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8张CAD图纸、说明书全套 YC系列 套筒 零件 线上 检测 机械 系统 设计 CAD 图纸 说明书 全套 YC 系列

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内容简介：

上海电机学院毕业设计任务书课 题 套筒类零件线上检测机械系统设计 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2010级 姓 名 学 号101002050439指 导 教 师 （签字） 学 院（系）院长（签字） 2013 年 12 月 3 日课题来源企业课题课题的目的、意义视觉检测技术是建立在计算机视觉研究基础上的一门新兴检测技术，基于视觉传感器的检测系统具有抗干扰能力强，效率高，组成简单等优点，非常适合生产现场的在线，非接触检测及监控。使用相机、镜头、光源3大组合代替人工检测裂痕、表面是否完整、凹陷等，能有效的提高生产流水线的检测速度和精度，大大提高产量和质量，降低人工成本，同时防止因为人眼疲劳而产生的误判。本课题主要设计套筒类零件线上检测系统的机械机构，主要检测该零件的上下两个表面和内外圆周。要求设计套筒类零件线上视觉检测系统的机械机构，包括零件的上料、检测系统的旋转、落料分拣等结构。套筒尺寸外径60mm，厚度3.7mm，高度100mm。完成包括总装配图、部件图、主要零件图在内的图纸不少于2张A0,总装配图1张A0，主要零件图总图幅不少于一张A0；设计计算说明书不少于1.5万字。课题主要内容及进度主要内容：1、设计套筒类零件线上视觉检测系统的机械结构；2、用CAD软件做出装配图和零件图；3、撰写毕业论文。进度安排：2013.12-2014.02月 查阅文献资料，撰写开题报告；2014.03-2014.04月 设计套筒类零件线上视觉检测系统的机械结构；2014.04-2014.05月 做出装配图和零件图；2014.05-2014.06月 撰写毕业设计说明，准备答辩。套筒类零件线上检测机械系统设计论文上海电机学院毕业设计任务书课 题 套筒类零件线上检测机械系统设计 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2010级 姓 名 学 号101002050439指 导 教 师 （签字） 学 院（系）院长（签字） 2014 年4 月 13 日 摘 要视觉检测技术是建立在计算机视觉研究基础上的一门新兴检测技术，基于视觉传感器的检测系统具有抗干扰能力强，效率高，组成简单等优点，非常适合生产现场的在线，非接触检测及监控。使用相机、镜头、光源3大组合代替人工检测裂痕、表面是否完整、凹陷等，能有效的提高生产流水线的检测速度和精度，大大提高产量和质量，降低人工成本，同时防止因为人眼疲劳而产生的误判。本课题主要设计套筒类零件线上检测系统的机械机构，主要检测该零件的上下两个表面和内外圆周。套筒是机械中广泛应用的基础零件之一，其质量好坏在一定程度上影响整机械系统的性能，可以说在制造业大发展的环境下套筒的使用无处不在。但是套筒也是最容易损坏的零件之一，据统计，传动机械中很大一部分的故障与套筒有关，套筒的质量与设备的正常运行有着紧密的联系。我国套筒行业对套筒成品也采用了极为严格的检测工艺，主要依据有国家标准、行业标准、企业标准。检测项目从重要性上分为：关键项目、主要项目及次要项目。 关键词：视觉；检测技术；套筒 AbstractVisual inspection technology is based on the research of computer vision on the basis of a new detection technology, the detection system based on visual sensor has the advantages of strong anti-interference capability, high efficiency, simple composition, very suitable for the production site on-line, non-contact measurement and monitoring. Using the camera, lens, light source 3 to replace the manual detection, surface cracks are complete, depression, can effectively improve the production line detection speed and accuracy, greatly improve the yield and quality, reduce the labor cost, and prevent eye fatigue caused by misjudgment because. The main design of the mechanical mechanism of sleeve parts online detection system, detection of this part of the two upper and lower surface and inner and outer circumference.The sleeve is one of the basic parts are widely used in machinery, its quality affects the performance of the whole mechanical system in a certain extent, can be said to use everywhere big development environment sleeve in the manufacturing industry. But the sleeve is one of the most easily damaged components, according to statistics, transmission machinery in a large part of the fault and the sleeve, is closely linked with the normal operation of equipment and the quality of the sleeve. Our industry to the sleeve sleeve finished with extremely strict detection technology, mainly on the basis of national standards, industry standards, enterprise standards. Test items from the importance is divided into: key projects, major projects and major projects.Keywords: Visual；Detection Technology；Sleeve目 录 摘 要2Abstract31 绪 论51.1 本课题研究的目的和意义51.2 国内外套筒检测机床发展状况51.3 本课题的主要内容72 自动进给装置设计92.1 自动进给装置组成92.2 自动进给装置的设计方案92.2.1 主要参数及进给装置的初始设计92.2.2 阻尼液压缸的设计与计算92.2.3 滚珠丝杠的设计152.2.4 床身钳安装阻尼缸部分的尺寸及台面板尺寸的设计213 自动进给装置零部件设计223.1 前端盖的设计校核223.2活塞杆的设计校核223.3 活塞杆的设计及强度校核243.3.1 活塞杆强度计算243.3.2 活塞杆的疲劳强度校核253.3.3 活塞杆的接触应力校核27结 论30致谢31参考文献323 套筒尺寸检测自动进给装置结构设计论文 1 绪 论1.1 本课题研究的目的和意义视觉检测技术是建立在计算机视觉研究基础上的一门新兴检测技术，基于视觉传感器的检测系统具有抗干扰能力强，效率高，组成简单等优点，非常适合生产现场的在线，非接触检测及监控。使用相机、镜头、光源3大组合代替人工检测裂痕、表面是否完整、凹陷等，能有效的提高生产流水线的检测速度和精度，大大提高产量和质量，降低人工成本，同时防止因为人眼疲劳而产生的误判。随着套筒工业生产的日益发展和当前市场前景的预测，套筒仪器制造业已显跟不上形式的发展，因此开发高新检测装置仪器势在必行并且大有市场。产品的质量是一个企业生存的根本，在全球经济一体化，行业竞争白炽化的环境下，产品的质量尤为重要。目前，我国套筒企业广泛应用了自动化程度比较高的加工机床，生产效率和产品质量得到了很大的提高，然而套筒的检测却处于半自动化与手工检测相结合的静态测量阶段。在国外套筒产品的冲击下，国内套筒企业求生存求发展的根本也就要求地保证套筒的质量。因此，对套筒检测项目的要求及其检测项目的精确度要求也越来越多、越来越高，此外还要在一定程度上满足人机协作的要求。所以设计出一台套筒类零件线上检测机械系统显得尤为重要。在传统套筒检测进给装置生产过程中，采用工人手动，手动控制进给量，单调重复，而且工人长时间重复单一动作容易发生差错，发生生产事故或者使加工零件报废。为了降低工人的工作强度，改善工作环境。提高生产效率和零件的精度，研制出了套筒内外圈检测专用机床自动进给装置使其能真正代替人工完成任务。工人要做的就是按动按钮。这样可以实现一人多机操作，解放出大批工人，同时也降低了企业生产成本，提高了加工精度，使企业更具有竞争力!套筒是传动机械中广泛应用的基础零件之一，其质量好坏在一定程度上影响整个机械系统的性能，可以说在制造业大发展的环境下套筒的使用无处不在。但是套筒也是最容易损坏的零件之一，据统计，传动机械中大约有30%的故障与套筒有关，套筒的质量与设备的正常运行有着紧密的联系。我国套筒行业对套筒成品也采用了极为严格的检测工艺，主要依据有国家标准、行业标准、企业标准。检测项目从重要性上分为：关键项目、主要项目及次要项目。1.2 国内外套筒检测机床发展状况在国外，套筒检测检测机床从80年代以后得到了很大空间发展，机床品种，性能，结构都比较先进，而且机床生产周期短，效率高，加工出来的套筒精度好，很好的满足了客户的要求。应用的领域也越来越多，套筒机械，产品主要用于汽车行业、军工行业和其他工业行业的套筒生产制造，实现了单机自动化、多机线自动化的生产制造。其中套筒行业，占据顶端市场份额的90以上，速度、准确度和耐用性是套筒尺寸检测自动进给装置结构加工出来的产品的重要保障。国内套筒行业的测试与试验技术在多方面逐步与世界接轨，并不断开发出一系列适合国情和国家标准的测试仪器与实验装备。随着新的国际标准（ISO 15242-3：2006)于2006年的实施。 我国套筒尺寸检测自动进给装置结构品种、性能和结构不够先进，新产品的开发周期长，从而不能及时针对用户的需求提供满意的产品。我国工厂由于缺乏设计的科学分析工具，自行开发的新产品大多基于直观经验和类比设计，使设计一次成功的把握性降低，往往需要反复试制才能定型，从而可能错过新产品推向市场的良机。用户根据使用需要,在订货时往往提出一些特殊要求，甚至在产品即将投产时有的用户临时提出一些要求，这就需要迅速变型设计和修改相应的图纸及技术文件。这种现象的出现，除了有经营上、产品制造质量上和促销手段上等原因外，一个主要的原因是我国生产的自动化套筒检测机床品种、性能和结构不够先进，新产品的开发周期长，从而不能及时针对用户的需求提供满意的产品，造成这种情况的原因有： （1）我国套筒检测机床厂目前开发基型产品的周期约为1518个月，其中设计时间约为58个月，占总周期的40%左右。而国外一些先进套筒检测机床厂同类基型产品的开发周期为69个月，其中设计约1.52个月，只占25%。因此无论是产品开发的总周期还是设计所占的时间比例均与国外先进水平有很大的差距。 （2）我国工厂由于缺乏设计的科学分析工具，自行开发的新产品大多基于直观经验和类比设计，使设计一次成功的把握性降低，往往需要反复试制才能定型，从而可能错过新产品推向市场的良机。 （3）用户根据使用需要,在订货时往往提出一些特殊要求，甚至在产品即将投产时有的用户临时提出一些要求，这就需要迅速变型设计和修改相应的图纸及技术文件。在国外，这项修改工作在计算机的辅助下一般仅需数天至一周，而在我国套筒检测机床厂用手工操作就至少需12个月,且由于这些图纸和文件涉及多个部门，常会出现漏改和失误的现象，影响了产品的质量和交货期。 （4）现在我国工厂设计和工艺人员中青年占多数，他们的专业知识和实际经验不足，又担负着开发的重任。 （5）由于长期以来形成的设计、工艺和制造部门分立，缺乏有效的协同开发的模式，不能从制订方案开始就融入各方面的正确意见,容易造成产品的反复修改，延长了开发的周期。 为解决这些问题，必须对产品开发的整个过程综合应用计算机技术，发展优化和仿真技术，提高产品结构性能，并建立起基于并行工程的使设计、工艺和制造人员协同工作和知识共享的产品虚拟开发环境,使用相应的产品虚拟开发软件，这样才能有效地解决产品开发的落后局面，使企业取得良好的经济效益。1.3 本课题的主要内容视觉检测技术是建立在计算机视觉研究基础上的一门新兴检测技术，基于视觉传感器的检测系统具有抗干扰能力强，效率高，组成简单等优点，非常适合生产现场的在线，非接触检测及监控。使用相机、镜头、光源3大组合代替人工检测裂痕、表面是否完整、凹陷等，能有效的提高生产流水线的检测速度和精度，大大提高产量和质量，降低人工成本，同时防止因为人眼疲劳而产生的误判。本课题主要设计套筒类零件线上检测系统的机械机构，主要检测该零件的上下两个表面和内外圆周。设计套筒类零件线上视觉检测系统的机械机构，包括零件的上料、检测系统的旋转、落料分拣等结构。套筒尺寸外径60mm，厚度3.7mm，高度100mm。方案如图1.3所示： 图1.3：套筒类零件线上检测机械系统光电传感器的种类是多种多样的，在漏光检测中，考虑到漏光的量很少，所以有两种光电转换方案选择：一是用 CCD 相机拍摄漏光图像，二是用光电二极管采集漏光信号，通过放大电路进行放大。使用光电二极管虽然对弱光检测的灵敏度较好，但其存在饱和问题，且转换得到的信号非线性，如果光电转换器件在饱和与非饱和状态之间的转变速度较慢，则有可能会造成误判，即把位于较大漏光光缝后的不漏光区域判为漏光区域。因此我们还要考虑光电转换器件的响应速度且分辨能力不及 CCD 摄像机。 2 自动进给装置设计2.1 自动进给装置组成自动进给装置由：床身钳，滚珠丝杠，螺母座，调节螺母，调节丝杠，线轨，液压阻尼缸等部分组成。由液压阻尼缸通过连接套带动滚珠丝杠副至螺母座，实现滑板的横向机动进给。在滚珠丝杠的前端加一螺孔，用内六角螺钉及套与之连接，这样用内六角扳手可实现滑板的横向手动进给运动。该自动进给装置由控制系统主导控制，通过横向开关感应铁的感应运动位置，实现滑板的进给运动。2.2 自动进给装置的设计方案 2.2.1 主要参数及进给装置的初始设计检测装置的轮廓尺寸为，套筒尺寸外径60mm，厚度3.7mm，高度100mm。考虑到安装空间和可靠性等因素，确定床身钳底下尺寸为，接下来要确定床身钳安装阻尼液压缸部分的尺寸，这必须先要确定阻尼液压缸的型号及大小，由缸的大小尺寸来确定。 2.2.2 阻尼液压缸的设计与计算 2.2.2.1 阻尼液压缸设计内容及参数 1.设计内容 （1）液压缸内径D，活塞杆直径d的确定及绘制液压缸总图； （2）液压元件的选择；2.设计参数 液压缸系统供油P=6.0Mpa； 液压缸最大推力Fmax=4.8KN； 缸的最大行程L=150mm；2.2.2.2 阻尼液压缸主要尺寸的确定1. 液压缸工作压力的确定 液压缸的工作压力主要根据液压设备的类型来确定，对于不通用途的液压设备,由于工作条件不同，通常采用的压力范围也不同。根据负载F=5KN, 查参考文献2 表 8-13，可知液压缸的工作压力为1.5Mpa 。2. 液压缸缸筒内径D的计算根据已知条件，工作最大负载F=2000N，工作压力P=1.5MPa可得液压缸内径D和活塞杆直径d。已知: F=2000N, =1.5MPa，=42mm从GB234880标准中查得：D=45，d=40mm 则 故必须进行最小稳定速度的验算，要保证液压缸工作面积A必须大于保证最小稳定速 度的最小有效面积Amin 又：式中：qmin流量阀的最小稳定流量，由设计要求给出。 Vmin液压缸的最小速度，由设计要求给出。 故取D=45，保证了。3. 液压缸活塞杆直径d的确定由已知条件可查参考文献3 表4-5，取d=35mm。 查参考文献4 表5-8知，45钢的屈服强度 按强度条件校核： 所以符合要求。4. 液压缸壁厚的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄处 的厚度。从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布材料规律因壁厚的不同而各异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。本设计按照薄壁圆筒设计，其壁厚按薄壁圆筒公式（2.1）计算为： (该设计采用无缝钢管) （2.1）其中： =100110（无缝钢管），取=120 计算的公式所得的液压缸的壁厚厚度很小，使缸体的刚度不够，如在切削加工过程中 的变形，安装变形等引起液压缸工作过程中卡死或漏油。所以用经验法选取壁厚：=5mm。 5. 缸体外径尺寸的计算缸体外径 查参考文献2表8-9： 外径取50mm 6. 液压缸工作行程的确定由于在液压缸工作时要完成如下动作： 即可根据执行机构实际工作的最大长度确定。由上述动作可知工作行程为150mm。 7. 缸盖厚度的确定 一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度 按强度要求可用下式（2.2）进行近似计算： （2.2）式中：D缸盖止口内径(mm) T缸盖有效厚度(mm) T4.74mm8. 最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点距离为H，称为最小 导向长度。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度增大，影响液压缸的稳定性，因此在设计时必须保证有一定的最小导向长度，见图2.2 油缸的导向长度。 图2.2 油缸的导向长度对一般的液压缸，最小导向长度H应满足： （2.3）式(2.3)中：L液压缸的最大行程(mm) D液压缸内径(mm) 取H=50mm9. 活塞宽度B的确定活塞的宽度B一般取B=（0.6-1.0）D 即B=（0.6-1.0）50=（30-50）mm取B=45mm10. 缸体长度的确定液压缸缸体内部的长度应等于活塞的行程与活塞宽度的和。缸体外部尺寸还要考虑到两端端盖的厚度，一般液压缸缸体的长度不应大于缸体内径D的20-30倍。 即：缸体内部长度150+45=195mm 缸体长度（20-30）D=（1000-1500）mm 即取缸体长度为250mm。11. 液压缸进、出油口尺寸的确定液压缸的进、出油口可布置在端盖或缸筒上，进、出油口处的流速不大于5m/s，油口的连接形式为螺纹连接或法兰连接。根据液压缸螺纹连接的油口尺寸系列（摘自GB/T2878-93）及16MPa小型系列单杆自（GB/T2878-93）及16MPa小型系列的单杆液压缸油口安装尺寸（ISO8138-1986）确定。进出油口的尺寸为M16x1.5，连接方式为螺纹连接。2.2.2.3 阻尼液压缸的密封设计液压缸要求低摩擦，无外漏，无爬行，无滞涩，高响应，长寿命，要满足伺服系统静态精度，动态品质的要求，所以它的密封与支承导向的设计极为重要，不能简单的延用普通液压缸的密封和支承导向。因此设计密封时应考虑的因素： （1）用于微速运动（3-5mm/s）的场合时，不得有爬行，粘着滞涩现象； （2）工作在高频振动的场合的，密封摩擦力应该很小且为恒值。要低摩擦，长寿命； （3）工作在食品加工、制药及易燃环境的伺服液压缸，对密封要求尤为突出，不得有任何的外渗漏，否则会直接威胁人体健康和安全； （4）工作在诸如冶金、电力等工业部门的，更换密封要停产，会造成重大经济损失，所以要求密封长寿命，伺服液压缸要耐磨； （5）对于高速输出的伺服液压缸，要确保局部过热不会引起密封失效，密封件要耐高温，要有良好的耐磨性； （6）工作在高温、热辐射场合的伺服液压缸，其密封件的材料要有长期耐高温的特性； （7）工作介质为磷酸酯或抗燃油的，不能用矿物油的密封风材料，要考虑他们的相容性； （8）伺服液压缸的密封设计不能单独进行，要和支承导向设计统一进行统筹安排。 静密封的设计 静密封的设计要确保固定密封处在正常工作压力的1.5倍工作压力下均无外泄露。静密封通常选用O形橡胶密封圈。 动密封的设计动密封的设计直接关系着伺服液压缸性能的优劣，其设计必须结合支承导向的统筹进行。活塞与缸筒之间用Y型密封圈5。根据3 表13-23，查得用226编号的O型密封圈,其尺为50.393.53。活塞杆与端盖之间用Y型密封圈，它使双作用元件具有良好的性能，抗挤压性好，尺寸稳定，摩擦力小，耐磨、耐腐蚀性强。2.2.2.4 支承导向的设计 伺服液压缸的支承导向装置就是为了防止活塞与缸筒、活塞活塞杆与端盖之间的直接接触，相互摩擦，产生磨损，从而达到降低摩擦，减少磨损,延长寿命，起到导向和支承侧向力的作用。导向环的特点： （1）避免了金属之间的接触；（2）具有高的径向交荷承触力；（3）能补偿边界力；（4）具有强耐磨性寿命；（5）擦力小；（6）能抑制机械振动；（7）有良好的防尘效果,不允许外界异物嵌入； （8）保护密封件不受过分挤压； （9）向时即使无润滑也没有液动力方面的问题； （10）结构简单，安装方便； （11）维修费用小。导向环的作用：导向环安装在活塞外圈的沟槽内或活塞杆导向套内圆的沟槽内，以保证活塞与缸筒或活塞杆与其导向套的同轴度,并用以承受活塞或活塞杆的侧向力,用来对活塞杆导向。根据查参考文献6表24.7-13查得选用GST5908-0630的导向环。导向套的选用为其导向长度A=(0.6-1.0)D=(30-50)mm, 取A=40mm。2.2.2.5 防尘圈的设计为防止落入活塞杆的尘埃，随着活塞杆的伸缩运动被带进端盖和缸筒内，从而使密封件和支承导向环受到损失和过早的磨损，所以，伺服液压缸还设计安装防尘圈。防尘圈的选择原则：（1）不给伺服液压缸增加摩擦； （2）不产生爬行； （3）不粘着滞涩； （4）不磨损活塞杆。 防尘圈的选择不当，会引起摩擦力的增加，将保护活塞杆表面起润滑作用的粘附性油膜层刮下来，造成粘附性渗漏，这种渗漏在原理上是允许的。防尘圈的作用：以防止活塞杆内缩时把杂质、灰尘及水分带到密封装置区，损伤密封装置。综上所述，经查参考文献2表13-28，选用丁型无骨架防尘圈，尺寸为45mm。2.2.2.6 阻尼液压缸材料的选用1.缸筒缸筒材料：常用20、35和45号钢的无缝钢管。由于缸筒要与法兰焊接在一起，故选用45号钢的无缝钢管。 缸筒和缸盖的连接方式：法兰连接；特点是结构较简单、易加工、易装卸，使用广泛，外形尺寸大，重量大。缸盖的材料为HT200，液压缸内圆柱表面粗糙度为Ra0.2-0.4um。2.活塞活塞的结构形式应根据密封装置的形式来选择，密封形式根据工件条件而定。 塞杆:（1）活塞杆的外端结构活塞杆外端与负重连接，其结构形式根据工作要求而定。（2）活塞杆的内端结构活塞杆的内端与活塞连接。所有形式均需有锁紧措施，以防止工作时由于往复动而松开。活塞杆与活塞之间还需安装密封，采用缓冲套的螺纹连接。活塞杆：活塞杆导向套 活塞杆导向套装在液压缸的有杆腔一侧的端盖内，用来对活塞杆导向，其内侧装有密封装置，保证缸筒有杆腔的密封性。外侧装有防尘圈，防止活塞杆内缩时把杂质、灰尘和水分带进密封装置区，损伤密封装置。缓冲装置当工作机构质量较大，运动速度较高时，液压缸有较大的动量。为了减少液压缸在行程终端由于大的动量造成的液压冲击和噪音，必须采用缓冲装置。当停止位置不要求十分准确时，可在回路中设置减速阀和制动阀，也可以在缸的末端设置。 2.2.3 滚珠丝杠的设计2.2.3.1 丝杠螺母副的选用1.内循环与外循环的选用外循环滚珠丝杠是利用挡珠器一端修磨的圆环引导滚珠离开旋滚道进入回珠槽，以及引导滚珠由回珠槽，返回螺旋滚道。内循环滚珠丝杠是借助反向器迫使滚珠丝杠翻越丝杠的齿顶进入相邻滚道，内循环是因回路短、工作滚珠数少，流畅性好，摩擦损失少，传动效率高，径向尺寸紧凑，轴向刚度好，承载能力强等优点，故而采用内循环滚珠丝杠（制造困难，价格贵）。2.滚珠丝杠的轴向间隙调整和预紧方法滚珠丝杠的轴向间隙的调整和预紧方法的原理与普通丝杠螺母相同，有调整滚珠直径，双螺母调隙，单螺母变导程预紧这三种，但滚珠丝杠螺母机构间隙调整精度要求高，要求能作微调以获准确的间隙或预紧量。常用的方法有三种：垫片调隙式，螺纹调隙式，齿差调隙式。垫片调隙式常需垫片反复修磨，工作中不能随时调整，螺纹调隙式调整量难以精确控制。齿差调隙式精度可靠，多用于调整准确性要求较高的场合。而现在市场多流行变位导程预紧。3.滚珠丝杠的安装实践表明：螺母座，丝杠的套筒及其支架等不足会严重的影响滚珠丝杠副的传动刚度。为了提高轴向刚度，一般常用止推套筒。滚珠丝杠的支撑方式有一下四种：a.一端装止推套筒型；这种支撑方式仅适用于丝杠行程较短，它的支撑能力较小，轴 向刚度较低。b.一端装止推套筒，一端装向心套筒，其目的是为了减少丝杠热变形的影响。c.两端装止推套筒，这种支撑对丝杠的热伸长较为敏感。d.两端装止推及向心套筒。 见下图2.3 滚珠丝杠的支撑安装方式。此种支撑虽使滚珠丝杠有最大的刚度，但设计计算较为复杂且轴向尺寸大，且结构复 杂，故而采用b支撑的安装方式。 图2.3 滚珠丝杠的支撑方式4.滚珠丝杠提高精度的措施为提高机床横向进给装置的进给精度，采用各种方法和措施，但都不同程度地存在着一定的问题，现概括如下。（1）采取修复或更换磨损件的方法。一些企业在机床的中修或项修过程中，采取更换新的横向进给螺母或修复横向进给丝杠，然后再配作螺母的方法，保障机床横向进给装置的进给精度。这种办法只是在机床修复后最初阶段能够保障横向进给精度，数月后就又进入了反复调整阶段，而且加大了维修成本，并没有从根本上解决横向进给精度问题。（2）采用改进横向进给丝杠支承结构或减小丝杠变形的方法。这种方法仅提高了丝杠的刚度，虽然能够间接地减缓丝杠和螺母的磨损，但仍没有从实质解决问题。而且改造的成本和维修费用很大。2.2.3.2 丝杠螺母副的计算1.滚珠丝杠螺母副承受轴向载荷时，在滚珠与滚道型面产生接触应力，若应力状态是交变接触应力，它的工作状态与滚动套筒类似，所以它的主要实效形式是疲劳点蚀损伤和变形，故其设计方法与滚动套筒相类似，故按疲劳寿命的选择计算有公式（2.4）： （2.4）参数如表(2-4)。表2-4 参数表载荷系数轴向工作载荷使用寿命计算动载荷（）硬度影响系数上式（2.4）中各参数的确定：（1） ：一般1.21.5，取1.2。（2）：滚珠丝杠的材料取，硬度可处理到HRC60左右，则1.0。（3）：轴向工作载荷的计算可查参考文献4计算工作载荷。（4）T: 将各参数带入公式（2.4）有：（5）Foc=由上式(2.4)中所计算的结果，从滚珠丝杠产品样本中找出相应的额定动载荷值，使。参照机床设计手册选取丝杠螺母副，有FFB4006-2型：查产品目录，得11.6KN，使，Coa=29.2KN,然后由值确定滚珠丝杠型号。2.2.3.3滚珠丝杠螺母副的校核1.刚度计算：数控机床的滚珠丝杠是最精密的元件，它在轴向力的作用下产生伸长和缩短，在扭矩的作用下产生扭曲变形这将引起丝杠导程发生变化，从而影响结构精度和定位精度，因此， 滚珠丝杠在受力情况下的变形量由公式（2.5）确定： （2.5）上式（2.5）中各参数的确定见表2-5。表2-5 参数表螺距变形总误差工作载荷弹性模量丝杠的内径面积扭矩弹性模量滚珠丝杠截面积的惯性距： ：将各参数代入（2.5）后得：对于数控机床而言，根据机床设计手册表8-9可知，丝杠精度和表面光洁度选取为J级精度。则，故丝杠可用。2.稳定性校核：根据材料力学欧拉公式： （2.6） ：丝杠材料的弹性模量取。 ：丝杠的工作长度 l=360mm。 ：。 ：丝杠轴端系数，由套筒条件决定，由于丝杠安装方式为两端游动，则。将上面的参数代入（2.6）式中：故可以用。3.计算丝杠系统的刚度，由公式（2.7）： （2.7） ：丝杠传动的综合拉压刚度 ：套筒刚度 ：丝杠拉压刚度 ：轴的接触刚度由于丝杠的拉压刚度特别大，故可以不考虑由与传动刚度变化而引起的定位误差带入公式（2.7）。 + 初选丝杠专用套筒40TAC72A，参数如下表2.6套筒参数表：表2-6 套筒参数表套筒型号（）()（）40TAC72A2210340014540125则： 4.反向死区的校核：死区误差，是指的是系统启动和反向时产生的输入运动与输出运动之间的差值，在开环系统中，由于启动和反向死区误差的存在，影响刀具与工件定位精度，对于反向死区可采用消隙措施减小，消隙后，根据公式（2.8）： （2.8） ：导轨摩擦系数 ：系数980 ：机械传动装置固有频率，故可用。丝杠直径的确定：由公式（2.8）死区误差：再一次说明丝杠所取的直径可用。 2.2.4 床身钳安装阻尼缸部分的尺寸及台面板尺寸的设计 根据阻尼液压缸的尺寸，阻尼缸直径为50mm，长度为125mm，选用阻尼缸端盖尺寸为75mm75mm,综合考虑安装等因素，确定出床身钳安装阻尼缸的那部分尺寸为350mm125mm。台面板的尺寸根据床身钳的上面部分尺寸确定为460mm280mm25mm，台面板随着液压缸的驱动实现进给运动。3 自动进给装置零部件设计3.1 前端盖的设计校核前端盖的材料为45钢。结构如图3.1所示，长度为75mm。图3.1：前端盖零件图在实际工作中前端盖只受到支撑力的作用，因此只要校核前端盖的支撑应力即可。从图3.1可以看出，前端盖在连接处的面积最小，即属于危险截面。 右端连接处最大应力 左端连接处的最大应力 3.2活塞杆的设计校核 本次设计的活塞杆如图3.2所示： 图3.2：活塞杆零件图 活塞杆长度为436mm ；许用应力 用插入法查得：许用应力值 应力校正系数 当量弯矩 设计的最小直径 活塞杆直径 ； 验算合格。3.3 活塞杆的设计及强度校核3.3.1 活塞杆强度计算 式中：活塞杆的均布载荷； 力； 宽度。 式中： 均布载荷； 反力； 长度 式中： 前后均布载荷 式中： 平面上附加的均布力矩按扭转条件计算截面的强度因此截面安全。按弯扭合成条件计算截面因此截面安全。3.3.2 活塞杆的疲劳强度校核截面直径最小，且有应力集中；截面为连接处，由于直径发生实然变化，产生明显的应力集中；由于直径最大且无应力集中，故不必对其他地方处进行校核，而只需对、截面进行校核。截面右侧因为截面受扭矩作用，所以由于变化形成的理论应力集中系数由表查取。因，经插值后可查得轴的材料的敏性系数为有效应力集中系数为尺寸系数表面质量系数为处未经表面强化处理，即，则得综合系数值为取 计算安全系数可知其安全。截面左侧 弯曲应力所以 ， 扭转应力所以 由于轴径变化形成的理论应力集中系数因，经插值后可查得，轴的材料的敏性系数为，有效应力集中系数为尺寸系数尺寸系数表面质量系数为此处未经表面强化处理，即，则得综合系数值为取 ，计算系数值故安全。3.3.3 活塞杆的接触应力校核最大压应力 式中：均布载荷；接触区宽度的一半。 式中：模数；半径； 半径。最终设计的套筒类零件线上检测机械系统总图如3.3所示： 图3.3：套筒类零件线上检测机械系统结 论通过这次套套筒类零件线上检测机械系统设计，我认识到了单纯的理论知识学习和 实际设计之间的差距。 通过这次毕业设计既锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际应用问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计 规范以及电脑制图等其他专业能力的水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且使我的毅力，意志力以及耐力都得到了不同程度的提高。这些都是我希望得到的 也是毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐，但我的收获也是非常的多。各种设计方案的适用条件，各种零部件的选用标准，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。从毕业设计中学来的这些宝贵的知识和经验，必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。本次设计参考了许多资料，吸取了其优点，并在考虑我国实际的基础上完成了套筒类零件线上检测机械系统，表达了自己的设计思想，完成了设计任务。但是由于缺乏生产和设计经验，问题一定很多，这些都需要老师改正，使之更合乎生产实际。致谢本文是在老师的精心指导下完成的。老师师渊博的学识、开阔的视野、敏锐的洞察力、严谨的治学态度、求实创新的工作作风，永远是我学习的榜样，也将始终引导和激励着学生在科学技术的殿堂里探索前进。老师令人敬佩的平易近人的处世方式也为学生树立了榜样。本毕业设计的完成是在导师的指导下完成的，在整个过程中同时也得到了其他老师的指导和大力支持。在此我向老师们表示崇高的敬意和衷心的感谢！感谢他们对我在学习上的耐心指导、以及做人做事方面的悉心教诲，使我在解决问题的方法策略和为人处事上都有了很大提高。同时祝愿他们工作顺利，身体健康！在这个设计过程中，我得到了很多同学、朋友及老师的支持和帮助，他们给予了极大的帮助和支持。在此我对他们表示衷心的感谢，同时我也感谢我的家