Henan Polytechnic University课程设计说明书 设计题目： 丝杆传动工作台 专业班级： 测 控08-2班 学 号： 学生姓名： 指导教师： 张登攀 目录第一章 概述11.1 课程设计目的11.2 设计要求21.3 注意事项21.4 设计步骤3第二章 机械结构总体与零部件设计42.1总体设计方案42.2工作台的设计52.2.1工作台尺寸及重量52.2.2工作台简图62.3导轨的设计62.3.1导轨材料和类型选择62.3.2导轨额定载荷的预算72.3.3导轨参数选择72.3.4滑动导轨的计算82.3.5导轨的润滑92.4丝杆的设计及计算102.5滚动轴承的选择及计算182.6联轴器的选择及计算212.7电机的选择222.8减速器的选型24第三章 机构润滑263.1 导轨的润滑263.2 螺纹连接的润滑273.3 滚动轴承的润滑27第四章 丝杠传动工作台的装配29第五章 总结30附：参考文献第一章 概述1.1课程设计的目的“精密机械设计基础” 课程设计作为实践环节对于整个课程具有非常重要的意义。学生在这个环节中不仅是完成一项指定任务，更重要的是实际走过一个完整的设计过程。学生在课程设计中应该定位为设计者。设计者要进行方案筛选论证，要考虑装配关系，考虑结构工艺性，考虑选材。整个设计采用AutoCAD和Solidworks完成，从3D建模到2D图纸。我们要求每人拿出至少一张可用于加工的图纸。这样的图纸，仅仅图形表达正确是远远不够的。图纸的尺寸标注要合理，要有尺寸公差和形位公差，要正确选择材料，要有技术要求。总之，通过课程设计要使学生知道，设计过程包括那些步骤，能够投放生产的加工图纸是什么样子。其目的是：（1）具体应用、巩固加深和扩大课程及有关先修课程的理论知识、生产知识，了解精密机械设计的一般设计方法和步骤，培养学生的实际设计能力，为以后进行毕业设计打下基础。（2）掌握正确的设计思想。通过课程设计使同学掌握仪表的设计思路。机械产品设计，一般其主要过程为：（接受）设计任务（拟定）设计方案设计计算绘制装配图绘制零件图设计过程中需注意以下内容： 1）满足使用要求（功能、可靠性及精度要求） 2）注意工艺性（结构合理、简单，经济性，外观要求）3）熟悉有关规范、标准、手册 设计中涉及到的零件材料、结构等，均需按照有关标准选择；零件的尺寸、公差等亦应符合相关标准；制图也要符合一定的规范。因此在课程设计过程中要求同学学习、掌握查阅标准及使用手册的能力。1.2 设计要求 工作台水平行程如下表1-1所示，重复精度0.05mm，承重1.5kg，运行速度5mm/s设计内容：确定丝杠传动的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动参数；丝杠传动的设计计算；轴承、联轴器、润滑、联接件的选择及校核计算；绘制装配工作图；编写设计计算说明书。数据编号123456789水平行程（mm）152025303540455055数据编号101112131415161718水平行程（mm）60657080859095100110表1-11.3注意事项（1） 在课程设计前，应认真研究题目，明确设计要求和已知条件，阅读参考资料，了解课程设计的内容；（2） 对设计方案及结构，设计小组应进行讨论和对比，以明确优、劣、正、误，取长补短，改进设计；（3） 在正式进行设计计算前与指导教师充分讨论设计方案，明确设计方案；（4） 设计方案确定后，将确定的结构方案用计算机绘成草图给指导教师审阅，审阅后可绘制正式的设计图纸；（5） 按规定编制设计计算说明书，将设计说明书和全部图纸交指导教师审查，经认可后方可呈交；1.4 设计步骤（1）丝杠传动工作台总体设计方案（2）工作台的设计（3）导轨的设计（4）丝杠的设计和校核计算（5）轴承的选型（6）联轴器的选型（7）电动机的选型（8）减速器的选型（9）机构润滑第二章 机械结构总体与零部件设计 2.1总体设计方案 丝杠传动工作台总体设计方案的内容包括工作台尺寸设计、导轨设计、减速器的选择、联轴器和轴承的选择以及直流电机的选择。总体实物图如图2-1所示。图2-12.1.1工作台的尺寸设计由于所要承受的负载的重量较小，并且导轨的行程比较小，所以根据负载的重量可设计矩形工作台。2.1.2导轨类型设计由于工作台的运动部件重量和工作载荷不大，故设计滑动直线导轨副，从而减小工作台的摩擦系数，提高运动稳定性。2.1.3电机的选择根据负载和工作台及零部件的重量较小，所以选用的电机的功率较小，可选用普通的直流电机，结合丝杠的转矩可选择所需的电机。2.1.4减速器的选择因为工作台的水平行程比较小，丝杠的转速比较小，结合电机的转速较大，需选择传动比较大的减速器，又因为所需功率较小，则可选用同轴圆柱齿轮减速器。2.1.5联轴器和轴承的选择根据所选用的电机的转轴的尺寸和减速器的蜗轮和蜗杆的尺寸，可以选择合适的联轴器。由于在转动过程中，所受的轴向力比较小，主要承受径向力，所以可选择角接触轴承。实物图如下图2-2a所示： 结构件图如图2-2b示：2.2工作台的设计2.2.1工作台外形尺寸及重量初步估计工作台的相关参数设定为：材料：灰铸铁 HT200，密度=7.0g/cm3长度宽度厚度：506010+5035102=30000+35000=65000mm3工作台质量：m=V=7.06500010-6=0.455kg G=4.55N工作台最大载荷：F=15N2.2.2工作台简图 根据给定的有效行程，画出工作台简图。取两道轨的中心距为50mm，设计工作台简图如2-3：2.3导轨的设计2.3.1导轨材料和类型选择滑动摩擦导轨的运动件与承导件直接接触，优点：结构简单、接触刚度大，缺点：摩擦阻力大、磨损快、低速时易产生爬行现象。在此我们选择滑动三角形导轨。导轨简图如图2-4所示材料： 用于导轨的材料，应具有耐磨性好，摩擦因数小，并具有良好的加工和热处理性质。本设计导轨材料应选用HT200，它具有较好的耐磨性，灰铸铁密度为=7.0g/cm3。此灰铸铁导轨的硬度一般为180200HBW。为了提高导轨表面硬度，采用表明淬火工艺，表面硬度可达55HRC，导轨的耐磨性可提高13倍。2.3.2导轨额定载荷的预算 工作台重量G=4.55N，工作台最大载荷F=15N，因此导轨额定静载荷为F静=F+G=4.55+15=19.55N2.3.3导轨参数选择 （单位mm）H6810121620253240506580100125H19121518243038486075100h7911131722273443536885105130b不大于1.21.622.5345681012162025b19001.21.622.534568101216202512001.622.534568101216202532b2不小于9000.811.21.622.534568101212001.622.53456810121620K不小于0.811.21.622.5345681012K1不小于11.21.622.53456810121620B=6006.939.2411.5513.8618.4823.0928.87=900121620243240506480100130H1为推荐尺寸；B仅供参考，允许使用不同宽度的棱面。表3-2-1 导轨参数由表3-1可选用 H=8 H1=12 h=9 b不大于1.6 =600 B=9.24mm 滑块长度导轨长度 L=H+L+0.5H=130mm H行程 L工作台长度 当H400mm时，L1.5H+L2.3.4滑动导轨的计算 根据导轨的初步尺寸和形状，以及受力情况，求出导轨面上的压力分布，然后算出导轨面上的平均比压和最高比压，其值低于使用经验所推荐的许用比压值。为了使导轨磨损均匀及提高工作寿命，导轨上的压力应尽可能平均，从表中可得，许用最大比压约为许用平均比压的二倍，因此在实际设计实验中，通常只计算平均比压。P=（P2+G）/BLP(公斤/厘米2)P计算平均比压(公斤/厘米2)； P2垂直载荷（公斤）；G导轨面所承受的总重量，包括工件和工作台的重量（公斤）；B导轨的水平投影宽度（厘米）；L与工作台接触的导轨面总长度（厘米），对于圆周运动导轨，L=D，D为原型导轨的平均直径（厘米）；p许用平均比压(公斤/厘米2)，P=(1.5+0.455)/2/(0.9245)=0.216(公斤/厘米2)如下表3-2所示： 铸铁导轨的许用比压 (公斤/厘米2)导轨种类直线运动导轨圆周运动导轨直径D中等机床重型机床磨床D300环状工作台单导轨