，此轴承合格。 （二）丝杆螺母强度的校核与计算 滚动螺旋传动主要承受轴向力。螺母与螺钉间滑动摩擦较大，所以磨损失效的主要 形式。基本尺寸（直径滚珠丝杠和螺母高度），通常基于条件的耐磨性测定。滚珠丝杆驱 16 动力较大， 还应检查滚珠丝杆和螺母的螺纹强度的危险截面， 以防止塑性变形或断裂的发 生；自锁螺钉的要求，检查自锁螺钉；传动精度，应检查的刚度，以免造成传输降低音高 变化的应力的精度；滚珠丝杆长径比大，应检查其稳定性，以防止轴心受压失稳；长滚珠 丝杆转速也应该检查的临界转速，以防止过大的横向振动。设计应根据驱动型，工作条件 和失效模式，选同的设计标准，无需逐一