（优秀毕业全套设计）基于气浮支承引线键合定位平台设计（整套下载）

优点是摩擦系数小，传动效率高，灵敏度高，传动平稳，不易产生滑行，传动精度和定位精度高磨损小，使用寿命长，精度保持性好。

双推简支式支撑减少丝杠热变形的影响。

缺点滚珠丝杠螺母副的不足在于制造工艺复杂，成本高，不能自锁，故需附加制动装置。

方案二传动同步带传动支撑滑动导轨伺服电机直流无刷电机优点同步带传动无相对滑动，传动比准确，传动精度高，齿形带的强度高，厚度小重量轻，故可用于高速传动传动比恒定，同步带无需特别涨紧，因而作用于轴和轴承等上的载荷小，传动效率高。

缺点同步带工作时候有温度要求，安装精度要求较高，中心间距要求较高，有时候需要张紧，安装麻烦。

无刷直流电机启动时有震动，控制器要求高，价格高。

方案三传动齿轮齿条支撑直线导轨伺服电机直流无刷电机优点齿轮齿条传动功率大，精度高，稳定性好，响应速度快。

无刷直流电机启动时有震动，控制器要求高，价格高。

双线导轨稳定。

缺点齿轮齿条无自锁，需要外加自锁机构。

噪音大，磨损较快。

方案对比分析与确定综合课程设计要求，精度为.，最大载荷是，相比同步带和齿轮齿条传动，滚珠丝杠传动更符合精度要求，因为丝杠传的动的精度可以达到.，而同步带传动时会产生弹性变形，具有定的蠕变性。

齿轮齿条传动精度和滚轴丝杠精度相当，但是安装较麻烦，安装精度要求高。

步进电动机和直流无刷电机相比，步进电动机控制简单，启动稳定，而直流无刷电机控制要求高，成本高，毕业设计要求精度未达到微米级别，空载转速要求为，因此采用低档的步进电动机就能满足要求。

综合以上分析，决定选择第种方案。

步进电动机提供动力，滚轴丝杠传递动力。

图.定位平台结构此数控工作台主要由步进电机丝杠螺母副滚动导轨副工作台轴承座端盖轴承联轴套键垫圈等组成。

具体见装配图.空气静压导轨的方案设计确定方案思想空气静压导轨，根据工作台的移动量，载荷量和精度要求的不同，般采用下图所示的结构形式图.闭式平面导轨图.闭式圆柱导轨图.重量封闭式导轨闭式平面型闭式圆柱型重量封闭式导轨方案闭式平面导轨优点这种形式的的导轨因工作台移动时导轨面仅产生很小的挠度，可以获得高精度高刚度承载能力大，适合于超精加工设备和测量起的长导轨。

方案二闭式圆导轨优点这种形式导轨的导向零件少，结构简单。

缺点零件的精度完全取决于加工设备，运动精度有限。

导杆采用两端支撑，随这工作台的移动导杆容易产生挠度。

方案三重力封闭式导轨优点这种形式的导轨用工作台的质量和空气静压保持平衡，以维护导轨的固定间隙。

其结构较简单，零件的高精度也容易实现。

缺点支承刚性低，故多用于载荷变化范围不大的设备上。

如图.所示图.上导轨方案对比分析与确定综合毕业设计要求，定位平台上需要定位的芯片质量很小，故方案三可满足要求。

同时由于导轨形式的确定，可以确定气垫为矩形垫片节流器为环面节流器。

如图.所示图.具有亚园形气腔的矩形气垫第三章定位平台气浮导轨的设计空气静压导轨是将具有定压力的空气经过节流器送入导轨的间隙。

借助其静压使运动导轨悬浮起来，使两导轨面之间形成层极薄的气膜，且气膜厚度基本保持恒定不变的种纯空气摩擦的滑动导轨。

.轴气浮导轨的设计空气静压导轨的工作原理及特点如图.所示，空气静压导轨副是由气垫和承导面组成的。

这样的气垫在每个承导面上不少于两个。

从气源送来的清洁干燥恒压的空气流经节流器进入气腔并沿封气面向外流出，在封气面上形成具有承载能力的气膜。

气腔与封气面处气膜的承载能力之和将气垫及与之相连的工作台浮起。

工作中承载能力与载荷处于平衡状态，气膜厚度保持不变，从而实现气体摩擦。

当载荷变化时，气膜的厚度随载荷增大而减小，气膜方面起承载作用，另方面也起着润滑作用。

图.气垫工作原理气垫节流器承导面气腔封气面空气静压导轨气垫的设计计算现已图.所示的长方形静压气垫为例，说明气垫的性能计算的过程。

气垫各部分的尺寸，供气孔的位置和数目，以及计算时坐标的设定如图所示。

供气孔的节流形式为环面节流，供气孔直径为。

图.间隙定的长方形静压气垫确定雷诺方程的具体形式，假设导轨的间隙定，相对运动速度，间隙内的气体是等温流，定长状态，则可采用最简单的雷诺方程式式.设边界压力是大气压力，则有边界条件，时时，根据这边界条件，求出相对供气孔出口压力的雷诺方程的特解，即成为压力分布，就可以进步计算出气垫的承载能力流量等。

问题的难点是如何求得供气孔的出口压力，为了就般条件下解决这个问题，可运用流量连续条件采用数值计算方法解之。

流量连续条件就是设通过供气孔流入气垫的注量等于由气垫周围流出的流量。

通过节流器的流量通过节流器的质量流量单位为式.式中节流面积，单位。

对于小孔节流，对于环面节流，气源压力，单位气体常数，对于空气供气绝对温度，单位比热比，对于空气.气腔压力，单位令，称为节流压力比，为了避免抑流现象，要求.流量系数，般为.但是时，下降很快。

令为喷嘴的流出速度系数，取式.则式可写为式.流出导轨间隙的流量对于从气垫边缘流出的气体，可以根据长方形平行间隙中的粘性流动公式来求出。

如图所示的长方形平行间隙中，设间隙为，平行于轴及轴的流动之体积流量，式.式.在环境压力为温度为气体密度为的情况下，由气垫边缘流出的气体流量为式.对于具有个供气孔的长方形气垫，根据流量连续的条件由式和式得式.对于图所示的气垫，考虑对称性，其个供气孔可得式.利用上式可以求得导轨间隙。

承载能力将气垫间隙中的压力沿整个气垫面进行积分，即可求得气垫的承载能力。

式.气垫的刚度对于个支承气垫或总的支承气垫，其刚度式.负号表示随着载荷的增加，间隙减小。

空气静压导轨的设计目标，就是追求刚度的绝对值为最大。

并将工作中的气垫间隙控制在对应最大的附近，称为最佳间隙。

设有的正方形气垫，个环面节流孔等距配置，孔径.。

气源为常温空气，常温，供气压力，动力粘度.，比热比.，空气密度，气体常数，流量系数.设时，将数据代入上面的公式，可解出承载能力.式.气垫间隙.式.气体流量式.因为上平台约重，因此在上平台左右各安装个气浮垫片。

.轴气浮轴承的设计设计同理轴的气浮垫片设计，估轴的设备总重约为，因此在底座左右各安装个气浮垫片。

第四章定位平台传动部分的设计.定位平台拟采用的研究方案研究方法或措施定位平台拟采用轴电机驱动滚珠丝杠，然后滚珠丝杠福带动定位平台运动，轴电机驱动滚珠丝杠，然后滚珠丝杠副带动上平台运动。

这里最主要的是对滚珠丝杠的选型校核对电机的合理选型。

.定位平台结构设计定位平台轴滚珠丝杠型号的确定计算进给牵引力作用在滚珠丝杠上的进给牵引力主要包括切削时的走刀抗力以及移动件的重量和切削分力在导轨上的摩擦力。

因而其数值的大小与导轨的型式有关，由于在设计中采用的是加有导轨块的气浮导轨导轨，所以选择的计算公式为综合导轨的计算公式。

计算公式为式.式中切削分力移动部件上的重量主轴上的扭距导轨上的摩擦系数，随导轨型式而不同考虑颠复力矩影响的实验系数综合导轨的取，式中代入计算得式.计算最大动载荷如图.滚珠丝杠副图.滚珠丝杠副选用滚珠丝杠副的直径时，必须保证在定轴向载荷作用下，丝杠在回转万转转后，在它的滚道上不产生点蚀现象。

这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杠能承受的最大动负载，用下式计算选择式.式中寿命，以转为单位温度系数，小于摄氏度硬度系数，精度系数，三级精度可靠度系数，可靠度为，.为运转系数有般运转时丝杠转速用下式计算为最大切削力条件下的进给速度，丝杠导程，为使用寿命对于数控机床取初选导程，由任务书可知最大的速度，则，代入公式可计算得式.式.式.传动效率计算滚珠丝杠螺母副的传动效率式.式中丝杠螺旋升角摩擦角，滚珠丝杠的滚动摩擦系数，其摩擦角约等于。

由选用的的滚珠死杠的相关数据可知丝杠螺旋升角代入公式计算得式.定位平台轴滚珠丝杠校核刚度的验算先画出此进给滚珠丝杠支承方式草图，如图所示.最大牵引力为.，由螺母装配总长度为，丝杠螺纹长度取，预计长度为，丝杠螺母及轴承均进行预紧