4087丝杠测量仪工作台的结构设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】
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丝杠测量仪工作台的结构设计 设计者：徐博伦 07届机械四班 学号： 0701010447 指导老师：周建平 1 课题的研究背景 滚珠丝杠的特点： （ 1）驱动力矩是滑动丝杠的 1/3 （ 2）高精度的保证 （ 3）精确的微进给 （ 4）没有侧隙，刚性高 （ 5）进给的高速度 丝杠测量仪工作台的作用 滚珠丝杠具有高效率、高精度、高刚度的特点，因此在机械、航空航天、核工业等领域有着广泛的应用。今天，滚珠丝杠及其丝杠副已经成为机械传动与定位的第一部件。 因此，在滚珠丝杠的制造过程 中以及制造完成后的检测十分重 要。这就要求丝杠测量仪工作台 对丝杠的精度等要求进行严格把 关，从而帮助制造单位制造出符 客户要求的丝杠。 课题的任务和要求 本课题主要进行丝杠测量仪工作台及测量架的结构设计和计算。要求结构紧凑、可靠，以提高丝杠测量仪工作台及测量架系统的动力学性能和精度。通过系统的分析、设计与计算等过程，完成丝杠测 量仪工作台及测 量架系统的设计。 2 丝杠测量仪工作台部分设计 工作台部分设计思路 在丝杠测量仪工作台部分，利用步进电机作为工作台的驱动，并通过联轴器与滚珠丝杠连接。滚珠丝杠采用双螺母预紧，并通过螺母座将螺母的运动转化为工作台的运动。滚珠丝杠上架有圆锥滚子轴承，用来承担轴向力。工作台在长为 而带动测量架的移动。 步进电动机 步进电机是开环控制元步进电机件，它的特点就是通过控制系统，将电脉冲信号转变为角位移的变化或线位移的变化。在电机没有过载的情况下，只有脉冲信号频率和脉冲数才能决定电机的旋转速度和停转时的角度，而不受到负载变化的影响。 步进电机的优点： 有较好的位置精度和运动的重复性 可靠性高，电机寿命仅取决于轴承的寿命 优秀的起停和反转响应 电机的结构简单而且控制成本 步进电机的缺点： 如果控制不当容易产生共振 难以运转到较高的转速 步进电机的分类： 磁阻式步进电动机 感应子式永磁步进电动机 永磁式步进电动机 电磁式步进电动机 感应子式永磁步进电动机 转子为感应子式结构形式，也称混合式，兼顾永磁式和磁阻式两类电机优点，它具有步矩角小，有效高的起动和运行频率的特点。需要正负脉冲供电，消耗功率较小，有定位转矩 丝杠测量仪传动丝杠及其螺母副 丝杠采用 螺母副采用双螺母预紧。有利于消除间隙，避免在往复传动时产生的误差。 丝杠测量仪工作台部分装配图 工作台部分的技术要求 （ 1）安装后应使减速器输出轴的中心线与滚珠丝杠中心线保持一致 （ 2）丝杠转动应平稳轻快，无阻滞现象 （ 3）滚珠丝杠采用双螺母预紧，其预紧力约为最大轴向力的 1/3 （ 4）调整各运动部件应尽量消除间隙，并保证运行轻便 （ 5）装卸滚珠丝杠时不可用力过大，以免损坏螺母 3 测量架部分的设计 测量架部分设计思路 在测量架部分，利用从工作台上通过推力球轴承延伸出的支撑轴来支撑测量架上的工作台，推力球轴承用凸台固定。在支撑轴上装有涡轮，而在工作平台上架有轴承架来支撑蜗杆。可以通过对蜗杆的转动来控制测量架角度的改变，由于设计的蜗杆的导程角为 3 1047，可以自锁。因此测量架不会自己转动，影响精度。在测量架上的工作台则采用与工作台部分相似的结构，使它可以通过丝杠来实现进给。在实际中用来装卸被测丝杠。 涡轮蜗杆的特点 （ 1）可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑 （ 2）两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构 （ 3）蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小 （ 4）具有自锁性。 （ 5）传动效率较低，磨损较严重 （ 6）蜗杆轴向力较大 涡轮蜗杆的自锁与选材 蜗轮蜗杆自锁性能只和螺旋角（导程角）和蜗轮副摩擦系数有关，摩擦系数又和材料及蜗轮副粗糙度有关，以蜗杆 45钢调质、齿部渗碳淬火，蜗轮 造铝青铜）为例： （ 1）蜗轮副摩擦系数为 程角 3度 29分 11秒时蜗轮蜗杆自锁，反之不自锁； （ 2）蜗轮副摩擦系数为 旋角（导程角） 4度03分 57秒时蜗轮蜗杆自锁，反之不自锁； （ 3）蜗轮副摩擦系数为 旋角（导程角） 4度38分 39秒时蜗轮蜗杆自锁，反之不自锁。 支撑轴的设计 丝杠测量仪测量架部分的支撑轴的下部需要依靠螺母与推力球轴承固定，故下部需要有与 轴的中段需要有与涡轮配
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