自动涂胶机设计论文说明书(编辑修改稿)

自动涂胶机设计论文说明书(编辑修改稿)内容摘要：

选电机型号时应满足步进电机所需空载启动力矩小于步进电机名义启动转矩 即： Mkq≤Mmq=λMjmax λ=Mkq/Mjmax= （三相六拍） 加速力矩 )(10602 2m a x cmNtnJJM ka    m in )/(360m a xm a x rnpb  （ ） = 2 л 1440 210 /60 2=(N•cm) JΣ — 传动系统各部件惯量折算到电机轴上的总等效转动惯量（ ）；  — 电机最大角加速度（ rad/s2）； nmax — 运动部件最大快进速度对应的电机最大转速（ r/min）； t — 运动部件从静止启动加速到最大快进速度所需的时间（ s）； vmax— 运动部件最大快进速度（ mm/min）； 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 δ p— 脉冲当量（ mm/脉冲）； θ b— 步进电机的 步距角。 空载摩擦力矩： ).(2 039。 cmNiLGfM kf  （ ） =30 1 =(N•cm) G— 运动部件的总重力（ N）； f180。 — 导轨摩擦系数； i— 齿数传动降速比； η — 传动系数总效率； 取 η = L0— 滚珠丝杠的基本导程（ cm）。 附加摩擦力矩 :  2020 12   iLFM YJ （ ） = 313490 (178。 )/2л 1 =(N•cm) FYJ— 滚珠丝杠预加载荷即预紧力 一般取 Fm的 1/3； Fm — 为进给牵引力（ N）； η 为滚珠丝杠未预紧时的传动效率，一般取η 0≥ ； 所以 Mkg≤Mmq 符合要求。 X、 Y 向电机校核 X向电机与 Y 向电机的校核与 Z 向原理基本相同，设计中只简单的对其进行校核。 Mmq=λ Mjmax= = N/cm ).(2 039。 cmNiLGfM kf  （ ） =30 4=(N•cm) i =4  2020 12   iLFM YJ （ ） 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 = 313490 (178。 )/2л 4=(N•cm) Mmq=Mkf+M0= 故符合设计要求 . 变速齿轮的设计 自动涂胶机要求传动效率高、传动比稳定，以保证涂胶的均匀性和稳定性。 齿轮传动具备这些特点且结构紧凑、工作可靠、寿命长故选用齿轮传动副来达到一定的降速比要求。 由于齿轮在制造过程中不可能达到理想齿面的要求，总是存在着一定的误差，因此一对啮合着的齿轮，总应有一定的齿侧间隙才能正常地工作。 但是齿侧间隙会造成进给系统的反向失动量，也会影响系统的稳定性。 因此，齿轮传动副采用了偏心轴套调整法消除侧隙的措施，以尽 量减小齿轮侧隙。 偏心轴套调整法是电动机通过偏心轴套装到箱体中，通过转动偏心轴套就能方便地调整两齿轮的中心距，从而消除齿轮间隙。 传动齿轮传动系统的设计 自动涂胶机采用一级传动齿轮变速，可增大传动的扭矩和平稳性 . 传动比为 i=720/200= 压力角 α =18186。 小齿轮： Z1=18 大齿轮： Z2=65 齿数互为质数 由于小齿轮作悬臂布置故： Φ d= 小齿轮的齿宽 b=Φ d d1= 24= mm 模数： mt=d1/Z= 取 m= 齿高： h= m= 几何尺寸的计算 （ 1）计算大、小齿轮分度圆直径： d1=Z1 m=18 =27mm d2=Z2 m=65 = （ 2）计算中心距： a=（ d1+d2） /2= 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 （ 3）计算齿轮宽度： b=Φ d d1= 27= 圆整后取 B1=16mm B2=21mm。 滚动导轨的选择 因为滚动导轨的最大优点是摩擦因数小 ,动静摩擦因 数差很小 ,因此 ,运动轻便灵活 ,运动所需功率小 ,摩擦发热少 ,磨损小 ,精度保持性好 ,低速运动平稳性好 ,传动精度和定位精度高 .滚动导轨还具有润滑简单 [13]. X 向滚动直线导轨副的选取 滚动直线导轨副是由导轨、滑块、钢球、反向器、保持架、密封端盖及挡板等组成的。 当导轨与滑块相对运动时，钢球沿着导轨上的经过淬硬的滚道滚动，在滑块端部钢球又通过反向器进入反向孔再进入滚道，钢球就是这样周而复始地进行滚动运动，反向器两端都装有防尘密封端盖。 基于滚动直线导轨副以下的优点： 2 精度保持性 3 低速运动 平稳性。 4 结构简单、工艺性好，要便于加工、装配、调整和维修。 在设计中由于导轨承受的载荷力小故选用了此导轨。 导轨结构紧凑，制造容易，成本较低。 导轨用淬硬钢制成，淬硬至 6062HRC。 滚动体的尺寸和数量 增大滚动体直径 ,可减少摩擦阻力和接触应力 ,不易产生滑动。 一般选取滚珠直径 ,滚珠直径选 8mm。 滚动体数量应根据强度 、 刚度等条件选取 ,每条导轨上一般不少于 1216 个 ,因滚动体太少时 ,制造误差将显著地影响运动部件的位置精度。 反之若滚动体过多 ,则增加了负载在滚动 体上分布的不均匀性 ,使刚度反而下降 ,合理的滚动体数目 Z,按下式选取： Z≤≤= （ ） 所以选取 19 个。 Z──滚珠的数目； W──每条导轨上所承载的重力 (N)； 设计中导轨的承载重力为 50*=490N。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 d──滚珠直径 (mm)。 滚动导轨的长度 滚动导轨中的滚动体和保持架随着导轨移动，但它 的移动速度只是动导轨移动速度的一半。 在图中 ，滚动体与保持架的长度 LC： 图 滚珠导轨 LG=Ld+2l 式中 Ld－－动导轨长度； l－－－动导轨的行程长度。 支承导轨长度 L= LG+2l ，这种形式可保证在动导轨移动到两端极限位置时，滚动体刚好移动到支承导轨的边缘，因而使动导轨在全长上始终与滚动体相接触，滚动导轨的刚性好。 但是，此种导轨由于 有 2l 的保持架中的滚子始终露在外面，因此必须加强导轨的防护。 额定寿命计算 当行程长度一定时，由以 h 为单位的寿命时间的计算公式得： 223 602 10 nL LnLLL aah   （ ） 式中 LH－－－ 寿命时间（ h） ， 取 15000h。 L－－－ 额定寿命（ km）； LA－－－ 行程长度，取 300mm。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 N2－－－ 每分钟往复次 数，取 4次。 L= ha LnL ＝ 2020km 滚动直线导轨动载荷计算 滚动直线导轨副额定寿命的计算与滚动轴承基本相同。 由此公式得动载荷计算： L= KPCf ffff awacth P=Fmax （ ） 式中 L－－－ 额定寿命（ km）； Ca－－－额定动载荷（ KN）； P－－－当量动载荷（ KN）； Fmax－－－受力最大的滑块所受的载荷（ KN）；  －－－指数，当滚动体为滚珠时，  ＝ 3。 K－－－额定寿命单位（ km），滚珠时， K＝ 50km。 hf －－－硬度系数 由于产品技术要求规定，滚道硬度不得低于 58HRC，故通常可取 hf ＝ 1。 tf －－－温度系数，经查新版 机械设计手册 第 2卷表 得 工作温度 ＜1000C时 tf ＝ 1。 cf －－－接触系数，经查新版 机械设计手册 第 2卷表 得 每跟导轨上滑块数为 2 时， cf ＝。 af －－－精度系数，经查新版 机械设计手册 第 2卷表 得 等级为 2时取 af ＝ 1。 wf －－－载荷系数，经查新版 机械设计手册 第 2卷表 得 无明显冲击或振动的中速运动场合 wf 取。 Ca=acthwffffPfKL 3 （ ） 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 ＝  ＝ 根据动载荷选取 GGB16AA2P12*5004 型四方等载荷滚动直线导轨副。 图 滚动导轨结构尺寸图 表 滚动导轨结构尺寸数据 型 号 H W L1 L2 L3 D h d M1 T1 K H1 GGB16AA 24 58 30 M5 11 15 查表知单根导轨最大长度 Lmax 为 500mm,额定动载荷为 ,额定静载荷为。 接触强度计算 滚动导轨接触强度计算主要是判别受力最大的滚动体处导轨的接触应力是否超过黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 允许值。 如果一条导轨上承受一个作用在导轨面重心上的力 F和力矩 M,则受力最大的滚动体上的载荷为 : Fmax=ZF (1+ FLM6 ) （ ） = 19490 (1+ 150490 490756  )= Z── 一条导轨上的滚动体数目； L── 滚动体有效工作长度。 在 Fmax作用下，滚动体与导轨接触面上的接触应力为，对滚珠钢导轨： σmax= 108 2maxdF （ ） = 108 = 109Pa d—— 滚珠直径； Fmax—— 受力最大的滚动体上的载荷； σmax—— 滚动体上的接触应力，应小于允许值，即 σmax≤ [σ]， [σ]为滚动体的许用应力。 对于滚珠淬火钢（ HRC6062）的滚动体的许用应力 [σ]= 109Pa。 根据计算结果得，设计中选取的数据合理满足要求。 Y 向导轨的选取 由于 Y 向导轨所承受的载荷比 X 向导轨的要小的多故可选用与 X向相 同的导轨，同样满足传动要求。 滚珠丝杠副的选择 在丝杠与螺母旋合螺旋槽之间放置适当数量的滚珠作为中间传动体，借助滚珠返回通道，当丝杠或螺母转动时，推动滚珠沿着滚道导珠管（或圆形返向器）滚道不断的循环，从而实现周而复始的滚动运动。 因此，滚动丝杠副的运动机理，就是以滚动摩擦代替滑动摩擦。 滚珠丝杠副的特点 滚珠丝杠副具有许多与滚动轴承相似的特征。 与滑动丝杠副或液压缸传动相比，有以下主要特点 [21]： （ 1）传动效率高 滚珠丝杠副的传动效率高达 86%98%，是滑动丝杠副的 24倍。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 （ 2）运动平稳 滚珠丝杠副在工作过程中摩擦阻力较小，灵敏度较高，而且摩擦系数基本与运动速度无关，启动摩擦力矩与运动时的摩擦力矩的差别非常小，所以滚珠丝杠副运动平稳，启动无颤动，低速无爬行。 （ 3）传动可逆性 与滑动丝杠副相比，滚动丝杠副突出的特点是具有运动的可逆性。 滚珠丝杆副具有运动的可逆性，但没有像滑动丝杠副那样运动具有自锁性。 （ 4）可以预紧 通过对螺母施加预紧力能够消除滚珠丝杠副的间隙，提高轴向刚度，但摩擦力矩增加却不大。 （ 5）定位精度和重复定位精度高 由于滚珠丝杠副具备传动效率高 ，运动平稳，可以预紧等特点，所以滚珠丝杠副在工作过程中温升较小，无爬行。 并可消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸来补偿热膨胀，这能获得较高的定位精度和重复定位精度。 （ 6）同步性好 用几套相同的滚珠丝杠副同时驱动相同的部件或装置时，由于反应灵敏，无阻滞，无滑移，其启动的同时性，运行中的速度和位移等，都具有准确的一致性，这就是所谓同步性好。 （ 7）使用可靠，润滑简单，维修方便 在正常使用条件下通常只需要进行一般的润滑与防尘。 在特殊使用场合，可在无润滑的状态下正常工作。 滚珠丝杠螺母副类型选择 滚珠丝杠 螺母副由专门工厂制造，当类别、型号选定和校核后，可以外购。 滚珠丝杠副的类别主要从三个方面考虑：循环方式、循环列数和圈数、预紧方式。 钢珠在丝杠与螺母之间滚动是一个循环闭路。 根据回珠方式，可分为两类：内循环，回珠器处在螺母之内；外循环，插管式回珠器位于螺母之外。 为了消除间隙和提高滚珠丝杠的刚度，可以预加载荷，是它在过盈的条件下工作，称为预紧。 预紧后的刚度可提高大批为无预紧时的二倍。 但是，预加载荷过大，将使寿命下降和摩擦力矩加大。 通常，滚珠丝杠在出厂时，就已经由制造厂调好预加载荷，并且预加载荷往往与丝杠副的饿额 定动载有一定的比例关系常用的滚珠丝杠副的预紧方法有：双螺母垫片式预紧。