在参考文献资料、向导师请教和结合实际情况后,主要得到三种平台的结构形式,其结构图如图3。1所示。
1。方案A中,采用四根丝杠分别通过推力轴承与升降台的四个角相连接,考虑到丝杠的刚性较差,且丝杠下端向下移动可能会接触到地面,所以,此方案不合理,此方案另外一个最大的缺点就是为了同时驱动四根丝杠,需要设计较为复杂的传动系统,增加了平台的重量,而且平台可能因为倾复力矩而导致丝杠卡死;
2。方案B中,只在升降台中央采用一根丝杠连接,在升降台的侧面设置导轨导向,导轨与升降台相连,经过分析,方案B相对于方案A虽然整体的刚性有了提高,但是导轨向下移动任然可能会接触地面,从而影响整个平台的运动,因此方案B也不合理;
3。方案C和方案D的升降台都采用箱型结构,刚性大,都继承了方案B的优点,同时又能够保证升降台的上下运动不会影响平动台运动。方案C相对于方案D最大的优点是升降台“包裹”导轨,这使得升降台即使降到最低位置时导轨也不会高于升降台,从而不会影响升降台上安装工件的工作。但是方案C最大的问题在于,需要将导轨滑座(动导轨)安装在箱型升降台的内部,会使得安装复杂,对安装人员的技术要求高,成本高,后期维护更换零部件困难;如果调换定导轨和动导轨的位置(即长导轨安装在箱型升降台上),又会出现方案A和方案B导轨可能接触到地面的问题。
4。方案D虽然有不足之处,但是可以满足经济性,而且可以通过调整升降台上工件的安装方向,让升降台的长边(无导轨一边)作为主要的工作边。因此本次课程设计采用方案D。
图3。1 平台整体方案的比较、选择
3。2 传动方案的设计
3。2。1 升降台传动方案的设计
对方案C近一步分析,得到升降台的传动方案和各零部件代号如图3。2所示。电机通过联轴器驱动轴I,轴I与轴II通过一对锥齿轮啮合,轴II即蜗杆轴,蜗杆驱动蜗轮,蜗轮带动丝杠,丝杠与升降台上的螺母配合使其上下运动。这就是总的传动方案[7]。
图3。2 升降台传动方案和各零部件代号
3。2。2 移动台传动方案的设计
在升降台传动方案的基础上近一步得到平动台的传动方案。其传动方案图如图3。3a和图3。3b所示。电机通过联轴器驱动轴IV,轴IV与轴V用一对锥齿轮实现减速,锥齿轮3与锥齿轮4相啮合以驱动滚珠丝杆轴,即轴V。
图3。3a 平动台传动方案和各零部件代号
图3。3b 平动台传动方案
4 升降台传动方案主要零部件的设计
4。1 升降台结构的设计
为了便于安装滑块,同时给平台预留出升降的空间,所以将平台设计成半封闭的箱形结构,中间加两个支撑以提高平台的刚性和抗扭能力,又能减轻平台的重量。按照设计要求,升降台要能够承载500kg的重量,设计图如图4。1所示。
图4。1 升降台结构
平台的整体尺寸为800×550×420(单位mm),上端(开有梯形槽和螺钉孔)的壁厚为30mm,下端的壁厚为35mm,左右壁厚为50mm,对于承载500kg有较大的富余量。经过CAD体积计算,体积为0。0604,钢的密度为7。85,计算得到升降台的质量为474。升降台顶部加工梯形槽和螺孔,方便安装其他工件。