機(jī)械自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)---點(diǎn)焊機(jī)自動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹了點(diǎn)焊機(jī)自動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)工作臺(tái)所要完成的功能，工作臺(tái)需要具有4個(gè)自由度，即3個(gè)平動(dòng)加1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)半筒的進(jìn)給，為此提出了3種可行方案。通過(guò)分析對(duì)比，每一種方案都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮到進(jìn)出焊裝系統(tǒng)容易、拆卸方便、易于搬遷這一方面，最終確定采用主工作臺(tái)和輔助工作臺(tái)相結(jié)合的形式為總體結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)方案，

2、按照工作臺(tái)的外形尺寸和行程要求，確定了工作臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)。在總體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)行了主要標(biāo)準(zhǔn)件的選型和對(duì)具體機(jī)械部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)，同時(shí)完成某些零件的強(qiáng)度和剛度校核。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 自動(dòng)進(jìn)給；工作臺(tái)；平動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper discusses the s

3、tructure design process of automatic-feed work table of spot welding machine. According to the function accomplished by the work table, the work table has 4 DOF(degree of freedom), with 3 translations and 1 rotation, and

4、 then the feed motion of semi-tube is available. Then this paper puts forward 3 feasible schemes, after analyzing and comparing, each scheme has its good point and bad point ,from the aspect to consider, the easiness of

5、entrance to the system and dismoun</p><p>　　Keywords: Automatic feed motion; Work table;Translation; Rotation</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p&g

6、t;<p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和分析1</p><p>　　1.3 課題研究的目的和意義2</p><p>　　1.4 技術(shù)要求和主

7、要研究?jī)?nèi)容2</p><p>　　第2章 總體方案設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)分析4</p><p>　　2.2 方案分析4</p><p>　　2.3 方案確定7</p><p>　　2.4 本章小結(jié)8</p><p>　　第3章 主要件的選型和計(jì)算9</p

8、><p>　　3.1 滾珠絲杠螺母副的選型和計(jì)算9</p><p>　　3.1.1 工作載荷Fm(N)的計(jì)算9</p><p>　　3.1.2 最大動(dòng)負(fù)載FQ的計(jì)算9</p><p>　　3.1.3 初選型號(hào)9</p><p>　　3.1.4 傳動(dòng)效率計(jì)算10</p><p>　　3.1.

9、5 剛度的驗(yàn)算10</p><p>　　3.1.6 穩(wěn)定性校核10</p><p>　　3.2 伺服電動(dòng)機(jī)的選擇11</p><p>　　3.2.1 伺服電機(jī)的初選擇11</p><p>　　3.2.2 發(fā)熱校核12</p><p>　　3.2.3 轉(zhuǎn)矩過(guò)載校核13</p><p>

10、　　3.2.4 自轉(zhuǎn)電機(jī)的選型和計(jì)算13</p><p>　　3.3 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的選型和計(jì)算15</p><p>　　3.4 聯(lián)軸器的選型和計(jì)算16</p><p>　　3.4.1 選擇聯(lián)軸器的類型16</p><p>　　3.4.2 計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩16</p><p>　　3.4.3 確定聯(lián)軸器的型號(hào)

11、17</p><p>　　3.4.4 滾輪的選擇17</p><p>　　3.4.5 軌道的選擇17</p><p>　　3.4.6 制動(dòng)器的選擇18</p><p>　　3.4.7 鏈與鏈輪的選型18</p><p>　　3.5 本章小結(jié)19</p><p>　　第4章 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)

12、計(jì)20</p><p>　　4.1 立柱的設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.1.1 電機(jī)架的設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.1.2 支承件的設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.1.3 配重的設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.2 二層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.3

13、運(yùn)載平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.3.1 機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.3.2 滾輪軸的設(shè)計(jì)25</p><p>　　4.4 本章小結(jié)28</p><p><b>　　結(jié)論29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b>&

14、lt;/p><p><b>　　致謝31</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p><b>　　課題背景</b></p><p>　　半筒的點(diǎn)焊工藝過(guò)程復(fù)雜，焊點(diǎn)數(shù)量大，半筒的進(jìn)給如果采用人工來(lái)完成，不僅點(diǎn)焊效率低，而且焊點(diǎn)的質(zhì)量也很難保證。為了適應(yīng)現(xiàn)

15、代化生產(chǎn)的要求，需要一種能實(shí)現(xiàn)半筒自動(dòng)進(jìn)給的工作臺(tái)。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和分析</p><p>　　數(shù)控XY工作臺(tái)主要是對(duì)滾珠絲杠、滾珠導(dǎo)軌、步進(jìn)電機(jī)的選擇，使其滿足數(shù)控XY工作臺(tái)系統(tǒng)高速度、高精度、高效率的要求[1]。XY工作臺(tái)的X、Y方向的移動(dòng)，可采用螺旋機(jī)械或齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這兩種均可把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改為直線運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榇藱C(jī)構(gòu)以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，要求有較高的傳遞精度，又要求結(jié)構(gòu)

16、緊湊，所以選用螺旋機(jī)構(gòu)。但常用的螺旋機(jī)構(gòu)中絲杠和螺母之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是滑動(dòng)，磨損較嚴(yán)重，影響傳動(dòng)精度，壽命短，效率低，不能滿足高速度、高精度、高效率等傳動(dòng)要求。為了使運(yùn)動(dòng)靈敏而由滿足精度要求，選用滾珠螺旋機(jī)構(gòu)。采用間隙可調(diào)的滾珠絲杠傳動(dòng)[2-4]。</p><p>　　深圳市順尚機(jī)械制造有限公司二維精密數(shù)控工作臺(tái)數(shù)控精密工作臺(tái)采用滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌副傳動(dòng),工作臺(tái)材料一般為HT400,設(shè)計(jì)加工,鋁合金,鋼板,大理石均

17、可以加工；數(shù)控工作臺(tái)系列產(chǎn)品可以配置步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。高精密XY工作臺(tái)的機(jī)械主體部份采用日本THK公司的原裝高精密直線導(dǎo)軌和滾珠絲桿 ,聯(lián)軸器采用德國(guó)原裝KTR公司專業(yè)聯(lián)軸器,工作臺(tái)面采用優(yōu)質(zhì)的合金材料，為配合與電氣部份的關(guān)聯(lián)性及傳動(dòng)裝置的保護(hù)性, X軸及Y軸兩端配有高質(zhì)量的緩沖器，同時(shí)可選配在工作臺(tái)的兩端配有限位檢測(cè)開(kāi)關(guān),部份工作臺(tái)的配有原點(diǎn)檢測(cè)開(kāi),并可提供光電編碼裝置以適于閉環(huán)控制，原點(diǎn)開(kāi)關(guān)的位置可以大距離的調(diào)節(jié)[5]。</

18、p><p>　　X—Y工作臺(tái)是許多機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成部分，是指能分別沿著X向和Y向移動(dòng)的工作臺(tái)，如車床、銑床、鉆床等數(shù)控設(shè)備和平面繪圖儀的繪圖系統(tǒng)等。X、Y向均采用伺服電機(jī)，通過(guò)齒輪減速和絲桿傳動(dòng)后，帶動(dòng)工作臺(tái)做X—Y向的運(yùn)動(dòng)[6]。</p><p>　　X—Y工作臺(tái)的機(jī)電一體化系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)為開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)三種，開(kāi)環(huán)的伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)中不設(shè)置傳感和檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)的

19、伺服驅(qū)動(dòng)裝置；半閉環(huán)的伺服系統(tǒng)一般采用交流和直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并在電機(jī)輸出軸端設(shè)置傳感和檢測(cè)設(shè)備；閉環(huán)的伺服系統(tǒng)也是采用直流和交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，但檢測(cè)和傳感設(shè)備設(shè)置在工作臺(tái)末端[7]。</p><p>　　本工作臺(tái)主要是在X—Y工作臺(tái)的基礎(chǔ)上，又增加一維工作臺(tái)，盡管結(jié)構(gòu)和功能各不相同，但是基本原理相通。</p><p>　　課題研究的目的和意義</p><p>　　點(diǎn)焊

20、機(jī)自動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)的應(yīng)用不僅能夠提高效率，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度而且能夠保證焊點(diǎn)的質(zhì)量。通過(guò)對(duì)自動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程，不但提高了自身的設(shè)計(jì)能力，也為將來(lái)更好地工作奠定了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　技術(shù)要求和主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　技術(shù)要求: 實(shí)現(xiàn)沿X、Y、Z軸3個(gè)方向的平動(dòng)，繞工件軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　外形尺寸：

21、X軸方向≤3.2 m；Y軸方向≤1.8m；Z軸方向≤1.2m。</p><p>　　性能參數(shù)：每個(gè)焊點(diǎn)位置誤差φ0.4 mm。行程：X方向：≥2.8m；Y方向：≥0.6m；Z方向：≥0.35m；自轉(zhuǎn)：360 °。</p><p>　　移動(dòng)速度：X向≤10 m/min；Y向≤5 m/min；Z向≤5 m/min；自轉(zhuǎn)≤10 r/min。</p><p>　　

22、主要內(nèi)容：完成自動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度校核。</p><p><b>　　總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　機(jī)械結(jié)構(gòu)分析</b></p><p>　　自動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)至少應(yīng)具有4個(gè)自由度，即3個(gè)平動(dòng)加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，才能實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)進(jìn)給。為了滿足工作臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)高速度、高效率、高精度的要求，需要對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)

23、向機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)進(jìn)行選擇。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選用摩擦力小、傳動(dòng)效率高的滾珠絲杠螺母副。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)選用摩擦系數(shù)小、不易爬行、便于安裝和預(yù)緊、結(jié)構(gòu)緊湊的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。伺服電機(jī)選用沒(méi)有換向部件、過(guò)載能力強(qiáng)、體積小、重量輕的交流伺服電機(jī)[8-12]。所以工作臺(tái)的基本原理就是：采用交流伺服電機(jī)加滾珠絲杠的傳動(dòng)方式，通過(guò)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，實(shí)現(xiàn)工件的平動(dòng)；步進(jìn)電機(jī)通過(guò)減速裝置和夾具，實(shí)現(xiàn)工件的轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p><b>　　方案

24、分析</b></p><p>　　由技術(shù)要求可知，X方向的行程和工作臺(tái)尺寸較大，而工件又比較長(zhǎng)。如果只將3個(gè)方向的分平臺(tái)簡(jiǎn)單疊加，工作臺(tái)不僅占用空間大，而且浪費(fèi)材料，增加成本?；谶@種考慮，在此有三種方案可以選擇。</p><p>　　方案一見(jiàn)圖2-1，這種方案是采用主工作臺(tái)和輔助工作臺(tái)相配合的形式。在地面上鋪設(shè)導(dǎo)軌，X工作臺(tái)安裝有滾輪，通過(guò)運(yùn)載電機(jī)控制使其在導(dǎo)軌上滾動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是

25、進(jìn)入和退出焊裝系統(tǒng)容易，但是對(duì)點(diǎn)位控制精度要求高[13-16]。 </p><p>　　方案二見(jiàn)圖2-2，Z工作臺(tái)為一桁架，其上裝有夾著工件自轉(zhuǎn)的兩個(gè)立柱，工件的上下運(yùn)動(dòng)是由桁架上兩端的立柱來(lái)實(shí)現(xiàn)的。優(yōu)點(diǎn)是工作臺(tái)總體外形緊湊，但是對(duì)桁架的剛度要求高，另外X方向?qū)к壖庸るy度大[17-18]。</p><p><b>　　圖2-1 方案一</b></p>&

26、lt;p><b>　　圖2-2 方案二</b></p><p>　　方案三見(jiàn)圖2-3，與前兩種最大的不同是采用單立柱形式。U形架直接連在立柱上，工件的上下運(yùn)動(dòng)，U形架要與之一起運(yùn)動(dòng)。為了減少立柱電機(jī)的載荷，要在另一側(cè)增加配重，來(lái)平衡U形架的重量。工件的自轉(zhuǎn)是通過(guò)裝在U形架上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。優(yōu)點(diǎn)是工作臺(tái)結(jié)構(gòu)緊湊，但由于U形架的重量大，對(duì)立柱的要求較高，另外X方向的導(dǎo)軌加工難度大[19

27、-22] 。 </p><p><b>　　圖2-3 方案三</b></p><p><b>　　方案確定</b></p><p>　　通過(guò)方案分析，選擇方案一作為工作臺(tái)總體結(jié)構(gòu)方案。為了進(jìn)入和退出焊裝系統(tǒng)容易，易于搬遷，在地面上鋪設(shè)導(dǎo)軌使工作臺(tái)可以移動(dòng)；同時(shí)采用雙立柱形式解決U形架難加工的問(wèn)題；吸取方案

28、三的優(yōu)點(diǎn)：立柱上設(shè)置配重來(lái)減輕立柱垂直電機(jī)的負(fù)擔(dān)。</p><p>　　因?yàn)楣ぜ潜粌蓚€(gè)立柱的電機(jī)通過(guò)夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)的，為了裝卸和焊接方便，電機(jī)架應(yīng)該水平往外伸出一部分。要保證立柱外形尺寸≤1.8m, Y方向行程≥0.6m，必須將電機(jī)架的高度h、滾珠絲杠座之間的距離L、立柱的高度H放在一起進(jìn)行綜合考慮。即L-h≥0.6m，L＜H≤1.8m。由工件的重量和所需自轉(zhuǎn)電機(jī)的外形尺寸，初步確定水平電機(jī)架的高度h=310m

29、m。進(jìn)而L≥910mm，取L=1000mm。絲杠座安放在立柱上，上絲杠連接聯(lián)軸器、減速器、交流電機(jī)，立柱下方又安裝底座。H在允許的范圍內(nèi)應(yīng)盡可能的大，以留下充裕的空間。估算負(fù)載，初選所需要的電機(jī)、減速器等，將所有件的外形尺寸求和得到H=1800mm。</p><p>　　對(duì)于Z方向，立柱底座長(zhǎng)度L1、中間平臺(tái)絲杠座之間的距離L2、中間平臺(tái)的外形尺寸L3之間的關(guān)系為：L2-L1≥0.35m，L2＜L3≤1.2m。L

30、1=450mm，則L2≥800mm，同樣考慮平臺(tái)端部的電機(jī)、減速器的外形尺寸等，L2=800mm，L3=1200mm。</p><p>　　X方向分為兩個(gè)工作臺(tái)，由兩個(gè)工作臺(tái)共同完成技術(shù)要求，即X方向的行程≥2.8m，工作臺(tái)外形尺寸≤3.2 m。X向工作臺(tái)的控制應(yīng)該是點(diǎn)到點(diǎn)的控制，而不是過(guò)程的控制，所以當(dāng)主工作臺(tái)在第一個(gè)極限點(diǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，上方的平臺(tái)通過(guò)滾珠絲杠移動(dòng)進(jìn)而通過(guò)推桿和夾具使輔助工作臺(tái)移動(dòng)。完成的行程a

31、1就是絲杠之間的距離S1-中間平臺(tái)底座的長(zhǎng)度S2。S1=1950mm，S2=450mm，a1=1500mm。工作臺(tái)應(yīng)再經(jīng)至少1300mm到達(dá)第二個(gè)極限點(diǎn)才可滿足條件，工件的長(zhǎng)度為2273mm，所以底軌的長(zhǎng)度應(yīng)至少8100mm。</p><p>　　總體結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖2-4。</p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　根據(jù)工作

32、臺(tái)所要實(shí)現(xiàn)的功能，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并以此得出的原理提出了結(jié)構(gòu)上各有特點(diǎn)的3個(gè)方案。通過(guò)對(duì)方案的分析和對(duì)比，確定了最終的工作臺(tái)結(jié)構(gòu)。 圖2-4 工作臺(tái)總體結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　主要件的選型和計(jì)算</b></p><p>　　滾珠絲杠螺母副的選型和計(jì)算</p><p>　

33、　工作載荷Fm(N)的計(jì)算</p><p>　　已知移動(dòng)部件總重量G=623.3N，工作行程≥350mm，工作臺(tái)與滾動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.005。選用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，查表取K=1.4，代入Fm=KG+μG ,得工作載荷Fm≈872.48N。</p><p>　　最大動(dòng)負(fù)載FQ的計(jì)算</p><p>　　設(shè)本工作臺(tái)Y向最快的進(jìn)給速度v=5m/min,初選絲杠基本導(dǎo)程Ph=5

34、mm,則此時(shí)絲杠轉(zhuǎn)速n=1000v/Ph=1000r/min。取滾珠絲杠的使用壽命T=15000h,代入L=60nT/106,得絲杠壽命系數(shù)L=900(單位為：106r)。查表取載荷系數(shù)fW =1.0,硬度系數(shù)fH =1.0,代入式 ﹙3-1﹚。 </p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　算得FQ=8423.7N。</p&g

35、t;<p><b>　　初選型號(hào)</b></p><p>　　根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷，查表選2005-3型滾珠絲杠副。其公稱直徑為20mm,基本導(dǎo)程為5mm，單螺母滾珠3圈，螺母長(zhǎng)度L=80mm,剛度KC=467N/μm,精度等級(jí)取4級(jí)，額定動(dòng)載荷為9366N，滿足要求。采用成對(duì)60º接觸角推力角接觸球軸承為固定端，軸承型號(hào)7202C。其尺寸參數(shù)為：d=15mm、D=

36、35mm、B=10mm。對(duì)于長(zhǎng)絲杠、高轉(zhuǎn)速、高拉壓剛度的場(chǎng)合，滾珠絲杠的支承方式為兩端固定的方式。這種支承方式可以通過(guò)擰緊螺母來(lái)調(diào)整絲杠的預(yù)拉伸量，滾珠絲杠安裝在絲杠座上，而絲杠座又固定在工作臺(tái)上。為了便于組織滾珠絲杠支承部件的專業(yè)生產(chǎn)，現(xiàn)在滾珠絲杠軸端結(jié)構(gòu)和尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)滾珠絲杠的公稱直徑來(lái)選型，三個(gè)方向的軸端結(jié)構(gòu)均為一對(duì)組配好的角接觸球軸承G型固定支承。</p><p><b>　　傳動(dòng)效率計(jì)算

37、</b></p><p>　　代入公式η=tanλ/tan(λ+φ) ，式中：λ=arctan[Ph/пd]，Ph=5mm, 公稱直徑 d=20mm，φ為摩擦角取10′。</p><p>　　得傳動(dòng)效率η=96.5﹪。         </p><p><b&

38、gt;　　剛度的驗(yàn)算</b></p><p>　　Y向滾珠絲杠副的支承，采取兩端固定的方式。左右支承的中心距離約為a=1100mm,鋼的彈性模量E=2.1×105 MPa,絲杠底徑d2=16.2mm,則絲杠截面積S=пd2²/4=206mm²。絲杠在工作載荷的作用下產(chǎn)生的拉/壓變形量δ1=Fma/ES=0.022mm。根據(jù)公式Z=(пd0/Dw)-3,求得單圈滾珠數(shù)目Z=

39、17，則滾珠總數(shù)量Z∑=51,算的δ2=0.0053mm，則δ總=0.0238mm。</p><p>　　軸向行程內(nèi)的變動(dòng)量允許34μm＞δ總,可見(jiàn)絲杠剛度足夠。</p><p><b>　　穩(wěn)定性校核</b></p><p>　　滾珠絲杠兩端采用推力球軸承,不會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象,不需作穩(wěn)定性校核。同理得出其它兩方向的滾珠絲杠副，見(jiàn)表3-1。<

40、;/p><p>　　表3-1 滾珠絲杠副參數(shù)表</p><p><b>　　伺服電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p><b>　　伺服電機(jī)的初選擇</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)的選擇，首先是考慮電動(dòng)機(jī)必須能夠提供負(fù)載所需要的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，其次必須考慮電動(dòng)機(jī)的熱定額問(wèn)題。如果要求電動(dòng)機(jī)在峰值負(fù)載轉(zhuǎn)

41、矩下以峰值轉(zhuǎn)速不斷地驅(qū)動(dòng)負(fù)載，則電動(dòng)機(jī)功率由（3-2）式得到</p><p><b>　　（3-2）</b></p><p>　　式中 —負(fù)載峰值力矩（N·m）；</p><p>　　—電動(dòng)機(jī)負(fù)載峰值轉(zhuǎn)速（r/s）；</p><p>　　η—傳動(dòng)裝置的效率，初步估算取η=0.7～0.9；</p>

42、<p>　　1.5～2.5—系數(shù)，屬經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，考慮了初步估算負(fù)載力矩有可能取不全面或不精確，以及電動(dòng)機(jī)有一部分負(fù)載功率要消耗在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上；</p><p>　　—折算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算：移動(dòng)體的重力W=1800N，滾動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)μ=0.005，摩擦力F1=μW滾珠絲杠傳動(dòng)副的效率η=0.9，螺母內(nèi)部的摩擦因數(shù)μm=0.3，由

43、于移動(dòng)體的重量較大，滾珠絲杠傳動(dòng)副必須事先預(yù)緊，其預(yù)緊力為最大軸向載荷的1/3，F(xiàn)2=F1/3,根據(jù)機(jī)械效率公式（3-3），(3-4)。</p><p>　　， （3-3）</p><p><b>　　（3-4）</b></p><p>　　換算到電動(dòng)機(jī)軸上所需的轉(zhuǎn)矩=0.56N·m</p>

44、<p>　　=0.56N·m , =16.67r/s , η=0.8 ,系數(shù)=2.5,=0.18KW</p><p>　　選用ASM系列交流永磁伺服電動(dòng)機(jī)，型號(hào)是ASM-4。其基本參數(shù)為：最高轉(zhuǎn)速n=3000r/min、額定輸出功率P=0.4KW、額定轉(zhuǎn)矩M=2 N·m、最大轉(zhuǎn)矩為10N·m、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=3.2×10-4kg·m²、重量7.5k

45、g。</p><p><b>　　發(fā)熱校核</b></p><p>　　對(duì)于連續(xù)工作負(fù)載不變場(chǎng)合的電動(dòng)機(jī)，要求在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩在額定轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)。因此，選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)滿足式（3-5）。</p><p>　?。?(3-5)</p><p>　　式中 ：—電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩（

46、N·m）。 </p><p>　　根據(jù)選用的電動(dòng)機(jī)，求得=1 N·m＞=0.56N·m，滿足條件。</p><p>　　對(duì)于閉環(huán)系統(tǒng)，主要由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩與機(jī)電裝備要求的最大進(jìn)給速度或負(fù)載轉(zhuǎn)矩決定傳動(dòng)速比</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p&

47、gt;　　式中 ——驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速（r/min）；</p><p>　　—滾珠絲杠的導(dǎo)程（mm）；</p><p>　　—工作臺(tái)最大移動(dòng)速度（mm/min）；</p><p><b>　　i=3。</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩過(guò)載校核</b></p><p>

48、;　　通過(guò)已知的總傳動(dòng)速比，將負(fù)載力矩向電動(dòng)機(jī)軸折算，得到輸出轉(zhuǎn)矩的最大值，再與電動(dòng)機(jī)的額定力矩進(jìn)行比較。</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中： —電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的最大值；</p><p>　　— 電動(dòng)機(jī)的額定力矩；</p><p>　　λ—對(duì)交流伺服電機(jī)，一般取λ≤1.5～3。&l

49、t;/p><p>　　通過(guò)計(jì)算可知，λ=2.1，在規(guī)定的范圍之內(nèi)?？蛇x該型號(hào)交流伺服電動(dòng)機(jī)，并具有一定的裕量。</p><p>　　自轉(zhuǎn)電機(jī)的選型和計(jì)算 </p><p>　　已知自轉(zhuǎn)工件的定位精度為Δ=0.03º,nrmax=10r/min ,則試選αs=1.5º及δr=0.01º/p時(shí)，i1i2=αs/δr =150。即減速器的總傳

50、動(dòng)比i=150。所需的電動(dòng)機(jī)的最高運(yùn)行頻率fmax=6 nrmax/δr=6000p/s,相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速nm=αsfmax/6=1500r/min。</p><p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J的計(jì)算</p><p><b>　　（3-8）</b></p><p>　　式中: J1—傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</p>&l

51、t;p>　　J2—工件及夾具的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</p><p>　　JE—等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。</p><p>　　求得JE =0.0173kg·m²。</p><p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的計(jì)算， T≈Tmax</p><p><b>　　（3-9）</b></p><

52、;p>　　式中： J—步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位為kg.m²；</p><p>　　ε—電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的角加速度，單位為rad/s²；</p><p>　　n—電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位為r/min；</p><p>　　t—電動(dòng)機(jī)加速所用時(shí)間，單位為s，一般在0.3～1s之間選取。</p><p>　　算得T =9.

53、1N·m。</p><p>　　在選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的時(shí)候，需要考慮安全系數(shù)K，對(duì)于開(kāi)環(huán)控制，一般應(yīng)在2.5～4之間選取，這里取K=4，4T＜T靜。所以選取130BYG3502型號(hào)的永磁感應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。其基本參數(shù)為：最大靜轉(zhuǎn)矩37 N·m、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量48kg/cm²、空載起動(dòng)頻率1500Hz等。JE/ Jm=3.6≤4,可選該型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)。</p><p&g

54、t;　　由此可以得到工作臺(tái)所需伺服電機(jī)的參數(shù)表，見(jiàn)表3-2。</p><p>　　表3-2 伺服電機(jī)參數(shù)表</p><p>　　直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的選型和計(jì)算</p><p>　　因?yàn)榻z杠豎直安裝，為了減輕絲杠的工作壓力和所受彎矩，應(yīng)在立柱的另一側(cè)配備平衡物。即在立柱的兩側(cè)對(duì)稱安裝4根導(dǎo)軌。根據(jù)外形尺寸的要求，從產(chǎn)品樣本中選取GGB-AA規(guī)格B0=32mm型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌

55、副，其基本尺寸參數(shù)為：B1=100mm、K=40mm、d×D×h=9×14×12、最大長(zhǎng)度L=1240mm、Ca=24.5kN等。</p><p>　　由垂直安裝，立式導(dǎo)軌，滑塊座移動(dòng)的載荷計(jì)算公式求得各滑塊的載荷P1=P2=P3=P4=m/2a=0.5kN</p><p><b>　　額定壽命的計(jì)算</b></p>

56、<p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　式中：L—距離額定壽命，單位為km；</p><p>　　Ca—額定動(dòng)載荷，單位為kN；</p><p>　　P—滑塊上的工作載荷，單位為kN；</p><p>　　fh—硬度系數(shù),取1.0；</p><p>　　fc—接

57、觸系數(shù)，取0.66； </p><p>　　fa—精度系數(shù)，取0.9；</p><p>　　ft—溫度系數(shù)，取1.00；</p><p>　　fw—載荷系數(shù)，取1.2。</p><p>　　L≥100km,100km—常見(jiàn)的滾子導(dǎo)軌距離期望壽命。</p><p><b>　?。?-11）</b>

58、</p><p>　　式中： Lh—壽命時(shí)間，單位為h；</p><p>　　L—距離額定壽命，單位為km；</p><p>　　S—移動(dòng)件行程長(zhǎng)度，單位為m；</p><p>　　n—移動(dòng)件每分鐘往返次數(shù)。</p><p>　　Lh=89183.4h,按年工作日為300天，二班制工作，每班8小時(shí)，開(kāi)機(jī)率0.8折

59、算，預(yù)期壽命年限La=23年。</p><p>　　由上可知，可選該型號(hào)的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副。同理可以得到其它兩向的直線滾動(dòng)參數(shù)，見(jiàn)表3-3。</p><p>　　表3-3 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副參數(shù)表</p><p><b>　　聯(lián)軸器的選型和計(jì)算</b></p><p><b>　　選擇聯(lián)軸器的類型</b>

60、</p><p>　　本聯(lián)軸器用于對(duì)中精度較高，正反轉(zhuǎn)變化多，起動(dòng)頻繁的高中速軸，所以選結(jié)構(gòu)緊湊、易于裝配維護(hù)的彈性套柱銷聯(lián)軸器。</p><p><b>　　計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　傳動(dòng)軸上的公稱轉(zhuǎn)矩可用下式進(jìn)行計(jì)算：</p><p><b>　　（3-12）</b><

61、/p><p>　　式中： T—公稱轉(zhuǎn)矩（N·m）；</p><p>　　P—傳遞的功率（kW）；</p><p>　　n—軸的轉(zhuǎn)速（r/min）。</p><p>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc=K×T，工況系數(shù)K=1.7,Tc=1.719×1.7=2.93 N·m。</p><p>&

62、lt;b>　　確定聯(lián)軸器的型號(hào)</b></p><p>　　根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc及所選聯(lián)軸器類型，在聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)中按照</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　的條件確定聯(lián)軸器的型號(hào)。式中[T]為所選聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩。經(jīng)查表，選LT3聯(lián)軸器 ，聯(lián)軸器參數(shù)見(jiàn)表3-4。</p><p&

63、gt;　　表3-4 聯(lián)軸器參數(shù)表</p><p><b>　　滾輪的選擇</b></p><p>　　根據(jù)所確定的軸徑和所承受的噸位，選D1=180mm，D2=160mm，D=130mm，d1=66mm，d=40mm，B=40mm，B1=7mm，質(zhì)量m=2.2kg。</p><p><b>　　軌道的選擇</b></

64、p><p>　　點(diǎn)焊機(jī)工作臺(tái)的重量相當(dāng)大，為了可以經(jīng)得起重量相當(dāng)大的工作臺(tái)施加的壓力，鋼軌的頂面必須有一定的寬度及厚度來(lái)承受這些壓力。為了提高鋼軌的穩(wěn)定性，鋼軌的底面也必須有一定的寬度；并且為了適應(yīng)帶有輪緣的車輪，鋼軌也要有相當(dāng)?shù)母叨?。工字形的鋼軌剛好可以滿足這三方面的要求。并且從材料力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，這種形式的鋼軌的強(qiáng)度相當(dāng)高，恰好充分合理地利用了鋼材，所以工字形斷面，就被選定為最好的鋼軌斷面。軌道型號(hào)P15，h=9

65、1mm，h1=19.5mm，b=37mm，b1=76mm，r=7mm。軌道的固定方式采用楔塊固定，即軌道與側(cè)基準(zhǔn)面靠上定位臺(tái)階后，用楔塊從另一面頂緊后再固定。固定方式示意圖見(jiàn)圖3-1。</p><p>　　圖3-1 軌道固定示意圖</p><p><b>　　制動(dòng)器的選擇</b></p><p>　　工作臺(tái)在軌道上移動(dòng)，為了保證當(dāng)工作臺(tái)停在某處

66、時(shí)的點(diǎn)焊精度，需要在X方向進(jìn)行制動(dòng)。選用電磁制動(dòng)器，當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，通電后，電磁線圈吸住銜鐵，通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)使制動(dòng)臂克服彈簧力，鎖住軌道從而將工作臺(tái)固定。</p><p><b>　　鏈與鏈輪的選型</b></p><p>　　選擇傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)、噪音小的齒形鏈，鏈號(hào)為CL16。節(jié)距p=25.4mm，鏈寬b=68mm，s=9.52mm，導(dǎo)向形式為內(nèi)導(dǎo)向，片數(shù)為23片，每米

67、重量q=8.15kg/m。鏈輪齒數(shù)z=25，分度圓直徑d=p/（sin180º/z）=120mm。 </p><p><b>　　本章小結(jié) </b></p><p>　　從上到下，依據(jù)負(fù)載的大小，對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)分別進(jìn)行了計(jì)算和選型，同時(shí)也對(duì)3個(gè)方向的其它標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行了選型。</p><p><b>　　機(jī)械結(jié)構(gòu)

68、設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　立柱的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　電機(jī)架的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　工件被兩個(gè)立柱的電機(jī)通過(guò)夾具夾緊水平放置，為了裝卸和焊接方便，電機(jī)架應(yīng)該水平往外伸出一部分。電機(jī)架應(yīng)帶有4個(gè)滑塊使其能在立柱的導(dǎo)軌上移動(dòng)，考慮到Z方向外形尺寸和行程的影響，電機(jī)架呈

69、“L”形，估算它的體積為0.014m³,密度為7.85×10³kg/m³,所以質(zhì)量可取為109.9kg。</p><p><b>　　支承件的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　因?yàn)榭招慕孛娴膽T性矩比實(shí)心的大，在工藝可能的情況下，立柱的截面一般做成中空形狀；立柱所承受的載荷主要是彎矩，則截面一般取方形或矩形；封閉截面的剛度比不封閉

70、截面的大，截面應(yīng)設(shè)計(jì)成封閉的形狀。為了減輕機(jī)電裝備的重量，節(jié)約材料，以及減少驅(qū)動(dòng)力，節(jié)約能源，應(yīng)在結(jié)構(gòu)工藝可行的條件下，盡量減小支承件的壁厚。支承件壁的內(nèi)外兩側(cè)可設(shè)肋板或肋條，以加強(qiáng)支承件壁的穩(wěn)定性。</p><p>　　鑄鐵支承件的外壁厚可根據(jù)當(dāng)量尺寸C來(lái)選擇。當(dāng)量尺寸C可由C=(2L+b+h)/3確定，式中L，b,h——支承件的長(zhǎng)、寬、高。L=1200mm，b=h=280mm，根據(jù)算出的C值，查表得最小的壁厚

71、δ=10mm，取δ=20mm。截面形狀如下圖所示，支承件的材料為鑄鐵。</p><p>　　立柱固定在裝有四個(gè)滑塊和絲杠螺母的平臺(tái)上，使其能夠前后移動(dòng)，根據(jù)Z向的行程和尺寸要求，外形可設(shè)計(jì)為430mm×430mm的正方形，高度171mm。</p><p><b>　　配重的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　立柱的配重設(shè)計(jì)很重要，主要是

72、它的重量的確定，因?yàn)樗粌H可以在工件與U形架上下移動(dòng)時(shí)減少垂直電機(jī)的載荷，降低垂直電機(jī)的負(fù)擔(dān)；更重要的是當(dāng)焊機(jī)工作時(shí)，因?yàn)楹割^與工件表面接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，由于工件和工件兩端的電機(jī)架剛度不一，如果這樣焊接，會(huì)破壞焊點(diǎn)?？梢酝ㄟ^(guò)試驗(yàn)確定配重一個(gè)恰當(dāng)?shù)闹亓浚构ぜ梢噪S著U形架一起運(yùn)動(dòng)，這樣最終保證了焊點(diǎn)的質(zhì)量，提高了精度。在此，確定配重的重量為25kg。</p><p>　　立柱的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖4-1。</

73、p><p><b>　　圖4-1 立柱結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　二層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　因?yàn)榇似脚_(tái)上的標(biāo)準(zhǔn)件已經(jīng)選擇完畢，剩下的工作主要是對(duì)底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)選擇的導(dǎo)軌長(zhǎng)度和行程的要求，可以確定底座的長(zhǎng)度L=1080mm、寬度b=470mm、高度h=55mm為了降低重量，同時(shí)使平臺(tái)顯得整潔美觀，可以在底座上開(kāi)孔。底座下

74、方設(shè)計(jì)裝有滑塊的4個(gè)凸臺(tái)以及安裝螺母的槽。</p><p>　　二層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖4-2。 </p><p>　　圖4-2 二層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　運(yùn)載平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　

75、為減輕重量，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用型鋼和鋼板焊接而成的焊接件。為提高強(qiáng)度和剛度，在接頭處常焊以加強(qiáng)筋和加強(qiáng)板，在安裝各部件的支承面處焊有鋼板，以便區(qū)分加工面。焊后應(yīng)進(jìn)行熱處理以消除內(nèi)應(yīng)力，然后在加工各支承面，以保證機(jī)器的各部件的相對(duì)位置精度。機(jī)架零件是機(jī)器中最大的零件，它占有機(jī)器總質(zhì)量相當(dāng)大的一部分，因此減輕機(jī)架零件的質(zhì)量是節(jié)約材料及減輕機(jī)器總質(zhì)量的最有效的措施。在此我們采用熱軋普通槽鋼和鋼板焊接而成的焊接件。</p><

76、p>　　熱軋普通槽鋼的型號(hào)是14a，尺寸h=140mm，b=60mm，d=8mm，截面面積A=21.31cm²，長(zhǎng)度取2050mm。</p><p>　　作用在機(jī)架上的基本載荷主要是自重載荷，動(dòng)力系數(shù)Kd=1.1，Pg=21kN，計(jì)算載荷P=Pg×Kd=23.2kN，相對(duì)于x—x的慣性矩Ix=609.4cm4。在此，我們將機(jī)架看作一簡(jiǎn)支梁，支架下方的輪子相當(dāng)于支點(diǎn)，截面形狀為槽型鋼，上方

77、的移動(dòng)件通過(guò)導(dǎo)軌對(duì)機(jī)架施加力。因?yàn)橐话阍O(shè)備的機(jī)架，，剛度達(dá)到要求，同時(shí)也能滿足強(qiáng)度的要求，所以主要進(jìn)行剛度的校核。根據(jù)疊加原理，最大撓度計(jì)算公式 </p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中： F—作用在機(jī)架上的力，F(xiàn)=11600N；</p><p>　　b—力的作用點(diǎn)與支點(diǎn)的橫向距離，mm； </p&g

78、t;<p>　　l—兩支點(diǎn)之間的距離，l=1250mm； </p><p>　　I—慣性矩，I=609.4cm4；</p><p>　　E—彈性模量，E=200GPa。</p><p>　　當(dāng)b=37mm時(shí)，將數(shù)據(jù)代入撓度公式，ν=0.03mm；當(dāng)b=625mm時(shí)，ν=0.038mm，當(dāng)b=1213mm時(shí)，ν=0.038mm?？梢?jiàn)滿足剛度要求。<

79、/p><p><b>　　滾輪軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　滾輪軸在工作中既承受轉(zhuǎn)矩又承受彎矩，因此是轉(zhuǎn)軸，材料取45鋼。首先按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸徑，由材料力學(xué)可知，軸受轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，其強(qiáng)度條件為</p><p>　?。?-2） </p><p>　　式中： d—軸的直徑，mm； </p>

80、;<p>　　C—由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)，C=118；</p><p>　　P—軸傳遞的功率，kW；</p><p>　　n—軸的轉(zhuǎn)速，r/min。</p><p>　　經(jīng)算d≥66.8mm，取d=68mm。為了便于軸上零件的裝拆，常將軸做成階梯形，它的直徑從軸端逐漸向中間增大。軸上的零件用軸肩進(jìn)行軸向固定，周向固定采用平鍵。主動(dòng)滾輪軸上安裝有鏈輪

81、，軸承和滾輪，根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則</p><p>　　取d1=40mm，d2=55mm，d3=68mm，d4=92mm，軸段長(zhǎng)度a=b=203.5mm。</p><p>　　軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T=9549P/n=382N.m，鏈輪的圓周力Ft=2T/d=6211N，鏈輪的徑向力Fr=2316N，鏈輪的軸向力Fa=1391N。</p><p><b>　　在水平

82、面上，</b></p><p>　　R2H=Fr-R1H=2316-1074.7=1241.3N。</p><p>　　在垂直平面上，R1V=R2V=Ft/2=3105.5N，軸承Ⅰ的總支承反力</p><p><b>　　,</b></p><p><b>　　合成彎矩</b><

83、/p><p><b>　　649480.6</b></p><p>　　畫(huà)出彎矩、剪鉅圖，見(jiàn)圖4-3。</p><p>　　圖4-3 滾輪軸的彎矩、剪鉅圖</p><p>　　a—a剖面彎矩和轉(zhuǎn)矩，還有鍵槽引起的應(yīng)力集中，為危險(xiǎn)剖面?？箯澠拭婺Ａ?lt;/p><p><b>　　抗扭剖面模量&l

84、t;/b></p><p><b>　　彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　扭剪應(yīng)力，。</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　，=9.2，=15

85、.2，S=7.87，查表得許用安全系數(shù)[S]=1.3～1.5,顯然S＞[S],故對(duì)于調(diào)質(zhì)處理的45鋼，許用安全系數(shù)合格，剖面安全。</p><p>　　運(yùn)載平臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖4-5。</p><p>　　圖4-5 運(yùn)載平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　依據(jù)所受負(fù)載情況，對(duì)三個(gè)方向

86、架體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及對(duì)架體上零件進(jìn)行了選型和計(jì)算，同時(shí)完成了部分零件的強(qiáng)度和剛度校核。</p><p>　　結(jié) 論 結(jié)論結(jié)論</p><p>　　點(diǎn)焊機(jī)自動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)代替人工，來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的進(jìn)給。不僅可以提高焊接的效率，而且可以保證良好的焊點(diǎn)質(zhì)量，所以優(yōu)勢(shì)性非常明顯。</p><p>　　本文主要是對(duì)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，針對(duì)

87、工作臺(tái)所需要完成的功能，設(shè)想了可行的3種總體結(jié)構(gòu)方案。對(duì)每一方案的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，可以說(shuō)是各有利弊，通過(guò)比較篩選確定了最終的結(jié)構(gòu)方案，即采用主工作臺(tái)和輔助工作臺(tái)相結(jié)合的形式。其次，針對(duì)這一方案，進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和一些件的選型。在這一過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)件的選型和計(jì)算占了很大的篇幅，需要真正進(jìn)行設(shè)計(jì)的只有支承件等機(jī)架零件。但即使是機(jī)架的設(shè)計(jì)也是參考了經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。所以，我認(rèn)為關(guān)于工作臺(tái)結(jié)構(gòu)這部分，比較核心的是關(guān)于立柱配重的選擇。立柱的配重不僅可

88、以在工件與U形架上下移動(dòng)時(shí)，減少垂直電機(jī)的載荷，降低它的負(fù)擔(dān)，更重要的是當(dāng)焊機(jī)的焊頭與工件表面接觸時(shí)，工件可以隨著U形架一起運(yùn)動(dòng)，保證了焊點(diǎn)的質(zhì)量，提高了精度。當(dāng)然配重的選擇是通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得來(lái)的。最后，對(duì)一些零件進(jìn)行必要的強(qiáng)度和剛度校核。</p><p>　　由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不足或者各方面知識(shí)的欠缺，設(shè)計(jì)中必然存在著缺點(diǎn)和不足之處，還需要以后的學(xué)習(xí)中不斷的改進(jìn)和提高。</p><p><

89、;b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 連香姣. X-Y工作臺(tái)的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 北京建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào), 2002,(01). </p><p>　　[2] 李楊 ,李勁松 ,崔艷華. 數(shù)控化改造XY兩坐標(biāo)工作臺(tái)[J]. 山東機(jī)械, 2001,(03). </p><p>　　[3] 謝揚(yáng)球,譚永紅,李若愚. X-Y精密數(shù)

90、控工作臺(tái)宏平臺(tái)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J]. 桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào), 2005,(03). </p><p>　　[4] 周宏志,王伊卿,盧秉恒. 低成本快速成型機(jī)二維工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)特性研究[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床, 2004,(11). </p><p>　　[5] 朱立偉,朱煜,尹文生. 超精密二維工作臺(tái)自標(biāo)定技術(shù)研究[J]. 中國(guó)機(jī)械工程, 2005,(20). </p><p

91、>　　[6] 李傳軍. 基于單片機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)控X-Y工作臺(tái)設(shè)計(jì)[J]. 承德民族師專學(xué)報(bào), 2004,(02). </p><p>　　[7] 張建雄,孫寶元. 基于柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)的二維微動(dòng)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)分析[J]. 壓電與聲光, 2006,(05). </p><p>　　[8] 羅務(wù)宏,石毅,簡(jiǎn)林柯,何鉞. 微機(jī)數(shù)控交流伺服X—Y工作臺(tái)系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)與研究[J]. 電子機(jī)械工程,

92、1999,(04). </p><p>　　[9] 李泉,路長(zhǎng)厚,襲著燕,張濤. X-Y工作臺(tái)建模與仿真[J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù), 2005,(10). </p><p>　　[10]陸敏恂,劉俊杰. 納米級(jí)精密定位工作臺(tái)研究[J]. 中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào), 2006,(04). </p><p>　　[11] 林德教,吳健,殷純永. 具有納米級(jí)分辨率的超精密

93、定位工作臺(tái)[J]. 光學(xué)技術(shù), 2001,(06). </p><p>　　[12] 孟兆新,胡乃文. 三維精密定位工作臺(tái)的控制系統(tǒng)的研究[J]. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào), 2005,(02). </p><p>　　[13] 吳鷹飛,周兆英. 超精密定位工作臺(tái)[J]. 微細(xì)加工技術(shù), 2002,(02). </p><p>　　[14] 孫亮. 精密工作臺(tái)光柵定位測(cè)量與控

94、制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 電子測(cè)試, 2007,(01). </p><p>　　[15] 劉登云,楊志剛,程光明,曾平. 微位移機(jī)構(gòu)的現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造, 2007,(01). </p><p>　　[16] 文懷興．?dāng)?shù)控銑床設(shè)計(jì)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006．</p><p>　　[17] 朱仕學(xué)．?dāng)?shù)控機(jī)床振動(dòng)的抑制與系統(tǒng)精度的優(yōu)化調(diào)整[J]

95、．制造技術(shù)與機(jī)床，2010，8：168-171．</p><p>　　[18] 何伯吹．機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1979．</p><p>　　[19] 張展．機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008．</p><p>　　[20] 汪星橋．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982．</p><p>

96、　　[21]濮良貴，紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，2006（2009重印）．</p><p>　　[22] 尹志強(qiáng)等．機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007（2008重?。?lt;/p><p>　　[23] 佘少玲．?dāng)?shù)控銑床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的智能化設(shè)計(jì)[J]．現(xiàn)代機(jī)械，2007，4：86-87．</p><p>　　[24]

97、李鶴軒．機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999．</p><p>　　[25] 文懷興．?dāng)?shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005．</p><p>　　[26] 肖明，伍衡．IMTS2010數(shù)控系統(tǒng)展品技術(shù)發(fā)展分析[J]．制造技術(shù)與機(jī)床，2011，1：55-60．</p><p>　　[27] 董香萍，陳啟淵，段鳳．淺析數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨

98、勢(shì)和發(fā)展途徑[J]．內(nèi)蒙古水利，2010，4：153-154．</p><p>　　[28] 胡家坡．工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化發(fā)展方向探析[J]．南北橋，2009，2：46．</p><p>　　[29] Mike H, Robert H, David T. The long-range scanning stage: a novel platform for scanned-probe micro

99、scopy .Precision Engineering[J], 2002, (24) :191~209 . </p><p>　　[30] Vujanic A, Adamovic N. A platform for micropositioning based on pizeo legs .Mechatronics[J], 2001, (11) :869~897 . </p><p>　

100、　[31] Traunreut A T. Technologyand applications of grating interferometers in high-precision measurement .Precision Engineering[J], 1992, 14(3) :147~154 . </p><p>　　[32] Wang C P. Laser Doppler displacement

101、 measurement .Laser and Optronics[J], 1987, 6(9) :69~71 . </p><p>　　[33] Lee C W, Kim S W. An ultra-precision stage for alignment of wafers in advanced micro-lithography .Precision Engineering[J]. 1997, (21

102、) :113-122 .</p><p>　　[34] Chou S Y , Kelmel C. Ultrafast and Direct Imprint of Nanostructures in Silicon .Nature[J], 2002, 417(20) :835~838 . </p><p>　　[35] Schift H, Jaszewski R W, David C, e

103、t al. Nanostructuring of Polymer and Fabrication of Interdigitation Electrodes by Hot Embossing Lithography .Microelectronic Engineering[J], 1999, 46 :121~124 . </p><p><b>　　致謝</b></p><

104、;p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成，離不開(kāi)很多人的幫助，在此我要向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示最誠(chéng)摯的感謝！</p><p>　　首先我要感謝的是我的指導(dǎo)老師xx老師。每當(dāng)我有一些不懂的地方或根本沒(méi)有想到的地方，x老師總是不厭其煩地、耐心地為我解答；每當(dāng)我懶惰懈怠時(shí)，xx老師又時(shí)時(shí)鼓勵(lì)著我，讓我繼續(xù)前進(jìn)。xx老師對(duì)我的指導(dǎo)不僅加深了以前學(xué)習(xí)到的知識(shí)，開(kāi)闊了視野；而且為我今后能夠獨(dú)立完成工作打下了良好的基礎(chǔ)。更重