面向LED封装的XY二自由度的工作台的设计

面向LED封装的XY二自由度的工作台的设计

摘要：现代LED封装技术的发展基于数控技术，数控技术和数控机床理所当然的成为制造业关注的焦点。工作台作为被控对象，通过伺服电机实现精密定位，是数控机床不可或缺的部分。

本文以设计面向LED封装的高速、高精密度工作台为目标，以机械动力学理论知识为基础，深入的研究了十字型高速、高精密度定位平台。完成的工作有伺服电机的选型和对工作台机械部件进行选型设计，其中机械部件的选型设计主要包括滚珠丝杠的选型、滚动导轨的选型、轴承和联轴器的选型及主要主要支撑部件的外形设计，确保工作台的定位精度为，重复定位精度为0.015mm。

关键字：工作台  滚珠丝杠副   直线滚动导轨副

目  录

1前  言 1

2  X—Y工作台的传动方式 2

3  螺旋丝杠副的选取 3

3.1导程的选取 3

3.2  螺旋传动型式的选取 4

3.3 计算最大速度和各时段的时间 4

3.4 滚珠丝杠副尺寸选择计算 5

3.4.1 计算当量载荷 5

3.4.2 计算当量转速 r/min 5

3.4.3计算额定动载荷 5

3.4.4估算滚珠丝杠允许最大轴向变形m（μm） 6

3.4.5滚珠丝杠副的支撑方式选择 7

3.4.6  估算滚珠丝杠底径d2m 7

3.4.7  滚珠丝杠副的预紧方式 8

3.4.8 计算预紧力Fp （N） 9

3.4.9 DN值的验算 9

3.4.10 安装部精度及其设计 9

3.5  螺旋升角与传动效率 10

3.5.1 螺旋升角的计算 10

3.5.2 传动效率的计算 11

3.6  计算行程补偿值C （μm） 11

3.7  计算预拉伸力Ft（N） 11

4  滚动轴承型号选择计算 12

4.1 初步选择轴承的类型 12

4.2 计算当量动载荷 12

4.3  按额定载荷选择轴承 13

4.3.1 计算额定动载荷 13

4.3.2额定静载荷的计算 14

4.3.3  按基本额定动载荷选取轴承 15

5  系统刚度的计算 （N/μm） 17

5.1滚珠丝杠轴本身的轴向刚性，N/μm 17

5.2滚珠螺母本身的轴向刚度 17

5.3计算系统刚度 17

6  电机的选择 19

6.1 滚珠丝杆副推力与扭矩的关系公式 19

6.2 工作台加速扭矩的计算 19

6.3 计算滚珠丝杠预压扭矩Td 20

6.4 滚珠丝杠副驱动扭矩的计算 20

6.5马达的选定 21

7 联轴器的选择 22

8 滚动直线导轨的选择 23

8.1直线导轨种类选择 23

8.2 滚动导轨的计算 24

8.2.1 计算导轨的载荷 24

8.2.2 平均载荷的计算 26

8.2.3 导轨型号的选取 26

8.3 防尘措施 27

9  工作台支撑底座外形的设计 28

结  论 29

参考文献 30

致  谢 31