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開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)要求
1．開(kāi)題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專(zhuān)業(yè)審查后生效；
2．開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書(shū)寫(xiě)（或打?。┰诒鹃_(kāi)題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫(xiě)文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書(shū)最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊(cè)）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫(xiě)，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)。如“2010年3月15日”或“2010-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫(xiě)
2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
摘要 絲杠測(cè)量?jī)x是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)檢測(cè)絲杠周期誤差和螺旋線(xiàn)誤差的高精度測(cè)量?jī)x器，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、航天航空、核工業(yè)等領(lǐng)域[1]。早在19世紀(jì)末就發(fā)明了滾珠絲杠副，但很長(zhǎng)一段時(shí)間未能實(shí)際應(yīng)用，因?yàn)槠渲圃祀y度太大。世界上第一個(gè)使用滾珠絲杠副的是美國(guó)通用汽車(chē)公司薩吉諾分廠(chǎng)，它將滾珠絲杠副用于汽車(chē)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，我國(guó)早在50年代末期便開(kāi)始研制用于數(shù)控機(jī)床的滾珠絲杠副了。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)過(guò)于追求對(duì)檢測(cè)滾珠絲杠副螺距精度的研究，而在滾珠絲杠副綜合性能的研究上相對(duì)滯后，致使產(chǎn)品在性能上與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大的差距，這也是制約我國(guó)數(shù)控機(jī)床向更高檔次發(fā)展的主要原因之一。因此，面對(duì)新的市場(chǎng)要求，加緊對(duì)滾珠絲杠副的新產(chǎn)品開(kāi)展綜合性能試驗(yàn)研究就顯得尤為重要[2]。
關(guān)鍵詞 滾珠絲杠 絲杠測(cè)量?jī)x 主軸箱
1 研究現(xiàn)狀
絲杠測(cè)量?jī)x是專(zhuān)門(mén)用來(lái)檢測(cè)絲杠周期誤差和螺旋線(xiàn)誤差的高精度測(cè)量?jī)x器。滾珠絲杠副由絲杠、螺帽、循環(huán)系統(tǒng)和鋼珠組成[3]。它的主要功能是將螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換為反作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率等特色，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、IT、半導(dǎo)體、醫(yī)療、航天、航空、核工業(yè)等領(lǐng)域[4]。
滾珠絲杠副自1874年在美國(guó)獲得專(zhuān)利至今已經(jīng)有100多年的歷史了。世界上第一個(gè)使用滾珠絲杠副的是美國(guó)通用汽車(chē)公司薩吉諾分廠(chǎng)，它將滾珠絲杠副用于汽車(chē)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上。1940年，美國(guó)開(kāi)始成批生產(chǎn)用于汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠副，1943年，滾珠絲杠副開(kāi)始用于飛機(jī)上[5]。精密螺紋磨床的出現(xiàn)使?jié)L珠絲杠副在精度和性能上產(chǎn)生了較大的飛躍，隨著數(shù)控機(jī)床和各種自動(dòng)化設(shè)備的發(fā)展，促進(jìn)了滾珠絲杠副的研究和生產(chǎn)。從50年代開(kāi)始，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家中，滾珠絲杠副生產(chǎn)廠(chǎng)家如雨后春筍般迅速出現(xiàn)，例如：美國(guó)的WARNER-BEAVER公司、GM-SAGINAW公司；英國(guó)的ROTAX公司；日本的NSK公司、TSUBAKI公司等[6]。
1．1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
自1964年我國(guó)自行研制出第一套滾珠絲杠副以來(lái)，隨著產(chǎn)品的應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大及制造水平逐漸提高，滾珠絲杠副制造技術(shù)在經(jīng)歷了起步、發(fā)展、成熟階段之后，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了趕超世界先進(jìn)潮流的階段[7]。
國(guó)內(nèi)主要絲杠生產(chǎn)和研究單位，如陜西漢江機(jī)床廠(chǎng)，南京工藝裝備廠(chǎng)，北京機(jī)床研究所，以及山東濟(jì)寧博特精密絲杠制造有限公司等，在不斷探索和研究新產(chǎn)品的同時(shí)也一直在不斷的研究和開(kāi)發(fā)新型的絲杠測(cè)試設(shè)備[8]。
目前，國(guó)內(nèi)絲杠生產(chǎn)廠(chǎng)家已經(jīng)制造出了高速度的精密絲杠副。北京機(jī)床研究所生產(chǎn)出的GCBM4016，GCBM4020雙頭高速滾珠絲杠副，線(xiàn)速度超過(guò)48m/min。南京工藝裝備制造廠(chǎng)也生產(chǎn)出了陶瓷球高速滾珠絲杠副，線(xiàn)速度36m/min，并出口美國(guó)。測(cè)試方面，為了對(duì)滾珠絲杠副進(jìn)行高速試驗(yàn)，北京機(jī)床所專(zhuān)門(mén)研制成功了GSZ2000高速滾珠絲杠副綜合測(cè)試裝置。用于測(cè)量滾珠絲杠副在高速時(shí)的性能(定位精度、噪聲和溫升)，測(cè)量絲杠最大長(zhǎng)度為2200mm，工作臺(tái)移動(dòng)速度可達(dá)60m/min以上。該測(cè)試裝置配置了日本三菱公司的高分辨率的單軸數(shù)控系統(tǒng)，其中交流伺服電動(dòng)機(jī)的額定功率為2kW，額定轉(zhuǎn)速為3000r/min，電動(dòng)機(jī)端編碼器輸出的脈沖數(shù)為100000/r，采用了德國(guó)HEIDENHAIN精密長(zhǎng)光柵作為定位精度的測(cè)量基準(zhǔn)，其測(cè)量分辨率為0．2um；采用6個(gè)PN結(jié)溫度傳感器，分別測(cè)量螺母、絲杠、前軸承座、后軸承座、光柵和空氣的溫度，其測(cè)量分辨率為0.1℃；采用智能聲級(jí)計(jì)測(cè)量滾珠絲杠副噪聲的聲壓級(jí)，其測(cè)量分辨率為0．5dB[9]。
山東大學(xué)和濟(jì)寧博特聯(lián)合開(kāi)發(fā)的BTJS001高速滾珠絲杠測(cè)試臺(tái)能測(cè)量絲杠的最大長(zhǎng)度為2000mm，直徑為20mm-80mm，實(shí)際工作行程小于1800mm，可以完成負(fù)載狀態(tài)下的加速度、速度、定位精度以及滾珠絲杠熱伸長(zhǎng)的在線(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量；控制系統(tǒng)采用了日本三菱公司高分辨率的單軸數(shù)控系統(tǒng)，上位機(jī)軟件采用VB6.0編寫(xiě)，各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，可以實(shí)現(xiàn)硬盤(pán)數(shù)據(jù)保存并打印輸出規(guī)范的檢測(cè)報(bào)告[10]。
1．2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)外許多絲杠生產(chǎn)廠(chǎng)家如日本THK，NSK從70年代開(kāi)始研究試驗(yàn)，驅(qū)動(dòng)線(xiàn)速度從20m/min到40m/min，90年代末達(dá)80m/min，而現(xiàn)在最高線(xiàn)速度達(dá)到120m/min，并已成功應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床。根據(jù)最新資料顯示，NSK公司在試驗(yàn)條件下已經(jīng)使?jié)L珠絲杠副的線(xiàn)速度提高到200m/min。歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家也在90年代開(kāi)始研制高速絲杠，其運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到90m/min。
在測(cè)量技術(shù)方面，日本NSK公司采用計(jì)算機(jī)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)判別和處理，它在LMS型3m激光絲杠動(dòng)態(tài)檢測(cè)儀上加了一套“導(dǎo)程精度自動(dòng)評(píng)定系統(tǒng)”。它主要完成如下三個(gè)功能：
(1)迅速完成數(shù)據(jù)處理，輸出導(dǎo)程誤差曲線(xiàn)，并根據(jù)JIS或ISO滾珠絲杠標(biāo)準(zhǔn)判斷出精度等級(jí)；
(2)通過(guò)對(duì)圖形放大、濾波獲得精確數(shù)據(jù)，對(duì)誤差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；
(3)對(duì)導(dǎo)程誤差進(jìn)行諧波分析。
在測(cè)量方式上，NSK公司采用動(dòng)態(tài)連續(xù)測(cè)量，為了獲得與實(shí)際滾珠絲杠工作狀態(tài)接近的各種性能數(shù)據(jù)，NSK研制了臥式連續(xù)動(dòng)態(tài)預(yù)緊力矩測(cè)量機(jī)，安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。使用時(shí)，可以自動(dòng)的使?jié)L珠絲杠儀在高速狀態(tài)下跑合50個(gè)回合，然后自動(dòng)轉(zhuǎn)入低速狀態(tài)并開(kāi)始自動(dòng)測(cè)量和記錄[11]。
在滾珠絲杠副測(cè)量的多功能化方面，聯(lián)邦德國(guó)林德納公司研制了GM心導(dǎo)程測(cè)量?jī)x，對(duì)于各種不同牙型的絲杠，可以同時(shí)完成螺紋中徑、單面導(dǎo)程誤差和雙面導(dǎo)程誤差的測(cè)量。并且，能夠?qū)ρb配后的滾珠絲杠副同時(shí)進(jìn)行綜合導(dǎo)程精度和空載預(yù)緊力矩的測(cè)量[12]。
隨著現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的快速發(fā)展，光電技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、微處理技術(shù)、圖像顯示技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，智能化技術(shù)、柔性測(cè)試、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試等也得到了廣泛的發(fā)展及應(yīng)用，絲杠動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x的研究也向高精度、快速化、智能化、模塊化的方向發(fā)展[13]。
2 研究目的及意義
隨著汽車(chē)工業(yè)、航空航天業(yè)的發(fā)展對(duì)輕合金的高速切削加工越來(lái)越重視，加工中心、工業(yè)機(jī)器人、CN鍛壓機(jī)械、FMS及各類(lèi)數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)化機(jī)械的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)速度不斷提高。以加工中心為例，工作臺(tái)的移動(dòng)速度在80年代僅為15m/min～20m/min，90年代中前期為30m/min～50m/min，到了90年代后期國(guó)外已達(dá)60m/min～80m/min，并向更高速度推進(jìn)。為適應(yīng)高速切削加工的要求，高性能滾珠絲杠已成為滾珠絲杠副產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)。所謂高性能就是指在高速度的基礎(chǔ)上，滾珠絲杠副具有較高的精度穩(wěn)定性，達(dá)到高剛性、高負(fù)載、自潤(rùn)滑、低噪聲、小溫升等性能[14]。
然而滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)高性能的過(guò)程也面臨一系列的技術(shù)問(wèn)題，包括如何抑制高速時(shí)的振動(dòng)、噪聲、溫升、溫位移；高速時(shí)的定位精度的變化；循環(huán)反向裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及如何提高滾珠循環(huán)反向的流暢性和可靠性；滾珠螺母結(jié)構(gòu)和滾珠鏈的創(chuàng)新等。因此，要實(shí)現(xiàn)滾珠絲杠副的高性能，需要在滾珠絲杠的設(shè)計(jì)、制造及試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)上不斷的創(chuàng)新。國(guó)外許多制造滾珠絲杠的公司，除了致力于改革加工工藝外，都把檢測(cè)手段的更新?lián)Q代放在重要的地位。并且，經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)，已經(jīng)形成了一套較為完整的檢測(cè)和研究體系[15]。
長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)過(guò)于追求對(duì)檢測(cè)滾珠絲杠副螺距精度的研究，而在滾珠絲杠副綜合性能的研究上相對(duì)滯后，致使產(chǎn)品在性能上與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大的差距，這也是制約我國(guó)數(shù)控機(jī)床向更高檔次發(fā)展的主要原因之一。因此，面對(duì)新的市場(chǎng)要求，加緊對(duì)滾珠絲杠副的新產(chǎn)品開(kāi)展綜合性能試驗(yàn)研究就顯得尤為重要[16]。本課題就是要設(shè)計(jì)絲杠測(cè)量?jī)x的主軸箱，絲杠測(cè)量?jī)x主要用于滾珠絲杠副滾道型面的誤差測(cè)量，主軸箱是其主要部件。通過(guò)分析機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方式和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的布局，設(shè)計(jì)出合理的主軸箱系統(tǒng)，并使其具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。
參 考 文 獻(xiàn)
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[12] 杜朝水. 絲杠摩擦力矩動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[D]. 南京：南京理工大學(xué)碩士學(xué)
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告
２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：
（1） 研究?jī)?nèi)容或解決的問(wèn)題
① 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；
② 電動(dòng)機(jī)的選擇；
③ 傳動(dòng)比的分配；
④ 帶輪與V帶的設(shè)計(jì)；
⑤ 齒輪和軸的設(shè)計(jì)；
⑥ 箱體的設(shè)計(jì)；
⑦ 主軸箱零件的裝配問(wèn)題絲杠測(cè)量?jī)x的；
⑧ 裝配的工藝性問(wèn)題；
（2） 擬采用的研究手段
① 通過(guò)查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解國(guó)內(nèi)外研究和發(fā)展現(xiàn)狀。
② 分析絲杠測(cè)量?jī)x主軸箱系統(tǒng)的特點(diǎn)，進(jìn)行總傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括擬定傳動(dòng)方案，選擇合適的電動(dòng)機(jī)，分配傳動(dòng)比和計(jì)算傳動(dòng)裝置的動(dòng)力參數(shù)等。
③ 根據(jù)主軸箱系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行各部分零件詳細(xì)的設(shè)計(jì)，在此階段會(huì)涉及到齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，軸的設(shè)計(jì)，軸承的選用等步驟。
④ 在杠測(cè)量?jī)x主軸箱的各部分都設(shè)計(jì)完畢后，進(jìn)行總體裝配設(shè)計(jì)，要做到結(jié)構(gòu)合理，并便于裝配與拆卸，即具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。
⑤ 零件圖繪制，零件圖要按生產(chǎn)要求畫(huà)出，圖形、尺寸、技術(shù)要求完整、明晰，注意結(jié)構(gòu)的合理性和和工藝性。注意降低加工成本。各零件在保證剛強(qiáng)度的情況下要考慮減重，關(guān)鍵零件要作剛強(qiáng)度校核。
⑥ 出總裝圖、部件裝配圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要注意遵守各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，表達(dá)清楚各部分的工作原理、裝配關(guān)系。保證定位準(zhǔn)確，連接可靠，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)練，充分考慮運(yùn)動(dòng)零件的工作可靠性和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：
該同學(xué)在較好理解與分析任務(wù)書(shū)的要求后，認(rèn)真搜集相關(guān)資料，對(duì)絲杠測(cè)量?jī)x的發(fā)展與研究作了分析和歸納，為進(jìn)一步研究打下了良好的基礎(chǔ)。
2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：
通過(guò)對(duì)絲杠測(cè)量?jī)x主軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算，能在設(shè)計(jì)、繪圖、計(jì)算等方面得到培養(yǎng)。若考慮結(jié)構(gòu)和緊湊性，操作的方便性等因素的話(huà)，可以具有較大的展開(kāi)空間。需通過(guò)努力完成課題的設(shè)計(jì)。
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日