摘要：本次设计通过分析激光雕刻机的发展概况和发展现状以及未来发展状况，提出了比较实用的三种激光雕刻机结构方案和方案的比较，并通过理论计算完成激光雕刻机的理论基础。本次设计的激光雕刻机采用了龙门架移动定梁式结构，该结构在X轴和Y轴方向的传动方式采用H型运动方式，通过同步轮与同步带的啮合，同步带保持静止，同步轮与轴承之间距离不变使得同步带在同步轮与轴承之间产生拉紧力，该拉紧力使得各部件之间保持不变的相对关系。通过设计计算对轴和轴承进行校核并校核合格，通过三维装配和虚拟仿真对雕刻机进行真实运动情况的模拟和碰撞检测。因为在材料质量较轻，携带方便，可雕刻大部分不可移动物体，通过固定雕刻机可实现。采用三轴的运动方式使得该激光雕刻机可以雕刻所需要雕刻的三维物体，解决了雕刻机二维雕刻的不足。

关键词 激光；雕刻机；G代码；三维；仿真

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1  激光雕刻机发展现状以及常见问题-1

1.1.1  激光雕刻机发展现状-1

1.1.2  激光雕刻机发展中的常见问题-1

1.2  激光雕刻未来发展状况及趋势-1

1.2.1  激光雕刻未来发展状况-1

1.2.2  激光雕刻未来发展趋势-2

1.3  本次设计要达到的设计目的-2

2激光雕刻机设计方案及可行性论证-3

2.1  结构方案设计-3

2.1.1  方案一-3

2.1.2  方案二-3

2.1.3 方案三-4

2.2  激光雕刻机设计方案可行性论证-5

2.2.1 方案一评价-5

2.2.2 方案二评价-5

2.2.3 方案三评价-6

2.3 方案确定-6

3机械系统总体设计与计算-7

3.1 整体结构设计-7

3.1.1 结构要求-7

3.1.2 技术参数-7

3.1.3雕刻机的基本结构和自由度分析-8

3.2 雕刻机驱动方案设计-8

3.2.1 电机驱动的特点-9

3.2.2 雕刻机驱动方案确定-9

3.3 激光雕刻机传动方案设计-9

3.3.1  几种常见的传动机构的特点-9

3.3.2 各部分传动方案设计-10

3.4 电机的选择-12

3.4.1 X方向电机的选择-12

3.4.2 Y方向电机的选择-13

3.4.3  Z方向电机的选择-14

3.5 轴的校核-14

3.6 轴承寿命校核-17

3.6.1 X方向轴承寿命校核-17

3.6.2  Y方向轴承寿命校核-19

3.7 同步带的设计计算-20

3.7.1  X方向同步带的设计计算-20

3.7.2  Y方向同步带的设计计算-22

3.8 丝杠的选型与计算-24

3.8.1选择导轨L0-24

3.8.2  计算当量载荷Fm和当量进给转速Nm-24

3.8.3  丝杠螺母副的承载能力校验-25

3.8.4  丝杠螺母副临界转速n的校验-25

3.8.5丝杠螺母副额定寿命的校核-26

3.9 联轴器的选择与计算-27

3.9.1  常用联轴器的作用-27

3.9.2  联轴器类型的选择-27

3.9.3  X方向联轴器的选用计算-28

3.9.4  Y方向联轴器的选用计算-29

3.10  环境保护和可持续发展方面的思考-30

3.10.1 本次设计对环境影响因素-30

3.10.2 加工前应采取的措施-30

3.10.3 可持续发展方面的思考-30

4产品三维设计-32

4.1  零件图建模-32

4.1.1  Y轴正板建模-32

4.1.2  Y轴副板建模-33

4.1.3  X轴正板建模-34

4.1.4  X轴副板建模-35

4.2  部件装配-37

4.2.1  X方向部件装配-37

4.2.2  Y方向部件装配-38

4.2.3  Z方向部件装配-38

4.2.4  底座部分装配-39

4.2.5  总装配-40

结论-41

致谢-43

参考文献-44