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一种热管压扁标识机结构设计【三维SW】【CAD图纸和毕业论文】【原创资料】

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原稿--定单344-一种热管压扁标识机结构设计【3D-SW】.zip

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三维模型-热管压扁标志机

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图纸CAXA2013版

升降支架.exb

原理图.exb

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摘要

热管是一种具有极高导热性能的传热元件，导热性高、等温性好、传热距离远等一系列优点，因此，在工业及家庭等各领域应用非常广泛。

本文为提高超薄热管生产制造效率及产品质量，设计了一种超薄热管压扁标志机，方便后续热管压扁时可以按弓形分布形式压扁。

本文首先分析了热管的作用及加工工艺，然后针对热管压扁标志拟定了两种传动方案，最后确定为气压为冲印标志动力方案，由丝杠传动实现冲印部件升降。然后对丝杠传动及气缸进行了设计计算，最后用Pro/E三维软件对设备进行设计及建模。

本文设计的超薄热管打标志的机械装置，能方便快速在超薄热管表面冲印出一个痕迹来。可以大幅度提高超薄热管生产效率，提高产品质量，为生产企业创造价值。

关键词：热管压扁标志丝杠气缸

ABSTRCT

Heat pipe is a kind of high heat conduction performance of the heat transfer element, high thermal conductivity, excellent isothermal heat transfer distance, and a series of advantages, therefore, in the industrial and family is very extensive application in various fields.

This paper to improve the ultrathin heat pipe manufacturing efficiency and product quality, design a kind of thin tube flattening machine, convenient subsequent heat pipe can be pressed when flattening bow distributions were squashed.

At first, this paper analyzed the effect of heat pipe and the processing technology, and then in view of the heat pipe crushed mark two transmission scheme is worked out, finally determining dynamic scheme for pressure for print logo, the lifting lead screw transmission to realize the print part. Then the designing calculation of lead screw transmission and cylinder, finally using Pro/E 3 d software for equipment design and modeling.

In this paper, design of ultra-thin tube play symbol of machinery, to facilitate rapid in ultrathin heat pipe surface to print out a trace. Can greatly improve the efficiency of ultrathin heat pipe production, improve product quality, create value for enterprises.

Keywords: heat pipe flat screw cylinder

摘要I

ABSTRCTII

目录III

第一章绪论1

1.1 课题的意义1

1.2热管技术简介1

1.2.1 热管简介1

1.2.2 热管工作原理2

1.2.3 热管生产制造工艺3

1.4 打标机国内外研究现状及发展趋势5

第一章原理方案的拟定7

2.1 超薄热管表面打标任务要求7

2.2 传动方案的拟定7

第三章传动设计计算10

3.1 升降丝杠副的设计10

3.2 气缸的设计16

第四章结构设计20

4.1 机座设计20

4.2 打标刀的设计21

4.3 滑杆及滑套设计22

第五章三维建模23

5.1 零件建模23

5.1.1 基座建模23

5.1.2 丝杠建模24

5.1.3 支架建模24

5.1.4 滑杆建模25

5.1.5 滑套建模25

5.2 虚拟装配26

结论29

参考文献30

致谢31

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第一章绪论

1.1 课题的意义

热管是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。由于其特殊的传热特性可控制管壁温度，避免露点腐蚀。目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械等行业中，进行热回收以及综合利用工艺过程中的热能，已取得了显著的经济效益。

超薄热管在加工过程中，由于液芯是两个对称的弓形，热管在密封焊接后无法看到内部液芯分布形式，所以在芯棒拔出前要在热管外表面做一个标志，方便后续热管压扁时可以按弓形分布形式压扁。所以，本课题的任务在于设计一款专为超薄热管打标志的机械装置。此款机械能大幅度提高超薄热管生产效率，提高产品质量，为生产企业创造价值。

1.2热管技术简介

1.2.1 热管简介

热管散热是一种利用相变过程中要吸收/散发热量的性质来进行冷却的技术，以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机，同样可以得到满意效果，使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决，开辟了散热行业新天地。现在常见于cpu的散热器上。热管技术率先由IBM最初引入笔记本中。热管的出现已经有数十年的历史，而在计算机散热领域被广泛采用还是近些年的事，但发展迅猛。小到CPU散热器、显卡/主板散热器，大到机箱，我们都可以看到热管的身影。

热管具有热传递速度极快的优点，安装至散热器中可以有效的降低热阻值，增加散热效率。它通过在全封闭真空管内工质的汽、液相变来传递热量，具有极高的导热性，高达纯铜导热能力的上百倍，有“热超导体”之美称。

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内容简介：: 一种热管压扁标识机结构设计 I 摘要热管是一种具有极高导热性能的传热元件，导热性高、等温性好、传热距离远等一系列优点，因此，在工业及家庭等各领域应用非常广泛。本文为提高超薄热管生产制造效率及产品质量，设计了一种超薄热管压扁标志机，方便后续热管压扁时可以按弓形分布形式压扁。本文首先分析了热管的作用及加工工艺，然后针对热管压扁标志拟定了两种传动方案，最后确定为气压为冲印标志动力方案，由丝杠传动实现冲印部件升降。然后对丝杠传动及气缸进行了设计计算，最后用 Pro/E 三维软件对设备进行设计及建模。本文设计的超薄热管打标志的机械装置，能方便快速在超薄热管表面冲印出一个痕迹来。可以大幅度提高超薄热管生产效率，提高产品质量，为生产企业创造价值。关键词：热管压扁标志丝杠气缸 nts 一种热管压扁标识机结构设计 II ABSTRCT Heat pipe is a kind of high heat conduction performance of the heat transfer element, high thermal conductivity, excellent isothermal heat transfer distance, and a series of advantages, therefore, in the industrial and family is very extensive application in various fields. This paper to improve the ultrathin heat pipe manufacturing efficiency and product quality, design a kind of thin tube flattening machine, convenient subsequent heat pipe can be pressed when flattening bow distributions were squashed. At first, this paper analyzed the effect of heat pipe and the processing technology, and then in view of the heat pipe crushed mark two transmission scheme is worked out, finally determining dynamic scheme for pressure for print logo, the lifting lead screw transmission to realize the print part. Then the designing calculation of lead screw transmission and cylinder, finally using Pro/E 3 d software for equipment design and modeling. In this paper, design of ultra-thin tube play symbol of machinery, to facilitate rapid in ultrathin heat pipe surface to print out a trace. Can greatly improve the efficiency of ultrathin heat pipe production, improve product quality, create value for enterprises. Keywords: heat pipe flat screw cylinder nts 一种热管压扁标识机结构设计 III 目录摘要 . I ABSTRCT. II 目录 . III 第一章绪论 . 1 1.1 课题的意义 . 1 1.2热管技术简介 . 1 1.2.1 热管简介 . 1 1.2.2 热管工作原理 . 2 1.2.3 热管生产制造工艺 . 3 1.4 打标机国内外研究现状及发展趋势 . 5 第一章原理方案的拟定 . 7 2.1 超薄热管表面打标任务要求 . 7 2.2 传动方案的拟定 . 7 第三章传动设计计算 . 10 3.1 升降丝杠副的设计 . 10 3.2 气缸的设计 . 16 第四章结构设计 . 20 4.1 机座设计 . 20 4.2 打标刀的设计 . 21 4.3 滑杆及滑套设计 . 22 第五章三维建模 . 23 5.1 零件建模 . 23 5.1.1 基座建模 . 23 5.1.2 丝杠建模 . 24 5.1.3 支架建模 . 24 5.1.4 滑杆建模 . 25 5.1.5 滑套建模 . 25 5.2 虚拟装配 . 26 结论 . 29 参考文献 . 30 致谢 . 31 nts 一种热管压扁标识机结构设计 1 第一章绪论 1.1 课题的意义热管是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。由于其特殊的传热特性可控制管壁温度，避免露点腐蚀。目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械等行业中，进行热回收以及综合利用工艺过程中的热能，已取得了显著的经济效益。超薄热管在加工过程中，由于液芯是两个对称的弓形，热管在密封焊接后无法看到内部液芯分布形式，所以在芯棒拔出前要在热管外表面做一个标志，方便后续热管压扁时可以按弓形分布形式压扁。所以，本课题的任务在于设计一款专为超薄热管打标志的机械装置。此款机械能大幅度提高超薄热管生产效率，提高产品质量，为生产企业创造价值。 1.2 热管技术简介 1.2.1 热管简介热管散热是一种利用相变过程中要吸收 /散发热量的性质来进行冷却的技术，以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机，同样可以得到满意效果，使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决，开辟了散热行业新天地。现在常见于 cpu 的散热器上。热管技术率先由 IBM 最初引入笔记本中。热管的出现已经有数十年的历史，而在计算机散热领域被广泛采用还是近些年的事，但发展迅猛。小到 CPU 散热器、显卡 /主板散热器，大到机箱，我们都可以看到热管的身影。 nts 一种热管压扁标识机结构设计 2 热管具有热传递速度极快的优点，安装至散热器中可以有效的降低热阻值，增加散热效率。它通过在全封闭真空管内工质的汽、液相变来传递热量，具有极高的导热性，高达纯铜导热能力的上百倍，有 “热超导体 ”之美称。热管的工作原理很简单，热管分为蒸发受热端和冷凝端两部分。当受热端开始受热的时候，管壁周围的液体就会瞬间汽化，产生蒸气，此时这部分的压力就会变大，蒸气流在压力的牵引下向冷凝端流动。蒸气流到达冷凝端后冷凝成液体，同时也放出大量的热量，最后借助毛细力和重力回到蒸发受热端完成一次循环。典型的热管是由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽到的负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段（加热段），另一端为冷凝段（冷却段），根据需要可以在两段中间布置绝热段。 1.2.2 热管工作原理热管受热侧吸收废气热量，并将热量传给管内工质 (液态 )，工质吸热后以蒸发与沸腾的形式转变为蒸汽，蒸汽在压差作用下上升至放热侧，同时凝结成液体放出汽化潜热，热量传给放热侧的冷流体，冷凝液体依靠重力回流到受热侧。由于热管内部抽成真空，所以工质极易蒸发与沸腾，热管起动迅速。热管在冷、热两侧均可装设翅片，以强化传热。超强的导热性：导热速度快、强度大、效率高，导热速度可达到音速。良好的等温性：良好的等温性使热管在很小的温差下，传递很大的热通量，nts 一种热管压扁标识机结构设计 3 传热阻力小。热流密度可变性：热管可以独立改变蒸发段或冷却段的加热面积，即以较小的加热面积输入热量，而以较大的冷却面积输出热量，或者热管以较大的传热面积输入热量，而以较小的冷却面积输出热量。环境的适应性：不受环境的限制，热管可根据环境的需要而单独设计。应用领域广：超导热管形状具有更大的灵活性，更广泛的应用领域，能适应各种恶劣的工作环境。由热管组成的换热器换热效率高，传递热量大，等温性能好，温度范围广，结构简单，无运动部分，可避开露点腐蚀。它最大的特点是热管应用到两种流体之间换热可以做到两种流体互不渗混、不泄灌。即使一支或少数热管破损也不影响设备正常运行。热管换热器属于热流体与冷流体互不接触的表面式换热器。热管换热器显著的特点是：结构简单，换热效率高，在传递相同热量的条件下，热管换热器的金属耗量少于其他类型的换热器。换热流体通过换热器时的压力损失比其他换热器小，因而动力消耗也小。由于冷、热流体是通过热管换热器不同部位换热的，而热管元件相互又是独立的，因此即使有某根热管失效、穿孔也不会对冷、热流体间的隔离与换热有多少影响。此外，热管换热器可以方便地调整冷热侧换热面积比，从而可有效地避免腐蚀性气体的露点腐蚀。热管换热器的这些特点正越来越受到人们的重视，其用途亦日趋广泛。热管换热器主要应用于化肥、冶金、电厂锅炉、干燥、硫酸、炉窑等行业的换热和余热回收。热管换热器按流体介质可分为：气气型、气汽型、气液型。 1.2.3 热管生产制造工艺热管工作温度范围为 50 200，它的制作过程主要包括化学清洗、机械加工，惰性气体保护焊、管壳的检漏、高真空的获得、封口测试等主要过程。 1）管子清洗清洗的目的在于确保工作液体浸润管壁；避免由于杂质或污物放出不凝性气体破坏管子的真空度；避免在操作中由于杂质和污物妨碍毛细作用和产生不相nts 一种热管压扁标识机结构设计 4 容性；避免在端盖和管壳焊接时由于金属不清洁而影响焊缝质量。管子清洗液的配方，总的来讲是经过化学除油（或碱洗除油）、酸洗除锈除垢两个过程。碳钢材质的酸洗是将元件浸入 31%盐酸溶液中，然后用软水漂洗。管子清洗后还应该放在烘干炉中让其在 400的温度下烘烤一个小时，而后管材两端用纸封口，防止空气中的水份进入管内再生锈。判断清洁的程度可通过简单的实验方法来检验。将软水一滴一滴地滴落在处理后的表面上，假定水滴立即分散在表面上，由可以认为达到了良好的润湿效果，清洗也达到了要求。 2）充液（工质）完整的热管充液过程包括以下三个环节： 1、工质预净化处理； 2、工质进行缓蚀处理； 3、在管内充入规定数量的液体。 3）真空处理我们目前采用的是排气法。排气法是在热管内事先灌入一定量处理过的工作液体，然后在热管的底部加热，待热管内工作液体沸腾后，蒸汽从管口排出，同时将管内的空气也一同带出，排气至一定程度后，用销封死，待管内液体冷却后，管内便形成一定的真空度。 4）检验第一步：起动性能检验对每批热管进行抽样起动性能检验，抽检数量为总数的 3%，将热管加热段放置在热管运行时最低工作温度下，要求冷却段上端盖下 20mm 处，管壁温度在 8min 内达到恒定。第二步：等温性能检验对每批热管进行抽样表面等温性能检验，抽检数量为总数的 3%，把热管放入一定温度下的炉子（或液体）中，冷却段保温，热管冷却段不定长度放置热电偶测温，要求热冷却段全长轴向温度 4。第三步：热管合格检验 nts 一种热管压扁标识机结构设计 5 每根热管都采用听声法来判定热管质量的好坏。将热管垂直上下串动，如管内有清脆的撞击声，则说明管内有较高的真空度，热管放置 5 天后再用听声法判定热管质量，如管内有清脆的撞击声，为质量合格。如无响声则说明热管内有不凝性气体或者充液量过少。此时可放在热水中检验，如听到水珠对热管顶盖的撞击声并能传递热量，则说明热管基本能传热，如果没有热量传递或者传热不明显，则可判定是失效热管。 1.4 打标机国内外研究现状及发展趋势 1973 年美国 TELESIS 公司研发出全球第一台气动打标机； 1984年法国 TECHNIFOR公司研制出全球第一台手持式气动打标机； 1997年重庆捷达公司从加拿大引进打标机系统，并在国内开始生产组装，当是主要应用于发动机，活赛打标进行打标重庆是最早气动打标机生产基地，也是国内气动打标机的发源地 ;在重庆本地经销打标机企业有五十多家，但真正的生产企业不多，大概只有五六家左右，大多数是打标机经销商和贴牌商，由于气动打标机是 1995 年开始从国外引进，并开始研究和生产。最早气动打标机主要应用于发动机、活赛、摩托车车架、汽车大梁等行业的应用。目前气动打标机国产企业成规模的很少，只有重庆的捷达、依思沃等十几家，其中国内 70%气动打标机出于重庆。气动打标机的优势在于标记可深可浅，无论是图形、文字、产品序列号、商标等，打标后成为永性久标识，再者就是各种大重型工件打标，需要经常异地作业打标的，气动打标机就是首选，且价格适中，可配备笔计本电脑，携带方便。其次，气动打标也可方便地集成在工业生产线上，易于由计算机控制，并实现自动化操作。再次，气动打标机可使用于各种材质的打标，这是电化学腐蚀打标所无法比拟的。目前，随着现代加工技术的飞速发展，零件表面的加工己达到了相当高的水平，这就对工业标记技术提出了更高的要求，设计出具有模块化、高精度、高效率、高可靠性特点的高度自动化工业标记设备是现代化生产线新的需求。 (I)模块化 nts 一种热管压扁标识机结构设计 6 为扩大气动打标机的使用范围和适应小批量多品种的需要，加速气动打标机功能部件的标准化、模块组合化成为了气动标记技术的新趋势。采用模块化的元器件，一方面可以根据用户要求选择各种模块，并以搭积木的方式将它们组合为一个完整的元器件，另一方面还十分便于将来对机器的功能和规模进行扩充。 (2)高精度工件标识的效果应该清晰易于识别，而标识的效果主要是由打印执行元器件的精度决定的。随着执行元器件精度的提高，工件表面的标记质量也相应提高。 (3)高效率打印图形和字符的规则是影响打印加工效率的决定性因素，传统的打印规则是按照字符点阵的形式进行的，也就是逐行或逐列扫描打印，这样空行程就较多，效率较低。如果按照图形和字符的轨迹打印，将大大减少空行程，效率明显提高。 (4)高可靠性作为产品综合质量的一个重要方面，标识质量的好坏对产品的市场竞争能力有直接的影响。为了便于识别和管理零件，需要在其表面打印永久性标记号，模糊易涂改的标识既损坏了企业形象又给假冒产品提供了可乘之机。 (5)高度自动化传统的一些工业标记方法具有固定的图形库和字符库，只能对简单图形、细小图形和数字字符进行标记，对于任意复杂的图形和字符就不再适用了。而实际情况是标记的图形和字符必须随着所要完成标记任务的不同而改变，需要实时、自动地对任意图形和字符进行处理。 nts 一种热管压扁标识机结构设计 7 第一章原理方案的拟定 2.1 超薄热管表面打标任务要求超薄热管在加工过程中，由于液芯是两个对称的弓形，热管在密封焊接后无法看到内部液芯分布形式，所以在芯棒拔出前要在热管外表面做一个标志，方便后续热管压扁时可以按弓形分布形式压扁。所以，本课题的任务在于设计一款专为超薄热管打标志的机械装置。。所设计的超薄热管表面打标机应满足以下几个方面产品要求： 1、具有预定功能的要求所设计的超薄热管压扁标志机必须实现预定的解决生产问题的功能，这是机器设计的最基本出发点。为使所设计的机器具有预定功能，合理选择机器的工作原理是最重要的。显然，预定实现的功能不同，设计的要求也不同。 2、经济性要求，机器的经济性是一个综合指标，在切片机的设计、制造、使用、销售、维修、管理等各个环节均有所体现。总之，经济性要求就是在满足功能要求的前提下使解救人质机的总费用最低。 3、安全性要求，在超薄热管压扁标志机的设计阶段就必须对机器的使用安全予以足够的重视。特别是生产使用者的安全。因此，要采用各种各样的防护措施，使运行时刀具不会与人体直接接触 4、可靠性要求，可靠性就是超薄热管压扁标志机在使用中性能的稳定性，它是超薄热管压扁标志机的一个重要质量指标。可靠性水平越高，说明机器在使用过程中发生故障的概率越小，能正常工作的时间就越长。 5、操作使用方便的要求，在设计超薄热管压扁标志机时必须注意操作时要轻便省力；操作机构要适应人的生理条件；切片机的噪声要小；防止污染等，提高机器的使用性能和保证机器的工作质量。 2.2 传动方案的拟定传动方案一：传动方案一如下图 2-1，超薄热管压扁标志机由打标针、滑杆、弹簧、活塞nts 一种热管压扁标识机结构设计 8 杆、气缸、锁紧螺母、导柱、丝杠组成。由气缸产生动力推动滑动杆往下移动，从而实现打标针在热管上打出标志。打标后由复位弹簧退出实现复位，方便为下一个热管继续打标。打标部分整体由丝杠传动，实现打标部分上下移动。打标部分位置确定好后，通过旋转锁紧螺钉将打标部件紧固在立柱上。工作时，人将热管放于夹具的 V形槽中，按芯棒位置，将弓形液芯超上，调节压紧螺钉将热管压紧在夹具中，然后启动气缸手动阀，给气缸通气，气缸推动打标针在热管上打出标志后退回，工人拧丝压紧螺钉，取出热管。图 2-1 传动方案一传动方案二：传动方案二如下图 2-2，超薄热管压扁标志机由打标针、滑杆、电磁铁、锁紧螺母、导柱、丝杠组成。由电磁铁产生动力推动滑动杆往下移动，从而实现打标针在热管上打出标志。打标后由电磁方向改变实现复位，方便为下一个热管继续打标。打标部分整体由丝杠传动，实现打标部分上下移动。打标部分位置确定好后，通过旋转锁紧螺钉将打标部件紧固在立柱上。工作时，人将热管放于夹具的 V形槽中，按芯棒位置，将弓形液芯超上，调nts 一种热管压扁标识机结构设计 9 节压紧螺钉将热管压紧在夹具中，然后启动电磁启动按钮，通电，电磁铁向下运动，电磁铁推动打标针在热管上打出标志后电磁方向自动改变，电磁退回，工人拧丝压紧螺钉，取出热管。比较方案一和方案二，区别在于：方案一打标针的推动是气缸产生动力推动打标针向下运动，方案二打标针的推动是由电磁铁推动。气缸推动打标针运动具有过载保护能力，结构简单，操控方便，因此，本传动方案采用方案一。 nts 一种热管压扁标识机结构设计 10 第三章传动设计计算 3.1 升降丝杠副的设计 1）丝杠传动形式选择丝杠螺母机构又称螺旋传动机构，它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变为旋转运动。有以传递能量为主的（如螺旋压力机、千斤顶等），也有以传递运动为主的，还有调整零件之间相对位置的螺旋传动机构等。丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构，滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本底，具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大，传动效率底（ 30%-40%）。滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂，制造成本高，但其最大优点是摩擦阻力矩小，传动效率高（ 92%-98%）其具有螺旋槽的丝杆与螺母之间装有中间传动元件滚珠。丝杠与螺母相对运动的组合情况有四种基本形式：螺母固定丝杠转动并移动；丝杠转动螺母移动；螺母转动丝杠移动；丝杠固定螺母移动并转动。本设计中丝杠副是由丝杠、螺母组成的机械元件，采用滚珠丝杠，其作用是将旋转运动转变为直线运动。 2）滚珠循环方式的选择滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。内循环方式的滚珠在循环过程中始终与丝杠表面保持接触。内循环方式的优点是滚珠循环的回路短、流畅性好、效率高、螺母的径向尺寸也较小。其不足是反向器加工困难、装配调整也不方便。外循环方式中的滚珠在循环反向时，离开丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外做循环运动。因为该丝杠用于焊接机器人工作站，其往复运动较频繁，负载不大。内循环中的螺纹预紧螺母式滚珠丝杠结构简单、工艺性好、容易制造，精度符合要求，所以选用此方式。 3）精度等级的选择根据 JB/T3162.2-91标准，对滚珠丝杠副的精度分成六个等级，即 C， D， E，F， G， H级。最高精度为 C级，最低精度为 H级；而 JB/T3162.2-1991 为 1， 2，3， 4， 5， 7， 10共七个等级，最高为 1级，最低为 10级。 nts 一种热管压扁标识机结构设计 11 500 500 1000 10001500 15002000 20002500 25003000 30003500 35004000 40005000 50006000 12 3,4,5 7,10 16 1,2 3,4,5 7,10 20 1,2 3,4,5 7,10 25 1,2 3,4,5 7,10 32 1,2 3,4,5 7,10 40 1,2 3,4,5 7,10 50 1,2 3,4 5 7,10 63 1,2 3,4 5 7,10 80 1,2 3,4 5 7,10 100 1,2 3,4 5 7,10 4）间隙的调整与预紧方式选择滚珠丝杠副在负载时，其滚珠与滚道面接触点处将产生弹性变形。换向时，其轴向间隙会引起空回，这种空回是非连续的，既影响传动精度，又影响系统的稳定性。在实际应用中，有五种调整预紧系统方法双螺母垫片调整预紧式，双螺母螺纹预紧式，双螺母齿差调整预紧式，弹簧式自动调整预紧式，单螺母变位导程自顶紧式和单螺母滚珠过盈预紧式。双螺母螺纹调整预紧式的特点是结构简单刚度高、预紧可靠，使用中调整方便。 5）支撑方式选择丝杠的轴承组合及轴承座以及其它刚性零件的连接不足，将严重轴承丝杠副的传动精度和刚度。为了提高轴向刚度，常用以推力轴承为主的轴承组合来支承丝杠，当轴向载荷较小时，也可用角接触球轴承来支承丝杠。支承方式采用单推单推式。 6）润滑和密封方式的设计选择滚珠丝杠副可用防尘密封圈或防护套密封来防止灰尘及杂质进入滚珠丝杠副，使用润滑剂来提高其耐磨性及传动效率，从而维护其传动精度、延长其使用寿命。密封圈有接触式和非接触式两种，将其装在滚珠螺母的的两端即可。接触式密封圈用具有弹性的耐油橡胶或尼龙等材料制成，因此有接触压力并产生一定nts 一种热管压扁标识机结构设计 12 的摩擦力矩，但其防尘效果好。为使滚珠丝杠副能充分发挥机能，在其工作状态下，必须润滑，润滑方式主要有以下两种：（ 1）脂润滑：润滑脂的给脂量一般是螺母内部空间容积的 1/3，部分滚珠丝杠副出厂时在螺母内部已加注 GB7324-94 2#锂基润滑脂；（ 2）油润滑：润滑油的给油量标准如表 16 所示，但是随行程、润滑油的种类、使用条件（热抑制量）等的不同而有所变化。请注意使用。在这里选用润滑油。润滑油的给油量标准（间隔 3分钟）轴颈 (mm) 给油量 (cc) 4 8 0.03 10 14 0.05 15 18 0.07 20 25 0.10 28 32 0.15 36 40 0.25 45 50 0.30 55 63 0.40 70 100 0.50 100 160 0.60 7）丝杠计算打标冲击力1 800QN，升降台质量3 480QN，最快速度m ax 1 0 /v mm s，滑台移动最大距离 450XL mm，轴向移动误差小于等于 mm05.0 ，使用寿命hT 15000 ，丝杠副的工作载荷：13 8 0 0 4 8 0 1 2 8 0XF Q Q N N N nts 一种热管压扁标识机结构设计 13 （ 1）丝杠副的设计计算：滚动丝杠摩擦系数： 009.0f 滚动丝杠摩擦力： 8 0 0 0 . 0 0 9 7 . 2fXF F f N 总工作负载： 1 2 8 0 7 . 2 1 2 8 7 . 2fF F x F N 设传动效率： %92 / 1 2 8 7 . 2 / 0 . 9 2 1 4 0 0mF F N 轴向载荷计算公式： mAHFC FKKKF 式中 FK -载荷系数，按下表查得，取 FK =1.1 载荷性质无冲击平稳转动一般运动有冲击和振动运转 FK 11.2 1.21.5 1.52.5 HK -硬度系数，按下表查得，取 HK =1.0 滚道实际硬度 HRC 58 55 50 45 40 HK 1.0 1.11 1.56 2.4 3.85 AK -精度系数，按下表查得，取 AK =1.0 精度系数 C、 D E、 F G H AK 1.0 1.1 1.25 1.43 求得载荷 1 . 1 1 . 0 1 . 0 1 4 0 0 1 5 4 0C F H A mF K K K F N （ 2）根据寿命条件计算额定动载荷aC，初选导程 mmL 5 ，可得/ 1 2 / 5 * 6 0 1 4 4 / m i nmn V L r 431067.1 hmCaLnFC 341 4 4 1 5 0 0 01 6 0 6 . 6 8 1 2 41 . 6 7 1 0 N （ 3）根据必须的额定动载荷aC选择丝杠副尺寸，由aCaC查启东市华森nts 一种热管压扁标识机结构设计 14 公司丝杠标准手册得如下规格：考虑各种因素，初选 FEZD2505 3 内循环浮动式垫片预紧滚珠丝杠副，其中： 10000aCN 20100oaCN 公称直径： 25md mm导程： mmL 50 螺旋角： 162)40/(5a rc ta n ( 滚珠直径： 2WD mm圈数列数： 1 3 螺纹滚道半径： R =0.52WD=0.52 2= 1.04mm 偏心距： e =0.707(R -WD/2)=0.707 (1.04-2/2)=0.028mm 丝杠底径： 1d =md+2e -2R = 25+2 0.028-2 1.04=22.976mm （ 4）稳定性验算：因为丝杠较长，所以用压杆稳定来求临界载荷crFcrF= 22lEIa 式中 E -丝杠的弹性模量，对于钢 E =206GPa； aI-丝杠危险截面的轴惯性转矩， aI=644d = 4 840 . 0 0 2 2 9 7 6 1 . 3 6 1 064 m ； -长度系数，两端用铰接时， =2/3；取丝杠长： l =0.45m 所以 crF= 22lEIa = 2 9 822 0 6 1 0 1 . 3 6 1 02 / 3 0 . 4 5 =3.1 510 N 故 53 . 1 1 0 2191400crmFF S=2.5 3.3(参考下表 )，丝杠是安全的不会失nts 一种热管压扁标识机结构设计 15 稳。（ 5）刚度验算：滚珠丝杠在工作负载 F(N)和转矩 T(Nm)共同作用下引起每个导程的变形量 mL0为 cGJTpEApFL220 式中 A-丝杠的截面积， A= 2214 md； CJ-丝杠的极惯性矩，CJ= )(32 441 md； G -钢的切变模量，对于钢 G =83.3GPa； T -转矩 (Nm)， )ta n(2 mm dFT,其中为摩擦角，这里取0025.0tan ，即 048 )ta n(2 mm dFT =1400 252 )048162ta n(10 3 0.672N.m 按最不利的情况，即取mFF，则 412221201642 GdTpEdpFGJTpEApFLc 3 3 29 2 2 9 4994 5 1 0 1 4 0 0 1 6 ( 5 1 0 ) 1 . 2 8 3()3 . 1 4 2 0 6 1 0 0 . 0 2 2 9 7 6 ( 3 . 1 4 ) 8 3 . 3 1 0 0 . 0 2 2 9 7 68 2 1 0 1 1 8 1 0 0.2 m 丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为 0 30 . 20 . 4 5 1 85 1 0LL l mp 通常要求丝杠的导程误差 L 应小于其传动精度的 1/2，即 L mmm 2505.02121 该丝杠的导程误差 L 满足上式要求，所以器刚度可满足要求。（ 6）效率验算：滚珠丝杠副的传动效率为 nts 一种热管压扁标识机结构设计 16 = 94.0)048162t a n ( )162t a n (t a n t a n p 要求在 90%95%之间，所以该丝杠副能满足使用要求。经上述计算验证， FNZD2505-3 各项性能指标均符合设计要求，可以选用。 3.2 气缸的设计（ 1）类型的选择根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸；要求重量轻，应选轻型缸；（ 2）安装形式根据安装位置、使用目的等因素决定。在一般情况下，采用固定式气缸。选择为法兰固定式气缸。（ 3）作用力的大小即缸径的选择。根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力。一般均按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力，根据不同速度选择不同的负载率，使气缸输出力稍有余量。缸径过小，输出力不够，但缸径过大，使设备笨重，成本提高，又增加耗气量，浪费能源。（ 4）活塞行程与使用的场合和机构的行程有关，但一般不选满行程，防止活塞和缸盖相碰。如用于夹紧机构等，应按计算所需的行程增加 10 20的余量。（ 5）活塞的运动速度主要取决于气缸输入压缩空气流量、气缸进排气口大小及导管内径的大小。要求高速运动应取大值。气缸运动速度一般为 50 800 /s。对高速运动气缸，应选择大内径的进气管道；对于负载有变化的情况，为了得到缓慢而平稳的运动速度，可选用带节流装置或气液阻尼缸，则较易实现速度控制。选用节流阀控制气缸速度需注意：水平安装的气缸推动负载时，推荐用排气节流调速；垂直安装的气缸举升负载时，推荐用进气节流调速；要求行程末端运动平稳避免冲击时，应选用带缓冲装置的气缸。（ 6）气缸参数设计计算 nts 一种热管压扁标识机结构设计 17 1）根据参数要求：缸行程 45mm，冲印力 800N，选择活塞式单活塞杆气缸作执行元件。 2）计算气缸内径 )(104 3 mp RDm 式中 R 工作负荷 )(N ; p 工作压力 )(MPa ; m机械效率。选定气缸工作压力为 0.8MPa 、机械效率为 0.7，则气缸的内径分别为：打标缸： NRB 800 34 8 0 0 1 0 0 . 0 4 23 . 1 4 0 . 8 0 . 7Dm 3）选标准气缸根据缸径和行程查设计手册选：打标缸 B ：，缸径 m05.0 、活塞杆径 0.016m 、行程 0.045m ；作一次的耗气量： )(4 )2( 322 mSdDV 式中 D 气缸内径 )(m ;d 活塞杆径 )(m ;S 气缸行程 )(m 。冲印缸： 330 . 1 7 1 0Vm 上式各值是按压缩空气计算的耗气量，为选择空压机，需要按自由空气计算耗气量： )(1013.0 1013.0 3mpVV 工压自式中自V 按自由空气计算的耗气量 )( 3m ; nts 一种热管压扁标识机结构设计 18 压V 按压缩空气计算的

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