4829-轴承内外圈加工专用机床横向机构设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】
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4829-轴承内外圈加工专用机床横向机构设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】,轴承,内外,加工,专用,机床,横向,机构,设计,机械,毕业设计,全套,资料,已经,通过,答辩
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1 英文原文 . to on be it as as as to to as as to as as so on In in on to to or as to .1 he to L t), v t), or on to t .1 is t to of of .1 v t (or v L) In is of .2 is of v t of .2 to 2 .2 to in in is in by a to V t of of 1.2 .1 is by (In n to to n to or or n to n to of he of so on (1) By or in to to to m=0.9 so on (2) (3) （ 4)(To to to if or a of 3 ( of e. of is a as on to In to )( (In G is N); F is R is m). of of in to or )( ( In Is r/ t is or s); J is 2), 1 2 In 2n to 2). to in a up .1 n of in to of is is to to to to If .2 to 4 N 5000 50010000 1000020000 2000030000 3000050000 50000 1 2 3 3 4 4 5 5 to a2 3 5 8 8 10 10 16 20 32 2.2 to )(m in (In T is of Nm); or n/is ( 3m a xm a x m(In m3/r); r/s). 3 .1 .1 to in to in p to ( 5 P so to to p 2 5) 105P 5 15) 105P or to .3 he .1 is of 105105105105 8 2 2 3 3 3 5 t be at or ()( 3m a x (In K is )q; at or is m3/s). .2 he am 6 to in 3.2 he so .1 as as if .2 to .3 in to ( 3 (In A is L is m); K is = m3/s); T is s). )( 3 (in to it as in a if to be to .4 7 In as as is .2 10is 5to is to be is to as as in to .1 d n Q is m3/s); V of m/s). 5 (m/s); 5 (m/s); 2 (m/s). (2 (In P is in n is p n=4. to up .5 he is of in is in .1 to in 0%. be as as .3 to to in to .6 to to to is 8 to 4 In to to to to so 4.1 P (10( In or to If in is to is 4.2 so )(1( (In PB is W); Is f in a to )()1(11b i ( In T is s); or i s); pi is in i W). 9 4.3 he is by he to 2221. . . . . . . . . (In is (In B mIn to c up up it of In of 5.1 ay by to be to to 0105、 6105to to be 1 2 q 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 相 关 资 料 题目： 轴承内外圈加工专用机床 横向机构设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923129 学生姓名： 展 杰 指导教师： 彭勇 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2013年 5月 25日 目 录 一、毕业设计（论文）开题报告 二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文 三、学生 “毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表 ” 四、实习鉴定表 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 开 题 报 告 题目： 轴承内外圈加工专用机床 横向机构设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923129 学生姓名： 展 杰 指导教师： 彭勇 （职称： 副教授 ) （职称： ） 2012年 11 月 25日 课题来源 该课题来源于 迪奥 企业 轴承内外圈加工的需求。 科学依据 （ 包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等 ） （ 1）课题 的 科学意义 目前 世界最大的轴承生产商瑞士的 全球拥有 90 个独资生产厂家，2008 年销售额为 50 亿美元，在国 际轴承市场的产品占有率达 20%。目前中国的大部分动车轮对进口滚动轴承均使用 承；此外日本的 轴承株式会社生产的轴承，国际市场产品占有率也达 20%左右。轨道交通尤其是高速列车（时速 200 公里）所采用的滚动轴承，在列车高速运行时所受各种因素的影响更严重，为达到同样的使用寿命，对轴承的质量提出了更高的要求，所以要求对新制出厂的轴承及其主要零件进行较为严格的探伤检测，以确保轴承品质优良。同时轴承在运行时由于受列车交变应力的作用也易产生疲劳缺陷，甚至发展成裂纹。同时中国巨大的机械工业、铁路及轨道 交通市场也提供了轴承内外圈加工专用车床的巨大的发展前景机会，具有巨大的经济效益 。 （ 2） 国内外 研究状况 、水平和 发展 趋势 近几年 轴承内外圈加工专用车床 在国内外都有很多研究，应用的领域也越来越 多， 轴承机械，产品主要用于汽车行业、军工行业和其他工业行业的轴承生产制造，实现了单机自动化、多机线自动化的生产制造。其中轴承行业，占据顶端市场份额的 90以上，速度、准确度和耐用性是 轴承内外圈加工专用车床加工出来的产品的重要保障 。 研究内容 分析原始资料，查阅相关资料，收集整理有关横向机构设计、丝杠计算、阻尼缸运 动计算等资料。 对机床进行系统分析以及功能分析，并在此基础上确定轴承内外圈横向机构的设计方案 。 完成横向机构的整体设计，各个零件的建模和整体的装配，最后进行横向机构的运动仿真。 阅读和翻译英文文献。 撰写毕业设计论文 。 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 （ 1）研究方法 借阅相关书籍杂志，充分利用图书馆及网络资源。 （ 2）技术路线 收集资料， 确定方案， 设计尺寸，三维建模，运动仿真。 （ 3）实验方案 明确设计要求，认真调查研究，收集设计资料，确定 横向机构 的结 构方案，根据设计要求作出三维建模及工程图，做运动仿真。 （ 4）可行性分析 查阅相关设计资料，了解设计过程。熟悉零件各种配合方式和参数的计算，熟练运用 件和 件，做出机械零件和装配图以及三维建模和运动仿真。最后整理资料，完成毕业设计论文 。 研究计划及预期成果 研究计划： 2012 年 11 月 11 日 11 月 24 日 ：收集资料，撰写开题报告、文献综述；2012 年 11 月 25 日 12 月 8 日 ：完成零件三维造型及图纸转化； 2012 年 12 月 9 日 1 月 21 日 ：完成工艺规 程设计； 2013 年 3 月 4 日 3 月 22 日 ：完成 横向机构 的全部零件图； 2013 年 3 月 25 日 4 月 5 日 ：完成 阻尼缸与丝杠计算和设计 ； 2013 年 4 月 8 日 4 月 19 日 ：完成 横向机构 的总装图及运动仿真 ； 2013 年 4 月 22 日 4 月 26 日 ：详细审阅设计计算、说明书及图纸并修改； 2013 年 4 月 29 日 6 月 5 日 ： 递交毕业设计资料，准备答辩材料，并进行答辩。 预期成果： 设计中各个部件的选择需要具体分析和理论计算，方案拟定正确；设计计算根据来源可靠，计算数据准确无误； 机械结构图纸绘制要求视图完整、符合最新国家标准，图面整洁、质量高（图纸绘制要求采用计算机绘图）；用 成 横向机构的 零件图、组装图，以及 横向机构 的三维图形；基于 一步进行爆炸及运动仿真。 特色或创新之处 使用 动 仿真，效果明显，方便改变参量，能够直观判断 设计 结果 已具备的条件和尚需解决的问题 可以利用图书馆及网络资源，已学过 基础知识； 使用 运动仿真有待加强。 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日 系意见 主管领导签名 ： 年 月 日 周次 起止日期 工作计划、进度 每周主要完成内容 存在问题、改进方法 指导教师意见并签字 备 注11月1 2日 2月 2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书对横向机构不是很了解，通过老师的讲解，能够知道横向机构的运动原理4012年 12月 3日 0日 进行专业实训，加强动手和实践能力 进入工厂实习，了解企业生产流程 初次进入工厂实习，对生产结构不太熟悉，要多动手做，加强熟悉工作流程11月 21日 日 指导毕业实习 对毕业设计初步理解，找一些英文文献 专业英语翻译的不够准确,要多加强专业英语的学习13 2013年 3月 4日 日 根据专用机床的参数，对横向机构进行设计计算 查阅资料，完成横向机构一些参数的设计 一些专用知识有些生疏，通过翻阅以前的课本和老师的指导，得以顺利完成计算内容14 2013年 3月 11日 5日 根据计算的数据，完成零件的三维造型 熟悉成零件的建模 对同学和老师请教，最后完成横向零件的三维建模15 2013年 3月 18日 2日 完成横向机构的装配 熟悉成了横向机构的整体装配 在装配过程中，由于对约束功能用的不熟练，浪费了很多时间。查相关的视频教学，完成任务16 2013年 3月 25日 9日 完成横向机构零件的二维图纸 用成图纸的标注 装配间隙的标注有些遗忘，查阅以前的资料，完成零件的二维图标注17 2013年 4月 1日 日 完成装配图的设计 从成明细栏 装配图中零件比较多，完成的时候比较困难18 2013年 4月 8日 2日 对横向机构进行运动仿真分析 完成了横向机构的运动仿真分析 对于运动仿真这块，第一次接触。查阅相关的教学视频，完成了横向机构的运动仿真分析存档编码：无锡太湖学院 2013 届毕业作业周次进度计划、检查落实表系别：信机系 班级：机械93 学生姓名：展杰 课题（设计）名称：轴承内外圈加工专用机床横向机构设计 开始日期：止日期 工作计划、进度 每周主要完成内容 存在问题、改进方法 指导教师意见并签字 备 注19 2013年 4月 15日 9日 完成相关资料的撰写 完成中英文翻译 英语水平有限，英语翻译有点困难。通过老师的指导，得以解决20 2013年 4月 22日 8日 完成设计说明书的撰写 完成一分完整的毕业设计说明书 在设置格式的时候，对于费了很多时间。向同学请教，完成了格式的设置21 2013年 5月 2日 日 详细检查论文格式及图纸规范 对所有的资料，进行自我检查 论文格式错，熟读了学校的模板格式，得以解决问题22 2013年 5月 6日 0日 递交初稿 完成初稿 资料顺序有点混乱，按照要求装订23 2013年 5月 13日 7日 按照批注要求，修改初稿 按照老师的批注，修改论文 论文内容不完善，通过老师的指导得以解决24 2013年 5月 20日 5日 递交毕业设计资料，准备答辩材料 递交论文资料，并梳理全部的思路，准备好答辩的材料 论文中的相关知识比较多，需要进行梳理25说明： 1、 “工作计划、进度 ”、 “指导教师意见并签字 ”由指导教师填写， “每周主要完成内容 ”， “存在问题、改进方法 ”由学生填写。2、本表由各系妥善归档，保存备查。 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 轴承内外圈加工专用机床 横向机构设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923129 学生姓名： 展 杰 指导教师： 彭勇 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2013 年 5 月 25 日 无锡 太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 轴承内外圈加工专用机床横向机构设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 93 学 号： 0923129 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 无锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、 题目 轴承内外圈加工专用机床横向机构设计 2、专题 二、课题来源及 选题依据 该课题来源于迪奥企业轴承内外圈专用机床横向机构的设计。该机床主要用于汽车设计、军工行业和其他工业行业的轴承生产制造，实现了单机自动化、多机线自动化的生产制造。其中轴承行业，占据顶端市场份额的 90%以上，速度、准确性和耐用性是我们产品成功的重要因素，在机械行业中占着很重要的位置。 本设计属于结构设计结合类课题，要求完成轴承内外圈专用机床横向机构的设计。通过本设计，可以帮助学生加深对本 专业的相关知识理解和提高综合运用专用知识的运用。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 分析原始资料，查阅相关资料，收集整理有关横向机构设计、丝杠、阻尼缸运动、设备等资料； 对机床进行系统分析和功能分析，并在此基础上确定横向机构的设计方案； 完成横向机构的整体设计，以及各个零件的建模和整体的装配，最后进行横向机构的仿真运动； 阅读和翻译英文文献 ； 撰写毕业设计论文 ； 四、接受任务学生： 机械 93 班 姓名 展杰 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教 研 室 主 任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 要 本文是根据无锡迪奥机械厂轴承内外圈生产线改造项目要求，针对横向部分能自动实现进给，快退，自动感应识别运动位置等要求，设计出一套轴承内外圈专用机 床横向进给机构，使其能够代替工人手动进给，提高了公司生产效率。 论文根据轴承内外圈的特点，对其横向进给机构进行了合理的设计。此横向机构主要为了实现台面板上的刀具在切削轴承内外圈横向进给的运动。这一运动由阻尼液压缸驱动，由 制，由感应元件识别确认台面板横向进给时的位置。本文要设计的内容主要包括：阻尼液压缸驱动系统的设计，床身钳尺寸的确定，滚珠丝杠的设计，台面板的设计等。确定了横向进给机构的具体尺寸后，利用 件对横向机构的主要部件进行建模，并对整体结构进行虚拟装配。然后将装配体导入 件的运动 仿真界面，并利用软件进行运动学仿真和动力学仿真。分析仿真结果，得出相应结论。最后对轴承内外圈加工专用机床横向机构进行优化设计，让本设计能够真正的投入到日常生产操作中，使其切实能够为轴承厂的生产线改造做出贡献。 关键词： 进给 机构；轴承加工；虚拟装配；运动仿真 is on of of In to a of Its a be to s to of on in of on is by by to of of of of a of G to a of of is so it be to to of V 目 录 摘 要 . . 绪 论 . 1 课题研究的目的和意义 . 1 内外 轴承加工机床发展状况 . 1 课题的主要内容 . 2 2 横向机构设计 . 3 向机构组成 . 3 向机构的设计方案 . 3 床的主要参数及床身钳的初始设计 . 3 尼液压缸的设计与计算 . 3 珠丝杠的设计 . 9 身钳安装阻尼缸部分的尺寸及台面板尺寸的设计 . 14 3 基于 横向机构三维建模与虚拟装配 . 15 G 软件的简介 . 15 要零部件的三维建模 . 16 尼液压缸的虚拟装配 . 19 于 高级装配功能 . 19 尼液压缸的虚拟装配 . 21 章小结 . 22 4 基于 运动仿真 . 23 动仿真的工作界面 . 23 向机 构的运动仿真 . 23 动界面的的打开 . 23 杆特性的建立 . 24 动副特性的建立 . 25 加运动 . 26 析验证 . 28 章小结 . 29 5 结论与展望 . 30 论 . 30 足之处及展望 . 30 致 谢 . 31 参考文献 . 32 附 录 . 33 轴承内外圈加工专用机床横向机构设计 1 1 绪 论 课题研究的目的和意义 该课题 来源于轴承厂生产线改造项目， 根据轴承内外圈加工设备加工时进给的特点，对其机床横向进给机构进行合理设计。该专用机床在横向运动方面进行了改善，把以前的人工进给改造成为自动进给，减少了人工操作的误差，提高了生产效率，改善了加工零件的精度。 在传统轴承加工机床横向进给机构生产过程中，采用工人手动对刀，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，研制出了轴承内外圈加工专用机床自动横向进给机构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 ! 内 外 轴承加工机床发展状况 目前，我国轴承加工机床数量上比较多， 但在国际市场竞争中仍处于较低水平；即使国内市场也面临着严峻的形势 ， 一方面国内市场对 自动化轴承加工 机床有大量的需求 ， 而另一方面却有不少国产 轴承加工 机床滞销积压 ， 国外 轴承加工 机床产品充斥市场 。 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 自动化轴承加工 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 轴承加工 机床厂目前开发基型产品的周期约为 15 18 个月 ， 其中设计时间约为 5 8 个月 ， 占总周期的 40%左右。而国外一些先进 轴承加工 机床厂同类基型产品的开发周期为 6 9 个月 ， 其中设计约 2 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 轴承加工 机床厂用手工操作就至少需 1 2 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 。 无锡太湖学院学士学位论文 2 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。 而在国外，轴承加工机床从 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，加工出来的轴承精度好，很好的满足了客户的要求。 不过，近几年 轴承内外圈加工专用车床 在国内外都有很多研究，应用的领域也越来越多， 轴承机械，产品主要用于汽车行业、军工行业和其他工业行业的轴承生产制造，实现了单机自动化、多机线自动化的生产制造。其中轴承行业，占据顶端市场份额的 90以上，速度、准确度和耐用性是 轴承内外圈 加工专用车床加工出来的产品的重要保障。 课题的主要内容 (1) 分析原始资料，查阅相关资料，分析国内外轴承机床发展状况。 (2) 对轴承内外圈专用机床横向机构总体方案设计。 (3) 阻尼液压缸和滚珠丝杠的设计与计算。 (4) 横向机构各部分的设计与计算。 (5) 基于 横向进给机构三维建模及运动仿真。 轴承内外圈加工专用机床横向机构设计 3 2 横向机构设计 向机构组成 机床的横向进给机构由：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。该横向机构由 导控制，通过横向开关感应铁的感应运动位置，实现横向滑板的进给运动。 向机构的设计方案 床的主要参数及床身钳的初始设计 轴承内外圈专用机床的主要技术参数如表 2示 。 表 2承内外圈加工专用机床的技术参数表 项目 要求 最大工件回转直径 80大车削长度 50心高 180轴头行程 10轴锥孔 100轴孔径 30轴转速范围 1200床轮廓尺寸 12005501760 主轴线与机床边缘间距 275轴线距地面高度 1046头箱长度 327表 2知，专用机床的轮廓尺寸为 7 6 05 5 01 2 0 0 ，轴承内外圈直径为80虑到安装空间和可靠性等因素，确定床身钳底下尺寸为 60280823 ，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。 尼液压缸的设计与计算 尼液压缸设计内容及参数 （ 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； 液压缸系统供油 P= 无锡太湖学院学士学位论文 4 液压缸最大推力 缸的最大行程 L=150 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=5查参考文献 2 表 8可知液压缸的工作压力为 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=得 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d。 已知 : F=2000N, P = 4=42 0 标准中查得： D=45 d=40 则 222 1 5 9 04 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 又： 2336m i n/m i nm i nm i nm i n 1250mi n/102.1 mi n/ 式中： 量阀的最小稳定流 量，由设计要求给出。 压缸的最小速度，由设计要求给出。 故取 D=45保证了 A 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 d=35 查参考文献 4 表 5， 45 钢的屈服强度 55 按强度条件校核： 3331 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。 轴承内外圈加工专用机床横向机构设计 5 本设计按照薄壁圆筒设计，其壁厚按薄壁圆筒公式（ 算为： 2 (该设计采用无缝钢管 ) （ 其中： ，取M P =100 110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： =5 5. 缸体外径尺寸的计算 缸体外径 60 查参考文献 2表 8 外径 1D 取 50. 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 150 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（ 行近似计算： 00 （ 式中： D缸盖止口内径 (T缸盖有效厚度 (T. 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 无锡太湖学院学士学位论文 6 此在设计时必须保证有一定的最小导向长度，见图 缸的导向长度 。 图 缸的导向长度 对一般的液压缸，最小导向长度 H 应满足： （ (： L液压缸的最大行程 (D液压缸内径 (取 H=50. 活塞宽度 B 的确定 活塞的宽度 B 一般取 B=（ D 即 B=（ 50=（ 30 B=450. 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。 即：缸体内部长度 150+45=195体长度 （ 20D=（ 1000取缸体长度为 250 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 2878 16型系列单杆自（ 2878 16型系列的单杆液压 缸油口安装尺寸（ 定。进出油口的尺寸为 连接方式为螺纹连接。 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（ 3s）的场合时，不得有爬行，粘着滞涩现象 ； 轴承内外圈加工专用机床横向机构设计 7 （ 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 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得用 226 编号的 O 型密封圈 ,其尺为 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。 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 无锡太湖学院学士学位论文 8 塞杆导向。 根 据 查参考文献 6表 得选用 导向环。 导向套的选用为其导向长度 A=(=(30取 A=40 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用丁型无骨架防尘圈，尺寸为 45 尼液压缸材料的选用 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 压缸内圆柱表面粗糙度为 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 轴承内外圈加工专用机床横向机构设计 9 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 。 珠丝杠的设计 杠螺母副的选用 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）。 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。 实践表明 ：螺母座，丝杠的轴承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，一般常用止推轴承。滚珠丝杠的支撑方式有一下四种： 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。 端装向心轴承，其目的是为了减少丝杠热变形的影响。 种支撑对丝杠的热伸长较为敏感。 见下图 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 。 无锡太湖学院学士学位论文 10 图 珠丝杠的支撑方式 为提高机床横向进给机构的进给精度，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，保障机床横向进给机构的进给精度。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。 杠螺母副的计算 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轴承类似，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轴承 相类似，故按疲劳寿命的选择计算有公式（ （ 参数如表 (2 轴承内外圈加工专用机床横向机构设计 11 表 2数 表 载荷系数 轴向工作载荷 使用寿命 计算动载荷（ N ） 硬度影响系数 上式（ 各参数的确定： （ 1） 一般 （ 2） 滚珠丝杠的材料取 15硬度可处理到 右，则 （ 3）向工作载荷的计 算可 查参考文献 4计算工作载荷。 3/)2( m a x m a xm i 0 9 . 8 3 0 9 . 8 0
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