畢業(yè)論文終稿-家電噴漆機(jī)的設(shè)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(yù)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(shè) 計（論文）（ 屆）題 目： 家電噴漆機(jī)的設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)　　號 專業(yè)班級 系名稱 指導(dǎo)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(jī)的作用及基本結(jié)構(gòu)概述 .......................................................................................................11.3 國內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀 ...................................................................................................................22 總體方案設(shè)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(jī)構(gòu) ............................................................................................................32.2.2 方案二：門式機(jī)構(gòu) ................................................................................................................32.2.3 方案三：旋轉(zhuǎn)橫桿式機(jī)構(gòu) ....................................................................................................42.3 總體方案確定 ...................................................................................................................................43 橫向結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..............................................................................................................................................53.1 導(dǎo)軌的選型與計算 ...........................................................................................................................53.2 電機(jī)的選擇 .......................................................................................................................................63.2.1 脈沖當(dāng)量和步距角 ................................................................................................................63.2.2 步進(jìn)電機(jī)上起動力矩的近似計算 ........................................................................................73.2.3 確定步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 ................................................................................................73.3 同步帶傳動的設(shè)計 ...........................................................................................................................73.3.1 同步帶傳動設(shè)計計算 ............................................................................................................73.3.2 同步帶的設(shè)計 ......................................................................................................................93.3.3 同步帶輪的設(shè)計 ..................................................................................................................103.4 帶輪支撐及張緊裝置設(shè)計 .............................................................................................................104 縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................................................................................................................114.1 導(dǎo)軌的選型與計算 .........................................................................................................................114.2 電機(jī)的選擇 .....................................................................................................................................134.2.1 電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動慣量 ..............................................................................................................134.2.2 電機(jī)扭矩計算 ......................................................................................................................134.3 同步帶傳動的設(shè)計 .........................................................................................................................144.3.1 同步帶的設(shè)計 ......................................................................................................................144.3.2 同步帶輪的設(shè)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(jìn)給的靈敏度的剛度 ..................................................................................................16需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763II5 其他結(jié)構(gòu)及附件設(shè)計 ................................................................................................................................175.1 平臺同步升降機(jī)構(gòu)設(shè)計 .................................................................................................................175.1.1 螺桿螺母副設(shè)計 ..................................................................................................................175.1.2 鏈傳動設(shè)計 ..........................................................................................................................175.2 工作臺設(shè)計 .....................................................................................................................................185.3 箱蓋開啟支撐設(shè)計 .........................................................................................................................195.3.1 旋轉(zhuǎn)銷 ..................................................................................................................................195.3.2 氣彈簧選用與連接 ..............................................................................................................195.4 氣壓設(shè)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(shè)計 ............................................................................................................................................226.1 硬件系統(tǒng)組成 .................................................................................................................................226.2 軟件系統(tǒng)的設(shè)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(jié) ..............................................................................................................................................................25參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................................26致 謝 ..............................................................................................................................................................27需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763III摘要：家電噴漆機(jī)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(dá)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(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。首先，通過對家電噴漆機(jī)結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行分析，在此分析基礎(chǔ)上提出了家電噴漆機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案；接著，對主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了計算選擇；然后，對各主要零部件進(jìn)行了設(shè)計與校核；最后，通過 AutoCAD 制圖軟件繪制了家電噴漆機(jī)總裝圖及主要零部件圖，并采用三維設(shè)計軟件構(gòu)建了其三維模型以便直觀的觀察其結(jié)構(gòu)。通過本次設(shè)計，鞏固了大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識，如：機(jī)械設(shè)計、材料力學(xué)、公差與互換性理論、機(jī)械制圖等；掌握了普通機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)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(guān)鍵詞：家電噴漆機(jī)，結(jié)構(gòu)，設(shè)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(jìn)了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。自從 2000 年開始，受國家宏觀政策調(diào)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(jìn)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(zhì)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(jìn)入中國市場并不斷擴(kuò)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(jī)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(zhì)量的優(yōu)劣，是人們對家電質(zhì)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(jī)因其噴涂質(zhì)量好，噴涂表面質(zhì)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(jī)的作用及基本結(jié)構(gòu)概述噴漆機(jī)其實就是噴涂機(jī)，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(shè)備。 圖 1-1 噴漆機(jī)噴漆機(jī)是人們對噴涂機(jī)的一種俗稱。噴涂機(jī)是一種噴漆機(jī)的專業(yè)術(shù)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(shè)計制造的一個大型房間 噴漆機(jī)及配件的類型很多：有噴槍，涂膠機(jī)，電弧噴漆機(jī)，高壓無氣噴漆機(jī)（如 SY2200 型電動噴涂機(jī)） ，雙組份噴漆機(jī)，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(shè)備，新型噴粉設(shè)備，火焰粉末噴漆系統(tǒng)等等。有些落后設(shè)備漸漸被新型噴涂機(jī)所替代。就拿現(xiàn)在的新型噴涂機(jī)來說，它跟過去傳統(tǒng)的噴漆方法有著質(zhì)的不同。 傳統(tǒng)的噴涂機(jī)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(dǎo)致涂料的過量噴涂和嚴(yán)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(yán)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(jī)是利用特殊的電動、氣動或其它動力驅(qū)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(jié)構(gòu)的無氣噴嘴瞬時噴出，形成極細(xì)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(jìn)行實地噴涂作業(yè)，因此減少了污染，起到保護(hù)環(huán)境的作用。由于高壓的作用效率比傳統(tǒng)噴涂機(jī)提高 10～50 倍，噴涂速度高達(dá) 200～600 平方米/小時，不僅可確保涂裝質(zhì)量，也可大大縮短和保證涂裝周期。涂層質(zhì)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(dá)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(jìn)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(jī)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(jī)在國外是一項較成熟的技術(shù)，已經(jīng)有三十多年的研究和發(fā)展歷史。較早運用該技術(shù)的有美國的 minhit 公司、德國的 hate 公司、美國的 fudge 公司等，對機(jī)器人和印刷業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生過深遠(yuǎn)的影響。隨著噴漆機(jī)的技術(shù)不斷創(chuàng)新，噴涂精度空前提高，在世界發(fā)達(dá)國家噴漆機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。著名的國外噴漆機(jī)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(jī)。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(shè)備。到目前為止 ABB公司是世界領(lǐng)先的噴涂自動化供應(yīng)商，在全球范圍內(nèi)供應(yīng)噴漆機(jī)，在噴漆機(jī)領(lǐng)域以及相關(guān)的噴涂技術(shù)領(lǐng)域都具有豐富的經(jīng)驗與技術(shù)，因此 ABB 的噴漆機(jī)在全世界被廣泛的采用。在國內(nèi)，噴漆機(jī)的研究始于上世紀(jì)八九十年代，最早開始噴漆機(jī)研究的是北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所機(jī)器人中心，從七十年代初就開始了工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用的研究，一方面做為我國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)歸口單位，長期代銷國外的噴漆機(jī)，同時在國外噴漆機(jī)的基礎(chǔ)上開展研究，并研發(fā)周邊技術(shù)，在噴漆機(jī)產(chǎn)品中先后開發(fā)出 PJ 系列電液伺服噴漆機(jī) PJ．1、PJ ．1A 、PJ．IB、PJ-500和 EP 系列電動噴漆機(jī) 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(jī)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(jī)。同時許多國外知名噴漆機(jī)廠家紛紛與國內(nèi)企業(yè)合作或者在國內(nèi)設(shè)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(jī)器人；ABB 也在中國的上海和北京設(shè)立分公司，主要銷售噴涂和非噴涂兩類工業(yè)機(jī)器人。到目前為止，噴漆機(jī)己成為國內(nèi)市場上最多的工業(yè)機(jī)器人之一，但國內(nèi)自主研發(fā)和生產(chǎn)的噴漆機(jī)一般工作不夠穩(wěn)定，機(jī)器人重復(fù)精度低，使用壽命短，噴涂質(zhì)量不理想，至今還未成功應(yīng)用于汽車車身噴涂生產(chǎn)線。國內(nèi)使用噴漆機(jī)的汽車制造廠家基本上都是采用國外的噴漆機(jī)，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(shè)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(zhì)量難以保證，工人勞動強(qiáng)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(jī)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(shè)計2.1 噴漆對象及工藝要求噴漆對象：家電通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)我國的家電多為規(guī)則的方形結(jié)構(gòu)，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(cè)面，背面與左側(cè)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(jī)中，爬壁機(jī)器人是較先進(jìn)的一種，家電的尺寸較小，不適合采用爬壁機(jī)器人。本設(shè)計提出以下三種方案，它們各有優(yōu)缺點，下面進(jìn)行分析比較。2.2.1 方案一：框架式機(jī)構(gòu)如圖所示，本方案采用框架式機(jī)構(gòu)，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(jī)構(gòu)設(shè)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(jī)構(gòu)該方案較方案(一)作了較大改進(jìn)，也更具有可行性。本方案采用門式機(jī)構(gòu)，如圖 1 所示 ,自動噴漆機(jī)機(jī)械系統(tǒng)由主車行走機(jī)構(gòu)、噴槍往復(fù)機(jī)(分頂部、左、右側(cè)三部分) 兩部分組成 。]2[主車行走機(jī)構(gòu)，防爆電機(jī)通過減速箱直接驅(qū)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(diào)速，無抖動、跳動現(xiàn)象。噴槍往復(fù)機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)噴槍分別固定于頂部、左、右兩側(cè)復(fù)機(jī)構(gòu)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(shè)定，在高速往返行程中開合與關(guān)閉噴槍(在噴涂范圍內(nèi)開，超出噴涂范圍關(guān))。2.2.3 方案三：旋轉(zhuǎn)橫桿式機(jī)構(gòu)采用如圖示旋轉(zhuǎn)橫桿，噴槍機(jī)構(gòu)在橫桿上做水平 x 向及 z 向運動，橫桿通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在豎架上旋轉(zhuǎn)，同時移動底盤整體運動。本方案結(jié)構(gòu)簡便，控制方便，但是旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向控制比較復(fù)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(jié)構(gòu)比方案 1 簡單 多噴頭，不便控制方案 3 結(jié)構(gòu)簡練，便于控制 部分機(jī)構(gòu)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(jī)由噴漆器、橫向移動系統(tǒng)、縱向移動系統(tǒng)、平臺升降機(jī)構(gòu)、箱體、箱蓋等組成。其中：橫向移動系統(tǒng)：由步進(jìn)電機(jī)帶動同步帶輪旋轉(zhuǎn)，帶輪旋轉(zhuǎn)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。縱向移動系統(tǒng)：由步進(jìn)電機(jī)帶動同步帶輪旋轉(zhuǎn)，帶輪旋轉(zhuǎn)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(jī)構(gòu)：通過手柄搖動主動螺桿旋轉(zhuǎn)，四根螺桿通過鏈輪、鏈條鏈接從而同步旋轉(zhuǎn)；螺桿旋轉(zhuǎn)時再螺母的導(dǎo)向作用下上下移動，從而帶動平臺升降。圖 2-1 家電噴漆機(jī)總體方案需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976353 橫向結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 導(dǎo)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(dǎo)軌的靜安全系數(shù) fSL=C0/P，式中：C0為導(dǎo)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(jié)果查有關(guān)資料初選導(dǎo)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(dǎo)軌:選擇漢江機(jī)床廠 BGX 系列滾動直線導(dǎo)軌，其型號為: BGXH25BE，基本結(jié)構(gòu)及參數(shù)如下:導(dǎo)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(dǎo)軌的基本動額定載荷 (kN)驗算導(dǎo)軌的工作壽命 Ln：aC額定行程長度壽命:()HTCaWfSFK?2045MF1,,.81,,oTCHRdffff??導(dǎo)軌的額定工作時間壽命: 3310.8752()()14209.58HTCaWfSFKkm??3102Soln??3 310249.58104971506SoTHln hTh????導(dǎo)軌的工作壽命足夠.導(dǎo)軌的靜安全系數(shù)： 04.2163SLCfP?：靜安全系數(shù)； ：基本靜額定負(fù)載； ：工作載荷0P導(dǎo)軌壽命計算： 3()5748htwcfLKmP????3.2 電機(jī)的選擇3.2.1 脈沖當(dāng)量和步距角已知脈沖當(dāng)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(xì)分） 。需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976373.2.2 步進(jìn)電機(jī)上起動力矩的近似計算 電機(jī)起動力矩： 12M??式中: M 為滾珠絲杠所受總扭矩Ml 為外部負(fù)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(yù)緊所產(chǎn)生的摩擦扭矩，有：2/2aohKP??式中: K—預(yù)緊時的摩擦系數(shù)，0.1—0.3 Ph—導(dǎo)程，4cmFao——預(yù)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(jìn)電機(jī)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(jī)為五相運行 )。則步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩 TJM=Tq/0.866=0.46 N·m3.2.3 確定步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率參考有關(guān)數(shù)控家電噴漆機(jī)床的資料，可以知道步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)，該電機(jī)的最大靜止轉(zhuǎn)矩為 0.8 N·m，轉(zhuǎn)動慣量為 235g/cm23.3 同步帶傳動的設(shè)計3.3.1 同步帶傳動設(shè)計計算（1）電機(jī)額定輸出功率估算=7.16W?TwP067.18.4??（2）確定計算功率電動機(jī)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(zhuǎn)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(shè)計中功率轉(zhuǎn)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(guān)數(shù)據(jù)確定由于系統(tǒng)傳動比為 ，所以大帶輪相關(guān)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(shè)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(zhǔn)同步帶的許用工作壓力和單位長度的質(zhì)量表 4-3 可以知道1)(20vmTPa??=2100.85N， m=0.448kg/ma所以同步帶的基準(zhǔn)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(shè)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(shè)計（1）同步帶輪的設(shè)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(yīng)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(yīng)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(xué)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(shè)計結(jié)果同步帶輪用梯形齒，其圖形如圖 4-4。 圖 4-4 同步帶輪結(jié)構(gòu)3.4 帶輪支撐及張緊裝置設(shè)計帶輪支撐及張緊機(jī)構(gòu)如下圖示：圖 4-5 支撐及張緊機(jī)構(gòu)需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763114 縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1 導(dǎo)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(dǎo)軌的靜安全系數(shù) fSL=C0/P，式中：C0為導(dǎo)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(jié)果查有關(guān)資料初選導(dǎo)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(dǎo)軌:選擇漢江機(jī)床廠 BGX 系列滾動直線導(dǎo)軌，其型號為: BGXH45BE基本結(jié)構(gòu)及參數(shù)如下:導(dǎo)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(dǎo)軌的基本動額定載荷 (kN)驗算導(dǎo)軌的工作壽命 Ln：aC額定行程長度壽命:()HTCaWfSFK?2045MF1,,.81,,oTCHRdffff??導(dǎo)軌的額定工作時間壽命: 3310.8752()()14209.58HTCaWfSFKkm??3102Soln??導(dǎo)軌的工作壽命足夠.3 310249.5849715060SoTHln hTh????導(dǎo)軌的靜安全系數(shù)：.263SLCfP：靜安全系數(shù)； ：基本靜額定負(fù)載； ：工作載荷SLf0導(dǎo)軌壽命計算：3()5748htwcfKm????需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763134.2 電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運動的電磁執(zhí)行元件。每輸入一個脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)軸步進(jìn)一個距角增量。電機(jī)總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比例，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖的頻率。步進(jìn)電機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品中。選擇步進(jìn)電動機(jī)時首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率，再者還要考慮轉(zhuǎn)動慣量、負(fù)載轉(zhuǎn)矩和工作環(huán)境等因素。4.2.1 電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動慣量a、回轉(zhuǎn)運動件的轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhuǎn)動慣量查表得 2/.W因此28- m0.8kg4.10*9.4.0×=++LRJJ4.2.2 電機(jī)扭矩計算a、折算至電機(jī)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(jī)軸上的摩擦力矩 IPFT??20f?上式中：F0—導(dǎo)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(jī)軸上的由絲桿預(yù)緊引起的附加摩擦力矩 i2)-1(200??PT?上式中 P0—滾珠絲桿預(yù)加載荷≈1500Nη0—滾珠絲桿未預(yù)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(zhuǎn)動慣量，選擇電機(jī)型號為 SIEMENS 的 IFT5066，其額定轉(zhuǎn)矩為6.7 。NmA4.3 同步帶傳動的設(shè)計同步帶傳動的設(shè)計計算過程同 3.2.1 類似，在此不再復(fù)述。4.3.1 同步帶的設(shè)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(shè)計同步帶輪的設(shè)計結(jié)果，同步帶輪用梯形齒，其圖形如圖 4-4。圖 4-4 同步帶輪結(jié)構(gòu)4.4 傳動系統(tǒng)剛度分析家電噴漆機(jī) XY 工作臺其實為一進(jìn)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(jìn)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(dāng)量剛度 K 或當(dāng)扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)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(jìn)給的靈敏度的剛度此時傳動系統(tǒng)的剛度應(yīng)滿足：K△≥F0/△式中：K△—傳動系統(tǒng)當(dāng)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(diào)整時，所需的最小進(jìn)給量，則：F0=230×0.004=0.92KGFA=0.5δp=0.5μm/STEP即滿足微量進(jìn)給要求的傳動系統(tǒng)剛度為:K△≥F0/△＝0.92/0.5 ＝1.84Kgf/mm結(jié)合上述傳動系統(tǒng)剛度的討論可知滿足微量進(jìn)給靈敏度所需要的剛度較小，可以達(dá)到精度要求。需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763175 其他結(jié)構(gòu)及附件設(shè)計5.1 平臺同步升降機(jī)構(gòu)設(shè)計平臺升降機(jī)構(gòu)：通過手柄搖動主動螺桿旋轉(zhuǎn)，四根螺桿通過鏈輪、鏈條鏈接從而同步旋轉(zhuǎn)；螺桿旋轉(zhuǎn)時再螺母的導(dǎo)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(shè)計螺桿螺母副結(jié)構(gòu)如下：圖 5-1 螺母螺桿副5.1.2 鏈傳動設(shè)計已知主動鏈輪轉(zhuǎn)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(shè)計功率 3PKAzd?由《機(jī)械設(shè)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(jī)械設(shè)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(shè)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(shè)計工作平臺采用如下網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：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(shè)計5.3.1 旋轉(zhuǎn)銷如下為箱體箱蓋合頁結(jié)構(gòu)，采用旋轉(zhuǎn)銷：圖 5-3 旋轉(zhuǎn)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(guān)閉狀態(tài)長度 400mm，最大支撐力 200Kg，結(jié)構(gòu)及鏈接方式如下圖示：圖 5-4 氣彈簧結(jié)構(gòu)及鏈接方式需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 4