多頭鎖螺絲機(jī)設(shè)計

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多頭鎖螺絲機(jī) Multi-head lock screw machine 論文題目： 多頭鎖螺絲機(jī)設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)院名稱 專業(yè)名稱 班級名稱 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 教師職稱 學(xué) 歷  目錄 摘要......................................................Ⅰ Abstract..................................................Ⅱ 第一章 緒論..............................................1 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀....................................1 1.2.1 鎖緊螺絲機(jī)的市場前景.........................2 1.2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀.................................3 1.2.3 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀.................................4 1.3 課題來源..........................................6 1.4 課題的主要要求....................................7 1.4.1 設(shè)計的主要內(nèi)容...............................7 1.4.2 主要技術(shù)參數(shù).................................7 1.4.3 設(shè)計要求.....................................7 1.5 總體方案和技術(shù)路線................................8 1.5.1 總體方案設(shè)計.................................8 1.5.2 技術(shù)路線.....................................11 第二章 傳動裝置的總體設(shè)計.................................12 2.1 傳動方案設(shè)計.....................................12 2.2 電動機(jī)的選擇設(shè)計.................................12 2.2.1 電動機(jī)的選擇類型.............................12 2.2.2 確定傳動裝置效率.............................12 2.2.3 選擇電機(jī)的型號...............................13 2.2.4 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù).................14 第三章 絲杠傳動的設(shè)計 3.1 滾珠絲杠與滑動絲杠對比...........................15 3.2 絲杠傳動的設(shè)計...................................15 3.2.1 滾珠絲桿的工作原理及結(jié)構(gòu)形式.................15 3.2.2 絲杠副的選用及計算...........................16 3.3 螺母的設(shè)計.......................................24 3.3.1 選取螺母材料.................................24 3.3.2 確定螺母的高度...............................25 3.3.3 確定螺文工作圈數(shù).............................25 3.3.4 螺母的實際高度...............................25 3.3.5 螺母螺紋牙的強(qiáng)度計算.........................25 3.3.6 螺母的強(qiáng)度計算...............................26 第四章 滾動軸承的選擇和設(shè)計.............................28 4.1 蝸桿軸承的選擇設(shè)計...............................28 4.2 蝸桿軸承的校核...................................28 第5章 項目管理和經(jīng)濟(jì)分析................................31 5.1 項目管理內(nèi)容.....................................31 5.1.1 外購清單......................................31 5.2 結(jié)構(gòu)安裝說明.....................................32 5.3 調(diào)試及驗收管理...................................33 5.4 功能消耗、環(huán)境分析...............................33 5.5 本設(shè)計的成本核算..................................34 總 結(jié)...................................................35 致 謝...................................................36 參考文獻(xiàn)..................................................37 摘要 目前，中國固定螺絲機(jī)的發(fā)展才剛剛開始。國內(nèi)的市場需求較大。隨著中國工業(yè)力量的不斷擴(kuò)大，對工業(yè)技術(shù)方面的資金投入量的增加，涌入了大量的專業(yè)技術(shù)人才，加速了中國工業(yè)技術(shù)改革。通過不斷發(fā)展，如今自動緊固螺絲機(jī)的類型也有許多種，如多軸自動緊固類螺絲機(jī)，旋轉(zhuǎn)自動型，多頭自動型，手持式自動型，落地式自動型等。一開始，我國的絕大部分自動螺絲機(jī)都是從國外進(jìn)口的，如美國，德國等。我國機(jī)械行業(yè)不斷地在進(jìn)步，螺絲機(jī)等機(jī)械類產(chǎn)品也順勢而起，而且前景十分廣闊，相關(guān)企業(yè)也在全面發(fā)展技術(shù)優(yōu)化，成本改良?，F(xiàn)如今，我國定制裝備工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)展極為優(yōu)先，具體在珠江三角洲、上海、廣東等大中城市郊區(qū)為主要生產(chǎn)基地。 最近這些年，我國引進(jìn)了自動鎖緊螺絲，各個公司對其對其抱有很大的期待。在這些螺絲機(jī)類型中，便攜式自動螺絲機(jī)更受市場的歡迎，它在加工領(lǐng)域比較方便，價格也是比較便宜的，而一些低端和廉價的自動鎖緊螺釘機(jī)生產(chǎn)占有大量的小型和微型制造市場，目前高端自動鎖緊螺釘機(jī)的生產(chǎn)水平較低。 本文設(shè)計是一種冶金工具用多頭鎖緊螺絲機(jī)，屬于機(jī)械加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。 本實用新型包括冶金工具進(jìn)給裝置、冶金工具傳動裝置、多頭鎖緊螺釘裝置、冶金工具回流裝置和冶金工具進(jìn)給裝置，其包括: 冶金工具進(jìn)給架和冶金工具振動進(jìn)給機(jī)，冶金設(shè)備傳動裝置的傳動簾設(shè)置在第一傳動輥和循環(huán)中的第二傳動輥上。多頭鎖緊螺釘裝置包括鎖緊螺釘架、鎖緊螺釘機(jī)構(gòu)和螺釘進(jìn)料機(jī)構(gòu)、冶金設(shè)備支承循環(huán)機(jī)構(gòu)。本文中設(shè)計的多頭鎖緊螺釘機(jī)有很多的優(yōu)點(diǎn)，它的穩(wěn)定性高、效率高、自動化程度高、智能化程度高的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，而且具有良好的通用性和廣泛的應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞：多頭 ；鎖緊螺絲機(jī) ；自動化 Ⅰ Abstract At present, the development of screw engine in China is still in its infancy. Now our country's screw machine demand is still very big. With the development of industry, the technical level of screw machinery is constantly improving, and the products are becoming more and more diversified.There are already multi-head automatic locking screw machines, multi-axis automatic locking screw machines, rotary automatic screw machines, and hand-held automatic locking screw machines, floor-type automatic lock screw machine and other automatic lock screw machine. First of all, most of our automatic closing machines from Japan, Germany, the United Kingdom and other developed countries Imported. Many Last year our personalized equipment industry has developed rapidly, mainly in the Pearl River Delta and Yangtze River Delta Economies. The the main production areas and industrial bases are located in the suburbs of the large and medium-sized cities of Shanghai and Guangdong. It There are others. In recent years, automatic locking screw machines have entered the Chinese market, the Enterprise shows high enthusiasm to the automatic lock screw machine, especially gets the favor of the large-scale manufacture enterprise. But at present, the output of our country's automatic locking screw machine is not high, and the hand-held automatic screw machine, with its price advantage and flexible output, accounts for about half of the domestic market, and some low-end and cheap automatic locking screw machine production occupies a large number of small and micro-manufacturing market, the current high-end automatic locking screw machine production is low. The utility model relates to a multi-head lock screw machine for a metallurgical tool, which belongs to the technical field of mechanical processing equipment. The utility model comprises a feed device for a metallurgical tool, a transmission device for a metallurgical tool, a multi-head lock screw device, a reflux device for a metallurgical tool, and a feed device for a metallurgical tool, which comprises a feed frame for a metallurgical tool and a vibrating feed machine for a metallurgical tool, the transmission curtain of the transmission device for the metallurgical apparatus is arranged on the first transmission roller and the second transmission roller in a circle. The multi-head locking screw device comprises a locking screw rack, a supporting and circulating mechanism for the Metallurgical Apparatus, a locking screw mechanism and a screw feeding mechanism, the reflux device of the metallurgical apparatus comprises a shunt mechanism, a first reflux mechanism and a second reflux mechanism. The Design of this paper has non seulement High Stability, efficient, High Automation, intelligent and other features, but also has good Common and large application prospects. Keywords:Long head;Screw locking machine; mechanical design Ⅱ 第1章 緒論 采用多頭鎖螺絲機(jī)代替常規(guī)的手動式鎖絲機(jī)。 手動式鎖絲機(jī)內(nèi)容中含有電動螺絲刀或氣動螺絲刀，他是用電動或是氣動方式的改變來產(chǎn)生扭矩，這種產(chǎn)生扭矩的方式比人工操作更為快捷，這將大大減輕人工的體力操作，提高傳統(tǒng)工作的效率?？墒侨斯げ僮鞯脑捯矔枰度氪罅康娜肆?。所以不管怎樣，它的工作效率還是不盡人意的，我們還需繼續(xù)在技術(shù)等方面加以改良。 目前，中國自動螺絲機(jī)的發(fā)展仍處于起步階段。中國對螺絲機(jī)的需求仍然很高。隨著行業(yè)的發(fā)展，自動螺絲鎖緊機(jī)的技術(shù)水平不斷提高，產(chǎn)品種類繁多。當(dāng)前，存在具有自動鎖定的多頭螺釘機(jī)，具有鎖定的多軸自動螺釘機(jī)，具有鎖定的旋轉(zhuǎn)自動螺釘機(jī)，具有鎖定的手動自動螺釘機(jī)，具有鎖定的落地式自動螺釘機(jī)以及其他具有鎖定的自動螺釘機(jī)。起初，我國大部分自動鎖緊螺絲機(jī)是從國外進(jìn)口的。 到如今以來，中國的機(jī)械類行業(yè)發(fā)展越來越好，在長江三角洲地區(qū)、上海、廣東等大中城市郊區(qū)也有主要生產(chǎn)區(qū)。最近這些年，我國引進(jìn)了自動鎖緊螺絲機(jī)，各個公司企業(yè)對其抱有很大的期待。在這些螺絲機(jī)類型中，便攜式自動螺絲機(jī)更受市場的歡迎，它在加工領(lǐng)域比較方便，價格也是比較便宜的，而一些低端和廉價的自動鎖緊螺釘機(jī)生產(chǎn)占有大量的小型和微型制造市場，目前高端自動鎖緊螺釘機(jī)的生產(chǎn)水平較低。 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 鎖緊螺絲機(jī)的市場前景 多頭鎖緊螺絲機(jī)的實用性與普通電動配料機(jī)相同，有很多的優(yōu)點(diǎn)：工作效率高，操作方便，危險性也極低。總的來說，它的類型是比較全面的。一般情況下，螺絲機(jī)都是可以實現(xiàn)自動擰緊的，可是它的價格會偏高，所以在很少的情況才才會使用螺絲機(jī)操作。但是如今科技越來越發(fā)達(dá)，我國對機(jī)械行業(yè)也進(jìn)行了一步步改革，所以在我國，生產(chǎn)使用螺絲機(jī)已經(jīng)屢見不鮮?，F(xiàn)在螺絲機(jī)在技術(shù)方面極為先進(jìn)，價格方面也是經(jīng)濟(jì)實惠。所以，各個企業(yè)也是對多頭鎖緊螺絲機(jī)的前景極為看好。我國因為之前的技術(shù)發(fā)展比較落后，所以大多數(shù)螺絲機(jī)都是從國外進(jìn)口的。但是如今，中國的技術(shù)水平，科技水平越來越發(fā)達(dá)，國內(nèi)眾多大小企業(yè)紛紛購用自動螺絲機(jī)的一系列產(chǎn)品。多頭螺絲機(jī)既可用于流水線作業(yè)，也可用于制造商。而且質(zhì)量方面也是能夠得到保證的，很少會有機(jī)器故障，如果發(fā)生了，技術(shù)工作人員也會上門進(jìn)行修理，保養(yǎng)等各項服務(wù)。機(jī)器保證方面做得足夠好，相應(yīng)著，成本也會相對較高。所以公司也會在能夠使產(chǎn)品保證的同時，希望成本也要降低。所以他們開始把目光關(guān)注在自動化領(lǐng)域，希望產(chǎn)品自動化提高的同時能降低消耗的成本。到如今，我國雖然非標(biāo)準(zhǔn)自動化企業(yè)較多，可是技術(shù)等方面還是不夠健全。而且推動各個企業(yè)競爭也會推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可是從現(xiàn)實來說，絕大部分的中小型企業(yè)有三大現(xiàn)實問題，資金的不足，人才的缺少以及市場較小。中小型企業(yè)想要發(fā)展，想要做大，就一定要解決這幾個問題，并且能把握住機(jī)會。所以，管理人員一定要冷靜的思考，工作人員要更加努力，用心做好所做的工作。但是這個行業(yè)入門很困難，他需要用到的知識很多。他整個加工，生產(chǎn)，售后也涉及到很多方面。所以公司上下萬眾一心是最為重要的?！白龊貌渴穑瑒?chuàng)建團(tuán)隊和領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊”已成為每一個企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人的必修課程。然而，產(chǎn)業(yè)規(guī)格小，怎樣處理各個分工也是面臨的一個難題。因為降低所需要的成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量等問題是企業(yè)需要解決的重要問題，所以非標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械制造自動化已成為一個優(yōu)先事項。目前中國有大量自動螺絲機(jī)制造廠，但規(guī)模小，技術(shù)落后，競爭激烈。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國在工業(yè)發(fā)展方面對全國乃至全球都做出了卓越貢獻(xiàn)，鞏固了中國作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體的地位,我國也被大多數(shù)國家稱之‘世界工廠’?？墒俏覈蟛糠止具€是在人工操作的初級時期。相比于其他發(fā)展較好的國家，他們的生產(chǎn)加工基本上實現(xiàn)了無人化全自動生產(chǎn)工作車間。然而在我國勞動力還是生產(chǎn)制造的中堅力量，這是兩者最為突出的區(qū)別。 通過以上分析，本文設(shè)計的多頭自動鎖螺絲機(jī)，它的好處點(diǎn)有：操作方便，加工效率好，能實現(xiàn)產(chǎn)品快速加工。并且它有獨(dú)立的機(jī)電一體化系統(tǒng)，獨(dú)立完整的流水線確保了它良好的通用性和實用性。 1.2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀 在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家中，他們也早已對自動裝配技術(shù)邁出深入研究的步伐。在二十世紀(jì)一二十年代，國外產(chǎn)生了世界上第一條汽車零件裝配線，生產(chǎn)時間縮短為原來的4倍左右。在20世紀(jì)80年代，一位麻省理工學(xué)院的教授提出了自動化面向裝配設(shè)計技術(shù)。1999年，威奇托州立大學(xué)研發(fā)一個產(chǎn)品自動裝配系統(tǒng)，先進(jìn)的自動化裝配廠和生產(chǎn)線的出現(xiàn)，美國的寶鼎公司開發(fā)了一種基于調(diào)制瑞士成功擁有一條自動手表生產(chǎn)線這個先進(jìn)自動化的螺絲機(jī)，波音公司的柔性裝配技術(shù)極大地提高了飛機(jī)零部件的裝配效率，帶來了革命性的變化。 目前，自動化裝配技術(shù)在美國、德國、日本等世界制造大國已達(dá)到較高水平。 圖1.1為自動化裝配線。 圖1.1a 自動化生產(chǎn)線 圖1.1b自動化生產(chǎn)線 在國外鎖緊螺釘設(shè)備中，長期以來一直用于汽車、電腦、液晶面板、空氣調(diào)節(jié)、電路板等諸多行業(yè)。1958年，聯(lián)合控制公司開發(fā)了第一個機(jī)器人手。之后美國發(fā)明了一種具有觸覺和視覺的雙臂機(jī)械手，由于機(jī)械手有觸感，所以在不對準(zhǔn)工件的情況下也能非常精確地完成對準(zhǔn)任務(wù)。當(dāng)螺絲擰緊時，如果操縱者遇到阻力，螺絲可以回轉(zhuǎn)。 在國外，自動鎖緊螺釘設(shè)備早已應(yīng)用于工業(yè)化的各個領(lǐng)域。 二十世紀(jì)四十年代，美國、德國等工業(yè)發(fā)達(dá)的國家一起進(jìn)行了有關(guān)螺紋緊固的仔細(xì)探討。制定了螺紋緊固件的國家標(biāo)準(zhǔn)。由于我國起步較晚，在這一領(lǐng)域較為落后，我國就借鑒了日本的三項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。然后把這幾項標(biāo)準(zhǔn)用在了我們工業(yè)技術(shù)的相關(guān)領(lǐng)域。 1.2.3 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 我國工業(yè)機(jī)械發(fā)展相比于如美國、德國、日本等一些發(fā)達(dá)國家的發(fā)展偏晚。我們最開始是參考以及模仿它們的自動化裝配技術(shù)，然后通過不斷的引進(jìn)、學(xué)習(xí)還有創(chuàng)新相關(guān)的技術(shù)。到迄今為止，在國內(nèi)很多家企業(yè)的技術(shù)也已經(jīng)追趕到了其他先進(jìn)國家的技術(shù)。例如深圳馳速公司，它對于臺式X-Y平臺自動鎖緊機(jī)構(gòu)的研發(fā)是在世界前沿的，它的性能極其穩(wěn)定，操作也比較簡易。但是，自動鎖螺釘設(shè)備主要是針對于平面的操作，就像是電腦內(nèi)的螺絲，設(shè)備不能進(jìn)行各種操作。我國鎖緊螺釘行業(yè)目前還沒有能夠開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化自動鎖緊螺釘設(shè)備的龍頭企業(yè)或科研機(jī)構(gòu)。國內(nèi)手持式鎖緊螺絲設(shè)備仍占有一半以上的市場。根本原因在于自動鎖緊螺釘設(shè)備的價格較高，許多企業(yè)沒有能力開發(fā)或購買設(shè)備，而自動鎖緊螺釘設(shè)備是非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，通用性低，且他對于螺釘鎖緊方面有著巨大的要求。還有，我國絕大部分的產(chǎn)品確實不如國外的相關(guān)產(chǎn)品。但經(jīng)過發(fā)展也已經(jīng)逐步完善，可是還有很多的公司對其他廠家生產(chǎn)的設(shè)備不是很信任，所以他們寧可用更多的資金去從其他國家采購相關(guān)設(shè)備，這也是很大的一個問題，不過通過慢慢的發(fā)展溝通，我國的相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量會變得更好，其他企業(yè)也會更加信任本國的產(chǎn)品，相信自己的同胞。 圖1.2 多軸式自動鎖螺絲機(jī) 當(dāng)?shù)貜S家使用的螺絲機(jī)大多都是廣東、浙江等地的廠家生產(chǎn)的手持式和半自動式。手動鎖絲機(jī)可完成螺絲一次性輸送并且鎖緊，提高生產(chǎn)效率和減少勞動力。但手動鎖絲機(jī)需要人們重復(fù)繁重的工作，容易劃傷產(chǎn)品的外觀，增加了生產(chǎn)的成本。半自動鎖絲機(jī)主要是一種由振動盤的氣動裝置作為驅(qū)動部件，再結(jié)合PLC或單片機(jī)、傳感器和接近開關(guān)的聯(lián)合控制對螺絲進(jìn)行鎖緊。其工作過程是通過振動盤的振動將螺釘分類，然后將壓縮空氣高速吹入螺絲刀頭，完成鎖定。但在我國，相關(guān)鎖絲機(jī)也沒得到大范圍的使用。它的具體原因有以下幾點(diǎn)： （1）對螺釘尺寸要求非常嚴(yán)格，長度必須是5mm-18mm，直徑必須是2.5 mm-5mm，螺釘只要尺寸達(dá)不到要求，那么他需要完成的工作也是很難完成的。 （2）對螺桿精度也是很嚴(yán)格，必須是我們所需精度之間，否則機(jī)器總會發(fā)生各種故障，出現(xiàn)各種各樣的問題。 （3）它的專一性很高，不能一種零件同時適用很多種的螺絲機(jī)，所以這點(diǎn)是需要以后我們慢慢進(jìn)行改進(jìn)的。 （4）這種設(shè)備前期投入很大，如資金方面，相關(guān)材料較貴，人力物力的投入也很大。 國內(nèi)學(xué)者從專業(yè)領(lǐng)域?qū)︽i緊螺釘設(shè)備進(jìn)行了研究，并開發(fā)了專業(yè)領(lǐng)域的鎖緊螺釘設(shè)備。按照內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同、螺絲送料形式及鎖附的形式，自動鎖絲機(jī)可以分為以下幾種類型： (1)按照機(jī)械執(zhí)行結(jié)構(gòu)不同，能分成以下種類: 坐標(biāo)機(jī)型、機(jī)械關(guān)節(jié)型和轉(zhuǎn)盤工作臺自動鎖螺絲機(jī)型。桌面型式和落地式構(gòu)成了坐標(biāo)機(jī)型，按照軸的數(shù)量不同能分成單軸、雙軸和多軸式。機(jī)械關(guān)節(jié)型機(jī)器一般速度、空間上，有一定的使用需要，但是由于承載能力和剛性扭力不好，所以不經(jīng)常被使用。轉(zhuǎn)盤式自動鎖緊螺釘機(jī)是一種多頭集中在圓盤上的旋轉(zhuǎn)緊固螺釘機(jī)，這種螺釘機(jī)一般用于全自動裝配線。 (2)根據(jù)運(yùn)輸方式的不同，能分成兩種形式，吹氣式以及吸取式。吸取式能是螺絲的輸送率達(dá)到我們需要的要求；吹氣式在管道中利用正壓來傳送螺釘，螺釘總長度與螺母直徑之比為1:1.3，最小不小于1:1.2，保證了螺絲輸送的準(zhǔn)確性。與前者相比，后者的輸送效率比前者高。所以，當(dāng)螺絲的長度比滿足所需要求時使用吹氣式螺絲機(jī)，從而縮短螺桿的鎖緊時間，提高鎖絲的效率。 (3)根據(jù)鎖的附加形式，可分為手持式自動螺桿機(jī)和多軸自動螺桿機(jī)XY工作臺。 ① 本實用新型涉及一種手持式自動鎖緊螺絲機(jī)，要求工人一手握住電動螺絲刀頭，另一手握住工件完成工作。成功鎖定一個螺釘后，將配料器與另一個螺釘孔對齊。在當(dāng)下，螺釘繼續(xù)利用機(jī)器進(jìn)給，操作人員再次工作，直到工作完成；另一種實用型利用氣壓驅(qū)動電機(jī)馬達(dá)轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的扭矩來鎖定螺絲，具有精度高、節(jié)能、扭矩易于控制等優(yōu)點(diǎn)。由于手動對準(zhǔn)的螺絲孔的精度不高，所以這是手持設(shè)備的一個缺點(diǎn)。 ②機(jī)器為了能夠批量加工，所以設(shè)計多個電動螺絲刀，再安裝一個振動盤供料，鎖定螺絲的速度將大大提高。多軸自動螺絲機(jī)能自動鎖定螺絲并檢查鎖定是否成功，若鎖定失敗，就會有警報信息來提醒工作人員進(jìn)行操作。但由于多軸的軸數(shù)較多，所以不易控制，穩(wěn)定性也不高。 ③X-Y工作臺面可分為以下三類: 第一是鎖定工件的水平方向與鎖付平臺的水平方向相同，電動螺絲刀在垂直方向進(jìn)行移動。第二種是鎖定工件不移動，電動批頭在3D空間移動。第三種是鎖定工件運(yùn)動，電動批頭在另一個二維空間進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動。 X-Y工作臺式的自動螺絲機(jī)的工作較靈活，它可以修改工件上的孔坐標(biāo)，以適應(yīng)不同的鎖緊工件。其效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手持式螺絲機(jī)，但不如多軸式自動螺絲機(jī)。螺釘鎖緊裝置是自動鎖螺絲機(jī)進(jìn)行鎖緊螺釘?shù)闹匾ば颍⑶衣葆旀i緊的精度和效率也是非常重要的。 1.3 課題來源 本題目來生產(chǎn)企業(yè)，多頭鎖螺絲機(jī)是通過應(yīng)用二維設(shè)計軟件結(jié)合專業(yè)知識完成基于自動化三合一運(yùn)送治具、多頭螺絲鎖緊和送出治具的設(shè)計。通過該設(shè)計題目，使我們在多頭鎖螺絲機(jī)的工作原理、工作過程、實用性。全面培訓(xùn)螺絲機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案論證設(shè)計和鎖付系統(tǒng)設(shè)計、技術(shù)文件編制、文獻(xiàn)綜述和二維應(yīng)用能力，在此基礎(chǔ)上鞏固了我們所學(xué)知識，并加以綜合應(yīng)用，得以使我們熟悉并掌握了正確的設(shè)計思想和方法，進(jìn)一步培養(yǎng)了我們的工程應(yīng)用能力。 1.4 課題的主要要求 1.4.1 設(shè)計的主要內(nèi)容 該設(shè)計包括多頭鎖螺絲機(jī)用途分析、多頭鎖螺絲機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計、輸送電機(jī)選取計算，鎖螺絲驅(qū)動電機(jī)選取計算、螺絲鎖緊桿計算、部分傳動軸計算、多頭鎖螺絲機(jī)總圖繪制、標(biāo)準(zhǔn)零部件選取、項目管理和經(jīng)濟(jì)分析。 多頭鎖螺絲機(jī)工作過程自動化，機(jī)動性好，操作簡單。工作時需實現(xiàn)治具的自動送料和鎖螺絲后的自動出料，雙工位同時多頭螺絲鎖緊。輸送速度可調(diào)、鎖緊螺絲間距可調(diào)、鎖緊力和鎖緊速度可調(diào)。除鎖緊工位位置調(diào)整手動實現(xiàn)，輸送調(diào)速、鎖緊調(diào)速、鎖緊力均采用電機(jī)自動化控制?？傮w設(shè)計難度尚可。完成該畢業(yè)設(shè)計題目應(yīng)具備二維軟件應(yīng)用能力 1.4.2 主要技術(shù)參數(shù) 1.鎖螺絲機(jī)基于治具模型設(shè)計，治具信息詳見任務(wù)書后附件。 2.被鎖螺旋長度<30mm，2-5秒/PCS。 3. 工作電壓220V，頻率50Hz，功率小于1000W。 4.適用領(lǐng)域自動鎖螺絲機(jī)應(yīng)用于大小家電、玩具、等產(chǎn)品上螺絲鎖副。 1.4.3 設(shè)計要求 1.總體方案設(shè)計合理、準(zhǔn)確； 2.各部分設(shè)計應(yīng)該滿足裝配的要求； 3.設(shè)計者應(yīng)該熟悉多頭鎖螺絲機(jī)設(shè)計及相關(guān)知識； 4.設(shè)計者應(yīng)該熟悉CAD（二維）設(shè)計軟件相關(guān)知識； 5.設(shè)計進(jìn)度合理，按時完成設(shè)計任務(wù)。 1.5 總體方案和技術(shù)路線 1.5.1 總體方案設(shè)計 總體機(jī)械機(jī)構(gòu)： 本設(shè)備中電動螺絲刀的速度由控制系統(tǒng)控制，控制系統(tǒng)包括整體控制板以及控制器。結(jié)構(gòu)頂部升降機(jī)操作著電動改錐的上下加工，機(jī)架的后面兩個機(jī)構(gòu)都存在多螺絲分離和傳動裝置。 工作原理： 氣缸上端固定在上機(jī)架上，通過氣缸上端滑塊與導(dǎo)柱相互連接，導(dǎo)柱固定在主支架上。在氣缸限位桿伸出后，上托架以及下托架被操控致向下發(fā)生運(yùn)動。在下托架與下滑塊相碰后，它停止運(yùn)動，與此同時，上托架繼續(xù)下移。在上滑塊撞擊上開關(guān)擋塊后，電動螺絲刀進(jìn)行工作，把螺絲擰進(jìn)到我們的加工工件中。萬向節(jié)位置螺絲控制著從螺絲到工件的部分路程。接下來，PLC控制。使氣缸操縱桿縮回，上端滑動臺提高，在限位桿下螺母和下托架相碰后，上下托架一起上升，完成擰緊工作。 螺絲的多頭分離及輸送裝置： 這是一種螺絲的多頭分離輸送裝置，適用于移動電話及各種數(shù)碼產(chǎn)品的多頭裝配線，可完成螺絲的分離和輸送。 在手機(jī)和各種數(shù)碼產(chǎn)品的多頭裝配線上，產(chǎn)品的裝配通常是通過手動擰緊小螺絲來實現(xiàn)的。 因為螺絲直徑一般都在2毫米以內(nèi)，由于太小，所以手工分離和擰緊的難度都很大，導(dǎo)致擰緊螺絲的速度較慢，效率較低。 螺絲的多頭分離輸送裝置可多頭實現(xiàn)螺絲的分離輸送，從而實現(xiàn)多頭裝配。為解決電磁振動給料機(jī)精加工后螺絲在輸送槽內(nèi)的分離問題，提出了一種多頭螺絲分離裝置，該裝置包括一個螺絲分隔板，一個螺絲擋板，一個固定的開槽板和一個圓柱銷。氣缸驅(qū)動螺絲分離板和螺絲擋板，使安裝在螺絲擋板上的圓柱銷由帶有凹槽的固定板的凹槽限制將輸送到凹槽中的螺絲分開，再將螺絲送入側(cè)面板的螺絲出口 ，再接下來經(jīng)傳感器傳感操作，操控高壓噴射槍進(jìn)行噴射高壓氣流，利用輸送軟管把螺絲送入到電動螺絲刀。 技術(shù)方案： 在螺絲分離裝置部件的振動盤中。因為振動盤發(fā)生亞共振，把散亂的螺釘有序地分布在用于輸送螺釘?shù)陌疾壑?。螺釘分離孔是在螺釘分離板與螺釘輸送槽接觸的一側(cè)上，這個分離孔的寬度剛好可以容納螺釘頭，而在分隔板側(cè)板上的螺釘分離孔只能對應(yīng)于螺釘桿的直徑。當(dāng)螺絲分離板和螺絲擋板被氣缸驅(qū)動工作時，能且只能從螺絲輸送槽中分離出一個螺絲，螺絲頭可懸掛在擋板一側(cè)的螺絲分離口上。當(dāng)螺絲分隔板和螺絲擋板進(jìn)一步由氣缸驅(qū)動時，安裝在螺絲擋板上的圓柱銷受到作用在固定開槽板上的凹槽限制，從而將螺桿擋板向左驅(qū)動，最終脫離控制，螺絲通過螺絲落孔送到螺絲輸送軟管的上部。最終由傳感器進(jìn)行最終操作。 本次設(shè)計的是一種應(yīng)用在電腦、手機(jī)、電視及中小型電器產(chǎn)品的多頭流水裝配線上，可多頭完成螺絲的篩選分離、輸送、精準(zhǔn)鎖附的裝置，從而實現(xiàn)多頭裝配。該裝置解決了傳統(tǒng)手工進(jìn)行微小螺絲的篩選拾取和鎖附擰緊時存在的誤差大、速度慢、效率低等諸多問題。 工作原理：螺絲通過螺絲多頭分離輸送裝置從輸送管進(jìn)入管道的右開口。 在空氣壓力和重力的作用下，螺絲被擠壓在下面的螺絲噴嘴上，當(dāng)傳感器檢測到三個噴嘴的螺絲都就位時，信號發(fā)送到控制電動螺絲刀旋轉(zhuǎn)的電控箱。啟動電動機(jī)來帶動螺絲刀旋轉(zhuǎn)并將螺絲釘鎖緊在工件上。 電動螺絲刀： 擰緊螺絲時，電錐頭的軸向運(yùn)動傳遞到變速箱開關(guān)，該變速箱開關(guān)與電機(jī)軸齒合。 開關(guān)與支撐錐形頭枕的離合器之間的距離非常小，從而消除了開關(guān)行程的偏差。 因此，電錐頭部的運(yùn)動可以精準(zhǔn)地傳遞到開關(guān)，并且發(fā)動機(jī)的啟停也是比較穩(wěn)定的。推動式電動螺絲刀部分有：電動機(jī)變速箱、電動機(jī)、離合器、用于傳遞扭矩的錐形頭，該錐形頭可與螺釘、螺母及一些類似零件相齒合；用于打開和關(guān)閉電動機(jī)的開關(guān) 、電動螺絲刀的整體外殼。當(dāng)錐形頭受壓時，拉桿運(yùn)動，推動開關(guān)，使電動機(jī)啟動。其主要特征是減速器包括多個直齒圓柱齒輪，每個直齒圓柱齒輪可圍著中心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在錐頭沿軸向運(yùn)動的過程中，開關(guān)部位的機(jī)械進(jìn)行工作，讓開關(guān)閉合或者打開。 萬向聯(lián)軸器： 聯(lián)軸器類型包括齒輪聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器、鏈節(jié)聯(lián)軸器、滑動聯(lián)軸器等諸多類型。由于制造和安裝誤差的影響，通過離合器連接的兩根軸在軸承變形或是溫度發(fā)生改變了的情況下，能使兩軸相對位置發(fā)生變化，一般很難無差別對應(yīng)上。按照聯(lián)軸器是不是具備彈性元件，或者能不能補(bǔ)償其他的相對運(yùn)動的情況，他也可以分成以下幾種：剛性聯(lián)軸器、揉性聯(lián)軸器以及安全聯(lián)軸器。在通常情況下，對剛性聯(lián)軸器來說，它只有傳遞運(yùn)動和扭矩功能。對其他兩種聯(lián)軸器來說，它們可以保證傳遞功能以及相對運(yùn)動的補(bǔ)償功能 圖 1.3 萬向聯(lián)軸器 萬向聯(lián)軸器按照結(jié)構(gòu)的不同也能分成不同種類，其中有球籠狀、凸型、十字軸、球銷型、三叉型等等。生活中普遍常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類型是十字軸型。那么萬向聯(lián)軸器通常都是角度的補(bǔ)償當(dāng)量較大。軸線角度不一樣，致使他們的結(jié)構(gòu)類型也不相同。一般角度的大小應(yīng)為五到十度。 我們在平時，一般通過扭矩不同把他們分為小、輕、中、重四大類。這些不同的結(jié)構(gòu)類型的聯(lián)軸器都是將連接機(jī)構(gòu)傳遞扭矩的兩根軸作為聯(lián)軸器的核心部件，使得聯(lián)軸器不僅具有減小沖擊力、使振動幅度減小的優(yōu)點(diǎn)。它也能使軸系動態(tài)性能變好。所以，聯(lián)軸器被廣泛應(yīng)用于工作機(jī)和動力機(jī)之間的連接。 聯(lián)軸器的種類有許許多多，我們根據(jù)連接軸的相對位置變化，將聯(lián)軸器分為固定式、可移動式兩大類: (1)前者主要是由凸緣、套筒、夾殼聯(lián)軸器組成的。它的結(jié)構(gòu)比較簡單，常規(guī)化，而且也比較好生產(chǎn)。一般都是用在兩連接軸都要求按規(guī)定對中的地點(diǎn)中。（2）可移動式聯(lián)軸器按位移補(bǔ)償法可分為剛性可動式以及彈性可動式，一般都是用在兩連接軸有斜角的場合中。兩聯(lián)軸器中，前者利用聯(lián)軸器各工件之中發(fā)生的動態(tài)來補(bǔ)償一個或多個方向上的運(yùn)動程度，工業(yè)中常見的剛性可動式聯(lián)軸器有交叉槽聯(lián)軸器、鏈?zhǔn)铰?lián)軸器、萬向聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器等。彈性可移動式聯(lián)軸器利用具有緩沖和阻尼特性的彈性單元產(chǎn)出的彈性變形以補(bǔ)償兩連接軸的斜角和相對位移。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，聯(lián)軸器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，我們在工業(yè)設(shè)計制造中根據(jù)工作要求選擇其相應(yīng)的規(guī)格型號，然后計算對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，從相應(yīng)的手冊中找出相應(yīng)的模型，并對一些關(guān)鍵部件進(jìn)行必要的校核計算及試驗。當(dāng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時，兩根軸不能分開，只有當(dāng)機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)，聯(lián)接被拆下時，兩根軸才能彼此分離。 1.5.2 技術(shù)路線 (1) 多頭鎖螺絲機(jī)的驅(qū)動及傳動方式的設(shè)計。 (2) 多頭鎖螺絲機(jī)的鎖付機(jī)構(gòu)的設(shè)計。 (3) 多頭鎖螺絲機(jī)的分離、輸送螺絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計。 (4) 多頭鎖螺絲機(jī)整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計 (5) 多頭鎖螺絲機(jī)的項目管理和經(jīng)濟(jì)分析  第二章 傳動裝置的總體設(shè)計 2.1傳動方案設(shè)計 按照所需要求，制定了單級蝸桿減速器。傳動路線為:25W電動馬達(dá)ー柔性聯(lián)軸器ー滾珠絲杠—多頭鎖螺絲機(jī)整體。結(jié)合現(xiàn)實中來看，設(shè)計出來的蝸桿圓周速度要為4m/s到5m/s的區(qū)間。所以設(shè)計的蝸桿減速器是將蝸桿置于絲杠的下方，這樣的布置方式使嚙合處的冷卻速度快且潤滑性好。 2.2電動機(jī)的選擇設(shè)計 2.2.1電動機(jī)的選擇類型 現(xiàn)在中國廣泛使用的Y系列三相交流異步電機(jī)早在80年代就取代了以往的舊產(chǎn)品。它具有很多的優(yōu)點(diǎn)性能如：工作效率強(qiáng)、振動不大、加工產(chǎn)生的聲音很小、產(chǎn)品安全性足夠。而且此電動機(jī)均是按照國家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和功率等級來安裝，可廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)機(jī)械設(shè)備中。 Y系列三相異步電動機(jī)包括YZ型和YZR型，這類電機(jī)過載能力強(qiáng)、抗振、抗壓、抗沖擊能力強(qiáng)并且它的轉(zhuǎn)動慣量比較小，適用于啟停和換向頻繁的起重機(jī)械設(shè)備。 由于生產(chǎn)車間使用三相交流電且多頭鎖螺絲機(jī)屬于起重機(jī)械設(shè)備，所以Y系列三相異步電動機(jī)中的 YZ型和YZR型可以優(yōu)先考慮。 2.2.2確定傳動裝置效率 式中：蝸桿傳動效率 ； 攪油效率 ； 滾動軸承效率（一對）； 聯(lián)軸器效率； -------工作機(jī)的效率，取 2.2.3選擇電機(jī)的型號 1．計算多頭鎖螺絲機(jī)的驅(qū)動功率 (2-1) 式中：P---驅(qū)動功率，KW；---起升力，； ---傳遞總效率； ----起升速度， 2． 確定電動機(jī)的額定功率 電動機(jī)的額定功率按下式計算 ～ 3． 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 絲杠多頭鎖螺絲機(jī)的轉(zhuǎn)速為 (2-2) 式中：----上升速度，；---絲桿的導(dǎo)程，mm； ---多頭鎖螺絲機(jī)的轉(zhuǎn)速 故：電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為 通過查詢電動機(jī)手冊找到符合這一轉(zhuǎn)速的電動機(jī)，綜合考慮其總傳動比，結(jié)構(gòu)尺寸以及成本，我們選擇最大轉(zhuǎn)矩較大的Y系列IP44的三相異步電機(jī)。 結(jié)論：取電動機(jī)的規(guī)格為Y132M2-6，其參數(shù)如表2-1： 表2-1 電動機(jī)參數(shù) 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 額定功率 1000 960 5.5 2.2.4計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 1．計算各軸轉(zhuǎn)速： 電機(jī)軸：960 蝸桿軸：960 絲桿軸： 2．計算各軸輸入功率： 電動機(jī)軸：==5.5 蝸桿軸： 絲杠軸： 3．計算各軸輸入轉(zhuǎn)矩： 電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 ： (2-3) 絲杠軸：  第三章 絲杠傳動的設(shè)計 3.1滾珠絲杠與滑動絲杠對比 滾珠絲杠在平時的機(jī)械加工，機(jī)械設(shè)計等領(lǐng)域極為常見。它是一種傳動部件。而且它的精度較好，效率也比較高，它也可以使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以及直線運(yùn)動互相轉(zhuǎn)化，這說明它的可逆性是比較良好的。所以，絕大部分大型機(jī)械以及小型精密機(jī)械都有它的身影。 滾珠絲杠與滑動絲杠相對比來說，他有很多的較好優(yōu)點(diǎn)： 1.它的傳動效率比較好，最高能達(dá)到98%的傳動效率。 2.對機(jī)械的摩擦影響小、工作性能比較穩(wěn)定。 3.能降低軸向間隙。 4.磨損率偏小、工件壽命也是比較長的。 3.2絲杠傳動的設(shè)計 3.2.1滾珠絲杠螺母副的工作原理及結(jié)構(gòu)形式 　　1.滾珠絲杠螺母副的工作原理 　 工作原理:通常把絲桿和螺母上加工一個弧形螺旋槽，把他們套在一塊變?yōu)槁菪凉L道，然后把滾珠放在其中，滾珠沿滾道滾動，回珠管起循環(huán)作用。而且珠管兩端能擋住滾珠，避免滾珠脫落。經(jīng)過不斷的循環(huán)，導(dǎo)致絲桿與螺母從滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，使摩擦力變得很小，保證了機(jī)械的進(jìn)一步加工精度要求。 滾珠絲桿是以螺母、絲桿、滾珠以及回珠管、螺母座等構(gòu)成的。 　　2.滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)型式 　　 （1）滾道型面在機(jī)械行業(yè)中是比較常見的。它主要分為兩種類型，一種是單圓弧，一種是雙圓弧。 　　在這兩種螺紋法向型螺母副中,一般把通過滾珠中心與滾道接觸點(diǎn)的連線和螺紋軸線的垂線間的夾角β叫做接觸角。單圓弧螺紋滾道的接觸角隨著軸向載荷的變化而變化，當(dāng)軸向載荷增大時，接觸角隨之增大，軸向剛度和承載能力也就越大，所以絲桿傳動效率同樣升高。雙圓弧螺紋滾道的接觸角在加工時基本保持原本狀態(tài)。對單圓弧單圓弧螺紋滾道來說，顯而易見，后者的型面砂輪修整和加工較為復(fù)雜、所以它的所需成本是比較大的。 （2） 滾珠的循環(huán)方式 滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有兩種：內(nèi)循環(huán)以及外循環(huán)。 內(nèi)循環(huán)滾珠絲桿有很多優(yōu)點(diǎn)，摩擦度偏低，工作效率好，螺母徑向尺寸小。所以在通常機(jī)械加工中，一般使用它。 3.2.2絲杠的選用及計算 　　1.絲杠的選用原則 螺桿的使用時間長短各不相同，因為各種加工環(huán)境不一樣，承受的壓力等等有關(guān)原因都是導(dǎo)致壽命不同的原因。 螺桿副選用一般都是通過以下幾點(diǎn)來考慮： 　?。?）通常在高速工作載荷情況下選取絲杠副； 　?。?）是在改變工作載荷改變轉(zhuǎn)速的情況下選用絲杠副； 　?。?）是在在承受動載荷條件下選用絲杠副； 　?。?）是按額定靜載荷選用絲杠副。 　　2.絲杠副的校核計算 　　絲杠副的承載能力決定著它的抗疲勞能力。要按照它使用壽命以及額定動載荷來選取絲桿副。也得對絲杠的剛性，精度等方面去考慮。這就對螺桿副的精度要求較高，外加上其加工的復(fù)雜性，所以絲桿副通常是由專業(yè)廠家生產(chǎn)。 由設(shè)計要求可知工作臺重量=800N ，工件及夾具最大重量=200N ，工作臺最大行程=950mm，總行程是25um，快速進(jìn)給速度=4m/min ，工作臺導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)為u=0.1 ，定位精度為20um / 300mm，可重復(fù)定位精度是10um。就可以確定絲桿要有10000小時的壽命(一日一班的工作10年)。下表是多種切削的縱向切削力Fa,速度V和時間比例q的參數(shù)： 表3-1縱向切削力Fa,速度V和工作時間比例q 切削方式 縱向切削力Pxi(N) 垂向切削力Pzi(N) 進(jìn)給速度 Vi(m/min) 工作時間百分比q（%） 絲杠軸向載荷(N) 絲杠轉(zhuǎn)速r/min 強(qiáng)力切削 一般切削 精切削 快速進(jìn)給 2000 1000 500 0 1200 500 200 0 0.6 0.8 1 4 10 30 50 5 2200 1150 620 1000 60 80 100 375 1.確定絲杠副的導(dǎo)程 ：工作臺最高移動速度 ：電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)速； i ：傳動比 電動機(jī)用一級減速齒輪來齒合連接絲杠，其傳動比：i=4 由表3-1可知： =4m/min， 絲桿轉(zhuǎn)速為375r/min 已知傳動比計算出電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)速： =1500r/min 代入絲桿導(dǎo)程公式得： Ph=0.67mm 通過查尋《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計手冊》，我們選取Ph=5mm 確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷 （1） 不同的切削方式下絲杠轉(zhuǎn)速計算公式 (3-1) 由上表查的=0.6, =0.8, =1, =4 代入得120，160，200，800 在各種切削方式下絲杠所受的軸向載荷 ：絲杠軸向載荷，：絲桿縱向切削力，：絲桿垂向切削力 由上表得(i=1,2,3,4)分別為2000 N,1000N,500N,0N (i=1,2,3,4)分別為1200N,500N,200N,0N 已知＝800 N，＝200 N 代入絲桿軸向載荷的計算公示(i=1,2,3,4)分別得2200N，1150N，620N，1000N （2） 當(dāng)量轉(zhuǎn)速的計算 (3-2) /100+/100+/100+/100數(shù)據(jù)代入得240r/min （3） 當(dāng)量載荷 (3-3) 帶入數(shù)據(jù)得＝1057N 1.初選絲杠副 由公式《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計手冊》（3.7－24）知： (3-4) 查《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計手冊》表（3.7－51）—表（3.7－54） 得＝1，＝1，＝1，＝0.53，=1.3，＝10000h 代入數(shù)據(jù)可求得＝13589N=13.58KN 2.確定允許的最小螺紋底徑 （1）估算絲杠允許的最大軸向變形量 ①（1/3—1/4）重復(fù)定位精度 ② (1/4—1/5 )定位精度 ：最大軸向變形量 已知重復(fù)定位精度10 定位精度25 ③＝3，②＝6 取兩種結(jié)果最小值＝3 （2）估算最小螺紋底徑 絲杠要求預(yù)拉伸，取兩端固定的支承形式 (3-5) ：最小螺紋底徑mm L＝（1.1—1.2）行程+(10—14) 靜摩擦力= 已知行程950mm，＝800N, =0.2 代入數(shù)據(jù)得L=1110mm，＝160N, =9.5mm 3.絲桿的定型 ⑴選取了內(nèi)循環(huán)浮動式法蘭，采用直筒螺母型墊片預(yù)緊形式 ⑵把參數(shù)代入計算公式得出，，在《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計手冊》中查詢符合這些計算數(shù)據(jù)要求的絲桿副，確定絲桿的規(guī)格為：FFZD4005-5 =5, =22000N>=13589N 4.確定絲杠副預(yù)緊力 = 其中＝2200 ＝733N 5.行程補(bǔ)償值與拉伸力 （1）行程補(bǔ)償值C=11.8 式中＝ 查《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計手冊》＝950 ＝110，＝（2—4）＝15 溫差取 代入數(shù)據(jù)得C=32 (2)預(yù)拉伸力 ＝1.95 代入得＝4807N 6.起支撐作用的軸承定型 （1）計算支撐軸承所受的最大軸向載荷 ＝4807＋2200＝7007 （2）軸承類型 兩端固定的支承形式，選背對背60角接觸推力球軸承 （3）軸承內(nèi)徑 d略小于＝40，=，取d＝30 帶入數(shù)據(jù)得＝2336N （4） 軸承預(yù)緊力：預(yù)力負(fù)荷 （5） 參考《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計手冊》選用軸承型號 在d等于30mm時，求得預(yù)加負(fù)荷： 所以選用型號為7602030TVP的軸承 d＝30，預(yù)加負(fù)荷為2900>＝2336N 7.絲杠副工作圖設(shè)計 (1)絲杠螺紋長度 由表查得余程 （2）兩固定支承距離，絲杠L (3)行程起點(diǎn)離固定支承距離 ＝1290，＝1350 ＝1410，＝30 8.傳動系統(tǒng)剛度 （1）絲杠抗壓剛度 1）絲杠最小抗壓剛度 ＝6.6 (3-6) :絲杠底徑 ：固定支承距離 代入數(shù)據(jù)＝782N/ 2）絲杠最大抗壓剛度 ＝6 .6 (3-7) 代入數(shù)據(jù)得9000 N/ （2）支承軸承組合剛度 1）一對預(yù)緊軸承的組合剛度 (3-8) ：滾珠直徑mm， Z：滾珠數(shù) ：最大軸向工作載荷N 軸承接觸角 由《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計手冊》查得 7602030TVP軸承是預(yù)加載荷得3倍 ＝8700N/=375 N/ 2）支承軸承組合剛度 ＝750 N/ 3)絲杠副滾珠和滾道的接觸剛度 ：《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計手冊》上的剛度 ＝2150 N/, =2200N, =733N 代入數(shù)據(jù)得＝1491 N/ 9.度驗算及精度選擇 =3.5，Z＝17，＝ （1） (3-9) 代入前面所算數(shù)據(jù)得＝ 代入前面所算數(shù)據(jù)得 已知＝800N, =0.2, =160N :靜摩擦力，：靜摩擦系數(shù)，：正壓力 （2）驗算傳動系統(tǒng)剛度 ＝；已知反向差值或重復(fù)定位精度為10 ＝30>25.6 （3）傳動系統(tǒng)剛度變化引起得定位誤差 ＝（－），代入＝5 （4）確定精度 ：任意300mm內(nèi)行程變動量對系統(tǒng)而言 0.8×定位精度－ 定位精度為20/300 <14.3,絲杠精度取為3級 ＝12<14.3 （6） 絲桿的定型及主要參數(shù) 型號：FFFZD 公稱直徑D=40 ；導(dǎo)程L=5 螺紋長度=1290 ；絲杠長度=1410 精度：P類3級精度 取用絲桿型號及主要參數(shù)：FFZD4005-3-P3/1410×1290 10.驗算臨界壓縮載荷 絲杠所受大軸向載荷小于絲杠預(yù)拉伸力F，不用驗算 11.驗算臨界轉(zhuǎn)速 ：臨界轉(zhuǎn)速n/min f：與支承形式有關(guān)的系數(shù) ：絲杠底徑 ：臨界轉(zhuǎn)速計算長度mm 由《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計手冊》得f＝21.9, =40, = 可得：＝5028>=1500 3.3螺母的設(shè)計 3.3.1選取螺母材料 螺旋傳動常用的材料 1.鑄錫青銅合金：ZCuSn10P1,ZCuSn10Zn2,ZCuSn5PbZn5 這一類材料的耐磨性好、耐蝕性好、切削性能良好，能適用于一般傳動。 2.鑄鋁青銅：ZCuAl9Fe4Ni4Mn2，ZCuAl10Fe3;鑄鋁黃銅:ZCuZn25Al6Fe3Mn 3.3.2確定螺母的高度 mm 取65mm 式中：-----螺母的高度，/mm ； d2----螺紋中經(jīng)，/mm ； Ф=1.1～3.5，取Ф=1.5 3.3.3確定螺文工作圈數(shù) 分析螺母整體，因為它在工作后，無法避免摩擦，摩擦后間隙也會隨之改變，它也無法的及時調(diào)整過來。所以螺紋工作圈數(shù)不能夠太多，最好的情況不能超過十圈。 ＜10 圓整后取7 3.3.4螺母的實際高度 3.3.5螺母螺紋牙的強(qiáng)度計算 螺紋牙總會發(fā)生損壞，其他工件的擠壓，工作后發(fā)生摩擦導(dǎo)致?lián)p壞，這都是它發(fā)生損壞的原因。而且螺母的硬度相比螺桿硬度要小。所以，要對其進(jìn)行剪切強(qiáng)度以及彎曲強(qiáng)度的計算。 比方說把一圈螺紋牙沿著大徑D展開來看。那么能把它看成寬度是πD的懸臂梁。所以，螺母每圈螺紋所受平均壓力是，這個平均壓力就作用在以螺紋中徑D2為直徑的圓周上，那么螺紋牙危險截面a－a上的剪切強(qiáng)度條件就為： (3-10) 在3-10公式中：b是螺紋牙根厚度，單位mm ；梯形螺紋b=0.65P，螺距P，單位mm。D是螺母的大經(jīng)，單位mm ； -----螺母材料的許用切應(yīng)力，/Mpa ；可取[τ]＝80～100MPa[ ]； ＜ 結(jié)論：螺母剪切強(qiáng)度夠 螺紋牙危險截面a－a上的彎曲強(qiáng)度條件為： (3-11) 式中： l──彎曲力臂，/mm。l＝(D－D2）/ 2； [σb] ──螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，/MPa；可取[σb]＝100～150MPa[ ]。 ＜[σb] 結(jié)論：螺母彎曲強(qiáng)度夠 3.3.6螺母的強(qiáng)度計算 螺母被重載荷F作用，那么螺母下段懸置部分就會產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，螺母凸緣與底座的接觸面上有擠壓力，凸緣根部有彎曲應(yīng)力。這些強(qiáng)度條件計算式分別為： 螺母下段懸置部分的抗拉強(qiáng)度條件為： 螺母凸緣的擠壓強(qiáng)度條件為： 螺母凸緣根部的彎曲強(qiáng)度條件為： (3-12)