毕设答辩 -两坐标运动平台及其滚珠丝杠副的优化设计

1、两坐标运动(yndng)平台及其滚珠丝杠副的优化设计答 辩 人：李弘扬（2009010093）专 业：机械设计制造及其自动化指导(zhdo)教师：王科社（教授）1共二十二页框架(kun ji)1、课题研究的意义2、两坐标(zubio)运动平台的设计3、滚珠丝杠副的优化设计4、致谢2共二十二页课题(kt)研究的意义 二维运动工作平台是高精度的核心部件，能大大减轻劳动强度，提高劳动生产率。随着高速切削的发展，进给速度越来越高，因此作为数控机床关键功能部件的滚珠丝杠副，其线速度也在不断向高速方向发展，滚珠丝杠的高速化又必然会带来高噪声、高温升和低寿命(shumng)等一系列的问题。 可以说，噪声、温

2、升和寿命等性能指标已成为制约精密滚珠丝杠副高速化的关键问题。3共二十二页一、两坐标(zubio)运动平台的设计4共二十二页 1、两坐标运动平台主要参数 1、X方向行程：500mm 2、Y方向行程：500mm 3、工作台面尺寸：300200mm 4、平均切削力：1000N 5、平均切削进给速度(sd)：600m/min 6、最高运动速度：120m/min 7、定位精度：0.02mm 8、工作寿命：每天8小时，工作8年，250天/年5共二十二页2、滚珠丝杠副的设计计算(j sun)和校核滚珠(gnzh)丝杠副载荷和力校核滚珠循环方式密封和润滑计算及选择6共二十二页2、导轨的选择(xunz)与计算导

3、轨的选择(xunz)计算导轨的选择导轨的润滑与防护载荷和寿命计算7共二十二页3、电动机的选择(xunz)与计算电动机电机(dinj)的选择转动惯量计算转矩计算动态特性校验8共二十二页4、三维装配图及动画仿真(fn zhn)9共二十二页二、滚珠(gnzh)丝杠副的优化设计10共二十二页1、国内外研究(ynji)现状 日本NSK公司开发出了多种新型滚珠丝杠副，并对反向回珠器的结构、滚道型线等进行了优化设计;在热变形控制、承载能力、寿命(shumng)计算方面也都进行了大量的研究。 海德汉公司的滚珠丝杠研究报告中对不同转速和预紧力下的摩擦转矩、温升以及振动等情况进行了分析对比。 台湾学者Jen Fi

4、n Lin对滚珠丝杠副中滚珠的动力学模型进行了推导， 山东大学的宋现春、姜洪奎对滚珠丝杠副返回器中滚珠运动的动力学模型进行了比较深入的研究与分析。11共二十二页 我国滚动功能部件中、低档产品(chnpn)与国外同类产品(chnpn)的水平相当，但生产效率却远远低于国外，而与高性能高端产品(chnpn)的差距就更大。 在试验手段上，国内与国外也存在较大差距。有些关键性技术和研究成果在国内根本就找不到。主要性能精度(mm) (300mm内螺距误差)最大dn值（万）最高运动速度（m/min）最大加速度度（m/s2）噪音(db)（30m/min下测试）（温升(C)（30m/min下测试）国外0.022

5、090-12015-20601560-8010-15701012共二十二页丝杠轴与螺母间以钢球为滚动体,将回转运动转变为直线运动的机械元件。可以(ky)将直线运动转变为回转运动,也可以(ky)将回转运动转化为直线运动。2、工作(gngzu)原理钢球在螺母与丝杠间的沟道中边自转滚动边向前滚动，通过循环机构做无限循环运动。13共二十二页1、摩擦小，效率高2、高精度保证3、可以(ky)高速进给:由于丝杠的效率高,发热小,因而可以(ky)实现高速进给.3、滚珠(gnzh)丝杠副的特点14共二十二页4、精度高，可实现微进给，微米级5、无间隙,刚性(n xn)高:在轴线上产生0间隙或负间隙,刚性(n xn

6、)也大大提高15共二十二页4、滚珠(gnzh)丝杠副重要零部件16共二十二页5、滚珠(gnzh)丝杠副的结构优化设计17共二十二页 把普通外插管优化为斜插管，能够大大提高流畅性，同时，在每个滚珠之间增加一个弹性很大的软套，同时能够减少滚珠碰撞(pn zhun)带来的噪声和磨损，能够大大提高滚珠的寿命，将能够大大的提高滚珠丝杠副的使用寿命，同时也解决了滚柱之间碰撞(pn zhun)带来的噪声和磨损，能够减少不必要的经济损失。18共二十二页6、滚珠(gnzh)与导珠管的参数优化钢球与导珠管碰撞(pn zhun)简化模型19共二十二页牛顿(ni dn)第二定律其中(qzhng)，20共二十二页恳请(knqng)各位老师批评指正！谢谢(xi xie)各位老师21共二十二页内容摘要两坐标运动平台及其滚珠丝杠副的优化设计。答 辩 人：李弘扬（2009010093）。专 业：机械设计制造及其自动化。二维运动工作平台是高精度的核心部件，能大大(d d)减轻劳动强度，提高劳动生产率。随着高速切削的发展，进给速度越来越高，因此作为数控机床关键功能部件的滚珠丝杠副，其线速度也在不断向高速方向发展，滚珠丝杠的高速化又必然会带来高噪声、高温升和低寿命等一系列的问题。8、工作寿命：每天8小时，工作8年，2