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六自由度滑块式并联机床结构设计

摘要

并联机床又经常被广大学者和设计师称为虚拟轴机床，因为这种机床从根本

说可以认为它是由机器人技术与机床技术两种工业新老力量相融合后诞生的

一种新式机床。并联机床的最大特点就是其加工时主要依靠程序的后期设置去和

结构相匹配，可以说一个并联机床的好坏，既要看结构设计的好坏也要看后期程

序设计的优良同时还要看二者的匹配成度。所以说，并联机床与传统车床相比，

并联车床车床具有很多加工优点，比如加工效率高，加工速度快，精确度高等，

但是设计使用并联机床时，需要耗费的人力物力财力也是不可忽视的，所以并联

机床在一直不断改进和创新。这次我所设计的并联机床是6-HRTT滑块式并联机

床。其结构由固定机床床身平台，垂直放置的滚珠丝杠，连杆一端的虎克钗将

与滚珠丝杠螺胃副与连杆相连接，连杆另一端的另一个虎克钗与刀具平台连接。

结构设计完成后，对其使用的各种零部件进行计算选型，计算的内容包括：滚珠

丝杠螺胃副，滚动轴承和交流伺服电动机的计算和选择。本文还介绍了并联机床

的研究现状、背景和未来展望。最后利用CAXACAD电子绘图软件绘制二维总

装配图和各种非标零件的二维零件图。

关键词：并联机床；滑块结构；滚珠丝杠螺胃副；伺服电动机；滚动导轨，

虎克饺。

目录

引言1

第一章总论1

1.1研究背景1

1.2国内外研究现状2

1.3研究意义3

1.4研究方案4

1.4.1设计步骤4

1.4.2结构设计4

第二章并联机床零部件的设计计算5

2.1机床的位置计算5

2.2滚珠丝杠螺胃副的计算与选型8

2.2.1计算极限载荷8

2.2.2计算极限％9

2.2.3滚珠丝杠螺胃副的选型10

2.2.4计算效率10

2.2.5滚珠丝杠刚度校核11

2.2.6压杆稳定性校核12

2.3滚动轴承的计算及选型13

2.3.1计算基本额定载荷：13

2.3.2轴承选型13

2.3.3校核角接触球轴承14

2.4伺服电动机的计算和选型15

2.4.1初选交流伺服电动机15

242电动机惯量匹配原则17

2.4.3交流伺服电动机发热校核17

2.5滚动导轨的计算及选型17

2.5.1计算加工时的载荷18

2.5.2计算距离额定寿命L18

2.6联轴器的选用19

2.6.1选用联轴器20

2.6.2校核转矩20

2.7机床的杆件设计21

2.8钗链的设计21

第二章并联机床的未来展望21

结论22

参考文献23

引言

并联机床是一种新型结构的机床，近年来，国内外针对它进行了许多研究，

并先后开发制造出一系列的并联机床，例如，伸缩式并联机床、滑块式并联机床、

剪式并联机床。这些是目前市面较为出现次数多的几种并联机床，但是还是有

很多的缺点，还没有成为理论设计中的机床。但是也为并联机床可以逐渐投入到

实际生产过程奠定了一定的基础。并联机构就是并联机床的最核心的理论依据，

也是它与传统机床相比较有很大不同的根本原因。并联机床的加工方式和它的设

计和编程让并联机床更像一个机器人，因为在设计的每个过程都需要去求出空

间中各个部件在不同的位置时的各种参数，这就带来了很大的计算量和数据分

析，所以这就使得大部分机床制造商在研究设计和开发的时候带来了很多的技术

困难和计算困难，这也就是并联机床发展缓慢的根本原因。前期的缓慢发展也不

一定是坏事，可以打下坚实的基础，为后期并联机床的改变和创新发展更加快速

还可以减少之后的一些不必要的弯路。因此，我们现在在设计时需要尽可能多方

面考虑进行设计，并根据指导老师对加工的要求来设计才可以更好的完成并联机

床的设计。

本文设计的是六自由