數(shù)控鉆泥漿泵設(shè)計(jì)

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XX2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 2015 屆 機(jī)械工程及自動化 專業(yè) 題 目： 數(shù)控鉆泥漿泵的設(shè)計(jì) 子 題： 學(xué)生姓名： 班級學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 所在系（教研室）：機(jī)電與信息工程系 下達(dá)日期：2014年7月4日 完成日期：2015年4月19日 摘 要 機(jī)械工業(yè)是一個(gè)國家的重要產(chǎn)業(yè)，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展無時(shí)不刻都在影響著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類的進(jìn)步離不開機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境下，中國各個(gè)行業(yè)被其他國家的先進(jìn)技術(shù)影響的同時(shí)，越來越多的外國企業(yè)和品牌傳播到中國已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。在新的市場需求的推動下，對數(shù)控鉆泥漿泵進(jìn)行改良和優(yōu)化是當(dāng)務(wù)之急。有大型數(shù)控鉆泥漿泵生產(chǎn)設(shè)備企業(yè)對設(shè)備的安全指標(biāo)的有著一定生產(chǎn)的嚴(yán)格要求。在生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)，充分考慮到在設(shè)備運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問題，從而減少噪聲污染引起的振動或不當(dāng)操作設(shè)備的現(xiàn)象等。國內(nèi)數(shù)控鉆泥漿泵設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟(jì)、安全穩(wěn)定主題保持一致。數(shù)控鉆泥漿泵的發(fā)展與人類社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。 近期對機(jī)械行業(yè)中數(shù)控鉆泥漿泵的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)中數(shù)控鉆泥漿泵的使用非常廣泛。自然而然它們的安裝和制造的要求也有一定的要求。傳統(tǒng)的鉆泥漿泵的機(jī)械效率不高，維修困難。所以設(shè)計(jì)一個(gè)專用的數(shù)控鉆泥漿泵勢在必行。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的是數(shù)控鉆泥漿泵的設(shè)計(jì)。本文介紹了數(shù)控鉆泥漿泵的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，該數(shù)控鉆泥漿泵的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且安全系數(shù)高，運(yùn)行平穩(wěn)。本次設(shè)計(jì)在某種程度上大大提升了該設(shè)備在國內(nèi)外的競爭力，體現(xiàn)了機(jī)械工業(yè)重要性這一核心價(jià)值。 關(guān)鍵詞：機(jī)械工業(yè)；數(shù)控鉆泥漿泵；效率；高效  Abstract The environment of global economic development, China industries affected by other countries advanced technology at the same time, foreign enterprises and brand spread to more and more Chinese has become an opportunity. Cap pressing machine in industry through a variety of ways have been working with the relevant technology, and constantly improve their own strength and core competitiveness, and narrow the gap with developed countries. In the new market demand, update the sleeve pressing machine is a pressing matter of the moment. The production of pipe pressing machine equipment manufacturing enterprises to fully tap the potential of the market, vigorously develop the sleeves of large low cost pressing special machinery and equipment, plays a positive role in the evolution of automatic assembly, the assembly of mechanical equipment. There is a large pipe equipment on equipment safety index has strict requirements of production. In the production equipment of enterprises, give full consideration to the possible problems in the operation of the equipment, so as to reduce the noise pollution caused by vibration or improper operation of equipment phenomenon. and manufacturing of domestic pipe pressing equipment with global appeal, economic, security and stability of the theme consistent. Increase and production pipe pressing equipment of new energy saving. With the development of science and technology, interdisciplinary mutual infiltration, mutual exchanges between the various industry, extensive use of new structure, new materials, new technology, the sleeve pressing machine is large, efficient, reliable, energy saving, Recently, the use of machinery industry, bearing and shaft sleeve shaft were investigated, found that the shaft, bearings and bushings in the machinery industry is one of the key parts. Come very naturally in the assembly of the installation is also very simple. In the installation if the use of artificial pressure with not only the labor intensity is too large and the size of each other is not easy to ensure the shaft, bearing and shaft sleeve, so the design of a special press be imperative. Graduation project this time is a tube axial compressive loading machine. This paper introduces the theoretical calculation to design sleeve pressing machine structure, working principle and main parts of the strength check and the advantages of the sleeve, pressing machine is efficient. Key word: pneumatic manipulator； cylinder； pneumatic loop； Fout degrees of freedom. 目 錄 摘要 1 Abstract 2 第一章 緒論 4 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 5 1.2 數(shù)控鉆泥漿泵的發(fā)展現(xiàn)狀 6 第二章 數(shù)控鉆泥漿泵總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7 2.1 數(shù)控鉆泥漿泵的總體方案圖 8 2.2 數(shù)控鉆泥漿泵的工作原理 9 第三章 機(jī)械傳動部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 3.1電機(jī)的選型計(jì)算 11 3.2滾珠絲桿的選型計(jì)算 12 3.2.1確定滾珠絲桿螺母的導(dǎo)程 14 3.2.2 材料選用原則 15 3.2.3 確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷 16 3.2.4 滾珠絲桿螺母的支承方式的選擇 16 3.2.5 滾珠絲桿螺母的潤滑和防塵隔離 17 3.3 聯(lián)軸器的選擇 17 第四章 各主要零部件強(qiáng)度的校核 18 4.1軸承強(qiáng)度的校核與計(jì)算 18 4.2絲桿螺母強(qiáng)度的校核計(jì)算 20 第五章 數(shù)控鉆泥漿泵中主要零件的三維建模 24 5.1滾珠絲桿的三維建模 26 5.2安裝架的三維建模 28 5.3缸蓋法蘭的三維建模 25 5.4數(shù)控鉆泥漿泵的三維建模 26 第六章 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié) 27 結(jié)論 28 致謝 29 參考文獻(xiàn) 30 第一章緒論 1.1課題的來源與研究的目的和意義 由于機(jī)械工程的知識總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項(xiàng)目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個(gè)超級經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)。現(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復(fù)雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實(shí)。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細(xì)胞和分子。電子計(jì)算機(jī)硬件和軟件，人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始加強(qiáng)，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進(jìn)手功能。又一方面實(shí)踐促進(jìn)人腦智力。在人類的進(jìn)化過程中，以及在每個(gè)人的成長過程中，大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。 大腦和手之間的人工智能和機(jī)械工程的近似關(guān)系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機(jī)械制造。在過去，各種機(jī)械離不開人類的操作和控制，反應(yīng)速度和運(yùn)算精度的進(jìn)化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進(jìn)，計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)械工程進(jìn)展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機(jī)械工程。在第十九世紀(jì)，機(jī)械工程的知識總量仍然是有限的，大學(xué)在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學(xué)科，稱為土木工程，下半場的第十九個(gè)世紀(jì)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。在第二十世紀(jì)，隨著機(jī)械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機(jī)械工程專業(yè)，有分支機(jī)構(gòu)。在第二十世紀(jì)中期趨勢分解，在時(shí)間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)達(dá)到的峰值。由于機(jī)械工程的知識總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)從個(gè)人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術(shù)交流，縮小范圍，新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，外部條件變化的適應(yīng)能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識的專家，也有綜合的知識了解不夠，看看其他學(xué)科和項(xiàng)目作為一個(gè)整體，從而形成一種相互強(qiáng)烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機(jī)械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術(shù)也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識，包括社會科學(xué)，自然科學(xué)和工程技術(shù)，有一個(gè)更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。 1.2 數(shù)控鉆泥漿泵的發(fā)展現(xiàn)狀 當(dāng)今社會，隨著機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備也在不斷地更新，不斷地完善，數(shù)控鉆泥漿泵同樣在發(fā)展著，傳統(tǒng)的數(shù)控鉆泥漿泵勞動效率低，生產(chǎn)效率低下，不適合現(xiàn)代化工業(yè)大生產(chǎn)的需要。1.我國泥漿泵的現(xiàn)狀 輕便鉆井泵功率在 955kW 以下，主要配套于 4000m 以下鉆機(jī)，因此，輕便 鉆井泵的市場前景基本依從于 4000m 以下鉆機(jī)的使用現(xiàn)狀和發(fā)展。根據(jù) 2000 年 的統(tǒng)計(jì)，中國擁有鉆機(jī) 1000 余臺，占世界鉆機(jī)總量的 32%，其中，中石油集團(tuán) 公司擁有 702 臺，因此，中石油集團(tuán)公司的鉆機(jī)的情況基本反映了國內(nèi)鉆機(jī)的現(xiàn) 狀。在中國石油集團(tuán)公司擁有的 702 臺鉆機(jī)中，4000m 以下的鉆機(jī)占總量的 80%。 平均新度系數(shù)僅為 0.4，其中 48%的鉆機(jī)新度系數(shù)小于 0.3,有 500 臺左右的鉆機(jī) 服役 10 年以上，期待更新。 國內(nèi)生產(chǎn)鉆井泵的企業(yè)主要有:寶雞石油機(jī)械廠、蘭州石油機(jī)械廠等，但由 于各自產(chǎn)品為多年前開發(fā)，結(jié)構(gòu)不盡合理，難以滿足現(xiàn)代鉆井工藝要求。目前 ， 三缸單作用往復(fù)式鉆井泵存在以下主要問題。 (1) 鉆井泵質(zhì)量大，難以適應(yīng)現(xiàn)代輕便鉆機(jī)的要求，制約著鉆機(jī)的移運(yùn)性。 (2) 沖程短，沖次高鉆井泵在不適合的沖次范圍內(nèi)工作，致使液力端壽命短。 (3 )泵壓偏低，不能完全滿足現(xiàn)代鉆井工藝的需要。 (4) 結(jié)構(gòu)不合理，部分強(qiáng)度冗余，部分剛度不足，可靠性低，難以滿足鉆機(jī)高可 靠性要求。 (5) 缸套壽命短，難以滿足鉆機(jī)高效率要求。 美國鉆井泵大量采用三缸單作用泵，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：泵的液力端、閥箱采用 L 型，閥箱的吸入閥和排出閥為分體結(jié)構(gòu)，吸入閥采用螺紋壓緊，其殼體與閥箱螺 紋連接，球形吸入空氣包。泵機(jī)座多為焊接結(jié)構(gòu)，小齒輪用鍵固定在傳動軸上， 大齒輪套安裝在曲軸上。曲軸采用直軸與偏心輪一起鑄造的結(jié)構(gòu)。軸承采用雙列 向心球面調(diào)心軸承。十字頭滑動面經(jīng)表面淬火磨削。齒輪采用斜齒或無槽人字齒 輪。為了加強(qiáng)易損件的互換，閥腔和活塞桿制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。隨機(jī)輔助工具齊 全，有閥座液壓拉拔器液壓拆卸器、缸套拆卸器等。 俄羅斯三缸單作用鉆井泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：俄羅斯三缸泵的液力端，閥箱采用I形直通式和L形，閥箱的吸入閥和排出閥不是分體結(jié)構(gòu)，而是一體式液力模塊。L 形閥箱又有吸入閥在前、排出閥在后的常規(guī)型和吸入閥在后、排出閥在前的變L 形結(jié)構(gòu)。 動力端機(jī)座有鑄件和焊接件，傳動采用小螺旋角斜齒輪傳動和寬槽人字齒 輪。曲軸是由鑄造的偏心輪套在直軸上組成的。采用雙列圓錐滾子軸承。十字頭 滑動面經(jīng)表面淬火磨削。介桿采用雙室密封。隨機(jī)輔助工具齊全，有閥座液壓拉 拔器、液壓拆卸器、缸套拆卸器等。 總的來說，國外三缸泵易損件的使用壽命較低。與先進(jìn)水平相比，尚有不小 差距。然而，由于其三缸泵多數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)速度較小(如額定速度為135r/min的泵，經(jīng) 常以70-80r/min運(yùn)轉(zhuǎn))，而且傳動可以調(diào)速，因此，泵的功效發(fā)揮較好。 隨著鉆井工藝技術(shù)，特別是高壓噴射鉆井、衡鉆井、叢式定向井、水平 井等新工藝、 新技術(shù)的發(fā)展， 鉆井泵進(jìn)一步向大功率、 大排量和高泵壓方向推進(jìn)， 作為鉆機(jī)“心臟”的鉆井泵，其性能水平和使用壽命同鉆井速率和生產(chǎn)成本有著 直接關(guān)系，同時(shí)其工作條件又十分惡劣，工況也異常復(fù)雜，因此，對鉆井泵工作 的可靠性和安全的要求也越來越高。 國內(nèi)外三缸泵的優(yōu)點(diǎn)有:液力端L形結(jié)構(gòu)，復(fù)合錐面閥膠皮，冷卻缸套活塞的 內(nèi)孔噴射移動式噴淋裝置，直立式吸入空氣包;動力端的體外強(qiáng)力潤滑系統(tǒng)，閉 式內(nèi)固定導(dǎo)板機(jī)構(gòu)。鉆井技術(shù)的發(fā)展方向是提高時(shí)效，降低成本和采用能夠降低 成本的新工藝、新技術(shù)和新裝備。運(yùn)用大排量高壓噴射鉆井工藝即是這一趨向的 必然選擇。 高壓噴射則由高可靠性的鉆井泵來保證。 因此， 鉆井泵的發(fā)展趨勢是: ①降低額定沖數(shù)，由150沖/min降到110一120沖/min,②長沖程，最大沖程已達(dá) 300mm以上。③降低沖次，降低沖次不僅可以提高易損件如活塞密封、缸套的使 用壽命， 而且還可以減少慣性損失， 改善泵的吸入性能， 同時(shí)提高泵動力端齒輪、 軸承等零部件的使用壽命，大大提高鉆井泵的可靠性。因此合理降低泵的沖次， 適當(dāng)增加泵的沖程長度， 既滿足鉆井過程中的排量要求， 又能確保泵的自吸性能， 充分發(fā)揮了泵的效能，成為今后鉆井泵設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。 第二章 數(shù)控鉆泥漿泵總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1 數(shù)控鉆泥漿泵的總體方案圖 本次設(shè)計(jì)的數(shù)控鉆泥漿泵采用的方案為：變頻電機(jī)驅(qū)動滾珠絲桿螺母副轉(zhuǎn)動提供動力，滾珠螺母把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化直線運(yùn)動，從而帶動活塞桿運(yùn)動，活塞缸的在缸筒里面的反復(fù)移動，從而產(chǎn)生負(fù)壓，于是泥漿就由于負(fù)壓的作用被吸進(jìn)數(shù)控鉆泥漿泵的管路里面被抽出來。其布局的具體方案如下： 2.2 數(shù)控鉆泥漿泵的壓裝原理 數(shù)控鉆泥漿泵的工作原理位：變頻電機(jī)驅(qū)動滾珠絲桿螺母副轉(zhuǎn)動提供動力，滾珠螺母把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化直線運(yùn)動，從而帶動活塞桿運(yùn)動，活塞缸的在缸筒里面的反復(fù)移動，從而產(chǎn)生負(fù)壓，于是泥漿就由于負(fù)壓的作用被吸進(jìn)數(shù)控鉆泥漿泵的管路里面被抽出來。此種類型的數(shù)控鉆泥漿泵，可以提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本。 第三章 機(jī)械傳動部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1電機(jī)的選型計(jì)算 已知泥漿以及機(jī)械零部件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?00Kg，活塞桿移動范圍為50mm~300mm，移動速度為1~2r/min。即： 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下: 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)間 負(fù)載速度（m/min） 有速度可知每秒上升50mm， 3.1.2 電機(jī)轉(zhuǎn)速 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 式中： 負(fù)載慣量 左右水平運(yùn)動 絲桿螺母慣量 式中 總慣量 電機(jī)轉(zhuǎn)矩 啟動轉(zhuǎn)矩 必須轉(zhuǎn)矩 S為安全系數(shù)，這里取1.0。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，可以選擇南京森宇機(jī)電的產(chǎn)品。根據(jù)電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下： 電機(jī)額定功率為1.5KW，額定轉(zhuǎn)矩為1.3N.m，最大轉(zhuǎn)矩為2.6N.m， 額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。 3.2 滾珠絲桿的選型計(jì)算 3.2.1確定滾珠絲桿螺母的導(dǎo)程 因同步皮帶輪直徑相等，皮帶輪與絲杠直聯(lián)，i=1 由表1查得 V=8m/min n=1000r/min 代入得， P≈1.516mm 由于計(jì)算出的P值應(yīng)取較大值圓整，因此 P=1.5mm 3.2.2材料選用原則 在材料選取的基本原則的前提下，可以滿足一部分性能，良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。這種材料的特性是機(jī)械，機(jī)械部分應(yīng)在正常工作條件下，其物理和化學(xué)性能，是保證其可靠性的基礎(chǔ)。一般的機(jī)械零件，主要考慮的是材料的機(jī)械性能；而非金屬材料零件，還應(yīng)考慮對零件性能的環(huán)境效應(yīng)。 根據(jù)零件選擇的力學(xué)性能，首先要對工作條件的正確分析，形狀和大小和應(yīng)力狀態(tài)，結(jié)合這類零件的主要失效形式，對原發(fā)性和繼發(fā)性失效抗力指標(biāo)的實(shí)際使用中，由于物質(zhì)基礎(chǔ)。 2）絲杠螺母的工作條件、失效形式和技術(shù)要求 1、工作條件 由于傳動機(jī)構(gòu)是絲杠螺母副，即螺旋傳動副，而工作時(shí)主要是攜帶傳感器進(jìn)行測量，而非傳遞動力或扭矩。主要承受一定的剪切、彎曲、扭轉(zhuǎn)等載荷。 2、主要失效形式 當(dāng)彎曲載荷較大時(shí)，絲杠承受著交變應(yīng)力；當(dāng)其表面硬度較低，表面質(zhì)量不良時(shí)，會發(fā)生磨損，甚至產(chǎn)生疲勞斷裂。而設(shè)計(jì)的絲杠所傳遞的動力和扭矩都很小。因此，主要的失效形式是磨損。通過提高絲杠螺母的表面質(zhì)量和安裝精度可以有效的減少磨損。 3、材料性能要求 根據(jù)絲杠的工作條件和失效形式，要求絲杠材料具備以下主要性能：①電磁鐵參數(shù)測量裝置是對電磁鐵的電磁吸力、磁場強(qiáng)度和線圈溫度進(jìn)行測量的裝置。為避免電磁鐵的磁泄漏，采用不可磁化材料。如不銹、鋁合金、銅合金、陶瓷材料或高分子材料。②較高的綜合力學(xué)性能.當(dāng)絲杠正常工作時(shí)，要承受一定的交變載荷與沖擊載荷。③絲杠軸頸應(yīng)具有高的硬度和耐磨性，提高絲杠的旋轉(zhuǎn)精度和使用壽命。 根據(jù)絲杠螺母副的工作條件、失效形式和技術(shù)要求，考慮材料的綜合性能，絲杠采用淬火鋼，螺母采用鑄造錫青銅。這是由于銅合金材料不僅具有較高的綜合力學(xué)性能，而且具有較高硬度和耐磨性。絲杠螺母副的導(dǎo)柱采用不銹鋼，導(dǎo)軌采用鋁合金，聯(lián)結(jié)件采用高分子塑料。 3）絲桿螺旋傳動的類型、特點(diǎn)與應(yīng)用 滾珠絲桿螺母副傳動中，滾珠絲桿和螺母絲杠副滿足傳輸要求的使用。它主要用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動的場合，同時(shí)傳遞運(yùn)動和動力。滾珠絲杠傳動系統(tǒng)是一個(gè)很經(jīng)典的傳動機(jī)構(gòu)，該傳動形式分為兩種：一種是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動；另一種是直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 （1）高傳輸效率、傳輸效率 梯形螺絲驅(qū)動系統(tǒng)的工作效率高達(dá)90%至98%，滑動螺釘系統(tǒng)直線運(yùn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（可逆）。 （2）光滑的運(yùn)動：梯形滾珠絲桿傳動系統(tǒng)的接觸點(diǎn)在與滾珠運(yùn)動，摩擦阻力小，靈敏度高，沒有振動，啟動速度沒有在爬行現(xiàn)象，它可以精確地控制微生物飼料。 （3）高精密球滾珠絲桿驅(qū)動系統(tǒng)撕裂小溫度上升，和可以消除軸向間隙和滾珠絲桿預(yù)張力熱伸長，因此獲取精度和定位精度。 （4）高耐用鋼球滾動接觸后硬化精密磨削過程中，循環(huán)系統(tǒng)是相對于滾動磨損小，壽命長，所以它有高精密保留。 （5）同步穩(wěn)定、敏感的反應(yīng)，沒有塊，沒有內(nèi)褲，球滾珠絲桿驅(qū)動系統(tǒng)及驅(qū)動f組件或設(shè)備可以得到很好的同步效果。 高可靠性： （6）和其他機(jī)械傳動，液壓傳動滾珠絲桿驅(qū)動系統(tǒng)相比較，棒球是很低的故障率，維修是比較簡單，就是通用潤滑和灰塵。無潤滑條件下工作，我們可以特別場合。 沒有預(yù)擰緊力矩：哥特（哥特式拱門形槽軸向間隙），可以調(diào)整很小，可以很容易地開車。如果你消除軸向間隙螺絲有更好的剛性，減少球滾珠絲桿和螺母，彈性變形下的負(fù)載，實(shí)現(xiàn)高精度。 （3）穩(wěn)定性驗(yàn)算，由部件自重產(chǎn)生的使絲桿回轉(zhuǎn)的扭矩為 式中G——移動部件自重 S——導(dǎo)程（cm） ——逆?zhèn)鲃有?，由于滾珠絲桿副的正傳動效率和逆?zhèn)鲃有式葡嗟?，因此，一般用正傳動效率代替? N.cm可知110BF004反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)帶動絲桿螺母副時(shí)不會發(fā)生逆向傳動。 3.2.3確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷 （1）各種切削方式下，絲杠轉(zhuǎn)速 由表1查得 V=0.6 V=0.8 V=1 V=8 代入得 n=100 n=133 n=167 n=1333 （2）各種切削方式下，絲杠軸向載荷 由表1查得 已知W=3000N W=5000N 代入得 （3）當(dāng)量轉(zhuǎn)速 由表1查得 代入得 n≈267r/min （3）當(dāng)量載荷 代入得 F=1380N 3.2.4滾珠絲桿螺母的支承方式的選擇 滾珠絲杠的支承主要有以下四種，由于支承方式不同，使容許軸向載荷及容許回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速也有所不同。 （1）固定-固定，適用于高速，高精度； （2）固定軸承適用于中高速，高精度； （3）支持，中速的支持，精度； （4）固定-自由，低速度，精度，短軸螺釘本次設(shè)計(jì)中絲桿螺母的固定方式如下所示： 滾珠絲杠副設(shè)計(jì)使用中應(yīng)注意的問題： （1）為了提高滾珠絲杠副的精度和使用壽命，通過滾珠絲桿的軸向力對滾珠絲桿的影響，保證軸承的受力均勻，避免傾覆力。 （2）反逆向的滾珠絲杠驅(qū)動器對效率高，應(yīng)在電機(jī)功率的考慮，和逆螺旋傳動由于其成分的重量（尤其是驅(qū)動在垂直方向上，當(dāng)逆方法）可以用來防止動力傳動電機(jī)，蝸輪自鎖：切割離合器，等。 （3）在行程兩端的滾珠絲杠應(yīng)該旅游保護(hù)裝置，以防止?jié)L珠絲杠過程的沖擊和影響精度，使用壽命甚至損壞。 （4）防止熱變形對定位精度的絲杠熱變形精度的重要影響。熱源不僅是摩擦熱產(chǎn)生的螺絲，和其他機(jī)械零件熱時(shí)，滾珠絲桿的熱膨脹和伸長率。因此有必要對熱源的因素，控制熱源的措施，也可用于預(yù)拉伸，強(qiáng)制冷卻，減少滾珠絲桿伸長的熱變形的影響。 （5）水平螺旋，而造成彎曲變形的軸，是影響齒距累積誤差的因素，會導(dǎo)致不均勻的載荷螺母。螺桿的設(shè)計(jì)需要考慮到螺桿的材料和它的強(qiáng)度的問題。 （6）密封圈是重要的密封氣體和液體的標(biāo)準(zhǔn)件，所以密封圈的防塵措施是必須要考慮的。滾珠絲杠螺母安裝在防塵圈的兩端，以避免螺釘外露，但還需要滾珠絲桿選擇保護(hù)裝置。 （7）合理的潤滑是減小驅(qū)動力矩的重要環(huán)節(jié)，提高傳動效率，延長滾珠絲桿的使用壽命，接觸面和油膜減振效果，降低傳動噪音和塵土等雜物在螺旋洗。所以你想注入潤滑脂。螺母和油孔，用戶可以擰入水口，其他合適的潤滑油的使用。 （8）的預(yù)緊力的正確選擇，滾珠絲杠廠一直需要調(diào)整預(yù)緊力要求，嚴(yán)禁自行拆卸滾珠滾珠絲桿零件，以免影響準(zhǔn)確性。非沖擊管和拔除，以免球塞，運(yùn)行平穩(wěn)。 （9）推薦的大型軸承的使用適用于數(shù)控機(jī)床為了提高傳動剛度。 （10）內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠，滾珠絲杠必須兩端的齒和一端連接了至少一個(gè)螺紋，所有圓螺紋底徑尺寸小于D2，否則無法安裝螺母。 （11）外循環(huán)滾珠滾珠絲桿位置，最好是放在滾珠絲桿軸以上插管。 （12）加工螺紋，外圓直徑大于1的外徑最好不要螺釘。 第四章各主要零部件強(qiáng)度的校核 4.1軸承強(qiáng)度的校核與計(jì)算 （1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為雙列圓錐滾子軸承350324B，由文獻(xiàn)[2]表得KN，KN，，。 （2）壽命驗(yàn)算 軸承所受支反力合力 N （4.1） 對于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 由文獻(xiàn)[2]表得， ， N （4.2） 按軸承B的受力大小驗(yàn)算 h （4.3） h=年 由于拖拉機(jī)減速箱的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達(dá)到所計(jì)算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 4.2絲桿螺母強(qiáng)度的校核與計(jì)算 滾動螺旋傳動主要承受軸向力。螺母與螺釘間滑動摩擦較大，所以磨損失效的主要形式?；境叽纾ㄖ睆綕L珠絲杠和螺母高度），通?；跅l件的耐磨性測定。滾珠絲桿驅(qū)動力較大，還應(yīng)檢查滾珠絲桿和螺母的螺紋強(qiáng)度的危險(xiǎn)截面，以防止塑性變形或斷裂的發(fā)生；自鎖螺釘?shù)囊?，檢查自鎖螺釘；傳動精度，應(yīng)檢查的剛度，以免造成傳輸降低音高變化的應(yīng)力的精度；滾珠絲桿長徑比大，應(yīng)檢查其穩(wěn)定性，以防止軸心受壓失穩(wěn)；長滾珠絲桿轉(zhuǎn)速也應(yīng)該檢查的臨界轉(zhuǎn)速，以防止過大的橫向振動。設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)驅(qū)動型，工作條件和失效模式，選同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，無需逐一檢查。 表2.1螺旋傳動的常用材料 螺旋副 材料牌號 應(yīng)用范圍 滾珠絲桿 Q235、Q275、45、50 材料不經(jīng)熱處理，使用于經(jīng)常運(yùn)動，受力不大，轉(zhuǎn)速較低的傳動 40Cr、65Mn、T12、40WMn、18CrMnTi 材料需經(jīng)熱處理，以提高其耐磨性，適用于重載、轉(zhuǎn)速較高的重要傳動 9Mn2V、CrWMn、38CrMoAl 材料需經(jīng)熱處理，以提高其尺寸的穩(wěn)定性，適用于精密傳導(dǎo)螺旋傳動 螺母 ZCu10P1、ZCu5Pb5Zn5 材料耐磨性好，適用于一般傳動 ZCuAl9FeNi4Mn2 ZCuZn25Al6Fe3Mn3 材料耐磨性好，強(qiáng)度高，適用于重載、低速的傳動。對于尺寸較大或高速傳動，螺母可采用鋼或鑄鐵制造，內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金 （1）滾珠絲桿螺母副，橫向絲桿的最大軸向載荷為2000N，支承間最大距離為400mm，，要求定位精度為0.001mm，滾珠絲桿的負(fù)荷包括運(yùn)動部件的重量所引起的進(jìn)給抗力。應(yīng)按額定靜載荷選用。 載荷性質(zhì)系數(shù)為1 —?jiǎng)虞d荷硬度影響系數(shù)， =1 —最大軸向載荷 定靜載荷為C02000N，查表得使用壽命時(shí)間T=15000h，初選絲桿螺距t=5mm，得絲桿轉(zhuǎn)速 n/min 由于絲桿螺距為5，可選W系列完循環(huán)絲桿副尺寸系列W2005-2.5圈一列滾珠絲桿螺母副的幾何參數(shù)計(jì)算，見表2.6所示： 表2.2 滾珠絲桿螺母副幾何參數(shù) 名 稱 符 號 計(jì)算公式和結(jié)果（mm） 螺紋滾道 公稱直徑 20 螺 距 5 接觸角 鋼球直徑 3.175 螺紋滾道法面半徑 偏心距 螺紋升角 滾珠絲桿 滾珠絲桿外徑 滾珠絲桿內(nèi)徑 滾珠絲桿接觸直徑 螺母 螺母螺紋外徑 螺母內(nèi)徑（外循環(huán)） 螺母長度 Ln 33 （2）傳動效率計(jì)算 （2.23） 式中：—摩擦角；—絲桿螺紋升角。 （3）剛度驗(yàn)算，滾珠絲桿受工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量 （2.24） Y向所受牽引力大，故應(yīng)用Y向參數(shù)計(jì)算 （N） （cm） () (材料為45鋼) （） 所以 （cm） 絲桿因受扭矩而引起的導(dǎo)程變化量很小，可以忽略。所以導(dǎo)程誤差 查表知C級精度的絲桿允許誤差6，故強(qiáng)度足夠。 第五章 數(shù)控鉆泥漿泵中主要零件的三維建模 5.1滾珠絲桿的三維建模 5.2安裝架的三維建模 5.3缸蓋法蘭的三維建模 5.4數(shù)控鉆泥漿泵的三維建模 第六章 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié) 通過本次設(shè)計(jì)，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下幾點(diǎn)。關(guān)于圖紙的繪制方面，當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時(shí)必須考慮的大小是合適的，因?yàn)锳utoCAD繪圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個(gè)時(shí)候?qū)α慵M(jìn)行測量，進(jìn)行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標(biāo)準(zhǔn)件，可以生成，但有時(shí)需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個(gè)時(shí)候隨機(jī)應(yīng)變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應(yīng)該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當(dāng)一個(gè)方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射一個(gè)更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。 學(xué)習(xí)使用一些可以節(jié)省時(shí)間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾給了我一個(gè)很大的障礙，是要花很多時(shí)間去找出為什么。在一個(gè)活躍的子組件，雖然活動范圍會產(chǎn)生干擾，可以設(shè)置該復(fù)合物的活動范圍，如先進(jìn)的范圍內(nèi)，和角度范圍，即使在這個(gè)范圍內(nèi)不影響母配體，不能設(shè)置。因?yàn)橐坏┰O(shè)定的范圍內(nèi)，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配?？吹貓D是最重要的任務(wù)是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結(jié)構(gòu)，并認(rèn)為通過線圖，這是重中之重，映射。部分建模，一般應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，找出零件是由幾個(gè)特點(diǎn)，擺脫所有的形狀特點(diǎn)，它們之間的連接相對位置、表面，然后按主次特征造型的關(guān)系，按一定的順序。一個(gè)復(fù)雜的部分，有許多簡單的功能，通過切除或重疊相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，雖然不同的建模過程可以構(gòu)造出相同的實(shí)體部分，但其建模過程和實(shí)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有直接的影響，實(shí)體模型可以修改應(yīng)用程序，可理解性和實(shí)體模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內(nèi)部特征，除了部分的相貫線，這條線各特征在路口出現(xiàn)。在選秀過程中零件，必須選擇第一個(gè)草圖平面，這是非常重要的，決定了后續(xù)的模型飛機(jī)的命令，使用簡單的說，一個(gè)圓柱形圍成一個(gè)圈，然后繪制，也可以作為一個(gè)長方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都是一樣的，但草圖平面和命令的使用。如果我們想要一個(gè)軸，那么我們應(yīng)該選擇第二個(gè)方法以及。 由于該零件的設(shè)計(jì)不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉(zhuǎn)命令，許多零部件都是對稱的，所以為了節(jié)省時(shí)間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。 一個(gè)完整的工程圖紙應(yīng)該包含以下4個(gè)方面。 一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對各部分的結(jié)構(gòu)和形狀表達(dá)清楚。 尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術(shù)要求：表明部分的一些要求必須在制造和檢驗(yàn)完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和熱處理的方法和指標(biāo)。 標(biāo)題欄：注明產(chǎn)品名稱，材料，數(shù)量，拉伸比和拉伸，等。 單擊[新建]圖標(biāo)以顯示新的文件系統(tǒng)，SolidWorks文件”對話框中，單擊“選項(xiàng)”對話框中的組件，你可以進(jìn)入裝配工作模式，進(jìn)行以后的設(shè)計(jì)工作。 結(jié) 論 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度。本文所設(shè)計(jì)的是數(shù)控鉆泥漿泵的設(shè)計(jì)，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 參考文獻(xiàn) [1]張福學(xué)編著.數(shù)控鉆泥漿泵技術(shù)及其應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著.數(shù)控鉆泥漿泵的原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，1996。 [3]宋學(xué)義著. 數(shù)控鉆泥漿泵速查手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.3。 [4]陳奎生著. 氣與氣壓傳動. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008.5。 [5]SMC（中國）有限公司. 數(shù)控鉆泥漿泵實(shí)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.10 [6]徐文燦著. 數(shù)控鉆泥漿泵系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995。 [7]曾孔庚.數(shù)控鉆泥漿泵的發(fā)展趨勢. 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用論壇。 [8]壽慶豐 機(jī)械設(shè)計(jì)1999年第3期，第3卷。 [9]高微,楊中平,趙榮飛等.數(shù)控鉆泥漿泵臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì). 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2006.1。 [10]孫兵,趙斌,施永輝.數(shù)控鉆泥漿泵的研制. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。 [11]馬光,申桂英.工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫2002年。 [12]李如松.數(shù)控鉆泥漿泵的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫1994年第4期。 [13]李明.單臂回轉(zhuǎn)式數(shù)控鉆泥漿泵設(shè)計(jì).制造技術(shù)與機(jī)床2005年第7期。 [14]李杜莉，武洪恩，劉志海.數(shù)控鉆泥漿泵的運(yùn)動學(xué)分析. 煤礦機(jī)械2007年2月 [15]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第三版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994。 [16]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. 致 謝 直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識，同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個(gè)愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算，查找各類數(shù)控鉆泥漿泵的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因?yàn)槲沂窃趺聪氲?，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。 28