!机械设计手册!袖珍机械设计师手册突跳启动很少使用。升速启动是步进电机从静止状态开始逐渐升速，在零时刻，启动频率为零。在段时间内，按定的升速规律升速。启动结束时，步进电机达到了最高运行速度。查看机电综合设计指导书图，从启动矩频特性图中，可查得纵向空载启动力矩对应的允许启动频率。查机电综合设计指导书表，步进电机的最高空载启动频率，所以所选电机不会丢步。.运行矩频特性校核步进电机的最高快进运行频率可按下式计算公式式中为运动部件最大快进速度。.算得。快进力矩的计算公式公式式中为附加摩擦力矩，为快进时，折算到电机轴上的摩擦力矩。算得。查看机电综合设计指导书图，从运行矩频特性图中，可知快进力矩对应的允许快进频率所以，所用的电机满足快速进给运行矩频特性要求。综上所述，所选用的轴步进电机符合要求，可以使用。其他各轴电动为轴电机为轴电机为轴电机为.调整丝杠的设计该部件采用燕尾槽的导向丝杠的旋转来实现上下调整。丝杠的螺纹升角的确定由于在调整中调整丝杠要有自锁性，因此其螺纹升角应小于螺旋副的当量摩擦角.到.取丝杠的螺纹升角为.丝杠底下的双推力轴承代号为。及计算.初选导轨型号及估算导轨长度导轨为直线滚动矩形导轨，本设计中共用条导轨，每条导轨用个滑块，根据最大动载荷.，通过查机电综合设计指导书表，初选条导轨的型号都为。其部分参数如下根据工作台的长度和工作台的行程，估算出导轨的长度为。由公式。式中为支座长度为导轨两孔之间的距离。可算得导轨的。.计算滚动导轨副的距离额定寿命滚动导轨副的距离额定寿命可用下列公式计算滚动体为球时公式式中为滚动导轨副的距离额定寿命为额定载荷，从机电综合设计指导书表查得为硬度系数导轨面的硬度为时，.为温度系数，当工作温度不超过时，为接触系数，每根导轨条上装二个滑块时.为载荷速度系数，有冲击振动或时，.。为每个滑块的工作载荷。考虑到工作台上各部分的重量在工作台上的重心不落在中心上，而这些载荷都通过工作台直接作用在滑块上，故取。所以大于滚动导轨的期望寿命，满足设计要求，初选的滚动导轨副可采用。步进电机的验算.传动系统等效转动惯量计算传动系统的转动惯量是种惯性负载,在电机选用时必须加以考虑。由于传动系统的各传动部件并不都与电机轴同轴线，还存在各传动部件转动惯量向电机轴折算问题。最后，要计算整个传动系统折算到电机轴上的总转动惯量，即传动系统等效转动惯量。本设计需要对电机转子,联轴器,丝杠,工作台进行转动惯量的计算。电机转子转动惯量的折算由机电综合设计指导表查出.•联轴器转动惯量的折算选用联轴器查机械设计实用手册最大动载荷的计算和主要尺寸的初选滚珠丝杠最大动载荷可用下式计算公式式中为工作寿命，为丝杠转速，为最大进给速度为丝杠导程为额定使用寿命，可取为运转状态系数，现.为丝杠工作载荷由板厚查简明焊工手册可得火焰切割速度分别为。综合考虑大齿轮的旋转运动和底下工作台的直线运动选项用工作台的直线进给速度为.公式所以，本设计选外循环滚动螺旋副，查机电综合设计指导书表，根据，选丝杠公称直径，有因为，所以初选的丝杠螺母副合格。.传动效率计算滚珠丝杠螺母副的传动效率为公式式中为丝杠螺旋升角，为摩擦角，滚珠丝杠副的滚动摩擦系数,其摩擦角约等于。所以，.刚度验算滚珠丝杠副的轴向变形包括丝杠的拉压变形丝杠与螺母之间滚道的接触变形丝杠的扭转变形引起的纵向变形以及螺母座的变形和滚珠丝杠轴承的轴向接触变形。滚珠丝杠的扭转变形较小，对纵向变形的影响更小，可忽略不计。螺母座只要设计合理，其变形量也可忽略不计，只要滚珠丝杠支承的刚度设计得好，轴承的轴向接触变形在此也可以不予考虑。丝杠的拉压变形量滚珠丝杠应计算满载时拉压变形量，其计算公式为公式式中为在工作载荷作用下丝杠总长度上拉伸或压缩变形量为丝杠的工作载荷为滚珠丝杠在支承间的受力长度为材料弹性模量，对钢.为滚珠丝杠按内径确定的截面积号用于拉伸，号用于压缩。根据滚珠直径.公式见机电体化设计基础，其中，为丝杠公称直径。为丝杠底径。取进给的丝杠长度.。所以.滚珠与螺纹滚道间的接触变形量该变形量与滚珠列圈数有关，即与滚珠总数量有关，与滚珠丝杠长度无关。所以要实现轴联动。方案钢管静止不动，并且由于相贯钢管的直径大小不同相贯角度不同，都会导致相贯线轨迹的不同，因此割矩枪必须要利用数控系统实现轴向转动轴向移动径向补偿移动轴剖面内摆动,均采用步进电动机带动，所以要实现轴联动,并且要求能进行人机对话，编程及操作方便，诊断功能和纠错功能强，具有显示和通信功能，缩短非生产准备时间，提高生产率。由于被加工的钢管最大重量可达.且钢管长度最长时可达。如果照方案钢管转动起来需要耗费比较大的功率,并且钢管过长转动起来还会产生较大的扭矩从而影响钢管的加工质量.因此本设计采用方案切割机传动系统的简要说明切割机各轴的定义切割机在实现相贯线切割时,需要四轴联动和两个手动来完成.现定义四轴如下图.图切割机的四轴联动轴工作滑台简明传动系统图轴主要完成沿着钢管轴心的轴向进给图轴传动系统图图轴和轴传动系统图轴和轴传动系统图轴和轴分别实现割炬绕着钢管转动和沿钢管径向补偿.如图。轴和径向调整传动系统图轴是实现割炬的前后摆动,以切出所需要的坡口角.其摆动行程为.图轴和径向调整传动系统图.功能和技术参数分析相干钢管的直径大小不同相干角度不同，都会导致相干相贯线轨迹的不同，因此割矩枪必须要利用数控系统实现纵向移动，旋转运动和径向移动的定位精度走刀速度等诸技术参数，并且要求能进行人机对话，编程及操作方便，诊断功能和纠错功能强，具有显示和通信功能，缩短非生产准备时间，提高生产率。加上割矩枪在旋转过程中随着切割位置的不同还需要割矩摆动角度参数，即机床要实现四轴联动。加工的钢管直径尺寸，最长,厚度，属于比较大型的钢管，精度要求不高，主要考虑机构机床的刚度要求。因此可采用开环结构，并选择步进电动机作为机床的动力源。步进电动机可通过数控装置实现无级调速，因此主轴转速只需要满足最小与最大极限要求转速即可在此范围内实现连续的速度变化要求。大型,管材,相贯线,切割机,设计,毕业设计,全套,图纸大型管材相贯线切割机设计湖南工学院机械工程系数控黄俊指导教师黄开有第章绪论随着海洋石油工业的发展,海洋工程结构建造将面对面大量的钢管相贯的加工.南海西部石油合众公司，主要以海上平台上部模块建造工程为主,而大型管材相贯是该海上平台加工制造过程中经常遇见的切割焊接结构.相贯焊接前,管端相贯线需要加工,相贯线上每点的焊接坡口也需要加工.根据石油天然气行业标准和美国石油协会标准,相贯线上每点的焊接坡口取决于该点的局部两面角.不同形式的钢管相贯,相贯线上每点的局部两面角各不相同,局部两面角沿相贯线在不断变化.目前，该公司切割下料以人工作业为主，对于这种带坡口相贯线均采用人工放样等工艺方法来进行加工,因此下料工作进度与效率成为影响整个平台建造工程进度的主要因素，为改变工作强度大和效率低的现状,本课题尝试运用所学的机电体化的相关知识进行大型管材相贯线切割机的设计.本课题所研究的大型管材相贯线切割机是属于数控火焰切割机,它具有般数控机床的特点，能根据数控加工程序,自动完成从点火预热通切割氧切割熄火返回原点的整套切割过程。但数控火焰切割机又有别于般数控金属切削机床，它利用氧乙炔火焰把钢板割缝加热到熔融状态，用高压氧吹透钢板进行切割,而不像金属切削机床那样,是用金属切削工具与工件刚性接触来进行切削加工。目前这种数控火焰切割机仍依赖进口.因此,开发这种火焰切割机具有重要的意义.第章数学模型及工艺分析.钢管典型相贯线数学模型的建立如图所示,空间相贯线是个复杂的空间曲线,描述其轨迹需要用空间坐标方程,其函数关系复杂,但由于相贯线是两个圆柱的交线,所以,采用柱坐标可以把三维坐标转化为二维坐标方程,.以下相贯线均指支管内圆柱和主管外圆柱相贯.图空间相贯线曲线如图所示,在空间三维坐标系下两圆柱的相贯线方程为式中支管半径主管半径坐标系与坐标系间存在以下坐标变换关系图两圆柱的相贯线式中坐标系旋转角,亦即两管交角.在平面内支管圆柱面的方程为图支管圆柱面的方程式中支管上的旋转角.由式式得出两圆柱相贯线各点的参数方程如下取在坐标系下过相贯