畢業(yè)論文終稿-家電噴漆機的設計[購買贈送配套CAD圖紙 論文答辯優(yōu)秀]

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需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯本 科 生 畢 業(yè) 設 計（論文）（ 屆）題 目： 家電噴漆機的設計 學生姓名 學　　號 專業(yè)班級 系名稱 指導教師 年　 月　 日需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763I目 錄1 緒論 ..............................................................................................................................................................11.1 研究背景及意義 ...............................................................................................................................11.2 噴漆機的作用及基本結構概述 .......................................................................................................11.3 國內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀 ...................................................................................................................22 總體方案設計 ..............................................................................................................................................32.1 噴漆對象及工藝要求 .......................................................................................................................32.2 方案分析 ...........................................................................................................................................32.2.1 方案一：框架式機構 ............................................................................................................32.2.2 方案二：門式機構 ................................................................................................................32.2.3 方案三：旋轉橫桿式機構 ....................................................................................................42.3 總體方案確定 ...................................................................................................................................43 橫向結構設計 ..............................................................................................................................................53.1 導軌的選型與計算 ...........................................................................................................................53.2 電機的選擇 .......................................................................................................................................63.2.1 脈沖當量和步距角 ................................................................................................................63.2.2 步進電機上起動力矩的近似計算 ........................................................................................73.2.3 確定步進電機最高工作頻率 ................................................................................................73.3 同步帶傳動的設計 ...........................................................................................................................73.3.1 同步帶傳動設計計算 ............................................................................................................73.3.2 同步帶的設計 ......................................................................................................................93.3.3 同步帶輪的設計 ..................................................................................................................103.4 帶輪支撐及張緊裝置設計 .............................................................................................................104 縱向結構設計 ............................................................................................................................................114.1 導軌的選型與計算 .........................................................................................................................114.2 電機的選擇 .....................................................................................................................................134.2.1 電機軸的轉動慣量 ..............................................................................................................134.2.2 電機扭矩計算 ......................................................................................................................134.3 同步帶傳動的設計 .........................................................................................................................144.3.1 同步帶的設計 ......................................................................................................................144.3.2 同步帶輪的設計 ..................................................................................................................154.4 傳動系統(tǒng)剛度分析 .........................................................................................................................154.4.1 工作臺不出現(xiàn)爬行的剛度 ..................................................................................................154.4.2 微量進給的靈敏度的剛度 ..................................................................................................16需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763II5 其他結構及附件設計 ................................................................................................................................175.1 平臺同步升降機構設計 .................................................................................................................175.1.1 螺桿螺母副設計 ..................................................................................................................175.1.2 鏈傳動設計 ..........................................................................................................................175.2 工作臺設計 .....................................................................................................................................185.3 箱蓋開啟支撐設計 .........................................................................................................................195.3.1 旋轉銷 ..................................................................................................................................195.3.2 氣彈簧選用與連接 ..............................................................................................................195.4 氣壓設備與噴槍的選定 .................................................................................................................205.4.1 高壓泵 ..................................................................................................................................205.4.2 蓄壓器 ..................................................................................................................................205.4.3 過濾器 ..................................................................................................................................205.4.4 高壓軟管 ..............................................................................................................................205.4.5 噴槍 ......................................................................................................................................216 控制系統(tǒng)設計 ............................................................................................................................................226.1 硬件系統(tǒng)組成 .................................................................................................................................226.2 軟件系統(tǒng)的設計 .............................................................................................................................236.2.1 控制系統(tǒng)的控制流程 ..........................................................................................................236.2.2 控制系統(tǒng)的程序流程 ..........................................................................................................23總 結 ..............................................................................................................................................................25參考文獻 ........................................................................................................................................................26致 謝 ..............................................................................................................................................................27需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763III摘要：家電噴漆機主要用于家電的表面噴漆，也就就是將涂料噴射到家電表面以達到裝飾目的，具有噴涂均勻，成本低等特點。本文主要針對家電噴漆機的機械結構進行設計。首先，通過對家電噴漆機結構及原理進行分析，在此分析基礎上提出了家電噴漆機的總體結構方案；接著，對主要技術參數(shù)進行了計算選擇；然后，對各主要零部件進行了設計與校核；最后，通過 AutoCAD 制圖軟件繪制了家電噴漆機總裝圖及主要零部件圖，并采用三維設計軟件構建了其三維模型以便直觀的觀察其結構。通過本次設計，鞏固了大學所學專業(yè)知識，如：機械設計、材料力學、公差與互換性理論、機械制圖等；掌握了普通機械產(chǎn)品的設計方法并能夠熟練使用 AutoCAD 制圖軟件，對今后的工作與生活具有極大意義。關鍵詞：家電噴漆機，結構，設計需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763IVAbstract: Appliance surface paint spray machine is mainly used for household appliances, it is sprayed into the appliance surface coating to achieve decorative purposes, with spray evenly, and low cost.In this paper, the mechanical structure of appliances for painting machine design. First, by performing appliance painting machine structure and principle analysis, this analysis presents the overall structure of the program on the basis of a paint sprayer appliances; Next, the main technical parameters were calculated selection; then, for each of the main components were designed and check; and finally, drawn by AutoCAD drawing software appliance assembly drawing and painting machine main parts diagram, and using three-dimensional design software to build a 3D model in order to visually observe its structure.Through this design, the consolidation of the university is expertise, such as: mechanical design, material mechanics, tolerance and interchangeability theory, mechanical drawing and the like; mastered the design of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD mapping software, the future the work and life of great significance.Keywords: Appliance painting machine, Structure, Design需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763V需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763VI需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763VII需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763VIII需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763IX需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976311 緒論1.1 研究背景及意義近年來，家電制造業(yè)在我國的高速發(fā)展促進了工業(yè)機器人的發(fā)展。自從 2000 年開始，受國家宏觀政策調控及居民消費水平提高的影響，我國家電工業(yè)的發(fā)展進入了一個歷史性的高速增長期。家電需求量飛速增長，人們對家電質量的要求也在不斷提高。在這種局面下，國際家電巨頭紛紛進入中國市場并不斷擴大原有生產(chǎn)規(guī)模，國內(nèi)家電自主品牌生產(chǎn)廠家也紛紛加大研發(fā)和投資力度，由此可見在未來幾年，我國的家電生產(chǎn)量仍將持續(xù)增加，各種新型家電也會大量出現(xiàn)，家電工業(yè)對工業(yè)機器人等自動化家電生產(chǎn)裝備的需求將會不斷增加，但競爭也會更加激烈。家電表面涂裝是家電制造中最主要的生產(chǎn)工藝之一，它不僅能夠提高家電產(chǎn)品的耐蝕性，延長家電使用壽命，它還最直接地體現(xiàn)了家電外表面顏色、光澤和亮度等質量的優(yōu)劣，是人們對家電質量最直觀的評價，所以它對家電市場競爭力有著最直接的影響。家電噴漆機因其噴涂質量好，噴涂表面質量穩(wěn)定，工人勞動條件好，能降低動力消耗，價格適中等特點深受中小規(guī)模家電涂裝線青睞而廣泛被采用。1.2 噴漆機的作用及基本結構概述噴漆機其實就是噴涂機，使用原理都一樣將涂料分散成霧狀噴涂于被涂物表面的一種涂裝設備。 圖 1-1 噴漆機噴漆機是人們對噴涂機的一種俗稱。噴涂機是一種噴漆機的專業(yè)術語，但它與噴漆房、噴漆室是不相同的。噴漆房，噴漆室是一種為工件噴涂而設計制造的一個大型房間 噴漆機及配件的類型很多：有噴槍，涂膠機，電弧噴漆機，高壓無氣噴漆機（如 SY2200 型電動噴涂機） ，雙組份噴漆機，噴漆槍，空氣噴槍，氣動式雙隔膜泵，自動攪拌壓力輸送桶，靜電噴粉設備，新型噴粉設備，火焰粉末噴漆系統(tǒng)等等。有些落后設備漸漸被新型噴涂機所替代。就拿現(xiàn)在的新型噴涂機來說，它跟過去傳統(tǒng)的噴漆方法有著質的不同。 傳統(tǒng)的噴涂機是利用壓縮空氣將油漆涂料霧化，其涂料的噴速一般為 10 米/秒，如此快的噴速導致涂料的過量噴涂和嚴重的反彈現(xiàn)象，并帶回大量的油漆分子造成涂料的四散飛揚，這樣不僅浪費了大量的涂料，又對空氣造成嚴重的污染，同時涂層表面容易出現(xiàn)瑕疵的現(xiàn)象。由于噴涂時反沖力很大涂料不易附著在工件的角落里和邊緣上，因此要多噴上一些時間，造成附近的表面出現(xiàn)流掛現(xiàn)象。 而無氣噴涂很容易獲得厚度為 30 微米的涂層，相對節(jié)省涂料 20-30%。無氣噴需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397632涂機是利用特殊的電動、氣動或其它動力驅動高壓泵使油漆涂料形成 150～350Kg/cm2 的高壓，通過特殊形狀和結構的無氣噴嘴瞬時噴出，形成極細的扇形霧狀，其涂料的噴速為 0.9 米/秒。所有的涂料快速的噴到涂層表面而沒有反彈和飛濺現(xiàn)象，這樣不僅節(jié)約了 40%的油漆涂料，而且漆霧幾乎沒有，可不帶口罩進行實地噴涂作業(yè)，因此減少了污染，起到保護環(huán)境的作用。由于高壓的作用效率比傳統(tǒng)噴涂機提高 10～50 倍，噴涂速度高達 200～600 平方米/小時，不僅可確保涂裝質量，也可大大縮短和保證涂裝周期。涂層質量光亮平整。同時可以噴涂高粘度涂料，還可以節(jié)約稀料或在噴涂時不加稀料，無氣噴涂噴涂一遍即可達到 0.05～0.25mm 的薄涂層，甚至是1～2mm 的厚涂層。因為無氣噴涂沒有反彈力在噴涂角落和邊緣時容易進入到角落里和邊緣上，使其得到均勻光亮平整的涂層。由于其涂料霧化機理是依靠涂料自身的高壓力形成為霧狀，霧化狀態(tài)的涂料不含壓縮空氣，所以稱為無氣噴涂。1.3 國內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀噴漆機在國外是一項較成熟的技術，已經(jīng)有三十多年的研究和發(fā)展歷史。較早運用該技術的有美國的 minhit 公司、德國的 hate 公司、美國的 fudge 公司等，對機器人和印刷業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生過深遠的影響。隨著噴漆機的技術不斷創(chuàng)新，噴涂精度空前提高，在世界發(fā)達國家噴漆機得到了廣泛的應用。著名的國外噴漆機廠家有瑞士和瑞典的 ABB 和日本的安 JIlMOTOMAN 公司，同時德國的 KUKA 公司、日本的 FANUC 公司以及美國的 ADEPT 公司均有生產(chǎn)噴漆機。同時還有很多小的生產(chǎn)企業(yè)，如瑞士金馬股份有限公司生產(chǎn)和研發(fā)的靜電粉末噴涂設備。到目前為止 ABB公司是世界領先的噴涂自動化供應商，在全球范圍內(nèi)供應噴漆機，在噴漆機領域以及相關的噴涂技術領域都具有豐富的經(jīng)驗與技術，因此 ABB 的噴漆機在全世界被廣泛的采用。在國內(nèi)，噴漆機的研究始于上世紀八九十年代，最早開始噴漆機研究的是北京機械工業(yè)自動化研究所機器人中心，從七十年代初就開始了工業(yè)機器人及其應用的研究，一方面做為我國工業(yè)機器人行業(yè)歸口單位，長期代銷國外的噴漆機，同時在國外噴漆機的基礎上開展研究，并研發(fā)周邊技術，在噴漆機產(chǎn)品中先后開發(fā)出 PJ 系列電液伺服噴漆機 PJ．1、PJ ．1A 、PJ．IB、PJ-500和 EP 系列電動噴漆機 EPS． 500、EPR 一 600 等。近年來由于國內(nèi)汽車制造業(yè)和大型的機械制造業(yè)的發(fā)展和需求，我國的許多汽車廠家和制造業(yè)公司也正在開發(fā)和研究適合自己的噴漆機。同時許多國外知名噴漆機廠家紛紛與國內(nèi)企業(yè)合作或者在國內(nèi)設立分公司。如 MOTOMAN 與國內(nèi)首鋼合作，生產(chǎn)和研發(fā)噴涂等工業(yè)機器人；ABB 也在中國的上海和北京設立分公司，主要銷售噴涂和非噴涂兩類工業(yè)機器人。到目前為止，噴漆機己成為國內(nèi)市場上最多的工業(yè)機器人之一，但國內(nèi)自主研發(fā)和生產(chǎn)的噴漆機一般工作不夠穩(wěn)定，機器人重復精度低，使用壽命短，噴涂質量不理想，至今還未成功應用于汽車車身噴涂生產(chǎn)線。國內(nèi)使用噴漆機的汽車制造廠家基本上都是采用國外的噴漆機，并且很多是照搬國外整條生產(chǎn)線，卻普遍存在消化難、維修難、升級難等問題，從而難以真正發(fā)揮設備的作用，也有少數(shù)企業(yè)采用人工半自動噴涂，噴涂產(chǎn)品的質量難以保證，工人勞動強度大，而且涂料對人體健康有很大的損害，因而開發(fā)適合于國內(nèi)生產(chǎn)實際的高精度的噴漆機系統(tǒng)顯得非常迫切和必要。需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976332 總體方案設計2.1 噴漆對象及工藝要求噴漆對象：家電通過調查發(fā)現(xiàn)我國的家電多為規(guī)則的方形結構，其尺寸大多不超過如下尺寸：長×寬×高≤1000mm×1000mm×1500mm。工藝過程：先噴頂面，再依次噴涂正面，右側面，背面與左側面。在每個工作面上的噴面漆過程為折返掃描式噴射，如圖所示。圖 2 噴射軌跡2.2 方案分析在目前國內(nèi)外的噴漆機中，爬壁機器人是較先進的一種，家電的尺寸較小，不適合采用爬壁機器人。本設計提出以下三種方案，它們各有優(yōu)缺點，下面進行分析比較。2.2.1 方案一：框架式機構如圖所示，本方案采用框架式機構，噴槍在盤架上做 x 向與 z 向水平運動，同時盤架在堅桿上作 y 向上下運動，這種機構設計思路簡單，控制方便，但是占地面積大，耗材非常多，移動不便利，不便使用。2.2.2 方案二：門式機構該方案較方案(一)作了較大改進，也更具有可行性。本方案采用門式機構，如圖 1 所示 ,自動噴漆機機械系統(tǒng)由主車行走機構、噴槍往復機(分頂部、左、右側三部分) 兩部分組成 。]2[主車行走機構，防爆電機通過減速箱直接驅動龍門架，行走時 4 輪可完全接觸在軌道上，運行平穩(wěn)，無級調速，無抖動、跳動現(xiàn)象。噴槍往復機構，此機構噴槍分別固定于頂部、左、右兩側復機構上，始終保持在最佳噴涂距需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397634離，并由電控系統(tǒng)確定噴涂點的設定，在高速往返行程中開合與關閉噴槍(在噴涂范圍內(nèi)開，超出噴涂范圍關)。2.2.3 方案三：旋轉橫桿式機構采用如圖示旋轉橫桿，噴槍機構在橫桿上做水平 x 向及 z 向運動，橫桿通過旋轉機構在豎架上旋轉，同時移動底盤整體運動。本方案結構簡便，控制方便，但是旋轉機構的轉向控制比較復雜。2.3 總體方案確定由上面三種方案的工作過程及性能，可以作出比較，見下表：表 1 方案比較優(yōu)點 缺點方案 1 控制簡單，操作方便 體積大，不便使用方案 2 結構比方案 1 簡單 多噴頭，不便控制方案 3 結構簡練，便于控制 部分機構工能浪費由上表分析，最終確定采用方案 3。如下圖所示，該家電噴漆機由噴漆器、橫向移動系統(tǒng)、縱向移動系統(tǒng)、平臺升降機構、箱體、箱蓋等組成。其中：橫向移動系統(tǒng)：由步進電機帶動同步帶輪旋轉，帶輪旋轉時帶動同步帶移動，噴漆發(fā)射器通過螺釘與同步帶固定于一體，噴漆發(fā)射器在同步帶的拉動下左右移動?？v向移動系統(tǒng)：由步進電機帶動同步帶輪旋轉，帶輪旋轉時帶動同步帶移動，橫梁通過螺釘與同步帶固定于一體，橫梁在同步帶的拉動下前后移動。平臺升降機構：通過手柄搖動主動螺桿旋轉，四根螺桿通過鏈輪、鏈條鏈接從而同步旋轉；螺桿旋轉時再螺母的導向作用下上下移動，從而帶動平臺升降。圖 2-1 家電噴漆機總體方案需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976353 橫向結構設計3.1 導軌的選型與計算根據(jù)給定的工作載荷 Fz 和估算的 Wx 和 Wy 計算導軌的靜安全系數(shù) fSL=C0/P，式中：C0為導軌的基本靜額定載荷，kN ；工作載荷 P=0.5(Fz+W)； fSL=1.0~3.0(一般運行狀況)，3.0~5.0（運動時受沖擊、振動） 。根據(jù)計算結果查有關資料初選導軌：因系統(tǒng)受中等沖擊，因此取 4.0sLf?,, ,0.5()OSLXYZCfPFW??xYYOXSL=+.(20+671.58)=3.79N.()26fP413.94.C?根據(jù)計算額定靜載荷初選導軌:選擇漢江機床廠 BGX 系列滾動直線導軌，其型號為: BGXH25BE，基本結構及參數(shù)如下:導軌的額定動載荷 N1750aC?需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397636依據(jù)使用速度 v（m/min）和初選導軌的基本動額定載荷 (kN)驗算導軌的工作壽命 Ln：aC額定行程長度壽命:()HTCaWfSFK?2045MF1,,.81,,oTCHRdffff??導軌的額定工作時間壽命: 3310.8752()()14209.58HTCaWfSFKkm??3102Soln??3 310249.58104971506SoTHln hTh????導軌的工作壽命足夠.導軌的靜安全系數(shù)： 04.2163SLCfP?：靜安全系數(shù)； ：基本靜額定負載； ：工作載荷0P導軌壽命計算： 3()5748htwcfLKmP????3.2 電機的選擇3.2.1 脈沖當量和步距角已知脈沖當量為 1μm/STEP，而步距角越小，則加工精度越高。初選為 0.36o/STEP（二倍細分） 。需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976373.2.2 步進電機上起動力矩的近似計算 電機起動力矩： 12M??式中: M 為滾珠絲杠所受總扭矩Ml 為外部負載產(chǎn)生的摩擦扭矩，有:=92×0.025/2×tg（2.91+0.14）=0.062N·m'1/()aFdtg???M2 為內(nèi)部預緊所產(chǎn)生的摩擦扭矩，有：2/2aohKP??式中: K—預緊時的摩擦系數(shù)，0.1—0.3 Ph—導程，4cmFao——預緊力，有：Fao=Fao1+Fao2取 Fao1=0.04×Ca=0.04 ×1600=640N故根據(jù)式：M2=0.098 N·m齒輪傳動比公式為：i=φ×Ph /(360×δp)故步進電機輸出軸上起動矩近似地可估算為： =360×M×δp /φ×η×Ph/qTMi??式中: δp =lμm/STEP=0.0001cm/STEP；M= M1+ M 2= 0.16N；φ=0.36o/STEP；q=0.85；Ph＝0.4cm；η＝0.953則根據(jù)式：Tq=360×0.16×0.0001/(3.6×0.85×0.4)=0.4 N·m 因 Tq/TJM=0.866(因為電機為五相運行 )。則步進電機最大靜轉矩 TJM=Tq/0.866=0.46 N·m3.2.3 確定步進電機最高工作頻率參考有關數(shù)控家電噴漆機床的資料，可以知道步進電機最高工作頻率不超過 1000Hz。根據(jù)以上討論并參照樣本，確定選取 M56853S 型步進電機，該電機的最大靜止轉矩為 0.8 N·m，轉動慣量為 235g/cm23.3 同步帶傳動的設計3.3.1 同步帶傳動設計計算（1）電機額定輸出功率估算=7.16W?TwP067.18.4??（2）確定計算功率電動機每天使用 24 小時左右，工作情況系數(shù) =1.7。則計算功率為:AK12.17W?.KAca（3）小帶輪轉速計算需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397638min/96.807.10/ rrvn????（4）選定同步帶帶型和節(jié)距由同步帶選型圖 4.1 可以看出，由于在這次設計中功率轉速都比較小，所以帶的型號可以任意選取，現(xiàn)在選取 H 型帶，節(jié)距 Pb7.12圖 4.1 同步帶選型圖（5）選取主動輪齒數(shù) 1z查表 4-2 知道小帶輪最小齒數(shù)為 14，現(xiàn)在選取小帶輪齒數(shù)為 41。（6）小帶輪節(jié)圓直徑確定=??bPzd14.372?m8.165表 4-2 小帶輪最小齒數(shù)表（7）大帶輪相關數(shù)據(jù)確定由于系統(tǒng)傳動比為 ，所以大帶輪相關參數(shù)數(shù)據(jù)與小帶輪完全相同。齒數(shù) ，節(jié)距1: 29?zmPb.12?需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397639（8）帶速 v 的確定 smdn/1.01609.8274.3160????? axv?（9）初定周間間距根據(jù)公式： )()(. 2121da???得： m3230?現(xiàn)在選取軸間間距為 600mm。（10）同步帶帶長及其齒數(shù)確定= ( )0L??a21d= =1720.67mm2/)8.165.4.362??（11）帶輪嚙合齒數(shù)計算有在本次設計中傳動比為一，所以嚙合齒數(shù)為帶輪齒數(shù)的一半，即 =20。mz（12）基本額定功率 的計算0P查基準同步帶的許用工作壓力和單位長度的質量表 4-3 可以知道1)(20vmTPa??=2100.85N， m=0.448kg/ma所以同步帶的基準額定功率為： = =0.21KW0P101.)48.52(2??（13）計算作用在軸上力 rF= =71.6NrFvPd103.3.2 同步帶的設計在這里，我們選用梯形帶。帶的尺寸如表 4-6。帶的圖形如圖 4-3。表 4-6 同步帶尺寸型號 節(jié)距 齒形角 齒根厚 齒高 齒根圓角半徑 齒頂圓半徑H 12.7 40。 6.12 4.3 1.02 1.02圖 4-3 同步帶需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763103.3.3 同步帶輪的設計（1）同步帶輪的設計的基本要求a、保證帶齒能順利地嚙入與嚙出由于輪齒與帶齒的嚙合同非共規(guī)齒廓嚙合傳動，因此在少帶齒頂部與輪齒頂部拐角處的干涉，并便于帶齒滑入或滑出輪齒槽。b、輪齒的齒廊曲線應能減少嚙合變形，能獲得大的接觸面積，提高帶齒的承載能力即在選探輪齒齒廓曲線時，應使帶齒嚙入或嚙出時變形小，磨擦損耗小。c、有良好的加了工藝性加工工藝性好的帶輪齒形可以減少刀具數(shù)量與切齒了作員，從而可提高生產(chǎn)率，降低制造成本。（2）具有合理的齒形角齒形角是決定帶輪齒形的重要的力學和幾何參數(shù)，大的齒形角有利于帶齒的順利嚙入和嚙出，但易使帶齒產(chǎn)生爬齒和跳齒現(xiàn)象；而齒形角過小，則會造成帶齒與輪齒的嚙合干涉。（3）同步帶輪的設計結果同步帶輪用梯形齒，其圖形如圖 4-4。 圖 4-4 同步帶輪結構3.4 帶輪支撐及張緊裝置設計帶輪支撐及張緊機構如下圖示：圖 4-5 支撐及張緊機構需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763114 縱向結構設計4.1 導軌的選型與計算根據(jù)給定的工作載荷 Fz 和估算的 Wx 和 Wy 計算導軌的靜安全系數(shù) fSL=C0/P，式中：C0為導軌的基本靜額定載荷，kN ；工作載荷 P=0.5(Fz+W)； fSL=1.0~3.0(一般運行狀況)，3.0~5.0（運動時受沖擊、振動） 。根據(jù)計算結果查有關資料初選導軌：因系統(tǒng)受中等沖擊，因此取 4.0sLf?,, ,0.5()OSLXYZCfPFW??xYYOXSL=+.(20+671.58)=3.79N.()26fP413.94.C?根據(jù)計算額定靜載荷初選導軌:選擇漢江機床廠 BGX 系列滾動直線導軌，其型號為: BGXH45BE基本結構及參數(shù)如下:導軌的額定動載荷 N1750aC?需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976312依據(jù)使用速度 v（m/min）和初選導軌的基本動額定載荷 (kN)驗算導軌的工作壽命 Ln：aC額定行程長度壽命:()HTCaWfSFK?2045MF1,,.81,,oTCHRdffff??導軌的額定工作時間壽命: 3310.8752()()14209.58HTCaWfSFKkm??3102Soln??導軌的工作壽命足夠.3 310249.5849715060SoTHln hTh????導軌的靜安全系數(shù)：.263SLCfP：靜安全系數(shù)； ：基本靜額定負載； ：工作載荷SLf0導軌壽命計算：3()5748htwcfKm????需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763134.2 電機的選擇步進電機是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉換成旋轉或直線增量運動的電磁執(zhí)行元件。每輸入一個脈沖電機轉軸步進一個距角增量。電機總的回轉角與輸入脈沖數(shù)成正比例，相應的轉速取決于輸入脈沖的頻率。步進電機具有慣量低、定位精度高、無累計誤差、控制簡單等優(yōu)點，所以廣泛用于機電一體化產(chǎn)品中。選擇步進電動機時首先要保證步進電機的輸出功率大于負載所需的功率，再者還要考慮轉動慣量、負載轉矩和工作環(huán)境等因素。4.2.1 電機軸的轉動慣量a、回轉運動件的轉動慣量 328md42LJRàá=上式中：d—直徑，絲桿外徑 d=49.5mmL—長度=2mP—鋼的密度=78002kg/經(jīng)計算得 0.×=RJb、X 向直線運動件向絲桿折算的慣量 2????????MJL上式中：M—質量 X 向直線運動件 M=280kgP—絲桿螺距（m ）P=0.001m經(jīng)計算得2-810*4.9mkgJL×=c、聯(lián)軸器的轉動慣量查表得 2/.W因此28- m0.8kg4.10*9.4.0×=++LRJJ4.2.2 電機扭矩計算a、折算至電機軸上的最大加速力矩 atJnT602mxxà=上式中： ，J=0.0028kg/m2in/15xrta—加速時間 KS—系統(tǒng)增量，取 15s-1，則 ta=0.2sSK3ta經(jīng)計算得 mNT×=2.mx需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976314b、折算至電機軸上的摩擦力矩 IPFT??20f?上式中：F0—導軌摩擦力，F(xiàn)0=Mf ，而 f=摩擦系數(shù)為 0.02，F(xiàn)0=Mgf=32NP—絲桿螺距（m ）P=0.001mη—傳動效率，η=0.90I—傳動比，I=1經(jīng)計算得 NTf×=75.0c、折算至電機軸上的由絲桿預緊引起的附加摩擦力矩 i2)-1(200??PT?上式中 P0—滾珠絲桿預加載荷≈1500Nη0—滾珠絲桿未預緊時的傳動效率為 0.9經(jīng)計算的 T0=0.05N·M則快速空載啟動時所需的最大扭矩: mNTTf ×=+=82.0max根據(jù)以上計算的扭矩及轉動慣量，選擇電機型號為 SIEMENS 的 IFT5066，其額定轉矩為6.7 。NmA4.3 同步帶傳動的設計同步帶傳動的設計計算過程同 3.2.1 類似，在此不再復述。4.3.1 同步帶的設計在這里，我們選用梯形帶。帶的尺寸如表 4-6。帶的圖形如圖 4-3。表 4-6 同步帶尺寸型號 節(jié)距 齒形角 齒根厚 齒高 齒根圓角半徑 齒頂圓半徑H 12.7 40。 6.12 4.3 1.02 1.02圖 4-3 同步帶需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763154.3.2 同步帶輪的設計同步帶輪的設計結果，同步帶輪用梯形齒，其圖形如圖 4-4。圖 4-4 同步帶輪結構4.4 傳動系統(tǒng)剛度分析家電噴漆機 XY 工作臺其實為一進給傳動系統(tǒng)，其傳動系統(tǒng)的剛度可根據(jù)不出現(xiàn)摩擦自振或保證微量進給靈敏度的條件來確定。4.4.1 工作臺不出現(xiàn)爬行的剛度傳動系統(tǒng)中的當量剛度 K 或當扭轉剛度 C 主要由最后傳動件的剛度 K0 或 C0 決定的，在估算時，取 K=K0，C=C0其變形主要包括：①絲杠拉壓變形②扭轉變形③絲杠和螺母的螺紋接觸變形及螺母座的變形。④軸承和軸承座的變形。在工程設計和近似計算時，一般將絲杠的拉壓變形剛度的三分之一作為滾珠絲杠副的傳動剛度 K0，根據(jù)支承形式可得： 3/*10(/)oKEFLKgfm??式中：E=2.06×10 -4(Kgf/ mm 2)F=754.8mm 2 L=Ls＝250 mm則根據(jù)式（6.1）得：K0=203.2N/mm傳動系統(tǒng)剛度較大，可以滿足要求。需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763164.4.2 微量進給的靈敏度的剛度此時傳動系統(tǒng)的剛度應滿足：K△≥F0/△式中：K△—傳動系統(tǒng)當量剛度F0—部件運動時的靜摩擦力N —正壓力，N=W/g=230kgfF —靜摩擦系數(shù)，取 0.003-0.004 —部件調整時，所需的最小進給量，則：F0=230×0.004=0.92KGFA=0.5δp=0.5μm/STEP即滿足微量進給要求的傳動系統(tǒng)剛度為:K△≥F0/△＝0.92/0.5 ＝1.84Kgf/mm結合上述傳動系統(tǒng)剛度的討論可知滿足微量進給靈敏度所需要的剛度較小，可以達到精度要求。需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763175 其他結構及附件設計5.1 平臺同步升降機構設計平臺升降機構：通過手柄搖動主動螺桿旋轉，四根螺桿通過鏈輪、鏈條鏈接從而同步旋轉；螺桿旋轉時再螺母的導向作用下上下移動，從而帶動平臺升降。5.1.1 螺桿螺母副設計螺桿螺母副結構如下：圖 5-1 螺母螺桿副5.1.2 鏈傳動設計已知主動鏈輪轉速為 ，選用的傳動比為min/67.23rn?1?鏈i（1）鏈輪齒數(shù)：取 則19z51?z鏈（2）設計功率 3PKAzd?由《機械設計手冊》表 12-2-3 查的 ，2.AK3.1zwd 803.51..1??（3）選擇鏈條型號和節(jié)距根據(jù) 及 查《機械設計》課本圖 9-11，可選 10A。查表 9-Pd803. min/67.2rn1，鏈條的節(jié)距為 p.6（4）確定鏈條的鏈節(jié)數(shù) LP初定中心距 ，取 則鏈節(jié)數(shù)為：a85~49)5(0?mpa49530?7)21(216)2(21010 ????? ??pzpzpL圓整為偶數(shù)取 節(jié)8（5）確定鏈條長度及中心距 mpL32.10561??? mzzLzapp 25.03])2(8)()[(4 12121 ???????中心距減少量 a△需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976318maa013.2~.)04.~2.(??△實際中心距 m5'?△（6）演算鏈速與假設速度相符spznv /24.106597.2310????10A 滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) （mm ）鏈號節(jié)距p滾子直徑d1內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1銷軸直徑d2內(nèi)鏈板厚度排據(jù)10A 16.5 10 10 6 12.5 15.5（7）鏈輪輪廓計算鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸1）基本參數(shù)鏈輪齒數(shù)： 19?z配用鏈條的節(jié)距： mp5.6配用鏈條的滾子外徑 d： 012）分度圓直徑 d取 100mmzpd25.)198sin(.6)10si(????3）齒頂圓直徑 admpda 625.025.1mx????z)(in4）齒根圓直徑 fddf901??5）分度圓弦齒高 ahmpzdpha 01.68.5.62.1mx ??23)(0in??（8）鏈輪材料及熱處理材料 15、20 鋼，熱處理：滲碳、淬火、回火5.2 工作臺設計工作平臺采用如下網(wǎng)狀結構：需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976319圖 5-2 工作臺5.3 箱蓋開啟支撐設計5.3.1 旋轉銷如下為箱體箱蓋合頁結構，采用旋轉銷：圖 5-3 旋轉銷5.3.2 氣彈簧選用與連接選用市場現(xiàn)有氣彈簧，參數(shù)為：關閉狀態(tài)長度 400mm，最大支撐力 200Kg，結構及鏈接方式如下圖示：圖 5-4 氣彈簧結構及鏈接方式需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 4